(57)【要約】【課題】  この発明は内燃機関の制御装置に関し、減速時のフューエルカット中に可変動弁機構の故障が発生した場合にその故障を迅速に検出することを目的とする。【解決手段】  減速フューエルカット中、触媒劣化防止とオイル消費量抑制とを両立するため、吸気弁可変動弁機構によって吸気弁の開弁位相を進角させてバルブオーバーラップ期間を大きくし、内部EGR量を多量にする。この間、減速フューエルカット中の全域に渡って、目標VVT値を経時的に変動させる。目標VVT値と実VVT値との偏差の絶対値であるVVT誤差が故障判定値αを超えた後、更に、実VVT値が判定時間βに渡って変化しないことが認められた場合、吸気弁可変動弁機構の噛み込みロックが発生したものと判定される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の作動量の現実値を検出する検出手段と、
前記可変動弁機構の作動量の目標値を、前記フューエルカット中の全域に渡って、かつ、前記バルブオーバーラップ期間がアイドル運転時の目標期間よりも大きくなる範囲内で、変動させる目標値変動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値を前記目標値に向けて追従させるように前記可変動弁機構を駆動する駆動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値が前記目標値に追従しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記現実値が前記目標値に追従していないと判断された場合に、前記可変動弁機構が故障したと判定する故障判定手段と、
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】
内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、
前記フューエルカット中に、吸入空気量をアイドル運転時に比して減量させる吸入空気量制御手段と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の作動量の現実値を検出する検出手段と、
前記可変動弁機構の作動量の目標値を、前記フューエルカット中の全域に渡って、かつ、前記バルブオーバーラップ期間がアイドル運転時の目標期間よりも大きくなる範囲内で、変動させる目標値変動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値を前記目標値に向けて追従させるように前記可変動弁機構を駆動する駆動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値が前記目標値に追従しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記現実値が前記目標値に追従していないと判断された場合に、前記可変動弁機構が故障したと判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記故障判定手段により前記可変動弁機構が故障したと判定された場合、前記フューエルカットからの復帰時にエンジンストールが起きにくくなるように所定の制御パラメータを補正するストール防止手段を更に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、フューエルカットを行うフューエルカット手段と、可変動弁機構とを備える内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気弁や排気弁の開弁特性を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。このような可変動弁機構によれば、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とすることができる。そして、バルブオーバーラップ期間を変化させることで、内部EGR（排気ガス再循環）量を調整することができる。
【０００３】
上記可変動弁機構には、可動部の噛み込み等の原因で、バルブオーバーラップ期間が大きくなったまま元に戻らなくなる故障が生じることがある。バルブオーバーラップ期間が大きくなったままの状態、つまり内部EGR量が多いままの状態で、アイドル運転等の低負荷低回転域に入ると、多量の内部EGRガスの影響によって燃焼が不安定となるので、失火、更にはエンジンストールを招くおそれがある。
【０００４】
特開平１０−６１４６５号公報（特許文献１）には、可変動弁機構の目標変位角と実変位角との偏差に基づいて可変動弁機構の故障または応答遅れの有無を判定するシステムが開示されている。このシステムでは、可変動弁機構の故障または応答遅れが有ると判定された場合には、スロットルバルブをバイパスするアイドルスピードコントロールバルブの開度を大きくし、アイドル運転時の吸入空気量を増やすことによって、内部EGRの影響によるエンジンストールを回避するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６１４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−７３８０１号公報
【特許文献３】特開２００１−４１０６３号公報
【特許文献４】特開平１１−１４８３８１号公報
