(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、弁停止状態にある燃焼停止気筒の燃焼を再開させる際に、排気弁の閉じ故障によるバックファイアと、排気通路への空気の流出による触媒劣化との双方を確実に防止することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止させることが要求された場合に、燃焼停止気筒の内部に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにその気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させる弁停止手段と、弁停止が行われた気筒の燃焼を再開させることが要求された場合に、吸気弁を停止させたままの状態で排気弁の駆動を再開し、排気弁が実際に開いたか否かを確認する確認手段と、排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、吸気弁の駆動を再開するとともに、その駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する燃焼再開手段とを備える。【選択図】図７
2010174857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止させることが要求された場合に、燃焼を停止する気筒の内部に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにその気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させる弁停止を行う弁停止手段と、
前記弁停止が行われた気筒の燃焼を再開させることが要求された場合に、前記吸気弁を停止させたままの状態で前記排気弁の駆動を再開し、前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する確認手段と、
前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動を再開するとともに、その駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する燃焼再開手段と、
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】
前記確認手段は、前記弁停止の状態から燃焼を再開する気筒毎に前記確認を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記排気弁が実際に開いたことが確認できなかった場合に、前記吸気弁の開弁および／または点火を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止させることが要求された場合に、燃焼を停止する気筒の内部に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにその気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させる弁停止を行う弁停止手段と、
前記弁停止が行われた気筒の燃焼を再開させることが要求された場合に、その緊急度の高低を判定する緊急度判定手段と、
前記緊急度が高いと判定された場合に、前記吸気弁を停止させたままの状態で前記排気弁の駆動を再開し、前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する第１の確認手段と、
前記第１の確認手段により前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動を再開するとともに、その駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する第１の燃焼再開手段と、
前記緊急度が低いと判定された場合に、前記吸気弁および前記排気弁の駆動をこの順で再開し、前記吸気弁および前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する第２の確認手段と、
前記第２の確認手段により前記吸気弁および前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する第２の燃焼再開手段と、
を備え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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止する際に、当該気筒の吸気弁および排気弁の動作を閉状態で停止させる技術が知られている。燃焼を停止した気筒の燃焼を再開させるときに、万一、排気弁が閉じ故障して開かなかったとすると、筒内で爆発したガスが排気行程で圧縮されて更に高温高圧となり、吸気弁が開いたときにこの高温高圧ガスが吸気系へ吹き返す。すなわち、バックファイアが生ずる。このような事態は、エンジンに深刻なダメージを与えるので、確実に防止することが望まれる。
【０００３】
