(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸入空気量を変化させるスロットル弁と、
吸気バルブの作動角の大きさを変化させる開弁期間可変手段と、
上記吸気バルブの作動角の位相を変化させる作動角位相可変手段と、
上記スロットル弁が全閉となった内燃機関の所定の減速時に燃料供給を停止する燃料カット手段と、
を備えてなる内燃機関において、
上記燃料カット手段による燃料カット時およびその後の燃料カットリカバー時に、吸気バルブ開弁時期をマイナスオーバラップとなるように上死点よりも遅角側とするとともに、吸気バルブ閉弁時期を、燃焼安定性が悪化するほど実圧縮比の低下を生じない略下死点に制御することを特徴とする内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項２】
吸気バルブの開弁期間中のリフト量を変化させるリフト量可変手段をさらに備え、
上記燃料カット時に、吸気バルブのリフト量を定常時よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項３】
排気バルブの作動角の大きさを変化させる開弁期間可変手段と、
上記排気バルブの作動角の位相を変化させる作動角位相可変手段と、
をさらに備え、
上記燃料カット時に、排気バルブ開弁時期を、筒内が負圧となる下死点近傍に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項４】
上記燃料カット時に、排気バルブ開弁時期を定常時よりも遅角させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項５】
上記燃料カット時に、排気バルブ閉弁時期を上死点よりも進角した位置に制御することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項６】
上記燃料カット時に、吸気バルブ開弁時期が上死点よりも遅角した位置に制御され、
排気バルブ閉弁時期から上死点までの期間に比べて上死点から吸気バルブ開弁時期までの期間が大きく設定されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項７】
上記吸気バルブあるいは上記排気バルブの開弁期間可変手段は、カムプロファイルの異なる複数種のカムを備え、バルブを開閉駆動するカムを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【請求項８】
上記吸気バルブの開弁期間可変手段あるいはリフト量可変手段は、駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気バルブを押圧する揺動カムと、を備えており、上記制御軸の偏心カム部の回動位置を変化させることにより吸気バルブの作動角およびリフトが同時に増減変化するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気バルブないしは排気バルブのリフト特性を可変制御するバルブ制御装置に関し、特に、機関減速時の燃料カットに適した制御を行うバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の減速時におけるエミッションの低減や燃費の低減のために、例えばスロットルバルブを全閉としたような機関減速時に、燃料供給の停止いわゆる燃料カットを行うことが知られている。
【０００３】
そして、このような減速中の燃料カット時に、吸気バルブないしは排気バルブの開閉時期を適切な特性とするバルブ制御装置として、従来、特開平１０ー１１５２３４号公報に開示されているようなものがある。
【０００４】
これは、吸気カムシャフトを進角又は遅角させて吸気バルブの開弁時期を変更するバルブタイミング調整機構と、吸気バルブを開閉駆動するカムの切換を行って該吸気バルブのリフト量を変更するバルブリフト量調整機構と、を備えており、燃料カット時には、吸気バルブの開弁時間つまり作動角が短くされ、かつバルブタイミング調整機構により吸気バルブの作動角の位相が大幅に早められる。これにより、吸気バルブの開弁期間の殆どが排気バルブの開弁期間と重なるようになる。その結果、吸気行程中において吸気バルブが開いている時間が短くなり、燃焼室へ吸入される空気の量が少なくなる。
【０００５】
従って、燃料カット中にいわゆるエンジンブレーキ作用が十分に発生し、かつ排気系に配置される触媒の温度低下が回避される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように燃料カット時に吸気バルブの閉弁時期を開弁時期とともに大幅に早めるように制御する従来の構成では、燃料カットから燃料噴射を再開するいわゆる燃料カットリカバー時に、制御の機械的な応答遅れが存在することから、吸気バルブの閉弁時期が吸気行程の途中に位置したまま一時的に運転される結果、実圧縮比が低下し、燃焼の不安定をきたすおそれがある。
【０００７】
また、アイドル条件のような低回転、低負荷領域では、ポンプ損失低減と燃焼安定性の観点から、吸気バルブ開弁時期を吸気上死点よりも遅角して設定することが望ましいが、このような要求に対しても、上記従来のものでは、燃料カット中のバルブ特性と大きく異なることから、制御のつながりが悪くなりやすい。
【０００８】
