(57)【要約】【課題】可変バルブリフト機構の切り替え状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御する。【解決手段】エンジン(1)のＰＣＭ(10)は、クランク角センサ(SW12)により検出されたクランク角が、ＰＣＭが排気バルブ(22)のリフト量の切替指示を出力してからＶＶＬ(71)が排気バルブのリフト量の切替を完了するまでの応答時間のばらつきにより排気バルブのリフト量が切り替わる気筒が変動する所定の角度範囲内にある場合、ＶＶＬに対する排気バルブのリフト量の切替指示の出力を制限する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンバルブのリフト量を変化させる可変バルブリフト機構を備えたエンジンの制御装置であって、
上記エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手段と、
上記エンジンの運転状態に応じて、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示を上記可変バルブリフト機構に出力する可変バルブリフト機構制御手段と、
上記可変バルブリフト機構制御手段による上記エンジンバルブのリフト量の切替指示に対応した燃焼制御パラメータを選択して上記エンジンの各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段と、
上記クランク角検出手段により検出されたクランク角が、上記可変バルブリフト機構制御手段が上記エンジンバルブのリフト量の切替指示を出力してから上記可変バルブリフト機構が上記エンジンバルブのリフト量の切替を完了するまでの応答時間のばらつきにより上記エンジンバルブのリフト量が切り替わる気筒が変動する所定の角度範囲内にある場合、上記可変バルブリフト機構制御手段による上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する切替指示制限手段と、を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記可変バルブリフト機構は油圧により作動する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
更に、上記可変バルブリフト機構に供給される作動油の油圧を検出する油圧検出手段を有し、
上記切替指示制限手段は、上記油圧検出手段により検出された油圧が高いほど、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する上記クランク角の所定の角度範囲を狭くする、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
更に、上記可変バルブリフト機構に供給される作動油の油温を検出する油温検出手段を有し、
上記切替指示制限手段は、上記油温検出手段により検出された油温が高いほど、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する上記クランク角の所定の角度範囲を狭くする、請求項２又は３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
更に、上記エンジンの水温を検出するエンジン水温検出手段を有し、
上記切替指示制限手段は、上記エンジン水温検出手段により検出された水温が高いほど、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する上記クランク角の所定の角度範囲を狭くする、請求項２乃至４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
更に、上記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、
上記切替指示制限手段は、上記エンジン回転数検出手段により検出された回転数が低いほど、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する上記クランク角の所定の角度範囲を狭くする、請求項２乃至５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
上記切替指示制限手段は、上記可変バルブリフト機構に供給される作動油が減圧されたときの上記エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する上記クランク角の所定の角度範囲を、上記可変バルブリフト機構に供給される作動油が加圧されたときよりも狭くする、請求項２乃至６の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
上記エンジンは、その燃焼方式が予混合圧縮自己着火燃焼又は火花点火燃焼に切り替わるエンジンであり、
上記可変バルブリフト機構制御手段は、上記エンジンの燃焼方式の切替に応じて、上記エンジンバルブのリフト量の切替指示を上記可変バルブリフト機構に出力する、請求項１乃至７の何れか１項に記載の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わり、特に、エンジンバルブのリフト量を変化させる可変バルブリフト機構を備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンバルブのリフト量を変化させる可変バルブリフト機構を備えたエンジンが知られている。例えば、特許文献１には、エンジンの排気バルブを排気行程だけでなく吸気行程でも開弁可能にするとともに、この吸気行程中の排気バルブの開弁動作（いわゆる排気バルブの２度開き）を実行するか停止するかを切り替える切替機構を備えたエンジンが記載されている。この特許文献１のエンジンでは、排気バルブの開弁動作の切替と同じタイミングで、高温ＥＧＲ弁の開度が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７３５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した可変バルブリフト機構は、一般的に、エンジンバルブが開閉動作をしていない状態（即ち全閉状態）であるときに、そのエンジンバルブのリフト量の切替を行う。一方、エンジンバルブが開閉動作をしている間は、そのエンジンバルブのリフト量の切替を行うことができない。従って、エンジンが多気筒エンジンである場合、可変バルブリフト機構は、エンジンバルブが全閉状態である気筒から順にリフト量の切替を行う。
【０００５】
ここで、可変バルブリフト機構は、例えば油圧、電磁アクチュエータ、空気圧等により駆動されるが、それらの駆動機構の応答特性により、エンジンバルブのリフト量の切替指示が可変バルブリフト機構に入力されてから可変バルブリフト機構がエンジンバルブのリフト量の切替を完了するまでの応答時間にばらつきが生じる。その結果、ある気筒においてエンジンバルブが開閉動作を開始する直前のタイミングでエンジンバルブのリフト量の切替指示が可変バルブリフト機構に出力された場合、その気筒においてエンジンバルブのリフト量の切替が行われるのか、又は、点火／着火順序が次の気筒においてエンジンバルブのリフト量の切替が行われるのかが、可変バルブリフト機構の応答時間のばらつきによって変動することがある。
