(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの作動特性を可変な可変動弁機構と、
内燃機関の所定の減速時に燃料供給を停止する燃料カット手段と、
を備えた内燃機関において、
燃料カット要求発生時から所定時間遅延して燃料カット手段による燃料カットを実行させるディレイ設定手段を含み、
燃料カット要求発生時に、前記可変動弁機構を駆動して吸気バルブの有効開度を減少すると共に、閉時期を下死点近傍とする開弁特性に変更する可変動弁機構制御手段と、
該可変動弁機構制御手段によって、前記開弁特性の変更が前記燃料カットの実行を遅延させる所定時間の経過前に終了したときには、燃料カットを前記所定時間経過後に実行させ、前記開弁特性の変更が、前記燃料カットの実行を遅延させる所定時間の経過前に終了しなかったときは、該開弁特性の変更の終了を待って、燃料カットを実行させる燃料カット制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の減速時制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の減速時に燃料カットによるトルクショックを回避する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の減速時に、エミッションの低減や燃費の低減のために、いわゆる燃料カット（燃料供給停止）を行うことが知られている。
特許文献１には、減速時に燃料カットを実行すると同時に吸気弁の閉弁タイミングを下死点付近に制御することにより、燃料カット時のエンジンブレーキ作用の強化と燃料リカバー時の燃焼安定性向上を図った技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０８９３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のものでは、燃料カットの実行と同時に吸気弁の閉弁タイミングを下死点付近に制御されるため、燃料カット開始直前は、コレクタ内に残存した吸気量相当のトルクを発生しているので、燃料カットによって大きなトルク低下を生じ、乗員に不快感を与えてしまうこととなる。
このような燃料カット開始直後のトルクショックを低減・解消するため、燃料カット実行の前に点火時期を遅角する技術も提案されているが、点火時期の遅角では十分にトルクを低下できるとはいえず、また、点火時期を遅らせてトルクを低下させること自体が燃料を無駄に消費している。
【０００４】
さらに、減速領域では、燃焼安定のために点火時期を進角させており、上記の遅角と相反する要求をバランスさせて適合させる成立解が狭く、実質的に安定した燃焼を確保することが困難となって、エミッションも悪化してしまう。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃費やエミッションの悪化を抑制しつつ燃料カットによるトルクショックを十分に軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１に係る発明は、
吸気バルブの作動特性を可変な可変動弁機構と、
内燃機関の所定の減速時に燃料供給を停止する燃料カット手段と、
を備えた内燃機関において、
燃料カット要求発生時から所定時間遅延して燃料カット手段による燃料カットを実行させるディレイ設定手段を含み、
燃料カット要求発生時に、前記可変動弁機構を駆動して吸気バルブの有効開度を減少すると共に、閉時期を下死点近傍とする開弁特性に変更する可変動弁機構制御手段と、
該可変動弁機構制御手段によって、前記開弁特性の変更が前記燃料カットの実行を遅延させる所定時間の経過前に終了したときには、燃料カットを前記所定時間経過後に実行させ、前記開弁特性の変更が、前記燃料カットの実行を遅延させる所定時間の経過前に終了しなかったときは、該開弁特性の変更の終了を待って、燃料カットを実行させる燃料カット制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る発明によると、
燃料カット実行前に可変動弁機構により吸気バルブの作動特性を変更してシリンダ吸入空気量を減少させることにより、発生トルクを減少させた後、燃料カットを実行するため、トルクが２段階に減少し、トルクショックを軽減できる。
また、上記第１段階でのトルク減少制御において、吸気バルブの閉時期を下死点近傍とすることで有効圧縮比を確保することができるため、有効開度を減少しても燃料カット前の燃焼安定性を確保することができ、その結果エミッション悪化も防止できる。
さらに、燃料カット実行前に吸気バルブの特性変更によりトルクを減少する制御が終了しても、燃料カットの要求発生後、ディレイ設定手段で設定された所定時間を経過するまでは燃料カットが実行されないので、トルク変化が緩やかとなる。