本発明は、燃料カット中のポンプ損失を大きくしてエンジンブレーキ作用を十分に確保すると同時に、燃料カットリカバー時に、良好な燃焼を再開できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、
内燃機関の吸入空気量を変化させるスロットル弁と、
吸気バルブの作動角の大きさを変化させる開弁期間可変手段と、
上記吸気バルブの作動角の位相を変化させる作動角位相可変手段と、
上記スロットル弁が全閉となった内燃機関の所定の減速時に燃料供給を停止する燃料カット手段と、
を備えてなる内燃機関において、
上記燃料カット手段による燃料カット時およびその後の燃料カットリカバー時に、吸気バルブ開弁時期をマイナスオーバラップとなるように上死点よりも遅角側とするとともに、吸気バルブ閉弁時期を、燃焼安定性が悪化するほど実圧縮比の低下を生じない略下死点に制御することを特徴としている。
【００１０】
このように、吸気バルブ閉弁時期が略下死点にあれば、燃料カットから燃料カットリカバーに移行したときに、実圧縮比を十分に大きく確保できる。そして、排気バルブ開弁期間に対しいわゆるマイナスオーバラップとなることで、吸気行程初期に筒内で負圧が発生し、ガス流動が活発化する。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、吸気バルブの開弁期間中のリフト量を変化させるリフト量可変手段をさらに備え、上記燃料カット時に、吸気バルブのリフト量を定常時よりも低く設定することを特徴としている。
【００１３】
また請求項１，２に従属する請求項３に係る発明は、
排気バルブの作動角の大きさを変化させる開弁期間可変手段と、
上記排気バルブの作動角の位相を変化させる作動角位相可変手段と、
をさらに備え、
上記燃料カット時に、排気バルブ開弁時期を、筒内が負圧となる下死点近傍に制御することを特徴としている。
【００１４】
特に、請求項４に係る発明は、上記燃料カット時に、排気バルブ開弁時期を定常時よりも遅角させることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３，４に従属する請求項５に係る発明は、上記燃料カット時に、排気バルブ閉弁時期を上死点よりも進角した位置に制御することを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項６に係る発明は、上記燃料カット時に、吸気バルブ開弁時期が上死点よりも遅角した位置に制御され、
排気バルブ閉弁時期から上死点までの期間に比べて上死点から吸気バルブ開弁時期までの期間が大きく設定されていることを特徴としている。
【００１７】
上記吸気バルブあるいは上記排気バルブの開弁期間可変手段は、例えば請求項７のように、カムプロファイルの異なる複数種のカムを備え、バルブを開閉駆動するカムを選択的に切り換えるように構成される。
【００１８】
さらに請求項８のように、上記吸気バルブの開弁期間可変手段あるいはリフト量可変手段は、駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、上記駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつ上記リンクアームにより揺動されるロッカアームと、上記駆動軸に回転可能に支持されるとともに、上記ロッカアームにリンクを介して連結され、該ロッカアームに伴って揺動することにより吸気バルブを押圧する揺動カムと、を備えており、上記制御軸の偏心カム部の回動位置を変化させることにより吸気バルブの作動角およびリフトが同時に増減変化するように構成される。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、燃料カット時に、吸気バルブ閉弁時期を略下死点に設定することで、作動角の小作動角化によるポンプ損失の減少を防げ、エンジンブレーキ作用が強められるとともに、燃料カットリカバー時に実圧縮比が十分に高くなり、燃料カットリカバー直後の燃焼安定性が向上する。
さらに、吸気バルブの開弁時期を上死点よりも遅角させることにより、排気バルブに対しマイナスオーバラップとなるので、排気側への新気の吹き抜けを確実に防止できるとともに、吸気行程初期の負圧発生により、筒内のガス流動が活発となるため、小作動角化しても、ポンプ損失低下を抑えつつ、燃料カットリカバー時に、一層安定した点火性を確保できる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、さらに、吸気バルブのリフト量を小さくすることで、吸気バルブによる絞り損失が増加し、燃料カット中のポンプ損失が増加して、エンジンブレーキが一層強く確保される。
【００２２】
請求項３の発明によれば、膨張行程後半で筒内に負圧が発生し、排気バルブ開弁時期に排気バルブから筒内に排気を吸い戻す作用が得られ、ポンプ損失がより増大し、エンジンブレーキの確保がより確実になる。
【００２３】
特に請求項４の発明によれば、排気バルブ開弁時期を定常時よりも進角させることにより、膨張行程で回収されるエネルギが減少し、ポンプ損失がより増大して、エンジンブレーキの確保がより確実になる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、排気バルブ閉弁時期が上死点よりも進角した位置となるため、排気系への新気流入防止がより確実になる。従って、燃料カット時に有効なポンプ損失を確保しつつ新気による燃料カット中の触媒温度低下を抑制できる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、マイナスオーバラップの中で、上死点を中心として吸気バルブ側の期間が排気バルブ側の期間よりも大きくなっているため、触媒温度の低下の抑制と同時に、吸気バルブ開弁時期において負圧が発達した状態となり、燃料カット時のポンプ損失つまりエンジンブレーキ作用が増大する。