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１のエンジンでは、切替機構（可変バルブリフト機構）の応答時間のばらつきを考慮することなく、排気バルブの開弁動作の切替指示と同じタイミングで、高温ＥＧＲ弁の開度の変更指示が出力されるので、切替機構の応答時間のばらつきにより、高温ＥＧＲ弁の開度の変更が行われた気筒と、排気バルブの開弁動作の切替が行われた気筒とが一致しない状況が生じ得る。この場合、意図した燃焼制御が行われず（例えば、高温ＥＧＲと内部ＥＧＲとが同時に気筒内に導入される、あるいは、高温ＥＧＲも内部ＥＧＲも気筒内に導入されない等）、異常燃焼や失火を招くおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、可変バルブリフト機構の切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる、エンジン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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの制御装置は、エンジンバルブのリフト量を変化させる可変バルブリフト機構を備えたエンジンの制御装置であって、エンジンのクランク角を検出するクランク角検出手段と、エンジンの運転状態に応じて、エンジンバルブのリフト量の切替指示を可変バルブリフト機構に出力する可変バルブリフト機構制御手段と、可変バルブリフト機構制御手段によるエンジンバルブのリフト量の切替指示に対応した燃焼制御パラメータを選択してエンジンの各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段と、クランク角検出手段により検出されたクランク角が、可変バルブリフト機構制御手段がエンジンバルブのリフト量の切替指示を出力してから可変バルブリフト機構がエンジンバルブのリフト量の切替を完了するまでの応答時間のばらつきによりエンジンバルブのリフト量が切り替わる気筒が変動する所定の角度範囲内にある場合、可変バルブリフト機構制御手段によるエンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する切替指示制限手段と、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、切替指示制限手段は、クランク角検出手段により検出されたクランク角が、可変バルブリフト機構の応答時間のばらつきによりエンジンバルブのリフト量が切り替わる気筒が変動する所定の角度範囲内にある場合、可変バルブリフト機構制御手段によるエンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するので、エンジンバルブのリフト量が切り替わる気筒を確実に特定できる場合にのみ、可変バルブリフト機構制御手段からエンジンバルブのリフト量の切替指示を出力させることができ、これにより、可変バルブリフト機構の切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、可変バルブリフト機構は油圧により作動する。
このように構成された本発明においては、油圧駆動機構の特性上、可変バルブリフト機構制御手段がエンジンバルブのリフト量の切替指示を出力してから可変バルブリフト機構がエンジンバルブのリフト量の切替を完了するまでの応答時間にある程度のばらつきが生じることが想定されるが、その場合でも可変バルブリフト機構の切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、更に、可変バルブリフト機構に供給される作動油の油圧を検出する油圧検出手段を有し、切替指示制限手段は、油圧検出手段により検出された油圧が高いほど、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するクランク角の所定の角度範囲を狭くする。
このように構成された本発明においては、油圧が高くなるほど可変バルブリフト機構の駆動力が増大することにより可変バルブリフト機構の応答速度が速くなり、応答時間のばらつきが小さくなるという可変バルブリフト機構の特性に合わせて、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する角度範囲の幅を低減することができ、これにより、可変バルブリフト機構によるエンジンバルブのリフト量の切替をできる限り早期に行うことができる。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、更に、可変バルブリフト機構に供給される作動油の油温を検出する油温検出手段を有し、切替指示制限手段は、油温検出手段により検出された油温が高いほど、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するクランク角の所定の角度範囲を狭くする。
このように構成された本発明においては、油温が高くなるほど可変バルブリフト機構の作動油の粘度が低下することにより可変バルブリフト機構の応答速度が速くなり、応答時間のばらつきが小さくなるという可変バルブリフト機構の特性に合わせて、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する角度範囲の幅を低減することができ、これにより、可変バルブリフト機構によるエンジンバルブのリフト量の切替をできる限り早期に行うことができる。
【００１２】
また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、更に、エンジンの水温を検出するエンジン水温検出手段を有し、切替指示制限手段は、エンジン水温検出手段により検出された水温が高いほど、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するクランク角の所定の角度範囲を狭くする。
このように構成された本発明においては、水温が高くなるほど可変バルブリフト機構の作動油の油温が上昇し、それに伴って作動油の粘度が低下することにより可変バルブリフト機構の応答速度が速くなり、応答時間のばらつきが小さくなるという可変バルブリフト機構の特性に合わせて、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する角度範囲の幅を低減することができ、これにより、可変バルブリフト機構によるエンジンバルブのリフト量の切替をできる限り早期に行うことができる。
【００１３】
また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、更に、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、切替指示制限手段は、エンジン回転数検出手段により検出された回転数が低いほど、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するクランク角の所定の角度範囲を狭くする。
このように構成された本発明においては、エンジンの回転数が低くなるほど、可変バルブリフト機構の応答時間中のクランクシャフトの回転角度が小さくなることにより可変バルブリフト機構の応答時間のばらつきに対応するクランク角の幅が小さくなるという可変バルブリフト機構の特性に合わせて、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する角度範囲の幅を低減することができ、これにより、可変バルブリフト機構によるエンジンバルブのリフト量の切替をできる限り早期に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、好ましくは、切替指示制限手段は、可変バルブリフト機構に供給される作動油が減圧されたときのエンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限するクランク角の所定の角度範囲を、可変バルブリフト機構に供給される作動油が加圧されたときよりも狭くする。
