(57)【要約】【課題】触媒温度の低下を抑制しつつ、内燃機関のポンピングロスをより低減することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】吸気弁２０、排気弁２１、及び燃料の燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒１２ａを備える内燃機関１０の制御装置５０であって、燃料の供給を行わない燃料カット時に、吸気弁２０の閉時期を燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、吸気行程の下死点よりも遅角側に制御し、排気弁２１の開時期を燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、膨張行程の下死点よりも進角側に制御することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁（２０）、排気弁（２１）、及び燃料の燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒（１２ａ）を備える内燃機関（１０）の制御装置（５０）であって、
前記燃料の供給を行わない燃料カット時に、前記吸気弁の閉時期を前記燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、吸気行程の下死点よりも遅角側に制御し、前記排気弁の開時期を前記燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、膨張行程の下死点よりも進角側に制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
吸気弁（２０）、排気弁（２１）、及び燃料の燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒（１２ａ）を備える内燃機関（１０）の制御装置（５０）であって、
前記燃料の供給を行わない燃料カット時に、前記吸気弁の閉時期を前記燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、吸気行程の下死点よりも遅角側に制御することにより膨張行程において筒内に発生する負圧を、前記排気弁の開時期を制御することにより低減することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
吸気弁（２０）、排気弁（２１）、及び燃料の燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒（１２ａ）を備える内燃機関（１０）の制御装置（５０）であって、
前記燃料の供給を行わない燃料カット時に、前記排気弁の閉時期を前記燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、排気行程の上死点よりも進角側に制御し、前記吸気弁の開時期を前記燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、前記上死点よりも遅角側に制御することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
吸気弁（２０）、排気弁（２１）、及び燃料の燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒（１２ａ）を備える内燃機関（１０）の制御装置（５０）であって、
前記燃料の供給を行わない燃料カット時に、前記排気弁の閉時期を前記燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、排気行程の上死点よりも進角側に制御することにより排気行程において筒内に生成される圧縮空気を、吸気行程における筒内の体積の膨張に用いることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記排気弁の開時期が、前記燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、膨張行程の下死点よりも進角側となり、前記排気弁の閉時期が、前記燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、排気行程の上死点よりも進角側となるように制御し、
前記吸気弁の開時期が、前記燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、排気行程の上死点よりも遅角側となり、前記吸気弁の閉時期が、前記燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、吸気行程の下死点よりも遅角側となるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記排気弁の開閉時期の中心位相を進角側に制御し、前記吸気弁の開閉時期の中心位相を遅角側に制御することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記排気弁の開閉時期には、前記燃料の供給時における開閉時期が所定の範囲を有して定められており、
所定条件を満たした場合に、前記排気弁の開閉時期のそれぞれを、前記燃料カット時の開閉時期より遅角側であり、且つ、前記燃料の供給時の開閉時期の最も遅角側の時期よりも進角側である中間位相とすることを特徴とする、請求項５又は６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関の始動時に、前記排気弁の開閉時期が前記中間位相であると判定した場合に、前記内燃機関への燃料の供給を開始することを特徴とする、請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記吸気弁の開閉時期には、前記燃料の供給時における開閉時期が所定の範囲を有して定められており、
所定条件を満たした場合に、前記吸気弁の開閉時期を、前記燃料カット時の開閉時期より進角側であり、前記燃料の供給時の開閉時期の最も進角側の時期よりも遅角側である中間位相とすることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の始動時に、前記吸気弁の開閉時期が前記中間位相であると判定した場合に、前記内燃機関への燃料の供給を開始することを特徴とする、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記中間位相は、前記燃料の供給時における開閉時期の範囲内であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記所定条件は、前記内燃機関の停止時及び前記内燃機関の始動時の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記吸気弁の前記開閉時期を吸気側可変動弁機構（４１）を制御することにより変化させ、前記排気弁の前記開閉時期を排気側可変動弁機構（４２）を制御することにより変化させるものであり、
