JP2003254120A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2003254120A
JP2003254120A JP2002050600A JP2002050600A JP2003254120A JP 2003254120 A JP2003254120 A JP 2003254120A JP 2002050600 A JP2002050600 A JP 2002050600A JP 2002050600 A JP2002050600 A JP 2002050600A JP 2003254120 A JP2003254120 A JP 2003254120A
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Japan
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valve
amount
air
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internal combustion
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JP2002050600A
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English (en)
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Masato Ogiso
誠人 小木曽
Tomoumi Yamada
智海 山田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は減弁運転を行う内燃機関の制御装置
に関し、作動弁の切り換えに関わらず、個々の気筒にお
ける燃焼状態を安定に維持することを目的とする。 【解決手段】 気筒毎に複数の吸気弁IN1,IN2または複
数の排気弁EX1,EX2を備える。所定の運転条件下で
は、複数の吸気弁IN1,IN2または複数の排気弁EX1,EX
2のうち少なくとも1つの弁を休止弁とする減弁運転を
行う。休止弁が何れの弁であるかに応じて、混合気の空
燃比変動が抑制されるように、燃料噴射量やバルブタイ
ミングなどの空燃比制御量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に係り、特に、個々の気筒に設けられた複数の弁の一
部を休止させる減弁運転を行う内燃機関の制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開2001−16496
5号公報に開示されるように、個々の気筒に2つの吸気
弁を備え、内燃機関の運転状態に応じて1つの吸気弁だ
けを作動させるモード(以下、「1弁運転」と称す)
と、2つの吸気弁を共に作動させるモード(以下、「2
弁運転」と称す)とを切り換える装置が知られている。
【0003】1つの吸気弁だけが開閉する場合と、2つ
の吸気弁が開閉する場合とでは、吸気ポートを流れる空
気の流速に違いが生ずる。このため、1弁運転の場合と
2弁運転の場合とでは、吸気ポート付近に付着するポー
トウェット量に差が生ずる。ポートウェット量は、定常
状態では一定量に収束するが、過渡状態では増減を示
す。ポートウェット量が増加する過程では、燃料噴射量
に対して燃焼に使用される燃料が少量となる。また、ポ
ートウェット量が減少する過程では、燃料噴射量に対し
て燃焼に使用される燃料が多量となる。このため、過渡
状態においては、ポートウェット量の変化を相殺するた
めの噴射量補正を行う必要がある。
【0004】1弁運転の場合と2弁運転の場合とでは、
上記の如くポートウェット量が異なる。このため、1弁
運転中に過渡状態が形成された場合と、2弁運転中に過
渡状態が形成された場合とでは、ポートウェット量の増
減を相殺するための噴射量補正量も異なったものとな
る。そこで、上記従来の装置は、内燃機関が過渡状態と
なった場合に、1弁運転が行われているか、或いは2弁
運転が行われているかに応じて、燃料噴射量に施す補正
量を異ならしめることとしている。このため、上記従来
の装置によれば、内燃機関が如何なるモードで運転して
いるかに関わらず、過渡状態における空燃比荒れを有効
に防止することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
個々の気筒に複数の弁が設けられている場合、配管形状
や弁の配置の相違に起因して、全ての弁の通気特性が同
一にならないのが通常である。このため、気筒毎に2つ
の吸気弁を備える内燃機関を例にとれば、第1の吸気弁
だけが作動する1弁運転と、第2の吸気弁だけが作動す
る1弁運転とでは、通常は、気筒に吸入される空気量や
気筒内に生ずるスワールの状態などが同一にはならな
い。
【0006】第1の吸気弁が作動するか、第2の吸気弁
が作動するかに応じて吸入空気量やスワールの発生状況
が異なるとすれば、作動弁が切り換えられた場合に、空
燃比荒れやトルク変動が生ずる。上記従来の装置では、
このような空燃比荒れやトルク変動を抑制するための措
置が講じられていない。この点、上述した従来の内燃機
関は、1弁運転の実行中に作動する吸気弁が切り換えら
れた場合に、空燃比荒れやトルク変動を発生させ易く、
ひいては、車両の前後運動(サージ)を引き起こし易い
という課題を有するものであった。
【0007】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、減弁運転の可能な内燃機関におい
て、作動弁の切り換えに関わらず、個々の気筒における
燃焼状態を安定に維持することのできる内燃機関の制御
装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
気筒毎に複数の吸気弁または複数の排気弁を備える内燃
機関の制御装置であって、前記複数の吸気弁または複数
の排気弁のうち少なくとも1つの弁を休止弁として内燃
機関を運転させる減弁運転を実現する減弁運転実現手段
と、前記休止弁が何れの弁であるかに応じて、混合気の
空燃比変動が抑制されるように、空燃比制御量を補正す
る空燃比制御量補正手段と、を備えることを特徴とす
る。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の内
燃機関の制御装置であって、内燃機関が、前記減弁運転
を行いつつ、定常運転状態を実現している場合に、当該
減弁運転の実行に起因して生じている空燃比変動量を検
出する空燃比変動量検出手段と、当該空燃比変動量に基
づいて、当該減弁運転において休止弁とされている弁に
