(57)【要約】【課題】  減速燃料カットにより吸気通路に生じる吸気負圧を十分に抑制する。【解決手段】  機関回転数NEが所定値NE1よりも大きい時点から減速燃料カットを行う場合に、先ず、吸気バルブの作動時期を最進角に固定したまま、排気バルブの作動時期を徐々に進角させる。その後、排気バルブの作動時期が最進角に達すると、つまり、機関回転数NEが所定値NE1以下になると、排気バルブの作動時期を最進角に固定したまま、吸気バルブの作動時期を徐々に遅角させる。【選択図】      図４
2006329035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記内燃機関の機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記燃料カット手段による燃料カット時に吸気通路に生じる負圧を抑制するために必要なバルブオーバーラップ要求量を、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値に応じて算出する要求量算出手段と、
吸気バルブ及び排気バルブの作動時期を変更可能なバルブ作動時期可変機構と、
前記バルブ作動時期可変機構を用いて前記吸気及び排気バルブの作動時期を変更することで、バルブオーバーラップ量が前記バルブオーバーラップ要求量と同一になるように制御するバルブオーバーラップ量制御手段とを備え、
前記バルブオーバーラップ量制御手段は、前記吸気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記排気バルブの作動時期を徐々に進角させ、前記排気バルブの作動時期が最進角に達した後、前記排気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記吸気バルブの作動時期を徐々に遅角させるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記燃料カット手段による燃料カット時に、スロットルバルブを全閉にするスロットル開度制御手段と、
前記内燃機関の機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記スロットルバルブが全閉にされることにより吸気通路に生じる負圧を抑制するために必要なバルブオーバーラップ要求量を、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値に応じて算出する要求量算出手段と、
吸気バルブ及び排気バルブの作動時期を変更可能なバルブ作動時期可変機構と、
前記バルブ作動時期可変機構を用いて前記吸気及び排気バルブの作動時期を変更することで、バルブオーバーラップ量が前記バルブオーバーラップ要求量と同一になるように制御するバルブオーバーラップ量制御手段とを備え、
前記バルブオーバーラップ量制御手段は、前記吸気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記排気バルブの作動時期を徐々に進角させ、前記排気バルブの作動時期が最進角に達した後、前記排気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記吸気バルブの作動時期を徐々に遅角させるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気通路を流通する空気の体積効率を変更可能な体積効率制御手段を更に備え、
前記体積効率制御手段は、前記吸気バルブの作動時期が最進角であり前記排気バルブの作動時期が最遅角であるときのバルブオーバーラップ量よりも前記バルブオーバーラップ要求量が大きい場合には、小さい場合に比して体積効率を低くするものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速燃料カット時に生じる吸気負圧を抑制する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の減速燃料カット時に、高温の触媒にリーンな排気ガスが流入すると、触媒が劣化することが知られている。そこで、減速燃料カット時に、排気弁の作動時期を遅角することで、触媒の劣化を防止する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１によれば、排気弁の作動時期を遅角させてバルブオーバーラップ量を増加させることにより、内部ＥＧＲ量を増加させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４４８１４号公報
【特許文献２】特開平５−９９００７号公報
