(57)【要約】    【課題】  可変吸気バルブリフト装置による吸気バルブリフト量切換時にリーンスパイクやリッチスパイクが発生することを防止できるようにする。    【解決手段】  可変吸気バルブリフト装置３０により吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正して筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化する。これにより、吸気バルブ２９の閉弁時期が遅角方向に変化して筒内の混合ガスの逆流が増加しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持してリーンスパイクの発生を防止する。一方、可変吸気バルブリフト装置３０により吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正して筒内に吸入される燃料を減少させる。これにより、吸気バルブ２９の閉弁時期が進角方向に変化して筒内のリッチガスの逆流が減少しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持してリッチスパイクの発生を防止する。    【選択図】  図１
2007077842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正する燃料噴射時期補正手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の筒内にスワール流を発生させるスワール流発生手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置と、前記吸気バルブの開閉時期を可変する可変バルブタイミング装置とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が変更されたときに、前記吸気バルブの閉弁時期が変化しないように前記可変バルブタイミング装置を制御する吸気バルブ閉弁時期補正手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が大きくされたときに燃料噴射量を増量補正する燃料噴射量補正手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が小さくされたときに燃料噴射量を減量補正する燃料噴射量補正手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射量補正手段は、前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が変更されたときに、前記吸気バルブの閉弁時期の変化量に基づいて燃料噴射量の補正量を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記可変吸気バルブリフト装置により前記吸気バルブのリフト量が変更されたときに、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスを内燃機関の吸気系にパージするパージ制御を禁止するエバポパージ禁止手段を備えてい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、内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、例えば、特許文献１（特許第２８２７７６８号公報）に記載されているように、吸気バルブのリフト量を切り換える可変吸気バルブリフト装置を搭載したものがある。この特許文献１では、内燃機関の運転状態に応じて可変吸気バルブリフト装置の制御モードを低リフトモードと高リフトモードとの間で切り換え、低リフトモードでは、吸気バルブを開閉駆動するカムを低リフト用カムに切り換えて吸気バルブのリフト量を小さくし、高リフトモードでは、吸気バルブを開閉駆動するカムを高リフト用カムに切り換えて吸気バルブのリフト量を大きくするようにしている。
【特許文献１】特許第２８２７７６８号公報（第１頁〜第３頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記特許文献１の可変吸気バルブリフト装置のように、低リフトモードと高リフトモードとを切り換えて吸気バルブのリフト量を瞬時に切り換える可変吸気バルブリフト装置を搭載したシステムでは、次のような問題が発生する可能性がある。
【０００４】
一般に、吸気ポート噴射式の内燃機関では、燃料噴射弁から噴射された燃料が吸気ポートから筒内へ吸入されるため、吸気行程から圧縮行程初期において筒内の混合ガスは、筒内の吸気ポート近傍に燃料成分の多いリッチガスが偏って分布する傾向がある。このため、例えば、図１０に示すように、可変吸気バルブリフト装置が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられたときに（つまり吸気バルブのリフト量が大きくされたときに）、吸気バルブの閉弁時期がＢＤＣ（下死点）よりも遅角側に変化すると、圧縮行程初期まで吸気バルブが開弁状態となるため、この圧縮行程初期に筒内の吸気ポート近傍に偏って分布するリッチガスが吸気ポートへ押し戻される逆流現象が発生して筒内の平均空燃比がリーンになる。その結果、図１１に示すように、低リフトモードから高リフトモードに切り換えられた直後に、筒内の平均空燃比が一時的にリーン方向に変動するリーンスパイクが発生する。
【０００５】
