(57)【要約】【課題】燃焼室内の残留排気の影響を考慮することにより、機関低速運転時におけるエンジンストールの発生を好適に抑制する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、吸気バルブ２０の作用角を変更する可変動弁機構３０を備え、機関運転状態に応じて吸気バルブ２０の作用角を変更すべく可変動弁機構３０を駆動制御する。内燃機関の制御装置は、アイドル運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が２サイクル経過するまでの期間のみストールが発生するおそれのあること検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように可変動弁機構３０を駆動制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の作用角を変更する可変動弁機構を備え、機関運転状態に応じて前記作用角を変更すべく前記可変動弁機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、
機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように前記可変動弁機構を駆動制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記可変動弁機構は前記吸気バルブ及び前記排気バルブの作用角を変更し、
機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように前記吸気バルブ及び前記排気バルブに対して前記可変動弁機構を駆動制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を備え、機関運転状態に応じて前記吸気バルブのバルブタイミングを変更すべく前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、
機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を備え、機関運転状態に応じて前記排気バルブのバルブタイミングを変更すべく前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、
機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング可変機構と、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気バルブタイミング可変機構とを備え、機関運転状態に応じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングを変更すべく両バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、
機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ、前記検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように前記吸気バルブタイミング可変機構を駆動制御するとともに前記検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように前記排気バルブタイミング可変機構を駆動制御する
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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の内燃機関においては、車両に搭載される補機、例えばエアコン、パワーステアリング、或いはヘッドライト等を内燃機関の出力により直接的又は間接的に駆動している。このような内燃機関にあっては、機関低速運転時、例えばアイドル運転時において、補機がオン操作された旨判定されたことを条件に、燃焼室内に導入する吸気量を増量補正するようにしている。このような吸気量の増量補正により補機のオン操作に伴う負荷の増大に対応して、内燃機関の回転数の低下を抑制するようにしている。
【０００３】
ここで、吸気量を増量する技術として、吸気通路内のスロットルバルブの開度を調整することにより、吸気量を増量する技術が提案されている。しかしながら、スロットルバルブを用いた技術においては、スロットルバルブを制御してから実際に燃焼室内の吸気量が増量されるまでに無視できない遅れが生じるといった問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、吸気バルブの作用角を調整する可変動弁機構を内燃機関に設け、同機構により吸気量を増量する技術を提案している。この内燃機関では、吸気バルブの作用角が大きくなるように可変動弁機構を制御して吸気量を増量させている。その結果、特許文献１に記載の内燃機関によれば、実際に燃焼室内に吸入される吸気量を迅速に増量させることができる。
【特許文献１】特開２００５−２３２９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記内燃機関のように吸気バルブの作用角を大きくすると、同吸気バルブが開の状態にある期間が長期化するため、吸気バルブと排気バルブとが共に開の状態にある期間が長く、すなわちバルブオーバーラップが大きくなる。このようにバルブオーバーラップが大きくなると以下のような問題が無視できないものとなる。
【０００６】