【特許文献３】特開平１１−２１８０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排気弁の作動時期を遅角させることによりオーバーラップ量を増加させた場合、排気行程で排気ポート側に強い流れが生じてしまう。このため、その後の吸気行程でのバルブオーバーラップ中に吸気通路に戻る内部ＥＧＲ量が少なくなってしまう。このため、減速燃料カットにより吸気通路に生じる吸気負圧を十分に抑制することができない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速燃料カットにより吸気通路に生じる吸気負圧を十分に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記内燃機関の機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記燃料カット手段による燃料カット時に、吸気通路に生じる負圧を抑制するために必要なバルブオーバーラップ要求量を、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値に応じて算出する要求量算出手段と、
吸気バルブ及び排気バルブの作動時期を変更可能なバルブ作動時期可変機構と、
前記バルブ作動時期可変機構を用いて前記吸気及び排気バルブの作動時期を変更することで、バルブオーバーラップ量が前記バルブオーバーラップ要求量と同一になるように制御するバルブオーバーラップ量制御手段とを備え、
前記バルブオーバーラップ量制御手段は、前記吸気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記排気バルブの作動時期を徐々に進角させ、前記排気バルブの作動時期が最進角に達した後、前記排気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記吸気バルブの作動時期を徐々に遅角させるものであることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記燃料カット手段による燃料カット時に、スロットルバルブを全閉にするスロットル開度制御手段と、
前記内燃機関の機関回転数値を取得する機関回転数値取得手段と、
前記スロットルバルブが全閉にされることにより吸気通路に生じる負圧を抑制するために必要なバルブオーバーラップ要求量を、前記機関回転数値取得手段により取得された機関回転数値に応じて算出する要求量算出手段と、
吸気バルブ及び排気バルブの作動時期を変更可能なバルブ作動時期可変機構と、
前記バルブ作動時期可変機構を用いて前記吸気及び排気バルブの作動時期を変更することで、バルブオーバーラップ量が前記バルブオーバーラップ要求量と同一になるように制御するバルブオーバーラップ量制御手段とを備え、
前記バルブオーバーラップ量制御手段は、前記吸気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記排気バルブの作動時期を徐々に進角させ、前記排気バルブの作動時期が最進角に達した後、前記排気バルブの作動時期を最進角に固定したまま前記吸気バルブの作動時期を徐々に遅角させるものであることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記吸気通路を流通する空気の体積効率を変更可能な体積効率制御手段を更に備え、
前記体積効率制御手段は、前記吸気バルブの作動時期が最進角であり前記排気バルブの作動時期が最遅角であるときのバルブオーバーラップ量よりも前記バルブオーバーラップ要求量が大きい場合には、小さい場合に比して体積効率を低くするものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１及び第２の発明によれば、バルブオーバーラップ量制御手段によって吸気及び排気バルブの作動時期を制御することにより、排気行程における排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、十分な内部ＥＧＲ量を得ることができるため、吸気通路で生じる吸気負圧を十分抑制することができる。
【００１０】
第３の発明によれば、吸気及び排気バルブの作動時期の制御により得られる最大のバルブオーバーラップ量よりも要求量が大きい場合であっても、体積効率制御手段により体積効率を低くすることにより、発生する吸気負圧を低減することができる。また、バルブオーバーラップ量制御手段によって吸気及び排気バルブの作動時期を制御することにより、排気行程における排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができるため、十分な内部ＥＧＲ量を得ることができる。従って、吸気負圧を十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、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１に示すように、本実施の形態１のシステムは、内燃機関２を備えている。本実施の形態１で説明する内燃機関２は複数の気筒を有しているが、図１にはそのうちの一気筒のみを示している。
【００１３】
内燃機関２は、内部にピストン４を有するシリンダブロック６を備えている。ピストン４は、クランク機構を介してクランク軸１２と接続されている。クランク軸１２の近傍には、クランク角センサ１４が設けられている。クランク角センサ１４は、クランク軸１２の回転角度を検出するように構成されている。また、シリンダブロック６には水温センサ１０が設けられている。水温センサ１０は、冷却水温を検出するように構成されている。
【００１４】