【特許文献５】特開平４−２８４１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内燃機関においては、スロットルバルブが閉じられた場合に、つまり、運転者によって減速が要求された場合に、一般に、燃費特性の改善のためフューエルカットが実行される。この減速フューエルカットの実行中、機関回転数が所定の復帰回転数まで下がった場合、あるいはアクセルペダルが踏み込まれた場合には、フューエルカットは終了され、燃料噴射が再開される。
【０００７】
減速フューエルカット中は、上述したようにスロットルバルブが閉じられているので、吸気管内部が大きく負圧化すると共に、吸気通路から排気通路にかけて燃料を含まない空気が流通する事態が生ずる。
【０００８】
吸気管内部に大きな負圧が生ずると、その影響により、内燃機関の筒内圧力も負圧化され易い。そして、筒内圧力が負圧化されると、所謂オイル上がりにより、内燃機関におけるオイル消費量が増大する。このため、オイル消費量を抑える観点より、内燃機関の減速時における吸気管圧力は、過度に負圧化させないことが望ましい。
【０００９】
一方、内燃機関の排気通路に配置される触媒は、高温環境化でリーンなガスの供給を受けることにより劣化し易いという特性を有している。このため、減速フューエルカット中における触媒の劣化を抑制する上では、その間の流通空気量を少量とすることが望まれる。
【００１０】
減速フューエルカット中に内部EGR量を多くすれば、触媒への流通空気量を増やすことなく、筒内圧力の過度の負圧化を防止することができる。このため、上述したようなオイル消費量抑制と触媒劣化防止とを両立する方法として、減速フューエルカット中に可変動弁機構によってバルブオーバーラップ期間を大きくし、内部EGR量を多くする方法が有効である。
【００１１】
減速フューエルカット中にバルブオーバーラップ期間を大きくしていた場合、燃料噴射状態へ復帰するときには、復帰後の燃焼安定を図るため、内部EGRを少なくしてから、つまりバルブオーバーラップ期間を小さくしてから、燃料噴射を再開することが望ましい。ところが、可変動弁機構に、バルブオーバーラップ期間が大きくなったまま固着する故障が生じていた場合には、内部EGRを少なくできない。このため、特にフューエルカットからの復帰が、アクセルペダルの踏み込み量が小さい状態や全く踏まれていない状態で行われた際には、失火、更にはエンジンストールを招くおそれがある。このようなエンジンストールを回避するためには、減速フューエルカット中にも、バルブオーバーラップ期間が大きくなったまま固着する故障が可変動弁機構に生じていないかどうかを検出し、故障が検出された場合には、何らかのエンジンストール防止策を行う必要がある。
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された可変動弁機構の故障検出方法を減速フューエルカット中に適用した場合には、次のような理由から、故障の検出が遅れることが考えられる。一般に、減速フューエルカット中は、可変動弁機構の目標変位角は一定とされる。一方、特許文献１に記載の故障検出方法では、目標変位角と実変位角との間に判定値以上の偏差がなければ、故障と判定されることはない。このため、実変位角が目標変位角の近傍にある状態で可変動弁機構の故障が生じていた場合には、次に目標変位角が変更されるときまで、つまり、フューエルカット復帰要求に基づいてバルブオーバーラップ期間を小さくする命令がくるまで、可変動弁機構の故障を検出することができない。このようにしてフューエルカット復帰時になって可変動弁機構の故障が検出されても、その後にエンジンストール防止策を行ったのでは手遅れとなり、エンジンストールを回避できないおそれがある。
【００１３】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速時のフューエルカット中に可変動弁機構の故障が発生した場合にその故障を迅速に検出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】
【００１４】
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フューエルカットを行うフューエルカット手段と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の作動量の現実値を検出する検出手段と、
前記可変動弁機構の作動量の目標値を、前記フューエルカット中の全域に渡って、かつ、前記バルブオーバーラップ期間がアイドル運転時の目標期間よりも大きくなる範囲内で、変動させる目標値変動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値を前記目標値に向けて追従させるように前記可変動弁機構を駆動する駆動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値が前記目標値に追従しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記現実値が前記目標値に追従していないと判断された場合に、前記可変動弁機構が故障したと判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
第２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フューエルカットを行うフューエルカット手段と、