特開２００５−９０４６３号公報には、一部の気筒の運転を休止する気筒休止制御エンジンにおいて、休止中の気筒を稼動させるにあたり、排気弁の稼動を確認するステップと、吸気弁の稼動を確認するステップと、燃料を噴射するステップとを順次行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９０４６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１００４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００５−９０４６３号公報に開示されたエンジンでは、稼動中の気筒を休止するにあたり、燃料噴射を停止するステップと、排気弁の停止を確認するステップと、吸気弁の停止を確認するステップとを順次行う（同公報の請求項１参照）。このような順で稼動中の気筒を休止することにより、燃焼室内に、燃料や排気ガスが残留しないようにしている（同公報の段落００６４参照）。すなわち、この場合、休止中の気筒内には、空気が残留することになる。この休止中の気筒が稼動を再開する際には、上述したように、まず、排気弁の稼動を確認するステップが行われるので、排気弁が開く。排気弁が開くと、筒内に残留していた空気は、排気通路へ排出され、排気浄化触媒へ流入する。触媒は、高温のときに空気（酸素）に晒されると、劣化する性質がある。このため、排気弁の稼動を確認するステップで排出された空気が触媒に流入することにより、触媒の劣化が進行する。
【０００６】
また、この従来のエンジンは、吸気ポートに燃料インジェクタを備えている（上記公報の段落００１７および図３参照）。そして、この従来のエンジンでは、排気弁の稼動を確認するステップに続き、吸気弁の稼動を確認するステップと、燃料を噴射するステップとが順次行われる。すなわち、燃料噴射を再開する前に、吸気弁の稼動を確認するステップが行われる。このため、吸気弁の稼動を確認するステップでは、燃料を含まない空気が筒内に吸入される。その後、燃料インジェクタから吸気ポートに燃料を噴射するステップを行っても、吸気弁が閉じているため、筒内に燃料を供給することはできない。従って、吸気弁の稼動を確認するステップで筒内に吸入された空気は、燃焼することなく、排気通路へ排出される。この空気も、触媒に流入し、触媒を劣化させる。
【０００７】
以上のように、上記公報に開示されたエンジンでは、休止中の気筒の稼動を再開させる際に、触媒に空気が流入してしまうので、触媒の劣化が進行し易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、弁停止状態にある燃焼停止気筒の燃焼を再開させる際に、排気弁の閉じ故障によるバックファイアと、排気通路への空気の流出による触媒劣化との双方を確実に防止することの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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止させることが要求された場合に、燃焼を停止する気筒の内部に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにその気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させる弁停止を行う弁停止手段と、
前記弁停止が行われた気筒の燃焼を再開させることが要求された場合に、前記吸気弁を停止させたままの状態で前記排気弁の駆動を再開し、前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する確認手段と、
前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動を再開するとともに、その駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する燃焼再開手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記確認手段は、前記弁停止の状態から燃焼を再開する気筒毎に前記確認を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記排気弁が実際に開いたことが確認できなかった場合に、前記吸気弁の開弁および／または点火を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の全気筒または一部の気筒の燃焼を停止させることが要求された場合に、燃焼を停止する気筒の内部に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにその気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させる弁停止を行う弁停止手段と、
前記弁停止が行われた気筒の燃焼を再開させることが要求された場合に、その緊急度の高低を判定する緊急度判定手段と、
前記緊急度が高いと判定された場合に、前記吸気弁を停止させたままの状態で前記排気弁の駆動を再開し、前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する第１の確認手段と、
前記第１の確認手段により前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動を再開するとともに、その駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する第１の燃焼再開手段と、
前記緊急度が低いと判定された場合に、前記吸気弁および前記排気弁の駆動をこの順で再開し、前記吸気弁および前記排気弁が実際に開いたか否かを確認する第２の確認手段と、
