(57)【要約】【課題】エンジン過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御するエンジンの制御装置において、進角制御による燃焼悪化及びレスポンス悪化を未然に防止する。【解決手段】本発明にかかるエンジンの制御装置は、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合の燃焼状態を予め定められた条件（Ｓ２０１〜Ｓ２０５）に基づいて予測する燃焼状態予測手段と、この燃焼状態予測手段により燃焼悪化が予測された場合に吸気弁開閉タイミングの進角制御を禁止する進角制御禁止手段（Ｓ２０７）とを備える。進角制御が適切でない場合での進角制御が禁止され、進角制御による燃焼悪化及びレスポンス悪化を未然に防止できる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御する吸気弁開閉タイミング制御手段を備えるエンジンの制御装置において、
前記吸気弁開閉タイミング制御手段により吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合の燃焼状態を予め定められた条件に基づいて予測する燃焼状態予測手段と、
該燃焼状態予測手段により燃焼悪化が予測された場合に前記吸気弁開閉タイミング制御手段による吸気弁開閉タイミングの進角制御を禁止する進角制御禁止手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記燃焼状態予測手段が、次の条件Ａ〜Ｅのうちの少なくとも一つを満足するときに、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合に燃焼悪化が生じると予測することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
Ａ．エンジン温度又はその代用値が所定値以下である。
Ｂ．外気温又はその代用値が所定値以下である。
Ｃ．エンジンの回転速度が所定値以下である。
Ｄ．燃料が重質燃料である。
Ｅ．内部ＥＧＲ量の推定値が所定値以上である。
【請求項３】
前記燃焼状態予測手段が、次の条件Ｆ〜Ｈのうちの少なくとも一つを満足するときに、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合に燃焼悪化が生じると予測することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
Ｆ．所定の燃焼期間が所定値以上である。
Ｇ．最大筒内圧が所定値以下である。
Ｈ．最大筒内圧が生じるタイミングが所定タイミングより遅い。
【請求項４】
前記条件Ｆにおいて、前記所定の燃焼期間が、モータリング時の最大筒内圧より筒内圧が高くなっている期間であることを特徴とする請求項３記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
エンジンの過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御する吸気弁開閉タイミング制御手段を備えるエンジンの制御装置において、
前記吸気弁開閉タイミング制御手段による吸気弁の開閉タイミングの進角制御と同期して排気弁の開閉タイミングを進角制御する排気弁開閉タイミング制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置に係り、特に、エンジンへの過渡要求があった際にレスポンスを向上させるべく吸気弁の開閉タイミングを進角制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用エンジンにおいて、運転手のアクセルペダル操作に伴う加速要求があった際に、加速レスポンスを向上させるため、吸気弁の開閉タイミングを進角制御することが既に知られている。
【０００３】
特許文献１には、出力要求量が所定値以上であることが出力要求判定手段で判定された場合に、吸気バルブの動作状態を高出力トルク側に制御するとともに、無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が増大する方向に変更する出力増大手段と、吸気バルブの動作状態と無段変速機の変速比とが出力増大手段で制御されて車両の走行状態が所定の状態になった後、吸気バルブの動作状態を燃費効率に基づいて予め定められた動作状態に制御し、かつ無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が燃費を考慮して予め定められた回転数となる変速比に制御する復帰手段とを備える車両の制御装置が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、吸気弁を遅閉じ制御することにより高膨張比化を可能にしているとともに、ターボ過給機を有する内燃機関たるエンジンにおいて、過渡状態が判定された場合に、過渡状態に応じて吸気弁の閉止時期の目標進角量を決定し、点火時期を所定遅角量だけ遅角させるとともに、吸気弁の閉止時期の進角量を目標進角量よりも大きな所定進角量となるまで進角させて、その後目標進角量となるように制御する内燃機関の制御方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２９８７５号公報
【特許文献２】特開２００５−９０４２５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、加速直前のエンジンの運転状態や、エンジンが運転されている環境条件等によっては、かかる吸気弁の開閉タイミングの進角制御を行うことで、逆に燃焼が悪化し、レスポンスが悪化する可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、吸気弁の開閉タイミングの進角制御による燃焼の悪化ひいてはレスポンスの悪化を未然に防止することができるエンジン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、本発明の第一の形態は、エンジンの過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御する吸気弁開閉タイミング制御手段を備えるエンジンの制御装置において、前記吸気弁開閉タイミング制御手段により吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合の燃焼状態を予め定められた条件に基づいて予測する燃焼状態予測手段と、該燃焼状態予測手段により燃焼悪化が予測された場合に前記吸気弁開閉タイミング制御手段による吸気弁開閉タイミングの進角制御を禁止する進角制御禁止手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この本発明の第一の形態によれば、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合の燃焼状態が燃焼状態予測手段によって予測され、この燃焼状態予測手段により燃焼悪化が予測された場合に、進角制御禁止手段によって吸気弁開閉タイミングの進角制御が禁止される。従って、進角制御が適切でない場合での進角制御が禁止され、進角制御による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止できる。
【００１０】
ここで、前記燃焼状態予測手段が、次の条件Ａ〜Ｅのうちの少なくとも一つを満足するときに、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合に燃焼悪化が生じると予測するのが好ましい。
【００１１】
Ａ．エンジン温度又はその代用値が所定値以下である。