【００２６】
請求項７の発明によれば、カムの切換による開弁期間可変手段によって、燃料カット時の所望の特性を容易に得ることが可能である。
【００２７】
また請求項８の発明によれば、作動角の大きさを小さくしたときにリフト量が同時に低リフト化されるようになり、開閉時期を最適化しつつ低リフト化によってポンプ損失を増大させることが容易に達成できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を、自動車用ガソリン機関に適用した実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るバルブ制御装置に用いられる吸気バルブ用可変動弁機構の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁機構は、吸気バルブのリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１と、その作動角の位相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構２と、が組み合わされて構成されている。
【００３０】
図２は、リフト・作動角可変機構１のみを示しており、図１および図２に基づいて、このリフト・作動角可変機構１を説明する。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０７７２５号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００３１】
リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘッド１１に図示せぬバルブガイドを介して摺動自在に設けられた吸気バルブ１２と、シリンダヘッド１１上部のカムブラケット１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、この駆動軸１３に、圧入等により固定された偏心カム１５と、上記駆動軸１３の上方位置に同じカムブラケット１４に回転自在に支持されるとともに駆動軸１３と平行に配置された制御軸１６と、この制御軸１６の偏心カム部１７に揺動自在に支持されたロッカアーム１８と、各吸気バルブ１２の上端部に配置されたタペット１９に当接する揺動カム２０と、を備えている。上記偏心カム１５とロッカアーム１８とはリンクアーム２５によって連係されており、ロッカアーム１８と揺動カム２０とは、リンク部材２６によって連係されている。
【００３２】
上記駆動軸１３は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。
【００３３】
上記偏心カム１５は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸１３の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム２５の環状部２５ａが回転可能に嵌合している。
【００３４】
上記ロッカアーム１８は、略中央部が上記偏心カム部１７によって支持されており、その一端部に、上記リンクアーム２５の延長部２５ｂが連係しているとともに、他端部に、上記リンク部材２６の上端部が連係している。上記偏心カム部１７は、制御軸１６の軸心から偏心しており、従って、制御軸１６の角度位置に応じてロッカアーム１８の揺動中心は変化する。
【００３５】
上記揺動カム２０は、駆動軸１３の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部２０ａに、上記リンク部材２６の下端部が連係している。この揺動カム２０の下面には、駆動軸１３と同心状の円弧をなす基円面２４ａと、該基円面２４ａから上記端部２０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面２４ｂと、が形成されており、これらの基円面２４ａならびにカム面２４ｂが、揺動カム２０の揺動位置に応じてタペット１９の上面に当接するようになっている。
【００３６】
すなわち、上記基円面２４ａはベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム２０が揺動してカム面２４ｂがタペット１９に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００３７】
上記制御軸１６は、図１に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ３１によって所定回転角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ３１への油圧供給は、エンジンコントロールユニット３３からの制御信号に基づき、第１油圧制御弁３２によって制御されている。なお、３０は油圧源となる油圧ポンプである。
【００３８】
このリフト・作動角可変機構１の作用を説明すると、駆動軸１３が回転すると、偏心カム１５のカム作用によってリンクアーム２５が上下動し、これに伴ってロッカアーム１８が揺動する。このロッカアーム１８の揺動は、リンク部材２６を介して揺動カム２０へ伝達され、該揺動カム２０が揺動する。この揺動カム２０のカム作用によって、タペット１９が押圧され、吸気バルブ１２がリフトする。