前記第２の確認手段により前記吸気弁および前記排気弁が実際に開いたことが確認できた場合に、前記吸気弁の駆動再開後最初に筒内に吸入された新気が燃焼可能となるように燃料噴射を再開する第２の燃焼再開手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、燃焼停止気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させるので、排気浄化触媒が空気に晒されるのを防止することができ、触媒の劣化を抑制することができる。また、燃焼停止気筒の燃焼を再開させる前に、排気弁の駆動を再開し、排気弁が実際に開いたか否かを確認することができる。このため、排気弁が閉じ故障した場合であっても、内燃機関に深刻なダメージを与えるバックファイアが発生することを確実に防止することができる。また、燃焼停止気筒に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにしているので、上記の確認のために排気弁を開いたときにも、空気が排気通路へ排出されることはない。よって、触媒に空気が流入することを確実に防止することができ、触媒の劣化を確実に抑制することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、燃焼を再開する気筒毎に、排気弁の開弁を確認することができる。このため、排気弁の閉じ故障を気筒毎に判定することができ、バックファイアの発生をより確実に防止することができる。また、排気弁が閉じ故障した気筒があった場合であっても、排気弁が正常な気筒では燃焼を迅速に再開することができる。このため、エンジントルクを迅速に発生させることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、排気弁が実際に開いたことが確認できなかった場合に、その気筒の吸気弁の開弁と点火との少なくとも一方を禁止することにより、バックファイアの発生を確実に防止することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、燃焼停止気筒の吸気弁および排気弁を閉状態で停止させるので、排気浄化触媒が空気に晒されるのを防止することができ、触媒の劣化を抑制することができる。また、燃焼停止気筒の燃焼を再開させる前に、排気弁の駆動を再開し、排気弁が実際に開いたか否かを確認することができる。このため、排気弁が閉じ故障した場合であっても、内燃機関に深刻なダメージを与えるバックファイアが発生することを確実に防止することができる。また、燃焼停止気筒に排気ガスが閉じ込められた状態となるようにしているので、上記の確認のために排気弁を開いたときにも、空気が排気通路へ排出されることはない。よって、触媒に空気が流入することを確実に防止することができ、触媒の劣化を確実に抑制することができる。また、第４の発明によれば、燃焼再開の緊急度が低い場合には、燃焼を再開させる前に吸気弁が実際に開くかどうかについても確認することができる。この吸気弁の開弁確認を行った場合には、筒内に閉じ込められていた排気ガスが一旦吸気ポートに流出した後、再び筒内に吸入される。このため、その後に排気弁の開弁確認を行った際にも、排気通路に空気が排出されることはない。よって、触媒の劣化を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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図である。
【図２】第１ロッカーアームおよび第２ロッカーアームの断面図である。
【図３】第１ロッカーアームの側面図である。
【図４】第２ロッカーアームの側面図である。
【図５】第１ロッカーアームおよび第２ロッカーアームの断面図である。
【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。
【図７】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。
【図８】燃料カットから復帰する際の各気筒の動作の一例を示した図である。
【図９】燃料カットから復帰する際の各気筒の動作の一例を示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１１】燃焼再開の緊急度が低い場合の燃焼再開処理における動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステムを説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は特に限定されないが、本実施形態では、内燃機関１０は＃１〜＃４の４個の気筒を有する直列４気筒型であるものとする。また、爆発順序は、＃１→＃３→＃４→＃２とする。
【００１９】
内燃機関１０の各気筒内には、ピストン１２が設けられている。各気筒には、吸気通路１６および排気通路１８が接続されている。
【００２０】
吸気通路１６には、スロットルバルブ２０が設けられている。スロットルバルブ２０の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ２２が設けられている。また、排気通路１８には、排気ガスを浄化するための触媒２６が配置されている。
【００２１】
内燃機関１０の各気筒には、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料インジェクタ２８と、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ３０とが設けられている。なお、本発明は、図示のようなポート噴射式エンジンに限らず、筒内直接噴射式エンジンや、ポート噴射と筒内直接噴射とを併用するエンジンにも適用可能である。
【００２２】
内燃機関１０の各気筒には、吸気弁３２と排気弁３８とが２個ずつ設けられている。吸気弁３２は、吸気動弁装置３４により駆動され、排気弁３８は、排気動弁装置４０により駆動される。後述するように、吸気動弁装置３４、排気動弁装置４０は、それぞれ、吸気弁３２、排気弁３８を閉状態で停止させることが可能な弁停止機構を備えている。
【００２３】