前記吸気側可変動弁機構及び前記排気側可変動弁機構の少なくとも一方には、前記燃料の供給時の最も遅角側の方向から前記中間位相の方向へと付勢する付勢部材（７０）が設けられていることを特徴とする、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記吸気側可変動弁機構は電動式であり、前記排気側可変動弁機構は油圧式であることを特徴とする、請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記吸気弁の開閉時期が前記燃料カット時の開閉時期から変更不能となった場合に、前記排気弁の開閉時期のそれぞれを前記燃料の供給時の開閉時期よりも遅角側とすることを特徴とする、請求項５〜１４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記排気弁の開閉時期が前記燃料カット時の開閉時期から変更不能となった場合に、前記吸気弁の開閉時期のそれぞれを前記燃料の供給時の開閉時期よりも進角側とすることを特徴とする、請求項５〜１５のいずれか１項に記載の制御装置。
【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】
従来、内燃機関のポンピングロスの低減を目的とした制御装置として、特許文献１に記載の制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置では、車両が走行状態での燃料供給停止中であるか否かを検出する手段と、排気系の触媒温度を検出する手段とを備え、燃料供給停止中であり、且つ、触媒温度が所定値よりも高い場合に、内燃機関の吸入空気量を増大させている。この制御を行うことでポンピングロスが低減し、内燃機関に連結された発電機の、回生発電時の発電量を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６４９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の制御装置では、触媒温度が所定値よりも高い場合に、ポンピングロスを低減する制御を行うものであり、触媒温度が所定値よりも低い場合には、ポンピングロスを低減する制御が行われない。したがって、触媒温度の低下は抑制できるものの、ポンピングロスを低減する効果は、限定的なものとなっている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、触媒温度の低下を抑制しつつ、内燃機関のポンピングロスをより低減することが可能な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】
【０００６】
本発明は、吸気弁、排気弁、及び燃料燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒を備える内燃機関の制御装置であって、燃料の供給を行わない燃料カット時に、吸気弁の閉時期を燃料の供給時よりも遅角側に制御し、排気弁の開時期を燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、膨張行程の下死点よりも進角側に制御することを特徴とする。
【０００７】
吸気弁の閉時期を燃料供給時よりも遅角側に制御することで、圧縮行程において吸気管への吸入空気の吹き戻し量が増加するため、吸入空気量が減少し、それにより、排気浄化触媒へ流れる排気も低減できる。一方、その後の膨張行程では、吸入空気量の減少の結果として筒内の容積に対して空気量が不足するため、筒内が負圧となり、ポンピングロスが増加する。上記構成では、吸気弁の閉時期の遅角に対して、排気弁を燃料供給時よりも進角側且つ膨張行程の下死点よりも進角側に制御しているため、膨張行程において、より早期に排気弁を開状態することとなり、膨張行程における筒内の負圧を低減することができる。したがって、燃料燃焼が行われない時の排気（空気）が排気浄化触媒へ流れることに伴う触媒温度の低下を抑制しつつ、ポンピングロスを低減することができる。
【０００８】
また、本発明は、吸気弁、排気弁、及び燃料燃焼後の排気を浄化する排気浄化触媒を備える内燃機関の制御装置であって、燃料の供給を行わない燃料カット時に、排気弁の閉時期を燃料の供給時よりも進角側であり、且つ、排気行程の上死点よりも進角側に制御し、吸気弁の開時期を燃料の供給時よりも遅角側であり、且つ、上死点よりも遅角側に制御することを特徴とする。
【０００９】
排気弁の閉時期を燃料供給時より進角側に制御することにより、排気行程後半の排気を筒内に閉じ込め、排気管への排気を低減することができる。一方、その際に、排気を筒内に閉じ込めることで、空気を圧縮することになり、ポンピングロスが増加する。上記構成では、排気弁の閉時期を進角側に制御することに対して、吸気弁の開時期を遅角側に制御することにより、圧縮空気を、吸気行程における筒内の体積の膨張に用いることができる。したがって、排気管への排気に伴う触媒温度の低下を抑制しつつ、ポンピングロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る内燃機関の制御システムの概略図である。
【図２】燃料カット時にスロットル開度を５．５度とした場合の空気サイクルである。
【図３】燃料カット時にスロットル開度を８０度とした場合の空気サイクルである。
【図４】バルブタイミングのダイアグラムである。
【図５】燃料カット時に吸気弁の遅角制御のみを行った場合の空気サイクルである。
【図６】燃料カット時に排気弁の進角制御のみを行った場合の空気サイクルである。
【図７】燃料カット時に吸気弁の遅角制御と排気弁の進角制御とを行った場合の空気サイクルである。
【図８】第１実施形態に係る制御を行った場合の排気流量とポンピングロスを示している。
【図９】排気側可変動弁機構の模式図である。
【図１０】第２実施形態における吸気弁及び排気弁の各制御時の中心位相を説明する図である。
【図１１】第２実施形態における吸気弁及び排気弁のバルブリフト量と、位相との関係を示す図である。
【図１２】第２実施形態における内燃機関の停止時の一連の処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態における内燃機関の始動時の一連の処理を示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態における吸気弁及び排気弁の各制御時の中心位相を説明する図である。
【図１５】第３実施形態における一連の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である４サイクルエンジンを用いて制御システムを構築しており、内燃機関の制御システムは、車両への搭載を想定している。
【００１２】
