(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構と吸気通路を開閉する吸気絞り弁とを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記吸気絞り弁の開度を変更する開度変更手段と、
前記内燃機関の減速要求を検出する減速要求検出手段と、
前記内燃機関が、燃料供給を停止した状態での運転中であるか否かを判定する燃料供給停止判定手段と、
前記内燃機関の減速要求に対する減速終了を検出する減速終了検出手段と、
前記内燃機関が燃料供給を停止した状態での運転中であると判定された場合に、前記吸気絞り弁の開度を大きくし、前記減速要求が検出されたときに、前記吸気絞り弁の開度を小さくし、更に、前記減速終了が検出されたときに、前記吸気絞り弁の開度を元の開度に戻す開度制御手段と、
前記減速要求が検出された際の、前記排気弁の開弁タイミングが進角され、かつ、前記吸気絞り弁の開度が小さくされた状態における、内燃機関のポンプ損失の合計を検出するポンプ損失検出手段と、
前記ポンプ損失の合計が、判定値にまで達したか否かを判定するポンプ損失判定手段と、
前記減速要求が検出されたときに、前記排気弁の開弁タイミングを進角させてポンプ損失を増大させ、前記ポンプ損失の合計が判定値にまで達したと判定された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、元の開弁タイミングに戻すように制御する排気弁制御手段と、
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】
排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の減速要求を検出する減速要求検出手段と、
前記内燃機関の減速要求に対する減速終了を検出する減速終了検出手段と、
前記減速要求が検出されたときに、前記排気弁の開弁タイミングを進角してポンプ損失を増大させ、前記内燃機関の減速終了が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、前記減速要求が検出される前の元の開弁タイミングに戻すように制御する排気弁制御手段と、
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】
排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の減速要求を予測する減速要求予測手段と、
前記内燃機関の減速実施を検出する減速実施検出手段と、
前記減速要求が予測された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを進角してポンプ損失を増大させ、前記内燃機関の減速実施が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、前記減速要求が予測される前の元の開弁タイミングに戻す排気弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の減速実施を検出する減速実施検出手段と、
前記内燃機関の要求トルクを算出するトルク算出手段と、
前記算出されたトルクに基づいて、前記排気弁の開弁タイミングの進角量を算出する開弁タイミング算出手段と、
前記内燃機関の発生トルクを検出するトルク検出手段と、
検出された前記発生トルクと、前記要求トルクとに応じた補正値により、前記開弁タイミングの進角量を補正して、補正進角量を求める補正進角量出手段と、
前記補正進角量に基づいて、前記排気弁の開弁タイミングを進角させてポンプ損失を増大させ、前記内燃機関の減速実施が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、進角される前の元の開弁タイミングに戻す排気弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、吸気通路を開閉する吸気絞り弁を備え、
前記吸気絞り弁の開度を変更する開度変更手段と、
前記内燃機関が、燃料供給を停止した状態での運転中であるか否かを判定する燃料供給停止判定手段と、
前記内燃機関が燃料供給を停止した状態での運転中であると判定された場合に、前記吸気絞り弁の開度を大きくする開度制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に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関する。更に具体的には、排気弁の開弁特性を変更できる可変動弁機構を備える内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−２０４９８１号公報には、内燃機関の制御装置が開示されている。この技術において内燃機関は、吸気通路を開閉するスロットルバルブと、吸排気バルブと、吸排気弁の開閉特性を制御する動弁機構を備えている。このような内燃機関の運転中、吸気開始点付近のＴＤＣ（Top Dead Center；以下、吸気開始点付近のＴＤＣを、「吸気ＴＤＣ」とする）において吸気バルブが開いてピストンが下降すると、吸気ポート側から気筒内に混合気が吸入される。ここでスロットルバルブの絞りが大きく、吸気ポート側の圧力が小さくなっている場合、シリンダ内部にはピストンをＴＤＣ側に引き戻そうとする力が働く。この力は吸気抵抗となるためポンプ損失（吸気損失）が発生する。このポンプ損失を低減するため、例えばスロットル弁の絞りを小さくして吸気ポートを大気圧に近い状態として、吸気行程における吸気抵抗を小さくする制御を行う場合がある。しかし、一律にポンプ損失を低減すると、減速時のエンジンブレーキも小さくなる。つまり、減速が要求された場合に、必要な大きさのエンジンブレーキを確保することができない場合がある。
【０００３】
このため、上記従来技術においては、減速時にはスロットルバルブを絞ることにより吸気ポート内の圧力が小さくなるように制御する。その結果、ポンプ損失が増大し、減速時に必要なエンジンブレーキが確保される。このとき、筒内圧が、吸気ポートの負圧により過度に小さくなると、燃焼室への潤滑油の吸い上げ量が増加してしまう場合がある。このため、上記従来技術においては、内燃機関が減速状態とする場合、潤滑油吸い上げ量が許容範囲内に納まる範囲内で、必要な吸入空気量の下限値を設定し、設定された吸入空気量の下限値以上となるように吸気バルブの閉弁タイミングを制御する。その結果、吸気バルブの閉弁時期が過度に早まることが防止され、ピストンのＢＤＣにおける気筒内圧が過剰に小さくなることが抑えられる。すなわち、上記従来技術の制御装置によれば、減速時には、スロットルバルブを絞って吸気ポート内の圧力を低くすることで、必要なエンジンブレーキが確保されるとともに、吸入空気量を確保するように吸気バルブの閉弁タイミングを制御することにより、潤滑油吸い上げ量が許容範囲内に抑えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０４９８１号公報
【特許文献２】特公平７−１１６９８１号公報
【特許文献３】特開２００２−２５６８６３号公報
【特許文献４】特開２００１−３４２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術においては、減速時には吸気ポート内が低圧となるようにスロットルバルブを絞ることにより、ポンプ損失を増大させてエンジンブレーキを確保する。しかし、スロットルバルブを絞ってから、実際にスロットルバルブ下流の吸気通路内が目標負圧になるまでにはある程度の時間を要する。従って、減速要求に対して、実際にポンプ損失を発生させて減速感が得られるまでの間にタイムラグが生じることとなる。
【０００６】
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、減速要求に対して、直ちにポンプ損失を発生させることができるように改良した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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記内燃機関の減速の際、前記排気弁の開弁特性を制御してポンプ損失を増大させる排気弁制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記内燃機関は、吸気通路を開閉する吸気絞り弁を備え、