シリンダブロック６の上部にはシリンダヘッド８が組み付けられている。ピストン４上面からシリンダヘッド８までの空間は燃焼室１６を形成している。シリンダヘッド８には、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ１８が設けられている。
【００１５】
シリンダヘッド８は、燃焼室１６と連通する吸気ポート２０を備えている。吸気ポート２０と燃焼室１６との接続部には吸気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２２は、可変バルブタイミング機構（以下「ＶＶＴ機構」という。）２４により駆動されるものである。ＶＶＴ機構２４は、吸気バルブ２２の作動時期（開弁時期）を変更可能に構成されている。ＶＶＴ機構２４は、該機構の構造により定まる最進角から最遅角までの範囲で、吸気バルブ２２の開弁位相を変更可能に構成されている（後述のＶＶＴ機構４８も同様。）吸気ポート２０には吸気通路２８が接続されている。吸気ポート２０の近傍には、該近傍に燃料を噴射するインジェクタ２６が設けられている。
【００１６】
吸気通路２８の途中にはサージタンク３０が設けられている。サージタンク３０の上流にはスロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２は、スロットルモータ３４により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ３２は、アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ３２の近傍には、スロットル開度センサ３６が設けられている。スロットル開度センサ３６は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。スロットルバルブ３２の上流には、エアフロメータ４０が設けられている。エアフロメータ４０は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ４０の上流にはエアクリーナ４２が設けられている。
【００１７】
また、シリンダヘッド８は、燃焼室１６と連通する排気ポート４４を備えている。排気ポート４４と燃焼室１６との接続部には排気バルブ４６が設けられている。排気バルブ４６は、ＶＶＴ機構４８により駆動されるものである。ＶＶＴ機構４８は、排気バルブ４６の作動時期（開弁時期）を変更可能に構成されている。排気ポート４４には排気通路５０が接続されている。排気通路５０の途中には、触媒５４が設けられている。触媒５４は、燃焼室１６から排出される排気ガスを浄化するように構成されている。触媒５４の上流には、空燃比センサ５２が設けられている。空燃比センサ５２は、排気空燃比を検出するように構成されている。触媒５４の下流には、酸素センサ５６が設けられている。酸素センサ５６は、空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じて出力信号を反転するように構成されている。
【００１８】
また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、ＶＶＴ機構２４，４８、点火プラグ１８、インジェクタ２６、スロットルモータ３４等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、水温センサ１０、クランク角センサ１４、スロットル開度センサ３６、アクセル開度センサ３８、エアフロメータ４０、空燃比センサ５２、酸素センサ５６のほか、車速センサ５８が接続されている。車速センサ５８は、車両の速度を検出するように構成されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。
また、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ１４の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。
また、ＥＣＵ６０は、ＶＶＴ機構２４，４８を駆動制御することにより、バルブオーバーラップ量を制御する。
【００１９】
［実施の形態１の特徴］
上記システムは、減速時に、燃費を向上させるため、燃料カットを実行する。燃料カットが実行されると、燃焼室１６から排気通路５０に排出される排気ガスはリーンに偏ってしまう。高温触媒にリーンな排気ガスが流入すると、触媒が早期に劣化することが知られている。そこで、減速燃料カット時には、スロットルバルブ３２を全閉（略全閉を含む。以下同じ。）にすることで、触媒５４の劣化を抑制することができる。しかし、スロットルバルブ３２を全閉にすると、吸気通路２８内に大きな負圧が生じてしまう。このため、所謂オイル上がりが発生し、内燃機関２におけるオイル消費量が増大する。吸気通路２８の負圧化を抑制するため、吸気バルブ２２と排気バルブ４６とが共に開弁状態であるバルブオーバーラップを拡大することが好適である。これにより、排気通路５０から吸気通路２８に逆流する排気ガス量、つまり内部ＥＧＲ量を増加させることができる。
【００２０】