また、本実施形態のシステムは、クランクシャフト２４の回転角度（クランク角）を検出するためのクランク角センサ４２と、吸気動弁装置３４および排気動弁装置４０の各々のカムシャフトの回転角度を検出するカム角センサ４４と、吸気弁３２および排気弁３８の各々のリフト（開弁）を検出するリフトセンサ４６と、内燃機関１０が搭載された車両のアクセルペダルの位置を検出するアクセルポジションセンサ４８と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータがそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
図２および図５は、それぞれ、吸気動弁装置３４が備える第１ロッカーアーム３４１および第２ロッカーアーム３４２，３４３の断面図である。また、図３は、第１ロッカーアーム３４１の側面図、図４は、第２ロッカーアーム３４２，３４３の側面図である。吸気動弁装置３４と排気動弁装置４０とは、同様の構成であるので、以下では、代表して吸気動弁装置３４について説明する。
【００２５】
図２に示すように、吸気動弁装置３４は、第１ロッカーアーム３４１と、その両側に配置された一対の第２ロッカーアーム３４２，３４３とを備えている。これらのロッカーアーム３４１，３４２，３４３は、共通のロッカーシャフト３４４を中心として揺動可能になっている。ロッカーシャフト３４４は、一対の油圧ラッシュアジャスタ３４５を介して内燃機関１０のシリンダヘッドに支持されている。
【００２６】
図３に示すように、吸気動弁装置３４は、カムシャフト３４６を有している。カムシャフト３４６は、タイミングチェーン等を介してクランクシャフト２４と連結されており、クランクシャフト２４の２分の１の速度で回転する。カムシャフト３４６は、カム３４７を備えている。一方、第１ロッカーアーム３４１には、ローラ３４８が設けられている。第１ロッカーアーム３４１は、捩じりコイルばね３４９により、図３中で反時計回りに付勢されている。この付勢力により、ローラ３４８は、カム３４７に押し当てられている。このような構成により、カム３４７の回転に伴い、第１ロッカーアーム３４１が揺動する。
【００２７】
図４に示すように、第２ロッカーアーム３４２，３４３の可動端は、二つの吸気弁３２のバルブステムの端部にそれぞれ当接している。吸気弁３２は、バルブスプリング３５０により、閉じ方向に付勢されている。カムシャフト３４６は、カム３４７の両側に、一対のゼロリフトカム３５１を備えている。ゼロリフトカム３５１は、カム３４７のベース円と等しい半径を有する真円をなしている。第２ロッカーアーム３４２，３４３には、それぞれ、ローラ３５２が設けられている。このローラ３５２の外径は、第１ロッカーアーム３４１に設けられたローラ３４８の外径に等しい。また、ロッカーシャフト３４４の中心とローラ３５２の中心との距離は、ロッカーシャフト３４４の中心とローラ３４８の中心との距離に等しい。吸気弁３２が閉じているときには、ローラ３５２は、ゼロリフトカム３５１に当接している。
【００２８】
吸気動弁装置３４は、第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３とが分離した状態と、第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３とが連結した状態とを切り換える切換機構を備えている。以下、この切換機構について説明する。
【００２９】
図２に示すように、第１ロッカーアーム３４１は、ローラ３４８と同心的に設置されたスリーブ３５３を有している。第２ロッカーアーム３４２，３４３は、それぞれ、ローラ３５２と同心的に設置されたスリーブ３５４，３５５を有している。
【００３０】
図２は、第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３とが分離した状態を示している。この分離状態では、第２ロッカーアーム３４２のスリーブ３５４には、ピン３５６が挿入しており、第１ロッカーアーム３４１のスリーブ３５３にはピン３５７が挿入しており、第２ロッカーアーム３４３のスリーブ３５５には、ピン３５８が挿入している。
【００３１】
図２に示す分離状態では、ピン３５６とピン３５７とは、第２ロッカーアーム３４２と第１ロッカーアーム３４１との隙間において互いに当接しており、ピン３５７とピン３５８とは、第１ロッカーアーム３４１と第２ロッカーアーム３４３との隙間において互いに当接している。このため、カム３４７の回転によって第１ロッカーアーム３４１が揺動しても、その揺動は第２ロッカーアーム３４２，３４３へは伝達されない。そして、第２ロッカーアーム３４２，３４３のローラ３５２は、カム山を有しないゼロリフトカム３５１と接触している。このため、カムシャフト３４６が回転しても、第２ロッカーアーム３４２，３４３は揺動せず、吸気弁３２は閉じた状態で停止することになる。
【００３２】
ピン３５８の他端は、第２ロッカーアーム３４３の側面を超えて突出している。この突出したピン３５８の他端は、駆動手段３５９の変位部材３６０に当接している。駆動手段３５９は、ＥＣＵ５０の指令に従って、変位部材３６０を図２中の左右方向に変位させることができるように構成されている。
【００３３】
第２ロッカーアーム３４２のスリーブ３５４の一端は閉じられており、その中にはばね３６１が設置されている。このばね３６１は、ピン３５６を図２中で右方向へ押圧している。これにより、ピン３５６，３５７，３５８は、図２中で右方向へ付勢されている。
【００３４】