前記吸気絞り弁の開度を変更する開度変更手段と、
前記内燃機関が、燃料供給を停止した状態での運転中であるか否かを判定する燃料供給停止判定手段と、
前記内燃機関が燃料供給を停止した状態での運転中であると判定された場合に、前記吸気絞り弁の開度を大きくする開度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記内燃機関の減速要求を検出する減速要求検出手段を備え、
前記開度制御手段は、前記減速要求が検出されたときに、前記吸気絞り弁の開度を小さくし、
前記排気弁制御手段は、前記減速要求が検出されたときに、前記排気弁の開弁タイミングを進角することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、前記減速要求が検出された際の、前記排気弁の開弁タイミングが進角され、かつ、前記吸気絞り弁の開度が小さくされた状態における、内燃機関のポンプ損失の合計を検出するポンプ損失検出手段と、
前記ポンプ損失の合計が、判定値にまで達したか否かを判定するポンプ損失判定手段と、
前記内燃機関の減速要求に対する減速終了を検出する減速終了検出手段と、を備え、
前記排気弁制御手段は、前記ポンプ損失の合計が判定値にまで達したと判定された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、元の開弁タイミングに戻し、
前記開度制御手段は、前記減速終了が検出された場合に、前記吸気絞り弁の開度を元の開度に戻すことを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１または第２の発明において、前記内燃機関の減速要求を検出する減速要求検出手段を備え、
前記排気弁制御手段は、前記減速要求が検出されたときに、前記排気弁の開弁タイミングを進角することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第５の発明において、前記内燃機関の減速要求に対する減速終了を検出する減速終了検出手段を備え、
前記排気弁制御手段は、前記内燃機関の減速終了が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、前記減速要求が検出される前の元の開弁タイミングに戻すことを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１または第２の発明において、前記内燃機関の減速要求を予測する減速要求予測手段を備え、
前記排気弁制御手段は、前記減速要求が予測された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを進角することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第７の発明において、前記内燃機関の減速実施を検出する減速実施検出手段を備え、
前記排気弁制御手段は、前記内燃機関の減速実施が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、前記減速要求が検出される前の元の開弁タイミングに戻すことを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第１または第２の発明において、前記内燃機関の要求トルクを算出するトルク算出手段と、
前記算出されたトルクに基づいて、前記排気弁の開弁タイミングの進角量を算出する開弁タイミング算出手段と、
を備え、
前記排気弁制御手段は、算出された前記進角量に基づいて、前記排気弁の開弁タイミングを進角させることを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第９の発明において、前記内燃機関の減速実施を検出する減速実施検出手段を備え、
前記排気弁制御手段は、前記内燃機関の減速実施が検出された場合に、前記排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、進角される前の元の開弁タイミングに戻すことを特徴とする。
【００１７】
第１１の発明は、第９または第１０の発明において、前記内燃機関の発生トルクを検出するトルク検出手段と、
検出された前記発生トルクと、前記要求トルクに基づいて、前記開弁タイミングの進角量に対する補正値を求める補正値算出手段と、を備え、
前記開弁タイミング決定手段は、前記補正値を加味して前記開弁タイミングを決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、内燃機関の減速に際して、排気弁の開弁特性が制御される。従って、減速の際、必要なポンプ損失を直ちに発生させることができる。
【００１９】
第２の発明によれば、燃料供給を停止した状態での運転中である場合に、吸気絞り弁の開度を大きくする。これにより、ポンプ損失を低減し、燃費の向上を図ることができる。また、このようにポンプ損失低減運転を実行する場合にも、ポンプ損失増大の要求に対しては、排気弁の開弁特性の制御を実行することにより、迅速に対応することができる。
【００２０】
第３、第４の発明によれば、内燃機関の減速要求が検出されたときに、吸気絞り弁の開度を小さくするとともに、排気弁の開弁タイミングを進角する。これにより、減速要求に対して必要なポンプ損失を直ちに発生させるとともに、発生させたポンプ損失を安定して維持することができる。
【００２１】
第５の発明によれば、内燃機関の減速要求が検出されたときに、排気弁の開弁タイミングを進角する。これにより、減速要求に対して迅速に、必要なポンプ損失を発生させることができる。
【００２２】
第６の発明によれば、減速終了が検出された場合に、排気弁の開弁タイミングを、所定角度ずつ遅角して、元の開弁タイミングに戻す。これにより、開弁タイミングを戻す際に大きなショックが発生するのを抑えることができる。
【００２３】
第７の発明によれば、内燃機関の減速要求が予測された場合に、排気弁の開弁タイミングを進角する。これより、減速要求に対して、より迅速に必要なポンプ損失を発生させることができる。
【００２４】
第８の発明によれば、減速実施が検出された場合に、排気弁の開弁タイミングを所定角度ずつ遅角して、元の開弁タイミングに戻す。これにより、開弁タイミングを戻す際に大きなトルクが発生するのを抑えることができる。
【００２５】
第９及び第１０の発明によれば、要求トルクを算出し、この要求トルクに基づいて決定された進角量に基づいて、排気弁の開弁タイミングを進角させる。従って、必要なポンプ損失を発生させることができ、燃費の向上を図ることができる。
【００２６】
第１１の発明によれば、発生トルクと、要求トルクとに基づいて、開弁タイミングの進角量を補正することができる。従って、より確実に必要なポンプ損失を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００２８】
実施の形態１．
[実施の形態１のシステム構成について]
図１は、この発明の実施の形態１における内燃機関の制御システムを説明するための模式図である。図１に示すように、実施の形態１のシステムは内燃機関２を備えている。内燃機関２は気筒４を備えている。図１においては１の気筒４の断面のみを表しているが、内燃機関２は複数の気筒４を備えている。気筒４内部にはピストン６が配置されている。ピストン６は、コンロッド８を介してクランクシャフト１０に接続されている。クランクシャフト１０の近傍には、その回転数を検出する回転数センサ１２が配置されている。気筒４内のピストン６の上部には、燃焼室１４が設けられている。燃焼室１４には、先端部が露出するように点火プラグ１６が組み付けられている。
【００２９】
燃焼室１４には、吸気ポート１８及び排気ポート２０が連通している。吸気ポート１８には、吸気ポート１８を開閉する吸気バルブ２２が備えられている。排気ポート２０には、排気ポート２０を開閉する排気バルブ２４が備えられている。内燃機関２は、吸気バルブ２２を駆動する吸気カム２６と、排気バルブ２４を駆動する排気カム２８とを備えている。吸気カム２６及び排気カム２８は、カムプーリやタイミングベルト等を介して、クランクシャフト１０に接続されている。吸気カム２６及び排気カム２８が、クランクシャフト１０の回転に連動して回転することにより、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４が稼動し、その結果、吸気ポート１８及び排気ポート２０が開閉される。