このように構成された本発明においては、可変バルブリフト機構に供給される作動油が減圧されたときの可変バルブリフト機構の応答速度が、可変バルブリフト機構に供給される作動油が加圧されたときの可変バルブリフト機構の応答速度よりも速い場合、可変バルブリフト機構から作動油が排出されるときの応答時間のばらつきは、可変バルブリフト機構に作動油が供給されるときよりも小さくなるという可変バルブリフト機構の特性に合わせて、エンジンバルブのリフト量の切替指示の出力を制限する角度範囲の幅を低減することができ、これにより、可変バルブリフト機構によるエンジンバルブのリフト量の切替をできる限り早期に行うことができる。
【００１５】
また、本発明において、好ましくは、エンジンは、その燃焼方式が予混合圧縮自己着火燃焼又は火花点火燃焼に切り替わるエンジンであり、可変バルブリフト機構制御手段は、エンジンの燃焼方式の切替に応じて、エンジンバルブのリフト量の切替指示を可変バルブリフト機構に出力する。
このように構成された本発明においては、エンジンが、予混合圧縮自己着火燃焼と、火花点火燃焼とを切り替えるように構成されており、それぞれの燃焼方式において大きく異なる燃焼制御パラメータが用いられる場合でも、エンジンバルブのリフト量が切り替わる気筒を確実に特定できる場合にのみ、可変バルブリフト機構制御手段からエンジンバルブのリフト量の切替指示を出力させるので、可変バルブリフト機構の切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができ、特に有利である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるエンジンの制御装置によれば、可変バルブリフト機構の切り替え状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジンの運転領域の説明図である。
【図４】本発明の実施形態による吸気バルブ及び排気バルブのリフトカーブを示す線図であり、（ａ）はエンジンのＨＣＣＩ領域の低負荷側、（ｂ）はエンジンのＨＣＣＩ領域の高負荷側、（ｃ）はエンジンのＳＩ領域における吸気バルブ及び排気バルブのリフトカーブを示す線図である。
【図５】本発明の実施形態による可変バルブリフト機構の切替指示が制限される切替指示制限角度範囲を例示するグラフである。
【図６】本発明の実施形態による可変バルブリフト機構の切替指示制限角度範囲に影響を及ぼす各パラメータと、切替指示制限角度範囲との関係を示した線図であり、（ａ）は油圧、（ｂ）は油温又は水温、（ｃ）はエンジン回転数と切替指示制限角度範囲との関係を示す線図である。
【図７】本発明の実施形態による排気バルブの作動モードの切替処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態によるエンジンの運転領域がＨＣＣＩ領域からＳＩ領域へ切り替わるときの、（ａ）運転領域の変化、（ｂ）クランク角の切替指示制限範囲内外の変化、（ｃ）ＰＣＭ１０によるＶＶＬ７１への切替指示出力の変化、（ｄ）排気バルブの作動モードの変化、（ｅ）燃料噴射モードの変化、及び（ｆ）火花点火モードの変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を説明する。
【００１９】
［装置構成］
図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示し、図２は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を示すブロック図である。
【００２０】
エンジン１は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンである。エンジン１は、複数の気筒１８が設けられたシリンダブロック１１（なお、図１では、１つの気筒のみを図示するが、例えば４つの気筒が直列に設けられる）と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン１３とを有している。各気筒１８内には、コンロッド１４２を介してクランクシャフト１５と連結されているピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。ピストン１４の頂面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ１４１が形成されている。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するときには、後述するインジェクタ６７に相対する。シリンダヘッド１２と、気筒１８と、キャビティ１４１を有するピストン１４とは、燃焼室１９を画定する。なお、燃焼室１９の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ１４１の形状、ピストン１４の頂面形状、及び、燃焼室１９の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
【００２１】
このエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、１５以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。なお、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。
【００２２】
シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されていると共に、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７には、燃焼室１９側の開口を開閉する吸気バルブ２１及び排気バルブ２２がそれぞれ配設されている。
【００２３】
吸気バルブ２１及び排気バルブ２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、排気側には、排気バルブ２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える、例えば油圧作動式の可変バルブリフト機構（図２参照。以下、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）と称する）７１と、クランクシャフト１５に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構（以下、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）と称する）７５と、が設けられている。ＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気バルブ２２に伝達するロストモーション機構を含んで構成されている。第１カムの作動状態を排気バルブ２２に伝達しているときには、排気バルブ２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気バルブ２２に伝達しているときには、排気バルブ２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジンの運転状態に応じて切り替えられる。具体的には、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。なお、排気バルブ２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。
【００２４】
なお、内部ＥＧＲの実行は、排気二度開きのみによって実現されるのではない。例えば吸気バルブ２１を二回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを気筒１８内に残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。