一方、吸気バルブの特性変更によりトルクを減少させる制御が、所定時間経過前に終了しなかった場合でも、該開弁特性の変更の終了を待って燃料カットを実行させるため、トルクの段階的な減少を確実に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
【００１１】
前記排気バルブ１０７は、排気側カムシャフト１１０に軸支されたカム１１１によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５側には、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構１１２が設けられる。
前記ＶＥＬ機構１１２が、本実施形態における可変動弁機構に相当する。
【００１２】
更に、吸気バルブ１０５側には、クランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフトの回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に可変するＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３が設けられる。
前記ＶＴＣ機構１１３が、本実施形態における可変バルブタイミング機構に相当する。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１４は、要求トルクに対応する要求吸入空気量や要求シリンダ残留ガス率等が得られるように、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する一方、要求の吸入負圧が得られるように前記電子制御スロットル１０４を制御する。
【００１３】
前記ＥＣＵ１１４には、内燃機関１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１１５、アクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ１１６（所定のアクセル開度以下でアイドル状態であることを検出するアイドルスイッチを含む）、クランクシャフト１２０から単位クランク角度毎の単位角度信号ＰＯＳを取り出すクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、内燃機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、カムシャフトからカム信号ＣＡＭ，カム角度信号ＣＡＭＡを取り出す第１カムセンサ１３２及び第２カムセンサ１３３からの検出信号が入力される。
【００１４】
ここで、前記クランク角センサ１１７は、クランクシャフト１２０と一体的に回転する回転体に対してクランク角で１０°毎に設けられる被検出部を検出することで、図１８に示すように、クランク角１０°毎に単位角度信号ＰＯＳを出力するが、クランク角で１８０°間隔の２箇所において前記被検出部が連続して２箇所設けられずに、単位角度信号ＰＯＳが２つ連続して出力されないようになっている。
【００１５】
尚、前記クランク角１８０°は、本実施形態の４気筒機関において、気筒間の行程位相差に相当する。
そして、前記単位角度信号ＰＯＳが一時的に途絶える部分を前記単位角度信号ＰＯＳの出力周期に基づいて検出し、例えば、単位角度信号ＰＯＳが途絶えた後最初に出力される単位角度信号ＰＯＳを基準にクランクシャフト１２０の基準回転位置を検出する。
【００１６】
前記ＥＣＵ１１４は、前記基準回転位置の検出周期、又は、所定時間当たりの単位角度信号ＰＯＳの発生数を計数することで、機関回転速度を算出する。
尚、クランク角センサ１１７が、クランクシャフト１２０の基準回転位置毎（１８０°毎）の基準角度信号ＲＥＦと、抜けのない単位角度信号ＰＯＳとを個別に出力する構成であっても良い。
【００１７】
また、前記第１カムセンサ１３２は、カムシャフトと一体に回転する回転体に設けられる被検出部を検出することで、図１８に示すように、クランク角で１８０°に相当するカム角９０°毎に、パルス数で気筒番号（第１気筒〜第４気筒）を示すカム信号（気筒判別信号）ＣＡＭを出力する。
更に、前記第２カムセンサ１３３は、図１９に示すように、カムシャフトと一体に回転する回転体１３３ａの半径が円周方向に連続的に変化するように形成し、該回転体１３３ａの周縁に対向して固定されるギャップセンサ１３３ｂの出力が、図２０に示すように、ギャップセンサ１３３ｂと回転体１３３ａ周縁との距離（ギャップ）がカムシャフトの回転によって変化することで連続的に変化するように構成される。
【００１８】
ここで、カムシャフトの角度位置と前記ギャップとの関係は一定であるから、図２１に示すように、前記ギャップセンサ１３３ｂの出力とカムシャフトの角度位置とは一定の相関を有し、前記ギャップセンサ１３３ｂの出力からカムシャフトの角度位置を検出することができ、前記ギャップセンサ１３３ｂの出力をカム角度信号ＣＡＭＡとする。