すなわち、吸気通路内の吸気には脈動があるため、吸気通路内の圧力は常に変化している。このため、バルブオーバーラップが大きくなると、吸気通路内に生じる負圧により排気通路内の排気がシリンダ内に吸い戻され易くため、燃焼室内に残留する排気の割合が増加して燃焼室内の燃焼が悪化する。したがって、上記内燃機関のように、機関低速運転時において内燃機関の負荷が増加した際に、吸気量を増量補正すべく吸気バルブの作用角を大きくすると、かえって燃焼が悪化してエンジンストールが生じる懸念がある。
【０００７】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼室内の残留排気の影響を考慮することにより、機関低速運転時におけるエンジンストールの発生を好適に抑制することのできる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の作用角を変更する可変動弁機構を備え、機関運転状態に応じて前記作用角を変更すべく前記可変動弁機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように前記可変動弁機構を駆動制御することを要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように可変動弁機構を駆動制御する。このため、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路内に生じる負圧により排気通路内の排気がシリンダ内に吸い戻され難くなるため、燃焼室内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。
【００１０】
ここで、吸気バルブの作用角を小さくした場合には、一時的に吸気量が減少することとなるが、機関が数サイクル経過するまでの短期間では、吸気量が減少する影響よりも残留排気が減少する影響の方が大きい。このため、吸気量の減少により燃焼状態の悪化を招くとしても、残留排気の減少によりそれ以上に燃焼状態を改善することができる。また、排気バルブの作用角を小さくした場合には、吸気量を減少させることなく残留排気を減少させることができる。
【００１１】
そして、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じた作用角となるように可変動弁機構が駆動制御される。このため、吸気バルブの作用角を小さくした場合であっても、その後は吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の内燃機関の制御装置において、前記可変動弁機構は前記吸気バルブ及び前記排気バルブの作用角を変更し、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように前記吸気バルブ及び前記排気バルブに対して前記可変動弁機構を駆動制御することを要旨としている。
【００１３】
同構成によれば、吸気バルブ及び排気バルブの作用角をストール発生のおそれが検出されたときの作用角よりも小さくするため、バルブオーバーラップを更に小さくすることができる。その結果、ストール発生のおそれが検出されたときに、燃焼室内の残留排気を更に減少させることができる。また、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じた作用角となるように可変動弁機構が駆動制御されるため、上記請求項１に記載の発明と同様に吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を備え、機関運転状態に応じて前記吸気バルブのバルブタイミングを変更すべく前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように前記バルブタイミング可変機構を駆動制御することを要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構に対して、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように駆動制御する。このため、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路内に生じる負圧により排気通路内の排気がシリンダ内に吸い戻され難くなるため、燃焼室内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。また、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じたバルブタイミングとなるようにバルブタイミング可変機構が駆動制御される。このため、バルブタイミングの変更により吸気量が一時的に減少したとしても、その後は吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を備え、機関運転状態に応じて前記排気バルブのバルブタイミングを変更すべく前記バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように前記バルブタイミング可変機構を駆動制御することを要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構に対して、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように駆動制御する。このため、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路内に生じる負圧により排気通路内の排気がシリンダ内に吸い戻され難くなるため、燃焼室内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。