対応する空燃比制御量補正値を学習する空燃比制御量補
正値学習手段とを備え、前記空燃比制御量補正手段は、
前記学習された空燃比制御量補正値を用いて、前記空燃
比制御量を補正することを特徴とする。
【0010】請求項3記載の発明は、気筒毎に複数の吸
気弁または複数の排気弁を備える内燃機関の制御装置で
あって、前記複数の吸気弁または複数の排気弁のうち少
なくとも1つの弁を休止弁として内燃機関を運転させる
減弁運転を実現する減弁運転実現手段と、前記休止弁が
何れの弁であるかに応じて、前記内燃機関のトルク変動
が抑制されるように、トルク制御量を補正するトルク制
御量補正手段と、を備えることを特徴とする。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1記載の内
燃機関の制御装置であって、内燃機関が、前記減弁運転
を行いつつ、定常運転状態を実現している場合に、当該
減弁運転の実行に起因して生じているトルク変動量を検
出するトルク変動量検出手段と、当該トルク変動量に基
づいて、当該減弁運転において休止弁とされている弁に
対応するトルク制御量補正値を学習するトルク制御量補
正値学習手段とを備え、前記トルク制御量補正手段は、
前記学習されたトルク制御量補正値を用いて、前記トル
ク制御量を補正することを特徴とする。
【0012】請求項5記載の発明は、請求項2または4
記載の内燃機関の制御装置であって、前記減弁運転実現
手段は、休止弁の組み合わせが異なる複数のモードで前
記減弁運転を実現することができ、前記学習の実行が可
能であるか否かを判断する学習可否判断手段と、前記学
習の実行が可能でないと判断される期間を除き、前記減
弁運転の全てのモードについて前記学習が終了するま
で、連続的にそれらの学習を進行させる学習促進手段
と、を備えることを特徴とする。
【0013】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
何れか1項記載の内燃機関の制御装置であって、前記空
燃比制御量補正手段または前記トルク制御量補正手段
は、前記空燃比変動または前記トルク変動を抑制するた
めに、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段を含む
ことを特徴とする。
【0014】請求項7記載の発明は、請求項1乃至6の
何れか1項記載の内燃機関の制御装置であって、前記空
燃比制御量補正手段または前記トルク制御量補正手段
は、前記空燃比変動または前記トルク変動を抑制するた
めに、吸入空気量を補正する吸入空気量補正手段を含む
ことを特徴とする。
【0015】請求項8記載の発明は、請求項7記載の内
燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量補正手段
は、前記吸気弁の開弁期間を補正する開弁期間補正手段
を含むことを特徴とする。
【0016】請求項9記載の発明は、請求項7記載の内
燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量補正手段
は、前記吸気弁および前記排気弁が共に開弁状態となる
正のバルブオーバーラップ期間、或いは、前記排気弁が
閉弁した後前記吸気弁が開弁するまでの期間である負の
バルブオーバーラップ期間を補正するバルブオーバーラ
ップ期間補正手段を含むことを特徴とする。
【0017】請求項10記載の発明は、請求項1または
2記載の内燃機関の制御装置であって、前記空燃比制御
量補正手段は、燃料の壁面付着量の変化を相殺するため
の壁面付着補正量を算出する壁面付着補正量算出手段
と、前記壁面付着補正量を加減して燃料噴射量を算出す
る壁面付着量補正手段とを備え、前記壁面付着補正量算
出手段は、前記休止弁が何れの弁であるかに応じて、異
なる手法で前記壁面付着補正量を算出することを特徴と
する。
【0018】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の内燃機関の制御装置であって、前記減弁運転実現手段
は、休止弁の組み合わせが異なる複数のモードで前記減
弁運転を実現することができ、前記壁面付着補正量算出
手段は、前記減弁運転のモードが切り換えられた際に、
当該切り換えが前記壁面付着量に与える影響の大きさを
算出する影響量算出手段と、前記切り換えの後、所定の
期間は、当該切り換え後の状態に応じた前記手法で算出
された壁面付着補正量から、前記影響を排除した値を壁
面付着補正量とする影響排除手段と、を備えることを特
徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
【0020】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1の構成を説明するための図である。本実施形態のシ
ステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10に
は、吸気通路12および排気通路14が連通している。
吸気通路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備
えている。エアフィルタ16には、吸気温センサ18が
組み付けられている。
【0021】エアフィルタ16の下流には、エアフロメ
ータ20が配置されている。エアフロメータ20は、吸
気通路12を流れる吸入空気量Gaを検出するセンサであ
る。エアフロメータ20の下流には、スロットルバルブ
22が設けられている。スロットルバルブ22は、アク
セル開度とは独立にスロットル開度を制御することので
きる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバ
ルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロ
ットルセンサ24と、スロットルバルブ22が全閉とな
ることでオンとなるアイドルスイッチ26とが配置され
ている。
【0022】スロットルバルブ22の下流には、サージ
タンク28が設けられている。また、サージタンク28
の更に下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴
射するための燃料噴射弁30が配置されている。排気通
路14には、触媒32が連通している。また、触媒32
の上流には、排気Oセンサ34が配置されている。
尚、本実施形態では、排気空燃比がリッチであるかリー
ンであるかに応じて大きく出力を変化させる排気O
ンサ34を排気通路14に配置することとしているが、
このセンサは、排気空燃比に対して連続的な出力を発す
る排気空燃比センサであってもよい。
【0023】内燃機関10は、吸気弁36を電磁力で駆