【００３９】
ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ３１を介して制御軸１６の角度が変化すると、ロッカアーム１８の初期位置が変化し、ひいては揺動カム２０の初期揺動位置が変化する。
【００４０】
例えば偏心カム部１７が図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム１８は全体として上方へ位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９から離れる方向に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム２０が揺動した際に、基円面２４ａが長くタペット１９に接触し続け、カム面２４ｂがタペット１９に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
【００４１】
逆に、偏心カム部１７が図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム１８は全体として下方へ位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９に近付く方向に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム２０が揺動した際に、タペット１９と接触する部位が基円面２４ａからカム面２４ｂへと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００４２】
上記の偏心カム部１７の位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図３に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。特に、このものでは、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気バルブ１２の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００４３】
次に、位相可変機構２は、図１に示すように、上記駆動軸１３の前端部に設けられたスプロケット３５と、このスプロケット３５と上記駆動軸１３とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ３６と、から構成されている。上記スプロケット３５は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制御用油圧アクチュエータ３６への油圧供給は、エンジンコントロールユニット３３からの制御信号に基づき、第２油圧制御弁３７によって制御されている。なお、３０は油圧ポンプである。この位相制御用油圧アクチュエータ３６への油圧制御によって、スプロケット３５と駆動軸１３とが相対的に回転し、図４に示すように、作動角の位相が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。位相可変機構２としては、油圧式のものに限られず、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
【００４４】
なお、リフト・作動角可変機構１ならびに位相可変機構２の制御としては、実際のリフト・作動角あるいは位相を検出するセンサを設けて、クローズドループ制御するようにしても良く、あるいは運転条件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良い。
【００４５】
次に、図５に示すフローチャートに基づいて、機関減速時の作用について説明する。
【００４６】
先ずステップ１０１では、機関運転条件が所定の燃料カット条件であるか否か判定する。例えば、暖機完了後にある回転数以上の領域でスロットル弁が全閉となると、燃料カットが実行される。燃料カット条件であれば、ステップ１０２に進み、要求される吸気バルブ作動角を読み込む。そして、ステップ１０３で、読み込まれた作動角の目標値に従って、上述したリフト・作動角可変機構１を制御する。続くステップ１０４では、そのときの要求作動角と目標とする吸気バルブ閉弁時期（ＩＶＣ）とから必要な位相角を演算する。特に、吸気バルブ閉弁時期が略下死点（ＢＤＣ）となるように、位相角が求められる。そして、ステップ１０５において、演算された位相角に従い、上述の位相可変機構２が制御される。
【００４７】
図６は、減速時の各部の作動を説明するタイムチャートであって、図示するように、スロットル弁（アクセル）が全閉となると、燃料カットが開始され、その後、一定車速まで低下した時点で、燃料噴射が再開される。吸気バルブの作動角および位相は、燃料カットの開始とともに、大きく変化するが、燃料カットリカバーの際には、燃料カット中の特性が殆ど変わらずに、そのまま保持される。
【００４８】
図７は、吸気バルブ（ＩＮＴ）および排気バルブ（ＥＸＨ）のバルブタイミングダイアグラムを示しており、特に、吸気バルブについては、定常走行時と燃料カット時との双方の特性を図示してある。なお、「通常」と記してある特性は、一般的な非可変の動弁機構の場合の固定的な特性例である。また、この実施例の場合は、排気バルブは、固定的な特性となっている。