前記フューエルカット中に、吸入空気量をアイドル運転時に比して減量させる吸入空気量制御手段と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の作動量の現実値を検出する検出手段と、
前記可変動弁機構の作動量の目標値を、前記フューエルカット中の全域に渡って、かつ、前記バルブオーバーラップ期間がアイドル運転時の目標期間よりも大きくなる範囲内で、変動させる目標値変動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値を前記目標値に向けて追従させるように前記可変動弁機構を駆動する駆動手段と、
前記フューエルカット中に前記現実値が前記目標値に追従しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記現実値が前記目標値に追従していないと判断された場合に、前記可変動弁機構が故障したと判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記故障判定手段により前記可変動弁機構が故障したと判定された場合、前記フューエルカットからの復帰時にエンジンストールが起きにくくなるように所定の制御パラメータを補正するストール防止手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、減速フューエルカット中の全域に渡って、可変動弁機構の作動量の目標値が変動させられる。このため、可変動弁機構の故障が発生した場合には、可変動弁機構の作動量の目標値と現実値との間には、迅速に、かつ必然的に大きな誤差が生じる。このため、減速フューエルカット中に可変動弁機構の故障が発生した場合、その故障を迅速に、つまり燃料噴射状態への復帰要求が出る前に検出することができる。その結果、可変動弁機構の故障に起因する弊害を防止するための処理を、迅速に、つまり手遅れにならないうちに、行うことが可能となる。
【００１８】
第２の発明によれば、減速フューエルカット中の全域に渡って、可変動弁機構の作動量の目標値が変動させられる。このため、可変動弁機構の故障が発生した場合には、可変動弁機構の作動量の目標値と現実値との間には、迅速に、かつ必然的に大きな誤差が生じる。このため、減速フューエルカット中に可変動弁機構の故障が発生した場合、その故障を迅速に、つまり燃料噴射状態への復帰要求が出る前に検出することができる。その結果、可変動弁機構の故障に起因する弊害を防止するための処理を、迅速に、つまり手遅れにならないうちに、行うことが可能となる。また、本発明では、減速フューエルカット中に吸入空気量をアイドル運転時に比して減量させる。本発明によれば、このことと、バルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR増大とが相まって、減速フューエルカット中のオイル消費量抑制と触媒劣化防止とを両立することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、減速フューエルカット中に可変動弁機構の故障が発生した場合、燃料噴射状態への復帰に備えて、エンジンストールを起きにくくする処理を予め行っておくことができる。このため、可変動弁機構の故障によって多量の内部EGRがある状態で減速フューエルカットからの復帰が行われた場合であっても、復帰後にエンジンストールを起こすことを確実に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】
【００２０】
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、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。
【００２１】
吸気通路１４には、スロットルバルブ１８が配置されている。スロットルバルブ１８は、アクセル開度に基づいてスロットルモータ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１８の近傍には、スロットル開度TAを検出するためのスロットルポジションセンサ２０が配置されている。
【００２２】
内燃機関１０は、複数の気筒を有する多気筒式の機関であり、図１は、そのうちの一気筒の断面を示している。内燃機関１０が備える個々の気筒には、吸気通路１４に通じる吸気ポート、および排気通路１６に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁２２が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１２と吸気通路１４、或いは燃焼室１２と排気通路１６を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２４および排気弁２６が設けられている。なお、本発明は、図示の構成と異なり、燃料を内燃機関１０の筒内へ直接噴射するようにしたシステムにも適用することができる。
【００２３】
吸気弁２４および排気弁２６は、それぞれ吸気可変動弁（VVT）機構２８および排気可変動弁（VVT）機構３０により駆動される。可変動弁機構２８、３０は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁２４および排気弁２６を開閉させると共に、それらの開弁特性（開弁時期、作用角、リフト量など）を変更することができる。