また、排気バルブのバルブタイミングを変更することにより燃焼状態を改善しているため、吸気量を減少させることなく残留排気を減少させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング可変機構と、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気バルブタイミング可変機構とを備え、機関運転状態に応じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングを変更すべく両バルブタイミング可変機構を駆動制御する内燃機関の制御装置において、機関低速運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ、前記検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように前記吸気バルブタイミング可変機構を駆動制御するとともに前記検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように前記排気バルブタイミング可変機構を駆動制御することを要旨としている。
【００１９】
同構成によれば、ストール発生のおそれが検出されたとき、吸気バルブのバルブタイミングを遅角させるとともに排気バルブのバルブタイミングを進角させるため、バルブオーバーラップを更に小さくすることができる。その結果、ストール発生のおそれが検出されたときに、燃焼室内の残留排気を更に減少させることができる。また、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じたバルブタイミングとなるように両バルブタイミング可変機構が駆動制御されるため、上記請求項３，４に記載の発明と同様に吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第１の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、内燃機関のシリンダ１０の内部にはピストン１１が往復動可能に収容されている。ピストン１１にはコネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４が連結されている。ピストン１１の上面及びシリンダ１０の内壁面によって燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２には吸気通路１５及び排気通路１６が接続されている。
【００２２】
内燃機関には電磁駆動式の燃料噴射弁１７が取り付けられている。この燃料噴射弁１７は通電により開弁し、燃焼室１２内に燃料を噴射する。また、内燃機関には点火プラグ１８が取り付けられている。点火プラグ１８は通電により火花放電する。
【００２３】
内燃機関には燃焼室１２の吸気通路１５に対する開口部を開閉する吸気バルブ２０と、燃焼室１２の排気通路１６に対する開口部を開閉する排気バルブ２１とが設けられている。これら吸気バルブ２０と排気バルブ２１とはそれぞれ、バルブスプリング２２，２３によってそれぞれの開口部を閉じる方向に常時付勢されている。
【００２４】
内燃機関には排気バルブ２１に対応して排気カム２５ａを有した排気カムシャフト２５が設けられている。排気カム２５ａと排気バルブ２１との間には排気ロッカアーム２６が配設されている。排気カムシャフト２５にはクランクシャフト１４のトルクが伝達され、このトルクにより排気カムシャフト２５及び排気カム２５ａが回転する。排気カムシャフト２５が回転すると排気カム２５ａにより排気ロッカアーム２６が駆動させられ、この排気ロッカアーム２６の駆動により排気バルブ２１がバルブスプリング２３に抗して押し開かれる。
【００２５】
内燃機関には吸気バルブ２０に対応して吸気カム２４ａを有した吸気カムシャフト２４が設けられている。吸気カム２４ａと吸気バルブ２０との間には吸気バルブ２０の作用角を可変とする可変動弁機構３０及び吸気ロッカアーム２７が配設されている。吸気カムシャフト２４にはクランクシャフト１４のトルクが伝達され、このトルクにより吸気カムシャフト２４及び吸気カム２４ａが回転する。吸気カムシャフト２４が回転すると吸気カム２４ａにより可変動弁機構３０及び吸気ロッカアーム２７が駆動させられ、この可変動弁機構３０及び吸気ロッカアーム２７の駆動により吸気バルブ２０がバルブスプリング２２に抗して押し開かれる。
【００２６】
ここで、可変動弁機構３０は以下の構成を有する。すなわち、可変動弁機構３０は、コントロールシャフト３１、入力アーム３２、及び出力アーム３３を備えている。入力アーム３２は吸気カム２４ａに当接するとともに、出力アーム３３は吸気ロッカアーム２７に当接している。吸気カムシャフト２４と平行に配設されるコントロールシャフト３１には、入力アーム３２及び出力アーム３３が相対回動可能、且つ軸方向への移動が規制されるように組み付けられている。入力アーム３２及び出力アーム３３の内周面には、互いに逆向きに傾斜するヘリカルスプラインが形成されている。コントロールシャフト３１の外周には図示しないスライダギアが嵌合しており、スライダギアの外周面には上記入力アーム３２及び出力アーム３３のヘリカルスプラインにそれぞれ噛合するヘリカルスプラインが形成されている。また、可変動弁機構３０には、コントロールシャフト３１を軸方向に変位させるための電動アクチュエータ３４が設けられている。この電動アクチュエータ３４は、コントロールシャフト３１に連結した回転直線運動変換機構３５、及び同変換機構３５にトルクを伝達する電動モータ３６を備えている。上記スライダギアは、コントロールシャフト３１に係合しており、コントロールシャフト３１に連動して軸方向に変位する。なお、回転直線運動変換機構３５は電動モータ３６のトルクをスラスト力に変換して、同スラスト力によりコントロールシャフト３１を直線運動させる機構である。
