(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のバルブ作用角を少なくとも２段階に切り替え可能な吸気弁バルブ作用角可変機構を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、
前記吸気弁のバルブ作用角を少なくとも２段階に切り替えるための少なくとも２つのカムを有し、
前記少なくとも２つのカムの内一のカムが動作中に、待機中の他のカムによる前記吸気弁のバルブタイミングを前記他のカムによる前記吸気弁の閉弁時期が前記一のカムによる前記吸気弁の閉弁時期と同一となるバルブタイミングに合わせておくことにより、前記吸気弁のバルブ作用角を切り替える場合に、前記吸気弁のバルブタイミングを前記吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で前記吸気弁の閉弁時期が同一となるバルブタイミングに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】
前記吸気弁のバルブタイミングを制御することにより、前記吸気弁のバルブ作用角を切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を、前記吸気弁のバルブ作用角を切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期及び内燃機関の運転状態に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える際に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期が内燃機関の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を進角補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える際に、前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期が内燃機関の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を遅角補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、
前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の機関回転数が高い程前記排気弁の閉弁時期を遅角補正することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の機関負荷が高い程前記排気弁の閉弁時期を遅角補正することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の燃焼が悪化した要因に応じて前記排気弁の閉弁時期を補正することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、
内燃機関の排気通路に設けられた触媒の暖機時に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記触媒の暖機時に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零にするバルブタイミングに制御することを特徴とする請求項９に記載の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、吸気弁の開閉特性を変更する可変動弁機構を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の可変動弁機構として、吸気弁の開閉特性である開弁期間（バルブ作用角）の変更を行うバルブ作用角可変機構や開閉時期（バルブタイミング）の変更を行うバルブタイミング可変機構が知られている。
【０００３】
さらには、バルブ作用角可変機構とバルブタイミング可変機構とを備え、バルブ作用角の切り替え時に、バルブタイミング可変機構を制御して吸気充填効率を緩らかに変化させ、吸気充填効率の急激な変化に伴うトルクショックを抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、低速バルブタイミングと高速バルブタイミングとの切り替え時に、燃料噴射量が一致する時点で切り替えを実施することで、切り替え前後で吸入空気量を一致させてトルクショックを生じさせない技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１５７５号公報
【特許文献２】特許第２６１９６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術にあるように、吸気弁のバルブ作用角を瞬間的に切り替える場合には、吸入空気量が急激に変化するため、トルクショックが生じてしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の制御装置において、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
吸気弁のバルブ作用角を少なくとも２段階に切り替え可能な吸気弁バルブ作用角可変機構を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、
前記吸気弁のバルブ作用角を切り替える場合に、前記吸気弁のバルブタイミングを前記吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で前記吸気弁の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御することを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【０００７】
本発明によると、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなる。ここで、内燃機関の吸入特性は吸気弁の閉弁時期が支配的である。よって、吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングであると、吸気弁のバルブ作用角にかかわらず、吸入空気量がほぼ一致する。したがって、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量がほぼ一致し、吸入空気量が急激に変化しないため、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後のトルク変化はほぼなくなり、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できる。
【０００８】
前記吸気弁のバルブ作用角を少なくとも２段階に切り替えるための少なくとも２つのカ
ムを有し、前記少なくとも２つのカムの内一のカムが動作中に、待機中の他のカムによる前記吸気弁のバルブタイミングを前記他のカムによる前記吸気弁の閉弁時期が前記一のカムによる前記吸気弁の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせておくとよい。
【０００９】
本発明によると、吸気弁のバルブ作用角を切り替える場合には、動作中の一のカムから待機中の他のカムへ吸気弁を動作させるカムが切り替わる。ここで、予め待機中の他のカムによる吸気弁のバルブタイミングを吸気弁の閉弁時期が一のカムによる吸気弁の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせてある。よって、吸気弁のバルブ作用角を切り替える際には、他のカムによる吸気弁のバルブタイミングを変更する必要がない。よって、他のカムによる吸気弁のバルブタイミングを変更するために時間がかからず、これに時間がかかってしまうために吸気弁のバルブ作用角を切り替える前後で吸入空気量に急激な変化が生じてしまうことがない。したがって、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックをより抑制できる。
【００１０】
前記吸気弁のバルブタイミングを制御することにより、前記吸気弁のバルブ作用角を切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を、前記吸気弁のバルブ作用角を切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期及び内燃機関の運転状態に応じて補正するとよい。
【００１１】
吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気弁の閉弁時期によっては吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量にずれが生じる。本発明によると、吸気弁のバルブ作用角を切り替えた後の吸気弁の閉弁時期を補正するので、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量にずれが生じることを抑制できる。したがって、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックをより抑制できる。
【００１２】
前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える際に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期が内燃機関の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を進角補正するとよい。
【００１３】
吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角が小作用角であると、リフトカーブが小さいため吸気し難い。これに対し、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角が大作用角であると、リフトカーブが大きいため吸気し易い。よって、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合には、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも多くなる。本発明によると、この場合に、切り替え後の吸気弁の閉弁時期を進角補正するので、切り替え後の吸入空気量を減少させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００１４】
吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じであると、内燃機関の筒内へ一旦供給された吸気が吸気通路へ戻される吸気の吹き返しが発生し、吸入空気量が減少する。そして、この吸気の吹き返し量は吸気弁のバルブ作用角が大作用角の方が小作用角の方よりも多くなる。よって、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じで、吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合には、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気の吹き返し量の違いから切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも少なくなる。本発明によると、この場合に、切り替え後の吸気弁の閉弁時期を進角補正するので、切り替え後の吸気の吹き返し量を減少させて切り替え後の吸入空気量を増加させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００１５】
なお、吸気弁の基準閉弁時期とは、内燃機関の運転状態、特に機関回転数及び機関負荷から定まるもので、吸気弁のバルブ作用角によらず吸入空気量が一致するタイミングであり、吸気圧が低い程、或いは、機関回転数が高い程、基準閉弁時期は圧縮上死点寄りとなる。また、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じであると、吸気弁のバルブ作用角に比例するリフトカーブに応じて吸入空気量が定まるため、吸入空気量は吸気弁のバルブ作用角が大作用角の方が小作用角の方よりも多くなる。一方、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じであると、吸気の吹き返しが吸気弁のバルブ作用角に比例するリフトカーブに応じて生じるため、吸入空気量は吸気弁のバルブ作用角が小作用角の方が大作用角の方よりも多くなる。ここで、吸気弁のバルブ作用角が小作用角の場合には、吸気圧が低い程、或いは、機関回転数が高い程、十分な吸気や吸気の吹き返しがし難くなる。
【００１６】
前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える際に、前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える前の前記吸気弁の閉弁時期が内燃機関の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、前記吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えた後の前記吸気弁の閉弁時期を遅角補正するとよい。
【００１７】
吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角が小作用角であると、リフトカーブが小さいため吸気し難い。これに対し、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角が大作用角であると、リフトカーブが大きいため吸気し易い。よって、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える場合には、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも少なくなる。本発明によると、この場合に、切り替え後の吸気弁の閉弁時期を遅角補正するので、切り替え後の吸入空気量を増加させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００１８】
吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じであると、内燃機関の筒内へ一旦供給された吸気が吸気通路へ戻される吸気の吹き返しが発生し、吸入空気量が減少する。そして、この吸気の吹き返し量は吸気弁のバルブ作用角が大作用角の方が小作用角の方よりも多くなる。よって、吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じで、吸気弁のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える場合には、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気の吹き返し量の違いから切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも多くなる。本発明によると、この場合に、切り替え後の吸気弁の閉弁時期を遅角補正するので、切り替え後の吸気の吹き返し量を増加させて切り替え後の吸入空気量を減少させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００１９】
排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御するとよい。
【００２０】
吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える際に、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていると、切り替え後に、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間が重なる吸排気弁のバルブオーバーラップが増加してしまう。吸排気弁のバルブオーバーラップが増加すると、内燃機関の筒内に残留する燃焼ガス或いは一旦筒内から排気通路へ排出されて再度筒内へ戻される燃焼ガス、いわゆる内部ＥＧＲガスが増加してしまう。内部ＥＧＲガスが増加すると、燃焼が悪化し、燃焼悪化に起因する燃費低下が生じてしまう。本発明によると、吸気弁のバルブ作用角を小
作用角から大作用角に切り替え、吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなる場合に、排気弁のバルブタイミングを排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御するので、切り替え後の吸排気弁のバルブオーバーラップが減少し、内部ＥＧＲガスを減少させることができる。したがって、内部ＥＧＲガスが増加して燃焼が悪化することを抑制でき、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる。
【００２１】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の機関回転数が高い程前記排気弁の閉弁時期を遅角補正するとよい。
【００２２】
吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁のバルブタイミングを吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御するときに、排気弁のバルブタイミングを排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御すると、排気弁の開弁時期が早くなる。排気弁の開弁時期が早くなると、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が減少し、仕事量減少に起因する燃費低下が生じてしまう。本発明によると、内燃機関の機関回転数が高い程排気弁の閉弁時期を遅角補正する。ここで、内燃機関の機関回転数が高くなる程、内燃機関のピストン速度が速まり筒内に強いガス乱れができる。筒内の強いガス乱れは、筒内のガスを混合し易くするため、筒内に内部ＥＧＲガスが増加しても燃焼が悪化し難い。よって、内燃機関の機関回転数が高い程排気弁の閉弁時期を遅角補正すると、排気弁の開弁時期が遅くなるので、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が増加し、仕事量減少に起因する燃費低下が抑制できる。また、筒内へ導入される内部ＥＧＲガスが増加するが、強いガス乱れの影響により燃焼が悪化し難く、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる。
【００２３】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の機関負荷が高い程前記排気弁の閉弁時期を遅角補正するとよい。
【００２４】
吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁のバルブタイミングを吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御するときに、排気弁のバルブタイミングを排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御すると、排気弁の開弁時期が早くなる。排気弁の開弁時期が早くなると、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が減少し、仕事量減少に起因する燃費低下が生じてしまう。本発明によると、内燃機関の機関負荷が高い程排気弁の閉弁時期を遅角補正する。ここで、内燃機関の機関負荷が高い程、吸入空気量が多くなり、多くの空気が圧縮されるため、筒内温度が上昇する。筒内温度が上昇していると、筒内に内部ＥＧＲガスが増加しても燃焼が悪化し難い。よって、内燃機関の機関負荷が高い程排気弁の閉弁時期を遅角補正すると、排気弁の開弁時期が遅くなるので、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が増加し、仕事量減少に起因する燃費低下が抑制できる。また、筒内へ導入される内部ＥＧＲガスが増加するが、筒内温度が上昇するため燃焼が悪化し難く、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる。
【００２５】
前記排気弁のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関の燃焼が悪化した要因に応じて前記排気弁の閉弁時期を補正するとよい。
【００２６】
内燃機関の燃焼が悪化する要因として、吸気温度が低すぎる場合や吸気温度が高すぎる場合が挙げられる。よって、吸気温度が低すぎて燃焼が悪化している場合には、排気弁の閉弁時期を遅角補正し、筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを増加させて筒内温度を上昇させ、燃焼を良好にできる。また、吸気温度が高すぎて燃焼が悪化している場合には
、排気弁の閉弁時期を進角補正し、筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを減少させて筒内温度が過度に上昇して自己着火することを抑制し、燃焼を良好にできる。
【００２７】
排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気弁バルブタイミング可変機構をさらに備え、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の暖機時に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御するとよい。