図１は、内燃機関の制御システムの全体概略構成を示している。内燃機関１０の吸気ポートと排気ポートとにはそれぞれ吸気管１１と排気管１２とが接続されている。吸気管１１には、図示しないアクセルペダルの操作量に基づいて電子的に制御されるスロットル弁１１ａ、及び、図示しない燃料供給系から高圧燃料が供給される電磁駆動式のインジェクタ１１ｂが備えられている。一方、排気管１２には、排気浄化装置１２ａが設けられている。
【００１３】
スロットル弁１１ａの開度はスロットルセンサ３１により検出され、スロットルセンサ３１によればスロットル全閉の状態も併せて検出される。なお、スロットル開度は、吸気管１１の鉛直方向に対する角度により表される。すなわち、０度が全閉を示しており、９０度が全開を示している。インジェクタ１１ｂは、通電に伴い吸気管１１へ燃料を噴射する。
【００１４】
排気浄化装置１２ａは、内部に排気浄化触媒を備えており、燃料の燃焼後に排気管１２を通して排出される排気を酸化、及び／又は、還元させることにより、排気を浄化する。なお、排気浄化触媒は、触媒温度が適温よりも低い場合には、排気の酸化効率、及び／又は、還元効率が低下する。すなわち、触媒温度が適温よりも低い場合には、排気の浄化が十分に行われないこととなる。
【００１５】
シリンダブロック１４には気筒を構成するシリンダ１５が形成されており、シリンダ１５内にはシリンダ１５に対して上下方向に往復動するピストン１６が配設されている。ピストン１６はコンロッド１７を介して図示しないクランク軸に連結されている。ピストン１６の上方には、シリンダ１５とシリンダヘッド１８により区画形成された燃焼室１９が設けられ、燃焼室１９は吸気弁２０及び排気弁２１を介して吸気管１１及び排気管１２に連通している。シリンダヘッド１８には、点火プラグ２４が配設されている。点火プラグ２４は、図示しないイグナイタから供給される点火用高電圧により発火する。なお、インジェクタ１１ｂを吸気管１１に設けるものとしたが、インジェクタ１１ｂをシリンダヘッド１８に設け、燃焼室１９内へ直接燃料を噴射する構成とすることもできる。
【００１６】
図示しないクランク軸には、該クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサが設けられている。また、クランク軸は、発電機に接続されており、燃料の供給を行わない燃料カット時に、回生発電を行うものとしている。
【００１７】
吸気弁２０を所定のタイミングで開閉させるための吸気側カム軸２２と、排気弁２１を所定のタイミングで開閉させるための排気側カム軸２３は、図示しないタイミングベルト等を介してクランク軸に連結されている。吸気側カム軸２２には、吸気側カム軸２２の位相を検出する吸気側カム軸位相センサ３２が設けられており、排気側カム軸２３には、排気側カム軸２３の位相を検出する排気側カム軸位相センサ３３が設けられている。
【００１８】
吸気側カム軸２２には吸気側可変動弁機構４１が設けられ、排気側カム軸２３には排気側可変動弁機構４２が設けられている。吸気側可変動弁機構４１及び排気側可変動弁機構４２はそれぞれ、吸気側カム軸２２、排気側カム軸２３とクランク軸との間の相対的な回転位相を、吸気側カム軸２２及び排気側カム軸２３の中心位相を調整することにより変化させる。すなわち、吸気側可変動弁機構４１及び排気側可変動弁機構４２は、中心位相変更機構ということができる。吸気側可変動弁機構４１、排気側可変動弁機構４２の制御量に応じて、吸気側カム軸２２、排気側カム軸２３がクランク軸に対して遅角側或いは進角側に回動し、その動作に合わせて吸気弁２０及び排気弁２１の開閉時期が遅角側或いは進角側に移行する。
【００１９】
内燃機関制御システムは、制御装置５０を備えており、制御装置５０は、上述した各種センサの検出信号を入力し、該検出信号に基づいて吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態を検知する。また、制御装置５０は、上記の如く検出した各種のエンジン運転状態に基づいて、インジェクタ１１ｂによる燃料噴射の制御、スロットル弁１１ａの開度制御、点火プラグ２４による点火時期の制御、吸気側可変動弁機構４１による吸気弁２０の開閉時期の制御、排気側可変動弁機構４２による排気弁２１の開閉時期の制御等を実行する。
【００２０】
図２は、燃料の噴射を行わない燃料カット時において、スロットル開度を５．５度、すなわち、ほぼ全閉とした場合の、空気サイクルを示している。スロットル開度が小さくなっているため、吸気行程において、吸入空気量が減少し、筒内圧力が大気圧（１００ｋＰａ）負圧となる。その結果として、吸気弁２０の運動量が増加し、ポンピングロスが増大する。
【００２１】
図３は、燃料の噴射を行わない燃料カット時において、スロットル開度を８４度、すなわち、ほぼ全開とした場合の、空気サイクルを示している。スロットル開度が大きくなっているため、筒内と筒外の圧力差は小さくなる。よって、吸気弁２０の運動量の増加量は小さくなり、それに伴い、ポンピングロスを低減することはできる。一方、吸入空気量が増加するため、それに伴い排出空気量も増加する。ところで、燃料カット時において、燃焼室１９から排気管１２へと排出されるのは、燃料の燃焼に伴い生ずる排気よりも温度が低い空気である。上述した通り、排気浄化装置１２ａ内の排気浄化触媒は、触媒温の低下に伴い、排気の酸化効率、及び／又は、還元効率が低下する。したがって、燃料カット時にスロットル開度をほぼ全開とした場合には、ポンピングロスの低減は可能であるものの、排気浄化触媒の温度の低下を招き、燃料の供給を再開した際に、排気を十分に浄化することが困難となる。
【００２２】
図４は、本実施形態に係る内燃機関１０の制御システムにおける、バルブタイミングのダイアグラムを示している。図４において、燃料供給時のバルブタイミングを破線で示しており、燃料カット時のバルブタイミングを実線で示している。
【００２３】
燃料供給時のバルブタイミングについて説明する。吸気弁２０は、まず、ピストン１６が上死点（ＴＤＣ）に位置するタイミングであるＴ０において開放され、ピストン１６が下死点（ＢＤＣ）に位置するタイミングであるＴ１よりも遅角側のタイミングであるＴ２において閉塞される。このとき、吸気弁２０の開放に合わせて、インジェクタ１１ｂから燃料が噴射され、吸気管１１から流入する空気と混ざり合って混合気となり、その混合気が燃焼室１９内へ供給される。
【００２４】
次に、Ｔ２から、ピストン１６が上死点に位置するタイミングであるＴ３にかけて、燃焼室１９内の空気が圧縮されるとともに、ピストン１６が上死点に位置するタイミングであるＴ３の近傍において、点火プラグ２４へ点火用高電圧が供給されて発火し、燃焼室１９内の燃料が燃焼する。
【００２５】
燃焼室１９内の燃料の燃焼により、Ｔ３から、ピストン１６が下死点に位置するタイミングであるＴ５にかけて、ピストン１６が下降し、燃焼室１９の体積が膨張する。このとき、ピストン１６が下死点に位置するタイミングであるＴ５よりも進角側のタイミングであるＴ４において、排気弁２１が開放される。排気弁２１の開放後に、ピストン１６が下死点に位置するタイミングであるＴ５からピストン１６が上死点に位置するタイミングであるＴ６にかけて、ピストン１６の上昇に伴い、燃焼室１９内の排気が排気ポートを介して排気管１２へ排出される。そして、Ｔ６において、排気弁２１が閉塞される。なお、Ｔ０とＴ６は等しいタイミングである。