【００３０】
吸気カム２６は、カムシャフト等を介してＶＶＴ機構(Variable Valve Timing Mechanism)３０に連結されている。ＶＶＴ機構３０は、気筒４ごとに吸気カム２６を介して吸気バルブ２２の作用角及びリフト量を変化させ得るものとする。排気カム２８は、カムシャフト等を介してＶＶＴ機構３２に連結されている。ＶＶＴ機構３２は、気筒４ごとに排気カム２８を介して排気バルブ２４の作用角及びリフト量を変化させ得るものとする。なお、ＶＶＴ機構３０、ＶＶＴ機構３２の構造は特に新規なものではないため、ここではその詳細な説明は省略する。吸気カム２６の近傍には、カムの回転位置を検出するカムポジションセンサ３４が配置され、排気カム２８の近傍には、カムポジションセンサ３６が配置されている。
【００３１】
上記のように内燃機関２は、複数の気筒４を有している。各気筒４の吸気ポート１８は共通の吸気マニホールド３８に接続されている。具体的に、吸気マニホールド３８は、複数の分岐管とこれらの分岐管が集合して接続する１本の主管により構成されている。吸気マニホールド３８は、分岐管それぞれの端部において、各気筒４の吸気ポート１８に連通している。一方、各気筒４の排気ポート２０は共通の排気マニホールド４０に接続されている。具体的に、排気マニホールド４０は、複数の分岐管とこれらの分岐管が集合して接続する１本の主管により構成されている。排気マニホールド４０は、分岐管それぞれの端部において、各気筒４の排気ポート２０に連通している。
【００３２】
吸気マニホールド３８の、各気筒４に連通する分岐管には、それぞれインジェクタ４２が組みつけられている。インジェクタ４２の上流の、吸気マニホールド３８の主管には電子制御式のスロットルバルブ４４が配置されている。スロットルバルブ４４はその開度を変更することにより、吸気マニホールド３８内に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ４４開度は、アクチュエータを介して、アクセル操作などによる加減速要求等に基づいて電気的に制御される。すなわち、アクセル開度に基づかずにスロットル開度を制御することができる。スロットルバルブ４４の上流において吸気マニホールド３８の主管には、エアフロメータ４６が配置されている。エアフロメータ４６は、主管内を流れる空気流量に応じた出力を発する。一方、排気マニホールド４０の主管には、空燃比センサ４８が取りつけられている。空燃比センサ４８は、排気空燃比に応じた出力を発する。
【００３３】
内燃機関２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、回転数センサ１２、カムポジションセンサ３４、３６、エアフロメータ４６、及び空燃比センサ４８等の各種センサから、内燃機関２の制御に必要な情報を取得する。また、取得した情報に基づいて、クランクシャフト１０、点火プラグ１６、ＶＶＴ機構３０、３２、インジェクタ４２、及び、スロットルバルブ４４を制御する。
【００３４】
[ヒューエルカット中、通常走行時の制御について]
図２は、この発明の実施の形態１におけるヒューエルカット中、通常走行時のバルブタイミングについて説明するためのタイミングダイヤグラムである。図２（ａ）は排気バルブ２４のバルブタイミングを表し、図２（ｂ）は吸気バルブ２２のバルブタイミングを表している。実施の形態１においては、車両の慣性力により内燃機関２の自律回転を維持する惰行時のような場合には、燃費改善を図るため、燃料供給を停止（ヒューエルカット；以下「Ｆ/Ｃ」とする）するとともに、図２に示すようなバルブの制御を実行することにより、ポンプ損失を低減する（以下、「ポンプ損失低減運転モード」とする）。
【００３５】
具体的に、Ｆ/Ｃ中のポンプ損失低減運転モードでは、吸気ポート１８側の負圧を抑えて大気圧に近い圧力とするため、スロットルバルブ４４を開放した状態とする（以下「ノンスロットリング」とする）。この状態で、図２（ａ）に示すように、排気バルブ２４の開弁タイミング（以下「ＥＶＯ」）は、排気開始点付近のＢＤＣ（Bottom Dead Center）よりも少し早開きになるように制御される。また、排気バルブ２４の閉弁タイミング（以下「ＥＶＣ」）は、吸気開始点付近のＴＤＣ（Top Dead Center）付近となるように制御される。一方、図２（ｂ）に示すように、吸気バルブ２２の開弁タイミング（以下「ＩＶＯ」）は、吸気開始点付近のＴＤＣ付近となるように制御される。また、吸気バルブ２２の閉弁タイミング（以下「ＩＶＣ」）は、吸気行程の中間より少し後程度の早閉じのタイミングとなるように進角制御される。なお、以下本実施の形態において、「膨張行程」、「排気行程」、「吸気行程」、「圧縮行程」は、バルブタイミングの変動に関わらず、それぞれ、ピストン６がＴＤＣとＢＤＣとの間を移動する９０度ごとの行程として区切ったものとする。また、各行程開始点におけるＴＤＣまたはＢＤＣを、それぞれ、「膨張ＴＤＣ」、「排気ＢＤＣ」、「吸気ＴＤＣ」、「圧縮ＢＤＣ」と称するものとする。
【００３６】
図３は、Ｆ/Ｃカット中のポンプ損失低減運転モードにおける筒内圧と燃焼室容積との関係について説明するためのグラフである。図３において、横軸は燃焼室容積を表し、縦軸は筒内圧を表している。また、図３において、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。図３に示すように、Ｆ/Ｃカット中においては、爆発・膨張によるトルクが発生しないため、膨張行程において発生するプラスのトルクと、圧縮行程におけるマイナスのトルクとは同じものとなる。
【００３７】
一方、圧縮ＢＤＣ付近において排気バルブ２４が開放されると、筒内圧が排気ポート２０内の圧力（大気圧程度）に上昇する。その後、圧力をほぼ一定に保った状態で排気が進む。また、スロットルバルブ４４が開放されているため、吸気ポート１８側は大気圧に近い圧力に保たれ、負圧の小さい状態となっている。従って、吸気ＢＤＣ付近において吸気バルブ２２が開放され、排気バルブ２４が閉弁した状態となっても、筒内圧は大気圧から、ほぼ変化しないままピストン６が下降する。吸気行程の途中、吸気行程の中間を過ぎた付近のＩＶＣにおいて、吸気バルブ２２が閉弁する。ここで吸気バルブ２２、排気バルブ２４がともに閉じた状態になり、その後、ピストン６の下降に伴って筒内圧が低下する。このとき、ピストン６にはＴＤＣ側に引き戻す力が働くことになる。すなわち、図３の左上がりの斜線部に示すように、ＩＶＣ後の低下した筒内圧と排気行程における排気管圧（大気圧）との差分が、ポンプ損失として発生する。
【００３８】
図３に示すように、発生するポンプ損失は、ノンスロットリング制御により吸気ポート１８側が大気圧程度となっているため、十分小さなものになる。Ｆ/Ｃ状態での内燃機関２の運転中は、慣性力により内燃機関２の回転が維持される。ここで、Ｆ/Ｃ状態での運転は、燃料供給を再開した際に、内燃機関２が直ちに自律回転可能な復帰回転数の範囲内で行われる。つまり、Ｆ/Ｃは、内燃機関２の回転数が復帰回転数に低下するまでの間行われる。実施の形態１においては、図３に示すように、Ｆ/Ｃ中の通常走行においては、ポンプ損失低減運転モードが採用され、ポンプ損失の低減が図られていることから、復帰回転数に低下するまでの期間を長くすることができる。従って、Ｆ/Ｃ状態での運転を長く維持することができ、燃費の改善を図ることができる。
【００３９】
[ヒューエルカット中の減速時の制御について]
上記のように、Ｆ/Ｃ中ポンプ損失低減運転モードではポンプ損失が低減されているため、減速要求があった場合に減速要求に応じたポンプ損失を確保できない場合がある。このため、例えば、ノンスロットリング状態からスロットルバルブを絞ってスロットリング状態に戻して、吸気ポート１８側を負圧にする制御を行うことが考えられる。この手法によれば、吸気行程においてピストン６が吸気ＴＤＣから圧縮ＢＤＣに到達するまでの間、ピストン６側に引き戻す力が発生するため、ポンプ損失を増大させることができる。しかし、この手法の場合、減速要求後スロットルバルブ４４をスロットリング状態にした後吸気ポート１８内が負圧になるまでにある程度時間を要する。このため、減速要求に対して、直ちに必要なポンプ損失を発生させることが難しく、必要な減速感を生じさせるまでにタイムラグが生じることとなる。
【００４０】