【００２８】
吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁のバルブタイミングを吸気弁のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御するときに、排気弁のバルブタイミングを排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御すると、排気弁の開弁時期が早くなる。排気弁の開弁時期が早くなると、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が減少し、排気温度が上昇する。本発明によると、触媒の暖機時に排気温度を上昇させることができ、触媒に供給される熱量が増加することで触媒が早期に暖機できる。
【００２９】
前記触媒の暖機時に、前記吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合に、前記排気弁のバルブタイミングを前記排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零にするバルブタイミングに制御するとよい。
【００３０】
本発明によると、排気温度を最も上昇させることができ、触媒の早期暖機がより良好にできる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、内燃機関の制御装置において、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショック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】
【００３２】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。
【００３４】
内燃機関１のシリンダヘッド２には、燃焼室３に連通する吸気ポート４と排気ポート５とが各々設けられている。シリンダヘッド２には、吸気ポート４を開閉する吸気弁６と、排気ポート５を開閉する排気弁７とが設けられている。
【００３５】
吸気弁６には、当該吸気弁６の開閉特性を変更する可変動弁機構が設けられている。この可変動弁機構として、吸気弁６の開閉特性である開弁期間（バルブ作用角）の変更を行う吸気弁バルブ作用角可変機構８と、吸気弁６の開閉特性である開閉時期（バルブタイミング）の変更を行う吸気弁バルブタイミング可変機構９とを備えている。
【００３６】
本実施例における吸気弁バルブ作用角可変機構８は、吸気弁６のリフト量と共にバルブ作用角を２段階に変更する機構である。ここでは、吸気弁６のリフト量及びバルブ作用角が小さい方を小作用角、吸気弁６のリフト量及びバルブ作用角が大きい方を大作用角という。
【００３７】
なお、本実施例では、吸気弁バルブ作用角可変機構８は、吸気弁６のリフト量と共にバルブ作用角を２段階に変更するだけの機構であったが、本発明としては、バルブ作用角を少なくとも２段階に変更できればよく、例えば、バルブ作用角を２段階以上の３段階などに変更できるものにも適用できるし、バルブ作用角を連続的に変更できるものでもバルブ作用角を瞬間的に大きさの離れた作用角に変更する場合に適用できる。
【００３８】
一方、本実施例における吸気弁バルブタイミング可変機構９は、吸気弁６のバルブ作用角を一定に維持したまま吸気弁６の開閉タイミングを連続的に変更する機構である。
【００３９】
シリンダヘッド２には、燃焼室３内にて火花を発生する点火プラグ１０と、燃焼室３内へ燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１１とが設けられている。
【００４０】
シリンダヘッド２には、吸気ポート４に連通する吸気管１２と、排気ポート５に連通する排気管１３とが接続されている。吸気管１２には、エアフローメータ１４が設けられている。
【００４１】
エアフローメータ１４は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５と電気的に接続され、該エアフローメータ１４の出力信号がＥＣＵ１５に入力されるようになっている。ＥＣＵ１５には、エアフローメータ１４に加え、内燃機関１に取り付けられた水温センサ１６及びクランクポジションセンサ１７などの各種センサが電気的に接続されている。
【００４２】
ＥＣＵ１５は、各種センサの出力信号に基づいて、吸気弁バルブ作用角可変機構８、吸気弁バルブタイミング可変機構９、点火プラグ１０、及び筒内燃料噴射弁１１を電気的に制御することが可能になっている。
【００４３】
次に、本実施例における吸気弁バルブ作用角可変機構８の制御について説明する。図２は、本実施例における内燃機関１の運転状態に応じた吸気弁のバルブ作用角の使用領域を例示した概略図である。図２の横軸は内燃機関１の機関回転数ＮＥを表し、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表している。
【００４４】
図２において、内燃機関１の運転状態が低負荷・低回転の領域では、吸入空気量が少なくてすむので、吸気弁６のバルブ作用角に小作用角が選択される。吸気弁６のバルブ作用角が小作用角であることで、吸気管１２に設けられるスロットル弁開度の上昇を図ると共にポンプ損失の低減を図っている。内燃機関１の運転状態が高負荷及び／又は高回転の領域では、吸入空気量が多く必要なので、吸気弁６のバルブ作用角に大作用角が選択される。
【００４５】
このように、吸気弁バルブ作用角可変機構８を用いて吸気弁６のバルブ作用角を小作用角と大作用角とに切り替えるようにしている。
【００４６】
ところで、例えば内燃機関１の運転状態が低負荷・低回転の領域から高負荷領域及び／又は高回転領域へ移行する場合には、吸気弁バルブ作用角可変機構８により、吸気弁６のバルブ作用角は小作用角から大作用角に瞬間的に切り替わる。また、内燃機関１の運転状態が高負荷領域及び／又は高回転領域から低負荷・低回転の領域へ移行する場合には、吸気弁バルブ作用角可変機構８により、吸気弁６のバルブ作用角は大作用角から小作用角に瞬間的に切り替わる。
【００４７】
そして、例えば吸気弁６のバルブ作用角が小作用角から大作用角に瞬間的に切り替わる場合には、吸入空気量が切り替え後に急激に増加し、トルクショックが生じてしまう。ま
た、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角から小作用角に瞬間的に切り替わる場合には、吸入空気量が切り替え後に急激に減少し、トルクショックが生じてしまう。これらのように吸気弁６のバルブ作用角を瞬間的に切り替える場合には、吸入空気量が瞬間的に急激に変化するため、トルクショックが生じてしまう。
【００４８】
そこで、本実施例では、上記のように吸気弁６のバルブ作用角を切り替える場合に、吸気弁バルブタイミング可変機構９により、吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）が略同一となるバルブタイミングに制御するようにした。
【００４９】
図３は、一例として、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合の説明図である。図３に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合には、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角となった吸気弁６のバルブタイミングを、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングにしている。
【００５０】
なお、図３とは逆に、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える場合であっても、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角となった吸気弁６のバルブタイミングを、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングにしている。
【００５１】
これによると、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなる。ここで、内燃機関１の吸入特性は吸気弁６の閉弁時期が支配的である。よって、吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングであると、吸気弁６のバルブ作用角にかかわらず、吸入空気量がほぼ一致する。したがって、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量がほぼ一致し、吸入空気量が急激に変化しないため、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後のトルク変化はほぼなくなり、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できる。
【００５２】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図４は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００５３】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転状態から吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要か否か判別する。
【００５４】
具体的には、内燃機関１の運転状態が低負荷・低回転の領域から高負荷領域及び／又は高回転領域へ移行する場合、或いは内燃機関１の運転状態が高負荷領域及び／又は高回転領域から低負荷・低回転の領域へ移行する場合に、吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要と判断する。
【００５５】
ステップＳ１０１において吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要と肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０１において吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００５６】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１５は、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前における吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）を算出する。
