(57)【要約】【課題】作動サイクル切換機構の応答遅れに起因するノッキング等の弊害を未然に回避でき、もって幾何学的圧縮比と共に膨張比を高く設定して高膨張比サイクルによる熱効率の向上作用を十分に得ることができるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】アクセル踏み込みに応答してバルブタイミング可変機構により吸気弁の閉弁時期を調整してオットーサイクルから遅閉じのミラーサイクルに切り換えるとき、バルブタイミング可変機構の目標閉弁時期tgtＩＣと実際の閉弁時期ＩＣとの偏差ΔＩＣに基づき、アクセル開度ＡＰＳに応じて設定される目標吸気量tgtＴＰＳを減少補正して吸気量の増加を緩慢化し、ミラーサイクルへの切換以前にエンジン負荷が急増する事態を防止する。【選択図】図３
2010025082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気量を調整する吸気量調整手段と、
運転者のアクセル操作量から設定した目標吸気量に基づき上記吸気量調整手段を制御する吸気量制御手段と、
上記エンジンの膨張比を圧縮比よりも大きく設定する高膨張比サイクルに切換可能な作動サイクル切換機構と、
上記作動サイクル切換機構を制御して、エンジンの運転領域に応じて高膨張比サイクルに切り換えるモード切換手段と、
上記モード切換手段によるモード切換時において、
上記作動サイクル切換機構の応答遅れに基づき、上記吸気量調整手段により調整される吸気量の変化を緩慢化する方向に上記目標吸気量を補正する吸気量補正手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記作動サイクル切換機構の制御量を検出する制御量検出手段と、
上記制御量検出手段により検出された上記作動サイクル切換機構の制御量に基づき、該作動サイクル切換機構に発生している応答遅れを判定する応答遅れ判定手段とを備え、
前記吸気量補正手段は、上記応答遅れ判定手段により判定された作動サイクル切換機構の応答遅れに基づき、上記吸気量調整手段により調整される吸気量の変化を緩慢化する方向に上記目標吸気量を補正することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記モード切換手段は、上記エンジンの高負荷域で高膨張比サイクルのモードに切り換え、
上記応答遅れ判定手段は、上記エンジン負荷の増加に応じて高膨張比サイクルへモード切換が実行されたときに、上記作動サイクル切換機構に発生している応答遅れを判定し、
上記吸気量補正手段は、上記アクセル操作量の増加に応じた上記吸気量調整手段による吸気量の増加を緩慢化すべく、上記応答遅れに基づき目標吸気量を減少補正することを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記作動サイクル切換機構は、上記エンジンの吸気弁の閉弁時期の調整により高膨張比サイクルに切換可能であり、
上記制御量検出手段は、上記作動サイクル切換機構の制御量として上記吸気弁の閉弁時期を検出し、
上記応答遅れ判定手段は、上記エンジン負荷の増加に応じて高膨張比サイクルへモード切換が実行されたときに、上記制御量検出手段により検出された閉弁時期を上記作動サイクル切換機構に発生している応答遅れとして判定し、
上記吸気量補正手段は、上記アクセル操作量の増加に応じた上記吸気量調整手段による吸気量の増加を緩慢化すべく、上記閉弁時期に基づき目標吸気量を減少補正することを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
上記モード切換手段は、上記エンジン負荷から設定される目標閉弁時期に基づき上記吸気弁の閉弁時期を調整し、
上記応答遅れ判定手段は、上記目標閉弁時期と上記制御量検出手段により検出された閉弁時期との偏差を上記応答遅れとして判定し、