第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３とが分離した状態において、第１ロッカーアーム３４１のローラ３４８がカム３４７のベース円に接触しているときには、ピン３５６，３５７，３５８の中心が一致する。このときに、駆動手段３５９を作動させ、ピン３５６，３５７，３５８を図２中で左方向に移動させることにより、図５に示す連結状態に切り換えることができる。図５に示す状態では、ピン３５７の一部が第２ロッカーアーム３４２のスリーブ３５４に挿入し、ピン３５８の一部が第１ロッカーアーム３４１のスリーブ３５３に挿入している。これにより、第１ロッカーアーム３４１と第２ロッカーアーム３４２とがピン３５７を介して連結され、第１ロッカーアーム３４１と第２ロッカーアーム３４３とがピン３５８を介して連結される。従って、カム３４７の回転によって第１ロッカーアーム３４１が揺動すると、これに伴って第２ロッカーアーム３４２，３４３も揺動するので、吸気弁３２が開閉動作を行う。
【００３５】
第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３との連結を解除する際には、駆動手段３５９により、変位部材３６０を図５中の右方向に変位させる。そうすると、ピン３５６，３５７，３５８は、ばね３６１の付勢力によって、図５中の右方向に変位する。その結果、図２に示す分離状態、すなわち吸気弁停止状態に切り換えることができる。
【００３６】
以上説明したように、吸気動弁装置３４は、第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３とを連結した状態と分離した状態とを切り換えることにより、吸気弁３２を作動させる状態と、吸気弁３２を閉じて停止させる状態とを切り換えることができる。本実施形態では、第１ロッカーアーム３４１と、第２ロッカーアーム３４２，３４３との連結および分離を気筒毎に行うことができるものとする。すなわち、本実施形態では、吸気弁作動状態と吸気弁停止状態とを気筒毎に切り換えることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、排気動弁装置４０も、吸気動弁装置３４と同様にして、排気弁３８を作動させる状態と、排気弁３８を閉じて停止させる状態とを気筒毎に切り換えることができるように構成されているものとする。
【００３８】
ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の減速時に、燃料噴射を停止する燃料カット（燃焼停止）を行う。排気通路１８に設けられた触媒２６は、高温時に空気（酸素）に晒されると、劣化し易いという特性がある。このため、燃料カットの実行中に、排気通路１８に空気が流入すると、触媒２６が劣化する。そこで、本実施形態では、燃料カットの実行中、吸気弁３２および排気弁３８を閉じた状態でそれらの動作を停止させることとしている。これにより、燃料カットの実行中に、触媒２６に空気が流入することを防止することができるので、触媒２６の劣化を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、燃料カットに入る際に吸気弁３２および排気弁３８の動作を停止させるとき、筒内に排気ガスが閉じ込められた状態となるように、それらの動作を停止させる。具体的には、内燃機関１０の燃料カット要求（燃焼停止要求）が出された場合には、気筒毎に、図６に示すルーチンに従って燃焼停止処理を行う。
【００４０】
図６に示すルーチンによれば、まず、爆発後のタイミングで排気弁３８の動作が停止するように、排気動弁装置４０を弁停止状態に切り換える旨の指令が発せられる（ステップ１００）。すなわち、排気ガスが筒内に残留している状態で、排気弁３８の動作を停止させるようにする。
【００４１】
次いで、その状態から、吸気弁３２が次に開く前に吸気弁３２の動作が停止するように、吸気動弁装置３４を弁停止状態に切り換える旨の指令が発せられる（ステップ１０２）。続いて、燃料インジェクタ２８からの燃料噴射および点火プラグ３０による点火を停止させる（ステップ１０４）。
【００４２】
以上のような燃焼停止処理により、燃料カット中、各気筒内には排気ガスが閉じ込められた状態となる。
【００４３】
触媒２６の劣化を抑制するためには、燃料カットから通常運転へ復帰する際（つまり燃焼を再開する際）にも、触媒２６に空気を出来る限り流入させないことが望まれる。そのためには、吸気弁３２の動作が再開して最初に筒内に吸入された新気についても、この新気がそのまま触媒２６へ送られないようにするため、この新気と燃料との混合気を確実に燃焼させることが必要となる。
【００４４】
吸気弁３２が動作を再開して最初に筒内に吸入された新気が燃焼し、筒内に排気ガスが生成されたら、排気弁３８を開いて、その排気ガスを排気通路１８へ排出する必要がある。しかしながら、この際に、万一排気弁３８が開かなかった場合、すなわち排気弁３８が閉じ故障した場合には、筒内に生成した高温高圧の排気ガスが排気行程で圧縮されて更に高温高圧となり、次に吸気弁３２が開いたときに、この高温高圧ガスが吸気系へ吹き返す。すなわち、バックファイアが発生する。吸気系は、高温高圧のガスが流入することを想定した設計になっていないので、上記のようなバックファイアが発生すると、内燃機関１０が深刻なダメージを受ける。
【００４５】
そこで、本実施形態では、上記のようなバックファイアの発生を確実に回避するため、燃料カットから復帰する際には、吸気弁３２の駆動を再開させる前に、排気弁３８の駆動を再開し、排気弁３８が実際に開いたかどうかをリフトセンサ４６によって確認することとした。そして、排気弁３８が開いたことが確認できたことを条件に、吸気弁３２の駆動を再開させるようにした。一方、排気弁３８が開いたことが確認できなかった場合には、吸気弁３２の駆動を禁止するか、または点火を禁止することとした。これにより、排気弁３８が閉じ故障した場合には、その気筒での爆発を未然に防止することができるので、バックファイアを確実に回避することができる。
【００４６】