また、図１０に示すように、高リフトモードに切り換えられた後の２サイクル目以降は、前回のサイクルの圧縮行程で吸気ポートへ逆流したリッチガスが今回のサイクルの吸気行程で再び筒内に吸入されるため、今回のサイクルの圧縮行程で筒内のリッチガスが吸気ポートへ逆流しても、前回逆流したリッチガスの吸入分と今回のリッチガスの逆流分とがバランスして、筒内の平均空燃比が目標空燃比付近に保持される。しかし、その後、図１２に示すように、高リフトモードから低リフトモードに切り換えられたときに（つまり吸気バルブのリフト量が小さくされたときに）、吸気バルブの閉弁時期がＢＤＣ付近に戻されると、筒内のリッチガスの逆流が止まるため、その分、筒内のリッチガスの残留量が増加して筒内の平均空燃比がリッチになる。その結果、図１３に示すように、高リフトモードから低リフトモードに切り換えられた直後に、筒内の平均空燃比が一時的にリッチ方向に変動するリッチスパイクが発生する。
【０００６】
つまり、吸気行程から圧縮行程初期において筒内の混合ガスは、空燃比分布が均一でなく、筒内の吸気ポート近傍にリッチガスが偏って分布する傾向があるため、可変吸気バルブリフト装置による吸気バルブのリフト量変更に伴って、吸気バルブの閉弁時期が変化すると、筒内の吸気ポート近傍に偏って分布するリッチガスの逆流が増加又は減少して、リーンスパイク又はリッチスパイクが発生する。このリーンスパイクやリッチスパイクによりトルクショックが発生してドライバビリティが悪化したり、排気エミッションが悪化する可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、可変吸気バルブリフト装置による吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる内燃機関の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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気バルブのリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置を備えたシステムにおいて、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、燃料噴射時期補正手段により燃料噴射終了時期を進角補正するようにしたものである。
【０００９】
燃料噴射終了時期を進角補正すると、その分、噴射燃料と吸入空気の混合時間が長くなるため、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化することができる。従って、吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正して、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化するようにすれば、吸気バルブの閉弁時期が遅角方向に変化して、筒内の混合ガスの逆流が増加しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、リーンスパイクの発生を防止することができ、リーンスパイクによるトルクショックを防止してドライバビリティを向上させることができると共に、排気エミッションを向上させることができる。
【００１０】
また、請求項２のように、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、燃料噴射時期補正手段により燃料噴射終了時期を遅角補正するようにしても良い。
【００１１】
燃料噴射終了時期を遅角補正すると、噴射燃料のうち吸気バルブに付着するウエット量が増加するため、筒内に吸入される燃料を減少させることができる。従って、吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正して筒内に吸入される燃料を減少させるようにすれば、吸気バルブの閉弁時期が進角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が減少しても（筒内のリッチガスの残留量が増加しても）、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、リッチスパイクの発生を防止することができ、リッチスパイクによるトルクショックを防止してドライバビリティを向上させることができると共に、排気エミッションを向上させることができる。
【００１２】
吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクが発生する原因は、吸気行程中の筒内の混合ガスの空燃比分布が均一でなく、吸気ポート近傍にリッチガスが偏って分布することにある。
【００１３】
そこで、請求項３のように、内燃機関の筒内にスワール流を発生させるスワール流発生手段を設けるようにしても良い。このスワール流発生手段によって筒内にスワール流を発生させれば、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化することができる。これにより、吸気バルブのリフト量が変更されたときに、吸気バルブの閉弁時期が遅角方向又は進角方向に変化して、筒内の混合ガスの逆流が増加又は減少しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００１４】
また、吸気バルブのリフト量が変更されたときに、吸気バルブの閉弁時期が変化することで、筒内のリッチガスの逆流が増加又は減少するため、請求項４のように、吸気バルブの開閉時期を可変する可変バルブタイミング装置を備えたシステムの場合には、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が変更されたときに、吸気バルブの閉弁時期が変化しないように可変バルブタイミング装置を制御するようにしても良い。吸気バルブのリフト量が変更されたときに、吸気バルブの閉弁時期が変化しないようにすれば、吸気バルブリフト量変更時に筒内のリッチガスの逆流が増加又は減少することを未然に防止することができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００１５】