上記吸気量補正手段は、上記偏差が大であるほど上記目標吸気量を減少補正することを特徴とする請求項４記載の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、圧縮比に対して膨張比を大きく設定する高膨張比サイクルに切換可能なエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの熱効率を高めて燃費を向上させるには、吸入した混合気をより大きく膨張させることが効果的であるが、膨張比≒圧縮比の従来のオットーサイクルエンジンでは、ノッキングの発生により膨張比の増加が制限されるため、十分に膨張比を増加できなかった。そこで、エンジンの行程容積から算出される幾何学的圧縮比に対して実際の圧縮比を抑制して見かけ上の膨張比を高めることにより、ノッキングを回避しつつ熱効率の向上を達成可能な高膨張比サイクル（アトキンソンサイクル）のエンジンが提案されている。例えば高膨張比サイクルエンジンの一種としては、吸気弁の閉弁時期を調整して吸気量を制限することで圧縮比を抑制するミラーサイクルエンジンがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
当該特許文献１のミラーサイクルエンジンでは、油圧式のバルブタイミング可変機構により吸気弁の閉弁時期を下死点より大幅に進角させる所謂早閉じ、或いは吸気弁の閉弁時期を大幅に遅角させる所謂遅閉じにより吸気量を制限し、これにより圧縮比を抑制して見かけ上の膨張比を高めている。そして、ミラーサイクルエンジンに過給機を組合せたときに、アクセル踏み込みに対する過給機の応答遅れにより一時的な吸気量の不足に起因する加速不良が発生する不具合に着目し、このときに、まずスロットル開度を増加させて吸気量の増加を図り、それでも不足するときには吸気弁の閉弁時期をオットーサイクルに近づける（早閉じの進角量や遅閉じの遅角量を減少させる）ことにより吸気量の増加を図っている。
【特許文献１】特開２００４−１８３５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧縮比を低下させる高膨張比サイクルでは燃焼温度が低下傾向になることから、例えば低負荷域では燃焼温度の低下に伴って燃焼悪化が発生し、却って熱効率を低下させてしまう懸念がある。この不具合を防止するには、従来のオットーサイクルと高膨張比サイクルとを切換可能なようにエンジンを構成し、中・高負荷域では高膨張比サイクルにより熱効率を高めて燃費向上を達成する一方、低負荷域ではオットーサイクルに切り換えることで圧縮比を増加させて上記熱効率の低下を抑制する対策が考えられる。
【０００５】
このような作動サイクルを切り換えるエンジンでは、低負荷域において加速のためのアクセル踏み込みが行われたときに、オットーサイクルから高膨張比サイクルへの切換を行うことになるが、作動サイクルの切換機構の応答遅れにより過渡的なノッキングが生じるという問題がある。
例えば上記特許文献１のミラーサイクルエンジンに記載の油圧式のバルブタイミング可変機構を利用することが考えられるが、油圧によるピストン作動を経てオットーサイクルから高膨張比サイクル（ミラーサイクル）への切換を完了するには、ある程度の時間が必要であるため、その応答性は、アクセル操作に応じたスロットル開度調整により吸気量が変動するときの応答性に比較してかなり遅い。よって、加速のためにアクセル踏み込みが行われたときには、先行して吸気量が増加した後に高膨張比サイクルへの切換が完了し、その間は吸気量と共にエンジン負荷が増加しているにも拘わらずオットーサイクルによる運転が継続されることになり、過渡的なノッキングを生じてしまう。
【０００６】
特に高膨張比サイクルの特徴を活かして熱効率を最大限に向上させるには、元々のエンジンの幾何学的圧縮比を高めに設定することが望ましく、上記作動サイクルの切換機構を備えたエンジンでも高めの圧縮比の設定がなされるため、切換機構の応答遅れによるノッキングの発生はより顕著なものとなる。当然ながら、上記特許文献１に記載のミラーエンジンでは、作動サイクルの切換に関しても切換時の不具合に関しても何ら想定していないため、何ら解決策とはなり得なかった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、作動サイクル切換機構の応答遅れに起因するノッキング等の弊害を未然に回避でき、もって幾何学的圧縮比と共に膨張比を高く設定して高膨張比サイクルによる熱効率の向上作用を十分に得ることができるエンジン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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンの吸気量を調整する吸気量調整手段と、運転者のアクセル操作量から設定した目標吸気量に基づき上記吸気量調整手段を制御する吸気量制御手段と、上記エンジンの膨張比を圧縮比よりも大きく設定する高膨張比サイクルに切換可能な作動サイクル切換機構と、上記作動サイクル切換機構を制御して、エンジンの運転領域に応じて高膨張比サイクルに切り換えるモード切換手段と、上記モード切換手段によるモード切換時において、上記作動サイクル切換機構の応答遅れに基づき、上記吸気量調整手段により調整される吸気量の変化を緩慢化する方向に上記目標吸気量を補正する吸気量補正手段とを備えたものである。