【００２４】
内燃機関１０は、クランク軸の近傍にクランク角センサ３２を備えている。クランク角センサ３２は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ３２の出力によれば、クランク軸の回転位置や回転速度、更には、機関回転数NEなどを検知することができる。また、内燃機関１０は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ３４を備えている。カム角センサ３４は、クランク角センサ３２と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ３４の出力によれば、吸気カム軸の回転位置（実進角値）などを検知することができる。
【００２５】
内燃機関１０の排気通路１６には、排気ガスを浄化するための上流触媒(SC)３６および下流触媒(UF)３８が直列に配置されている。また、上流触媒３６の上流には、その位置で排気空燃比を検出するための空燃比センサ４０が配置されている。更に、上流触媒３６と下流触媒３８との間には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発生する酸素センサ４２が配置されている。
【００２６】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)５０を備えている。ECU５０には、上述した各種センサに加え、アクセル開度PAを検出するためのアクセルポジションセンサ５２や、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU５０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御することができる。
【００２７】
［触媒劣化抑制制御の概要］
上記のように構成された本実施形態のシステムは、内燃機関１０の運転中、機関回転数NEが設定値以上で、かつスロットル開度TAがアイドル開度TA0とされた場合に、燃料の噴射を停止する処理、つまり、フューエルカットを実行する。以下、このフューエルカットを「減速フューエルカット」と称する。減速フューエルカット時は、上述のようにスロットル開度TAが閉じられるため、吸気管圧力PMが大きく負圧化し易い状態が形成される。吸気管圧力PMが大きく負圧化すると、内燃機関１０においてオイル上がり（ピストン周囲から燃焼室１２へのオイルの進入）やオイル下がり（バルブステム周囲から燃焼室１２へのオイルの進入）が発生し易くなり、オイル消費量が増大し易い事態が生ずる。
【００２８】
ところで、吸気管圧力PMの負圧化は、スロットル開度TAを大きくすることにより回避することができる。従って、減速フューエルカットの開始後、スロットル開度TAを、基本のアイドル開度TA0より大きな開度に保てば、吸気管圧力PMが過大に負圧化するのを防ぐことが可能、すなわち、オイル上がりやオイル下がりの発生を防ぐことが可能である。しかしながら、減速フューエルカットの実行中は、燃料噴射が行われないことから、触媒（上流触媒３６および下流触媒３８）に流れ込むガスは極端にリーンに偏ったものとなる。そして、高温の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒の劣化が進行し易い。このため、減速フューエルカットの開始後にスロットル開度TAを開いてリーンガスの流通量を増やすと、オイル消費量の増加は防げるものの、上流触媒３６および下流触媒３８の劣化は促進されることとなる。
【００２９】
図１に示すシステムによれば、吸気可変動弁機構２８により吸気弁２４の開弁位相を進角（より具体的には開弁タイミングを進角）することにより、バルブオーバーラップ期間、つまり、吸気弁２４と排気弁２６が共に開弁状態となる期間を延ばすことができる。そして、吸気管圧力PMが負圧状況下にある減速フューエルカット中に、バルブオーバーラップ期間が延びれば、吸気弁２４の開弁後に吸気通路１４に逆流する既燃ガス量、つまり、内部EGR量が増加する。
【００３０】
吸気管圧力PMは、スロットルバルブ１８の下流におけるガス量が多いほど大気圧に近づく。そして、そのガス量は、スロットルバルブ１８を通過した新気ガスの量と、バルブオーバーラップの期間中に生じた内部EGRガス量との和である。このため、内部EGR量が十分に多量であれば、スロットル開度TAが如何に小さくても、吸気管圧力PMが過度に負圧化することはない。
【００３１】
以上説明した通り、図１に示すシステムによれば、十分なバルブオーバーラップを発生させた状態でスロットル開度TAをアイドル開度TA0より小さく絞ることとすれば、十分な内部EGR量を生じさせることができ、オイル上がりやオイル下がりの発生を防ぎつつ、上流触媒３６および下流触媒３８の劣化進行を有効に抑制することが可能である。以下、そのような制御、すなわち、減速フューエルカット中に筒内にEGRガスを導入し、かつスロットル開度TAをアイドル開度TA0より小さくすることにより、触媒３６、３８の劣化を抑制させる制御を、「触媒劣化抑制制御」と称する。
【００３２】
なお、本実施形態のシステムにおいて、内燃機関１０のアイドル運転時は、バルブオーバーラップ期間がほとんど無くなるか、または全く無くなるように制御される。これにより、アイドル運転時、内部EGRが生じるのが防止されることによって燃焼が安定化される。