また、前述したように、燃料カットの実行中は、筒内に排気ガスが閉じ込められた状態になっている。このため、燃料カットから復帰する際に、上記確認のために排気弁３８を開いたときには、筒内に閉じ込められていた排気ガスが排気通路１８に排出されるだけであり、空気が排気通路１８に排出されることはない。よって、触媒２６への空気の流入を防止することができ、触媒２６が劣化することを確実に抑制することができる。
【００４７】
図７は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ５０は、燃料カットから通常運転へ復帰する旨の要求があった場合、すなわち、アクセルペダルが踏まれたことが検知された場合あるいはエンジン回転数が所定の復帰回転数まで低下した場合に、本ルーチンを気筒毎に実行する。図７に示すルーチンによれば、まず、排気弁３８の駆動が再開される（ステップ２００）。すなわち、このステップ２００において、ＥＣＵ５０は、排気動弁装置４０の第１ロッカーアームと第２ロッカーアームとを分離状態から連結状態へ切り換える旨の指令を発する。
【００４８】
次いで、排気弁３８の駆動再開後の初回の排気弁３８の開弁をリフトセンサ４６によって検知し、排気弁３８が実際に開いたことが確認できたか否かが判定される（ステップ２０２）。前述したように、このときに排気弁３８が開いても、筒内に閉じ込められていた排気ガスが排気通路１８へ排出されるだけであるので、触媒２６が劣化することはない。
【００４９】
上記ステップ２０２で、排気弁３８が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できた場合には、燃料噴射を再開する処理（ステップ２０４）と、吸気弁３２の駆動を再開する処理（ステップ２０６）と、点火を再開する処理（ステップ２０８）とが順次行われる。ここでは、吸気弁３２が動作を再開して最初に筒内に吸入される新気が燃焼可能となるように、これらの処理が行われる。燃料インジェクタ２８から噴射した燃料を筒内に送るためには、吸気弁３２が開く前の排気行程か、または吸気弁３２が開いている最中に燃料を噴射する必要がある。したがって、排気弁３８が開いたことが確認できた場合には、吸気弁３２が開く前、または吸気弁３２が開いている最中に、燃料噴射が実行される。これにより、筒内に混合気が吸入される。そして、圧縮行程を経て、この混合気に点火が行われる。以上のようにして、吸気弁３２が動作を再開して最初に筒内に吸入される新気を確実に燃焼させることができる。よって、触媒２６に空気が流入することを確実に回避することができ、触媒２６の劣化を抑制することができる。
【００５０】
一方、上記ステップ２０２で、排気弁３８が開くはずのクランク角度（またはカム角度）においても排気弁３８が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できなかった場合には、排気弁３８が閉じ故障していると判断することができる。そこで、この場合には、吸気弁３２の駆動を禁止する処理（ステップ２１０）と、点火を禁止する処理（ステップ２１２）とが実行される。これにより、吸気弁３２は動作を再開せずに閉じた状態に維持されるので、筒内に新気が吸入されず、また、点火も行われない。よって、筒内で爆発が生ずることを確実に回避することができる。このため、排気弁３８が閉じ故障した場合であっても、バックファイアの発生を確実に回避することができる。
【００５１】
図８および図９は、燃料カットから復帰する際の各気筒の動作の一例を示した図であり、横軸はクランク角度である。これらの図において、点線で示すバルブリフト曲線は、弁停止、すなわち実際には弁が開いていないことを示している。一方、実線で示すバルブリフト曲線は、弁が実際に開いていることを示している。
【００５２】
ＥＣＵ５０は、燃料カットから復帰する旨の要求が出された場合、そのときのクランク角度（またはカム角度）に基づいて、どの気筒に対して一番最初に燃焼再開処理を行うかを決定する。例えば、図８および図９での復帰要求のタイミングは、＃２気筒の排気行程に相当しているが、本実施形態の排気動弁装置４０では、排気行程の途中で第１ロッカーアームと第２ロッカーアームとを分離状態から連結状態に切り換えることはできないので、このタイミングで＃２気筒の排気弁３８の開弁を確認することはできない。従って、図８および図９に示す例の場合に、一番最初に燃焼再開処理を行うことができるのは、＃１気筒となる。そこで、この場合には、図８に示すように、まず、＃１気筒において、排気弁３８の駆動を再開し、排気弁３８が開いたかどうかを確認する。その後、爆発順序に従い、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の燃焼再開処理が順次実行される（図８および図９参照）。
【００５３】
本実施形態では、上述したような排気弁３８の開き確認を含む燃焼再開処理を気筒毎に実行することにより、何れかの気筒で排気弁３８の閉じ故障が発生した場合であっても、バックファイアの発生を確実に防止することができる。また、燃焼再開処理の一連の動作において排気通路１８に空気を排出することがないので、触媒２６の劣化を確実に抑制することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、燃料カットから復帰する際に吸気弁３２が実際に開くことの確認を行っていないが、燃料カットから復帰した際に吸気弁３２が閉じ故障した場合であっても、内燃機関１０が深刻なダメージを受けるおそれはないので、問題はない。また、吸気弁３２の閉じ故障は、例えば吸気圧センサの出力に基づいて、比較的容易に検出することが可能である。よって、そのような方法によって吸気弁３２の閉じ故障を検出し、その気筒の燃料噴射を休止すればよい。