これに対して、実施の形態１においては、減速要求に応じて直ちにポンプ損失を発生させるため、以下のような制御を行う。図４は減速要求時のバルブタイミングを説明するためのタイミングダイヤグラムである。図４（ａ）は、排気バルブ２４のバルブタイミングを表し、図４（ｂ）は、吸気バルブ２２のバルブタイミングを表している。Ｆ/Ｃ中、ポンプ損失低減運転モードにおいて更に減速要求があった場合（以下、「減速モード」と称する）にも、実施の形態１においては、引き続きノンスロットリング状態に制御され、吸気ポート１８側は大気圧程度の高い圧力に保たれる。この状態で、図４（ａ）に示すように、排気バルブ２４は、膨張行程の中間付近に到達するより少し前のタイミングで開弁される（ＥＶＯ（１））。すなわち、ＥＶＯは大幅に進角制御される。その後、ピストン６が排気ＢＤＣ通過して吸気ＴＤＣに到達すると、排気バルブ２４は閉弁される（ＥＶＣ）。吸気バルブ２２は図２（ｂ）のポンプ損失低減運転モードと同じタイミングで制御される。具体的には、吸気バルブ２２は、吸気ＴＤＣ付近において開弁され（ＩＶＯ）、その後、吸気行程の中間付近を過ぎたところで閉弁される（ＩＶＣ）。
【００４１】
図５は、実施の形態１のＦ/Ｃ中の減速モードの制御における、燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。図５において横軸は燃焼室容積、縦軸は筒内圧を表している。また、図５中、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。図５に示すように、膨張ＴＤＣからピストン６が下降するにつれて筒内圧は減少する。ピストン６が膨張ＴＤＣの中間点を過ぎた付近のＥＶＯ（１）において、排気バルブ２４が開弁する。排気バルブ２４が開弁すると筒内圧は一気に排気管圧（大気圧）にまで低下する。その後、筒内圧が大気圧に維持された状態で、ピストン６は排気ＢＤＣまで下降する。このように、膨張行程の途中でピストン６の筒内圧を大気圧にまで一気に低下させることにより、膨張行程において発生するプラスのトルクが大幅に減少する。吸気行程におけるプラスのトルク、排気行程及び圧縮行程におけるマイナスのトルクは、図３に示す場合と同じように発生する。従って、膨張行程において減少したトルク分、ポンプ損失が大きくなり、図５中左上がりの斜線部分に示すように、大きなポンプ損失が発生することとなる。従って、減速要求に対して必要なポンプ損失を確保することができる。
【００４２】
また、以上のような制御によれば、排気バルブ２４を膨張行程の早い段階で開弁することで、膨張行程において発生させるプラスのトルクを大幅に減少させて、ポンプ損失を大きくすることができる。従ってＦ/Ｃ中に減速要求があった場合に、スロットルバルブ開度を変化させて吸気ポート内を負圧にさせる制御の場合のようなタイムラグを生じることなく、ドライバの持つ減速感に合わせて、直ちにポンプ損失を発生させることができる。
【００４３】
[ファイアリング中、通常走行時の制御について]
図６は、実施の形態１の燃料供給運転中のバルブタイミングについて説明するためのタイミングダイアグラムである。図６（ａ）は排気バルブ２４のバルブタイミングを表し、図６（ｂ）は吸気バルブ２２のバルブタイミングを表している。図６は、燃料供給を行い、爆発・膨張によるトルクを発生させた状態での（以下「ファイアリング」とする）、通常走行モードの場合のバルブタイミングである。図６（ａ）に示すように、排気バルブ２４のバルブタイミングは、図２のＦ/Ｃ中、ポンプ損失低減運転モードの場合と同じタイミングであり、ＥＶＯは圧縮ＢＤＣの少し前のＥＶＯ（０）であり、ＥＶＣは、吸気ＴＤＣ付近に制御される。一方、図６（ｂ）に示すように、吸気バルブ２２は、吸気ＴＤＣ付近で開弁し（ＩＶＯ）、圧縮ＴＤＣの少し後で閉弁する。これにより気筒４内に、点火において必要な新気が十分に吸入される。
【００４４】
図７は、実施の形態１におけるファイアリング中、通常走行モードの制御下における燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。図７において、横軸は燃焼室容積を表し、縦軸は、筒内圧を表している。また、図７中、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。図７に示すように、膨張行程において、膨張ＴＤＣ付近において点火されると、気筒４内の混合気は膨張し、筒内圧が増加する。従って、ピストン６が排気ＢＤＣまで下降する間、内燃機関２は大きなトルクを発生してプラスの仕事を行う。また、吸気行程において、ピストン６が吸気ＴＤＣから圧縮ＢＤＣに到達するまでの間、内燃機関２は僅かであるがプラスの仕事を行う。一方、圧縮行程において、ピストン６が圧縮ＢＤＣから膨張ＴＤＣに下降する圧縮行程の間、及び、排気行程において、排気ＢＤＣから吸気ＴＤＣに下降する間、内燃機関２はマイナスの仕事を行う。
【００４５】
ここではファイアリング中であるため、膨張行程におけるプラスの仕事は、圧縮行程におけるマイナスの仕事量より大きく、図７の右上がりの斜線で示すように、大きな図示トルクが発生する。一方、左下がりの斜線で示すように、また、吸気行程において、ピストン６が吸気ＴＤＣから圧縮ＢＤＣに到達するまでの間、吸気ポート１８内は排気管圧（大気圧）より負圧となっているため、ピストン６が圧縮ＢＤＣに到達するまでの間、ＴＤＣ側に引き戻す力を受けて吸気損失が発生する。しかし、発生するポンプ損失に比べて、図示トルクは十分に大きく、内燃機関２は十分な駆動力を発生することができる。
【００４６】
[ファイアリング中、減速時の制御について]
図８は、この発明の実施の形態１におけるファイアリング中、減速モードのバルブタイミングを説明するためのタイミングダイアグラムである。図８（ａ）は排気バルブ２４のバルブタイミングを表し、図８（ｂ）は吸気バルブ２２のバルブタイミングを表している。図８（ａ）に示すように、排気バルブ２４は減速要求に即時に応えるため、Ｆ/Ｃ中の減速モードの場合と同様に制御される。具体的に、減速の際には、ＥＶＯは大幅に早開きのＥＶＯ（１）に制御され、膨張行程の中間より少し前に開弁される。また、排気バルブ２４のＥＶＣは、吸気ＴＤＣ付近とされる。一方、図８（ｂ）に示すようにファイアリング中、減速モード時の吸気バルブ２２のタイミングは、図６（ｂ）の、ファイアリング中通常走行時の吸気バルブ２２のタイミングと同じである。これによりファイアリングに必要な新気量が確保される。
【００４７】
図９は、上記のファイアリング中、減速モードの制御下における燃焼室容積と筒内圧の関係について説明するためのグラフである。図９において、横軸は燃焼室容積を表し、縦軸は、筒内圧を表している。また、図９中、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。図９に示すように、ピストン６が膨張ＴＤＣから排気ＢＤＣに至る間、プラスの仕事が行われトルクが発生する。しかし、上記のようにＥＶＯは大幅に進角され、排気バルブ２４は膨張行程の中間より少し手前のＥＶＯ（１）で開放される。このため、ＥＶＯ（１）において筒内圧は大気圧付近にまで急激に低下してそのまま維持される。その結果、膨張行程において発生するプラスのトルクも、通常走行モードの場合に比べて、大幅に減少する。また、吸気行程においてピストン６が吸気ＴＤＣから圧縮ＢＤＣに至るまでの間にも、通常走行モードと同様に僅かにプラスの仕事が行われトルクが発生する。一方、圧縮ＢＤＣから膨張ＴＤＣに至る間と、排気ＢＤＣから吸気ＴＤＣに至るまでの間、マイナスのトルクが発生する。この吸気行程におけるプラストルクとマイナスのトルクは、ファイアリング中、通常走行モードと同じものである。
【００４８】
従って、排気バルブ２４がＥＶＯ（１）において早開きされることにより減少する膨張行程におけるプラスのトルクが、通常走行モードとのトルクの差となる。図９に示すように、図示トルク（右上がり斜線）は減少し、ポンプ損失（左上がり斜線部分）が増大する。これにより、減速要求に対して、必要なエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００４９】
[実施の形態１の制御のルーチンについて]