【００３３】
これに対し、上記触媒劣化抑制制御においては、バルブオーバーラップ期間をアイドル運転時の目標期間よりも大きくすることにより、吸気管圧力PMが過大に負圧化するのを防止するに足る内部EGR量が確保される。
【００３４】
［実施の形態１の特徴部分］
吸気可変動弁機構２８は、内燃機関１０に設けられたオイルポンプが発生する油圧によって駆動される。以下では、吸気可変動弁機構２８による吸気弁２４の開弁位相の目標進角量および実進角量をそれぞれ「目標VVT値」および「実VVT値」と称する。
【００３５】
吸気可変動弁機構２８の作動は、ECU５０によって制御される。すなわち、ECU５０は、内燃機関１０の運転状態との関係で予め定められた規則に基づいて、目標VVT値を設定する。そして、ECU５０は、この目標VVT値に、カム角センサ３４の出力に基づいて取得される実VVT値が追従するように、吸気可変動弁機構２８に作用する油圧を制御することによって、吸気可変動弁機構２８の作動を制御する。
【００３６】
本実施形態では、上記触媒劣化抑制制御が行われることにより、減速フューエルカット中、大きな目標VVT値が設定され、吸気弁２４の開弁位相が大きく進角した状態が実現される。このような減速フューエルカット中に、機関回転数NEが所定の復帰回転数まで下がった場合、あるいはアクセルペダルが踏まれた場合には、減速フューエルカットからの復帰、つまり燃料噴射の再開が行われる。この際には、復帰後の燃焼を安定化させるために、内部EGRを少なくしてから、つまり、吸気弁２４の開弁位相を最も遅角した状態に戻すように吸気弁可変動弁機構２８を作動させてから、燃料噴射を再開することとされる。
【００３７】
しかしながら、吸気弁可変動弁機構２８には、可動部の噛み込み等の原因によって、動作不能となったり動作速度が極端に低下したりする故障が発生する場合がある。以下、この故障を「噛み込みロック」と称する。この噛み込みロックが、触媒劣化抑制制御が行われている減速フューエルカット中に発生した場合には、復帰時にバルブオーバーラップ期間を小さくすることができなくなるので、復帰後、多量の内部EGRガスによって燃焼が不安定化する。このため、減速フューエルカットからの復帰が、アクセルペダルの踏み込み量が小さい状態や全く踏まれていない状態のように吸入空気量が少ない状態で行われた際には、失火を生じ、更にはエンジンストールを招くおそれがある。
【００３８】
このような減速フューエルカットからの復帰時のエンジンストールを回避するためは、減速フューエルカット中に噛み込みロックの有無を検出し、噛み込みロックが検出された場合には、何らかのエンジンストール防止策、例えばアイドル運転時の吸入空気量増大や燃料噴射量増大などの制御を行う必要がある。
【００３９】
吸気弁可変動弁機構２８の噛み込みロックの検出は、一般に、目標VVT値に対する実VVT値の偏差に基づいて行われる。一方、減速フューエルカット中の目標VVT値は、従来、一定値に保たれるのが普通である。このため、実VVT値が目標VVT値にほぼ一致した状態で噛み込みロックが発生していた場合には、通常の方法では減速フューエルカットの継続中には噛み込みロックを検出することができない。この場合、その後に減速フューエルカットからの復帰要求が出て、吸気弁２４の開弁位相を遅角するべく目標VVT値が小さくされた段階になって初めて、噛み込みロックの発生が検出される。このため、噛み込みロックの検出後にエンジンストール防止策をとっても、手遅れとなり、エンジンストールを回避できないおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、減速フューエルカット中に吸気弁可変動弁機構２８の噛み込みロックが発生した場合にその噛み込みロックを迅速に検出可能とするために、減速フューエルカット中の全域に渡って目標VVT値を敢えて経時的に変動させることとした。そして、実VVT値が目標VVT値に追従しているか否かを継続的に判断することによって、噛み込みロックの有無を判定することとした。
【００４１】
図２は、本実施形態における減速フューエルカット中の目標VVT値および実VVT値の経時的な変化の一例を示すグラフである。なお、図２中の（Ｂ）は、図２中の（Ａ）の一部を拡大して示すものである。
図２（Ａ）に示す例は、吸気弁２４の開弁位相が最も遅角された状態、つまり実VVT値が０°CAの状態から減速フューエルカットが開始された場合の例である。この例では、減速フューエルカットが開始されると、バルブオーバーラップ期間を大きくするべく、目標VVT値が急峻に立ち上がるように増大され、これに追従して、実VVT値が急激に大きくなっている。
【００４２】
図２（Ａ）に示す例では、目標VVT値は、その後、最大値を過ぎて緩やかに減少に転じ、これに追従して、実VVT値も緩やかに減少している。図２（Ａ）に示す例では、この緩やかな減少の途中で、噛み込みロックが発生した場合を示している。同図に示されるように、噛み込みロックが発生すると、実VVT値が一定値を維持するようになる。その一方、目標VVT値は経時的な変動を続けるので、目標VVT値と実VVT値との偏差の絶対値が拡大する。本実施形態では、このような現象を捉えることで、噛み込みロックの有無を判定する。
【００４３】