【００４９】
さらに、燃料カット中のバルブ特性による概念的なＰＶ線図を図８に示す。
【００５０】
これらの図に示すように、燃料カット中の吸気バルブの作動角は、燃料カットリカバー時あるいはアイドル条件と同等となるように、小作動角に設定される。そして、上述したように、吸気バルブ閉弁時期（ＩＶＣ）は略下死点、より詳しくは下死点より僅かに遅れた位置に設定される。従って、吸気バルブ開弁時期（ＩＶＯ）は、上死点よりもかなり遅れた位置となり、マイナスオーバラップとなる。
【００５１】
このように設定された燃料カット時のＰＶ線図は、図８に示すようになり、上死点から吸気バルブが開くまでの間は、筒内のガスが断熱膨張し、従来の略上死点で開いていた場合と比較すると、ポンプ損失は減少することになる。しかしながら、その後、それぞれのクランク角に対し、バルブ開口面積が従来より狭いため、ポンプ損失は逆に増加する。従って、上記のようにマイナスオーバラップ化し、さらに作動角を小作動角化しても、ポンプ損失の低下は少ない。つまり、十分なエンジンブレーキ作用が得られる。
【００５２】
一方、燃料カットリカバー時のＰＶ線図は図９に示すようになる。この燃料カットリカバー時の運転領域では、一般に負荷および回転数が低く、要求される空気量が少ないため、比較例のように吸気バルブ閉弁時期（ＩＶＣ）を早めるとポンプ損失は低減する。しかしながら、このような設定をすると、実圧縮比が低下し、点火時の圧力、温度が低下し、燃焼安定性が悪化してしまう。従って、本領域で小作動角を用いる際には、実圧縮比の確保の観点から、吸気バルブ閉弁時期を下死点寄りに設定することが望ましい。本実施例では、燃料カット中に吸気バルブ閉弁時期が略下死点に設定してあるため、制御の応答遅れに影響されずに、燃料カットリカバー時の燃焼安定性を確保できる。
【００５３】
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。
【００５４】
この第二の実施の形態は、前述した可変動弁機構を排気バルブ側にも具備しており、吸気バルブおよび排気バルブの双方の開閉時期およびリフトを可変制御できる構成となっている。なお、排気側の可変動弁機構の構成は、前述した吸気側の構成と基本的に同一であるので、その説明は省略する。
【００５５】
図１０は、機関減速時の排気側可変動弁機構の制御を示すフローチャートである。なお、吸気側の制御は、図５と同様である。
【００５６】
先ずステップ１１１では、機関運転条件が所定の燃料カット条件であるか否か判定する。燃料カット条件であれば、ステップ１１２に進み、要求される排気バルブ作動角を読み込む。そして、ステップ１１３で、読み込まれた作動角の目標値に従って、排気側のリフト・作動角可変機構１を制御する。続くステップ１１４では、そのときの要求作動角と目標とする排気バルブ開弁時期（ＥＶＯ）とから必要な位相角を演算する。特に、排気バルブ開弁時期が下死点近傍、例えば下死点前２０°ＣＡ程度となるように、位相角が求められる。そして、ステップ１１５において、演算された位相角に従い、排気側の位相可変機構２が制御される。
【００５７】
図１１は、減速時の各部の作動を説明するタイムチャートであって、図示するように、スロットル弁（アクセル）が全閉となると、燃料カットが開始され、その後、一定車速まで低下した時点で、燃料噴射が再開される。吸気バルブの作動角および位相は、燃料カットの開始とともに、大きく変化するが、燃料カットリカバーの際には、燃料カット中の特性が殆ど変わらずに、そのまま保持される。排気バルブの作動角も同様の傾向となる。これに対し、排気バルブの位相は、燃料カットリカバーの際に、燃料カット前の状態にほぼ復帰する。
【００５８】
図１２は、吸気バルブ（ＩＮＴ）および排気バルブ（ＥＸＨ）のバルブタイミングダイアグラムを示しており、特に、アイドル時（リカバー時）と燃料カット時との双方の特性を図示してある。なお、「従来」と記してある特性は、一般的な非可変の動弁機構の場合の固定的な特性例である。
【００５９】
さらに、燃料カット中のバルブ特性による概念的なＰＶ線図を図１３に示す。
【００６０】
この実施の形態では、燃料カット時の排気バルブ作動角は、アイドル条件と同様な小作動角に設定される。そして、排気バルブ開弁時期は下死点近傍となる。従って、燃料カットが実行されると、膨張行程の後半に、筒内の負圧が発達する。ここで排気バルブが開弁されるため、排気側から作動ガスが流入し、図１３に示すように、ポンプ損失が増加する。
【００６１】
また、排気側を小作動角に設定するため、燃料カット中には、マイナスオーバラップの設定となり、新気の排気側への流入を確実に防止でき、触媒温度の低下を抑制できる。また、図１３に示すように、吸気側のマイナスオーバラップ量ｂを排気側のマイナスオーバラップ量ａよりも大きく与えることにより、筒内の負圧が一層発達し、弁開口部の流速の増加、ポンプ損失の一層の増加が図れる。
【００６２】
なお、図１１に示すように、燃料カットリカバーに至る機関回転数の直前に、排気バルブの作動角の位相を変化させ、内部ＥＧＲを少なく抑えることにより、リカバー時の燃焼を確実なものとすることができる。図１４に、燃料カットリカバーに至るまでの位相制御のフローチャートを示す。図示するように、ステップ１２１において燃料カット条件であると判断された場合は、ステップ１２２に進んで、燃料カットリカバー回転数よりも僅かに高い回転数ｒｐｍ１よりも実回転数が低下したか判断する。回転数がｒｐｍ１よりも低くなったら、ステップ１２３に進む。ステップ１２３では、燃料カットリカバー時の燃焼安定性確保のために、排気バルブ閉弁時期（ＥＶＣ）を略上死点に設定して、必要な位相角を演算する。なお、燃焼が成り立つ程度の内部還流が許容されるため、所定オーバラップ量となるように位相角の演算を行うようにしても良い。そして、ステップ１２４で、ステップ１２３に基づいた位相角に、排気側の位相可変機構２が制御される。