ところで、既述したように、排気バルブ４６の作動時期を遅角させることにより、バルブオーバーラップを拡大することが知られている。図２は、排気バルブの作動時期を遅角させることによりバルブオーバーラップを拡大した場合において、吸気負圧抑制効果を説明するための図である。ここで、吸気バルブ２２の作動時期は最進角とする。
図２に示すように、排気バルブの４６作動時期を遅角させているため、バルブオーバーラップは主として吸気行程に存在する。この場合、排気行程でピストン４が上昇する際、吸気バルブ２２は閉弁状態である。このため、符号Ａで示すように、筒内ガスは全て排気ポートを介して排気通路に排出される。よって、排気ポート側に排気ガスの強い流れが発生し、排気ポートでの圧力が低くなる。
その後、ピストン４が上死点TDCの位置に達し、バルブオーバーラップの状態が継続しても、先の排気行程で生じた排気脈動の影響が大きいため、吸気ポートを介して吸気通路内に戻る排気ガス量が少ない。さらに、上述した排気ポートでの圧力低下の影響、すなわち、負圧波により吸気負圧が大きくなる事態が生じ得る。
このように、排気バルブ４６の作動時期を遅角させてバルブオーバーラップを拡大した場合には、排気行程で生じる排気脈動が大きくなるため、内部ＥＧＲ量が少なくなり、吸気通路で生じる吸気負圧を十分に抑制することができない。
【００２１】
そこで、本実施の形態１では、吸気バルブ２２の作動時期を進角させることにより、バルブオーバーラップを拡大する。図３は、吸気バルブの作動時期を進角させることによりバルブオーバーラップを拡大した場合において、吸気負圧抑制効果を説明するための図である。ここで、排気バルブ４６の作動時期は最進角とする。
図３に示すように、吸気バルブ２２の作動時期を進角させているため、バルブオーバーラップは主として排気行程に存在する。この場合、上記図２に示す場合と異なり、排気行程でピストン２が上昇する際、吸気バルブ２２は開弁される。このため、筒内ガスは、符号Ｂで示すように排気ポートを介して排気通路に排出されると同時に、符号Ｃで示すように吸気ポートを介して吸気通路にも排出される。よって、排気ポート側に発生する排気ガスの流れは弱くなる。
その後、ピストン２が上死点TDCの位置に達し、バルブオーバーラップの状態が継続されると、先の排気行程で生じた小さな排気脈動と大きな吸気脈動の影響を受けて、吸気ポートを介して吸気通路に戻る排気ガスの量が多くなる。
このように、吸気バルブ２２の作動時期を進角させてバルブオーバーラップを拡大した場合には、排気行程で生じる排気脈動が小さくなり吸気脈動が大きくなるため、内部ＥＧＲ量が多くなり、吸気通路で生じる吸気負圧を十分に抑制することができる。
【００２２】
また、吸気バルブ２２の作動時期を最進角にした場合には、排気脈動を小さく吸気脈動を大きくすることができる。この場合、排気バルブ４６の作動時期を遅角させても、十分な内部ＥＧＲ量が得られ、吸気負圧を十分に抑制することができる。
【００２３】
次に、図４を参照して、減速燃料カット時の吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御について説明する。
図４は、本実施の形態１において、減速燃料カット時の吸気及び排気バルブの作動時期の制御を示す図である。図４に示すように、機関回転数NEが所定値NE1よりも高い場合、すなわち、吸気負圧の抑制に必要なバルブオーバーラップ量が所定値1よりも大きい領域Ｂにおいては、ＶＶＴ機構２４により吸気バルブ２２の作動時期を最進角に固定したままで、ＶＶＴ機構４８により排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させることにより、バルブオーバーラップ量を制御する。このように、吸気バルブ２２の作動時期を最進角にすることで、排気行程で生じる排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、十分な内部ＥＧＲ量を得ることができ、吸気負圧を十分抑制することができる。
【００２４】
そして、排気バルブ４６の作動時期が最進角に達すると、すなわち、機関回転数NEが基準値NE1以下である領域Ａになると、排気バルブ４６の作動時期を最進角に固定したまままで、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させることにより、バルブオーバーラップ量を制御する。このように排気バルブ４６の作動時期を最進角として吸気バルブ２２の作動時期を制御することで、排気行程で生じる排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、十分な内部ＥＧＲ量を得ることができ、吸気負圧を十分抑制することができる。
【００２５】
［実施の形態１における具体的処理］
図５は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図５に示すルーチンによれば、先ず、機関回転数NE、車速及びスロットル開度TAを読み込む（ステップ１００）。
【００２６】
次に、車速及びスロットル開度TAに基づいて、減速燃料カット（減速Ｆ／Ｃ）中であるか否かを判別する（ステップ１０２）。ステップ１０２で、減速燃料カット中でないと判別された場合、すなわち、加速中である場合や、減速中であるがスロットル開度TAが全閉ではない場合には、本ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、ステップ１０２で、減速燃料カット中であると判別された場合、すなわち、減速中であり、かつ、スロットル開度TAが全閉である場合には、次のステップ１０４に進む。