各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料噴射弁１３１は、前記ＥＣＵ１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動され、前記噴射パルス信号の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料を噴射する。
【００１９】
図２〜図４は、前記ＶＥＬ機構１１２の構造を詳細に示すものである。
図２〜図４に示すＶＥＬ機構１１２は、一対の吸気バルブ１０５，１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカムシャフト１３（駆動軸）と、該カムシャフト１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５，１５（駆動カム）と、前記カムシャフト１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気バルブ１０５，１０５の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０とを備えている。
【００２０】
前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とは、リンクアーム２５，２５によって連係され、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とは、リンク部材２６，２６によって連係されている。
上記ロッカアーム１８，１８，リンクアーム２５，２５，リンク部材２６，２６が伝達機構を構成する。
【００２１】
前記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカムシャフト挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカムシャフト１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
また、前記偏心カム１５は、カムシャフト１３に対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されている。
【００２２】
前記ロッカアーム１８は、図４に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが制御カム１７に回転自在に支持されている。
また、基部１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００２３】
前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
前記揺動カム２０は、図２及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカムシャフト１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００２４】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
即ち、図８に示すバルブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２５】
また、前記リンクアーム２５は、円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
更に、前記リンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。
【００２６】
尚、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
上記構成において、制御軸１６の軸心Ｐ２と制御カム１７の軸心Ｐ１との位置関係によって、図６，７に示すように、バルブリフト量が変化することになり、前記制御軸１６を回転駆動させることで、制御カム１７の軸心Ｐ１に対する制御軸１６の軸心Ｐ２の位置を変化させる。
【００２７】
前記制御軸１６は、図１０に示すような構成によって、ストッパにより制限される所定回転角度範囲内でＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２１により回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の角度を前記アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が、前記ストッパで制限される最大バルブリフト量と最小バルブリフト量との間の可変範囲内で連続的に変化する（図９参照）。
【００２８】
図１０において、ＤＣサーボモータ１２１は、その回転軸が制御軸１６と平行になるように配置され、回転軸の先端には、かさ歯車１２２が軸支されている。