【００５７】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１５は、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え後における目標作用角から、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え後における吸気弁６の閉弁時期（Ｉ
ＶＣ）を、ステップＳ１０２で算出した吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前における吸気弁の閉弁時期（ＩＶＣ）に略同一とさせるバルブタイミングに変更するために要求される位相変更量を算出する。
【００５８】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を切り替えると共に、吸気弁バルブタイミング可変機構９によりステップＳ１０３で算出した位相変更量だけ吸気弁６のバルブタイミングを変更する。
【００５９】
ステップＳ１０４の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できる。
【００６１】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００６２】
本実施例における吸気弁バルブ作用角可変機構８は、上記実施例１と同様に、吸気弁６のリフト量と共にバルブ作用角を小作用角及び大作用角の２段階に変更する機構であるが、異なるカムプロフィールを有する２つのカムＡ，Ｂ（不図示）を切り替えることで、バルブ作用角を切り替える場合に限定される。
【００６３】
すなわち、本実施例における吸気弁バルブ作用角可変機構８は、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角及び大作用角の２段階に切り替えるための２つのカムＡ，Ｂを有する。カムＡが小作用角用のカムであり、カムＢが大作用角用のカムである。また、本実施例における吸気弁バルブタイミング可変機構９は、２つのカムＡ，Ｂそれぞれにおいて独立して吸気弁の開閉タイミングを連続的に変更可能となっている。
【００６４】
なお、本実施例では、吸気弁６のバルブ作用角を２段階に切り替えるので、２つのカムＡ，Ｂを有する構成であるが、本発明としては、バルブ作用角を変更する数に応じてその数のカムを有する構成であってもよい。
【００６５】
吸気弁６のバルブ作用角を切り替える際に、吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御する場合において、吸気弁６のバルブ作用角を切り替える瞬間に吸気弁６のバルブタイミングを変更すると、このバルブタイミングの変更に時間がかかってしまう場合がある。バルブタイミングの変更に時間がかかってしまうと、吸気弁６のバルブ作用角を切り替える前後で吸入空気量に急激な変化が生じてしまう。そうすると、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時にトルクショックが生じてしまうおそれがある。
【００６６】
そこで、本実施例では、２つのカムＡ，Ｂの内一方のカムが動作中に、待機中の他方のカムによる吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６の閉弁時期が動作中の一方のカムによる吸気弁６の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせておく。
【００６７】
図５は、一例として、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合の説明図である。図５に示すように、小作用角用のカムＡが動作中に、待機中の大作用角用のカムＢによる吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６の閉弁時期が小作用角用のカムＡによる吸気弁６の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせてある。このため、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合には、大作用角用のカムＢによる吸気弁のバルブタイミングを切り替えの瞬間には動かさなくてよく、吸気
弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングにタイムラグなしに設定できる。
【００６８】
なお、図５とは逆に、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える場合であっても、大作用角用のカムＢが動作中に、待機中の小作用角用のカムＡによる吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６の閉弁時期が大作用角用のカムＢによる吸気弁６の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせている。
【００６９】
これによると、吸気弁６のバルブ作用角を切り替える場合には、動作中の一方のカムから待機中の他方のカムへ吸気弁６を動作させるカムが切り替わる。ここで、予め待機中の他方のカムによる吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁の閉弁時期が一方のカムによる吸気弁６の閉弁時期と略同一となるバルブタイミングに合わせてある。よって、吸気弁６のバルブ作用角を切り替える際には、他方のカムによる吸気弁６のバルブタイミングを切り替える瞬間に変更する必要がない。よって、他方のカムによる吸気弁６のバルブタイミングを切り替えの瞬間に変更するのに時間がかかってしまうために吸気弁６のバルブ作用角を切り替える前後で吸入空気量に急激な変化が生じてしまうことがない。したがって、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックをより抑制できる。
【００７０】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図６は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００７１】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１５は、動作中の一方のカムによる吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）を算出する。
【００７２】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１５は、待機中の他方のカムによる吸気弁６の閉弁時期を、動作中の一方のカムによる吸気弁６の閉弁時期に合わせる。
【００７３】
具体的には、待機中の他方のカムの目標作用角から、他方のカムによる吸気弁６の閉弁時期を、ステップＳ２０１で算出した一方のカムによる吸気弁の閉弁時期に略同一とさせるバルブタイミングに変更するために要求される位相変更量を算出する。そして、他方のカムに設けられた吸気弁バルブタイミング可変機構９によりこの算出した位相変更量だけ他方のカムによる吸気弁６のバルブタイミングを変更し、動作中の一方のカムによる吸気弁６の閉弁時期と、待機中の他方のカムによる吸気弁６の閉弁時期とを、一致させておく。
【００７４】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転状態から吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要か否か判別する。
【００７５】
ステップＳ２０３において吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要と肯定判定された場合には、ステップＳ２０４へ移行する。ステップＳ２０３において吸気弁６のバルブ作用角の切り替えが必要ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を動作中の一方のカムによる吸気弁６のバルブ作用角から待機中の他方のカムによる吸気弁６のバルブ作用角へ切り替える。
【００７７】
ステップＳ２０４の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
【００７８】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトル
クショックを抑制できる。
【００７９】
＜実施例３＞
次に、実施例３について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８０】
上記実施例１のように吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気弁６の閉弁時期によっては吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量にずれが生じる場合がある。
【００８１】
図７は吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合及び大作用角の場合において、吸気弁６の閉弁時期が変化した際における吸入空気量の変化を示す図である。実線が大作用角の場合における吸入空気量の変化を示し、破線が小作用角の場合における吸入空気量の変化を示している。図７に示すように、内燃機関１の運転状態、特に機関回転数及び機関負荷から定まる基準閉弁時期においては、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合と大作用角の場合とで吸入空気量が一致する。しかし、吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じ、すなわち基準閉弁時期よりも吸気上死点側に進角して閉弁してしまうと、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角の場合が、小作用角の場合に比して吸入空気量が多くなる。一方、吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じ、すなわち基準閉弁時期よりも圧縮上死点側に遅角して閉弁してしまうと、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合が大作用角の場合に比して吸入空気量が多くなる。
【００８２】
吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じの場合には、吸気弁６のバルブ作用角に比例するリフトカーブに応じて吸入空気量が定まる。図８は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じの場合におけるリフトカーブ及び吸入空気量を示す図である。図８上段に示すように、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角の場合には実線で示すリフトカーブが小作用角の場合の破線で示すリフトカーブに比して大きくなる。よって、図８下段に示すように、吸入空気量も吸気弁６のバルブ作用角が大作用角の場合の実線で示す吸入空気量が小作用角の場合の破線で示す吸入空気量よりも多くなる。