図１０は、この発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１０のルーチンは、内燃機関の運転中に繰り返し実行されるルーチンである。図１０のルーチンにおいては、まず、現在、Ｆ/Ｃ中であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。すなわち、燃料供給が停止された状態での運転中であるか否かが判定される。ステップＳ１０２において、Ｆ/Ｃ中であると判定された場合には、現在ポンプ損失低減運転モードであるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。具体的には、ノンスロットリングの状態で、図２に示すバルブタイミングで制御されているか否かが判定される。ポンプ損失低減運転モードでないと判定された場合には、実施の形態１の制御は必要ではないため、この処理を一旦終了する。
【００５０】
ステップＳ１０２において、Ｆ/Ｃ中の運転中であると認められない場合、及び、ステップＳ１０４においてポンプ損失を低減する運転条件で運転が行われていると認められた場合、ポンプ損失を必要とする減速要求が出されているか否かが判定される（ステップＳ１０６）。減速要求は例えば、内燃機関２の回転数、速度、アクセル操作量等に基づいて判定される。減速要求が認められない場合には、一旦この処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ１０６において減速要求が出されていること認められた場合、ＥＶＯの進角が実施される（ステップＳ１０８）。具体的には、ＥＣＵ５０から、ＶＶＴ機構３２に制御信号が発生され、ＶＶＴ機構３２により、排気バルブ２４の開弁タイミングが制御される。その結果、ＥＶＯは、予めＥＣＵ５０に記憶された進角量に基づいて進角され、膨張行程の中間よりも少し早開きのＥＶＯ（１）（図４、図８参照）のタイミングとされる。これにより、Ｆ/Ｃ中のポンプ損失低減運転モード、あるいは、ファイアリング時の通常走行モードの状態から減速要求に応じて、直ちに、ポンプ損失を増大させ、負のトルクを大きくすることができる。
【００５２】
次に、減速が終了したか否かが判定される（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０において減速が終了したと判定され場合には、ＥＶＯを元のバルブタイミングに戻す。具体的には、図２、図６に示すように、ＥＶＯを排気ＢＤＣより少し前のＥＶＯ（０）にまで遅角させる。その後、この処理を終了する。一方、減速の終了が認められない場合には、ステップＳ１１０において減速終了が認められるまで、ＥＶＯをＥＶＯ（１）に進角させた状態での走行を継続する。
【００５３】
以上説明したように、実施の形態１においては、Ｆ/Ｃ中のポンプ損失低減運転モードであっても、あるいは、ファイアリング中の通常走行モードであっても、減速要求が出された場合に、ＥＶＯを進角させることで、直ちにポンプ損失を増大させることができる。従って、スロットルバルブ４４の開度を変更させて、吸気負圧によりポンプ損失を増大させる制御の場合に比べて、要求される減速に対してより早く必要なポンプ損失を発生させることができる。従って、減速要求に対するタイムラグを低減し、例えば、ドライバの持つ減速感に対する違和感を解消することができる。
【００５４】
なお、実施の形態１においては、Ｆ/Ｃ中と、ファイアリング中とで、通常走行モードにおいて、排気バルブ２４のバルブタイミングを同一とし、また、減速要求があった場合のＥＶＯの進角量も同一として制御する場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、Ｆ/Ｃ中、ファイアリング中とで、それぞれ適切なタイミング及び進角量を定めて、それに基づいて制御するものであってもよい。
【００５５】
なお、例えば、図１の排気バルブ２４、スロットルバルブ４４は、それぞれこの発明の「排気弁」、「吸気絞り弁」に該当する。また、実施の形態１においては、ステップＳ１０８を実行することにより、この発明の「排気弁制御手段」が実現する。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有する。また、実施の形態２は、減速要求に対してＥＶＯの進角制御を行った後の排気バルブ２４のＥＶＯの復帰の手法が異なる点を除き、実施の形態１と同様の制御を行うものである。図１１は、実施の形態２における排気バルブのバルブタイミングを進角制御から戻す場合の戻し方について説明するための図である。図１１（ａ）は排気バルブ２４のバルブタイミングを表し、図１１（ｂ）は吸気バルブ２２のバルブタイミングを表している。実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、ポンプ損失増大を要する減速要求があった場合、排気バルブ２４が早開きのタイミングとなるように制御される。具体的に、排気バルブ２４は、図１１（ｂ）のように、膨張行程の中間より少し前のＥＶＯ（１）のタイミングに進角される。減速が終了した場合、排気バルブ２４のバルブタイミングは、徐所に、予め定められた所定の遅角量ωずつ遅角して、元のバルブタイミングＥＶＯ（０）に戻される。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、排気バルブ２４のＥＶＯ（１）から、１サイクルごとに、ＥＶＯ（２）、ＥＶＯ（３）と徐々に遅角され、最終的にＥＶＯ（０）に戻される。
【００５７】
図１２は、ファイアリング運転中の減速モードから、ＥＶＯを徐変して元のタイミングに戻す場合における、燃焼室容積と筒内圧の関係の変化について説明するためのグラフである。図１２において、横軸は燃焼室容積を表し、縦軸は、筒内圧を表している。また、図１２中、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。図１２に示すように、排気バルブ２４のバルブタイミングの徐変により、ＥＶＯが、ＥＶＯ（１）から、徐々に遅角されるにつれて、膨張行程で急激に筒内圧が低下するタイミングが遅くなる。その結果、膨張行程におけるプラスの仕事が次第に増加し、発生するプラスのトルクが増大する。従って、図示トルクが点線部分に示すように、次第に増大することとなる。これに伴ってポンプ損失（左上がり斜線）が徐々に減少する。バルブタイミングが、ＥＶＯ（０）となると、元のバルブタイミングと同様に、図示トルクが大きな状態に戻り、通常のファイアリング運転中と同様に大きなトルクを確保することができる。
【００５８】
図１２に示すように、排気バルブ２４のバルブタイミングがＥＶＯ（１）からＥＶＯ（０）にまで、所定角度ωずつ、徐々に変化する。このため、減速状態から、徐々に発生トルクを変動させながら、ファイアリング中の通常走行モードに戻すことができる。従って、減速モードから通常走行モードに移る際の、トルク変動による大きな衝撃を抑えることができる。また、排気バルブ２４は、Ｆ/Ｃ中の減速モードから、Ｆ/Ｃ中の通常走行モードのバルブタイミングに戻す場合にも同様に、遅角量ωずつ徐変される。従って、減速中のポンプ損失が大きな状態から、ポンプ損失低減運転モードのポンプ損失が小さな状態に、トルクを徐々に変動させることができ、トルク変動において大きな衝撃が発生するのを抑えることができる。
【００５９】
図１３は、実施の形態２において実行される制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１３のルーチンは、図１０のルーチンのステップＳ１１２に代えてステップＳ２０２〜２０６が実行される点を除き、実施の形態１のルーチンと同じものである。具体的には、図１０と同様に、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０が実行され、減速終了が認められると、ステップＳ２０２において、現在のＥＶＯを所定の遅角量ω遅角すると、元のＥＶＯ（０）より遅角となるか否かが判定される。ここでは、現在ＥＶＯ（１）のタイミングとなっているから、ステップＳ２０２において、元のＥＶＯ（０）より遅角とならないと判定され、現在のＥＶＯが所定の遅角量ωだけ、遅角される（ステップＳ２０４）。より具体的に、進角制御された状態のＥＶＯ（１）が、遅角量ωだけ遅角され、をＥＶＯ（２）とされる。なお、遅角量ωは予めＥＣＵ５０に記憶されたものとする。
【００６０】
ステップＳ２０２における判定と、ステップＳ２０４における遅角が繰り返され、ＥＶＯが、ＥＶＯ（１）から、ＥＶＯ（２）、ＥＶＯ（３）と徐々に遅角される。ステップＳ２０２において、更に遅角量ω遅角された場合にＥＶＯが、ＥＶＯ（０）より遅角することになると判定されると、元のＥＶＯ（０）に遅角され（ステップＳ２０６）、一旦この処理を終了する。
【００６１】