【００１２】
Ｂ．外気温又はその代用値が所定値以下である。
【００１３】
Ｃ．エンジンの回転速度が所定値以下である。
【００１４】
Ｄ．燃料が重質燃料である。
【００１５】
Ｅ．内部ＥＧＲ量の推定値が所定値以上である。
【００１６】
或いは、前記燃焼状態予測手段が、次の条件Ｆ〜Ｈのうちの少なくとも一つを満足するときに、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合に燃焼悪化が生じると予測するのが好ましい。
【００１７】
Ｆ．所定の燃焼期間が所定値以上である。
【００１８】
Ｇ．最大筒内圧が所定値以下である。
【００１９】
Ｈ．最大筒内圧が生じるタイミングが所定タイミングより遅い。
【００２０】
ここで、前記条件Ｆにおいて、前記所定の燃焼期間が、モータリング時の最大筒内圧より筒内圧が高くなっている期間であるのが好ましい。
【００２１】
本発明の第二の形態は、エンジンの過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御する吸気弁開閉タイミング制御手段を備えるエンジンの制御装置において、前記吸気弁開閉タイミング制御手段による吸気弁の開閉タイミングの進角制御と同期して排気弁の開閉タイミングを進角制御する排気弁開閉タイミング制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この本発明の第二の形態によれば、排気弁開閉タイミング制御手段により、吸気弁の開閉タイミングの進角制御と同期して排気弁の開閉タイミングが進角制御される。従って、吸気弁開閉タイミング進角制御中の吸気弁及び排気弁のオーバーラップ量を同一量に保つか、又はオーバーラップ量の増加を抑制することができる。これにより、吸気弁開閉タイミング進角制御の実行に伴う内部ＥＧＲ量の増加が防止または抑制され、燃焼の悪化やレスポンスの悪化を防止または抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、吸気弁の開閉タイミングの進角制御による燃焼の悪化ひいてはレスポンスの悪化を未然に防止することができるエンジンの制御装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき詳述する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係るエンジンの制御装置を示す。図示されるエンジン（内燃機関）１は車両用エンジンであり、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生するものである。エンジン１は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態のエンジン１は例えば４気筒エンジンとして構成される。
【００２６】
各気筒の燃焼室３には吸気通路５と排気通路６とが接続される。周知のように、吸気通路５は吸気ポート、吸気マニホールド、サージタンク８及び吸気管から構成され、排気通路６は排気ポート、排気マニホールド及び排気管から構成される。これら吸気通路５と排気通路６とはそれぞれ吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅによって気筒単位で開閉される。各気筒の吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、それぞれ、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）とカムシャフトとを備えた動弁装置によって開閉駆動される。なお、吸気側の可変バルブタイミング機構をＶＶＴｉ、排気側の可変バルブタイミング機構をＶＶＴｅで表す。これら可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ，ＶＶＴｅは、それぞれ、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を変更し、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅの開閉タイミングを、同一の作用角を保ったまま、変更する機構である。さらにエンジン１は気筒毎に点火プラグ７を有し、これら点火プラグ７は対応気筒の燃焼室３内に臨んでシリンダヘッドに配設されている。
【００２７】
吸気通路５の上流端にはエアクリーナ９が配設され、エアクリーナ９とサージタンク８との間における吸気通路５にはスロットルバルブ１０が配設されている。本実施形態のスロットルバルブ１０は電子制御式であり、スロットルバルブ１０を開閉駆動するモータと、スロットルバルブ１０の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットル開度センサとを有している。一方、排気通路６には、三元触媒を含む前段触媒装置１１ａおよびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置１１ｂが介設されている。
【００２８】
エンジン１は気筒毎にインジェクタ１２を有し、各インジェクタ１２は、対応気筒の吸気通路５（特に吸気ポート）内にガソリン等の燃料を噴射する。なお本実施形態のエンジン１はいわゆるポート噴射式のガソリンエンジンであるが、エンジンの形式や種類に特に限定はなく、例えば直噴式エンジンやディーゼルエンジンであってもよい。
【００２９】
点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２および可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ，ＶＶＴｅは、制御手段としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および、記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ２０には、クランク角センサ１４、アクセル開度センサ１８を始めとした各種センサ類が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサ類の検出値等に基づいて、所望の出力と燃費とのバランスが得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２および可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ，ＶＶＴｅ等を制御する。
【００３０】
エンジン１は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ（筒内圧検出手段）１５を気筒毎に有している。各筒内圧センサ１５は、対応気筒の燃焼室３内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、ＥＣＵ２０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ１５は、対応気筒の燃焼室３における筒内圧力（相対圧力）を検出し、検出値を示す信号をＥＣＵ２０に与える。各筒内圧センサ１５の検出値は、所定時間（所定クランク角）おきにＥＣＵ２０に順次与えられ、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。
【００３１】
吸気側及び排気側のカムシャフトの近傍には、それぞれカム角センサ２２ｉ，２２ｅが設けられている。更にスロットルバルブ１０よりも下流側の吸気通路５（本実施形態ではサージタンク８）には吸気圧センサ２３及び吸気温センサ２５が設けられ、スロットルバルブ１０よりも上流側の吸気通路５には流量センサであるエアフローメータ２４が設けられている。