【００６３】
次に、図１５〜図１９は、第三の実施の形態を示している。
【００６４】
この実施の形態では、図１７および図１８に示すように、燃料カット時に、排気バルブの作動角が大作動角の設定となり、かつ、排気バルブ開弁時期が膨張行程の途中にまで早期化される。これにより、図１９のＰＶ線図に示すように、膨張行程で回収されるエネルギが減少し、ポンプ損失が増加するため、エンジンブレーキ作用が増大する。
【００６５】
ここで、この実施の形態では、特に排気バルブ側について、位相の制御を優先して行い、その後、作動角を拡大するようにしている。これは、排気バルブとピストンとの干渉を防止するためである。
【００６６】
すなわち、図１５のフローチャートに示すように、ステップ１３１で、機関運転条件が所定の燃料カット条件であるか否か判定し、燃料カット条件であれば、ステップ１３２に進んで、排気バルブの位相角を最進角位置として読み込む。そして、ステップ１３３で、この位相角の目標値に沿って、排気側の位相可変機構２が制御される。次に、ステップ１３４では、そのときの作動角の位相角と、必要なマイナスオーバラップの設定（前述したａ＜ｂの関係）とから、要求される排気バルブ作動角を演算する。そして、ステップ１３５で、演算された作動角の目標値に従って、排気側のリフト・作動角可変機構１が制御される。
【００６７】
なお、最適な排気バルブ閉弁時期（ＥＶＣ）を演算し、このＥＶＣに基づいて制御する場合には、位相および作動角を同時に変化させることも可能である。
【００６８】
また燃料カットリカバー時には、図１６のフローチャートに示すように、燃料カットリカバーの直前の回転数ｒｐｍ１において、作動角および位相角が、燃料カットリカバー時に最適なように制御され、リカバー時の燃焼を確実なものとしている。
【００６９】
上記の各実施の形態では、リフトおよび作動角を変化させるために、図１，図２に示したようなリフト・作動角可変機構１を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、米国特許第４１５１８１７号や特開平６−２９９８２７号公報等において、カムシャフト上にプロファイルの異なる２種のカムを並設しておき、それぞれに従動する主ロッカアームおよび副ロッカアームを必要に応じて連結状態もしくは離脱状態に切り換えることによって、実質的にバルブを開閉駆動するカムを選択的に切り換えるようにした可変動弁機構が知られており、さらに特開平５−１０１６１号公報には３種のカムを切り換えるようにした可変動弁機構が開示されているが、この種の可変動弁機構によってリフト・作動角を段階的に変化させるようにしても、本発明は同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るバルブ制御装置に用いられる可変動弁機構を示す斜視図。
【図２】リフト・作動角可変機構を示す断面図。
【図３】リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図。
【図４】位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図。
【図５】機関減速時の吸気バルブの制御を示すフローチャート。
【図６】減速時の作動を示すタイムチャート。
【図７】吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングダイアグラム。
【図８】燃料カット中のバルブ特性によるＰＶ線図。
【図９】燃料カットリカバー時のＰＶ線図。
【図１０】第二の実施の形態における排気側可変動弁機構の制御を示すフローチャート。
【図１１】この第二の実施の形態における減速時の作動を示すタイムチャート。
【図１２】この第二の実施の形態における吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングダイアグラム。
【図１３】第二の実施の形態における燃料カット中のＰＶ線図。
【図１４】燃料カットリカバー時の位相角の制御を示すフローチャート。
【図１５】第三の実施の形態における排気側可変動弁機構の制御を示すフローチャート。
【図１６】第三の実施の形態における燃料カットリカバー時の制御を示すフローチャート。
【図１７】第三の実施の形態における減速時の作動を示すタイムチャート。
【図１８】第三の実施の形態における吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングダイアグラム。
【図１９】第三の実施の形態における燃料カット中のＰＶ線図。
【符号の説明】
１…リフト・作動角可変機構
２…位相可変機構
３３…エンジンコントロールユニット
【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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【図１９】
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