【０００９】
従って、運転者のアクセル操作量から設定された目標吸気量に基づき、吸気量制御手段に制御される吸気量調整手段によりエンジンの吸気量が調整され、一方、吸気量の変化に伴ってエンジン負荷が変動するとエンジンの運転領域が変化することから、このときの運転領域の変化状況によっては、モード切換手段に制御される作動サイクル切換機構により高膨張比サイクルへモードが切り換えられる。
【００１０】
ここで、例えば油圧やモータ等を駆動源とする作動サイクル切換機構が種々存在するが、一般的に急激なアクセル操作による吸入空気量の変化に対し応答遅れが生じ、過渡的なノッキングを生じてしまう。
そこで、本発明では、モード切換時において、作動サイクル切換機構の応答遅れに基づき吸気量補正手段により吸気量変化を緩慢化する方向に目標吸気量を補正するように構成しており、これにより運転領域の変化がより緩やかなものとなり、運転領域の変化に対して遅れることなくモード切換を追従させることが可能となる。例えば上記過渡的なノッキング等の弊害が未然に防止されることから、エンジンの幾何学的圧縮比と共に膨張比を高く設定可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、上記作動サイクル切換機構の制御量を検出する制御量検出手段と、上記制御量検出手段により検出された上記作動サイクル切換機構の制御量に基づき、該作動サイクル切換機構に発生している応答遅れを判定する応答遅れ判定手段とを備え、前記吸気量補正手段は、上記応答遅れ判定手段により判定された作動サイクル切換機構の応答遅れに基づき、上記吸気量調整手段により調整される吸気量の変化を緩慢化する方向に上記目標吸気量を補正することを特徴とする。
【００１２】
したがって、モード切換時において、作動サイクル切換機構の制御量から応答遅れを判定し、応答遅れに基づき吸気量補正手段により吸気量変化を緩慢化する方向に目標吸気量を補正するように構成しており、これにより運転領域の変化がより緩やかなものとなり、運転領域の変化に対して遅れることなくモード切換を追従させることが可能となる。
請求項３の発明は、請求項２において、上記モード切換手段は、上記エンジンの高負荷域で高膨張比サイクルのモードに切り換え、上記応答遅れ判定手段は、上記エンジン負荷の増加に応じて高膨張比サイクルへモード切換が実行されたときに、上記作動サイクル切換機構に発生している応答遅れを判定し、上記吸気量補正手段は、上記アクセル操作量の増加に応じた上記吸気量調整手段による吸気量の増加を緩慢化すべく、上記応答遅れに基づき目標吸気量を減少補正することを特徴とする。
【００１３】
このとき、作動サイクル切換機構の応答遅れにより吸気量の増加に対してモード切換に遅れが生じ、吸気量が増加しているにも拘わらず高膨張サイクルのモードに完全に切り換わっていないため、過渡的なノッキングの要因となるが、目標吸気量の減少補正により吸気量の増加が緩やかなものとなることから、ノッキングの発生を回避可能となる。
請求項４の発明は、請求項２または３において、上記作動サイクル切換機構は、上記エンジンの吸気弁の閉弁時期の調整により高膨張比サイクルに切換可能であり、上記制御量検出手段は、上記作動サイクル切換機構の制御量として上記吸気弁の閉弁時期を検出し、上記応答遅れ判定手段は、上記エンジン負荷の増加に応じて高膨張比サイクルへモード切換が実行されたときに、上記制御量検出手段により検出された閉弁時期を上記作動サイクル切換機構に発生している応答遅れとして判定し、上記吸気量補正手段は、上記アクセル操作量の増加に応じた上記吸気量調整手段による吸気量の増加を緩慢化すべく、上記閉弁時期に基づき目標吸気量を減少補正することを特徴とする。
【００１４】