【００８３】
また、吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じの場合には、内燃機関１の燃焼室３内へ一旦供給された吸気が吸気系へ戻される吸気の吹き返しが発生する。吸気の吹き返し量は、吸気弁６のバルブ作用角に比例するリフトカーブに応じて定まる。図９は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じの場合におけるリフトカーブ及び吸入空気量を示す図である。図９上段に示すように、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角の場合には実線で示すリフトカーブが小作用角の場合の破線で示すリフトカーブに比して大きくなる。よって、図９下段に示すように、吸気の吹き返し量が吸気弁６のバルブ作用角が大作用角の場合が小作用角の場合よりも多くなるため、吸入空気量は吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合の破線で示す吸入空気量が大作用角の場合の実線で示す吸入空気量よりも多くなる。
【００８４】
ここで、吸気弁６の基準閉弁時期とは、内燃機関１の運転状態、特に機関回転数及び機関負荷から定まるものであり、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合と大作用角の場合とで吸入空気量が一致するタイミングであり、吸気圧が低い程、或いは、機関回転数が高い程、基準閉弁時期は圧縮上死点寄りとなる。また、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合には、吸気圧が低い程、或いは、機関回転数が高い程、十分な吸気や吸気の吹き返しがし難くなる。
【００８５】
上述のように、吸気弁６の閉弁時期によっては、吸気弁６のバルブ作用角が小作用角の場合と大作用角の場合とで、吸入空気量にずれが生じる。よって、吸気弁６のバルブ作用
角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量にずれが生じてしまう。この吸入空気量のずれは吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを生じさせてしまう。
【００８６】
そこで、本実施例では、吸気弁６のバルブ作用角を切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングに制御するときに、吸気弁バルブタイミング可変機構９により吸気弁６のバルブタイミングを制御することにより、吸気弁６のバルブ作用角を切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を、吸気弁６のバルブ作用角を切り替える前の吸気弁６の閉弁時期及び内燃機関１の運転状態によって定まる基準閉弁時期に応じて補正するようにした。
【００８７】
具体的な補正としては、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御する際に、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える前の吸気弁６の閉弁時期が内燃機関１の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を進角補正する。
【００８８】
また、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御する際に、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替える前の吸気弁６の閉弁時期が内燃機関１の運転状態から定まる基準閉弁時期から離れる場合には、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を遅角補正する。
【００８９】
図１０は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御するときを示しており、図１０（ａ）は補正しない場合の説明図であり、図１０（ｂ）は補正する場合の説明図である。図１０（ａ）に示すように、補正しなければ、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも多くなる。これに対し、図１０（ｂ）に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を進角補正すると、切り替え後の吸入空気量を減少させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００９０】
図１１は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じで、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御するときを示しており、図１１（ａ）は補正しない場合の説明図であり、図１１（ｂ）は補正する場合の説明図である。図１１（ａ）に示すように、補正しなければ、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気の吹き返し量の違いから切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも少なくなる。これに対し、図１１（ｂ）に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を進角補正すると、切り替え後の吸気の吹き返し量を減少させて切り替え後の吸入空気量を増加させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００９１】
図１２は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じで、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバ
ルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御するときを示しており、図１２（ａ）は補正しない場合の説明図であり、図１２（ｂ）は補正する場合の説明図である。図１２（ａ）に示すように、補正しなければ、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも少なくなる。これに対し、図１２（ｂ）に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を遅角補正すると、切り替え後の吸入空気量を増加させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００９２】
図１３は吸気弁６の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じで、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングに制御するときを示しており、図１３（ａ）は補正しない場合の説明図であり、図１３（ｂ）は補正する場合の説明図である。図１３（ａ）に示すように、補正しなければ、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなっていても、吸気の吹き返し量の違いから切り替え後の吸入空気量が切り替え前の吸入空気量よりも多くなる。これに対し、図１３（ｂ）に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を大作用角から小作用角に切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を遅角補正すると、切り替え後の吸気の吹き返し量を増加させて切り替え後の吸入空気量を減少させ、切り替え前後の吸入空気量をほぼ一致させることができる。
【００９３】
以上のように、吸気弁６のバルブ作用角を切り替えた後の吸気弁６の閉弁時期を補正することで、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸入空気量にずれが生じることを抑制できる。したがって、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックをより抑制できる。
【００９４】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図１４は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンは、図４に示すルーチンとステップＳ３０１〜Ｓ３０３が異なるものであるので、その異なる部分のみ説明する。
【００９５】
ステップＳ１０３に引き続くステップＳ３０１では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の機関回転数及び機関負荷に基づき、吸気弁６の基準閉弁時期を算出する。
【００９６】
ステップＳ３０２では、ＥＣＵ１５は、ステップＳ１０２で算出した吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前における吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）と、ステップＳ３０１で算出した吸気弁６の基準閉弁時期と、を、予め実験などにより求められたマップに取り込むことで、吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後における吸入空気量をほぼ一致させるための進角量や遅角量といった補正量を算出する。
【００９７】
ステップＳ３０３では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を切り替えると共に、吸気弁バルブタイミング可変機構９によりステップＳ１０３で算出した位相変更量にステップＳ３０２で算出した補正量を補正して吸気弁６のバルブタイミングを変更する。
【００９８】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックをより抑制できる。
【００９９】
＜実施例４＞
次に、実施例４について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１００】