以上のように、実施の形態２においては、ＥＶＯを進角制御してポンプ損失を発生させた後、減速が終了してＥＶＯを元のタイミングに戻す際、所定の遅角量ωずつ徐変させて戻すように制御される。従って、排気バルブ２４のバルブタイミングを戻す際に、大きなトルク変動を発生させることなく、段階的に戻すことができるため、大きなショックが発生するのを抑えることができる。
【００６２】
また、実施の形態２において、バルブタイミングを戻す際に、ω遅角するように制御する場合について説明した。しかし、この発明において、バルブタイミングを元に戻す際の制御は、クランク角度に対する遅角量(deg/°CA)をパラメータとするものに限るものではく、他のパラメータを用いてもよい。このような制御のパラメータとしては、例えば、単位時間当たりの角度(deg/ms)や１サイクル当たりの角度(deg/cycle)が考えられる。
【００６３】
なお、実施の形態２において、ステップＳ１０６を実行することにより、この発明の「減速要求検出手段」が実現し、ステップＳ１１０を実行することにより、この発明の「減速終了検出手段」が実現し、ステップＳ１１８及びステップ２０４〜Ｓ２０６を実行することにより、この発明の「排気弁制御手段」が実現する。
【００６４】
実施の形態３．
実施の形態３のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。また実施の形態３のシステムは、実施の形態２のシステムと、減速要求に対するＥＶＯの進角制御を行う時期、及びその後バルブタイミングを戻す時期が異なる点を除き、実施の形態２のシステムと同様の制御を行う。
【００６５】
具体的に、実施の形態１、２のシステムが、減速要求が認められた場合にＥＶＯの進角制御を行うのに対して、実施の形態３のシステムは、減速要求があると予測される場合に、ＥＶＯを進角制御する。進角量は、実施の形態１、２の場合と同様であり、ＥＶＯはＥＶＯ（１）に進角される。これにより、減速要求に備えて早い段階で内燃機関２のポンプ損失を大きくすることができる。従って、実施の形態１，２のように、減速要求が確認された場合にＥＶＯの進角を制御する場合に比べて、減速要求から実際に減速されるまでののタイムラグを抑えて、ドライバの持つ減速感に合わせた減速を行うことができる。
【００６６】
また、実施の形態３のシステムにおいては、減速が実行されるとともに、ＥＶＯの遅角を開始する。遅角の際には、実施の形態２と同様に、ＥＶＯ（１）から遅角量ωずつ遅角して、元のバルブタイミングのＥＶＯ（０）に戻すようにする。これにより、減速が実施された後、バルブタイミングを戻す際のトルク段差を無くし、滑らかに元の運転モードに接続することができる。また、減速実施と同時にバルブタイミングの遅角を開始するため、早い段階で通常の走行モードに復帰させることができる。
【００６７】
図１４は、この発明の実施の形態３において実行される制御のルーチンについて説明するための模式図である。図１４に示すルーチンは、図１３のルーチンのステップＳ１０６に代えて、Ｓ３０２を実行し、Ｓ１１０に代えて、Ｓ３０４を実行する点を除き、図１３のルーチンと同じものである。具体的に、実施の形態２と同様にステップＳ１０２〜Ｓ１０４を実行し、ステップＳ１０２においてＦ/Ｃ運転中でないと判定された場合、及びステップＳ１０４においてポンプ損失低減運転モードであると判定された場合に、減速要求が出されると予想されるか否かが判定される（ステップＳ３０２）。減速要求が出されるか否かの予測は、例えば、内燃機関２の回転数の変化、スピードの変化、アクセル開度の変化等を求め、その変化が予め決められた値よりも大きいか否かに基づいて判定される。また、例えば、ナビ情報等から減速要求が出されるか否かを予測することもできる。
【００６８】
ステップＳ３０２において、減速要求の予測が認められない場合には、一旦この処理を終了する。一方、ステップＳ３０２において減速要求の予測が認められた場合、ステップＳ１０８において、実施の形態２と同様に、ＥＶＯを進角制御する。進角量は予めＥＣＵ５０に記憶されており、ここでは、図４に示すＥＶＯ（１）に進角される。その後、減速要求に基づいて減速が実施されたか否かが判定される（ステップＳ３０４）。減速が実施されたか否かの判定は、内燃機関２の回転数、スピード、アクセル開度、バルブタイミング等から総合的に判定される。減速実施が認められない場合、ステップＳ３０４において減速実施が認められるまで、ステップＳ１０８において進角制御された状態での走行が継続される。一方、ステップＳ３０４において減速の実施が認められると、その後、実施の形態２の減速終了が認められた場合の処理と同様に、ＥＶＯが、ＥＶＯ（１）からＥＶＯ（０）になるまで、徐々に戻される（ステップＳ２０２〜Ｓ２０６）。
【００６９】
以上のように、実施の形態３においては、ＥＶＯを減速要求が予測された段階で予め進角しておいて、実際に減速が実施されたときには、ＥＶＯを徐々に元のタイミングに戻す制御を行う。従って、減速要求に対するポンプ損失の発生をより早めることができ、減速要求に応じた減速感をより適切なタイミングで発生されることができる。また、減速が実施されると、ＥＶＯをＥＶＯ（０）に戻す制御を開始する。これにより、減速が解除された後、より早い段階で通常走行モードに復帰させることができる。
【００７０】
なお、実施の形態３においては、ＥＶＯ進角後、元のタイミングに戻す際、遅角量ωずつ徐変する場合について説明した。しかしこの発明は、必ずしもこれに限るものではなく、実施の形態１において説明したように、減速実施後、ＥＶＯ（１）から、ＥＶＯ（０）に直ちに戻すものであってもよい。
【００７１】
なお、実施の形態３において、ステップＳ３０２を実行することにより、この発明の「減速要求予測手段」が実現し、ステップＳ３０４を実行することにより、この発明の「減速実施検出手段」が実現し、ステップＳ１０８及びステップＳ２０２〜Ｓ２０６を実行することにより「排気弁制御手段」が実現する。
【００７２】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１において説明したシステムと同様に構成を有する。このシステムは、要求トルクを算出し、その結果に応じてＥＶＯのタイミングを変更する点、及びその変更後に実際のトルクを算出しフィードバック制御（以下、Ｆ/Ｂ制御）に用いる点を除き、実施の形態１の制御を同じ制御を行うものである。
【００７３】
具体的に、実施の形態４のシステムでは特に以下の制御を行う。
（１）要求トルクを算出する。具体的に、要求トルクは、内燃機関２の回転数、スピード、アクセル開度等の運転条件に関する各種センサからの検出結果に基づいて算出される。実施の形態４では、算出された要求トルクが、減速要求である場合、すなわち負のトルクを要求している場合に、ＥＶＯの進角制御を行う。
【００７４】
（２）要求トルクに基づいて、ＥＶＯの進角量を決定し、制御する。実施の形態１〜３の制御においては、ＥＶＯの進角量は予め設定された値（ＥＶＯ（１））を用いている。これに対して、実施の形態４では、算出された要求トルクに基づいて、そのトルクを発生するために必要なポンプ損失との関係から、ＥＶＯの進角量が決定される。具体的に、図３〜図６に説明したように、Ｆ/Ｃ中であっても、ファイアリング運転中であっても、進角量が大きい場合にはポンプ損失が大きく、進角量が小さい場合にはポンプ損失が小さい傾向にある。従って、要求される負のトルクが大きい場合には、ポンプ損失が大きくなるよう大きな進角量が設定され、負の要求トルクが小さい場合には、ポンプ損失が小さくなるよう小さな進角量が設定される。また、ＥＶＯの進角量には、例えばスロットルバルブ４４の開度など、他のエンジン制御値も影響する。ＥＣＵ５０は、要求トルクに対する、ＥＶＯの進角量と他のエンジン制御値との関係を予めマップとして記憶している。ＥＶＯ進角量の算出は、このマップに基づいて実行される。
【００７５】
（３）要求トルクに基づいてＥＶＯが進角制御された後、ＥＶＯの進角量及び内燃機関２の制御値または各種センサ出力等に基づいて、実際に発生したトルクを算出してＦ/Ｂ制御に用いる。具体的には、ＥＶＯとＦ/Ｃ中のスロットルバルブ開度制御によるポンプ損失とフリクション、あるいは、ファイアリング時のＥＶＯとエンジン発生トルク等とに基づいて、発生トルクが算出される。ＥＣＵ５０は、ＥＶＯとＦ/Ｃ中のスロットルバルブ開度制御によるポンプ損失とフリクション、あるいは、ファイアリング時のＥＶＯとエンジン発生トルクの関係を予めマップとして記憶している。その後、算出されたトルクと要求トルクとの差から、要求トルクを発生させるためのＥＶＯ進角量を補正する補正値を求める。この補正値に応じて、ＥＶＯの進角量を補正することによりＦ/Ｂ制御を行う。