従って、作動サイクル切換機構により吸気弁の閉弁時期が調整されることで高膨張比サイクルへ切換可能であり、運転者によりアクセル操作量が急増すると、それに応じて吸気量調整手段により吸気量が増加されると共に、エンジン負荷の急増を受けてモード切換手段により高膨張比サイクルへとモード切換が実行される。このとき、作動サイクル切換機構の応答遅れにより吸気量の増加に対してモード切換に遅れが生じ、吸気量が増加しているにも拘わらず高膨張比サイクルのモードに完全に切り換わっていないため、過渡的なノッキングの要因となるが、作動サイクル切換機構の応答遅れとして判定された吸気弁の閉弁時期に基づき、目標吸気量が減少補正されて吸気量の増加が緩やかなものとなることから、ノッキングの発生を回避可能となる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４において、上記モード切換手段は、上記エンジン負荷から設定される目標閉弁時期に基づき上記吸気弁の閉弁時期を調整し、上記応答遅れ判定手段は、上記目標閉弁時期と上記制御量検出手段により検出された閉弁時期との偏差を上記応答遅れとして判定し、上記吸気量補正手段は、上記偏差が大であるほど上記目標吸気量を減少補正することを特徴とする。
【００１６】
従って、吸気弁の閉弁時期はエンジン負荷から設定される目標閉弁時期に基づきモード切換手段により調整され、これにより高膨張比サイクルへのモード切換が行われる。そして、モード切換時に発生する目標閉弁時期と実際の閉弁時期との偏差は、作動サイクル切換機構の応答遅れと相関することから、この偏差に基づき適切な目標吸気量の補正、ひいては確実なノックキングの回避が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンの作動サイクルの切換時において、作動サイクル切換機構の応答遅れに応じて目標吸気量を補正して吸気量の変化を緩慢化するようにしたため、作動サイクル切換機構の応答遅れに起因するノッキング等の弊害を未然に回避できる。
請求項２，３の発明のエンジンの制御装置によれば、作動サイクル切換機構の遅れを判定して吸気量の変化を緩慢化するようにしたため、確実にノッキングを未然に回避することができる。
【００１８】
請求項４，５の発明のエンジンの制御装置によれば、目標閉弁時期に基づく目標吸気量の補正により、一層確実にノッキングを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化したエンジンの制御装置の一実施例を説明する。
図１は本実施形態のエンジンの制御装置を示す全体構成図である。エンジン１は筒内噴射型機関として構成され、ＤＯＨＣ４弁式の動弁機構が採用されている。シリンダヘッド２の上部に設けられた吸気カムシャフト３ａ及び排気カムシャフト３ｂには、それぞれタイミングプーリ５ａ，５ｂが接続され、各タイミングプーリ５ａ，５ｂはタイミングベルト６を介してクランクシャフト７に連結されている。クランクシャフト７の回転に同期してタイミングプーリ５ａ，５ｂと共にカムシャフト３ａ，３ｂが回転駆動され、これらのカムシャフト３ａ，３ｂにより吸気弁８ａ及び排気弁８ｂが開閉駆動される。
【００２０】
吸気カムシャフト３ａと吸気側のタイミングプーリ５ａとの間にはバルブタイミング可変機構４（作動サイクル切換機構）が介装されている。当該バルブタイミング機構４は、タイミングプーリ５ａに設けたハウジング内にベーンロータを回動可能に設け、そのベーンロータに吸気カムシャフト３ａの前端を連結して構成されている。この構成は、例えば特開平９−６０５０８号公報等で公知のため詳細は説明しないが、ベーンロータに油圧を作用させて進角または遅角の任意の方向に回動させ、タイミングプーリ５ａに対する吸気カムシャフト３ａの位相、即ち、吸気弁８ａの開閉時期（即ち、吸気弁８ａの開弁時期及び閉弁時期）を調整し得るようになっている。
【００２１】
シリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ９と共に電磁式の燃料噴射弁１０が取り付けられており、図示しない燃料ポンプから供給された高圧燃料が、燃料噴射弁１０より燃焼室１１内に直接噴射される。各燃焼室１１は、両カムシャフト３ａ，３ｂ間を抜けるように略直立方向に形成された吸気ポート１２を介して共通の吸気マニホールド１６に接続されている。吸気マニホールド１６はサージタンク１５を介して吸気通路１７に接続され、吸気通路１７には、スロットルアクチュエータ１４ａにより開閉駆動されるスロットル弁１４（吸気量調整手段）及びエアクリーナ１３が設けられている。エアクリーナ１３を介して導入された吸入空気は、スロットル弁１４により流量調整された後に、サージタンク１５、吸気マニホールド１６及び吸気ポート１２を経て吸気弁８ａの開弁中に燃焼室１１内に導入され、燃焼室１１内で噴射燃料と混合して燃焼する。