動する吸気電磁駆動弁38、および排気弁40を電磁力
で駆動する排気電磁駆動弁42を備えている。また、内
燃機関10には、先端部を筒内に露出させた点火プラグ
44、およびクランク角を検出するためのクランク角セ
ンサ46が組み付けられている。
【0024】吸気電磁駆動弁38は、非通電時には吸気
弁36を中立位置、すなわち、半開位置に維持し、外部
から供給される駆動信号を受けて、吸気弁36を全開位
置および全閉位置に移動させることができる。同様に、
排気電磁駆動弁42は、非通電時には排気弁40を中立
位置に維持し、外部から供給される駆動信号を受けて、
排気弁40を全開位置および全閉位置に移動させること
ができる。
【0025】本実施形態のシステムは、図1に示すよう
に、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。
ECU50には、上述した各種センサが接続されている。
また、上述した燃料噴射弁30、吸気電磁駆動弁38、
および排気電磁駆動弁42などは、ECU50により制御
されている。更に、点火プラグ44は、ECU50により
決定されたタイミングで点火の処理を行う。
【0026】図2は、内燃機関10が備える一つの気筒
について、吸気ポートおよび排気ポートの周辺の構造お
よび配置を示した図である。図2(A)に示すように、
内燃機関10は、個々の気筒において、吸気弁36およ
び排気弁40を2つずつ備えている。以下、2つの吸気
弁36を区別する必要がある場合は、それらの一方を
「第1吸気弁IN1」と、また、それらの他方を「第2吸
気弁IN2」と称す。また、2つの排気弁40を区別する
必要がある場合は、それらの一方を「第1排気弁EX1」
と、また、それらの他方を「第2排気弁EX2」と称す。
【0027】内燃機関10の吸気ポートには、2つの吸
気弁36に対応して2つの分岐路52,54が設けられ
ている。同様に、排気ポートにも、2つの排気弁40に
対応して2つの分岐路56,58が設けられている。ま
た、本実施形態において、燃料噴射弁30は、それらの
分岐に合わせて2方向に燃料を噴射することのできる2
ホールインジェクタで構成されている。尚、本実施形態
では、燃料噴射弁30として2ホールインジェクタを用
いることとしているが、燃料噴射弁30は、例えば12
ホールインジェクタのように、より多くの噴射孔を有す
るタイプのものであってもよい。
【0028】図2(B)は、吸気ポートが備える分岐路
52,54の形状の一例を示す。2つの分岐路52,5
4は、内燃機関10の周辺に確保できる配管スペース上
の制約や、吸気通路12に集合させる上での制約などに
より、同じ形状にはできないのが通常である。このた
め、個々の気筒において、第1吸気弁IN1に通じる分岐
路52と、第2吸気弁IN2に通じる分岐路54とは、一
般に異なる通気抵抗を示す。尚、内燃機関10におい
て、通気抵抗に差異が生ずる現象は、吸気ポート側の場
合と同様に、排気ポート側の分岐路56,58において
も発生する。
【0029】本実施形態のシステムでは、吸気弁36が
電磁駆動弁38により構成されているため、2つの弁の
一方だけ(例えばIN1だけ)を作動状態とし、かつ、他
方(例えばIN2)を休止状態として内燃機関10を運転
させることができる(以下、このような運転を「減弁運
転」と称す)。減弁運転によれば、気筒内にスワールを
発生させるなど、全ての弁を動作させる運転(以下、
「全弁運転」と称す)では得ることのできない現象を生
じさせることができる。このため、内燃機関10の運転
状態に応じて適宜減弁運転を行うことは、内燃機関10
の運転効率を高めるうえで有効である。
【0030】ところで、内燃機関10において減弁運転
を行う場合、第1吸気弁IN1だけを作動させる場合と、
第2吸気弁IN2だけを作動させる場合とでは、気筒内に
生ずるスワールの状態等に差異が生ずる。このため、内
燃機関10の運転状態に応じて、何れの吸気弁36を作
動させるかを切り換えることとすれば、減弁運転時に作
動する弁が固定されている場合に比して、より繊細な制
御を実現することができる。
【0031】更に、減弁運転時に常に一方の吸気弁36
だけが作動するとすれば、その吸気弁36の消耗が、他
方の吸気弁36の消耗に比して早く進む場合が生ずる。
これらの理由より、内燃機関10において運転を行う場
合には、第1吸気弁IN1が作動弁となる減弁運転と、第
2吸気弁IN2が作動弁となる減弁運転とが共に実行され
ることが望ましく、第1吸気弁IN1が作動弁となる減弁
運転と、第2吸気弁IN2が作動弁となる減弁運転とが同
等の頻度で実行されることが望ましい。
【0032】しかしながら、既述した通り、吸気ポート
の分岐路52,54は、第1吸気弁IN1に通じる側と第
2吸気弁IN2に通じる側とで異なる通気特性を示す。こ
のため、機関回転数NE、或いはエアフロメータ20によ
り検出される吸入空気量GAなどが同一であっても、第1
吸気弁IN1が作動弁とされる場合と、第2吸気弁IN2が作
動弁とされる場合とでは、個々の気筒に吸入される空気
の量に差異が生ずる。
【0033】また、第1吸気弁IN1が作動弁とされる場
合と、第2吸気弁IN2が作動弁とされる場合とでは、ス
ワールの発生状態の違いなどに起因して、気筒内におけ
る燃焼性に差異が生ずる。その結果、内燃機関10にお
いては減弁運転の際に何れの吸気弁36が作動弁とされ
るかに応じて、失火を生じさせることなく用いることの
できる空燃比の範囲が異なったものとなる。
【0034】以上説明した通り、内燃機関10において
は、第1吸気弁IN1が作動弁とされる場合と、第2吸気
弁IN2が作動弁とされる場合とで、個々の気筒に吸入さ
れる空気量や、個々の気筒における燃焼性などに違いが
生ずる。従って、何れの吸気弁36が作動弁であるかを
考慮することなく、常に単一の条件で減弁運転が行われ
るとすると、作動弁の切り換えに伴って排気空燃比や出
力トルクに変動が生じ、ひいては車両挙動に前後方向の
サージが生ずることがある。
【0035】そこで、本実施形態のシステムでは、内燃
機関10に減弁運転が要求される場合に、第1吸気弁IN
1を作動弁とする運転モードと第2吸気弁IN2を作動弁と
する運転モードとを選択的に実現すると共に、何れの吸
気弁36が作動弁とされているかに応じて、燃料噴射量
に適当な補正を施すこととしている。
【0036】図3は、本実施形態において、ECU50
が、内燃機関10の運転状態に応じて、吸気弁36の作
動・休止状態を切り換えるべく実行する制御ルーチンの
フローチャートを示す。図3に示すルーチンでは、先
ず、クランク角センサ46やエアフロメータ20、或い
はスロットルセンサ24などの出力に基づいて、内燃機
関10の運転状態が検出される(ステップ100)。
【0037】次に、検出された運転状態に基づいて、全