【００７６】
以上のように、実施の形態４では、要求トルクに基づいて必要なＥＶＯ進角量を求めて、それに基づいてＥＶＯを進角させるため、必要なポンプ損失を発生させることができ、燃費の向上を図ることができる。また、実際に発生したトルクを求めて、これに基づいてＦ/Ｂ制御を行う。従って、要求トルクをより確実に発生させることができ、効率のよい制御を行うことができる。
【００７７】
図１５は、この発明の実施の形態４において実行される制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１５のルーチンでは、まず、ステップＳ４０２において、内燃機関２のエンジン回転数、スピード、アクセル開度等の変化が検出される。その変化に基づいて、要求トルクが算出される（ステップＳ４０４）。次に、減速要求が出されているか否かが判定される（ステップＳ４０６）。具体的には、ステップＳ４０４において算出された要求トルクが所定値以下の負のトルクである場合に、減速要求が出されているものと判定される。ステップＳ４０６において、減速要求が出されていると認められない場合には、一旦このルーチンを終了する。
【００７８】
一方、ステップＳ４０６において減速要求が出されていると認められた場合には、要求トルクに応じたＥＶＯ進角量を算出する（ステップＳ４０８）。ＥＶＯ進角量は、予めＥＣＵ５０に記憶された要求トルクに応じたマップに基づいて算出される。
【００７９】
次に、算出されたＥＶＯ進角量に従って、ＥＶＯの進角を行う（ステップＳ４１０）。ＥＶＯは、ＶＶＴ機構３２によりカムシャフトを介して排気カム２８の回転角を変更させることにより変更される。次に、発生トルクの算出を行う（ステップＳ４１２）。発生トルクの算出は上述した通り、ＥＶＯと、Ｆ/Ｃ中のスロットルバルブ開度制御によるポンプ損失とフリクション、あるいは、ファイアリング時のＥＶＯとエンジン発生トルク等との関係のマップに基づいて算出される。このマップは予めＥＣＵ５０に記憶されている。
【００８０】
次に算出されたトルクに基づいて、減速が終了したか否かが判定される（ステップＳ４１４）。ステップＳ４１４において、減速終了が認められない場合、発生トルクと要求トルク等からＥＶＯ進角量のＦ/Ｂ制御が実行される（ステップＳ４１６）。すなわち、発生トルクと要求トルクとから、ＥＶＯ進角量の補正値が求められる。その後、再び、ステップＳ４０８においてＥＶＯ進角量が求められる際に、要求トルクと進角量との関係から求められる値がこの補正値により補正されて、ＥＶＯ進角量が算出される。その後、再設定されたＥＶＯ進角量に基づいてＥＶＯ進角が行われ（ステップＳ４１０）、ステップＳ４１２以降の制御が同様に実行される。このような制御が、ステップＳ４１８において、減速終了が認められるまで繰り返され、ステップＳ４１８において減速終了が認められた場合には、一旦この処理を終了する。
【００８１】
以上のように、実施の形態４によれば、内燃機関２の制御中に必要な要求トルクを算出し、これに基づいたＥＶＯ進角量を設定して、ＥＶＯを進角させる。従って、必要なポンプ損失を適切に発生させることができ、燃費向上を図ることができる。また、実施の形態４においては、更に算出された要求トルクと発生したトルクとから補正値を求めて、フィードバック制御を行う。従って、より確実に要求トルクを発生させることができ、内燃機関２の運転の効率化を図ることができる。
【００８２】
なお、実施の形態４において、ＥＶＯ進角後、実際に発生したトルクを算出する際、マップを用いる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく他の方法によりトルクを算出するものであっても良い。例えば、マップに代えて、ＥＣＵ５０に、ＥＶＯとＦ/Ｃ中のスロットルバルブ開度制御によるポンプ損失とフリクションとの関係の算出モジュール、及び、ファイアリング時のＥＶＯとエンジン発生トルク等との関係の算出モジュールを予め記憶しておいて、この算出モジュールに基づいてトルクを算出するものであっても良い。また、筒内圧を測定するセンサを設置して筒内圧を測定し、ＥＣＵ５０において、筒内圧から燃焼圧を計算して発生トルクを算出する方法も考えられる。また、トルクセンサを設置して、トルクを直接求める方法も考えられる。
【００８３】
また、減速終了後は、実施の形態１のように元のバルブタイミングに直ちに戻す場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、実施の形態２のようにバルブタイミングを徐変させるものであってもよい。また、ステップＳ４０４において求められた要求トルクに基づいて、他の手法によりバルブタイミングを決定するものであってもよい。
【００８４】
なお、実施の形態４において、ステップＳ４０４を実行することにより、この発明の「トルク量算出手段」が実現し、ステップＳ４０８を実行することにより「開弁タイミング決定手段」が実現し、ステップＳ４１０を実行することにより「排気弁制御手段」が実現し、ステップＳ４１２を実行することにより「トルク検出手段」が実現し、ステップＳ４１６を実行することにより「補正値算出手段」が実現する。
【００８５】
実施の形態５．
実施の形態５のシステム構成は、実施の形態１に説明したものと同じものである。実施の形態５の制御は、減速要求が判定された後、ＥＶＯの進角制御に加えて、スロットルバルブ開度の制御を行うものである。具体的に、減速要求が認められた場合、実施の形態１と同様に、ＥＶＯの進角制御を行うとともに、スロットルバルブを絞り、ノンスロットリングからスロットリング状態として、スロットルバルブ４４の制御を行う。図１６は、Ｆ/Ｃ中にスロットリングを行った場合の燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。図１６において、横軸は燃焼室容積を表し、縦軸は、筒内圧を表している。また、図１６中、「膨張」、「排気」、「吸気」、「圧縮」はそれぞれ、ピストン６が、膨張ＴＤＣ、排気ＢＤＣ、吸気ＴＤＣ、圧縮ＢＤＣにあるときを表している。
【００８６】
図１６に示すように、Ｆ/Ｃ中、ポンプ損失低減運転中から、スロットリング状態とすると、吸気ポート１８側が大気圧より負圧となり、吸気行程においてピストン６を引き戻す力を受ける。従って、図に左上がりの斜線で示すように、排気行程と吸気行程との圧力差分のポンプ損失（吸気損失）が発生する。このポンプ損失は、図３に示すノンスロットリングの場合に比較して、大きなものとなっている。
【００８７】
図１７は、ポンプ損失と時間との関係を説明するグラフである。図１７（ａ）は、ＥＶＯを進角制御した場合、図１７（ｂ）は、スロットリングを行った場合、図１７（ｃ）は、ＥＶＯの進角制御とスロットルバルブの制御とを同時に行った場合を説明するためのグラフである。図１７（ａ）に示すように、ＥＶＯを進角制御した場合、進角制御から短時間でポンプ損失が増大させ、必要なポンプ損失を発生させることができる。また、図１７（ｂ）に示すように、スロットリングを行い、吸気ポート１８を負圧にすることによってもポンプ損失が発生する。しかし、スロットルバルブ４４の絞りを大きくした後、吸気ポート１８が実際に負圧になるまでにある程度時間を要する。従って、ポンプ損失が発生するまでの時間は、ＥＶＯ進角制御に比べて遅く、図１７（ｂ）に示すような大きなタイムラグが発生する。
【００８８】
実施の形態５においては、図１７（ａ）のＥＶＯ進角制御によるポンプ損失と、図１７（ｂ）のスロットルバルブ制御によるポンプ損失とを併用する。具体的に、減速要求がされた場合、ＥＶＯの進角制御とともに、スロットルバルブ４４の制御を行う。ＥＶＯの進角制御により増加するポンプ損失とスロットルバルブ４４のスロットリング制御によるポンプ損失との合計が、必要なポンプ損失の目標値にまで達したところで、ＥＶＯを徐々に遅角して、元のバルブタイミングに戻すように制御する。このとき、ＥＶＯ制御によるポンプ損失は減少するが、スロットルバルブ４４制御によるポンプロスが次第に大きくなる。従って、図１７（ｃ）に示すように、ＥＶＯの遅角を開始した後にも、ポンプ損失を目標値に保つことができる。
【００８９】