【００３２】
ＥＣＵ２０は、クランク角センサ１４の検出信号から、クランクシャフトの回転位相、すなわちクランク角を求め、更にエンジンの回転速度ＮＥを算出する。またＥＣＵ２０は各カム角センサ２２ｉ，２２ｅの検出信号から、吸気側及び排気側のカムシャフトの回転位相、すなわちカム角をそれぞれ求める。更にＥＣＵ２０は、吸気圧センサ２３の検出信号から吸気圧Ｐｍを、吸気温センサ２５の検出信号からから吸気温Ｔｍを、エアフローメータ２４の検出信号から吸入空気量ＧＡを、それぞれ求める。本実施形態では、吸気温Ｔｍが外気温Ｔｏの代用値として使用されるが、外気温Ｔｏを直接検出してこの値を用いてもよい。
【００３３】
シリンダブロック２には水温センサ１６が設けられ、排気通路６には空燃比センサ１７が設けられる。ＥＣＵ２０は、水温センサ１６の検出信号からエンジン冷却水の温度（水温）Ｔｗを求め、空燃比センサ１７の検出信号から空燃比（特に排気の空燃比）ＡＦを求める。本実施形態では、水温Ｔｗがエンジン温度の代用値として使用されるが、これに限らず、エンジンの温度（例えばシリンダブロックの温度）を直接検出してこの値を用いてもよいし、エンジン温度の代用値としての油温などを用いてもよい。
【００３４】
ＥＣＵ２０は以下のようにして吸排気弁の開閉タイミング制御を行っている。すなわちＥＣＵ２０は、エンジン運転状態に応じた指令信号を吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ及び排気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｅにそれぞれ出力する。これら吸気側及び排気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ、ＶＶＴｅは、ＥＣＵ２０からの指令信号に応じてクランクシャフトに対する吸気側又は排気側のカムシャフトの相対回転位相を変更する。これにより、吸気弁Ｖｉ及び排気弁Ｖｅの開閉タイミングがエンジン運転状態に応じて変更される。
【００３５】
運転手によるアクセルペダル操作量即ちアクセル開度ＡＣがアクセル開度センサ１８によって検出され、ＥＣＵ２０に送出される。ＥＣＵ２０は、このアクセル開度ＡＣとエンジン回転速度ＮＥとから、所定のマップに従って、エンジン１に対する要求トルク即ち目標トルクＴｔを定める。さらにＥＣＵ２０は、この目標トルクＴｔが得られるような目標空気量を所定のマップに従って定め、この目標空気量と、エアフローメータ２４で検出される吸入空気量ＧＡとが一致するように、スロットルバルブ１０の開度を制御する。
【００３６】
次に、ＥＣＵ２０等によって実行される基本のバルブタイミング制御を述べる。ここで吸気弁及び排気弁のバルブタイミング制御は大略同様であるので、吸気弁側を例にとって説明する。
【００３７】
図２に、吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉによって変更される吸気弁Ｖｉの開閉タイミングを示す。図中実線で示すように、エンジン運転状態が低負荷且つ低回転側の所定状態にあるとき、吸気弁Ｖｉの開弁タイミングはθ１、閉弁タイミングはθ２である。このとき、閉弁タイミングθ２は、吸気下死点ＢＤＣを所定角度（例えば４０°）以上超えた時期に設定される。これによりいわゆる吸気弁遅閉じによるアトキンソンサイクルを実現し、圧縮比に対する膨張比の割合を大きくして、燃費を改善するようにしている。
【００３８】
吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉは、ＥＣＵ２０に予め記憶された図４に示す如きマップ（ＶＶＴｉマップ）を用いて制御される。即ち、ＥＣＵ２０は、検出されたエンジン回転速度ＮＥと目標トルクＴｔとに基づき、図４のＶＶＴｉマップを参照して、カムシャフトの回転位相であるカム角（即ち所定の基準カム角からの進角量）を決定し、カム角センサ２２ｉによって検出されるカム角がその決定されたカム角に一致するように吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉを制御する。ＶＶＴｉマップには、高負荷又は高回転になるほど進角されるようなカム角の値が入力されている。従って吸気弁Ｖｉの開弁タイミングθ１及び閉弁タイミングθ２は、図２に破線で示されるように、高負荷又は高回転になるほど進角される（進角後の開弁タイミングθ１’、閉弁タイミングθ２’）。こうして吸気弁Ｖｉの開弁タイミングθ１及び閉弁タイミングθ２はエンジン運転状態に応じて変更されるが、開弁タイミングθ１から閉弁タイミングθ２までの開弁期間即ち作用角は一定である。
【００３９】
なお、排気弁Ｖｅも同様に制御され、排気弁Ｖｅの開弁タイミング及び閉弁タイミングも高負荷又は高回転になるほど進角される。
【００４０】
以上が基本のバルブタイミング制御であるが、エンジンの過渡運転時、特に加速時には、以下のようなレスポンス制御が実行される。図３に示すように、時刻ｔ０で運転手によりアクセルペダルが踏み込まれ、これによってアクセル開度（図中（ｅ）参照）が増大したとする。するとこれに伴ってスロットル開度（図中（ｄ）参照）が増大され、燃焼室３に流入する空気流量（図中（ｂ）参照）が増大される。一方、アクセル開度の増大と同時に、吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉ（図中（ｃ）参照）が、図２に破線で示した如く所定時間Δｔだけ一時的に進角制御される。すると、進角制御されない場合に比べ、空気流量の立ち上がりが（ｂ）図に矢示されるように早まり、車両における加速Ｇの立ち上がりのタイミングが（ａ）図に矢示されるように早まる。
【００４１】
こうして、エンジンの加速レスポンスひいては車両の加速性能が改善される。特に、燃費改善のために低回転低負荷側で吸気弁遅閉じを実行する本実施形態の場合、吸気弁遅閉じによりピストン上昇中に吸気の逆流が生じ、通常よりも燃焼室内への流入空気量が少なくなる分スロットルバルブを大きめに開いているため、加速時にスロットルバルブを開いても流入空気の増加量は通常より少ない。一方、このような低回転低負荷側での運転中にレスポンス制御を実行すると、吸気弁の閉弁タイミングが進角されるため、吸気の逆流量が減少されてその分より多くの流入空気量を得られ、これによって実圧縮比を増加し、加速レスポンスを向上できる。
【００４２】
吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉを進角制御する所定時間Δｔは任意に定めることができる。例えば、単にタイマ制御を行って予め設定された時間だけ進角させてもよいし、特許文献１に示されるように、エンジンからの出力（実際トルク）が要求出力（目標トルク）に一致したか否かによって進角制御の終了を判断してもよい。所定時間Δｔは例えば０．５ｓ以内の時間とすることができる。
【００４３】
レスポンス制御における吸気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｉないし吸気弁の進角量も任意に定めることができる。例えば、図５に示すようなレスポンス制御用のＶＶＴｉマップを予めＥＣＵ２０に記憶しておき、これを用いて進角量を決定することができる。このレスポンス制御用ＶＶＴｉマップにおいては、図４に示したような基本制御用ＶＶＴｉマップと比較して、同一の回転速度及び目標トルクに対してより進角側の値が入力されている。従ってアクセル開度の増大と同時にＶＶＴｉマップを基本制御用からレスポンス制御用に切り替えることで、より進角側の値を取得し、吸気弁Ｖｉの開閉タイミングを進角することができる。なお、進角制御の終了と同時にＶＶＴｉマップは基本制御用に切り替えられる。他の態様として、レスポンス制御時に増加する進角量を予め設定しておき、レスポンス制御時には、基本制御用ＶＶＴｉマップで決定された進角量にその増加進角量を加算して最終進角量を決定するようにしてもよい。この増加進角量は、一定値であってもよいが、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度ＮＥと目標トルクＴｔ）に応じた変数であるのが好ましい。