【００２５】
ＶＶＴ７５は、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。排気バルブ２２は、ＶＶＴ７５によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。
【００２６】
ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５を備えた排気側の動弁系と同様に、吸気側には、図２に示すように、ＶＶＬ７４とＶＶＴ７２とが設けられている。吸気側のＶＶＬ７４は、排気側のＶＶＬ７１とは異なる。吸気側のＶＶＬ７４は、吸気バルブ２１のリフト量を相対的に大きくする大リフトカムと、吸気バルブ２１のリフト量を相対的に小さくする小リフトカムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、大リフトカム及び小リフトカムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に吸気バルブ２１に伝達するロストモーション機構を含んで構成されている。ＶＶＬ７４が大リフトカムの作動状態を吸気バルブ２１に伝達しているときには、吸気バルブ２１は、相対的に大きいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も長くなる。これに対し、ＶＶＬ７４が小リフトカムの作動状態を吸気バルブ２１に伝達しているときには、吸気バルブ２１は、相対的に小さいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も短くなる。大リフトカムと小リフトカムとは、閉弁時期又は開弁時期を同じにして切り替わるように設定されている。
【００２７】
吸気側のＶＶＴ７２は、排気側のＶＶＴ７５と同様に、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。吸気バルブ２１もまた、ＶＶＴ７２によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。なお、吸気側にＶＶＬ７４を適用せずに、ＶＶＴ７２のみを適用し、吸気バルブ２１の開弁時期及び閉弁時期のみを変更するようにしてもよい。
【００２８】
シリンダヘッド１２にはまた、気筒１８毎に、気筒１８内に燃料を直接噴射する（直噴）インジェクタ６７が取り付けられている。インジェクタ６７は、その噴口が燃焼室１９の天井面の中央部分から、その燃焼室１９内に臨むように配設されている。インジェクタ６７は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１９内に直接噴射する。この例において、インジェクタ６７は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、インジェクタ６７は、燃料噴霧が、燃焼室１９の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室１９の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ１４１の壁面に沿って流動する。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型のインジェクタ６７とキャビティ１４１との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。なお、インジェクタ６７は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。
【００２９】
図外の燃料タンクとインジェクタ６７との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ６３とコモンレール６４とを含みかつ、インジェクタ６７に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム６２が介設されている。燃料ポンプ６３は、燃料タンクからコモンレール６４に燃料を圧送し、コモンレール６４は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。インジェクタ６７が開弁することによって、コモンレール６４に蓄えられている燃料がインジェクタ６７の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ６３は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン１によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム６２は、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力の燃料を、インジェクタ６７に供給することを可能にする。燃料圧力は、最高で１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。インジェクタ６７に供給される燃料の圧力は、後述するように、エンジン１の運転状態に応じて変更される。なお、燃料供給システム６２は、この構成に限定されるものではない。
【００３０】
シリンダヘッド１２にはまた、燃焼室１９内の混合気に強制点火する点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この例では、エンジン１の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド１２内を貫通して配置されている。点火プラグ２５の先端は、圧縮上死点に位置するピストン１４のキャビティ１４１内に臨んで配置される。
【００３１】
エンジン１の一側面には、図１に示すように、各気筒１８の吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、エンジン１の他側面には、各気筒１８の燃焼室１９からの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。
【００３２】
吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設され、その下流側には、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１８毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１８の吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。
【００３３】
吸気通路３０におけるスロットル弁３６とサージタンク３３との間には、気筒１８に導入する新気にオゾンを添加するオゾン発生器（Ｏ3発生器）７６が介設されている。オゾン発生器７６は、吸気に含まれる酸素を原料ガスとして、無声放電によりオゾンを生成する。つまり、電極に対して、図外の電源から高周波交流高電圧を印加することにより、放電間隙において無声放電が発生し、そこを通過する空気（つまり、吸気）がオゾン化される。こうしてオゾンが添加された吸気は、サージタンク３３から吸気ポート１６を介して、各気筒１８内に導入される。オゾン発生器７６の電極に対する電圧の印加態様を変更する、及び／又は、電圧を印加する電極の数を変更することによって、オゾン発生器７６を通過した後の、吸気中のオゾン濃度を調整することが可能である。ＰＣＭ１０は、こうしたオゾン発生器７６に対する制御を通じて、気筒１８内に導入する吸気中のオゾン濃度の調整を行う。
【００３４】
排気通路４０の上流側の部分は、気筒１８毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。