図１８は、この発明の実施の形態５における制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。図１８のルーチンにおいては、まず、ステップＳ５０２において、Ｆ/Ｃ中であるか否かが判定される。Ｆ/Ｃ中であると判定された場合には、ステップＳ５０４において、ポンプ損失低減運転モードであるか否かが判定される。図１８の制御はＦ/Ｃ中のポンプ損失低減運転モード中に実行されるものであるため、ステップＳ５０２においてＦ/Ｃ中でないと判定された場合及びステップＳ５０４においてポンプ損失低減運転中でないと判定された場合には、一旦この処理を終了する。
【００９０】
一方、ステップＳ５０２及びＳ５０４においてＦ/Ｃ中かつポンプ損失低減運転モードであると認められた場合には、ステップＳ５０６において、図１０のステップＳ１０６と同様に減速要求が出されているか否かが判定される。減速要求が認められない場合には、一旦この処理を終了する。一方、ステップＳ５０６において減速要求が認められた場合、ＥＶＯの進角制御が実行される（ステップＳ５０８）。ＥＶＯは、実施の形態１と同様に、ＥＶＯ（１）にまで進角される。これにより、図１７（ａ）に示すように、ＥＶＯ進角によるポンプ損失が発生する。続けて、ノンスロットルによるポンプ損失運転モードを中止し、スロットルバルブ４４の絞りが大きくされる（ステップＳ５１０）。これにより、吸気ポート１８に負圧が発生し、図１７（ｂ）に示すように、徐々にポンプ損失が増大する。
【００９１】
次に、ＥＶＯ進角によるポンプ損失と、スロットリングによるポンプ損失との合計ポンプ損失が、減速要求の際必要とされる目標値にまで達したか否かが判定される（ステップＳ５１２）。目標値は、予めＥＣＵ５０に記憶されている。合計ポンプ損失≧目標値の成立が認められない場合には、ステップＳ５１２において、この条件の成立が認められるまで、ＥＶＯ進角と、スロットリング制御を継続する。
【００９２】
一方、合計ポンプ損失≧目標値の成立が認められた場合、ＥＶＯの遅角して、元のバルブタイミングＥＶＯ（０）に戻す（ステップＳ５１４）。その後、減速終了が認められるか否かが判定される（ステップＳ５１６）。減速終了が認められない場合、スロットリングによるポンプ損失が大きな運転条件での内燃機関２の運転が継続される。一方、減速終了が認められた場合、一旦この処理が終了する。スロットルバルブは続く運転条件に応じて適宜決定されるものとする。
【００９３】
以上説明したように、実施の形態５においては、ＥＶＯの進角制御に加えて、ノンスロットリングを停止して吸気負圧を確保して、ポンプ損失を発生させる。従って、より早い段階で減速要求に対応するとともに、スロットリングによる吸気負圧を発生させて、ポンプ損失を目標値に保つことができるため、より確実に必要なポンプ損失を維持することができる。
【００９４】
なお、実施の形態５においては、合計ポンプ損失が、予め定められた目標値に達した場合に、ＥＶＯを遅角する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、実施の形態４に説明したように、要求トルクを求めて、その要求トルクに応じた目標値をその都度設定し、これを判定値として用いることも考えられる。
【００９５】
また、実施の形態５においては、目標値に達した後、ＥＶＯを直ちに元のバルブタイミングに戻す場合について説明した。しかし、この発明においてＥＶＯの遅角制御は、実施の形態２のステップＳ２０２〜Ｓ２０６を実行して、徐変するようにすることもできる。
【００９６】
また、実施の形態５においては、合計ポンプ損失が目標値に達した後、直ちにＥＶＯを遅角する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、減速終了が判定された後で、ＥＶＯを元に戻す制御を行うものであってもよい。
【００９７】
なお、実施の形態５において、ステップＳ５０６を実行することにより、この発明の「減速要求検出手段」が実現し、ステップＳ５１２を実行することにより「ポンプ損失検出手段」及び「ポンプ損失判定手段」が実現し、ステップＳ５１６を実行することにより「減速終了手段」が実現し、ステップＳ５０８及びＳ５１４を実行することにより「排気弁制御手段」が実現し、ステップＳ５１０を実行することにより「開度制御手段」が実現する。
【００９８】
以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】この発明の実施の形態１における内燃機関の制御システムを説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるＦ/Ｃ中かつ通常走行モードのバルブタイミングを説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１のＦ/Ｃ中かつ通常走行モードの制御下における、燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。
【図４】この発明の実施の形態１におけるＦ/Ｃ中かつ減速モードのバルブタイミングを説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１のＦ/Ｃ中かつ減速モードの制御下における燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１におけるファイアリング中かつ通常走行モードのバルブタイミングについて説明するための図である。
【図７】この発明の実施の形態１のファイアリング中かつ通常走行モードの制御下における燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。
【図８】この発明の実施の形態１におけるファイアリング中、減速モードのバルブタイミングを説明するためのタイミングダイアグラムである。
【図９】この発明の実施の形態１のファイアリング中かつ減速モードの制御下における燃焼室容積と筒内圧との関係を説明するためのグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態１において実行される制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態２における排気バルブを進角制御から元の制御に戻す場合のバルブタイミングについて説明するための図である。
【図１２】この発明の実施の形態２のファイアリング中かつ減速モードのバルブタイミングから徐変して、元のバルブタイミングに戻す場合における、燃焼室容積と筒内圧の関係の変化について説明するためのグラフである。
【図１３】この発明の実施の形態２において実行される制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態３において実行される制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４において実行される制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５のＦ/Ｃ中、かつポンプ損失低減運転停止中における燃焼室容積と筒内圧の関係について説明するためのグラフである。
【図１７】この発明の実施の形態５における時間とポンプ損失との関係を表すグラフである。
【図１８】この発明の実施の形態５において実行される制御のルーチンを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
２  内燃機関
４  気筒
６  ピストン
８  コンロッド
１０  クランクシャフト
１２  回転数センサ
１４  燃焼室
１６  点火プラグ
１８  吸気ポート
２０  排気ポート
２２  吸気バルブ
２４  排気バルブ
２６  吸気カム
２８  排気カム
３０  ＶＶＴ機構
３２  ＶＶＴ機構
３４  カムポジションセンサ
３６  カムポジションセンサ
３８  吸気マニホールド
４０  排気マニホールド
４２  インジェクタ
４４  スロットルバルブ
４６  エアフロメータ
４８  空燃比センサ
５０  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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【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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