一方、前記制御軸１６の先端に一対のステー１２３ａ，１２３ｂが固定され、一対のステー１２３ａ，１２３ｂの先端部を連結する制御軸１６と平行な軸周りに、ナット１２４が揺動可能に支持される。
【００２９】
前記ナット１２４に噛み合わされるネジ棒１２５の先端には、前記かさ歯車１２２に噛み合わされるかさ歯車１２６が軸支されており、ＤＣサーボモータ１２１の回転によってネジ棒１２５が回転し、該ネジ棒１２５に噛み合うナット１２４の位置が、ネジ棒１２５の軸方向に変位することで、制御軸１６が回転されるようになっている。
ここで、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方向で、逆に、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６から遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向となっている。
【００３０】
前記制御軸１６の先端には、図１０に示すように、制御軸１６の角度を検出するポテンショメータ式の角度センサ１２７が設けられており、該角度センサ１２７で検出される実際の角度が目標角度（目標バルブリフト量相当値）に一致するように、前記ＥＣＵ１１４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御する。
次に、前記ＶＴＣ機構１１３の構成を、図１１〜図１７に基づいて説明する。
【００３１】
図１１に示すように、前記ＶＴＣ機構１１３は、前記吸気側のカムシャフト１３と、このカムシャフト１３の前端部に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン（図示せず）を介してクランクシャフト１２０に連係されるタイミングスプロケット３０２を外周に有する駆動リング３０３（駆動回転体）と、この駆動リング３０３とカムシャフト１３の前方側（図１１中左側）に配置されて、両者３０３，３０１の組付角を操作する組付角操作機構３０４と、この組付角操作機構３０４のさらに前方側に配置されて、同機構３０４を駆動する操作力付与手段３０５と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとヘッドカバーの前面に跨って取り付けられて組付角操作機構３０４と操作力付与手段３０５の前面と周域を覆う図外のＶＴＣカバーと、を備えている。
【００３２】
駆動リング３０３は、段差状の挿通孔３０６を備えた短軸円筒状に形成され、この挿通孔３０６部分が、カムシャフト１３の前端部に結合された従動軸部材３０７（従動回転体）に回転可能に組み付けられている。
そして、駆動リング３０３の前面（カムシャフト１３と逆側の面）には、図１２に示すように、対面する平行な側壁を有する３個の径方向溝３０８（径方向ガイド）が駆動リング３０３のほぼ半径方向に沿うように形成されている。
【００３３】
また、従動軸部材３０７は、図１１に示すように、カムシャフト１３の前端部に突き合わされる基部側外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー３０９が一体に形成され、軸芯部を貫通するボルト３１０によってカムシャフト１３に結合されている。
各レバー３０９には、リンク３１１の基端がピン３１２によって軸支連結され、各リンク３１１の先端には前記各径方向溝３０８に摺動自由に係合する円柱状の突出部３１３が一体に形成されている。
【００３４】
各リンク３１１は、突出部３１３が対応する径方向溝３０８に係合した状態において、ピン３１２を介して従動軸部材３０７に連結されているため、リンク３１１の先端側が外力を受けて径方向溝３０８に沿って変位すると、駆動リング３０３と従動軸部材３０７とはリンク３１１の作用によって突出部３１３の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【００３５】
また、各リンク３１１の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴３１４が形成され、この収容穴３１４に、後述する渦巻き溝３１５（渦巻き状ガイド）に係合する球面突起３１６ａを有する係合ピン３１６（転動部材）と、この係合ピン３１６を前方側（渦巻き溝３１５側）に付勢するコイルばね３１７とが収容されている。
なお、この実施形態においては、リンク３１１の先端の突出部３１３と係合ピン３１６、コイルばね３１７等とによって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【００３６】
一方、従動軸部材３０７のレバー３０９の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁３１８ａを有する中間回転体３１８が、軸受３３１を介して回転自在に支持されている。