弁運転、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転、およ
び第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運転のうち、何れ
の運転が要求されているかが決定される(ステップ10
2)。
【0038】次いで、要求される運転が全弁運転である
か否かが判別される(ステップ104)。その結果、全
弁運転が要求されていると判別された場合は、第1吸気
弁IN1および第2吸気弁IN2の双方が作動弁とされる(ス
テップ106)。
【0039】一方、上記ステップ104において、要求
される運転が全弁運転ではないと判別された場合は、次
に、要求される運転が、第1吸気弁IN1を作動弁とする
減弁運転であるか否かが判別される(ステップ10
8)。その結果、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運
転が要求されていると判別された場合は、第1吸気弁IN
1のみが作動弁とされ、第2吸気弁IN2が休止弁とされる
(ステップ110)。
【0040】図3に示すルーチンにおいて、上記ステッ
プ108の条件が成立しない場合は、要求されている運
転が第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運転であると判
断できる。この場合、第1吸気弁IN1が休止弁とされ、
第2吸気弁IN2だけが作動弁とされる(ステップ11
2)。
【0041】以上説明した通り、図3に示すルーチンに
よれば、内燃機関10の運転状態に応じて、全弁運転
と、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転と、第2吸
気弁IN2を作動弁とする減弁運転とを、適宜選択的に実
現することができる。
【0042】図4は、本実施形態において、ECU50
が、要求される運転のモードに応じて、適切な燃料噴射
量補正を行うべく実行する制御ルーチンのフローチャー
トを示す。図4に示すルーチンでは、先ず、内燃機関1
0の運転状態、具体的には、吸入空気量GAや機関回転数
NEなど、燃料噴射時間TAUを演算するために必要な基礎
データが検出される(ステップ120)。尚、燃料噴射
時間TAUは、一度の噴射要求に対して燃料噴射弁30を
開弁させる時間である。燃料噴射弁30は、開弁時間に
応じた量の燃料を噴射するため、内燃機関10において
は、燃料噴射時間TAUを制御することで、燃料噴射量を
制御することができる。
【0043】次に、上記ステップ120において検出さ
れた運転状態に基づいて、基準の燃料噴射時間TAU
算出される(ステップ122)。基準の燃料噴射時間TA
Uは、全弁運転の場合に最適な燃料噴射量を実現する
燃料噴射時間である。このTAUは公知の手法で算出す
ることができるため、ここでは、その算出方法の説明は
省略する。
【0044】図4に示すルーチンでは、次に、要求され
ている運転が全弁運転であるか否かが判別される(ステ
ップ124)。その結果、全弁運転が要求されていると
判別された場合は、基準の燃料噴射時間TAUが、その
まま燃料噴射時間TAUとして採用される(ステップ12
6)。
【0045】上記ステップ124において、要求されて
いる運転が全弁運転ではないと判別された場合は、次
に、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転が要求され
ているか否かが判別される(ステップ128)。その結
果、IN1を作動弁とする減弁運転が要求されていると判
別された場合は、次式に従って燃料噴射時間TAUが算出
される(ステップ130)。 TAU=TAU×K1 ・・・(1) 但し、上記(1)式に示すK1は、第1吸気弁IN1を作動
弁とする減弁運転の実行時に、適切な燃料噴射量補正を
行うための補正係数である。
【0046】図4に示すルーチンにおいて、上記ステッ
プ128の条件が成立しないと判別された場合は、要求
されている運転が第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運
転であると判断できる。この場合、次式に従って燃料噴
射時間TAUが算出される(ステップ132)。 TAU=TAU×K2 ・・・(2) 但し、上記(2)式に示すK2は、第2吸気弁IN2を作動
弁とする減弁運転の実行時に、適切な燃料噴射量補正を
行うための補正係数である。
【0047】既述した通り、内燃機関10においては、
第1吸気弁IN1だけが作動弁とされる減弁運転時と、第
2吸気弁IN2だけが作動弁とされる減弁運転時とで、個
々の気筒における空燃比や燃焼性に差異が生ずる。補正
係数K1およびK2は、それらの差異に起因する空燃比変動
やトルク変動を適切に抑制できる値として実験的に定め
られた値である。
【0048】より具体的には、補正係数K1およびK2は、
以下に記するような所望の目的を達成するために適宜設
定された係数である。 (i)空燃比変動の抑制を主目的とする場合:K1および
K2は、両者の比が、IN1が作動弁とされる場合に個々の
気筒に吸入される空気量と、IN2が作動弁とされる場合
に個々の気筒に吸入される空気量との比に一致するよう
に設定される。この場合、吸入空気量の違いに関わら
ず、個々の気筒に供給される混合気の空燃比は同じ値に
揃えられる。
【0049】(ii)安定した燃焼維持を主目的とする場
合:スワールの発生状況の相違等に起因して、一方の吸
気弁36が作動弁とされる場合にのみ失火が生じ易いよ
うな場合は、その吸気弁36が作動弁とされる減弁運転
時には、他方の吸気弁36が作動弁とされる減弁運転時
に比して、混合気の空燃比がリッチになるようにK1およ
びK2が設定される。この設定によれば、スワールの発生
状況の相違等に関わらず、何れの吸気弁36が作動弁と
される場合にも、失火を生じさせることなく安定した燃
焼状態を維持することができ、ひいては、車両挙動にサ
ージが生ずるのを有効に防止することができる。
【0050】(iii)トルク変動の抑制を主目的とする
場合:IN1が作動弁とされる場合と、IN2が作動弁とされ
る場合とで、無視できないトルク変動が生ずる場合に
は、その変動が抑制されるようにK1およびK2が決定され
る。つまり、一方の吸気弁36が作動弁とされる減弁運
転時にトルクが過小となる場合には、その運転時に用い
られる補正係数K1またはK2が、他方の補正係数K2または
K1に比して大きな値に設定される。この設定によれば、
トルクが不足しがちな減弁運転時に、混合気の空燃比を
リッチ化してトルク上昇を図ることができる。また、ト
ルクが過大になりがちな減弁運転時には、混合気の空燃