また、請求項５のように、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、燃料噴射量を増量補正するようにしても良い。このようにすれば、吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、吸気バルブの閉弁時期が遅角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が増加しても（筒内のリッチガスの残留量が減少しても）、その分、燃料噴射量を増量補正して筒内に吸入される燃料を増加させることができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブのリフト量が大きくされたときに、リーンスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００１６】
また、請求項６のように、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、燃料噴射量を減量補正するようにしても良い。このようにすれば、吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、吸気バルブの閉弁時期が進角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が減少しても（筒内のリッチガスの残留量が増加しても）、その分、燃料噴射量を減量補正して筒内に吸入される燃料を減少させることができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブのリフト量が小さくされたときに、リッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００１７】
この場合、吸気バルブのリフト量が変更されたときには、吸気バルブの閉弁時期の変化量に応じて筒内のリッチガスの逆流の変化量（増加量や減少量）が変化することを考慮して、請求項７のように、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が変更されたときに、吸気バルブの閉弁時期の変化量に基づいて燃料噴射量の補正量を設定するようにすると良い。このようにすれば、吸気バルブの閉弁時期の変化量に応じて筒内のリッチガスの逆流の変化量（増加量や減少量）が変化するのに対応して、燃料噴射量の補正量を適正値に設定することができ、リーンスパイクやリッチスパイクの発生をより確実に防止することができる。
【００１８】
また、請求項８のように、可変吸気バルブリフト装置により吸気バルブのリフト量が変更されたときに、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスを内燃機関の吸気系にパージするパージ制御をエバポパージ禁止手段により禁止するようにしても良い。このようにすれば、吸気バルブリフト量変更時に空燃比の外乱要素を排除することができるため、吸気バルブリフト量変更時の筒内混合ガスの空燃比制御精度を向上させてリーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を４つの実施例１〜４を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００２１】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２２】
また、エンジン１１の吸気バルブ２９には、該吸気バルブ２９のリフト量を可変する可変吸気バルブリフト装置３０が設けられている。この可変吸気バルブリフト装置３０は、低リフトモードと高リフトモードとの間を切り換え可能で、低リフトモードでは、図２に示すように、吸気バルブ２９を開閉駆動するカムを低リフト用カムに切り換えることで吸気バルブ２９のリフト量を小さくすると共に開弁期間を短くし、高リフトモードでは、図３に示すように、吸気バルブ２９を開閉駆動するカムを高リフト用カムに切り換えることで吸気バルブ２９のリフト量を大きくすると共に開弁期間を長くするように構成されている。
【００２３】
一方、図１に示すように、エンジン１１の排気管２３には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられ、この触媒２４の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２５（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。
【００２４】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２７が取り付けられている。このクランク角センサ２７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２５】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２８に入力される。このＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２６】
また、ＥＣＵ２８は、図示しない可変吸気バルブ制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて可変吸気バルブリフト装置３０の制御モードを低リフトモードと高リフトモードとの間で切り換える。低リフトモードでは、図２に示すように、吸気バルブ２９のリフト量を小さくすると共に開弁期間を短くし、高リフトモードでは、図３に示すように、吸気バルブ２９のリフト量を大きくすると共に開弁期間を長くする。