【００３５】
吸気通路３０におけるサージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分と、排気通路４０における直キャタリスト４１よりも上流側の部分とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０を介して接続されている。このＥＧＲ通路５０は、排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１を含んで構成されている。主通路５１には、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するためのＥＧＲ弁５１１が配設されている。
【００３６】
エンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
【００３７】
ＰＣＭ１０には、図１、２に示すように、各種のセンサＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４〜ＳＷ１８の検出信号が入力される。具体的には、ＰＣＭ１０には、エアクリーナ３１の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１の検出信号と、新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２の検出信号と、ＥＧＲ通路５０における吸気通路３０との接続部近傍に配置されかつ、外部ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温センサＳＷ４の検出信号と、吸気ポート１６に取り付けられかつ、気筒１８内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサＳＷ５の検出信号と、シリンダヘッド１２に取り付けられかつ、気筒１８内の圧力を検出する筒内圧センサＳＷ６の検出信号と、排気通路４０におけるＥＧＲ通路５０の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサＳＷ７及び排気圧センサＳＷ８の検出信号と、直キャタリスト４１の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ2センサＳＷ９の検出信号と、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ2センサＳＷ１０の検出信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１の検出信号と、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ１２の検出信号と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ１３の検出信号と、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４、ＳＷ１５の検出信号と、燃料供給システム６２のコモンレール６４に取り付けられかつ、インジェクタ６７に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサＳＷ１６の検出信号と、エンジン１の油圧を検出する油圧センサＳＷ１７の検出信号と、エンジン１の油温を検出する油温センサＳＷ１８の検出信号と、が入力される。
【００３８】
ＰＣＭ１０は、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ６７、点火プラグ２５、吸気バルブ側のＶＶＴ７２及びＶＶＬ７４、排気バルブ側のＶＶＴ７５及びＶＶＬ７１、燃料供給システム６２、各種の弁（スロットル弁３６、ＥＧＲ弁５１１）のアクチュエータ、並びに、オゾン発生器７６へ制御信号を出力する。こうしてＰＣＭ１０は、エンジン１を運転する。詳細は後述するが、ＰＣＭ１０は、本発明におけるエンジンの制御装置に相当し、可変バルブリフト機構制御手段、燃焼制御手段及び切替指示制限手段として機能する。
【００３９】
［運転領域］
次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの運転領域について説明する。図３は、エンジン１の運転制御マップの一例を示している。このエンジン１は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域では、点火プラグ２５による点火を行わずに、予混合圧縮自己着火（Homogeneous-Charge Compression Ignition：ＨＣＣＩ）による圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン１の負荷が高くなるに従って、圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、例えば燃焼騒音等の問題を引き起こすことになる。そこで、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域では、圧縮着火燃焼を止めて、点火プラグ２５を利用した強制点火燃焼（ここでは火花点火燃焼（Spark Ignition：ＳＩ））に切り替える。このように、このエンジン１は、エンジン１の運転状態、特にエンジン１の負荷に応じて、予混合圧縮自己着火燃焼を行うＨＣＣＩモードと、火花点火燃焼を行うＳＩモードとを切り替えるように構成されている。但し、モード切り替えの境界線は、図例に限定されるものではない。
【００４０】
［吸気バルブ及び排気バルブの動作］
次に、図４を参照して、本発明の実施形態による吸気バルブ及び排気バルブの動作を説明する。図４は、本発明の実施形態による吸気バルブ及び排気バルブのリフトカーブを示す線図であり、（ａ）はエンジンのＨＣＣＩ領域の低負荷側、（ｂ）はエンジンのＨＣＣＩ領域の高負荷側、（ｃ）はエンジンのＳＩ領域における吸気バルブ及び排気バルブのリフトカーブの一例を示している。
【００４１】
吸気側のＶＶＬ７４における小リフトカムのプロフィールは、図４（ａ）及び（ｂ）に実線で例示するように、相対的に小さいリフト量の１つのカム山を有し、吸気側のＶＶＬ７４における大リフトカムのプロフィールは、図４（ｃ）に実線で例示するように、相対的に大きいリフト量の１つのカム山を有している。
ＶＶＬ７４が小リフトカムの作動状態を吸気バルブ２１に伝達しているときには、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、吸気バルブ２１は、相対的に小さいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も短くなる。これに対し、ＶＶＬ７４が大リフトカムの作動状態を吸気バルブ２１に伝達しているときには、図４（ｃ）に示すように、吸気バルブ２１は、相対的に大きいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も長くなる。図４の例では、大リフトカムと小リフトカムとは、開弁時期を同じにして切り替わるように設定されているので、ＶＶＬ７４が大リフトカムの作動状態を吸気バルブ２１に伝達している場合、吸気バルブ２１の閉弁時期は圧縮工程中まで遅れるように設定され、遅閉じミラーサイクルが実現される。
【００４２】
排気側のＶＶＬ７１における第１カムのカムプロフィールは、図４（ａ）及び（ｂ）に破線で例示するように、リフトカーブにおける閉弁側に、クランク角の進行に対してリフトを略一定に維持するリフト棚部２２２を有し、第２カムのカムプロフィールは、図４（ｃ）に破線で例示するように、リフト棚部を有さずに、一つのカム山を有する。
【００４３】