比をリーン化してトルクの低減を図ることができる。従
って、上記の設定によれば、作動弁とされる吸気弁36
の違いに起因するトルク変動を十分に抑制して、車両挙
動のサージを有効に防止することができる。
【0051】ところで、上述した実施の形態1において
は、基準の燃料噴射時間TAUに補正係数K1、K2を乗算
することにより減弁運転時の燃料噴射時間TAUを算出す
ることとしているが、TAUの算出手法はこれに限定され
るものではない。すなわち、基準の燃料噴射時間TAU
に対して、補正値を加算または減算することにより燃料
噴射時間TAUを算出することとしてもよい。
【0052】尚、上述した実施の形態1においては、燃
料噴射時間TAUが前記請求項1記載の「空燃比制御量」
に相当していると共に、ECU50が、上記ステップ11
0または112の処理を実行することにより前記請求項
1記載の「減弁運転実現手段」が、上記ステップ128
〜132の処理を実行することにより前記請求項1記載
の「空燃比制御量補正手段」が、それぞれ実現されてい
る。
【0053】また、上述した実施の形態1においては、
燃料噴射時間TAUが前記請求項3記載の「トルク制御
量」に相当していると共に、ECU50が、上記ステップ
110または112の処理を実行することにより前記請
求項3記載の「減弁運転実現手段」が、上記ステップ1
28〜132の処理を実行することにより前記請求項3
記載の「トルク制御量補正手段」が、それぞれ実現され
ている。
【0054】また、上述した実施の形態1においては、
ECU50が、上記ステップ130または132の処理を
実行することにより前記請求項6記載の「燃料噴射量補
正手段」が実現されている。
【0055】実施の形態2.次に、図5を参照して本発
明の実施の形態2について説明する。図5(A)は、第
1排気弁EX1が休止弁とされた状態を模式的に表した図
である。また、図5(B)は、第2排気弁EX2が休止弁
とされた状態を模式的に表した図である。
【0056】上述した実施の形態1では、内燃機関10
が、吸気弁36の一方を休止状態とする減弁運転を実行
する。これに対して、本実施形態では、図5(A)およ
び図5(B)に示すように、内燃機関10が、排気弁4
0の一方を休止弁とする減弁運転を行うものとする。
【0057】内燃機関10において、2つの排気弁40
に通じる排気ポートの分岐路56,58は、既述の通り
それぞれ異なった通気特性を有している。このため、第
1排気弁EX1が作動弁とされる減弁運転時と、第2排気
弁EX2が作動弁とされる減弁運転時とでは、排気行程終
了後に気筒内に残留する排気ガスの量、すなわち、いわ
ゆる内部EGR量に差異が生ずる。個々の気筒に新たに吸
入される空気の量は、内部EGR量が増えるに連れて減少
する。また、吸入空気量が同じであっても、個々の気筒
における燃焼性は、内部EGR量に応じて異なったものと
なる。このため、本実施形態のシステムでは、第1排気
弁EX1が作動弁とされるか、或いは第2排気弁EX2が作動
弁とされるかに応じて、個々の気筒の空燃比や燃焼性に
変化が生ずる。
【0058】実施の形態1において実行される図3に示
すルーチンは、2つの吸気弁をどのように動作させるか
決めるためのルーチンである。本実施形態において、EC
U50は、排気弁40を対象として上記図3に示すルー
チンと同様の処理を実行する。このため、本実施形態に
おいて、ECU50は、内燃機関10の運転状態に応じ
て、適宜、2つの排気弁40が共に作動する全弁運転、
第1排気弁EX1だけが作動弁となる減弁運転、および第
2排気弁EX2だけが作動弁となる減弁運転を、適宜選択
的に実現することができる。
【0059】また、実施の形態1において実行される図
4に示すルーチンは、吸気弁36の休止状態に応じて適
宜燃料噴射時間TAUを補正するためのルーチンである。
本実施形態において、ECU50は、排気弁40を対象と
して上記図4に示すルーチンと同様の処理を実行する。
このため、本実施形態のシステムによれば、何れの排気
弁40が作動弁とされるかに関わらず、実施の形態1の
場合と同様に、空燃比変動を抑制し、安定した燃焼状態
を維持し、また、トルク変動を抑制することができる。
【0060】実施の形態3.次に、図6を参照して本発
明の実施の形態3について説明する。図6(A)は、第
2吸気弁IN2と第1排気弁EX1が休止弁とされた状態を模
式的に表した図である。また、図6(B)は、第1吸気
弁IN1と第2排気弁EX2が休止弁とされた状態を模式的に
表した図である。更に、図6(C)は、第1吸気弁IN1
と第1排気弁EX1が休止弁とされた状態を模式的に表し
た図である。
【0061】上述した実施の形態1または2では、吸気
弁36および排気弁40の一方が減弁運転の対象とされ
ている。これに対して、本実施形態では、図6(A)乃
至図6(C)に示すように、内燃機関10が、吸気弁3
6および排気弁40の双方を対象として減弁運転を行う
ものとする。
【0062】図6(A)に示す状態で減弁運転が行われ
ると、個々の気筒の内部には、第1吸気弁IN1から第2
排気弁EX2へ向かう対角線方向(矢印の方向)の流れが
生じ易い。また、図6(B)に示す状態で減弁運転が行
われると、個々の気筒の内部には、第2吸気弁IN2から
第1排気弁EX1へ向かう対角線方向(矢印の方向)の流
れが生じ易い。更に、図6(C)に示す状態で減弁運転
が行われると、個々の気筒の内部には、スワールを伴う
ガスの流れが生じ易い(矢印参照)。
【0063】このように、内燃機関10においては、2
つの吸気弁36と2つの排気弁40を、どのような組み
合わせで休止(作動)させるかに応じて、気筒内部に、
異なるガスの流れを生じさせることができる。このた
め、本実施形態のシステムによれば、実施の形態1また
は2の場合に比して、個々の気筒における燃焼性を、よ
り細かく制御することができる。
【0064】本実施形態において、ECU50は、吸気弁
36および排気弁40をどのような組み合わせで休止
(作動)させるかを決めるために、図3に示すルーチン
と同様の処理を実行する。このため、本実施形態におい
て、ECU50は、内燃機関10の運転状態に応じて、適
宜、2つの排気弁40と2つの吸気弁36とを、適当な
組み合わせで動作させることができる。
【0065】また、本実施形態において、ECU50は、
吸気弁36と排気弁40が適当な組み合わせで作動弁と
されることを前提として、上記図4に示すルーチンと同
様の処理を実行する。つまり、本実施形態において、EC
U50は、作動弁として選択された吸気弁36と排気弁
40の組み合わせに応じて適切な補正係数を算出し、そ
の補正係数を用いて燃料噴射時間TAUを算出する。この
ため、本実施形態のシステムによれば、吸気弁36およ
び排気弁40がどのような組み合わせで作動弁とされる