【００２８】
ステップ１０４では、ＥＣＵ６０内に予め記憶されたマップを参照して、バルブオーバーラップ要求量（以下「要求量」と略する。）を算出する。ここで、要求量とは、スロットル開度TAが全閉にされることにより吸気通路２８に生じる吸気負圧を抑制するために必要な、つまり、吸気負圧の抑制に十分な内部ＥＧＲ量を得るためのバルブオーバーラップ量である。該マップでは、要求量は機関回転数NEとの関係で定められている。該マップにおいて、機関回転数NEが高いほど、要求量が大きくなるように設定されている。該マップによれば、機関回転数NEが高い場合には、吸気通路２８に生じる吸気負圧も大きくなるため、この吸気負圧を十分に抑制すべく、大きな要求量が算出される。
【００２９】
次に、要求量が所定値１よりも大きいか否か、つまり、期間回転数NEが所定値NE1よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０６）。このステップ１０６では、吸気通路に生じる吸気負圧が大きいと推定されるか否かが判別される。ステップ１０６で要求量が所定値１よりも大きいと判別された場合（図４に示す領域Ｂ）、つまり、吸気通路に生じる吸気負圧が大きいと推定される場合には、ステップ１１０に進む。
【００３０】
ステップ１１０では、吸気バルブ２２の作動時期(In.VVT)を最進角にすると共に、排気バルブ４６の作動時期(Ex.VVT)を変更することにより、バルブオーバーラップ量を上記ステップ１０４で算出された要求量と同一に制御する。
【００３１】
次回以降本ルーチンが起動される際には、上記ステップ１００〜１０６の処理が順次実行される。そして、上記ステップ１０６で要求量が所定値１に達したと判別されるまでは、上記ステップ１１０の処理が実行される。すなわち、機関回転数NEの低下による要求量の減少に伴って、吸気バルブ２２の作動時期を最進角に固定したまま、排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させる（ステップ１１０）。これにより、バルブオーバーラップ量が徐々に小さくされる。
【００３２】
その後、上記ステップ１０６で要求量が所定値１に達したと判別されると、図４に示すように排気バルブ４６の作動時期が最進角に達したと判断され（図４に示す領域Ａ）、図５に示すルーチンのステップ１０８に進む。
ステップ１０８では、機関回転数NEの低下による要求量の減少に伴って、排気バルブ４６の作動時期を最進角に固定したまま、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させる。これにより、バルブオーバーラップ量が徐々に小さくされる。
【００３３】
機関回転数NEがアイドル回転数まで低下して減速を終了するか、もしくは、機関回転数NEがアイドル回転数になる前に加速を開始する場合には、減速燃料カットの制御が終了する。この減速燃料カットの終了に伴い、本ルーチンも終了する。
【００３４】
図５に示すルーチンによれば、要求量が所定値１よりも大きい場合には、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させることにより、バルブオーバーラップ量が制御される。そして、要求量が所定値１以下になると、排気バルブ４６の作動時期を最進角とし、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させることにより、バルブオーバーラップ量が制御される。このように吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期を制御することで、排気行程における排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、内部ＥＧＲ量を十分得ることができるため、吸気通路２８で生じる吸気負圧を十分に抑制することができる。
【００３５】
ところで、図５に示すルーチンのステップ１０６では、バルブオーバーラップ要求量が所定値１よりも大きいか否かにより図４に示す領域Ｂか領域Ａかを判別しているが、機関回転数NEが所定値NE1よりも大きいか否かにより判別するようにしてもよい。この場合も、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３６】
尚、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１００の処理を実行することにより第１の発明における「機関回転数値取得手段」が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１の発明における「要求量算出手段」が、ステップ１０８及び１１０の処理を実行することにより第１の発明における「バルブオーバーラップ量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００３７】