【００４４】
ここで、レスポンス制御を実行するか否かは、アクセル開度の変化速度が所定値以上となったか否かを判断することにより決定するのが好ましい。この場合、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１８によって検出されるアクセル開度ＡＣに基づいて、その微分値であるアクセル開度変化速度を算出し、このアクセル開度変化速度が、予め記憶された所定値以上であると判断した場合、運転手による加速意思ありとみなしてレスポンス制御を実行する。
【００４５】
ところで、レスポンス制御を実行するか否かは、レスポンスを要求する度合い（レスポンス要求度）が高いか否かによって判断するのがより好ましい。例えば、オートマチック（ＡＴ）車でエコノミーモードとパワーモードとが切替可能である場合、エコノミーモードでの走行中には運転手がアクセルペダルを踏み込んでも加速要求度はそれほど高くないと推定できる。逆に、パワーモードでの走行中には、運転手がアクセルペダルを踏み込んだ場合加速要求度は高いと推定できる。一方、市街地走行と高速道路走行とを比較すると、高速道路走行で運転手がアクセルペダルを踏み込んだ場合、追い抜きなどが想定され、加速要求度は高いと推定できる。逆に、市街地走行で運転手がアクセルペダルを踏み込んだ場合、加速要求度は低いと推定できる。
【００４６】
加速要求度が低い場合にもレスポンス制御を行うと、吸気弁の開閉タイミングが切り替わることによるショックが不要に、しかも頻繁に発生する可能性がある。従ってこのようにレスポンス要求度の高低に応じてレスポンス制御の実行の是非を判断することで、車両の運転状況、走行状況等に応じて好適にレスポンス制御を実行できると共に、不必要なショックを未然に防止できる。
【００４７】
図６にはかかるレスポンス要求度を考慮したレスポンス制御の制御ルーチンの一例を示す。なお、図示のルーチンはＥＣＵ２０が所定時間毎に繰り返し実行する。ここでは本発明にかかるエンジンの制御装置がＡＴ車に適用され、このＡＴ車におけるオートマチックトランスミッションは、燃費優先のエコノミーモードと、走行性能優先のパワーモードとが手動スイッチにより切替可能である。また、当該車両は、ＥＣＵ２０と通信可能なナビゲーションシステムを備えている。
【００４８】
ＥＣＵ２０は先ず、ステップＳ１０１において、手動スイッチの出力信号からパワーモードであるか否かを判断する。パワーモードでない場合（即ちエコノミーモードである場合）はステップＳ１０５に進んでレスポンス制御を禁止し、パワーモードである場合はステップＳ１０２に進む。
【００４９】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、ナビゲーションシステムの情報信号から、高速道路走行中であるか否かを判断する。高速道路走行中でない場合はステップＳ１０５に進んでレスポンス制御を禁止し、高速道路走行中である場合はステップＳ１０３に進む。
【００５０】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１８によって検出されたアクセル開度ＡＣに基づいて、その微分値であるアクセル開度変化速度を算出し、このアクセル開度変化速度が、予め記憶された所定値以上であるか否かを判断する。アクセル開度変化速度が所定値以上でない場合はステップＳ１０５に進んでレスポンス制御を禁止し、アクセル開度変化速度が所定値以上である場合はステップＳ１０４に進んでレスポンス制御を実行する。
【００５１】
このレスポンス制御によれば、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の条件が全て満たされたときのみレスポンス制御が実行され、それ以外の場合はレスポンス制御が禁止される。よって上述したように、レスポンス要求度に応じてレスポンス制御を実行することができ、不必要なショックを未然に防止できる。
【００５２】
次に、かかるレスポンス制御の実行判断の別の例について説明する。
【００５３】
上述したように、レスポンス制御は、エンジンの過渡運転時に吸気弁の開閉タイミングを進角制御するものであるが、進角直前のエンジンの運転状態や暖機状態、或いはエンジンが使用されている環境条件等によっては、進角によって燃焼が悪化し、かえってレスポンスが悪化する場合がある。例えば、吸気弁の進角によって、吸気弁及び排気弁のバルブオーバーラップが増加し、これによって内部ＥＧＲ量が増加し、燃焼悪化やレスポンス悪化を招く虞がある。また不適切な進角によってショックが発生する可能性もある。
【００５４】
このような問題に鑑み、本発明にかかるエンジンの制御装置には、吸気弁の開閉タイミングが進角制御された場合の燃焼状態を予め定められた条件に基づいて予測する燃焼状態予測手段と、この燃焼状態予測手段により燃焼悪化が予測された場合に吸気弁開閉タイミングの進角制御を禁止する進角制御禁止手段とが設けられている。以下これについて説明する。
【００５５】
図７にはかかるレスポンス制御禁止処理のルーチンの一例を示す。なお、図示のルーチンはＥＣＵ２０が所定時間毎に繰り返し実行する。
【００５６】
まずＥＣＵ２０は、ステップＳ２０１において、水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが所定値以下か否かを判断する。所定値は、好ましくはエンジンが暖機されたとみなせる温度の最小値であり、例えば８０℃である。
【００５７】
ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０１において水温が所定値以下と判断した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進み、レスポンス制御を禁止する。水温が所定値以下の場合、エンジンが暖機されておらず、従って燃焼室３内の温度も十分高くなく、もともと燃焼が良くない状態である。よってこの場合にレスポンス制御を実行すると燃焼がより悪化し、かえってレスポンスが悪化する可能性がある。よってこの場合にはレスポンス制御を禁止し、レスポンス制御の実行による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止する。
【００５８】
他方、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０１において水温が所定値を上回っていると判断した場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０２に進み、吸気温センサ２５で検出された吸気温（即ち外気温）Ｔｍが所定値以下か否かを判断する。所定値は、好ましくは燃焼が良好に行われるのに十分な温度の最小値であり、例えば０℃である。
【００５９】
ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０２において吸気温が所定値以下と判断した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進み、レスポンス制御を禁止する。吸気温が所定値以下の場合、もともと燃焼が良好とならない環境条件下にあるので、レスポンス制御を実行すると燃焼がより悪化し、かえってレスポンスが悪化する可能性がある。よってこの場合にはレスポンス制御を禁止し、レスポンス制御の実行による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止する。