【００２６】
このＴ０〜Ｔ６（＝Ｔ０）にかけての行程が繰り返されることにより、内燃機関１０は動力を発生する。
【００２７】
次に、燃料カット時のバルブタイミングについて説明する。燃料カット時には、吸気弁２０の開閉時期を遅角側に制御する遅角制御と、排気弁２１の開閉時期を進角側に制御する進角制御とが行われる。
【００２８】
吸気弁２０は、まず、燃料供給時において吸気弁２０が開放されるタイミング、すなわち、ピストン１６が上死点に位置するタイミングであるＴ０よりも遅角側のタイミングであるＴ０’において、開放される。一方、吸気弁２０は、ピストン１６が下死点に位置するタイミングであるＴ１より遅角側であり、且つ、燃料供給時において吸気弁２０が閉塞されるタイミングであるＴ２よりも遅角側のタイミングであるＴ２’において、閉塞される。
【００２９】
また、排気弁２１は、ピストン１６が下死点に位置するタイミングであるＴ５よりも進角側であり、且つ、燃料供給時において排気弁２１が開放されるタイミングであるＴ４よりも進角側のタイミングであるＴ４’において、開放される。一方、排気弁２１は、燃料供給時において排気弁２１が閉塞されるタイミング、すなわち、ピストン１６が上死点に位置するタイミングであるＴ６よりも進角側のタイミングであるＴ６’において、閉塞される。
【００３０】
ところで、上述したとおり、中心位相変更機構として機能する吸気側可変動弁機構４１、及び、排気側可変動弁機構４２により、吸気弁２０の開閉時期の中心位相、及び、排気弁２１の開閉時期の中心位相を変化させることにより、遅角制御及び進角制御を行っている。したがって、Ｔ０とＴ０’との位相差と、Ｔ２とＴ２’との位相差は、同じ位相差であり、Ｔ４とＴ４’との位相差と、Ｔ６とＴ６’との位相差は、同じ位相差である。
【００３１】
図５は、燃料の噴射を行わない燃料カット時において、スロットル開度を８４度とし、吸気弁２０の遅角制御を行い、排気弁２１の進角制御を行わない場合、すなわち、吸気弁２０の開時期をＴ０’〜Ｔ２’とし、排気弁２１の開期間をＴ４〜Ｔ６とした場合の、空気サイクルを示している。
【００３２】
吸気弁２０の閉時期を燃料供給時よりも遅角側に制御することで、圧縮行程において吸気管１１への吸気の吹き戻しが発生する期間がＴ１〜Ｔ２’となる。したがって、吹き戻しが発生する期間が延長され、吸気管１１への吸気の吹き戻し量が増加する。それにより、吸入空気量が減少し、排気浄化装置１２ａへ送出される排出空気量も低減できる。一方、その後の膨張行程（Ｔ３〜Ｔ４〜Ｔ５）では、吸入空気量の減少の結果として筒内の容積に対して空気量が不足するため、筒内が負圧となる。したがって、ポンピングロスが増加する。
【００３３】
また、吸気弁２０の開時期を、ピストン１６が上死点に達したタイミングであるＴ０よりも遅角側のタイミングであるＴ０’としているため、ピストン１６が所定量下降するまで吸気弁２０は開放されない。すなわち、吸気弁２０が開放されるタイミングであるＴ０’に至るまで、燃焼室１９内の空気は膨張し、それに伴い、燃焼室１９内は負圧となる。したがって、燃焼室１９内が負圧であるＴ０’において吸気弁２０を開放することとなるため、吸気弁２０の開放に伴うポンピングロスが発生する。
【００３４】
図６は、燃料の噴射を行わない燃料カット時において、スロットル開度を８４度とし、排気弁２１の進角制御を行い、吸気弁２０の遅角制御を行わない場合、すなわち、吸気弁２０の開時期をＴ０〜Ｔ２とし、排気弁２１の開期間をＴ４’〜Ｔ６’とした場合の、空気サイクルを示している。
【００３５】
排気弁２１の閉時期を燃料供給時より進角側に制御することにより、ピストン１６が上死点に到達するタイミングであるＴ６よりも前に排気弁２１を閉塞することとなる。そのため、排気行程後半（Ｔ６’〜Ｔ６）において排気を筒内に閉じ込め、排気管１２への排出空気量を低減することができる。一方、その際に、排気を筒内に閉じ込めることで圧縮空気を生成することになり、筒内圧力が増大する。したがって、ポンピングロスが増加する。
【００３６】
図７は、燃料の噴射を行わない燃料カット時において、スロットル開度を８４度とし、排気弁２１の進角制御と、吸気弁２０の遅角制御とを共に行った場合、すなわち、吸気弁２０の開時期をＴ０’〜Ｔ２’とし、排気弁２１の開期間をＴ４’〜Ｔ６’とした場合の、空気サイクルを示している。
【００３７】
吸気弁２０の閉時期を燃料供給時よりも遅角側に制御することで、圧縮行程において吸気管１１への吸気の吹き戻しが発生する期間がＴ１〜Ｔ２’となる。したがって、吹き戻しが発生する期間が延長され、吸気管１１への吸気の吹き戻し量が増加する。それにより、吸入空気量が減少し、排気浄化装置１２ａへ流れる排出空気量も低減できる。一方、その後の膨張行程（Ｔ３〜Ｔ４’〜Ｔ４〜Ｔ５）では、吸入空気量の減少の結果として筒内の容積に対して空気量が不足するものの、燃料供給時の排気弁２１の開時期よりも進角側であるＴ４’で排気弁２１を開放している。したがって、筒内で発生する負圧が限定的なものとなり、ポンピングロスが低減する。
【００３８】
また、排気弁２１の閉時期を燃料供給時より進角側に制御することにより、ピストン１６が上死点に到達するタイミングであるＴ６よりも前に排気弁２１を閉塞することとなる。これにより、排気行程後半（Ｔ６’〜Ｔ６）において排気を筒内に閉じ込め、排気管１２への排出空気量を低減している。一方、ピストン１６が上死点に達したタイミングであるＴ０（＝Ｔ６）よりも遅角側のタイミングであるＴ０’に、吸気弁２０を開放している、すなわち、吸気弁２０が開放されるタイミングであるＴ０’に至るまで、燃焼室１９の体積は膨張することとなる。このとき、Ｔ０〜Ｔ０’の期間におけるピストン１６の下降に伴う燃焼室１９の膨張に、排気行程後半（Ｔ６’〜Ｔ６）において生成された圧縮空気を用いることができる。さらに、燃焼室１９の体積を圧縮空気により膨張させた状態で吸気弁２０を開放するため、吸気弁２０の開時期の大気圧に対する燃焼室１９内の圧力差は小さくなり、ポンピングロスが低減する。
【００３９】
図８は、スロットル開度を変化させた場合と、進角制御及び／又は遅角制御を行った場合の、排気流量とポンピングロスを示している。図８において、横軸方向にポンピングロスを示しており、縦軸方向に単位時間当たりの排出空気量を示す排気流量を示している。図中、吸気弁２０の遅角制御及び排気弁２１の進角制御を行わない場合（ＩＮ：０，ＥＸ：０）に、スロットル開度を変化させた場合の、ポンピングロス及び排気流量を、スロットルセンサ３１の検出値と対応付けて、スロットル感度として示している。また、スロットル開度を８４度とし、吸気弁２０の遅角制御及び／又は排気弁２１の進角制御を行った場合の、ポンピングロス及び排気流量を、吸気側カム軸位相センサ３２の検出値及び排気側カム軸位相センサ３３の検出値と対応付けて、バルブカムタイミング（ＶＣＴ）感度として示している。
【００４０】
上述したとおり、スロットル開度を全閉に近い値である５．５度にした場合には、排気流量は抑制することができるものの、図２で示したとおり、ポンピングロスが増大する。一方、スロットル開度を全開に近い値である８４度にした場合には、図３で示したとおり、ポンピングロスは低減されるものの、排気流量は増大する。