図２（Ａ）に示す例では、目標VVT値は、上記の緩やかな減少の後、大局的にみると概ね一定の値とされているが、この範囲においては、図２（Ｂ）に示すように、比較的小刻みに周期的に変動するようにされている。この周期的変動の振幅は、特に限定されないが、例えば±３°CA程度とすることができる。図２（Ｂ）に示す例では、目標VVT値の上記周期的変動に実VVT値が追従しているときに噛み込みロックが発生した場合が示されている。この場合にも、上述した緩やかな減少の途中で噛み込みロックが発生した場合と同様にして、噛み込みロックの有無を判定することができる。
【００４４】
なお、図２に示すような目標VVT値の経時的な変動は、オイル消費量を抑制するのに足る内部EGR量が確保されるようなバルブオーバーラップ期間が実現される範囲内での変動とされる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、減速フューエルカット中の全域に渡って目標VVT値を経時的に変動させることにより、噛み込みロックが発生した場合にその噛み込みロックを迅速に検出することができる。このため、噛み込みロックが発生した場合には、減速フューエルカットからの復帰時に至る前に、前もってエンジンストール防止策をとることができる。よって、減速フューエルカットからの復帰後のエンジンストールを確実に回避することができる。
【００４６】
ここで、バルブタイミングは内燃機関１０の出力に大きく影響する。このため、一般には、定常運転状態等の、VVT値を一定に保つべき運転状態において敢えてVVT値を変動させることは、運転者の意思によらずに出力が変動することにつながるので、好ましくない。しかしながら、本実施形態では、VVT値を変動させるのは燃焼のない減速フューエルカット中であるので、VVT値を変動させた場合であっても、特に図２（Ａ）に示すグラフの時間軸の前半部分のようにVVT値を比較的大きく動かした場合であっても、内燃機関１０の出力（減速中なので負トルク）にほとんど影響を及ぼさず、ドライバビリティの悪化や運転者が意図しない出力の変動といった弊害が生じることはない。
【００４７】
なお、図２に示す例では、図２（Ａ）のグラフの時間軸の前半部分のように目標VVT値を経時的に比較的大きく動かすパターンと、同グラフの時間軸の後半部分のように目標VVT値を概ね一定としたまま比較的小刻みに周期的に変動させるパターンとの両方を含んでいるが、本発明における減速フューエルカット中の目標VVT値は、それらのいずれか一方のパターンのみのものでもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、噛み込みロックの有無の判定は目標VVT値に対する実VVT値の偏差をモニターすることで行われるので、目標VVT値が一定に近いほどその偏差に基づく判定が困難となり易い。このため、本実施形態では、目標VVT値が大局的に見て一定に近い場合ほど、目標VVT値を図２（Ｂ）に示すように細かく（短い周期で）変動させるのが好ましい。
【００４９】
［実施の形態１における具体的処理］
図３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。なお、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。図３に示すルーチンによれば、まず、減速フューエルカットの実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、減速フューエルカットの実行中ではないと判別された場合には、触媒劣化抑制制御を行う必要はないので、バルブオーバーラップ期間をなくすべく吸気可変動弁機構２８のVVT値が最も遅角した状態に制御される（ステップ１０２）。その後、今回の処理サイクルを終了する。
【００５０】
上記ステップ１００において、減速フューエルカットの実行中であると判別された場合には、次に、フューエルカット復帰要求があったか否かが判別される（ステップ１０４）。具体的には、アクセルペダルが踏み込まれたか否かがアクセル開度PAに基づいて判断されるとともに、機関回転数NEが所定の復帰回転数まで下がっているか否かが判断される。そして、その二つの判断の少なくとも一方が肯定されたことが認められた場合には、フューエルカット復帰要求があったものと判別される。この場合には、次に、燃料噴射再開に向けて、バルブオーバーラップ期間をなくすべく吸気可変動弁機構２８のVVT値が最も遅角した状態に制御される（ステップ１０２）。その後、今回の処理サイクルを終了する。
【００５１】
一方、上記ステップ１０４において、アクセルペダルの踏み込みがなく、かつ機関回転数NEが未だ復帰回転数までは低下していないことが認められた場合には、フューエルカット復帰要求がないと判別される。この場合には、触媒劣化抑制制御を行うべく、吸気弁２４の開弁位相を進角して大きいバルブオーバーラップ期間を確保するための目標VVT値が設定される（ステップ１０６）。ECU５０は、上述した図２中の破線で示すような目標VVT値の経時的変動の波形を記憶している。ここでは、その波形に基づいて、その時点の目標VVT値が設定される。
【００５２】
目標VVT値が設定された後は、カム角センサ３４の出力に基づいて、実VVT値が取得される（ステップ１０８）。次に、ステップ１０６で設定された目標VVT値と、ステップ１０８で取得された実VVT値との偏差の絶対値が算出される（ステップ１１０）。以下、この算出値を「VVT誤差」と称する。噛み込みロックが発生すると、経時的に変動する目標VVT値に実VVT値が追従しなくなるので、VVT誤差が大きくなる。本実施形態では、VVT誤差が所定の故障判定値α以下である場合には、実VVT値が目標VVT値に正常に追従しているものと判断され、VVT誤差が故障判定値αより大きくなった場合には、実VVT値が目標VVT値に追従しなくなっているものと判断される。