【００６０】
他方、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０１において吸気温が所定値を上回っていると判断した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０３に進み、クランク角センサ１４を用いて検出されたエンジン回転速度ＮＥが所定値以下か否かを判断する。所定値は、好ましくはレスポンス制御を実行するのに十分なほど速い回転速度の最小値であり、例えばアイドル付近の回転速度である。
【００６１】
ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０３においてエンジン回転速度ＮＥが所定値以下と判断した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進み、レスポンス制御を禁止する。エンジン回転速度ＮＥが所定値以下の場合、レスポンス制御を実行すると燃焼がより悪化し、かえってレスポンスが悪化する可能性がある。よってこの場合にはレスポンス制御を禁止し、レスポンス制御の実行による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止する。
【００６２】
他方、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０３においてエンジン回転速度ＮＥが所定値を上回っていると判断した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０４に進み、燃料が重質燃料であるか否かを判断する。ＥＣＵ２０は、燃料が重質燃料であると判断した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進み、レスポンス制御を禁止する。他方、ＥＣＵ２０は、燃料が重質燃料でないと判断した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０５に進む。
【００６３】
重質燃料は、一般的に使用されている低質燃料に比べて品質が悪く、良好な燃焼が得られない。よって重質燃料が使用されているときにレスポンス制御を実行すると燃焼がさらに悪化し、かえってレスポンスが悪化する可能性がある。よってこの場合にはレスポンス制御を禁止し、レスポンス制御の実行による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止する。
【００６４】
ここで、燃料の重質・軽質の判別は次の方法で行うことができる。図８にはエンジン始動時におけるスタータの作動状態（（ａ）参照）とエンジン回転速度の上昇の様子（（ｂ）参照））とが示されている。図から分かるように、また特開平５−６５８３８号公報にも示されているように、重質燃料の場合（実線参照）、軽質燃料の場合（破線参照）よりも燃焼が悪く、より長い時間スタータを作動（ＯＮ）させなければエンジンを始動できない。そこで、このスタータを作動させている時間、即ち始動時間を、所定値と比較して燃料の種類を判別する。具体的には、ＥＣＵ２０は、その始動時間をタイマにより計測すると共に、この計測した始動時間を、予め記憶してある所定値と比較する。この所定値の大きさは実験等を通じて求められる。そしてＥＣＵ２０は、始動時間が所定値より大きい場合、燃料が重質燃料であると判断し、逆に始動時間が所定値以下の場合、燃料が軽質燃料であると判断する。
【００６５】
なお、他の判別方法を採用することは任意であり、例えば燃料判別用センサを用いて燃料の種類を直接判別してもよい。また特開平４−５８０５１号公報に開示されているように加速時に空燃比が一定以上リーンずれしたときに重質燃料と判断してもよい。
【００６６】
図７に戻って、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０５において、内部ＥＧＲ量の推定値が所定値以上であるか否かを判断する。そしてＥＣＵ２０は、内部ＥＧＲ量の推定値が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進み、レスポンス制御を禁止する。他方、ＥＣＵ２０は、内部ＥＧＲ量の推定値が所定値を下回っていると判断した場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０６に進み、レスポンス制御を許可する。
【００６７】
このように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の条件のうちいずれか一つでも満足する場合はレスポンス制御が禁止され、レスポンス制御は実行不可能となる。逆に、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の条件を全て満足しない場合にのみレスポンス制御が許可され、レスポンス制御が実行可能となる。なお、これら各ステップＳ２０１〜Ｓ２０５については、必ずしも全てを備える必要はなく、幾つかの条件を省略することもできる。少なくとも一つの条件が具備されるのが好ましい。また、他の条件を付加或いは置換することもできる。
【００６８】
ステップＳ２０５では、内部ＥＧＲ量の推定値が所定値以上であるときレスポンス制御が禁止される。即ち、もともと内部ＥＧＲ量が比較的多い場合すなわち燃焼が良くない場合にレスポンス制御を実行すると、バルブオーバーラップの増加によりさらに内部ＥＧＲ量が増し、燃焼が悪化し、レスポンスが悪化する可能性がある。よってこの場合にはレスポンス制御を禁止し、レスポンス制御の実行による燃焼悪化やレスポンス悪化を未然に防止する。
【００６９】
ここで、内部ＥＧＲ量は直接測定することが困難なので、他の検出値から推定することとする。以下、本実施形態における内部ＥＧＲ量の推定方法を説明する。なおこの推定方法は特開２００４−２５１１８２に開示されたものと同様である。
【００７０】
まず、内部ＥＧＲ量推定の原理について説明する。燃料の燃焼によりシリンダ内で発生した既燃ガスは、排気弁の開弁に応じて排気通路へと排出される。その後、吸気弁が開かれてバルブオーバーラップが開始されると、排気通路圧力Ｐｅと吸気通路圧力Ｐｍとの差圧により、排気通路からシリンダ内に既燃ガスが吹き返されるようになる。このとき一部の既燃ガスはシリンダ内を吹き抜けて吸気通路内に流入するが、そうした既燃ガスはその後の吸気行程において、新気と共にシリンダ内に再導入される。ここでは、こうした吸気弁開後のバルブオーバーラップ期間に、排気通路からの吹き返しによりシリンダ内に導入される既燃ガスを「吹返し既燃ガス」といい、その量を「吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２」という。
【００７１】
一方、吸気弁開直前には、ある程度の量の既燃ガスが、排気通路に排出されることなくシリンダ内に残留している。そうした既燃ガスの一部は、そのままシリンダ内に留まり続け、残りの部分は、バルブオーバーラップ中の排気の吹返しにより吸気通路内に一旦流出した後、吸気行程中にシリンダ内に再導入される。よって、吸気弁開直前までシリンダ内に残留した既燃ガスは、いずれにせよ、そのすべてが燃焼時にシリンダ内に存在することとなる。ここでは、そうした吸気弁の開直前のシリンダ内に残留した既燃ガスを「残留既燃ガス」といい、その量を「残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１」という。
【００７２】