本実施例では、図１に示すように、排気弁７にも当該排気弁７の開閉特性を変更する可変動弁機構が設けられている。この可変動弁機構として、排気弁７の開閉特性である開閉時期（バルブタイミング）の変更を行う排気弁バルブタイミング可変機構１８を備えている。本実施例における排気弁バルブタイミング可変機構１８は、排気弁７のバルブ作用角を一定に維持したまま排気弁７の開閉タイミングを連続的に変更する機構である。
【０１０１】
図１５は吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御する際に、排気弁７のバルブタイミングを変更しない場合を示す説明図である。図１５に示すように、排気弁７のバルブタイミングを変更しない場合には、吸気弁６のバルブ作用角切り替え後に、吸気弁６の開弁期間と排気弁７の開弁期間が重なる吸排気弁のバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）が増加してしまう。吸排気弁のバルブオーバーラップが増加すると、内燃機関１の燃焼室３を含む筒内に残留する燃焼ガス或いは一旦筒内から排気ポート５へ排出されて再度筒内へ戻される燃焼ガス、いわゆる内部ＥＧＲガスが増加してしまう。内部ＥＧＲガスが増加すると、燃焼が悪化し、燃焼悪化に起因する燃費低下が生じてしまう。
【０１０２】
そこで、本実施例では、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御するときに、排気弁バルブタイミング可変機構１８により、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させるバルブタイミングに制御するようにした。
【０１０３】
ここで、内部ＥＧＲガスの規定量とは、内部ＥＧＲガスがそれ以下の量であると燃焼を悪化させず、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる量である。
【０１０４】
図１６は排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるように排気弁７のバルブタイミングを変更する場合を示す説明図である。図１６に示すように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える際には、吸気弁６のバルブ作用角が大作用角となった吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一となるバルブタイミングにすると共に、切り替え後の排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零にさせるバルブタイミングにしている。図１６では、一例として、内部ＥＧＲガスが最も減少して零になる吸排気弁のバルブオーバーラップを零にするよう排気弁７のバルブタイミングを制御している。しかし、本実施例としてはこれに限られず、上記した規定量以下に内部ＥＧＲガスを減少させることができるよう吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させることができればよい。
【０１０５】
これによると、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御するときに、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御するので、切り替え後の吸排気弁のバルブオーバーラップが減少し、内部ＥＧＲガスを減少させることができる。したがって、内部ＥＧＲガスが増加して燃焼が悪化することを抑制でき、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる。
【０１０６】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図１７は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【０１０７】
ステップＳ４０１では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転状態から吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えが必要か否か判別する。
【０１０８】
具体的には、内燃機関１の運転状態が低負荷・低回転の領域から高負荷領域及び／又は高回転領域へ移行する場合に、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えが必要と判断する。
【０１０９】
ステップＳ４０１において吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えが必要と肯定判定された場合には、ステップＳ４０２へ移行する。ステップＳ４０１において吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えが必要ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１０】
ステップＳ４０２では、ＥＣＵ１５は、吸気弁６のバルブ作用角が切り替え前の小作用角の場合における吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）を算出する。
【０１１１】
ステップＳ４０３では、ＥＣＵ１５は、吸気弁６のバルブ作用角が切り替え後の大作用角の場合における目標作用角から、吸気弁６のバルブ作用角が切り替え後の大作用角の場合における吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）を、ステップＳ４０２で算出した吸気弁６のバルブ作用角が切り替え前の小作用角の場合における吸気弁６の閉弁時期（ＩＶＣ）に略同一とさせるバルブタイミングに変更するために要求される吸気弁６のバルブタイミングの位相変更量を算出する。
【０１１２】
ステップＳ４０４では、ＥＣＵ１５は、ステップＳ４０３で算出した吸気弁６のバルブタイミングの位相変更量から、排気弁７の閉弁時期（ＥＶＣ）を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させるために要求される排気弁７のバルブタイミングの位相変更量を算出する。
【０１１３】
ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替え、吸気弁バルブタイミング可変機構９によりステップＳ４０３で算出した位相変更量だけ吸気弁６のバルブタイミングを変更させ、排気弁バルブタイミング可変機構１８によりステップＳ４０４で算出した位相変更量だけ排気弁７のバルブタイミングを変更する。
【０１１４】
ステップＳ４０５の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１５】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できると共に、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる。
【０１１６】
＜実施例５＞
次に、実施例５について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１１７】
上記実施例４のように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御するときに、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを
内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させるバルブタイミングに制御すると、排気弁７の開弁時期（ＥＶＯ）が早くなる。排気弁７の開弁時期が早くなると、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が減少し、仕事量減少に起因する燃費低下が生じてしまう。
【０１１８】
図１８は内燃機関１の機関回転数と内燃機関１の筒内に生じるガス乱れとの関係を示す図である。図１８に示すように、内燃機関１の機関回転数が高くなる程、内燃機関１のピストン速度が速まり筒内により強いガス乱れができる。筒内の強いガス乱れは、筒内のガスを混合し易くするため、筒内に内部ＥＧＲガスが増加しても燃焼が悪化し難い。すなわち、内燃機関１の機関回転数が高くなる程、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる効果を得ながらも内部ＥＧＲガスをより導入することができる。
【０１１９】
図１９は内燃機関１の機関負荷と内燃機関１の筒内温度との関係を示す図である。図１９に示すように、内燃機関１の機関負荷が高い程、吸入空気量が多くなり、多くの空気が圧縮されるため、筒内温度が上昇する。筒内温度が上昇していると、内燃機関１の筒内に内部ＥＧＲガスが増加しても燃焼が悪化し難い。すなわち、内燃機関１の機関負荷が高くなる程、燃焼悪化に起因する燃費低下を抑制できる効果を得ながらも内部ＥＧＲガスをより導入することができる。
【０１２０】
そこで、本実施例では、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替え、吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御し、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させるバルブタイミングに制御するときに、排気弁バルブタイミング可変機構１８により排気弁７のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関１の機関回転数が高い程、或いは、内燃機関１の機関負荷が高い程、排気弁７の閉弁時期を遅角補正するようにした。
【０１２１】
これによると、排気弁７の閉弁時期を遅角補正するので、排気弁７の開弁時期が遅くなり、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が増加し、仕事量減少に起因する燃費低下が抑制できる。
【０１２２】
また、排気弁７の閉弁時期を遅角補正すると、内燃機関１の筒内へ導入される内部ＥＧＲガスが増加するが、内燃機関１の機関回転数が高い程強いガス乱れの影響により燃焼が悪化し難く、内燃機関１の機関負荷が高い程筒内温度が上昇するため燃焼が悪化し難く、燃焼悪化に起因する燃費低下をも抑制できる。
【０１２３】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図２０は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンは、図１７に示すルーチンとステップＳ５０１及びＳ５０２が異なるものであるので、その異なる部分のみ説明する。
【０１２４】
ステップＳ４０４に引き続くステップＳ５０１では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の機関回転数及び機関負荷に基づき算出される導入可能な内部ＥＧＲガスを増加させるために要求される排気弁７の閉弁時期を遅角補正する排気弁７のバルブタイミングの補正量を算出する。