この中間回転体３１８のフランジ壁３１８ａの後面側には、断面半円状の前述の渦巻き溝３１５が形成され、この渦巻き溝３１５に、前記各リンク３１１の先端の係合ピン３１６が転動自在に案内係合されている。
【００３７】
渦巻き溝３１５の渦巻きは、駆動リング３０３の回転方向に沿って次第に縮径するように形成されている。
従って、各リンク３１１先端の係合ピン３１６が渦巻き溝３１５に係合した状態において、中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク３１１の先端部は径方向溝３０８に案内されつつ、渦巻き溝３１５の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体３１８が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。
【００３８】
この実施形態の組付角操作機構３０４は、以上説明した駆動リング３０３の径方向溝３０８、リンク３１１、突出部３１３、係合ピン３１６、レバー３０９、中間回転体３１８、渦巻き溝３１５等によって構成されている。
この組付角操作機構３０４は、操作力付与手段３０５から中間回転体３１８にカムシャフト１３に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝３１５と係合ピン３１６の係合部を通してリンク３１１の先端を径方向に変位させ、このときリンク３１１とレバー３０９の作用によって駆動リンク３０３と従動軸部材３０７に相対的な回動力を伝達する。
【００３９】
一方、操作力付与手段３０５は、中間回転体３１８を駆動リング３０３の回転方向に付勢するゼンマイばね３１９と、中間回転体３１８を駆動リング３０３の回転方向と逆方向に付勢すべく制動する機構であるヒステリシスブレーキ３２０と、を備えてなり、内燃機関の運転状態に応じてヒステリシスブレーキ３２０の制動力を適宜制御することにより、中間回転体３１８を駆動リング３０３に対して相対回動させ、或いは、この両者の回動位置を維持するようになっている。
【００４０】
ゼンマイばね３１９は、駆動リング３０３に一体に取り付けられた円筒部材３２１にその外周端部が結合される一方で、内周端部が中間回転体３１８の円筒状の基部に結合され、全体が中間回転体３１８のフランジ壁３１８ａの前方側スペースに配置されている。
一方、ヒステリシスブレーキ３２０は、中間回転体３１８の前端部にリテーナプレート３２２を介して取り付けられた有底円筒状のヒステリシスリング３２３と、非回転部材である図外のＶＴＣカバーに回転を規制される状態で取り付けられた磁界制御手段としての電磁コイル３２４と、電磁コイル３２４の磁気を誘導する磁気誘導部材であるコイルヨーク３２５と、を備え、電磁コイル３２４が機関の運転状態に応じて前記ＥＣＵ１１４によって通電制御されるようになっている。
【００４１】
ヒステリシスリング３２３は、図１５に示すように、外部の磁界の変化に対して位相遅れをもって磁束力が変化する特性（磁気的ヒステリシス特性）を持つヒステリシス材（半硬質材）によって形成され、外周側の円筒壁３２３ａ部分が前記コイルヨーク３２５によって制動作用を受けるようになっている。
コイルヨーク３２５は、電磁コイル３２４を取り囲むように全体が略円筒形状に形成され、その内周面が軸受３２８を介して従動軸部材３０７の先端部に回転可能に支持されている。
【００４２】
そして、コイルヨーク３２５の後部面側（中間回転体３１８側）には、磁気入出部分が円筒状の隙間をもって向かい合うように周面状の一対の対向面３２６，３２７が形成されている。
また、図１３に示すように、コイルヨーク３２５の両対向面３２６，３２７には夫々円周方向に沿って複数の凹凸が連続して形成され、これら凹凸のうちの凸部３２６ａ，３２７ａが磁極（磁界発生部）を成すようになっている。
【００４３】
そして、一方の対向面３２６の凸部３２６ａと他方の対向面３２７の凸部３２７ａは円周方向に交互に配置され、対向面３２６，３２７相互の近接する凸部３２６ａ，３２７ａがすべて円周方向にずれている。
従って、両対向面３２６，３２７の近接する凸部３２６ａ，３２７ａ間には、電磁コイル２４の励磁によって図１６に示すような円周方向に傾きをもった向きの磁界が発生する。
【００４４】
そして、両対向面３２６，３２７間の隙間には前記ヒステリシスリング３２３の円筒壁３２３ａが非接触状態で介装されている。
ここで、このヒステリシスブレーキ３２０の作動原理を図１７によって説明する。
尚、図１７（ａ）は、ヒステリシスリング３２３（ヒステリシス材）に最初に磁界をかけた状態を示し、図１７（ｂ）は、上記（ａ）の状態からヒステリシスリング３２３を変位（回転）させた状態を示す。
【００４５】
図１７（ａ）の状態においては、コイルヨーク３２５の対向面３２６，３２７間の磁界の向き（対向面２７の凸部３２７ａから他方の対向面３２６の凸部３２７ａに向かう磁界の向き）に沿うようにヒステリシスリング３２３内に磁束の流れが生じる。