【００５５】
上述した実施の形態１では、排気弁３８が開いたことを確認する際にリフトセンサ４６によってバルブリフトを検出するようにしているが、本発明では、排気弁３８が開いたことを確認する方法は、これに限定されるものではない。例えば、内燃機関１０に設けられたノックセンサを用いて、リフトした排気弁３８が弁座に着座するときの着座音を検出することによって、排気弁３８が開いたことを確認するようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明における排気動弁装置や吸気動弁装置の具体的な構成は本実施形態のものに限定されるものではなく、弁停止を実行可能なものであれば、いかなる構成であってもよい。例えば、カムシャフトを電動機によって駆動する動弁装置や、電磁駆動弁等であってもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、内燃機関１０の全気筒で燃焼を停止させる燃料カットの場合を例に説明したが、本発明は、一部の気筒の燃焼を停止させる気筒休止運転を行う内燃機関において、休止気筒の燃焼を再開させる場合の制御にも適用可能である。
【００５８】
また、本実施形態では、排気弁３８の閉じ故障が検出された場合に、吸気弁３２の駆動と、点火との両方を禁止しているが（上記ステップ２１０，２１２）、両者のうちの一方を禁止すればバックファイアを防止することができるので、何れか一方のみを禁止するようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、図６に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１の発明における「弁停止手段」が、上記ステップ２００および２０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「確認手段」が、上記ステップ２０６および２０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「燃焼再開手段」が、上記ステップ２１０および２１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「禁止手段」が、それぞれ実現されている。
【００６０】
実施の形態２．
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、前述した実施の形態１と同様である。本実施形態は、ＥＣＵ５０に、後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００６１】
上述した実施の形態１では、燃料カットから復帰する際、吸気弁３２が実際に開いたかどうかを確認することなく、排気弁３８が実際に開いたことが確認された場合には、燃料噴射および点火を再開するようにしている。このため、吸気弁３２が閉じ故障した場合には、そのことを検知するのが遅くなったり、燃料が無駄になったりする。これらの点を改善するためには、燃料カットから復帰する際に吸気弁３２が実際に開いたかどうかについても確認を行うことが望ましい。しかしながら、吸気弁３２と排気弁３８との双方について実際の開弁を確認すると、燃料カットからの復帰が遅れるということが問題となる場合もある。
【００６２】
そこで、本実施形態では、燃料カットから復帰する際に、燃焼再開の緊急度を判定し、緊急度が低い場合には、吸気弁３２と排気弁３８との双方の開弁を確認し、緊急度が高い場合には、排気弁３８のみの開弁を確認することとした。
【００６３】
図１０は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ５０は、燃料カットから通常運転へ復帰する旨の要求があった場合に、本ルーチンを実行する。
【００６４】
図１０に示すルーチンによれば、まず、燃焼再開の緊急度が高いか否かが判別される（ステップ３００）。緊急度は、例えば次のようにして判定することができる。（１）運転者が急加速を要求している場合には、なるべく早くエンジントルクを発生させることが望まれるので、燃焼再開の緊急度が高いと言える。運転者が急加速を要求しているかどうかは、アクセルペダルの踏込み量または踏込み速度によって判定することができる。そこで、アクセルポジションセンサ４８によってアクセルペダルの踏込み量または踏込み速度を検出し、その踏込み量または踏込み速度が所定の閾値より大きい場合には、燃焼再開の緊急度が高いと判定する。一方、アクセルペダルの踏込み量または踏込み速度が上記閾値より小さい場合には、燃焼再開の緊急度が低いと判定する。（２）エンジン回転数が極めて低い場合には、エンジンストールを防止するため、なるべく早くエンジントルクを発生させることが望まれる。このような場合は、燃焼再開の緊急度が高いと言える。そこで、エンジン回転数が所定の閾値より低い場合には、燃焼再開の緊急度が高いと判定し、エンジン回転数が上記閾値より高い場合には、燃焼再開の緊急度が低いと判定する。
【００６５】
上記ステップ３００で、燃焼再開の緊急度が高いと判定された場合には、排気弁３８のみの開弁確認を含む燃焼再開処理を行う（ステップ３０２）。すなわち、このステップ３０２では、実施の形態１の図７に示すルーチンと同様の処理が行われる。
【００６６】
これに対し、上記ステップ３００で、燃焼再開の緊急度が低いと判定された場合には、吸気弁３２および排気弁３８の双方開弁確認を含む燃焼再開処理を行う。図１１は、燃焼再開の緊急度が低い場合の燃焼再開処理における動作を示す図であり、横軸はクランク角度である。図１１中、点線で示すバルブリフト曲線は、弁停止、すなわち実際には弁が開いていないことを示しており、実線で示すバルブリフト曲線は、弁が実際に開いていることを示している。
【００６７】