【０１２５】
ステップＳ５０２では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替え、吸気弁バルブタイミング可変機構９
によりステップＳ４０３で算出した位相変更量だけ吸気弁６のバルブタイミングを変更させ、排気弁バルブタイミング可変機構１８によりステップＳ４０４で算出した位相変更量にステップＳ５０１で算出した補正量を補正して排気弁７のバルブタイミングを変更する。
【０１２６】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できると共に、燃焼悪化及び仕事量減少に起因する燃費低下を抑制できる。
【０１２７】
＜実施例６＞
次に、実施例６について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１２８】
本実施例では、図１に示すように、内燃機関１の気筒には、筒内圧力を検出する筒内圧力センサ１９が設けられている。また、吸気管１２には、吸気温度を検出する吸気温度センサ２０が設けられている。筒内圧力センサ１９及び吸気温度センサ２０は、ＥＣＵ１５と電気的に接続され、それらの出力信号がＥＣＵ１５に入力されるようになっている。
【０１２９】
上記実施例４，５のように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御するときに、排気弁７のバルブタイミングを変更していても、内燃機関１の燃焼が悪化する場合には、排気弁７のバルブタイミングを進角しすぎていたり、排気弁のバルブタイミングの進角が不足していたりする。
【０１３０】
内燃機関１の燃焼が悪化する要因として吸気温度が低すぎる場合には、筒内温度が低下し、燃焼が悪化する。また、内燃機関１の燃焼が悪化する要因として吸気温度が高すぎる場合には、筒内温度が過度に上昇して自己着火してしまい、燃焼が悪化する。
【０１３１】
そこで、本実施例では、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替え、吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御し、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させる、又はそれに加えて内燃機関１の機関回転数が高い程、或いは、内燃機関１の機関負荷が高い程、排気弁７の閉弁時期を遅角補正するバルブタイミングに制御するときに、排気弁バルブタイミング可変機構１８により排気弁７のバルブタイミングを制御することにより、内燃機関１の燃焼が悪化した要因に応じて排気弁７の閉弁時期を補正するようにした。
【０１３２】
具体的な補正としては、排気弁７のバルブタイミングを目標値に変更した後に内燃機関の燃焼が悪化しており、その要因として吸気温度が低すぎて燃焼が悪化している場合には、排気弁７の閉弁時期を遅角補正する。また、その要因として吸気温度が高すぎて燃焼が悪化している場合には、排気弁７の閉弁時期を進角補正する。
【０１３３】
これによると、吸気温度が低すぎて燃焼が悪化している場合に排気弁７の閉弁時期を遅角補正するので、内燃機関１の筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを増加させて筒内温度を上昇させ、燃焼を良好にできる。また、吸気温度が高すぎて燃焼が悪化している場合に排気弁７の閉弁時期を進角補正するので、内燃機関１の筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを減少させて筒内温度が過度に上昇して自己着火することを抑制し、燃焼を良好にできる。
【０１３４】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図２１は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンは、図２０に示すルーチンとステップＳ６０１〜Ｓ６０４が異なるものであるので、その異なる部分のみ説明する。
【０１３５】
ステップＳ５０２においてステップＳ４０４で算出した位相変更量にステップＳ５０１で算出した補正量を補正して排気弁７のバルブタイミングを変更した値が目標値である。
【０１３６】
ステップＳ５０２に引き続くステップＳ６０１では、ＥＣＵ１５は、筒内圧力センサ１９が検出する筒内圧力が目標筒内圧力より低いか否かを判別する。目標筒内圧力は、内燃機関１の燃焼が良好状態か悪化状態か判断するための閾値であり、筒内圧力が目標筒内圧力以上であると燃焼が良好であると判断でき、筒内圧力が目標筒内圧力よりも低いと燃焼が悪化していると判断できる。
【０１３７】
ステップＳ６０１において筒内圧力が目標筒内圧力より低いと肯定判定された場合には、ステップＳ６０２へ移行する。ステップＳ６０１において筒内圧力が目標筒内圧力以上であると否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３８】
ステップＳ６０２では、ＥＣＵ１５は、吸気温度センサ２０が検出する吸気温度が所定温度以下か否かを判別する。所定温度は、一般的な外気温に設定される。吸気温度が所定温度以下であると、吸気温度が低すぎると判断でき、吸気温度が所定温度より高いと、吸気温度が高すぎると判断できる。
【０１３９】
ステップＳ６０２において吸気温度が所定温度以下と肯定判定された場合には、ステップＳ６０３へ移行する。ステップＳ６０２において吸気温度が所定温度よりも高いと否定判定された場合には、ステップＳ６０４へ移行する。
【０１４０】
ステップＳ６０３では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを増加させて筒内温度を上昇させ燃焼を良好にするために要求される排気弁７のバルブタイミングの遅角補正量を算出し、排気弁バルブタイミング可変機構１８により当該遅角補正量だけ排気弁７のバルブタイミングを遅角補正する。
【０１４１】
ステップＳ６０４では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の筒内へ導入される高温の内部ＥＧＲガスを減少させて筒内温度が過度に上昇して自己着火することを抑制し燃焼を良好にするために要求される排気弁７のバルブタイミングの進角補正量を算出し、排気弁バルブタイミング可変機構１８により当該進角補正量だけ排気弁７のバルブタイミングを進角補正する。
【０１４２】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できると共に、燃焼悪化を抑制できる。
【０１４３】
なお、図２１に示すルーチンは、図２０に示すルーチンのステップＳ５０２以降にステップＳ６０１〜Ｓ６０４が加えられたものであったが、本発明はこれに限られず、例えば、図１７に示すルーチンのステップＳ４０５以降にステップＳ６０１〜Ｓ６０４が加えられるものであってもよい。
【０１４４】
＜実施例７＞
次に、実施例７について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説
明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１４５】
図１に示すように、内燃機関１の排気管１３には、排気を浄化するための三元触媒などの触媒を担持した触媒コンバータ２１が配置されている。
【０１４６】
また、触媒コンバータ２１の直下流の排気管１３には、触媒コンバータ２１内の触媒温度を検出する触媒温度センサ２２が設けられている。触媒温度センサ２２は、ＥＣＵ１５と電気的に接続され、その出力信号がＥＣＵ１５に入力されるようになっている。
【０１４７】
一般に内燃機関１の冷間始動時には、触媒を活性させるために触媒の暖機が行われる。触媒の暖機は、内燃機関１で仕事に使われなかったエネルギである排気熱を触媒に供給して行われている。排気エミッションの低減のため、触媒を早期に暖機することが望まれている。
【０１４８】
ここで、上記実施例４のように、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとするバルブタイミングに制御するときに、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを内部ＥＧＲガスが規定量以下となるように減少させるバルブタイミングに制御すると、排気弁７の開弁時期が早くなる。排気弁７の開弁時期が早くなると、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量が減少し、排気温度が上昇する。つまり、触媒コンバータ２１内の触媒へ供給できる排気の熱量が増加するので、触媒を早期に暖機できる。
【０１４９】
そこで、本実施例では、触媒の暖機時であって、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えると共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御するときに、排気弁バルブタイミング可変機構１８により、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零とするバルブタイミングに制御するようにした。
【０１５０】
これによると、吸排気弁のバルブオーバーラップを零とするまで排気弁７の閉弁時期を進角させることで、排気弁７の開弁時期を最も早くし、燃焼による発生熱エネルギを仕事に使う量を最も減少させ、排気温度を最も上昇させて触媒の早期暖機が良好にできるようにしている。
【０１５１】
ここで、本実施例では、排気弁７のバルブタイミングを吸排気弁のバルブオーバーラップを零とするバルブタイミングに制御するようにしたが、本発明としてはこれに限られず、触媒へ供給できる排気の熱量が増加するように、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるバルブタイミングに制御するものであってもよい。
【０１５２】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図２２は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンは、図２０に示すルーチンとステップＳ７０１〜Ｓ７０３が異なるものであるので、その異なる部分のみ説明する。
【０１５３】
ステップＳ４０３に引き続くステップＳ７０１では、ＥＣＵ１５は、触媒の暖機中であるか否かを判別する。触媒の暖機中であるか否かは、触媒温度センサ２２が検出する触媒の温度が活性温度よりも低い場合に触媒の暖機中と判断し、触媒の温度が活性温度に達し
ていた場合に触媒の暖機はなされていないと判断する。
【０１５４】
ステップＳ７０１において触媒の暖機中であると肯定判定された場合には、ステップＳ７０２へ移行する。ステップＳ７０１において触媒の暖機中ではないと否定判定された場合には、ステップＳ４０４へ移行する。ステップＳ４０４以降は図２０に示すルーチンと同一である。