排気側のＶＶＬ７１のロストモーション機構が、第１カムの作動状態を排気バルブ２２に伝達しているときには、図４（ａ）及び（ｂ）に破線で例示するように、排気バルブ２２は、開弁をした後、クランク角の進行に伴いリフト量が次第に大きくなり、少なくとも排気行程中で所定のピークに至った後、リフト棚部２２２において所定リフト量を維持した上で、閉弁に至る特殊モードで作動をする。これに対し、ロストモーション機構が、第２カムの作動状態を排気バルブ２２に伝達しているときには、図４（ｃ）に破線で例示するように、排気バルブ２２は開弁をした後、クランク角の進行に伴いリフト量が次第に大きくなり、少なくとも排気行程中で所定のピークに至った後、リフト量が次第に小さくなって、そのまま閉弁する通常モードで作動をする。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジン１の運転状態に応じて切り替えられ、具体的に、特殊モードは、内部ＥＧＲガスを気筒１８内に導入する際に利用され、通常モードは、それ以外のときに利用される。以下の説明においては、ＶＶＬ７１を通常モードで作動させることを、「ＶＶＬ７１をオフにする」といい、ＶＶＬ７１を特殊モードで作動させ、内部ＥＧＲ制御を行うことを、「ＶＶＬ７１をオンにする」という場合がある。
【００４４】
ここで、図４（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、排気側のＶＶＬ７１における第１カムのカムプロフィールについて、さらに詳細に説明をする。図４（ａ）の破線は、排気バルブ２２の閉時期の位相を最も遅角側に設定したときの、排気バルブ２２のリフトカーブ２２１であり、図３（ｂ）の破線は、排気バルブ２２の閉時期の位相を最も進角側に設定したときの、排気弁２２のリフトカーブ２２１である。第１カムは、上述の通り、そのリフトカーブ２２１における閉弁側にリフト棚部２２２を有するように構成されている。ここで、リフトカーブ２２１における閉弁側とは、リフトカーブ２２１におけるピークを挟んだ両側を、開弁側と閉弁側とに分けたときの閉弁側に相当する。図４（ａ）に示すように、ＶＶＴ７５によって排気バルブ２２の閉時期の位相を遅角したときに、リフト棚部２２２は、吸気行程の、少なくとも前半に位置するようになる。ここでいう「前半」は、吸気行程を前半と後半とに２等分したときの前半に相当する。従って、排気行程中に排気ポート１７に排出された排気ガスの一部は、吸気行程時に排気バルブ２２が開弁することに伴い、気筒１８内に戻される。こうして、排気ガスの一部が、実質的に、気筒１８内に残留することになる（つまり、内部ＥＧＲ制御）。
【００４５】
リフト棚部２２２のリフト量は、リフトカーブ２２１のピークよりも低いリフト量に設定されている。図４（ａ）に示すように、ＶＶＴ７５によって排気バルブ２２の開閉時期の位相を遅角したときに、リフト棚部２２２は上死点（Top Dead Center：ＴＤＣ）に位置する場合がある。そのため、実施形態では、リフト棚部２２２のリフト量は、上死点に位置するピストン１４の上面と干渉しない限度において、最大リフト量となるように設定される。こうすることで、内部ＥＧＲの最大量を、できるだけ多い量に設定することが可能になる。例えば、リフト棚部２２２のリフト量は、リフトカーブ２２１のピークにおけるリフト量に対して、１／２以下の範囲で、適宜、設定することが可能である。
また、リフト棚部２２２の長さ（つまり、クランク角の進行方向の長さ）は、設定可能な最大リフト量に基づいて、要求される最大の内部ＥＧＲガス量を満足することができるように設定される。
【００４６】
なお、排気バルブ２２の特殊モードにおいては、図４に示したように、排気行程での開弁後、リフト棚部２２２を通じて開弁状態を維持した上で、吸気行程で閉弁するようなカムプロフィールの代わりに、排気行程での開弁後に一旦閉弁をした後、吸気行程で再び開弁するようなカムプロフィールを採用してもよい。
【００４７】
［エンジンバルブのリフト量の切替指示制限角度範囲］
次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施形態によるＰＣＭ１０が排気バルブ２２のリフト量の切替指示を制限する角度範囲について説明する。図５は、直列４気筒のエンジンにおいて本発明の実施形態によるＶＶＬ７１の切替指示が制限される切替指示制限角度範囲を例示したグラフである。以下の説明では、ＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力するタイミングを特定する基準となる気筒を第１気筒といい、以降の点火／着火順序に従って各気筒を第２気筒、第３気筒及び第４気筒というものとする。
図６は、本発明の実施形態によるＶＶＬ７１の切替指示制限角度範囲に影響を及ぼす各パラメータと切替指示制限角度範囲との関係を示した線図であり、（ａ）は油圧、（ｂ）は油温又は水温、（ｃ）はエンジン回転数と切替指示制限角度範囲との関係を示す線図である。
【００４８】
まず、図５のグラフは、エンジン回転数が１０００ｒｐｍ、水温が８８℃、油温が９０℃、油圧が高圧の運転状態において、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ領域からＳＩ領域に切り替わり、それに応じてＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力する場合を例示している。
この図５における横軸は、ＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力するタイミングを、第１気筒の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）のクランク角で表している。また、図５における縦軸は、ＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了してから排気バルブ２２が作動を開始するまでのクランク角余裕を表している。
【００４９】
第１気筒のクランク角が７２０度ＢＴＤＣのときにＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力した後、切替後の作動モードで排気バルブ２２が開弁する最初の気筒（即ち、ＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了してから排気バルブ２２が作動を開始するまでのクランク角余裕が最も小さい気筒）は、ＶＶＬ７１の応答速度や、そのときのエンジン回転数等に応じて定まるが、図５の例では、切替後の作動モードで排気バルブ２２が開弁する最初の気筒は第２気筒となっている。
【００５０】
具体的には、図５に示すように、第１気筒のクランク角が７２０度ＢＴＤＣのときにＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力した場合、第２気筒のＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了してから排気バルブ２２が作動を開始するまでのクランク角余裕は、約１２０度確保されている。従って、この場合には、確実に第２気筒において排気バルブ２２の作動モードの切替が行われる。なお、クランク角余裕の具体的な値は、ＶＶＬ７１の応答速度や、そのときのエンジン回転数等に応じて定まる。
【００５１】
一方、第１気筒のクランク角が６００度ＢＴＤＣ近傍のときにＰＣＭ１０が排気バルブ２２の作動モードの切替指示をＶＶＬ７１に出力した場合、第２気筒のＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了してから排気バルブ２２が作動を開始するまでのクランク角余裕はほとんど確保されていない。この場合、ＶＶＬ７１の応答時間のばらつきにより、第２気筒において排気バルブ２２の作動モードの切替が行われることもあれば、排気バルブ２２の作動モードの切替が第２気筒における排気バルブ２２の作動開始に間に合わず、次の第３気筒において排気バルブ２２の作動モードの切替が行われることもあるので、何れの気筒において排気バルブ２２の作動モードの切替が行われるのか特定することができない。