この状態からヒステリシスリング３２３が図１７（ｂ）に示すように外力Ｆを受けて移動すると、外部磁界内をヒステリシスリング３２３が変位することになるため、このときヒステリシスリング３２３の内部の磁束は位相遅れをもち、ヒステリシスリング３２３の内部の磁束の向きは対向面３２６，３２７間の磁界の向きに対してずれる（傾斜する）ことになる。
【００４６】
従って、対向面３２７の凸部３２７ａからヒステリシスリング３２３に入る磁束の流れ（磁力線）と、ヒステリシスリング３２３から他方の対向面３２６の凸部３２６ａに向かう磁束の流れ（磁力線）が歪められ、このとき、この磁束の流れの歪みを矯正するような引き合い力が対向面３２６，３２７とヒステリシスリング３２３の間に作用し、その引き合い力がヒステリシスリング３２３を制動する抗力Ｆ’として働く。
【００４７】
前記ヒステリシスブレーキ３２０は、以上のようにヒステリシスリング３２３が対向面３２６，３２７間の磁界内を変位するときに、ヒステリシスリング３２３の内部の磁束の向きと磁界の向きのずれによって制動力を発生するものであるが、その制動力は、ヒステリシスリング３２３の回転速度（対向面３２６，３２７とヒステリシスリング３２３の相対速度）に関係なく、磁界の強さ、即ち、電磁コイル３２４の励磁電流の大きさに略比例した一定の値となる。
【００４８】
本実施形態に係るＶＴＣ機構１１３は以上のような構成となっており、ヒステリシスブレーキ３２０の電磁コイル３２４の励磁をオフにすると、ゼンマイばね３１９の付勢力によって中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して機関回転方向に最大限回転し、係合ピン３１６が渦巻き溝３１５の外周側端面３１５ａに突き当たる位置で規制され、この位置がＶＴＣ機構１１３の機構上で変更し得る回転位相の最遅角位置となる（図１２参照）。
【００４９】
この状態から電磁コイル３２４の励磁をオンとすると、ゼンマイばね３１９の力に抗する制動力が中間回転体３１８に付与されて、中間回転体３１８が駆動リング３０３に対して逆方向に回転し、それによってリンク３１１の先端の係合ピン３１６が渦巻き溝３１５に誘導されることでリンク３１１の先端部が径方向溝３０８に沿って変位し、リンク１１の作用によって駆動リング３０３と従動軸部材３０７の組付角が進角側に変更される。
【００５０】
そして、前記電磁コイル３２４の励磁電流を増大して制動力を増大していくと、ついには係合ピン３１６が渦巻き溝３１５の内周側端面３１５ｂに突き当たる位置で規制され、この位置がＶＴＣ機構１１３の機構上で変更し得る回転位相の最進角位置となる（図１４参照）。
この状態から電磁コイル３２４の励磁電流が減少して制動力が減少すると、ゼンマイばね３１９の付勢力によって中間回転体３１８が正方向に戻り回転し、渦巻き溝３１５による係合ピン３１６の誘導によってリンク３１１が上記と逆方向に揺動し、駆動リング３０３と従動軸部材３０７の組付角が遅角側に変更される。
【００５１】
このように、このＶＴＣ機構１１３によって可変されるクランクシャフト１２０に対するカムシャフト１３の回転位相（吸気バルブ１０５の作動角の中心位相）は、電磁コイル３２４の励磁電流値を制御してヒステリシスブレーキ３２０の制動力を制御することによって任意に変更され、ゼンマイばね３１９の力とヒステリシスブレーキ３２０の制動力のバランスによってその位相を保持することができる。
【００５２】
前記ＥＣＵ１１４は、ＶＴＣ機構１１３における回転位相の進角目標を演算し、該進角目標に実際の回転位相が一致するように、前記電磁コイル３２４の励磁電流値をフィードバック制御する。
以上のように吸気バルブの作動角、リフト量で定まる有効開度を可変なＶＥＬ機構１１２と、開閉時期を可変なＶＴＣ機構２０１とを備えた内燃機関において、減速制御時に以下の制御を実行する。
【００５３】
図２２は、参考例のフローを示す。
ステップＳ１では、所定の減速条件が成立して燃料カット要求が発生したかを判定する。具体的には、周知のように、所定以上の車速ないしエンジン回転速度で、アイドルスイッチがＯＮとなってアクセル開放されたか等で判定する。
ステップＳ１で、燃料カット要求が発生したと判定されたときは、ステップＳ２へ進み、ＶＥＬ機構１１２の作動角（リフト量）を、アイドル時の作動角目標値より小さい作動角目標値に設定すると共に、該作動角目標値において、吸気バルブの閉時期が下死点（または下死点近傍）となるようにＶＴＣ機構１１３の回転位相の進角目標値を設定する。
【００５４】
これにより、これら目標値に基づいてＶＥＬ機構１１２およびＶＴＣ機構１１３が制御される（図２３参照）。
ステップＳ３では、上記ＶＥＬ機構１１２およびＶＴＣ機構１１３により制御される実作動角と実回転位相が、共にそれぞれの目標値に収束したか（特性変更が終了したか）を判定し、収束したことが判定されるとステップＳ４へ進んで、燃料カット制御を開始する。
【００５５】