【００２７】
また、内燃機関には、運転状態等を検出するための各種センサが設けられている。クランクシャフト１４には同クランクシャフト１４が一定角度回転する毎に信号を出力するクランク角センサ４３が設けられており、クランクシャフト１４の回転角度（クランク角ＣＡ）及び回転速度（機関回転速度ＮＥ）が検出される。吸気通路１５には吸入空気量ＧＡを検出するためのエアフロメータ４１が設けられている。アクセルペダル１９にはその踏み込み量（アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセルセンサ４２が設けられている。可変動弁機構３０にはコントロールシャフト３１の位置を検出する位置センサ（作用角センサ４０）が設けられており、この作用角センサ４０により吸気バルブ２０の作用角Ｖθが検出される。内燃機関の出力により間接的に駆動されるエアコンには、オン操作又はオフ操作のいずれが行われているのかを検出するエアコンスイッチ４４が設けられている。
【００２８】
これらセンサ４０乃至４４の検出信号は、いずれも内燃機関の電子制御装置５０に取り込まれる。この電子制御装置５０は、各種制御プログラムや演算用マップ、及び制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリを備えている。また、電子制御装置５０は、上記各種センサ４０乃至４４等からの検出信号に基づいて燃料噴射弁１７及び点火プラグ１８の通電制御を実行するとともに、可変動弁機構３０等の各種機関の制御を実行する。
【００２９】
ここで、上記可変動弁機構３０が吸気バルブ２０を開閉する際の動作態様について説明する。
入力アーム３２が吸気カム２４ａにより押されると、入力アーム３２がコントロールシャフト３１を中心に揺動するとともに、出力アーム３３もコントロールシャフト３１を中心に揺動する。出力アーム３３の揺動に伴い出力アーム３３により吸気ロッカアーム２７が押されると、吸気ロッカアーム２７が揺動してバルブスプリング２２に抗して吸気バルブ２０が開かれる。
【００３０】
次に、吸気バルブ２０の作用角及びリフト量を変更する際の可変動弁機構３０の動作態様について説明する。
電動アクチュエータ３４によりコントロールシャフト３１が軸方向に変位すると、コントロールシャフト３１に連動してスライダギアが軸方向に変位する。入力アーム３２及び出力アーム３３の軸方向への移動が規制された状態でスライダギアが軸方向に変位するため、それらに形成されたヘリカルスプラインの作用により入力アーム３２及び出力アーム３３がスライダギアに対して相対回動する。このとき、入力アーム３２と出力アーム３３とは互いに逆方向に回動するため、これらの間の相対位相が変化する。このため、吸気カム２４ａが入力アーム３２を押したときにおける出力アーム３３が吸気ロッカアーム２７を押すタイミングおよび位置を変化させることができるため、吸気バルブ２０の作用角Ｖθ及びリフト量ＶＬを変更することができる。
【００３１】
このような可変動弁機構３０により、図２に示すごとく、吸気バルブ２０の作用角Ｖθが最大作用角Ｖθｍａｘから最小作用角Ｖθｍｉｎの範囲で無段階に変更可能である。また、この作用角Ｖθの変更に連動して吸気バルブ２０のリフト量ＶＬが最大リフト量ＶＬｍａｘから最小リフト量ＶＬｍｉｎの範囲で無段階に変更可能である。なお、作用角Ｖθは吸気カムシャフト２４の回転角（図２ではクランク角で表現）における吸気バルブ２０の開弁期間である。図２に示すように、この可変動弁機構３０により、吸気バルブ２０と排気バルブ２１とが共に開の状態にある期間、すなわち図２に示すバルブオーバーラップＶＯＴが変更可能である。
【００３２】
以下、このような内燃機関において行われる吸気バルブ２０の作用角可変制御について図３を参照して説明する。なお、図３のフローチャートに示す一連の処理は、電子制御装置５０により所定の周期をもって繰り返し実行される。また、このフローチャートの初期処理として、カウント値ＣＩＮＩＴが「０」に設定される。
【００３３】
図３に示すように、この一連の処理ではまず、センサ４０乃至４３の検出信号に基づいてクランク角ＣＡ、機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ、及び吸気バルブ２０の作用角Ｖθが読み込まれる（Ｓ１００）。そして、機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ、及び吸気バルブ２０の作用角Ｖθに基づいて吸気バルブ２０の目標作用角ＴＶθが算出される（Ｓ１０１）。
【００３４】
次に、内燃機関がアイドル運転状態であるか否かが判定される（Ｓ１０２）。具体的には機関回転速度ＮＥ、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ等に基づいてアイドル運転状態であるか否かが判定される。
【００３５】
この判定処理を通じてアイドル運転状態である旨判定された場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、機関回転速度変化量ΔＮＥが算出される（Ｓ１０３）。具体的には、機関回転速度の前回値ＮＥ１と機関回転速度ＮＥとの偏差から機関回転速度変化量ΔＮＥが算出される。
【００３６】
このＳ１０３に続いて、エンジンストールのおそれがあるか否かが判定される（Ｓ１０４）。具体的には、機関回転速度ＮＥが所定回転速度以下であり、且つ機関回転速度変化量ΔＮＥが所定変化量以上であり、且つエアコンスイッチがオフからオンに操作されたときにエンジンストールのおそれがある旨判定される。なお、この判定結果は、Ｓ１１０においてカウント値ＣＩＮＩＴが「０」に設定されるまで維持される。