【００５２】
そこで、本実施形態のＰＣＭ１０は、第１気筒のクランク角が６００度ＢＴＤＣを中心とする幅θ度の角度範囲（切替指示制限角度範囲）内にある場合、ＶＶＬ７１に対する排気バルブ２２の作動モードの切替指示の出力を制限する。
同様に、本実施形態のＰＣＭ１０は、第１気筒のクランク角が４２０度ＢＴＤＣ、２４０度ＢＴＤＣ、及び６０度ＢＴＤＣのそれぞれを中心とする幅θ度の角度範囲内にある場合にも、ＶＶＬ７１に対する排気バルブ２２の作動モードの切替指示の出力を制限する。
これにより、ＰＣＭ１０は、排気バルブ２２の作動モードが切り替わる気筒を確実に特定できる場合にのみ、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替指示を出力することができる。
【００５３】
次に、図６のグラフは、切替指示制限角度範囲の幅θと、この幅θに影響を及ぼす各パラメータとの関係を表している。
まず、他のパラメータが一定の条件下では、エンジン１の油圧が高くなるほどＶＶＬ７１の駆動力が増大するので、ＶＶＬ７１の応答速度は速くなり、応答時間のばらつきは小さくなる。従って、図６（ａ）に示すように、油圧センサＳＷ１７により検出された油圧が高いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定される。
【００５４】
次に、他のパラメータが一定の条件下では、エンジン１の油温又は水温が高くなるほどＶＶＬ７１の作動油の粘度が低下するので、ＶＶＬ７１の応答速度は速くなり、応答時間のばらつきは小さくなる。従って、図６（ｂ）に示すように、油温センサＳＷ１８により検出された油温又は水温センサＳＷ１１により検出された水温が高いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定される。
【００５５】
次に、他のパラメータが一定の条件下では、エンジン１の回転数が低くなるほど、ＶＶＬ７１の応答時間中のクランクシャフト１５の回転角度が小さくなるので、ＶＶＬ７１の応答時間のばらつきに対応するクランク角の幅が小さくなる。従って、図６（ｃ）に示すように、クランク角センサＳＷ１２により検出されたエンジン１の回転数が低いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定される。
【００５６】
更に、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替方向（即ちエンジン１の運転領域の切替方向）に応じて、切替指示制限角度範囲の幅θを変えることができる。例えば、他のパラメータが一定の条件下で、ＶＶＬ７１に供給される作動油が減圧されたとき（即ちＶＶＬ７１から作動油が排出されるとき）のＶＶＬ７１の応答速度が、ＶＶＬ７１に供給される作動油が加圧されたとき（即ちＶＶＬ７１に作動油が供給されるとき）のＶＶＬ７１の応答速度よりも速い場合、ＶＶＬ７１から作動油が排出されるときの応答時間のばらつきは、ＶＶＬ７１に作動油が供給されるときよりも小さくなる。そこで、ＶＶＬ７１に供給される作動油が減圧されたときの切替指示制限角度範囲の幅θは、ＶＶＬ７１に供給される作動油が加圧されたときよりも狭く設定される。
【００５７】
［ＶＶＬによる排気バルブの作動モードの切替処理］
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施形態による排気バルブ２２の作動モードの切替処理を説明する。図７は、本発明の実施形態による排気バルブ２２の作動モードの切替処理のフローチャートであり、図８は、本発明の実施形態によるエンジン１の運転領域がＨＣＣＩ領域からＳＩ領域へ切り替わるときの、（ａ）運転領域の変化、（ｂ）クランク角の切替指示制限範囲内外の変化、（ｃ）ＰＣＭ１０によるＶＶＬ７１への切替指示出力の変化、（ｄ）排気バルブ２２の作動モードの変化、（ｅ）燃料噴射モードの変化、及び（ｆ）火花点火モードの変化を示すタイムチャートである。図７に示す処理は、ＰＣＭ１０によって、車両の運転時に所定の周期で繰り返し実行される。
【００５８】
図７に示すように、排気バルブ２２の作動モードの切替処理が開始されると、まず、ステップＳ１において、ＰＣＭ１０は、各種のセンサから入力された検出信号等に基づき、エンジン１の運転状態を取得する。
【００５９】
次に、ステップＳ２において、ＰＣＭ１０は、エンジン１の運転領域がＳＩ領域とＨＣＣＩ領域との境界を越えたか否かを判定する。その結果、エンジン１の運転領域がＳＩ領域とＨＣＣＩ領域との境界を越えていない場合、排気バルブ２２の作動モードを切り替える必要がないので、ＰＣＭ１０は処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ２において、エンジン１の運転領域がＳＩ領域とＨＣＣＩ領域との境界を越えた場合、ステップＳ３に進み、ＰＣＭ１０は、切替指示制限角度範囲の幅θに影響を及ぼす各パラメータ（例えば、油圧、油温、水温、エンジン回転数、エンジン１の運転領域の切替方向等）を取得する。
【００６１】
次に、ステップＳ４において、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１で取得したエンジン１の運転状態及びステップＳ３で取得したパラメータに基づき、切替指示制限角度範囲の位置（例えば第１気筒のＢＴＤＣで表したクランク角）及び幅θを取得することにより、切替指示制限角度範囲を設定する。
【００６２】
次に、ステップＳ５において、ＰＣＭ１０は、クランク角センサＳＷ１２により検出されたクランク角を取得する。次いで、ステップＳ６において、ＰＣＭ１０は、ステップＳ５で取得したクランク角が、ステップＳ４で設定した切替指示制限角度範囲外か否かを判定する。
【００６３】
その結果、ステップＳ５で取得したクランク角が、ステップＳ４で設定した切替指示制限角度範囲外である場合、ステップＳ７に進み、ＰＣＭ１０は、運転領域の切替方向に応じて排気バルブ２２の作動モードを切り替える指示をＶＶＬ７１に出力し、その後、処理を終了する。
一方、ステップＳ５で取得したクランク角が、ステップＳ４で設定した切替指示制限角度範囲外ではない（切替指示制限角度範囲内である場合）、ＰＣＭ１０は、排気バルブ２２の作動モードを切り替える指示をＶＶＬ７１に出力することなく処理を終了する。
【００６４】
例えば、図８（ａ）に示すように、時刻Ｔ１においてエンジン１の運転領域がＨＣＣＩ領域からＳＩ領域に切り替わった場合、従来のエンジンの制御装置では、図８（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）に一点鎖線で示すように、排気バルブの作動モードを特殊モードから通常モードへ切り替える指示を、時刻Ｔ１以降最初に排気バルブが開弁する気筒ＡのＶＶＬに直ちに出力すると共に、その気筒Ａにおける燃料噴射モードをＨＣＣＩモードからＳＩモードに切り替え、火花点火モードをＯＦＦからＯＮに切り替える。
しかしながら、図８（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１におけるクランク角が切替指示制限角度範囲内である場合、図８（ｄ）に示すように、ＶＶＬの応答時間のばらつきにより、時刻Ｔ１以降最初に排気バルブが開弁する気筒Ａにおいて排気バルブの作動モードが切り替えられず、その次の気筒Ｂで排気バルブの作動モードが切り替えられることがある。この場合でも、上述のように、時刻Ｔ１以降最初に排気バルブが開弁する気筒Ａにおける燃料噴射モードはＳＩモードに切り替えられ、火花点火モードはＯＮに切り替えられてしまっているので、気筒Ａにおける排気バルブは未だにＨＣＣＩ領域に対応した特殊モードで作動しているにも関わらず、燃料噴射及び火花点火はＳＩ領域に対応した制御が行われることになる。その結果、気筒Ａで異常燃焼や失火が生じるおそれがある。