【００２７】
前述したように、吸気ポート噴射式のエンジン１１では、吸気行程から圧縮行程初期において筒内の混合ガスは、空燃比分布が均一でなく、筒内の吸気ポート近傍にリッチガスが偏って分布する傾向があるため、可変吸気バルブリフト装置３０による吸気バルブ２９のリフト量変更に伴って、吸気バルブ２９の閉弁時期が変化すると、筒内の吸気ポート近傍に偏って分布するリッチガスの逆流が増加又は減少して、リーンスパイク又はリッチスパイクが発生する。このリーンスパイクやリッチスパイクによりトルクショックが発生してドライバビリティが悪化したり、排気エミッションが悪化する可能性がある。
【００２８】
この対策として、ＥＣＵ２８は、図４に示す燃料噴射時期算出プログラムを実行することで、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正し、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正する。
【００２９】
燃料噴射終了時期を進角補正すると、その分、噴射燃料と吸入空気の混合時間が長くなるため、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化することができる。従って、吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正して、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化するようにすれば、吸気バルブ２９の閉弁時期が遅角方向に変化して、筒内の混合ガスの逆流が増加しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができ、リーンスパイクの発生を防止することができる。
【００３０】
一方、燃料噴射終了時期を遅角補正すると、噴射燃料のうち吸気バルブ２９に付着するウエット量が増加するため、筒内に吸入される燃料を減少させることができる。従って、吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正して筒内に吸入される燃料を減少させるようにすれば、吸気バルブ２９の閉弁時期が進角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が減少しても（筒内のリッチガスの残留量が増加しても）、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができ、リッチスパイクの発生を防止することができる。
【００３１】
以下、ＥＣＵ２８が実行する図４に示す燃料噴射時期算出プログラムの処理内容を説明する。図４に示す燃料噴射時期算出プログラムは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、現在の吸気バルブリフト量を算出し、次のステップ１０２で、現在の吸気バルブ閉弁時期を算出する。
【００３２】
この後、ステップ１０３に進み、現在の吸入空気量と目標空燃比とに基づいて基本燃料噴射量をマップ又は数式等により算出した後、ステップ１０４に進み、現在のエンジン回転速度と筒内空気充填量とに基づいて基本燃料噴射終了時期（基本燃料噴射の開始時期から燃料噴射時間分だけ遅角側の時期）を算出する。
【００３３】
この後、ステップ１０５で、吸気バルブリフト量の変化量（例えば、今回の吸気バルブリフト量と前回の吸気バルブリフト量との差）が所定値以上であるか否かを判定し、次のステップ１０６で、吸気バルブ閉弁時期の変化量（例えば、今回の吸気バルブ閉弁時期と前回の吸気バルブ閉弁時期との差）が所定値以上であるか否かを判定する。
【００３４】
その結果、上記ステップ１０５で吸気バルブリフト量の変化量が所定値以上であると判定され、且つ、上記ステップ１０６で吸気バルブ閉弁時期の変化量が所定値以上であると判定された場合には、可変吸気バルブリフト装置３０の制御モードが切り換えられたと判断して、ステップ１０７に進み、吸気バルブ閉弁時期に基づいて燃料噴射終了時期の補正量Ａをマップ又は数式等により算出する。
【００３５】
この燃料噴射終了時期の補正量Ａのマップは、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて（つまり吸気バルブリフト量が大きくされて）、吸気バルブ閉弁時期が遅角方向に変化した場合には、燃料噴射終了時期を進角補正するように補正量Ａが設定されている。一方、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて（つまり吸気バルブリフト量が小さくされて）、吸気バルブ閉弁時期が進角方向に変化した場合には、燃料噴射終了時期を遅角補正するように補正量Ａが設定されている。
【００３６】
補正量Ａの算出後、ステップ１０８に進み、次式により基本燃料噴射終了時期を補正量Ａで補正して最終的な燃料噴射終了時期を求める。
最終燃料噴射終了時期＝基本燃料噴射終了時期＋補正量Ａ
これにより、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブリフト量が大きくされたときには、燃料噴射終了時期を進角補正し、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときには、燃料噴射終了時期を遅角補正する。このステップ１０８の処理が特許請求の範囲でいう燃料噴射時期補正手段としての役割を果たす。
【００３７】