【００３７】
この判定処理を通じてエンジンストールのおそれがある旨判定された場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、カウント値ＣＩＮＩＴが所定カウント値ＣＩＮＩＴＫよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０５）。ここで、電子制御装置５０にはこの所定カウント値ＣＩＮＩＴＫと機関回転速度ＮＥとの関係を定義する関数マップが記憶されており、電子制御装置５０はこの関数マップを参照して所定カウント値ＣＩＮＩＴＫを算出する。所定カウント値ＣＩＮＩＴＫは、具体的には、内燃機関が機関回転速度ＮＥの状態であるときに機関が２サイクル経過するまでの期間を期間Ｔとすると、この期間Ｔの間に本制御処理が実行されると予想される回数である。なお、機関の１サイクルとは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程が一巡する期間を指すものとする。
【００３８】
この判定処理を通じてカウント値ＣＩＮＩＴが所定カウント値ＣＩＮＩＴＫ以下である旨判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、上記目標作用角ＴＶθが縮小補正される（Ｓ１０６）。ここで、電子制御装置５０には縮小補正量ＤＴＶθと機関回転速度ＮＥ及び機関回転速度変化量ΔＮＥとの関係を定義する関数マップが記憶されており、電子制御装置５０はこの関数マップを参照して縮小補正量ＤＴＶθを算出する。そして、目標作用角ＴＶθから縮小補正量ＤＴＶθが減算され、目標作用角ＴＶθがこの減算された値に設定される。
【００３９】
このＳ１０７に続いて、カウント値ＣＩＮＩＴがインクリメントされる（Ｓ１０７）。
一方、アイドル運転状態でない旨判定された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、及びエンジンストールのおそれがない旨判定された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）にはカウント値ＣＩＮＩＴが「０」に設定される（Ｓ１１１）。また、カウント値ＣＩＮＩＴが所定カウント値ＣＩＮＩＴＫを超えている旨判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）にもカウント値ＣＩＮＩＴが「０」に設定される（Ｓ１１１）。
【００４０】
そして、Ｓ１０７及びＳ１１０に続いて、目標作用角ＴＶθに向けて可変動弁機構３０を駆動する（Ｓ１０８）。具体的には、吸気バルブ２０の作用角Ｖθが目標作用角ＴＶθとなるように可変動弁機構３０が駆動される。
【００４１】
このＳ１０８に続いて、次回の処理に備えて現在の機関回転速度ＮＥが前回値ＮＥ１として記憶され（Ｓ１０９）、この一連の処理が一旦終了される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
【００４２】
（１）アイドル運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が２サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときの目標作用角ＴＶθよりも小さな作用角となるように可変動弁機構３０を駆動制御する。このため、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路１５内に生じる負圧により排気通路１６内の排気がシリンダ１０内に吸い戻され難くなるため、燃焼室１２内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。
【００４３】
ここで、吸気バルブ２０の作用角を小さくした場合には、一時的に吸気量が減少することとなるが、機関が数サイクル経過するまでの短期間では、吸気量が減少する影響よりも残留排気が減少する影響の方が大きい。このため、吸気量の減少により燃焼状態の悪化を招くとしても、残留排気の減少によりそれ以上に燃焼状態を改善することができる。なお、上記制御処理のように吸気バルブ２０の作用角を小さくする期間を機関の２サイクルに相当する期間とすることで、燃焼状態を最も改善することができる。
【００４４】
そして、ストール発生のおそれが検出されてから機関が２サイクル経過した後は、機関運転状態に応じた作用角となるように可変動弁機構３０が駆動制御される。このため、吸気バルブ２０の作用角Ｖθを小さくした場合であっても、その後は吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
（第２の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態について、図４乃至図６を参照して説明する。なお、第２の実施形態にかかる内燃機関の制御装置の基本構成は、第１の実施形態の内燃機関の制御装置と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付すことによりその説明を省略する。以下、両者の相違点を中心に説明する。
【００４５】