【００６５】
一方、本実施形態のＰＣＭ１０は、時刻Ｔ１においてエンジン１の運転領域がＨＣＣＩ領域からＳＩ領域に切り替わった場合でも、図８（ｂ）に示すように時刻Ｔ１におけるクランク角が切替指示制限角度範囲内であるので、図８（ｃ）に実線で示すように、排気バルブ２２の作動モードを特殊モードから通常モードへ切り替える指示を、時刻Ｔ１以降最初に排気バルブが開弁する気筒ＡのＶＶＬ７１に直ちに出力するのではなく、時刻Ｔ２においてクランク角が切替指示制限角度範囲外になったときに、その次の気筒ＢのＶＶＬ７１に出力すると共に、その気筒Ｂにおける燃料噴射モードをＨＣＣＩモードからＳＩモードに切り替え、火花点火モードをＯＦＦからＯＮに切り替える。
従って、気筒Ａでは、排気バルブ２２の作動モード、燃料噴射モード、及び火花点火モードの何れもＨＣＣＩ領域に対応した制御が行われ、次の気筒Ｂでは、排気バルブ２２の作動モード、燃料噴射モード、及び火花点火モードの何れもＳＩ領域に対応した制御が行われる。
【００６６】
次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
まず、上述した実施形態では、ＶＶＬ７１は、油圧で作動し、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気バルブ２２に伝達するロストモーション機構を含んで構成されていると説明したが、これとは異なる構成のＶＶＬを用いてもよく、電磁駆動や空気圧駆動のＶＶＬを用いてもよい。
【００６７】
また、上述した実施形態では、排気バルブ２２を駆動するＶＶＬ７１への切替指示を制御する場合を例示したが、吸気バルブ２１を駆動するＶＶＬ７４への切替指示の制御についても、ここに開示した技術を適用することができる。
【００６８】
また、上述した実施形態では、直列４気筒のエンジンを例としてＶＶＬ７１の切替指示が制限される切替指示制限角度範囲を説明したが、直列４気筒以外の多気筒エンジンについてもここに開示した技術を適用することができる。
【００６９】
次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例によるエンジンの制御装置１の作用効果を説明する。
【００７０】
まず、ＰＣＭ１０は、クランク角センサＳＷ１２により検出されたクランク角が、排気バルブ２２の作動モードの切替指示を出力してからＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了するまでの応答時間のばらつきにより排気バルブ２２の作動モードの切替が行われる気筒が変動する切替指示制限角度範囲内にある場合、ＶＶＬ７１に対する排気バルブ２２の作動モードの切替指示の出力を制限するので、ＰＣＭ１０は、排気バルブ２２の作動モードが切り替わる気筒を確実に特定できる場合にのみ、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替指示を出力することができ、これにより、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる。
【００７１】
特に、ＶＶＬ７１が油圧により作動する場合、油圧駆動機構の特性上、排気バルブ２２の作動モードの切替指示を出力してからＶＶＬ７１が排気バルブ２２の作動モードの切替を完了するまでの応答時間にある程度のばらつきが生じることが想定されるが、その場合でもＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができる。
【００７２】
また、油圧センサＳＷ１７により検出された油圧が高いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定されるので、油圧が高くなるほどＶＶＬ７１の駆動力が増大することによりＶＶＬ７１の応答速度が速くなり、応答時間のばらつきが小さくなるというＶＶＬ７１の特性に合わせて、切替指示制限角度範囲の幅θを低減することができ、これにより、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替をできる限り早期に行うことができる。
【００７３】
また、油温センサＳＷ１８により検出された油温又は水温センサＳＷ１１により検出された水温が高いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定されるので、油温又は水温が高くなるほどＶＶＬ７１の作動油の粘度が低下することによりＶＶＬ７１の応答速度が速くなり、応答時間のばらつきが小さくなるというＶＶＬ７１の特性に合わせて、切替指示制限角度範囲の幅θを低減することができ、これにより、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替をできる限り早期に行うことができる。
【００７４】
また、クランク角センサＳＷ１２により検出されたエンジン１の回転数が低いほど、切替指示制限角度範囲の幅θは狭く設定されるので、エンジン１の回転数が低くなるほど、ＶＶＬ７１の応答時間中のクランクシャフト１５の回転角度が小さくなることによりＶＶＬ７１の応答時間のばらつきに対応するクランク角の幅が小さくなるというＶＶＬ７１の特性に合わせて、切替指示制限角度範囲の幅θを低減することができ、これにより、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替をできる限り早期に行うことができる。
【００７５】
また、ＶＶＬ７１に供給される作動油が減圧されたときの切替指示制限角度範囲の幅θは、ＶＶＬ７１に供給される作動油が加圧されたときよりも狭く設定されるので、ＶＶＬ７１に供給される作動油が減圧されたときのＶＶＬ７１の応答速度が、ＶＶＬ７１に供給される作動油が加圧されたときのＶＶＬ７１の応答速度よりも速い場合、ＶＶＬ７１から作動油が排出されるときの応答時間のばらつきは、ＶＶＬ７１に作動油が供給されるときよりも小さくなるというＶＶＬ７１の特性に合わせて、切替指示制限角度範囲の幅θを低減することができ、これにより、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替をできる限り早期に行うことができる。
【００７６】
また、エンジン１が、予混合圧縮自己着火燃焼を行うＨＣＣＩモードと、火花点火燃焼を行うＳＩモードとを切り替えるように構成されており、ＨＣＣＩモードとＳＩモードとで大きく異なる燃焼制御パラメータが用いられる場合でも、ＰＣＭ１０は、排気バルブ２２の作動モードが切り替わる気筒を確実に特定できる場合にのみ、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替指示を出力するので、ＶＶＬ７１による排気バルブ２２の作動モードの切替状態に対応した適切な燃焼制御パラメータにより確実にエンジンの燃焼を制御することができ、特に有利である。
【符号の説明】
【００７７】
１  エンジン（エンジン本体）
１０  ＰＣＭ
１８  気筒
２２  排気バルブ
７１  ＶＶＬ
ＳＷ１１  水温センサ
ＳＷ１２  クランク角センサ
ＳＷ１７  油圧センサ
ＳＷ１８  油温センサ
【図１】
2016142169.tif 000003
【図２】
2016142169.tif 000004
【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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