かに関わらず、実施の形態1または2の場合と同様に、
空燃比変動を抑制し、安定した燃焼状態を維持し、ま
た、トルク変動を抑制することができる。
【0066】実施の形態4.次に、図7を参照して、本
発明の実施の形態4について説明する。本実施形態のシ
ステムは、実施の形態1のシステムにおいて、ECU50
に、図7に示すルーチンを更に実行させることにより実
現することができる。図7は、ECU50が、本実施形態
において、IN1が作動弁とされる場合とIN2が作動弁とさ
れる場合とで出力トルクに差異が生じないように、補正
係数K1およびK2を適宜学習するために実行するルーチン
である。
【0067】このルーチンでは、先ず、内燃機関10の
運転状態が検出される(ステップ140)。次に、その
検出結果に基づいて、内燃機関10が定常運転状態であ
るか否かが判別される(ステップ142)。
【0068】内燃機関10が定常運転状態でないと判別
された場合は、補正係数K1およびK2の学習が行えないた
め、そのまま今回の処理サイクルが終了される。一方、
内燃機関10が定常運転状態であると判別された場合
は、次に、内燃機関10が減弁運転中であるか、すなわ
ち、第1吸気弁IN1および第2吸気弁IN2の何れか一方が
休止状態とされているかが判別される(ステップ14
4)。
【0069】補正係数K1およびK2は、減弁運転中に限り
学習することができる。従って、内燃機関10が減弁運
転中でないと判別された場合は、そのまま今回の処理サ
イクルが終了される。一方、内燃機関10が減弁運転状
態であると判別された場合は、次に、判定時間T30が、
その平均値T30AVに所定値αを加えた値より大きいか否
かが判別される(ステップ146)。
【0070】判定時間T30は、基準のクランク角(例え
ば圧縮上死点)から、クランク角が30°CA変化するの
に要する時間の実測値である。また、平均値T30AVは、
今回の運転状態(吸入空気量GA)の下で生ずるT30の平
均値(実測値または既定値)である。上記ステップ14
6において、T30>T30AV+αが成立すると判別された場
合は、クランク角の変化速度が通常値に比して遅いと判
断することができる。つまり、この場合は、内燃機関1
0の出力トルクが、通常値に対して不足していると判断
できる。図7に示すルーチンでは、この場合、次に、現
在の運転がIN1を作動弁とする減弁運転であるか否かが
判別される(ステップ148)。
【0071】その結果、IN1を作動弁とする減弁運転中
であると判別された場合は、補正係数K1が所定のスキッ
プ値ΔKだけ増大される(ステップ150)。補正係数K
1が増大されると、IN1弁を作動弁とする減弁運転時にお
ける燃料噴射時間TAU、すなわち、現在の状況下で算出
される燃料噴射時間TAUが伸張方向に補正される。この
ため、上記の処理によれば、以後の運転において、内燃
機関30の出力トルクを基準のトルクに近づけることが
できる。
【0072】一方、上記ステップ148の条件が不成立
であると判別された場合は、現在の運転が第2吸気弁IN
2を作動弁とする減弁運転であると判断することができ
る。この場合、図7に示すルーチンでは、補正係数K2が
所定のスキップ値ΔKだけ増大される(ステップ15
2)。補正係数K2が増大されると、IN2弁を作動弁とす
る減弁運転時における燃料噴射時間TAU、すなわち、現
在の状況下で算出される燃料噴射時間TAUが伸張方向に
補正される。このため、上記の処理によれば、以後の運
転において、内燃機関30の出力トルクを基準のトルク
に近づけることができる。
【0073】図7に示すルーチン中、上記ステップ14
6において、T30>T30AV+αが成立しないと判別された
場合は、次に、T30<T30AV−βが成立するか否かが判別
される(ステップ154)。
【0074】上記ステップ154において、T30<T30AV
−βが成立しないと判別された場合は、クランク角が適
正な速度で変化している、つまり、内燃機関10の出力
トルクが適正であると判断できる。この場合、補正係数
K1およびK2を更新する必要がないと判断され、速やかに
今回の処理サイクルが終了される。一方、上記条件が成
立すると判別された場合は、クランク角の変化速度が通
常値に比して速いと判断することができる。つまり、こ
の場合は、内燃機関10の出力トルクが、通常値に対し
て過大であると判断できる。図7に示すルーチンでは、
この場合、次に、現在の運転がIN1を作動弁とする減弁
運転であるか否かが判別される(ステップ156)。
【0075】その結果、IN1を作動弁とする減弁運転中
であると判別された場合は、補正係数K1が所定のスキッ
プ値ΔKだけ減少される(ステップ158)。補正係数K
1が減少されると、IN1弁を作動弁とする減弁運転時にお
ける燃料噴射時間TAU、すなわち、現在の状況下で算出
される燃料噴射時間TAUが短縮方向に補正される。この
ため、上記の処理によれば、以後の運転において、内燃
機関30の出力トルクを基準のトルクに近づけることが
できる。
【0076】一方、上記ステップ156の条件が不成立
であると判別された場合は、現在の運転が第2吸気弁IN
2を作動弁とする減弁運転であると判断することができ
る。この場合、図7に示すルーチンでは、補正係数K2が
所定のスキップ値ΔKだけ減少される(ステップ16
0)。補正係数K2が減少されると、IN2弁を作動弁とす
る減弁運転時における燃料噴射時間TAU、すなわち、現
在の状況下で算出される燃料噴射時間TAUが短縮方向に
補正される。このため、上記の処理によれば、以後の運
転において、内燃機関30の出力トルクを基準のトルク
に近づけることができる。
【0077】以上説明した通り、図7に示すルーチンに
よれば、内燃機関10において減弁運転が実行されてい
る場合に、適正な出力トルクが生ずるように、補正係数
K1およびK2を適当に増減することができる。このため、
本実施形態のシステムによれば、作動弁として用いられ
る吸気弁38の切り換えに伴う出力トルク変動を、極め
て小さく抑制することができる。
【0078】ところで、上述した実施の形態4において
は、補正係数K1、K2を、常に一定のスキップ値ΔKで修
正することとしているが、その修正手法はこれに限定さ
れるものではない。すなわち、補正係数K1、K2を修正す
るためのスキップ値ΔKは、例えば、判定時間T30と平均
値T30AVとの差に基づいて決定される変数であってもよ
い。
【0079】また、上述した実施の形態4においては、
内燃機関10の出力トルクの特性値であるT30を用い、
その長短に基づいて補正係数K1およびK2の学習を進める
こととしているが、出力トルクの特性値は、これに限定
されるものではない。例えば、T30の代わりに燃焼圧を