【００２２】
また、排気ポート２１については通常のエンジンと同様に略水平方向に形成されており、燃焼後の排ガスが排気弁８ｂの開弁に伴って、排気ポート２１、排気マニホールド２２、排気通路２３、触媒コンバータ２４、及び図示しない消音器を経て大気中に排出される。
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）３１が設置されており、エンジン１の総合的な制御を行う。ＥＣＵ３１の入力側には、エンジン１のスロットル開度ＴＰＳを検出するスロットルセンサ３２、エンジン回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ３３、吸気弁８ａの閉弁時期ＩＣを検出するカムセンサ３４（制御量検出手段）、運転者によるアクセル開度ＡＰＳ（アクセル操作量）を検出するアクセルセンサ３５等の各種センサ類が接続されている。また、出力側には、前記した点火プラグ９、燃料噴射弁１０、スロットルアクチュエータ１４ａ、バルブタイミング可変機構４に供給する作動油を制御するオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）３６が接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ３１は、各センサからの検出情報に基づいて、点火時期、燃料噴射弁１０の開弁期間、スロットル弁１４の開度、バルブタイミング可変機構４の制御量等を決定し、点火プラグ９、燃料噴射弁１０、スロットルアクチュエータ１４ａ、ＯＣＶ３６等を駆動制御する。
本実施形態では、バルブタイミング可変機構４によるバルブタイミング制御（吸気弁８ａの閉弁時期の制御）を利用してエンジン１の作動サイクルを切り換えている。具体的には、吸気弁８ａの閉弁時期を下死点近傍に制御する一般的なオットーサイクルのモードに加えて、吸気弁８ａの閉弁時期を下死点より大幅に遅角制御した所謂遅閉じによるミラーサイクルのモードを実行可能とし、エンジン１の運転領域に応じて両モード間で作動サイクルを切り換えている。なお、遅閉じとは逆に、吸気弁８ａの閉弁時期を下死点より大幅に進角制御させる所謂早閉じによりミラーサイクルモードを行うようにしてもよい。
【００２４】
そして、［発明が解決しようとする課題］でも述べたように、作動サイクルの切換時にはバルブタイミング可変機構４の応答遅れに起因するノッキングが発生することから、本実施形態では、ノッキング防止を目的としたスロットル制御を行っている。これらの作動サイクルを切り換えるためのバルブタイミング制御、及びノッキング防止のためのスロットル制御は、図２に示す作動サイクル切換ルーチンに基づきＥＣＵ３１により実行されており、以下、当該ＥＣＵ３１の処理について詳述する。
【００２５】
まず、ＥＣＵは図２のステップＳ２で、スロットルセンサ３２からのスロットル開度ＴＰＳ、回転速度センサ３３からのエンジン回転速度Ｎe、カムセンサ３４からの吸気弁８ａの閉弁時期ＩＣ、アクセルセンサ３５からのアクセル開度ＡＰＳ等の検出情報を入力する。続くステップＳ４では、予め設定されたマップに従ってスロットル開度ＴＰＳ及びエンジン回転速度Ｎeから吸気弁８ａの目標閉弁時期tgtＩＣを算出する。
【００２６】
マップ特性の図示はしないが、エンジン１が低負荷域のときにはオットーサイクルに相当する下死点近傍の目標閉弁時期tgtＩＣが設定され、中・高負荷域では下死点より大幅に遅角したミラーサイクルに相当する目標閉弁時期tgtＩＣが設定される。なお、目標閉弁時期tgtＩＣの算出処理には、スロットル開度ＴＰＳに代えてアクセル開度ＡＰＳを適用してもよい。
【００２７】
但し、マップ特性はこれに限ることはなく、例えばパーシャルスロットルに相当する部分負荷域ではオットーサイクルの目標閉弁時期tgtＩＣを設定し、フルスロットルに相当する全負荷域ではミラーサイクルの目標閉弁時期tgtＩＣを設定するようにしてもよい。
続くステップＳ６では算出した目標閉弁時期tgtＩＣに基づきバルブタイミング可変機構４を制御する（モード切換手段）。即ち、カムセンサ３４により検出される実閉弁時期ＩＣを目標閉弁時期tgtＩＣとすべく、ＯＣＶ３６を駆動制御してバルブタイミング可変機構４により吸気カムシャフト３ａの位相を調整する。