図４に示すように、本第２の実施形態では上記第１の実施形態における可変動弁機構３０に代えて吸気バルブ２０のバルブタイミングを可変とする吸気バルブタイミング可変機構６０が設けられている。また、内燃機関には、吸気カムシャフト２４の回転位相Ｐθを検出するためのカム角センサ４５が設けられている。カム角センサ４５の検出信号は、内燃機関の電子制御装置５０に取り込まれる。電子制御装置５０は、上記各種センサ４１乃至４５等からの検出信号に基づいて燃料噴射弁１７及び点火プラグ１８の通電制御を実行するとともに、吸気バルブタイミング可変機構６０等の各種機関の制御を実行する。なお、吸気バルブタイミング可変機構６０は、クランクシャフト１４と吸気カムシャフト２４との相対回転位相を油圧制御により可変とする周知の構成である。
【００４６】
ここで、吸気バルブ２０のバルブタイミングを変更する際の吸気バルブタイミング可変機構６０の動作態様について説明する。
吸気バルブタイミング可変機構６０は、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト２４の位相を、タイミングスプロケット部分での油圧制御により変更する。例えば、ベーン式の位相調整機構により油圧制御される。
【００４７】
このような吸気バルブタイミング可変機構６０により、図５に示すごとく、吸気バルブ２０のバルブタイミングの遅角及び進角が無段階に変更可能である。すなわち、この吸気バルブタイミング可変機構６０により、吸気バルブ２０と排気バルブ２１とが共に開の状態にある期間、すなわち図５に示すバルブオーバーラップＶＯＴが変更可能である。
【００４８】
以下、このような内燃機関において行われる吸気バルブ２０のバルブタイミング可変制御について図６を参照して説明する。なお、図６のフローチャートに示す一連の処理は、電子制御装置５０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００４９】
図６に示すように、この一連の処理ではまず、吸気バルブ２０の作用角Ｖθに代えて吸気カムシャフト２４の回転位相Ｐθが読み込まれる（Ｓ２００）。そして、機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ、及び吸気カムシャフト２４の回転位相Ｐθに基づいて吸気カムシャフト２４の目標回転位相ＴＰθが算出される（Ｓ２０１）。
【００５０】
また、この処理では、目標作用角ＴＶθを縮小補正する処理に代えて上記目標回転位相ＴＰθが遅角される（Ｓ２０６）。ここで、電子制御装置５０には遅角量ＤＴＰθと機関回転速度ＮＥ及び機関回転速度変化量ΔＮＥとの関係を定義する関数マップが記憶されており、電子制御装置５０はこの関数マップを参照して遅角量ＤＴＰθを算出する。そして、目標回転位相ＴＰθから遅角量ＤＴＰθが減算され、目標回転位相ＴＰθがこの減算された値に設定される。
【００５１】
さらに、この処理では、目標作用角ＴＶθに向けて可変動弁機構３０を駆動する処理に代えて、目標回転位相ＴＰθに向けて吸気バルブタイミング可変機構６０が駆動される（Ｓ２０８）。
【００５２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）吸気バルブ２０のバルブタイミングを変更する吸気バルブタイミング可変機構６０に対して、アイドル運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が２サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときのバルブタイミングよりも遅角側のバルブタイミングとなるように駆動制御する。このため、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路１５内に生じる負圧により排気通路１６内の排気がシリンダ１０内に吸い戻され難くなるため、燃焼室１２内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。また、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じたバルブタイミングとなるように吸気バルブタイミング可変機構６０が駆動制御される。このため、バルブタイミングの変更により吸気量が一時的に減少したとしても、その後は吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
（その他の実施の形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。
【００５３】
・上記実施形態では、目標作用角ＴＶθよりも小さな作用角となるように可変動弁機構３０を駆動する制御を同機関が２サイクル経過するまでの期間のみ実行していたが、このような制御を機関が１〜５サイクル程度経過するまでの期間のみ実行してもよい。同様に、吸気バルブタイミング可変機構６０を駆動する制御を機関が１〜５サイクル程度経過するまでの期間のみ実行してもよい。機関が数サイクル経過するまでの期間であれば、上記実施形態に準じた効果を奏することができる。
【００５４】
・上記実施形態では、可変動弁機構３０は吸気バルブ２０の作用角Ｖθ及びリフト量ＶＬを可変としていたが、リフト量ＶＬは一定で作用角Ｖθのみを変更できるような機構であってもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、エンジンストールのおそれがあるか否かの判定を機関回転速度ＮＥ、機関回転速度変化量ΔＮＥ、エアコンスイッチ４４に基づいて判定していたが、機関回転速度ＮＥ及びエアコンスイッチ４４にのみ基づいて判定するようにしてもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、エンジンストールのおそれがあるか否かの判定をエアコンスイッチ４４に基づいて判定していたが、ヘッドランプやパワーステアリング等の補機のスイッチに基づいて判定してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