このようにすれば、燃料カット要求の発生後、まず、吸気バルブの作動特性を変更することにより、吸入空気量を減少させてトルクを十分に減少させた後、燃料カットを実行することで、燃料カットによる急激なトルクの減少を抑制でき、乗員へのトルクショックを防止することができる。
また、第１段階のトルク減少制御を、単に燃料カットを遅らせてスロットル弁の閉制御による吸気負圧の発達を待って行うようにしたものがあるが、このものと比較すると吸気バルブの作動特性を変更する制御によって行うため高応答で実行でき、燃料カットの開始遅れを小さくして燃費を良好に維持することができる。
【００５６】
また、同じく第１段階のトルク減少制御を点火時期の遅角制御によって行うものでは、高応答でトルクを減少させることが可能であるが、燃焼性の悪化が増大し、極端な場合は失火して燃料カット同様に急激なトルク減少を生じ、燃費、排気浄化性能も悪化してしまう。
この点、本発明では点火時期は適正に制御したまま吸入空気量の減少のみでトルクを減少させるため、安定した燃焼性の確保が可能である。ただし、作動角を小さくする制御を行うだけの場合は、以下のような問題が生じる。
【００５７】
吸気バルブの開閉時期は、燃料カット要求発生前のＶＴＣ機構１１３の制御位置によって異なるが、吸気バルブの閉時期が下死点から離れた状態にあるときは、実圧縮比の低下により十分な圧縮圧力，圧縮温度が得られず、安定した燃焼性の確保が難しくなってしまう。特に、吸気バルブの閉時期が下死点から進角側に離れて吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップを生じる場合は、残留ガス量の増大によって失火しやすくなるなど、さらに安定した燃焼性の確保が難しくなってしまう。
【００５８】
そこで、本参考例では、第１段階のトルク減少制御時に、吸気バルブの作動角を減少すると同時に吸気バルブの閉時期を下死点近傍に制御することで、実圧縮比が最大限高められ、かつ、バルブオーバラップも回避されて安定した燃焼性を確保しつつ十分なトルク減少量を得ることができ、エミッションの悪化も防止できる。
図２４は、上記参考例における制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す。
【００５９】
図２５は、第２の参考例のフローを示す。
本第２の参考例は、燃料カット要求発生後、燃料カットの開始を所定時間遅らせる燃料カットインディレイ制御を行うものに適用したものである。
ステップＳ１１で、図２２のステップＳ１同様に燃料カット要求の有無を判定し、要求ありと判定されたときに、ステップＳ１２で、燃料カット要求発生後、所定時間経過前（燃料カットインディレイ中）であるかを判定する。
【００６０】
ステップＳ１２で燃料カットインディレイ中と判定されたときは、ステップＳ１３で、図１８のステップＳ２同様に、ＶＥＬ機構１１２の作動角目標値とＶＴＣ機構１１３の回転位相の進角目標値を設定し、これら目標値に基づくＶＥＬ機構１１２およびＶＴＣ機構１１３の制御を行わせる。
一方、ステップＳ１２で、燃料カット要求発生後、所定時間が経過し燃料カットインディレイを終了したと判定されたときは、ステップＳ１４へ進んで燃料カットを実行する。
【００６１】
このようにすれば、燃料カット要求発生により第１段階のトルク減少制御が開始されても、燃料カットの要求発生後から所定時間を経過するまでは燃料カットが実行されないので、トルク変化が緩やかとなる。
図２６は、上記第２の参考例における制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す。
【００６２】
図２７は、本発明に係る実施形態のフローを示す。
本実施形態では、前記第２の参考例同様の燃料カットインディレイ制御を行う。
ステップＳ２１〜２３では、図２５のステップＳ１１〜１３同様に、燃料カット要求の有無の判定、燃料カットインディレイ中であるかの判定を行い、燃料カットインディレイ中と判定されたときに、ＶＥＬ機構１１２の作動角目標値とＶＴＣ機構１１３の回転位相の進角目標値を設定し、これら目標値に基づくＶＥＬ機構１１２およびＶＴＣ機構１１３の制御を開始する。
【００６３】
一方、ステップＳ２２で、燃料カット要求発生後、所定時間が経過し燃料カットインディレイを終了したと判定されたときは、ステップＳ２４へ進んで、実作動角と実回転位相が前記目標値に収束したか（特性変更が終了したか）を判定し、収束したと判定されたときにステップＳ２５へ進んで、燃料カット制御を開始する。
このようにすれば、所定時間経過前に第１段階のトルク減少制御が終了しなかった場合でも、図２８に示すように、該制御の終了を待って燃料カットを実行させるため、トルクの段階的な減少を確実に実行することができる。
【００６４】
また、所定時間経過前に第１段階のトルク減少制御が終了している場合は、第２の参考例の場合と同様、図２６に示すように、所定時間を経過した時点で燃料カットが開始されることとなる。