したがって燃焼時にシリンダ内に存在する内部ＥＧＲ量の推定値（内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬ）は、下式（１）に示すように、残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１と吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２との和として求めることができる。
【００７３】
【数１】
2007211649.tif 000003
【００７４】
１．残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１の算出
残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１は、下式（２）に示されるような吸気弁開直前のシリンダ内の状態に基づく気体状態方程式で表すことができる。ここでＰｍ：吸気通路圧力、Ｐｅ：排気通路圧力、Ｒｅ：既燃ガスの気体定数、Ｔｅ：排気温度、Ｖ：吸気弁開直前のシリンダ容積をそれぞれ示している。
【００７５】
【数２】
2007211649.tif 000004
【００７６】
更に吸気弁開直前のシリンダ容積Ｖは、吸気弁開時期Ｔｏｐｅｎ（ＢＴＤＣ）、シリンダボア径ｒｂ、ピストンのストロークＳ、ピストンが上死点にあるときの燃焼室の容積、すなわちクリアランス容積Ｖｃに基づき、下式（３）にて求められる。
【００７７】
【数３】
2007211649.tif 000005
【００７８】
上式（３）においてシリンダボア径ｒｂ、ストロークＳ、及びクリアランス容積Ｖｃは、設計諸元等により決まる定数である。そのため、吸排気弁のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えるエンジンの場合、シリンダ容積Ｖは、吸気弁開時期Ｔｏｐｅｎの関数ｆ２（Ｔｏｐｅｎ）として求めることができる（Ｖ＝ｆ２（Ｔｏｐｅｎ））。
【００７９】
２．吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２の算出
バルブオーバーラップ期間には、排気通路圧力Ｐｅと吸気通路圧力Ｐｍとの差圧により、排気通路から吸気通路に向けて既燃ガスが流れ、シリンダ内に排気通路の既燃ガスが吹き返されるようになる。このときの既燃ガスの流通経路では、吸排気弁の開口が、流路面積の局所的に狭められた絞りとなっている。したがって、このときの既燃ガスの流れの流量Ｑは、絞りの流量算出式を用いて求めることができる。
【００８０】
ここでは、そうした絞りの流量算出式として、下式（４）を用いている。ここで、κ：既燃ガスの比熱比、μ：流量係数、Ａ：バルブ開口面積をそれぞれ示している。
【００８１】
【数４】
2007211649.tif 000006
【００８２】
上式（４）のΦ（Ｐｍ／Ｐｅ）は、１／（κ＋１）＜Ｐｍ／Ｐｅのとき、下式（５）で表される。
【００８３】
【数５】
2007211649.tif 000007
【００８４】
一方、１／（κ＋１）≧Ｐｍ／Ｐｅのときには、上式（４）のΦ（Ｐｍ／Ｐｅ）は下式（６）で表される。
【００８５】
【数６】
2007211649.tif 000008
【００８６】
よって、排気の吹返しによりシリンダ内に導入される既燃ガスの量、すなわち吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２は、そうした絞りの既燃ガス流量のバルブオーバーラップ期間における時間積分値として求めることができる。更に吸気通路圧力Ｐｍ、排気通路圧力Ｐｅ、排気温度Ｔｅ、及び既燃ガスの比熱比κは、急激に変化することはないため、バルブオーバーラップ中のそれらの値は一定と見なすことができる。そのため、吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２は、有効バルブ開口面積μＡ（＝流量係数μ×バルブ開口面積Ａ）の時間積分値Σ（μＡ）に比例する値として求めることができる。よって吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２は、次式（７）で表すことができる。
【００８７】
【数７】
2007211649.tif 000009
【００８８】
２−１．有効バルブ開口面積の時間積分値Σ（μＡ）の算出
バルブオーバーラップ期間の排気の吹返しに際して、図９のＡ．に示すように、吸気弁の有効バルブ開口面積μｉ・Ａｉが排気弁の有効バルブ開口面積μｅ・Ａｅよりも小さいときには、吸気弁が絞りとして機能する。また図９のＢ．に示すように、排気弁の有効バルブ開口面積μｅ・Ａｅ が吸気弁の有効バルブ開口面積μｉ・Ａｉ よりも小さいときには、排気弁が絞りとして機能する。すなわち、排気弁及び吸気弁のうち、有効バルブ開口面積μＡの小さい方が絞りとして機能することとなる。したがって、有効バルブ開口面積の時間積分値Σ（μＡ）は、下式（８）で表される。
【００８９】
【数８】
2007211649.tif 000010
【００９０】
ここで吸気弁、排気弁の流量係数μが共に同一と見なすことができるのであれば（μｉ＝μｅ＝μ）、同式（８）は更に下式（９）のように表すことができる。なお下式（９）の右辺括弧内は、吸排気弁のバルブリフト曲線の重なった部分の面積、すなわちバルブオーバーラップ時間面積ＡＯＬを示している。
【００９１】
【数９】
2007211649.tif 000011
【００９２】
ここで吸気弁や排気弁の開閉タイミング、すなわちバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えるエンジンの場合、上記バルブオーバーラップ時間面積は、吸排気弁のバルブタイミングの設定状況に応じて変化する。ただし、瞬時毎の有効バルブ開口面積μＡは、カムプロフィール等の設計諸元により決まるため、上記時間積分値Σ（μＡ）を、吸排気弁のバルブオーバーラップ量ＯＬと機関回転速度ＮＥの関数として求めることができる。すなわち有効バルブ開口面積μＡをクランク角について積分すれば、バルブオーバーラップ量ＯＬのみによる関数ｆ１（ＯＬ）が得られるようになる。そして、そのクランク角積分値を機関回転速度ＮＥで除算すれば、バルブオーバーラップ時間面積を、すなわち有効バルブ開口面積の時間積分値Σ（μＡ）を求めることができる。したがって上式（９）は、下式（１０）により表すことができる。更にこの式（１０）を上式（７）に代入すれば、下式（１１）が得られる。
【００９３】
【数１０】
2007211649.tif 000012
【００９４】
【数１１】
2007211649.tif 000013
【００９５】
３．内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬの算出
燃焼時にシリンダ内に存在する内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬは、上式（２）により表される残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１と上式（１１）により表される吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２との和として、下式（１２）により求められるようになる。
【００９６】
【数１２】
2007211649.tif 000014
【００９７】
なお排気通路圧力Ｐｅ及び排気温度Ｔｅは、エンジン運転状態より推定可能であり、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷との関数として求めることができる。したがって、排気通路圧力Ｐｅ、及び排気温度Ｔｅを常に計測、乃至は推定しないのであれば、例えばエンジン負荷率ＫＬ、吸入空気量ＧＡ、吸気通路圧力Ｐｍ等のようなエンジン負荷を表すパラメータとエンジン回転速度ＮＥとの関数としてそれらを求めるようにすれば良い。なおエンジン負荷率ＫＬとは全負荷（ＷＯＴ）に対する現在の負荷の割合であり、例えば、全開時のスロットル開度（１００％）に対する現在のスロットル開度の割合とみなすことができる。