図１１に示すように、燃焼再開の緊急度が低い場合の燃焼再開処理においては、まず、吸気弁３２の駆動が再開される（ステップ３０４）。すなわち、このステップ３０４において、ＥＣＵ５０は、吸気動弁装置３４の第１ロッカーアーム３４１と第２ロッカーアーム３４２，３４３とを分離状態から連結状態へ切り換える旨の指令を発する。
【００６８】
続いて、吸気弁３２の駆動再開後の初回の吸気弁３２の開弁をリフトセンサ４６によって検知し、吸気弁３２が実際に開いたことが確認できたか否かが判定される（ステップ３０６）。
【００６９】
ところで、燃料カットの実行中は、前述したように、筒内には排気ガスが閉じ込められている。この筒内の排気ガスは、ピストン１２の往復動によって、圧縮と膨張を繰り返している。この状態で、吸気弁３２が開くと、筒内で圧縮された排気ガスが一旦吸気ポートへ流出した後、ピストン１２の下降に伴って、その排気ガスが吸気ポートから再び筒内へ吸入される。従って、吸気弁３２が駆動再開して１回開いた後も、筒内には、排気ガスが残留しており、空気（新気）は存在しない。
【００７０】
上記ステップ３０６において、吸気弁３２が開くはずのクランク角度（またはカム角度）においても吸気弁３２が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できなかった場合には、吸気弁３２が閉じ故障していると判断することができる。この場合には、この気筒での燃焼再開を断念または先送りするため、本ルーチンの処理がそのまま終了される。
【００７１】
一方、上記ステップ３０６で、吸気弁３２が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できた場合には、次に、排気弁３８の駆動が再開される（ステップ３０８）。すなわち、このステップ２００において、ＥＣＵ５０は、排気動弁装置４０の第１ロッカーアームと第２ロッカーアームとを分離状態から連結状態へ切り換える旨の指令を発する。
【００７２】
次いで、排気弁３８の駆動再開後の初回の排気弁３８の開弁をリフトセンサ４６によって検知し、排気弁３８が実際に開いたことが確認できたか否かが判定される（ステップ３１０）。前述したように、この時点で、筒内には、排気ガスが残留しており、空気は存在しない。従って、このときに排気弁３８が開いても、筒内の排気ガスが排気通路１８へ排出されるだけであるので、触媒２６が劣化することはない。
【００７３】
上記ステップ３１０で、排気弁３８が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できた場合には、燃料噴射を再開する処理（ステップ３１２）と、点火を再開する処理（ステップ３１４）とが順次行われる。ここでは、図１１に示すように、排気弁３８の開弁を確認した直後の吸気行程で筒内に吸入される新気が燃焼可能となるように、これらの処理が行われる。このため、吸気弁３２の駆動再開後最初に筒内に吸入される新気を確実に燃焼させることができる。よって、触媒２６に空気が流入することを確実に回避することができ、触媒２６の劣化を抑制することができる。
【００７４】
一方、上記ステップ３１０で、排気弁３８が開くはずのクランク角度（またはカム角度）においても排気弁３８が開いたことがリフトセンサ４６によって確認できなかった場合には、排気弁３８が閉じ故障していると判断することができる。そこで、この場合には、吸気弁３２の駆動を禁止する処理（ステップ３１６）と、点火を禁止する処理（ステップ３１８）とが実行される。これにより、バックファイアの発生を確実に回避することができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、燃料カットから復帰する際に緊急度が低い場合には、吸気弁３２と排気弁３８との双方の開弁を確認することができる。このため、吸気弁３２が閉じ故障した場合に、そのことを迅速に検知することができる。また、無用な燃料噴射を回避し、燃料を節約することができる。
【００７６】
なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより前記第４の発明における「緊急度判定手段」が、上記ステップ３０２の処理を実行することにより前記第４の発明における「第１の確認手段」および「第１の燃焼再開手段」が、上記ステップ３０４，３０６，３０８および３１０の処理を実行することにより前記第４の発明における「第２の確認手段」が、上記ステップ３１２および３１４の処理を実行することにより前記第４の発明における「第２の燃焼再開手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００７７】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１６  吸気通路
１８  排気通路
２６  触媒
３２  吸気弁
３４  吸気動弁装置
３８  排気弁
４０  排気動弁装置
５０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
2010174857.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010174857.tif 000006
【図５】
2010174857.tif 000007
【図６】
2010174857.tif 000008
【図７】
2010174857.tif 000009
【図８】
2010174857.tif 000010
【図９】
2010174857.tif 000011
【図１０】
2010174857.tif 000012
【図１１】
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