出力トルクの特性値として測定し、その測定値に基づい
て補正係数K1およびK2の学習を進めることとしてもよ
い。
【0080】また、上述した実施の形態4においては、
トルク変動の抑制を主目的として、出力トルクの特性値
(T30)に基づいて補正係数K1およびK2を学習すること
としているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。すなわち、減弁運転の実行中に排気Oセンサ34
の出力に基づいて瞬時空燃比を検出し、その検出値が基
準の値となるように補正係数K1およびK2の学習を進める
こととしてもよい。この場合、作動弁として用いられる
吸気弁38の切り換えに伴う空燃比変動を、極めて小さ
く抑制することが可能となる。
【0081】また、上述した実施の形態4においては、
T30や瞬時空燃比などの特性値が1回検出される毎に、
その検出値に基づいて補正係数K1,K2の更新処理を行う
こととしているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。すなわち、補正係数K1,K2の更新処理は、T30や
瞬時空燃比などの平均値と、これに対応する判定値(T3
0+αなど)との比較に基づいて進めることとしてもよ
い。
【0082】更に、上述した実施の形態4では、実施の
形態1のシステムに、補正係数K1,K2の学習機能を追加
することとしているが、補正係数K1,K2の学習機能と組
み合わされるシステムは、これに限定されるものではな
い。すなわち、補正係数K1,K2の学習機能は、実施の形
態2または3のシステムと組み合わせることとしてもよ
い。
【0083】尚、上述した実施の形態4においては、EC
U50に、瞬時空燃比を検出させることにより、前記請
求項2記載の「空燃比変動量検出手段」を実現すること
ができる。また、この場合、その瞬時空燃比が前記請求
項2記載の「空燃比変動量」に相当する。更に、実施の
形態4においては、補正係数K1,K2が前記請求項2記載
の「空燃比制御量補正値」に相当していると共に、ECU
50に、瞬時空燃比に基づいて補正係数K1,K2を学習さ
せることにより、前記請求項2記載の「空燃比制御量補
正値学習手段」を実現することができる。
【0084】実施の形態5.次に、図8を参照して、本
発明の実施の形態5について説明する。本実施形態のシ
ステムは、実施の形態4のシステムにおいて、ECU50
に、図8に示すルーチンを更に実行させることにより実
現することができる。
【0085】上述した実施の形態4のシステムでは、補
正係数K1,K2が適切に学習されることにより、出力トル
クの変動を抑制するという目的が達成される。この目的
を達成するためには、その前提として、補正係数K1,K2
を学習するための状況が形成されることが必要である。
つまり、IN1を作動弁とする減弁運転と、IN2を作動弁と
する減弁運転とが適当な期間実行されることが必要であ
る。
【0086】実施の形態1のシステムでは、IN1を作動
弁とする減弁運転や、IN2を作動弁とする減弁運転は、
必要に応じて受動的に要求される。このため、場合によ
っては、内燃機関10が始動された後、それら双方の運
転が十分に行われるまでには、長い期間を要することが
ある。この場合、内燃機関10の始動後、長期に渡って
補正係数K1,K2が適正な値に更新されないという事態が
生ずる。
【0087】図8は、適正な補正係数を早期に取得する
ために、ECU50が本実施形態において実行するルーチ
ンのフローチャートである。このルーチンでは、先ず、
実現が予定されている全てのモードに対して補正係数の
学習が完了しているか否かが判別される(ステップ17
0)。本実施形態のシステムでは、実施の形態1の場合
と同様に、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転と、
第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運転とが予定されて
いる。このため、本ステップ170では、具体的には、
それら2つの減弁運転に対応する補正係数K1およびK2の
学習が完了しているか否かが判別される。尚、本実施形
態のシステムが、実施の形態3の場合と同様に、吸気弁
36および排気弁40の双方を対象として減弁運転を行
う場合は、実現が予定されている全ての作動弁の組み合
わせに対して、補正係数が学習済みであるかが判別され
ることになる。
【0088】上記の判別の結果、全てのモードについて
補正係数の学習が完了していると判別された場合は、以
後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、
全てのモードについての学習が未だ完了していないと判
別された場合は、次に、学習許可条件が整っているか否
かが判別される(ステップ172)。
【0089】上記の学習許可条件は、未学習の運転モー
ドを実現してよいか否かを判断するための条件である。
すなわち、本実施形態のシステムにおいて、個々のモー
ドに対する学習は、そのモードでの運転が許容される状
況下で行う必要がある。従って、例えば、内燃機関10
に対して全弁運転が要求される高負荷高回転領域では、
減弁運転に対応する補正係数の学習を実行すべきでな
い。上記ステップ172では、内燃機関10に対して現
実に要求されている運転状態に基づいて、上記の観点よ
り、学習を行うべきモードでの運転が許可できるか否か
が判断される。
【0090】上記ステップ172において、学習許可条
件が成立していないと判別された場合は、以後、学習が
進められることなく速やかに今回の処理サイクルが終了
される。一方、学習許可条件が成立していると判別され
た場合は、次に、今回の処理サイクルにおいて学習すべ
き運転モードが選択され、更に、その運転モードへの切
り換えが行われる(ステップ174)。
【0091】本実施形態のシステムでは、第1吸気弁IN
1に対応する補正係数K1の学習と、第2吸気弁IN2に対応
する補正係数K2の学習とを交互に進めることとしてい
る。このため、上記ステップ174では、IN1を作動弁
とする減弁運転のモードと、IN2を作動弁とする減弁運
転のモードとが処理サイクル毎に交互に選択される。EC
U50は、運転モードがこのようにして切り換えられる
状況下で、上記図7に示すルーチンに従って補正係数K
1,K2の学習を進行させる。
【0092】図8に示すルーチンでは、次に、上記ステ
ップ174において選択された当該モードでの学習が完
了したか否かが判別される(ステップ176)。上記図
7に示すルーチンによれば、既述した通り、判定時間T3
0が検出される毎に補正係数K1またはK2の更新が行われ
る。このような更新手法が採られる場合、図8に示すル
ーチンでは、個々の補正係数K1,K2につき、所定回数の