【００２８】
その後、ステップＳ８で予め設定されたマップに従ってアクセル開度ＡＰＳ及びエンジン回転速度Ｎeから変換係数ｋを算出し、続くステップＳ１０でアクセル開度ＡＰＳに変換係数ｋを乗算して目標スロットル開度tgtＴＰＳを算出する。なお、変換係数ｋはアクセル開度ＡＰＳをスロットル開度ＴＰＳに換算するための係数である。さらにステップＳ１２で、目標閉弁時期tgtＩＣに対する実閉弁時期ＩＣの偏差ΔＩＣ（＝tgtＩＣ−ＩＣ）が進角側に生じているか否か、換言すれば、ミラーサイクルに切り換えるべく遅角側に設定された目標閉弁時期tgtＩＣに対して実閉弁時期ＩＣの追従に遅れを生じているか否かを判定する（応答遅れ判定手段）。
【００２９】
ステップＳ１２の判定がＮo（否定）のときには、ステップＳ１４に移行して目標スロットル開度tgtＴＰＳに基づきスロットル弁１４の開度を制御する。即ち、スロットルセンサ３２により検出されるスロットル開度ＴＰＳを目標スロットル開度tgtＴＰＳとすべく、スロットルアクチュエータ１４ａを駆動制御してスロットル弁１４の開度を調整する（吸気量制御手段）。
【００３０】
一方、ステップＳ１２の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ１６に移行し、予め設定されたマップに従ってスロットル開度ＴＰＳ及びエンジン回転速度Ｎeから変換係数αを算出し、続くステップＳ１８で次式に従って目標スロットル開度tgtＴＰＳを補正した後に、上記ステップＳ１４に移行する（吸気量補正手段）。なお、変換係数αは閉弁時期ＩＣをスロットル開度ＴＰＳに換算するための係数である。
【００３１】
tgtＴＰＳ＝tgtＴＰＳ−α・ΔＩＣ
次に、以上のＥＣＵ３１の処理による実際のバルブタイミング可変機構４及びスロットル弁１４の制御状況を説明する。
図３はアクセル踏込み時のバルブタイミング可変機構４及びスロットル弁１４の制御状況を示すタイムチャートであり、例えば車両走行中に追越し加速等でフルスロットルに近いアクセル踏み込み操作が行われたときに相当するものである。
【００３２】
アクセル踏み込み以前においては、アクセル開度ＡＰＳに対応する比較的小さな目標スロットル開度tgtＴＰＳに基づきスロットル弁１４が制御されており、一方、エンジン１は低負荷であることから、下死点近傍の目標閉弁時期tgtＩＣに基づくバルブタイミング可変機構４の制御により実閉弁時期ＩＣも下死点近傍に設定されて、オットーサイクルによる運転が行われている。その趣旨は、エンジン燃焼温度が低下する低負荷域で圧縮比を抑制する高膨張比サイクルを実行した場合、燃焼温度の低下がさらに顕著になって燃焼悪化を生じて好ましくないためである。
【００３３】
アクセル踏み込みに伴ってアクセル開度ＡＰＳがステップ的に急増すると、ステップＳ１０で算出される目標スロットル開度tgtＴＰＳも急増し、この目標スロットル開度tgtＴＰＳに基づくスロットル制御によりスロットル開度ＴＰＳも急増する。エンジン負荷の急増を受けて、ステップＳ４では下死点より大幅に遅角した目標閉弁時期tgtＩＣが算出され、この目標閉弁時期tgtＩＣに基づくバルブタイミング制御により実際の閉弁時期ＩＣも遅角側に制御される。しかしながら、バルブタイミング可変機構４が吸気弁８ａの閉弁時期を調整するには、ＯＣＶ３６の切換に応じて発生した油圧により内部のベーンを回動させる必要があることから、無視できない応答遅れが生じる。
【００３４】
このため、図３に示すように、遅角側にステップ的に設定された目標閉弁時期tgtＩＣに対して実閉弁時期ＩＣは大きな遅れをもって追従することになり、実閉弁時期ＩＣ＝目標閉弁時期tgtＩＣとなってミラーサイクルへの切換が完了するまで間は、吸気量と共にエンジン負荷が増加しているにも拘わらずオットーサイクルによる運転が継続されることになり、過渡的なノッキングの発生要因となる。
【００３５】
このような目標閉弁時期tgtＩＣに対する実閉弁時期ＩＣの追従に遅れがあるとき、本実施形態では、双方の偏差ΔＩＣが進角側に発生することを受けて図２のステップＳ１２でＹesの判定が下され、続くステップＳ１６，１８の処理により、目標スロットル開度tgtＴＰＳが減少側に補正される。従って、目標スロットル開度tgtＴＰＳの急増が抑制されて、吸気量の増加はより緩やかなものとなる。
【００３６】