【０１５５】
ステップＳ７０２では、ＥＣＵ１５は、ステップＳ４０３で算出した吸気弁のバルブタイミングの位相変更量から、排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零にするために要求される排気弁７のバルブタイミングの位相変更量を算出する。
【０１５６】
ステップＳ７０３では、ＥＣＵ１５は、吸気弁バルブ作用角可変機構８により吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替え、吸気弁バルブタイミング可変機構９によりステップＳ４０３で算出した位相変更量だけ吸気弁６のバルブタイミングを変更させ、排気弁バルブタイミング可変機構１８によりステップＳ７０２で算出した位相変更量だけ排気弁７のバルブタイミングを変更する。
【０１５７】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁６のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できると共に、触媒を早期に暖機できる。
【０１５８】
＜実施例８＞
次に、実施例８について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１５９】
上記実施例７では、触媒の暖機中であっても吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えることが行われない場合には、排気温度の上昇が早期に行われないため触媒を暖機完了するまでに時間がかかる場合がある。本実施例では、触媒の暖機中である場合には吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えることを強制的に行うことで、排気温度の上昇を早期に行わせて触媒を早期に暖機する。
【０１６０】
本実施例では、触媒の暖機中に、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えることが所定時間行われない場合には、当該切り替えを強制的に行い、それと共に吸気弁６のバルブタイミングを吸気弁６のバルブ作用角の切り替え前後で吸気弁６の閉弁時期が略同一のタイミングとなるバルブタイミングに制御し、排気弁７のバルブタイミングを排気弁７の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを零とするバルブタイミングに制御するようにした。
【０１６１】
これによると、触媒の暖機中に、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えることが強制的に行われ、その際に排気弁７のバルブタイミングを吸排気弁のバルブオーバーラップを零とするバルブタイミングに変更し排気温度を最も上昇させて触媒の早期暖機がより早くできるようにしている。
【０１６２】
次に、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンについて説明する。図２３は、本実施例による吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチンは、図２２に示すルーチンとステップＳ８０１〜Ｓ８０３が異なるものであるので、その異なる部分のみ説明する。
【０１６３】
ステップＳ８０１では、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転状態から吸気弁６のバルブ作
用角を小作用角から大作用角に切り替える条件が満たされているか否か判別する。
【０１６４】
ステップＳ８０１において吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える条件が満たされていると肯定判定された場合には、ステップＳ８０２へ移行する。ステップＳ８０１において吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える条件が満たされていないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１６５】
ステップＳ８０２では、ＥＣＵ１５は、触媒の暖機中であるか否かを判別する。
【０１６６】
ステップＳ８０２において触媒の暖機中であると肯定判定された場合には、ステップＳ８０３へ移行する。ステップＳ８０２において触媒の暖機中ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【０１６７】
ステップＳ８０３では、ＥＣＵ１５は、繰り返される本ルーチンにおいてステップＳ８０１の肯定判定が初めになされてから所定時間経過したか否かを判別する。すなわち、切り替える条件が満たされているにもかかわらず、吸気弁６のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替えることが所定時間行われていないか否かを判別する。所定時間は、触媒を早期に暖機するために必要な時間に設定される。
【０１６８】
ステップＳ８０３において所定時間経過したと肯定判定された場合には、ステップＳ４０２へ移行する。ステップＳ８０３において所定時間経過していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ４０２以降は図２２に示すルーチンで説明したスッテップＳ４０２、Ｓ４０３、Ｓ７０２、及びＳ７０３を処理する。
【０１６９】
以上の制御ルーチンを実行することにより、吸気弁のバルブ作用角切り替え時のトルクショックを抑制できると共に、触媒をより早期に暖機できる。
【０１７０】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の運転状態に応じた吸気弁のバルブ作用角の使用領域を示す図である。
【図３】実施例１に係る吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合の説明図である。
【図４】実施例１に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】実施例２に係る吸気弁のバルブ作用角を小作用角から大作用角に切り替える場合の説明図である。
【図６】実施例２に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】吸気弁のバルブ作用角が小作用角の場合及び大作用角の場合において、吸気弁の閉弁時期が変化した際における吸入空気量の変化を示す図である。
【図８】吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも早閉じの場合におけるリフトカーブ及び吸入空気量を示す図である。
【図９】吸気弁の閉弁時期が基準閉弁時期よりも遅閉じの場合におけるリフトカーブ及び吸入空気量を示す図である。
【図１０】（ａ）は実施例３に係る補正をしない場合の説明図であり、（ｂ）は実施例３に係る補正をする場合の説明図である。
【図１１】（ａ）は実施例３に係る補正をしない場合の説明図であり、（ｂ）は実施例３に係る補正をする場合の説明図である。
【図１２】（ａ）は実施例３に係る補正をしない場合の説明図であり、（ｂ）は実施例３に係る補正をする場合の説明図である。
【図１３】（ａ）は実施例３に係る補正をしない場合の説明図であり、（ｂ）は実施例３に係る補正をする場合の説明図である。
【図１４】実施例３に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】実施例４に係る排気弁のバルブタイミングを変更しない場合の説明図である。
【図１６】実施例４に係る排気弁の閉弁時期を進角させて吸排気弁のバルブオーバーラップを減少させるように排気弁のバルブタイミングを変更する場合を示す説明図である。
【図１７】実施例４に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１８】内燃機関の機関回転数と内燃機関の筒内に生じるガス乱れとの関係を示す図である。
【図１９】内燃機関の機関負荷と内燃機関の筒内温度との関係を示す図である。
【図２０】実施例５に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図２１】実施例６に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図２２】実施例７に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図２３】実施例８に係る吸気弁バルブ作用角切り替え制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７２】
１     内燃機関
２     シリンダヘッド
３     燃焼室
４     吸気ポート
５     排気ポート
６     吸気弁
７     排気弁
８     吸気弁バルブ作用角可変機構
９     吸気弁バルブタイミング可変機構
１０   点火プラグ
１１   筒内燃料噴射弁
１２   吸気管
１３   排気管
１４   エアフローメータ
１５   ＥＣＵ
１６   水温センサ
１７   クランクポジションセンサ
１８   排気弁バルブタイミング可変機構
１９   筒内圧力センサ
２０   吸気温度センサ
２１   触媒コンバータ
２２   触媒温度センサ
【図１】
0005029265.tif 000002
【図２】
0005029265.tif 000003
【図３】
0005029265.tif 000004
【図４】
0005029265.tif 000005
【図５】
0005029265.tif 000006
【図６】
0005029265.tif 000007
【図７】
0005029265.tif 000008
【図８】
0005029265.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005029265.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005029265.tif 000013
【図１３】
0005029265.tif 000014
【図１４】
0005029265.tif 000015
【図１５】
0005029265.tif 000016
【図１６】
0005029265.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0005029265.tif 000019
【図１９】
0005029265.tif 000020
【図２０】
0005029265.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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