【００４１】
また、スロットル開度を全開に近い値である８４度とし、吸気弁２０の遅角制御のみを行った場合（ＩＮ：−４０，ＥＸ：０）、及び、排気弁２１の進角制御のみを行った場合（ＩＮ：０，ＥＸ：６０）においても、それぞれ、図５、図６で示したとおり、ポンピングロスが大きくなり、且つ、排気流量の抑制効果は限定的なものとなる。
【００４２】
吸気弁２０の遅角制御のみを行った場合に対して、排気弁２１の進角制御の進角量を大きくするにつれて（ＩＮ：−４０，ＥＸ：４０）、ポンピングロスの低減効果、及び、排気流量の抑制効果が大きくなる。また、排気弁２１の進角制御のみを行った場合に対して、吸気弁２０の遅角制御の遅角量を大きくした場合（ＩＮ：−２０，ＥＸ：６０）にも、ポンピングロスの低減効果、及び、排気流量の抑制効果が大きくなる。
【００４３】
そして、吸気弁２０の遅角制御を行った場合と排気弁２１の進角制御とを十分に行った場合（ＩＮ：−４０，ＥＸ：６０）、スロットル開度をほぼ全閉に近い値である５．５度とした場合と同等の排気流量となり、且つ、スロットル開度をほぼ全開に近い値である８４度とした場合と同等のポンピングロスとすることができる。
【００４４】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関１０の制御装置５０は、以下の効果を奏する。
【００４５】
・吸気弁２０の閉時期を燃料供給時よりも遅角側に制御することで、圧縮行程において吸気管１１への吸入空気の吹き戻し量が増加するため、吸入空気量が減少し、それにより、排気浄化触媒へ流れる排気も低減できる。一方、その後の膨張行程では、吸入空気量の減少の結果として筒内の容積に対して空気量が不足するため、筒内が負圧となり、ポンピングロスが増加する。上記構成では、吸気弁２０の閉時期の遅角に対して、排気弁２１を燃料供給時よりも進角側且つ膨張行程の下死点よりも進角側に制御しているため、膨張行程において、より早期に排気弁２１を開状態することとなり、膨張行程における筒内の負圧を低減することができる。したがって、燃料燃焼が行われない時の排気が排気浄化触媒へ流れることに伴う触媒温度の低下を抑制しつつ、ポンピングロスを低減することができる。
【００４６】
・排気弁２１の閉時期を燃料供給時より進角側に制御することにより、排気行程後半の排気を筒内に閉じ込め、排気管１２への排気を低減することができる。一方、その際に、排気を筒内に閉じ込めることで、空気を圧縮することになり、ポンピングロスが増加する。その点、上記構成では、排気弁２１の閉時期を進角側に制御することに対して、吸気弁２０の開時期を遅角側に制御することにより、圧縮空気を吸気行程における筒内の体積の膨張に用いることができる。したがって、排気管１２への排気に伴う触媒温度の低下を抑制しつつ、ポンピングロスを低減することができる。
【００４７】
・筒内の圧力が高い状態で吸気弁２０を開放した場合、圧縮された空気が吸気弁２０から開放されるため騒音が発生する。圧縮空気を吸気行程における筒内の体積の膨張に用いているため、圧縮された空気が吸気弁２０から開放されることを防ぐことができ、騒音の発生を抑制することができる。
【００４８】
・排気管１２への排気の低減、及び、ポンピングロスの低減を目的とした制御を、中心位相制御機構を用いて、排気弁２１の開時期及び閉時期を共に進角側へ制御し、吸気弁２０の開時期及び閉時期を共に遅角側へ制御することにより実現している。したがって、吸気弁２０及び排気弁２１のリフト量、位相を自由に可変できる可変動弁系を採用しなくとも、開閉時期の中心位相を可変するだけの可変動弁機構により、排気管１２への排気の低減、及び、ポンピングロスの低減を目的とした制御を実現することができる。
【００４９】
・燃料カット時のポンピングロスが低減されているため、クランク軸に接続された発電機における回生発電の効率を上昇させることができる。また、それに伴い、車両の燃費を向上させることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態に係る制御装置５０が実行する制御に一部の制御を追加している。また、本実施形態では、吸気弁２０の中心位相を変化させる吸気側可変動弁機構４１は電動式のものを採用しており、排気弁２１の中心位相を変化させる排気側可変動弁機構４２は油圧式のものを採用している。この油圧式である排気側可変動弁機構４２の模式図を図９に示す。
【００５１】
排気側可変動弁機構４２のハウジング６１は、吸気側カム軸２２の外周に回動自在に支持されたスプロケット６２に固定されている。これにより、クランク軸の回転がハウジング６１及びスプロケット６２に伝達され、ハウジング６１及びスプロケット６２がクランク軸と同期して回転する。すなわち、吸気側カム軸２２がクランク軸と同期して回転する。また、吸気側カム軸２２の一端には、ロータ６４が固定されており、このロータ６４は、ハウジング６１内に相対回動自在に収容されている。
【００５２】
ハウジング６１の内部は、ロータ６４により進角室６５と遅角室６６とに区画されている。このロータ６４は、最進角位相と最遅角位相との間で動作するように規制されている。また、ロータ６４には進角室６５と遅角室６６との間でオイルを出入り可能とする連通路６７が設けられている。
【００５３】
排気側可変動弁機構４２には、排気弁２１の中心位相を内燃機関１０の始動時の位相である始動時位相でロックする機構が設けられている。この機構では、ハウジング６１及びスプロケット６２とロータ６４との相対回動をロックするためのロックピン６８が、ロータ６４内に設けられている。このロックピン６８は突出可能に設けられており、図９（ｂ）に示すように、このロックピン６８がスプロケット６２側に突出してスプロケット６２に形成されたロック穴６３に嵌り込むことで、中心位相が始動時位相でロックされる。また、ロックピン６８は、スプリング６９によってロック方向（突出方向）に付勢されている。なお、ロック穴６３をハウジング６１に設けた構成としても良い。
【００５４】
加えて、ハウジング６１には、進角制御時にロータ６４を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助するねじりコイルばね等の付勢部材７０が設けられている。この付勢部材７０が作用する範囲は、最遅角位相から始動時位相までの範囲に設定され、内燃機関１０の異常停止後の再始動時のフェールセーフを想定している。すなわち、ロックピン６８がロック穴６３から外れた状態で、始動時位相よりも遅角側の位相で始動した場合に、付勢部材７０の付勢力により位相を遅角側から始動時位相へ進角させる進角動作を補助する。そして、ロックピン６８をロック穴６３に嵌まり込ませてロックできるように構成されている。
【００５５】
一方、始動時位相より進角側の位相で始動した場合は、クランキング中に排気側カム軸２３のトルクが遅角方向に作用するため、排気側カム軸２３のトルクにより中心位相を進角側から始動時位相へ遅角させてロックピン６８をロック穴６３に嵌まり込ませてロックさせることができる。