実施の形態２．
［システム構成の説明］
本発明の実施の形態２のシステムは、図１に示したシステムにおいて、可変吸気システムを更に備えている。図６は、本実施の形態２のシステムにおいて、可変吸気システムを説明するための図である。図６に示すように、可変吸気システムは、吸気通路２８として主吸気通路２８ａと副吸気通路２８ｂとを備えている。副吸気通路２８ｂには、ＥＣＵ６０の出力側に接続された吸気流制御弁２９が設けられている。この可変吸気システムは、該吸気流制御弁２９の開閉操作により、吸気通路長を可変とするように構成されている。つまり、可変吸気システムは、吸気通路２８を流通する空気の体積効率を可変とするように構成されている。
【００３８】
［実施の形態２の特徴］
上記可変吸気システムの動作について説明する。
図７は、吸気流制御弁の開閉操作と、吸入空気の体積効率の関係を示す図である。図７に示すように、機関回転数NEが所定値NE3以上である高回転域では、吸気流制御弁２９を開弁した場合に、該吸気流制御弁２９を閉弁した場合に比して体積効率を高めることができる。この体積効率が高いほど、燃焼室１６内に流入する空気量が多くなる。一方、機関回転数NEが所定値NE3よりも小さい低回転域では、吸気流制御弁２９を閉弁した場合に、該吸気流制御弁２９を開弁した場合に比して体積効率を高めることができる。
よって、減速燃料カット時ではない通常運転時には、体積効率を高めるために、つまり、筒内により多くの空気量を導入して燃焼効率を高めるために、高回転域では吸気流制御弁２９が開弁操作され、低回転域では吸気流制御弁２９が閉弁される。
【００３９】
ところで、上記実施の形態１では、バルブオーバーラップ要求量が所定値１よりも大きい場合、つまり、機関回転数NEが所定値NE1よりも大きい場合には、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を変更することにより、バルブオーバーラップ量を要求量と一致させる制御が実行される。
【００４０】
しかし、機関回転数NEが極端に高い場合に、減速燃料カットが実行されると、機関回転数NEに基づいて算出される要求量が極端に大きくなる。この場合、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を最遅角したときの最大バルブオーバーラップ量よりも要求量が大きくなってしまう事態が生じ得る。すなわち、機関回転数NEが所定値NE2よりも高いときに減速燃料カットが実行された場合、吸気及び排気バルブ２２，４６の開閉時期の制御だけでは、バルブオーバーラップ量を要求量と一致させることができなくなる。
【００４１】
そこで、本実施の形態２では、以下に説明するように、機関回転数NEが所定値NE2よりも高い場合、すなわち、要求量が所定値2よりも大きい場合には、吸気流制御弁２９を閉弁操作する。吸気流制御弁２９を閉弁操作することにより、吸入空気の体積効率を低下させることができ、吸気通路２８で生じる吸気負圧を低減することができる。
なお、図７に示すように、所定値NE2は所定値NE3よりも大きい値である。このため、機関回転数NEが所定値NE2よりも高い場合に、吸気流制御弁２９を閉弁すると、吸入空気の体積効率は必ず低下する。
【００４２】
図８は、本実施の形態２において、減速燃料カット時の吸気及び排気バルブの作動時期、並びに、吸気流制御弁の開閉操作の制御を示す図である。図８に示すように、機関回転数NEが所定値NE2よりも大きい場合（領域Ｃ）、つまり、要求量が所定値2よりも大きい場合には、上述したように、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御だけでは、バルブオーバーラップ量を要求量に一致させることができない。この場合、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を最遅角としてバルブオーバーラップ量を最大にすると共に、吸気流制御弁２９を閉弁操作する。吸気流制御弁２９を閉弁操作することにより、吸入空気の体積効率が低下するため、吸気負圧を低減することができる。その結果、吸気負圧の抑制に必要な内部ＥＧＲ量を減らすことができ、その内部ＥＧＲ量を得るための要求量を少なくすることができる。よって、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御により、バルブオーバーラップ量を要求量と一致させることができる。
【００４３】
そして、要求量が所定値1よりも大きく所定値2以下である場合（領域Ｂ）、つまり、機関回転数NEが所定値NE1よりも大きく所定値NE2以下である場合には、上記実施の形態１と同様に、ＶＶＴ機構２４により吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、ＶＶＴ機構４８により排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させることにより、バルブオーバーラップ量を制御する。
【００４４】