なお、燃料カット前に設定した吸気バルブの作動角および閉時期は、燃料カット中も維持し、そのまま燃料リカバー要求発生と同時に燃料リカバーを行えば、燃料リカバー直後の発生トルクを最小限に抑えてトルクショックを最大限軽減できる。
【００６５】
ただし、高応答な再加速性を優先させたい場合は、燃料カット後、燃料リカバー前に、通常のアイドル運転状態に応じた吸気バルブの作動角および開閉時期に設定してもよい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１に記載の内燃機関の減速時制御装置において、
前記可変動弁機構は、吸気バルブの作動角，リフト量の少なくとも一方を可変として有効開度を可変とする機能と、吸気バルブの作動角中心の位相を可変として開閉時期を可変する機能を備えることを特徴とする。
かかる構成によると、
吸気バルブの作動角，リフト量の少なくとも一方を可変とすることによって有効開度を可変することができると共に、吸気バルブの作動角中心の位相を可変とすることにより開閉時期を可変とすることができる。なお、これらは、それぞれの機能を有する別個の可変動弁機構を設けて独立に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施形態における内燃機関のシステム構成図。
【図２】ＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図３】上記ＶＥＬ機構の側面図。
【図４】上記ＶＥＬ機構の平面図。
【図５】上記ＶＥＬ機構に使用される偏心カムを示す斜視図。
【図６】上記ＶＥＬ機構の低リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図７】上記ＶＥＬ機構の高リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図８】上記ＶＥＬ機構における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図９】上記ＶＥＬ機構のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図１０】上記ＶＥＬ機構における制御軸の回転駆動機構を示す斜視図。
【図１１】ＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構を示す断面図。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図１４】上記ＶＴＣ機構の作動状態を示す図１２と同様の断面図。
【図１５】ヒステリシス材の磁束密度−磁界特性を示すグラフ。
【図１６】図１３の部分拡大断面図。
【図１７】図１６の部品を直線状に展開した模式図であり、初期状態（ａ）とヒステリシスリングが回転したとき（ｂ）の磁束の流れを示す図。
【図１８】クランク角センサ及び第１カムセンサの出力信号を示すタイミングチャート。
【図１９】第２カムセンサの構成を示す図。
【図２０】ギャップとギャップセンサ出力との相関を示す線図。
【図２１】カムシャフトの角度位置とギャップセンサ出力との相関を示す線図。
【図２２】第１の参考例に係る減速時制御を示すフローチャート。
【図２３】第１の参考例に係るＶＥＬ機構とＶＴＣ機構による吸気バルブの作動特性変更の様子を示す図。
【図２４】第２の参考例における減速時制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す図。
【図２５】第２の参考例に係る減速時制御を示すフローチャート。
【図２６】第２の参考例における減速時制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す図。
【図２７】本発明に係る実施形態に係る減速時制御を示すフローチャート。
【図２８】同上実施形態における減速時制御を行ったときの各種状態の変化の様子を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１３…カムシャフト、１６…制御軸、１０１…内燃機関、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１１２…ＶＥＬ機構（可変動弁機構）、１１３…ＶＴＣ機構（可変バルブタイミング機構）、１１４…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１１７…クランク角センサ、１２０…クランクシャフト、１２１…ＤＣサーボモータ、１２７…角度センサ、１３２…第１カムセンサ、１３３…第２カムセンサ、１３３ｂ…ギャップセンサ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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