しかも、目標スロットル開度tgtＴＰＳの減少補正は、目標閉弁時期tgtＩＣに対する実閉弁時期ＩＣの追従遅れ（即ち、バルブタイミング可変機構４の応答遅れ）と相関する偏差ΔＩＣに応じて行われるため、目標スロットル開度tgtＴＰＳと共にスロットル開度ＴＰＳは、吸気弁８ａの閉弁時期ＩＣの遅角側への移行状況に倣った速度で増加側（開側）へと制御されることになり、ミラーサイクルへの切換以前にエンジン負荷が急増する事態を確実に防止でき、もって、この現象に起因するノッキングの発生を確実に回避することができる。
【００３７】
また、以上のように最もノッキングが懸念されるオットーサイクルからミラーサイクルへの切換時においてもノッキングの発生を確実に回避できることから、ノッキング抑制のためにエンジン１の幾何学的圧縮比を不必要に制限する必要がなくなり、幾何学的圧縮比と共に膨張比を十分に高く設定してエンジン１の熱効率をより一層向上させることができる。
【００３８】
一方、目標スロットル開度tgtＴＰＳの減少補正は、目標閉弁時期tgtＩＣに対する実閉弁時期ＩＣの偏差ΔＩＣが進角側に生じている場合だけであり、逆に偏差ΔＩＣが遅角側に発生しているときには、目標スロットル開度tgtＴＰＳの減少補正は行われない。
即ち、このときの車両は、例えば走行中のアクセルオフに応答して減速状態に移行していると推測されるが、この状況でノッキングは起こり得ないことから、スロットル弁１４の閉動作を緩慢化する必要が本来なく、また、吸気量の減少遅れはエンジン１の回転落ちが悪化してエンジンブレーキ作用の不足を引き起こす。偏差ΔＩＣが進角側に発生しているときに限って目標スロットル開度tgtＴＰＳの減少補正を実行することにより、このような弊害を未然に防止できるという利点も得られる。
【００３９】
但し、必ずしも目標スロットル開度tgtＴＰＳの減少補正を偏差ΔＩＣが進角側に生じたときに限る必要はなく、進角側及び遅角側の何れの場合でも目標スロットル開度tgtＴＰＳを減少補正するようにしてもよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では筒内噴射型のエンジン１の制御装置として具体化したが、エンジン１の種類はこれに限ることはなく、例えば吸気管噴射型エンジンの制御装置に適用してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、作動サイクル切換機構としてバルブタイミング可変機構４により吸気弁８ａの閉弁時期ＩＣを調整してミラーサイクルを実現したが、従来のオットーサイクルに加えて、実圧縮比を抑制して見かけ上の膨張比を高めた高膨張比サイクルを実行可能であれば、作動サイクル切換機構の種類はこれに限ることはない。例えば、特開２００１−５００６７号公報に記載のように、コンロッドが連結された内挿ピストンをピストン本体内に摺動可能に配置すると共に、シリンダの内壁面にストッパ機構を出没可能に設け、このストッパ機構によりピストン本体の下降を規制することで圧縮比を抑制して高膨張比サイクルを行うように構成してもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の制御を行うことで同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態のエンジンの制御装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する作動サイクル切換ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】アクセル踏込み時のバルブタイミング可変機構及びスロットル弁の制御状況を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１    エンジン
４    バルブタイミング可変機構（作動サイクル切換機構）
１４  スロットル弁（吸気量調整手段）
３１  ＥＣＵ
（吸気量制御手段、モード切換手段、応答遅れ判定手段、吸気量補正手段）
３４  カムセンサ（制御量検出手段）
【図１】
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【図２】
2010025082.tif 000004
【図３】
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