【００５６】
更に、図９（ａ）に示すように、ロックピン６８がロック穴６３から抜き出された場合は、進角室６５と遅角室６６との間の連通路６７がロックピン６８で遮断された状態に維持される。排気弁２１の中心位相を進角させる場合には、遅角室６６へのオイル供給を遮断し、且つ遅角室６６内の油圧を抜いた状態で進角室６５へオイルを供給し、進角室６５の油圧を上昇させる。一方、排気弁２１の中心位相を遅角させる場合には、進角室６５へのオイル供給を遮断し、且つ進角室６５内の油圧を抜いた状態で遅角室６６へオイルを供給し、遅角室６６の油圧を上昇させる。
【００５７】
なお、吸気側可変動弁機構４１の構造は、上述した排気側可変動弁機構４２の構造をモータ駆動による電動式としたものである。すなわち、吸気側可変動弁機構４１では、排気側可変動弁機構４２におけるロータ６４に準ずる構造の部材を、モータにより制御することにより、排気側可変動弁機構４２と同様の制御を可能としている。
【００５８】
ところで、燃料カット時に第１実施形態に係る制御を行い、その後に内燃機関１０が停止した場合、吸気弁２０の中心位相及び排気弁２１の中心位相が燃料カット時のままであれば、内燃機関１０の始動が困難となる。これは、吸気弁２０の遅角制御により吸入空気量が減少し、排気弁２１の進角制御により膨張行程において排気が開始され、且つ排気行程後半の排気が筒内に閉じ込められることになるためである。
【００５９】
そこで、本実施形態に係る制御装置５０は、内燃機関１０の再始動時において、吸気弁２０の中心位相及び排気弁２１の中心位相を、それぞれ始動時位相とすべく、吸気側可変動弁機構４１及び排気側可変動弁機構４２を制御する。この始動時位相について、図１０及び図１１を用いて説明する。
【００６０】
図１０は、内燃機関１０の各制御状態における、吸気弁２０及び排気弁２１の中心位相を示している。また、図１１では、縦軸を吸気弁２０、排気弁２１のバルブリフト量としており、横軸をクランク角としている。なお、図１１において、吸気弁２０、排気弁２１の縦軸の値であるバルブリフト量がゼロである場合には、吸気弁２０、排気弁２１が閉じていることを意味する。
【００６１】
この燃料供給時の中心位相は、車両の燃料供給量等の運転状態に応じて、所定の幅をもって設定されている。そして、内燃機関１０の始動時には、始動時位相を燃料供給時の中心位相の幅内としている。すなわち、内燃機関１０の始動時における吸気弁２０の開閉時期のそれぞれは、燃料供給時における吸気弁２０の開閉時期のそれぞれの範囲内となっており、内燃機関１０の始動時における排気弁２１の開閉時期のそれぞれは、燃料供給時における排気弁２１の開閉時期のそれぞれの範囲内となっている。また、上述した通り、吸気弁２０、排気弁２１には、それぞれ、遅角方向から始動時位相へと付勢部材７０による付勢力が与えられている。なお、始動時位相については、燃料供給時の制御範囲の中間の位相であるため、中間位相ということもできる。
【００６２】
本実施形態で制御装置５０実行する一連の処理について、図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、内燃機関１０の停止要求がなされたか否かを判定する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の処理では、車両がアイドリングストップ機能を備えていれば、車両の速度が所定値を下回った場合等に停止要求がなされる。また、アイドリングストップ機能の有無に関わらず、運転者からの内燃機関１０の停止操作がなされた場合においても、停止要求がなされる。
【００６３】
内燃機関１０の停止要求がなされていない場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、この一連の処理を終了する。内燃機関１０の停止要求がなされていれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、その停止要求が、燃料供給時の運転中になされたものであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。燃料供給時であれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、その時点での運転状態に基づいて、排気弁２１の中心位相を始動時位相まで進角又は遅角させるべく、進遅角量を算出する（Ｓ１０３）。一方、停止要求が燃料供給時の運転中になされたものでない場合、すなわち、停止要求が燃料カット時になされた場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、排気弁２１の中心位相を始動時位相まで遅角させるべく、遅角量を算出する（Ｓ１０４）。
【００６４】
続いて、排気弁２１の中心位相を始動時位相とすべく、Ｓ１０３で算出された進遅角量、又はＳ１０４で算出された遅角量を用いて、排気弁２１の開閉時期の中心位相を始動時位相とすべく、排気側可変動弁機構４２を制御する（Ｓ１０５）。そして、始動時位相に到達したか否かを判定する（Ｓ１０６）。始動時位相に到達していなければ（Ｓ１０６：ＮＯ）、再びＳ１０５の制御を行う。排気弁２１の開閉時期の中心位相が始動時位相に到達すれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、内燃機関１０を停止し（Ｓ１０７）、一連の処理を終了する。なお、排気弁２１の開閉時期の中心位相が始動時位相に到達すれば、排気側可変動弁機構４２のロックピン６８はロック穴６３に嵌合し、排気弁２１の中心位相の始動時位相からの変位を抑止する。
【００６５】
続いて、内燃機関１０の始動時の一連の処理について、図１３のフローチャートを用いて説明する。まず、内燃機関１０の始動要求を受け付けたか否かを判定する（Ｓ２０１）。Ｓ２０１の処理では、車両がアイドリングストップ機能を備えていれば、運転者によるアクセル操作がなされた場合に、始動要求を受け付けたと判定する。また、アイドリングストップ機能の有無に関わらず、運転者により始動スイッチが操作された場合においても、始動要求を受け付けたと判定する。
【００６６】
内燃機関１０の始動要求が無ければ（Ｓ２０１：ＮＯ）、一連の処理を終了する。内燃機関１０の始動要求を受け付ければ（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、内燃機関１０の始動制御を行う（Ｓ２０２）。具体的には、始動用のモータで内燃機関１０のクランク軸を回転させ、回転数が所定値となっていれば、インジェクタ１１ｂからの燃料の噴射及び点火プラグ２４による燃料への点火が行われる。続いて、内燃機関１０が完爆となったか否かを判定する（Ｓ２０３）。Ｓ２０３の処理では、内燃機関１０のクランク軸の回転数が所定値となったか否かにより、完爆となったか否かを判定する。
【００６７】
内燃機関１０が完爆となっていなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、内燃機関１０の始動制御を継続して行う（Ｓ２０２）。内燃機関１０が完爆となっていれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ロックピン６８によるロックを解除し（Ｓ２０４）、一連の処理を終了する。