【００９８】
例えばエンジン負荷の指標値として吸気通路圧力Ｐｍを用いた場合、上式（１１）は下式（１３）に示すように、バルブオーバーラップ量ＯＬ、エンジン回転速度ＮＥ、及び吸気通路圧力Ｐｍの関数として表すことができる。
【００９９】
【数１３】
2007211649.tif 000015
【０１００】
また同様に上式（２）の｛Ｐｅ／（Ｒｅ・Ｔｅ）｝をエンジン回転速度ＮＥ、及び吸気通路圧力Ｐｍの関数ｆ４（ＮＥ，Ｐｍ）として与えると、残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１は次式（１４）で表すことができる。
【０１０１】
【数１４】
2007211649.tif 000016
【０１０２】
このような場合、内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬは、次式（１５）に示すように、エンジン回転速度ＮＥ、吸気通路圧力Ｐｍ、バルブオーバーラップ量ＯＬ、吸気弁開時期Ｔｏｐｅｎの関数により求めることができる。
【０１０３】
【数１５】
2007211649.tif 000017
【０１０４】
次に、式（１５）に基づく内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬの推定について説明する。図１０は、そうした内部ＥＧＲ量の推定処理における内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬの算出ロジックのブロック図である。
【０１０５】
この推定処理においては、まずクランク角センサ１４により検出されたエンジン回転速度ＮＥ、及び吸気圧センサ２３により検出された吸気通路圧力ＰｍがＥＣＵ２０に読み込まれる。またカム角センサ２２ｉ、２２ｅの検出結果に基づき、吸排気弁のバルブオーバーラップ量ＯＬ、及び吸気弁開タイミングＴｏｐｅｎが算出される。
【０１０６】
またバルブオーバーラップ量ＯＬの関数ｆ１（ＯＬ）、及びエンジン回転速度ＮＥより、上式（１０）に基づいて有効バルブ開口面積の時間積分値Σ（μＡ）が求められる。更にその時間積分値Σ（μＡ）と、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気通路圧力Ｐｍの関数ｆ３（ＮＥ，Ｐｍ）とにより、上式（１３）に基づいて吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２が算出される。
【０１０７】
これとともに上式（３）に示される関数ｆ２（Ｔｏｐｅｎ）に基づいて、上記算出された吸気弁開タイミングＴｏｐｅｎから吸気弁開時のシリンダ容積Ｖが求められる。更にエンジン回転速度ＮＥ及び吸気通路圧力Ｐｍの関数ｆ４（ＮＥ，Ｐｍ）とその算出されたシリンダ容積Ｖとにより、上式（１４）に基づいて残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１が算出される。
【０１０８】
本実施形態では、以上のように算出された残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１及び吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２の和として、推定値としての内部ＥＧＲ量ＭｅｇｒＡＬＬが算出される。ここで、残留既燃ガス量Ｍｅｇｒ１は、吸気通路圧力Ｐｍ、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気弁の開弁タイミングＴｏｐｅｎに基づいて算出される。また、吹返し既燃ガス量Ｍｅｇｒ２は、吸気通路圧力Ｐｍ、エンジン回転速度ＮＥ及びオーバーラップ量ＯＬに基づいて算出される。
【０１０９】
さて、次に、レスポンス制御の実行判断のさらに別の例を図１１及び図１２を用いて説明する。
【０１１０】
ここでのレスポンス制御禁止処理においては、筒内圧センサ１５で検出された筒内圧に基づいて燃焼状態が検出され、この燃焼状態に応じてレスポンス制御の許可若しくは禁止が判断される。図１１は、クランク角（横軸）に対する筒内圧Ｐｃ（縦軸）の推移を示す。図中、破線は、燃料噴射及び点火が行われないモータリング時の筒内圧の推移を示し、実線は、良好な燃焼が行われた場合の筒内圧の推移を示し、一点鎖線は、燃焼が行われたがそれが良好でない場合の筒内圧の推移を示す。点火時期をθｉｇで示す。
【０１１１】
図から理解されるように、燃焼が行われると筒内圧ピーク即ち最大筒内圧の値はモータリング時の最大筒内圧の値より高くなる。そして、最大筒内圧の値は、良好な燃焼の場合の方が良好でない燃焼の場合よりも高くなる。一方、最大筒内圧が得られるタイミングについては、モータリングの場合ほぼ圧縮上死点ＴＤＣであるのに対し、良好な燃焼の場合それよりもやや遅れ、良好でない燃焼の場合さらに遅れる。つまり、良好な燃焼の場合、筒内圧が比較的急激に立ち上がって急峻に降下するのに対し、良好でない燃焼の場合だと、筒内圧が比較的緩慢に立ち上がって緩慢に降下するという特性の違いが見られる。
【０１１２】
一方、前述したように、もともと燃焼が良好でない場合にもレスポンス制御を行うと燃焼が悪化しかえってレスポンスが悪化する。そこでかかる筒内圧の変化特性から燃焼状態を把握し、レスポンス制御の許可・中止を判断する。
【０１１３】
図１２にはここでのレスポンス制御禁止処理のルーチンを示す。まず最初のステップＳ３０１では、筒内圧センサ１５により検出される所定期間分の筒内圧Ｐｃの値がＥＣＵ２０に記憶される。具体的には、少なくとも燃焼が行われる期間を含む所定期間、例えば圧縮下死点から膨張下死点までの間の期間において、所定のクランク角（例えば１０°）毎に、筒内圧Ｐｃが筒内圧センサ１５により検出され、その筒内圧Ｐｃが順次ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に記憶されていく。
【０１１４】
次いでステップＳ３０２では、これら筒内圧Ｐｃのデータを用いて、後述のように定義される燃焼期間θｂと、最大筒内圧Ｐｃｍａｘと、この最大筒内圧Ｐｃｍａｘが生じるタイミング即ち最大筒内圧タイミングθｍａｘとが、ＥＣＵ２０によって算出される。燃焼期間θｂとは、通常燃焼が行われると予想される期間のうち、筒内圧が所定値より高くなっている期間をいい、本実施形態では、図１１に示すように、モータリング時の最大筒内圧Ｐｃ１より筒内圧Ｐｃが高くなっている期間をいう。このモータリング時の最大筒内圧Ｐｃ１は実験的に求められ、ＥＣＵ２０に記憶される。モータリング時の最大筒内圧Ｐｃ１は、エンジン運転状態を示すパラメータ（例えば回転速度ＮＥと負荷率ＫＬ）の関数として設定されるのが好ましいが、簡単のためエンジン運転状態によらない一定値としてもよい。
【０１１５】
次に、ステップＳ３０３では、上述のように算出された燃焼期間θｂが所定値θｂ１（図１１参照）以上であるか否かがＥＣＵ２０により判断される。ＥＣＵ２０は、燃焼期間θｂが所定値θｂ１以上であると判断した場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、燃焼が良好でないとみなしてステップＳ３０７に進み、レスポンス制御を禁止する。他方、ＥＣＵ２０は、燃焼期間θｂが所定値θｂ１を下回っていると判断した場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、ステップＳ３０４に進む。所定値θｂ１は、エンジン運転状態を示すパラメータ（例えば回転速度ＮＥと負荷率ＫＬ）の関数として設定されるのが好ましい。