【００５３】
上記ステップ１１０でVVT誤差が算出された後は、フラグFの値が１であるか否かが判別される（ステップ１１２）。このフラグFは、現在実行中の減速フューエルカットにおいてVVT誤差が過去に故障判定値αを超えたことがあるか否かを示すためのものである。フラグFは、減速フューエルカットの終了後に０にリセットされる。よって、現在実行中の減速フューエルカットにおいて実VVT値が目標VVT値に正常に追従している間は、フラグF＝０が認められる。この場合は、次に、VVT誤差が故障判定値αより大きいか否かが判別される（ステップ１１４）。
【００５４】
上記ステップ１１４においてVVT誤差が故障判定値α以下であることが認められた場合には、実VVT値が目標VVT値に正常に追従しており、噛み込みロックは発生していないと判断できる。この場合には、今回の処理サイクルを終了する。
【００５５】
一方、上記ステップ１１４においてVVT誤差が故障判定値αより大きくなっていることが認められた場合には、実VVT値が目標VVT値に追従しなくなっているものと判断される。この場合には、VVT誤差が故障判定値αを超えた履歴があることを示すべく、フラグFに１がセットされる（ステップ１１６）。
【００５６】
本実施形態では、VVT誤差が故障判定値αより大きくなっていることが認められた場合に、噛み込みロックが発生したものと直ちに判定するのではなく、その後に実VVT値が変化しないことが所定の判定時間βに渡って認められた場合になって初めて、噛み込みロックが発生したものと判定することとした。これにより、誤判定をより確実に防止することができる。
【００５７】
本ルーチンによれば、ステップ１１６でフラグFに１がセットされた後は、実VVT値が変化しないかどうかを判断するべく、VVT変化量ΔVVTの値が０であるか否かが判別される（ステップ１１８）。このΔVVTは、今回の処理サイクルのステップ１０８で取得された実VVT値と、前回の処理サイクルのステップ１０８で取得された実VVT値との差である。ステップ１１８においてΔVVTが０でないことが認められた場合には、VVT誤差が故障判定値αを一旦は超えたものの、吸気弁可変動弁機構２８は未だ動作しており、噛み込みロックは発生していないと判断できる。この場合には、今回の処理サイクルを終了する。
【００５８】
一方、ステップ１１８においてΔVVTが０であることが認められた場合には、噛み込みロックが発生しているおそれが未だあると判断できる。この場合には、噛み込みロックの有無の最終的な判定へ向け、VVT誤差が故障判定値αを超えた後の経過時間を示すカウンタ値Ｘがカウントアップされる（ステップ１２０）。
【００５９】
本ルーチンによれば、ステップ１１２においてフラグFの値が１であることが認められた場合には、VVT誤差が故障判定値αより大きいか否かの判断（上記ステップ１１４）は飛ばされ、次に、実VVT値が変化しないかどうかを判断（上記ステップ１１８）が行われる。本実施形態では、目標VVT値が経時的に変動するので、噛み込みロックの発生によって実VVT値が一定に保持されていたとしても、VVT誤差が故障判定値α以下となる時点が到来することがある。そこで、上記のような処理により、VVT誤差が一旦故障判定値αを超えた後は、実VVT値が変化しない状態が判定時間βに渡って継続するか否かだけを判断することにより、最終的な故障判定を行うこととした。
【００６０】
上記ステップ１２０でカウンタ値Ｘがカウントアップされた後は、そのカウンタ値Ｘが判定時間βを超えたか否かが判別される。その結果、カウンタ値Ｘが未だ判定時間βを超えていない場合には、最終判定をすることなく、今回の処理サイクルを終了する。
【００６１】
VVT誤差が一旦故障判定値αを超えた後に実VVT値が変化しない状態が継続している場合には、本ルーチンが所定時間毎に周期的に実行される度に、カウンタ値Ｘがカウントアップされていき、やがて、カウンタ値Ｘが判定時間βを超える。このことが上記ステップ１２０で認められた場合には、噛み込みロックが発生したものと最終的に判定される（ステップ１２４）。
【００６２】
上記ステップ１２４で噛み込みロックが発生したものと判定された場合には、次に、減速フューエルカットからの復帰時にエンジンストールが起こりにくくするためのストール防止処理が行われる（ステップ１２６）。このストール防止処理では、具体的には、下記（ｉ）〜（iii）の処理のうちの一つ、または二つ以上が組み合わされて、行われる。
【００６３】
（ｉ）アイドル運転時および低負荷時の目標スロットル開度を増大補正する。なお、スロットルバルブ１８をバイパスするアイドルスピードコントロールバルブ（ISCV）を備えたシステムの場合には、そのアイドルスピードコントロールバルブの目標開度を増大補正するようにしてもよい。
（ii）アイドル運転時および低負荷時の目標燃料噴射量を増大補正する。
（iii）アイドル運転時および低負荷時の目標燃料噴射時期を遅らすように補正し、吸気行程に同期させる。この処理によれば、燃料噴射時期が、バルブオーバーラップ時の既燃ガスの吹き戻し（バックブロー）が終わった後になる。このため、噴射された燃料を高効率で筒内に吸入させることができるので、燃焼が安定化する。