一方、上記ステップ１０５で吸気バルブリフト量の変化量が所定値よりも小さいと判定された場合、又は、上記ステップ１０６で吸気バルブ閉弁時期の変化量が所定値よりも小さいと判定された場合には、可変吸気バルブリフト装置３０の制御モードが現状維持された状態であると判断して、ステップ１０９に進み、上記ステップ１０４で算出した基本燃料噴射終了時期をそのまま最終的な燃料噴射終了時期として設定する。
最終燃料噴射終了時期＝基本燃料噴射終了時期
【００３８】
以上説明した本実施例１では、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射終了時期を進角補正して、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化するようにしたので、吸気バルブ２９の閉弁時期が遅角方向に変化して、筒内の混合ガスの逆流が増加しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、リーンスパイクの発生を防止することができ、リーンスパイクによるトルクショックを防止してドライバビリティを向上させることができると共に、排気エミッションを向上させることができる。
【００３９】
一方、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射終了時期を遅角補正して筒内に吸入される燃料を減少させるようにしたので、吸気バルブ２９の閉弁時期が進角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が減少しても（筒内のリッチガスの残留量が増加しても）、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブ２０のリフト量が小さくされたときに、リッチスパイクの発生を防止することができ、リッチスパイクによるトルクショックを防止してドライバビリティを向上させることができると共に、排気エミッションを向上させることができる。
【実施例２】
【００４０】
次に、図５を用いて本発明の実施例２を説明する。
本実施例２では、図５に示す燃料噴射量算出プログラムを実行することで、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射量を増量補正してリーンスパイクの発生を防止し、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射量を減量補正してリッチスパイクの発生を防止するようにしている。
【００４１】
以下、本実施例２でＥＣＵ２８が実行する図５に示す燃料噴射量算出プログラムの処理内容を説明する。図５に示す燃料噴射量算出プログラムは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、現在の吸気バルブリフト量と吸気バルブ閉弁時期を算出した後（ステップ２０１、２０２）、現在の吸入空気量と目標空燃比とに基づいて基本燃料噴射量を算出する（ステップ２０３）。
【００４２】
この後、ステップ２０４で、吸気バルブリフト量の変化量が所定値以上であるか否かを判定し、次のステップ２０５で、吸気バルブ閉弁時期の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。
【００４３】
その結果、上記ステップ２０４で吸気バルブリフト量の変化量が所定値以上であると判定され、且つ、上記ステップ２０５で吸気バルブ閉弁時期の変化量が所定値以上であると判定された場合には、可変吸気バルブリフト装置３０の制御モードが切り換えられたと判断して、ステップ２０６に進み、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスをエンジン１１の吸気系にパージするパージ制御を禁止する。
【００４４】
この後、ステップ２０７に進み、吸気バルブ閉弁時期の変化量に基づいて燃料補正係数αをマップ又は数式等により算出した後、ステップ２０８に進み、吸気バルブリフト量の変化量に基づいて燃料補正係数βをマップ又は数式等により算出する。
【００４５】
この燃料補正係数αのマップと燃料補正係数βのマップは、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて（つまり吸気バルブリフト量が大きくされて）、吸気バルブ閉弁時期が遅角方向に変化した場合には、筒内のリッチガスの逆流が増加する（筒内のリッチガスの残留量が減少する）ため、その分、燃料噴射量を増量補正するように燃料補正係数αと燃料補正係数βが設定されている。一方、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて（つまり吸気バルブリフト量が小さくされて）、吸気バルブ閉弁時期が進角方向に変化した場合には、筒内のリッチガスの逆流が減少する（筒内のリッチガスの残留量が増加する）ため、その分、燃料噴射量を減量補正するように燃料補正係数αと燃料補正係数βが設定されている。
【００４６】
燃料補正係数αと燃料補正係数βの算出後、ステップ２０９に進み、次式により基本燃料噴射量を燃料補正係数αと燃料補正係数βで補正して最終的な燃料噴射量を求める。
最終燃料噴射量＝基本燃料噴射量×燃料補正係数α×燃料補正係数β
【００４７】
これにより、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブリフト量が大きくされたときには、燃料噴射量を増量補正し、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときには、燃料噴射量を減量補正する。このステップ２０９の処理が特許請求の範囲でいう燃料噴射量補正手段としての役割を果たす。
【００４８】
一方、上記ステップ２０４で吸気バルブリフト量の変化量が所定値よりも小さいと判定された場合、又は、上記ステップ２０５で吸気バルブ閉弁時期の変化量が所定値よりも小さいと判定された場合には、可変吸気バルブリフト装置３０の制御モードが現状維持された状態であると判断して、ステップ２１０に進み、上記ステップ２０３で算出した基本燃料噴射量をそのまま最終的な燃料噴射量として設定する。