【００６８】
なお、図１３のフローチャートに係る処理を行ううえで、付勢部材７０により排気弁２１の中心位相が始動時位相となっているか否かを判定し、中心位相が始動時位相となっていることを条件に、内燃機関１０の始動制御を開始するものとしてもよい。
【００６９】
吸気弁２０の制御についても、進角と遅角とを逆にして排気弁２１と同様に制御されるため、その制御についてのフローチャートは省略する。また、吸気弁２０については、上述した通り、電動式の吸気側可変動弁機構４１を採用しているため、中心位相を始動時位相とする制御を内燃機関１０の停止時ではなく、内燃機関１０の始動時に行うものとしてもよい。
【００７０】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関１０の制御装置５０は、第１実施形態に係る内燃機関１０の制御装置５０が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００７１】
・内燃機関１０の始動時に吸気弁２０の中心位相が燃料カット時の位相となっていれば、吸入空気量が低下するため、内燃機関１０の始動が困難となる。この点、本実施形態では、内燃機関１０の停止時に吸気弁２０の中心位相を燃料カット時の位相よりも進角させて始動時位相としているため、内燃機関１０の始動時には、その始動時位相で吸気を行うことができる。ゆえに、内燃機関１０の始動性を向上させることができる。
【００７２】
・内燃機関１０の始動時に排気弁２１の中心位相が燃料カット時の位相となっていれば、排気の抜けが悪化するため、内燃機関１０の始動が困難となる。この点、本実施形態では、内燃機関１０の停止時に排気弁２１の中心位相を燃料カット時の位相よりも遅角させて始動時位相としているため、内燃機関１０の始動時には、その始動時位相で排気を行うことができる。ゆえに、内燃機関１０の始動性を向上させることができる。
【００７３】
・吸気側可変動弁機構４１及び排気側可変動弁機構４２において、最も遅角側の位相から始動時位相に向けて、付勢力を付与する付勢部材７０を設けている。これにより、吸気側可変動弁機構４１及び排気側可変動弁機構４２の駆動機構に異常が生じたとしてもその付勢力により中心位相を始動時位相とすることができ、内燃機関１０の始動を可能にすることができる。
【００７４】
・可変動弁機構として電動式のものを採用した場合、油圧式のものに比べて応答性は向上するものの、コストは低下する。この点、本実施形態では、吸気側可変動弁機構４１として電動式のものを採用しており、排気側可変動弁機構４２として油圧式のものを採用しているため、コストを抑制しつつ、応答性を確保することができる。
【００７５】
＜第３実施形態＞
上記各実施形態では、吸気弁２０及び排気弁２１が正常に作動している場合の制御に関するものである。このとき、吸気弁２０及び排気弁２１の中心位相を燃料カット時の位相とした状態で、一方に固着などの異常が生じ、燃料カット時の位相から中心位相を変化させることができなくなった場合、内燃機関１０の運転に支障が生じたり、内燃機関１０の再始動が困難となったりする場合がある。これは、吸気弁２０を燃料カット時の位相としていた場合には、吸入空気量が減少するためであり、排気弁２１を燃料カット時の位相としていた場合には、排気が閉じ込められるためである。
【００７６】
そこで、吸気弁２０に異常が生じた場合には、排気弁２１の中心位相を変更し、排気弁２１に異常が生じた場合には吸気弁２０の中心位相を変更することにより、退避走行を行えるものとする。この中心位相について、図１４を用いて説明する。
【００７７】
吸気弁２０に異常が生じた場合には、排気弁２１の中心位相を燃料供給時の最遅角位相よりも遅角させて、排気の抜けを良くする。こうすることにより、吸入空気量を増やすことができ、燃焼室１９での空燃比を適切な値に近づけることができる。そのため、燃焼室１９内の混合器への着火が容易になる。
【００７８】
一方、排気弁２１に異常が生じた場合には、吸気弁２０の中心位相を燃料供給時の最進角位相よりも進角させて、吸入空気量を増加させる。こうすることにより、燃焼室１９内の混合気の圧力が上昇して混合気の温度が上昇する。そのため、混合気の着火が容易となる。
【００７９】
本実施形態に係る制御装置５０が実行する一連の処理について、図１５のフローチャートを用いて説明する。なお、図１５のフローチャートは、例えば、燃料カット時における吸気弁２０の遅角制御及び排気弁２１の進角制御が終了した後に行われる。
【００８０】
まず、吸気弁２０の中心位相と目標位相との位相差が所定値を超える状態が、所定期間継続したか否かを判定する（Ｓ３０１）。この所定期間は、吸気弁２０の中心位相を燃料カット時の位相から燃料供給時の位相への遷移時間、若しくは始動時位相への遷移時間に基づいて設定される。すなわち、位相差が所定期間継続したならば、吸気弁２０の中心位相を変化させる制御を行ったとしても吸気弁２０の中心位相が変化していない状態を示しており、これは、吸気弁２０に固着等の異常が生じたことを意味する。そのため、位相差が所定値を超える状態が所定期間継続していれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、吸気弁２０の異常フラグをＯＮとし（Ｓ３０２）、排気弁２１の目標位相を算出する（Ｓ３０３）。続いて排気側可変動弁機構４２を制御し（Ｓ３０４）、排気弁２１の中心位相が目標位相となったか否かを判定する（Ｓ３０５）。排気弁２１の中心位相が目標位相となっていなければ（Ｓ３０５：ＮＯ）、Ｓ３０４の処理を継続する。排気弁２１の中心位相が目標位相となれば（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、この一連の処理を終了する。
【００８１】
一方、吸気弁２０の中心位相と目標位相との位相差が所定値を超える状態が、所定期間継続していなければ（Ｓ３０１：ＮＯ）、吸気弁２０は目標位相への遷移中であるか、目標位相となっていることを意味する。そのため、吸気弁異常フラグをＯＦＦとし（Ｓ３０６）、排気弁２１の中心位相と目標位相との位相差が所定値を超える状態が、所定期間継続したか否かを判定する（Ｓ３０７）。位相差が所定値を超える状態が所定期間継続していれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、排気弁２１の異常フラグをＯＮとし（Ｓ３０８）、吸気弁２０の目標位相を算出する（Ｓ３０９）。続いて吸気側可変動弁機構４１を制御し（Ｓ３１０）、吸気弁２０の中心位相が目標位相となったか否かを判定する（Ｓ３１１）。吸気弁２０の中心位相が目標位相となっていなければ（Ｓ３１１：ＮＯ）、Ｓ３１０の処理を継続する。吸気弁２０の中心位相が目標位相となれば（Ｓ３１１：ＹＥＳ）、この一連の処理を終了する。
【００８２】