【０１１６】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で算出された最大筒内圧Ｐｃｍａｘが所定値Ｐｃ２（図１１参照）以下であるか否かがＥＣＵ２０により判断される。ＥＣＵ２０は、最大筒内圧Ｐｃｍａｘが所定値Ｐｃ２以下であると判断した場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、燃焼が良好でないとみなしてステップＳ３０７に進み、レスポンス制御を禁止する。他方、ＥＣＵ２０は、最大筒内圧Ｐｃｍａｘが所定値Ｐｃ２を上回っていると判断した場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ステップＳ３０５に進む。所定値Ｐｃ２は、エンジン運転状態を示すパラメータ（例えば回転速度ＮＥと負荷率ＫＬ）の関数として設定されるのが好ましい。
【０１１７】
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０２で算出された最大筒内圧タイミングθｍａｘが所定タイミングθｍａｘ１（図１１参照）より遅いか否かがＥＣＵ２０により判断される。ＥＣＵ２０は、最大筒内圧タイミングθｍａｘが所定タイミングθｍａｘ１より遅いと判断した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、燃焼が良好でないとみなしてステップＳ３０７に進み、レスポンス制御を禁止する。他方、ＥＣＵ２０は、最大筒内圧タイミングθｍａｘが所定タイミングθｍａｘ１以前であると判断した場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、ステップＳ３０６に進み、レスポンス制御を許可する。
【０１１８】
このように、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５の条件のうちいずれか一つでも満足する場合はレスポンス制御が禁止され、レスポンス制御は実行不可能となる。逆に、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５の条件を全て満足しない場合にのみレスポンス制御が許可され、レスポンス制御が実行可能となる。なお、これら各条件については、必ずしも全てを備える必要はなく、幾つかの条件を省略することもできる。少なくとも一つの条件が具備されるのが好ましい。また、他の条件を付加・置換することもできる。
【０１１９】
次に、レスポンス制御の実行による燃焼の悪化ひいてはレスポンスの悪化を防止するための別の制御について説明する。
【０１２０】
ここでの制御は、レスポンス制御即ち吸気弁の開閉タイミングの進角制御と同期して排気弁の開閉タイミングを進角制御するものである。即ち、図１３及び図１４に示すように、ＥＣＵ２０は、レスポンス制御の実行時に、排気側可変バルブタイミング機構ＶＶＴｅをも進角側に制御し、排気弁Ｖｅの開閉タイミングを、図１３の実線から破線という具合に、所定時間Δｔだけ一時的に進角制御する。このとき、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅの開閉タイミングの進角は、同一タイミングで開始及び終了されるのが好ましい。また、排気弁Ｖｅの開閉タイミングの進角量は、吸気弁Ｖｉの開閉タイミングの進角量と等しいのが好ましいが、吸気弁Ｖｉの開閉タイミングの進角量より少なくてもよい。レスポンス制御時には、吸気弁Ｖｉのときと同様に、マップを切り替えて排気弁Ｖｅの進角量を決定してもよいし、基本マップから得られる進角量に所定の進角量を加算して最終的な進角量を決定してもよい。以上により、レスポンス制御中のオーバーラップ量は、同一量に保たれるか又は増加が抑制される。従って、レスポンス制御の実行に伴う内部ＥＧＲ量の増加が防止または抑制され、レスポンス制御の実行による燃焼の悪化、レスポンスの悪化ひいてはショック発生を防止または抑制できる。
【０１２１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は他にも様々な実施形態を採り得る。例えば、前記実施形態では吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを変更する手段としてそれぞれ吸気側及び排気側可変バルブタイミング機構を用いたが、これらに限らず電磁駆動弁やいわゆるＰシステムも使用可能である。また作用角やバルブリフトをも変更できる機構を用いてもよい。また、前記実施形態では吸気弁遅閉じのアトキンソンサイクルを実現するエンジンを用いたが、エンジンはこのようなものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置を示すシステム図である。
【図２】吸気側可変バルブタイミング機構の作動及び吸気弁の開閉タイミングの変更を説明するための図である。
【図３】レスポンス制御時の各値の変化を示すタイムチャートである。
【図４】通常運転時の進角量マップである。
【図５】レスポンス制御時の進角量マップである。
【図６】レスポンス要求度を考慮したレスポンス制御のルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】レスポンス制御禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】エンジン始動時のスタータ作動状態とエンジン回転速度の変化とを示し、重質燃料と軽質燃料とがそれぞれ使用された場合の例を示す。
【図９】排気通路から吹き返す既燃ガスの挙動を示す模式図である。
【図１０】内部ＥＧＲ量を推定する算出ロジックを示すブロック図である。
【図１１】筒内圧の変化を示すグラフであり、破線はモータリング時、実線は良好な燃焼が行われている場合、一点鎖線は良好でない燃焼が行われている場合である。
【図１２】レスポンス制御禁止処理の別の例を示すフローチャートである。
【図１３】吸気弁開閉タイミング進角制御と同期した排気弁開閉タイミング進角制御を説明するための図であり、排気側可変バルブタイミング機構の作動及び排気弁の開閉タイミングの変更を説明するための図である。
【図１４】排気弁開閉タイミング進角制御を伴うレスポンス制御時の各値の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１  エンジン
１４  クランク角センサ
１５  筒内圧センサ
１６  水温センサ
１８  アクセル開度センサ
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２ｉ  吸気側カム角センサ
２２ｅ  排気側カム角センサ
２３  吸気圧センサ
２５  吸気温センサ
Ｖｉ  吸気弁
Ｖｅ  排気弁
ＶＶＴｉ  吸気側可変バルブタイミング機構
ＶＶＴｅ  排気側可変バルブタイミング機構
【図１】
2007211649.tif 000018
【図２】
2007211649.tif 000019
【図３】
2007211649.tif 000020
【図４】
2007211649.tif 000021
【図５】
2007211649.tif 000022
【図６】
2007211649.tif 000023
【図７】
2007211649.tif 000024
【図８】
2007211649.tif 000025
【図９】
2007211649.tif 000026
【図１０】
2007211649.tif 000027
【図１１】
2007211649.tif 000028
【図１２】
2007211649.tif 000029
【図１３】
2007211649.tif 000030
【図１４】
2007211649.tif 000031