、アイドル運転状態であるときに作用角可変制御及びバルブタイミング可変制御を実行していたが、機関低速運転状態であるときに作用角可変制御を実行してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、機関回転速度ＮＥ及び機関回転速度変化量ΔＮＥに基づいて作用角Ｖθの縮小補正量ＤＮＥを算出していたが、吸入空気量ＧＡやアクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ等に基づいて算出してもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、吸気バルブ２０の作用角Ｖθを変更していたが、排気バルブ２１に対応する可変動弁機構を設け、この機構により排気バルブ２１の作用角を変更するようにしてもよい。具体的には、アイドル運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ検出されたときの作用角よりも小さな作用角となるように排気バルブ２１の可変動弁機構を駆動制御する。このように排気バルブの作用角を小さくすることにより、吸気量を減少させることなく残留排気を減少させることができる。また、排気バルブ２１の作用角を小さくする場合は、吸気量を減少させることなく残留排気を減少させることができる。
【００６０】
また、このような場合において吸気バルブの作用角及び排気バルブの作用角を共に小さくするように変更するようにしてもよい。同構成によれば、吸気バルブ及び排気バルブの作用角をストール発生のおそれが検出されたときの作用角よりも小さくするため、バルブオーバーラップを更に小さくすることができる。その結果、ストール発生のおそれが検出されたときに、燃焼室内の残留排気を更に減少させることができる。また、ストール発生のおそれが検出されてから機関が数サイクル経過した後は、機関運転状態に応じた作用角となるように可変動弁機構が駆動制御されるため、吸気量の減少による燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００６１】
・上記実施形態では、吸気バルブ２０のバルブタイミングを変更していたが、排気バルブ２１に対応する排気バルブタイミング可変機構を儲け、この機構により排気バルブ２１のバルブタイミングを変更するようにしてもよい。具体的には、アイドル運転時に機関にストールが発生するおそれのあることを検出したとき、同機関が数サイクル経過するまでの期間のみ前記検出されたときのバルブタイミングよりも進角側のバルブタイミングとなるように排気バルブ２１の排気バルブタイミング可変機構を駆動制御する。このように排気バルブのバルブタイミングを進角させることにより、ストール発生のおそれが検出されてから、同期間のみバルブオーバーラップを小さくすることができる。その結果、吸気通路１５内に生じる負圧により排気通路１６内の排気がシリンダ１０内に吸い戻され難くなるため、燃焼室１２内の残留排気を減少させて燃焼状態を安定させることができる。さらに、排気バルブ２１のバルブタイミングを変更することにより燃焼状態を改善しているため、吸気量を減少させることなく残留排気を減少させることができる。
【００６２】
また、このような場合において、吸気バルブ２０のバルブタイミングを遅角させるとともに、排気バルブ２１のバルブタイミングを進角させてもよい。このようにバルブタイミングを変更することにより、バルブオーバーラップを更に小さくすることができる。その結果、ストール発生のおそれが検出されたときに、燃焼室１２内の残留排気を更に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明にかかる制御装置の第１の実施形態についてその概略を示す模式図。
【図２】図１の制御装置における可変動弁機構による吸気バルブの作用角及びリフト量の変化状態を示すグラフ。
【図３】図１の制御装置における吸気バルブの作用角可変制御を実行する際の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明にかかる制御装置の第２の実施形態についてその概略を示す模式図。
【図５】図４の制御装置における吸気バルブタイミング可変機構による吸気バルブのバルブタイミングの変化状態を示すグラフ。
【図６】図４の制御装置における吸気バルブのバルブタイミング可変制御を実行する際の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１０…シリンダ、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３…コネクティングロッド、１４…クランクシャフト、１５…吸気通路、１６…排気通路、１７…燃料噴射弁、１８…点火プラグ、１９…アクセルペダル、２０…吸気バルブ、２１…排気バルブ、２２，２３…バルブスプリング、２４…吸気カムシャフト、２４ａ…吸気カム、２５…排気カムシャフト、２５ａ…排気カム、２６…排気ロッカアーム、２７…吸気ロッカアーム、３０…可変動弁機構、３１…コントロールシャフト、３２…入力アーム、３３…出力アーム、３４…電動アクチュエータ、３５…回転直線運動変換機構、３６…電動モータ、４０…作用角センサ、４１…エアフロメータ、４２…アクセルセンサ、４３…クランク角センサ、４４…エアコンスイッチ、４５…カム角センサ、５０…電子制御装置、６０…吸気バルブタイミング可変機構。
【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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