なお、排気弁２１の中心位相と目標位相との位相差が所定値を超える状態が、所定期間継続していなければ（Ｓ３０７：ＮＯ）、排気弁２１の異常フラグをＯＦＦとし（Ｓ３１２）、一連の処理を終了する。
【００８３】
また、吸気弁２０が異常から復帰した場合には、位相差が所定値以下となるため、Ｓ３０１の処理で否定的な判定がなされる（Ｓ３０１：ＮＯ）。この場合には、吸気弁２０の異常フラグをＯＦＦとし（Ｓ３０６）、第１実施形態及び第２実施形態で示した通常時の制御へと移行する。同様に、排気弁２１が異常から復帰した場合には、Ｓ３０７の処理で否定的な判定がなされる（Ｓ３０７：ＮＯ）。この場合には、排気弁２１の異常フラグをＯＦＦとし（Ｓ３１２）、第１実施形態及び第２実施形態で示した通常時の制御へと移行する。
【００８４】
ところで、上述した退避走行を行ううえで、吸気弁２０又は排気弁２１の中心位相をどのように設定するかは、どのような条件での走行を可能とするかにより決定される。すなわち、図１４では、退避走行を行う際には、吸気弁２０については動作範囲の最も進角側とし、排気弁２１については動作範囲の最も遅角側としている。しかしながら、退避走行の条件によっては、このような設定である必要はなく、吸気弁２０については、燃料供給時の制御範囲よりも進角側であればよく、排気弁２１については、燃料供給時の制御範囲よりも遅角側であればよい。具体的には、以下のような基準で、退避走行時の吸気弁２０又は排気弁２１の中心位相を決定することができる。
【００８５】
（ａ）坂道発進を可能としたり、登坂時でも加速可能としたりする。この場合には、退避走行を行うべく位相を変化させた吸気弁２０及び排気弁２１の一方に異常が生じた場合においても、退避走行を継続することができる。
【００８６】
（ｂ）車両の現在の走行状態に基づいて、中心位相を決定する。この場合には、異常が生じていない側の制御の自由度を向上させることができる。
【００８７】
（ｃ）車両の走行状態の履歴を用いて、中心位相を決定する。この場合には、異常が生じていない側の制御の自由度を確保しつつ、退避走行を行うべく位相を変化させた吸気弁２０及び排気弁２１の一方に異常が生じた場合においても、退避走行を継続することができる。
【００８８】
上記構成により、本実施形態に係る内燃機関１０の制御装置５０は、以下の効果を奏する。
【００８９】
・吸気弁２０に異常が生じた場合には、排気弁２１の中心位相を燃料供給時の最遅角位相よりも遅角させている。これにより、排気の抜けを向上させることができ、それに伴い吸入空気量を増やすことができる。すなわち、燃焼室１９での空燃比を適切な値に近づけることができる。そのため、燃焼室１９内の混合器への着火が容易になり、車両の退避走行を可能とすることができる。
【００９０】
・排気弁２１に異常が生じた場合には、吸気弁２０の中心位相を燃料供給時の最進角位相よりも進角させている。これにより、吸入空気量を増やすことができ、燃焼室１９内の混合気の圧力が上昇して混合気の温度が上昇する。そのため、混合気の着火が容易となる。
【００９１】
＜変形例＞
・上記実施形態において、スロットル開度を全開とし、吸気弁２０の遅角制御及び排気弁２１の進角制御を行うものとした。しかしながら、スロットル開度を小さくしたうえで、吸気弁２０の遅角制御及び排気弁２１の進角制御を行ってもよい。スロットル開度を大きくした場合、吸気音が大きくなるという問題が生ずる。したがって、スロットル開度を小さくして、吸気音を抑制してもよい。なお、吸気弁２０の開時期の遅角制御により吸気の噴き戻しが生じているため、スロットル開度が大きい場合と小さい場合との吸入空気量の差は小さくなっている。なお、スロットル開度を大きくすれば、ポンピングロスの低減効果をより大きくすることができる。
【００９２】
・上記実施形態において、進角及び遅角の具体的な数値を示しているが、この数値が最適値を示しているわけではなく、また、上述した効果がこの数値の場合にのみ奏されるわけでもない。進角及び遅角の具体的な数値は、内燃機関１０の構造、吸気管１１、排気管１２の構造等に応じて、適宜変更が可能である。
【００９３】
・上記実施形態において、内燃機関１０をガソリンエンジンとしたが、内燃機関１０を圧縮点火式のディーゼルエンジンとしてもよい。上記実施形態では、燃料カット時に、スロットル開度が全開であっても、排気流量の低減が可能となる。したがって、スロットルを備えていないディーゼルエンジンであっても、上記実施形態を適用することにより、燃料カット時に排気流量の低減させることができ、それにより、排気触媒の温度低下を抑制することができる。
【００９４】
・上記実施形態において、中心位相変更機構により、吸気弁２０の開時期の遅角量と閉時期の遅角量とを同じ角度とし、排気弁２１の開時期の進角量と閉時期の進角量とを同じ角度とした。しかしながら、吸気弁２０の開時期の遅角量と閉時期の遅角量とを異ならせることも可能な可変動弁機構を採用してもよく、排気弁２１の開時期の進角量と閉時期の進角量とを異ならせることも可能な可変動弁機構を採用してもよい。すなわち、可変動弁機構の構造の複雑化は生じるものの、吸気弁２０の開時期の遅角量と閉時期の遅角量とをそれぞれ独立して制御することができ、また、排気弁２１の開時期の進角量と閉時期の進角量とをそれぞれ独立して制御することができるようになる。
【００９５】
・上記実施形態において、燃料供給時のバルブタイミングについて、Ｔ０（＝Ｔ６）で吸気弁２０の開制御と排気弁２１の閉制御が行われるものとしたが、吸気弁２０の開時期を進角させるとともに排気弁２１の閉時期を遅角させ、吸気弁２０の開期間と排気弁２１の開期間とをオーバーラップさせてもよい。
【００９６】
・第２実施形態において、吸気側可変動弁機構４１を電動式のものとし、排気側可変動弁機構４２を油圧式のものとしたが、共に電動式としてもよく、共に油圧式としてもよい。
【００９７】
・第２実施形態において、始動時位相を燃料供給時の範囲内としているが、燃料供給時の範囲外であっても内燃機関１０の始動が可能であるならば、始動時位相を燃料供給時の範囲外としてもよい。この場合には、排気弁２１の中心位相を、燃料カット時の中心位相よりも遅角側であり、且つ、燃料の供給時における最も遅角側の中心位相よりも進角側とすればよく、また、吸気弁２０の中心位相を、燃料カット時の中心位相よりも進角側であり、且つ、燃料の供給時における最も進角側の中心位相よりも遅角側とすればよい。
【００９８】
・上記実施形態において、内燃機関１０の制御システムを車両に搭載するものとしたが、搭載対象は車両に限られない。すなわち、燃料カット時の回生動力を利用する船舶等であってもよい。また、燃料カット時の回生動力を利用しないものであってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０…内燃機関、１２ａ…排気浄化装置、２０…吸気弁、２１…排気弁、４１…吸気側可変動弁機構、４２…排気側可変動弁機構、５０…制御装置、７０…付勢部材。
【図１】
2015232323.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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