最終燃料噴射量＝基本燃料噴射量
【００４９】
以上説明した本実施例２では、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、燃料噴射量を増量補正するようにしたので、吸気バルブ２９のリフト量が大きくされることで吸気バルブ２９の閉弁時期が遅角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が増加しても（筒内のリッチガスの残留量が減少しても）、その分、燃料噴射量を増量補正して筒内に吸入される燃料を増加させることができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときに、リーンスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００５０】
一方、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、燃料噴射量を減量補正するようにしたので、吸気バルブ２９のリフト量が小さくされることで吸気バルブ２９の閉弁時期が進角方向に変化して、筒内のリッチガスの逆流が減少しても（筒内のリッチガスの残留量が増加しても）、その分、燃料噴射量を減量補正して筒内に吸入される燃料を減少させることができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときに、リッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００５１】
更に、本実施例２では、吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときには、吸気バルブ２９の閉弁時期の変化量に応じて筒内のリッチガスの逆流の変化量（増加量や減少量）が変化することを考慮して、吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときに、吸気バルブ２９の閉弁時期の変化量に基づいて燃料補正係数αを設定するようにしたので、吸気バルブ２９の閉弁時期の変化量に応じて筒内のリッチガスの逆流の変化量（増加量や減少量）が変化するのに対応して、燃料補正係数αを適正値に設定することができ、リーンスパイクやリッチスパイクの発生をより確実に防止することができる。
【００５２】
また、本実施例２では、吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときに、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスをエンジン１１の吸気系にパージするパージ制御を禁止するようにしたので、吸気バルブリフト量変更時に空燃比の外乱要素を排除することができ、吸気バルブリフト量変更時の筒内混合ガスの空燃比制御精度を向上させてリーンスパイクやリッチスパイクの発生を更に確実に防止することができる。
【実施例３】
【００５３】
次に、図６及び図７を用いて本発明の実施例３を説明する。
図６に示すように、エンジン１１は、各気筒に４つのバルブを有する４バルブエンジンであり、各気筒には、２つの吸気ポート３１と２つの排気ポート３２が設けられ、各吸気ポート３１にそれぞれ吸気バルブ２９が設けられていると共に、各排気ポート３２にそれぞれ排気バルブ３３が設けられている。
【００５４】
また、各気筒の２つの吸気ポート３１のうちの一方には、それぞれ筒内にスワール流を発生させるスワールバルブ３４（スワール流発生手段）が配置されている。各気筒のスワールバルブ３４は、モータ等（図示せず）で開閉駆動されるようになっている。そして、ＥＣＵ２８が、図７に示すスワールバルブ制御プログラムを実行することで、所定のエンジン運転領域（例えば低回転・低負荷運転領域）のときに、スワールバルブ３４を閉弁して筒内にスワール流を発生させるようにしている。
【００５５】
以下、本実施例３でＥＣＵ２８が実行する図７に示すスワールバルブ制御プログラムの処理内容を説明する。図７に示すスワールバルブ制御プログラムは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、現在のエンジン回転速度を算出し、次のステップ３０２で、現在の筒内空気充填量を算出する。
【００５６】
この後、ステップ３０３に進み、現在のエンジン回転速度と筒内空気充填量とに基づいて基本燃料噴射量をマップ又は数式等により算出した後、ステップ３０４に進み、現在のエンジン回転速度と筒内空気充填量とに基づいて基本燃料噴射終了時期（基本燃料噴射の開始時期から燃料噴射時間分だけ遅角側の時期）を算出する。
【００５７】
この後、ステップ３０５で、エンジン回転速度が所定値以下であるか否かによって低回転運転領域であるか否かを判定し、次のステップ３０６で、筒内空気充填量が所定値以下であるか否かによって低負荷運転領域であるか否かを判定する。
【００５８】
その結果、上記ステップ３０５で低回転運転領域であると判定され、且つ、上記ステップ３０６で低負荷運転領域であると判定された場合には、ステップ３０７に進み、各気筒のスワールバルブ３４を閉弁する。これにより、各気筒の２つの吸気ポート３１のうちの一方だけから吸入空気を筒内に流入させることで、筒内にスワール流を発生させて、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化する。
【００５９】
一方、上記ステップ３０５で高回転運転領域であると判定された場合、又は、上記ステップ３０６で高負荷運転領域であると判定された場合には、ステップ３０８に進み、各気筒のスワールバルブ３４を開弁する。これにより、各気筒の２つの吸気ポート３１から吸入空気を筒内に流入させることで、十分な筒内空気充填量を確保できるようにする。