【００６４】
噛み込みロックが発生している場合には、減速フューエルカットからの復帰時にも内部EGR量が多い状態が維持されてしまう。上記ストール防止処理によれば、減速フューエルカットからの復帰が、このように内部EGRの多い状況下で、かつアクセルペダルの踏み込み量が小さい状態や全く踏まれていない状態で行われた場合であっても、失火を確実に防止することができる。よって、減速フューエルカットからの復帰時にエンジンストールを起こすことを確実に防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、図３に示すルーチンによれば、減速フューエルカット中に噛み込みロックが発生した場合、これを迅速に検出することができるので、上記ストール防止処理を事前に行っておくことができる。このため、噛み込みロックが発生した場合に、減速フューエルカットからの復帰時のストール防止処理が手遅れになることがなく、よって、エンジンストールを確実に防止することができる。
【００６６】
なお、上記ステップ１２４で噛み込みロックが発生したものと判定された場合には、その後、図２（Ａ）中の一点鎖線で示すようにして、目標VVT値を０（最遅角）に戻しておくようにしてもよい。これにより、一旦発生した噛み込みロックが偶然に解消された場合、復帰時に備えて、内部EGRがない状態に戻しておくことができる。
【００６７】
ところで、上述した実施の形態１においては、吸気可変動弁機構２８の状態を変えることによりバルブオーバーラップ期間を変化させ、その結果として内部EGR量を変化させることとしているが、本発明では、排気可変動弁機構３０の状態を変えることによってバルブオーバーラップ期間を変化させることとしてもよい。また、吸気可変動弁機構２８と排気可変動弁機構３０との双方の状態を変えることによってバルブオーバーラップ期間を変化させることとしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態１においては、触媒劣化抑制制御時に吸入空気量をアイドル運転時に比して減量させる手法として、スロットルバルブ１８の開度をアイドル開度TA0より小さくすることとしているが、このような手法に限定されるものではない。例えば、スロットルバルブ１８をバイパスするアイドルスピードコントロールバルブを備えたシステムの場合には、触媒劣化抑制制御時に、そのアイドルスピードコントロールバルブの開度をアイドル運転時の開度より小さくする手法によって、吸入空気量をアイドル運転時に比して減量させるようにしてもよい。
【００６９】
なお、上述した実施の形態１においては、吸気可変動弁機構２８が前記第１および第２の発明における「可変動弁機構」に、カム角センサ３４が前記第１および第２の発明における「検出手段」に、実VVT値が前記第１および第２の発明における「現実値」に、目標VVT値が前記第１および第２の発明における「目標値」に、それぞれ相当している。
【００７０】
また、上述した実施の形態１においては、ECU５０が、内燃機関の減速時にフューエルカットを実行することにより前記第１および第２の発明における「フューエルカット手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「目標値変動手段」が、目標VVT値に実VVT値を追従させるように吸気可変動弁機構２８を駆動することにより前記第１および第２の発明における「駆動手段」が、上記ステップ１１４，１１８，１２０および１２２の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「検出手段」が、上記ステップ１２４の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「故障判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００７１】
また、上述した実施の形態１においては、ECU５０が、減速フューエルカット中にスロットル開度TAをアイドル開度TA0より小さく制御することにより、前記第２の発明における「吸入空気量制御手段」が実現されている。
また、ECU５０が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第３の発明における「ストール防止手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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】本発明の実施の形態１における減速フューエルカット中の目標VVT値および実VVT値の経時的な変化の一例を示すグラフである。
【図３】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。
【符号の説明】
【００７３】
１０  内燃機関
１４  吸気通路
１６  排気通路
１８  電子制御式スロットルバルブ
２０  スロットルポジションセンサ
２８  吸気可変動弁（VVT）機構
３０  排気可変動弁（VVT）機構
３２  クランク角センサ
３４  カム角センサ
５０  ECU(Electronic Control Unit)
５２  アクセルポジションセンサ
【図１】
2006348789.tif 000003
【図２】
2006348789.tif 000004
【図３】
2006348789.tif 000005