さらに、要求量が所定値1以下である場合（領域Ａ）、つまり、機関回転数NEが所定値NE1以下である場合には、上記実施の形態１と同様に、排気バルブ４６の作動時期を最進角とし、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させることにより、バルブオーバーラップ量を制御する。
【００４５】
［実施の形態２における具体的処理］
図９は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図９に示すルーチンによれば、上記実施の形態１と同様に、機関回転数NE、車速及びスロットル開度TAを読み込み（ステップ１００）、減速燃料カット中であるか否かを判別する（ステップ１０２）。減速燃料カット中であると判別された場合には、機関回転数NEに基づいて要求量を算出し（ステップ１０４）、算出した要求量が所定値１よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０６）。
【００４６】
ステップ１０６で要求量が所定値１よりも大きいと判別された場合には、要求量が所定値２よりも大きいか否かを更に判別する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御のみで、バルブオーバーラップ量を要求量と同一に制御できるか否かが判別される。つまり、最大バルブオーバーラップ量よりも要求量が大きいか否かが判別される。
【００４７】
ステップ１１２で要求量が所定値２よりも大きいと判別された場合、つまり、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御のみでバルブオーバーラップ量を要求量と同一に制御できない場合には、以下のようにして、吸気流制御弁２９を閉じる。すなわち、ステップ１１６において、ＥＣＵ６０内に予め記憶されたマップを参照して、吸気流制御弁２９の閉じ量を算出する。該マップでは、機関回転数NEが高いほど、吸気流制御弁２９の閉じ量が大きくなるように設定されている。該マップによれば、機関回転数NEが高いほど、吸気流制御弁２９の閉じ量を大きくすることで吸気通路２８を流通する空気の体積効率がより低くされるため、吸気通路２８に生じる吸気負圧もより低減される。その結果、吸気負圧を抑制するための要求量を所定値２まで小さくすることができ、吸気及び排気バルブの作動時期の制御のみでバルブオーバーラップ量を要求量と同一にすることができる。
【００４８】
次に、ステップ１１６で算出された閉じ量だけ吸気流制御弁２９を閉弁操作する（ステップ１１８）。その後、吸気バルブ２２の作動時期を最進角にすると共に、排気バルブの作動時期を最遅角にする（ステップ１２０）。
【００４９】
次回以降本ルーチンが起動される際には、上記ステップ１００〜１０６の処理が順次実行される。さらに、上記ステップ１１２で要求量が所定値２に達したと判別されるまでは、上記ステップ１１６〜１２０の処理が実行される。すなわち、機関回転数NEの低下に伴って、吸気バルブ２２の作動時期を最進角に、排気バルブ４６の作動時期を最遅角に固定したまま、吸気流制御弁２９の閉じ量が徐々に小さくされる。すなわち、バルブオーバーラップ量を最大に保ったまま、吸気流制御弁２９の開度が徐々に大きくされる。
【００５０】
その後、要求量が所定値２に達したと判別されると、つまり、機関回転数NEが所定値NE2まで低下すると、図５に示すルーチンのステップ１１４に進む。ステップ１１４では、吸気流制御弁２９を開弁操作する。すなわち、要求量が所定値２以下である場合には、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期の制御によりバルブオーバーラップ量を要求量と同一に制御できるため、吸気流制御弁２９の閉弁制御は不要となる。
続いて、上記実施の形態１と同様に、上記ステップ１１０の処理が実行される。すなわち、機関回転数NEの低下による要求量の減少に伴って、吸気バルブ２２の作動時期を最進角に固定したまま、排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させる（ステップ１１０）。これにより、バルブオーバーラップ量が徐々に小さくされる。
【００５１】
その後、上記ステップ１０６で要求量が所定値１に達したと判別されると、つまり、図８に示すように排気バルブ４６の作動時期が最進角に達すると、図９に示すルーチンのステップ１０８に進む。ステップ１０８では、上記実施の形態１と同様に、機関回転数NEの低下による要求量の減少に伴って、排気バルブ４６の作動時期を最進角に固定したまま、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させる。これにより、バルブオーバーラップ量が徐々に小さくされる。
【００５２】
また、機関回転数NEがアイドル回転数まで低下して減速を終了するか、もしくは、アイドル回転数になる前に加速を開始する場合には、減速燃料カット制御を終了する。これに伴い、本ルーチンを終了する。
【００５３】