【００６０】
以上説明した本実施例３では、所定のエンジン運転領域（例えば低回転・低負荷運転領域）のときに、スワールバルブ３４を閉弁して筒内にスワール流を発生させて、筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化するようにしたので、このエンジン運転領域（スワール流によって筒内の混合ガスの空燃比分布を均一化する運転領域）においては、可変吸気バルブリフト装置３０により吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときに、吸気バルブ２９の閉弁時期が遅角方向又は進角方向に変化して、筒内の混合ガスの逆流が増加又は減少しても、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【実施例４】
【００６１】
次に、図８及び図９を用いて本発明の実施例４を説明する。
本実施例４では、モータ等により吸気バルブ２９のバルブタイミング（開閉時期）を高速で可変可能な可変バルブタイミング装置（図示せず）を設け、可変吸気バルブリフト装置３０により吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときに、吸気バルブ２９の閉弁時期が変化しないように可変バルブタイミング装置を制御するようにしている。
【００６２】
具体的には、図８に示すように、可変吸気バルブリフト装置３０が低リフトモードから高リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が大きくされたときには、吸気バルブ２９の閉弁時期が変化しないように可変バルブタイミング装置により吸気バルブ２９のバルブタイミングを瞬時に進角する。その後、可変バルブタイミング装置により吸気バルブ２９のバルブタイミングを徐々に遅角して吸気バルブ２９の閉弁時期を高リフトモード時の通常の閉弁時期に戻す。
【００６３】
一方、図９に示すように、可変吸気バルブリフト装置３０が高リフトモードから低リフトモードに切り換えられて吸気バルブ２９のリフト量が小さくされたときには、吸気バルブ２９の閉弁時期が変化しないように可変バルブタイミング装置により吸気バルブ２９のバルブタイミングを瞬時に遅角する。その後、可変バルブタイミング装置により吸気バルブ２９のバルブタイミングを徐々に進角して吸気バルブ２９の閉弁時期を低リフトモード時の通常の閉弁時期に戻す。
【００６４】
以上説明した本実施例４では、可変吸気バルブリフト装置３０により吸気バルブ２９のリフト量が変更されたときに、吸気バルブ２９の閉弁時期が変化しないよう可変バルブタイミング装置を制御するようにしたので、吸気バルブリフト量変更時に筒内のリッチガスの逆流が増加又は減少することを未然に防止することができ、筒内の平均空燃比をほぼ一定に保持することができる。これにより、吸気バルブリフト量変更時に、リーンスパイクやリッチスパイクの発生を防止することができて、ドライバビリティや排気エミッションを向上させることができる。
【００６５】
尚、上記各実施例１〜４では、低リフトモードと高リフトモードとを切り換えることで吸気バルブのリフト量を瞬時に切り換える可変吸気バルブリフト装置を搭載したシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、モータ等で吸気バルブリフト量を連続的に可変する可変吸気バルブリフト装置や電磁駆動式の吸気バルブ等を搭載して吸気バルブのリフト量を瞬時に変更可能なシステムに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】可変吸気バルブリフト装置の低リフトモード時のバルブリフト特性を説明するためのバルブリフト特性図である。
【図３】可変吸気バルブリフト装置の高リフトモード時のバルブリフト特性を説明するためのバルブリフト特性図である。
【図４】実施例１の燃料噴射時期算出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例２の燃料噴射量算出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】スワールバルブとその周辺部の平面図である。
【図７】実施例３のスワールバルブ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例４の低リフトモードから高リフトモードへの切換方法を説明するためのバルブリフト特性図である。
【図９】実施例４の高リフトモードから低リフトモードへの切換方法を説明するためのバルブリフト特性図である。
【図１０】従来の問題を説明するためのバルブリフト特性図（その１）である。
【図１１】従来の問題を説明するための空燃比挙動を示すタイムチャート（その１）である。
【図１２】従来の問題を説明するためのバルブリフト特性図（その２）である。
【図１３】従来の問題を説明するための空燃比挙動を示すタイムチャート（その２）である。
【符号の説明】
【００６７】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２８…ＥＣＵ（燃料噴射時期補正手段，吸気バルブ閉弁時期補正手段，燃料噴射量補正手段，パージ制御禁止手段）、２９…吸気バルブ、３０…可変吸気バルブリフト装置、３１…吸気ポート、３４…スワールバルブ（スワール流発生手段）
【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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