図９に示すルーチンによれば、要求量が所定値２よりも大きい場合には、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を最遅角にしてバルブオーバーラップ量を最大にすると共に、吸気流制御弁２９を閉弁操作する。この閉弁操作により、吸入空気の体積効率が低下せしめられ、吸気負圧の発生が低減される。また、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とすることで、排気バルブ４６の作動時期を最遅角にしても、排気行程における排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、十分な内部ＥＧＲ量を得ることができるため、吸気負圧低減効果を十分得ることができる。
【００５４】
さらに、要求量が所定値１よりも大きく所定値２以下である場合には、吸気バルブ２２の作動時期を最進角とし、排気バルブ４６の作動時期を徐々に進角させることにより、バルブオーバーラップ量が制御される。そして、要求量が所定値１以下である場合には、排気バルブ４６の作動時期を最進角とし、吸気バルブ２２の作動時期を徐々に遅角させることにより、バルブオーバーラップ量が制御される。このように、吸気及び排気バルブ２２，４６の作動時期を制御することで、排気行程における排気脈動を小さくし吸気脈動を大きくすることができる。よって、内部ＥＧＲ量を十分得ることができるため、吸気負圧低減効果を十分得ることができる。
【００５５】
ところで、本実施の形態２においては、図６に示す可変吸気システムを備えたシステムについて説明したが、図１０及び図１２に示すような可変吸気システムを備えたシステムを用いてもよい。この場合も、図１１及び図１３に示すように、吸気流制御弁２９の閉弁を実行する機関回転数NE2は機関回転数NE3よりも高い。このため、吸気流制御弁２９を閉弁することにより、吸気通路で生じる吸気負圧を低減することができるため、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００５６】
また、図９に示すルーチンのステップ１１６では、機関回転数NEに応じて吸気流制御弁２９の閉じ量を算出しているが、吸気流制御弁２９を全閉としてもよい。この吸気流制御弁２９の全閉により、吸気負圧が非常に小さいと推定される場合には、推定される吸気負圧の抑制に必要な要求量を算出し、図８に示す領域Ｂにおけるステップ１１０の処理と同様に、吸気バルブ２２の作動時期を最進角として排気バルブ４６の作動時期を変更させることにより、バルブオーバーラップ量を算出した要求量と同一にすることができる。
【００５７】
尚、本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１１６及び１１８の処理を実行することにより第２の発明における「体積効率制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【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】排気バルブの作動時期を遅角させることによりバルブオーバーラップを拡大した場合において、吸気負圧抑制効果を説明するための図である。
【図３】吸気バルブの作動時期を進角させることによりバルブオーバーラップを拡大した場合において、吸気負圧抑制効果を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、吸気及び排気バルブの作動時期の制御を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２のシステムにおいて、可変吸気システムを説明するための図である。
【図７】吸気流制御弁の開閉操作と、吸入空気の体積効率の関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２において、吸気及び排気バルブの作動時期、並びに、吸気流制御弁の開閉操作の制御を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】可変吸気システムの他の例を示す図である。
【図１１】吸気流制御弁の開閉操作と、吸入空気の体積効率の関係を示す図である。
【図１２】可変吸気システムの他の例を示す図である。
【図１３】吸気流制御弁の開閉操作と、吸入空気の体積効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
２    内燃機関
４    ピストン
６    シリンダブロック
８    シリンダヘッド
１０  水温センサ
１２  クランク軸
１４  クランク角センサ
１６  燃焼室
１８  点火プラグ
２０  吸気ポート
２２  吸気バルブ
２４  ＶＶＴ機構
２６  インジェクタ
２８  吸気通路
２８ａ  主吸気通路
２８ｂ  副吸気通路
２９  吸気流制御弁
３０  サージタンク
３２  スロットルバルブ
３４  スロットルモータ
３６  スロットル開度センサ
３８  アクセル開度センサ
４０  エアフロメータ
４２  エアクリーナ
４４  排気ポート
４６  排気バルブ
４８  ＶＶＴ機構
５０  排気通路
５２  空燃比センサ
５４  触媒
５６  酸素センサ
５８  車速センサ
６０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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