更新が行われた時点でその補正係数の学習が完了したと
判断される。補正係数K1,K2は、実施の形態4の変形例
として説明した通り、判定時間T30を複数回に渡って検
出し、それらの平均値を判定値T30AV+αやT30AV−βと
比較し、その比較の結果に基づいて更新することとして
もよい。このような更新手法が採られる場合、図8に示
すルーチンでは、補正係数K1またはK2が1回更新される
ことにより、その学習の完了が判断される。
【0093】上記の判別の結果、当該モードの学習が未
だ完了していないと判別された場合は、速やかに今回の
処理サイクルが終了される。これに対して、当該モード
について補正係数の学習が完了していると判別された場
合は、次に、当該モードについて学習が完了したことを
表すべく、所定のフラグ処理が行われる(ステップ17
8)。本ステップ178の処理により、全てのモードに
ついて学習完了を表すフラグがセットされると、以後、
図8に示すルーチンが起動される毎に、上記ステップ1
70において、全てのモードについて学習が完了してい
るとの判断がなされる。
【0094】以上説明した通り、図8に示すルーチンに
よれば、学習許可条件が成立する限り、学習が未完了の
運転モードを能動的に実現して、そのモードに対応する
補正係数の学習を進めることができる。このため、本実
施形態のシステムによれば、内燃機関10が始動された
後、短い期間で、全てのモードについて補正係数を適正
な値に更新することができる。
【0095】ところで、上述した実施の形態5において
は、上記ステップ174において、IN1を作動弁とする
減弁運転と、IN2を作動弁とする減弁運転とを交互に選
択することとしているが、本発明はこれに限定されるも
のではない。すなわち、上記ステップ174では、個々
のモードの補正係数が学習されるまで単一のモードを繰
り返し選択し、その学習が完了した時点で、選択するモ
ードを次に学習を行うべきモードに切り換えることとし
てもよい。
【0096】尚、上述した実施の形態5においては、EC
U50が、上記ステップ172の処理を実行することに
より前記請求項5記載の「学習可否判断手段」が、上記
ステップ170および174の処理を実行することによ
り前記請求項5記載の「学習促進手段」が、それぞれ実
現されている。
【0097】実施の形態6.次に、図9および図10を
参照して、本発明の実施の形態6について説明する。本
実施形態のシステムは、実施の形態1のシステムにおい
て、ECU50に、上記図4に示すルーチンに代えて、或
いは図4に示すルーチンと共に、後述する図10に示す
ルーチンを実行させることにより実現することができ
る。
【0098】本実施形態のシステムでは、実施の形態1
の場合と同様に、第1吸気弁IN1が開閉する場合と第2
吸気弁IN2が開閉する場合とで異なる吸気特性が実現さ
れる。また、それら両者の場合において、個々の気筒で
は、異なる燃焼性が実現される。本実施形態のシステム
は、その吸気特性や燃焼性の相違が抑制されるように、
第1吸気弁IN1が作動弁とされる減弁運転時と、第2吸
気弁IN2が作動弁とされる減弁運転時とで、異なるバル
ブタイミングを用いる点に特徴を有している。
【0099】図9(A)および図9(B)は、本実施形
態において用いられる吸気弁36および排気弁40のバ
ルブタイミングの一例を示したものである。より具体的
には、図9(A)は、第1吸気弁IN1が作動弁とされる
減弁運転時に用いられるバルブタイミングの一例であ
り、一方、図9(B)は、第2吸気弁IN2が作動弁とさ
れる減弁運転時に用いられるバルブタイミングの一例で
ある。
【0100】図9(A)に示すバルブタイミングでは、
吸気弁36の開弁期間が、BTDC(Before Top Dead Cente
r)30°CAからBBDC(Before Bottom Dead Center)40
°CAとされている。また、このバルブタイミングでは、
排気弁40の開弁期間が、BBDC25°CAからATDC(After
Top Dead Center)30°CAとされている。一方、図9
(B)に示すバルブタイミングでは、吸気弁36の開弁
期間が、BTDC20°CAからBBDC40°CAとされ、かつ、
排気弁40の開弁期間が、BBDC25°CAからBTDC30°
CAとされている。
【0101】上述した図9に示すバルブタイミングで
は、第2吸気弁IN2が作動弁とされる減弁運転時(図9
(B))には、第1吸気弁IN1が作動弁とされる減弁運
転時(図9(A))に比して、吸気弁36の開弁時期が
BTDC30°CAからBTDC20°CAに遅角されており、その
結果、排気行程中における吸気弁36の開弁期間が短縮
されている。排気行程中に吸気弁36が開弁されると、
気筒内の燃焼ガスは吸気通路12に逆流する。このよう
にして逆流した燃焼ガスは、ピストンがTDCを超えて吸
気行程が開始されると、新気と共に気筒内に吸入され
る。
【0102】このようにして吸気通路12から気筒内に
流入する燃料ガス量は、排気行程中に気筒から吸気通路
12に流出した燃焼ガスが多量であるほど多量となる。
そして、その燃料ガス量は、ピストンが上死点に達する
以前に吸気弁36が開弁していた期間が短いほど少量と
なる。従って、図9(B)に示すバルブタイミングによ
れば、図9(A)に示すバルブタイミングが用いられる
場合に比して、気筒内に吸入される燃焼ガス量、すなわ
ち、内部EGR量が少量となり、その結果、新気が多量に
吸入され易くなる。
【0103】ところで、図9を参照して説明した上記の
バルブタイミングは、第1吸気弁IN1が開閉する場合
に、第2吸気弁IN2が開閉する場合に比して、多量の空
気が気筒内に吸入され易く、また、気筒内で良好な燃焼
性が得られ易いことを前提としている。換言すると、図
9に示すバルブタイミングは、内燃機関10において、
このような前提を満たすことが既知である場合に、その
内燃機関10において用いるために設定されたバルブタ
イミングである。
【0104】上記前提を満たす内燃機関10において、
第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転が行われる際に
図9(A)に示すバルブタイミングが用いられると、内
部EGR量が多量となるため、吸入空気量を比較的少量と
することができる。一方、その内燃機関10において、
第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運転が行われる際に
図9(B)に示すバルブタイミングが用いられると、内
部EGR量が比較的少量となるため吸入空気量を比較的多
量とすることができる。
【0105】つまり、上記前提を満たす内燃機関10に
おいて、図9に示すバルブタイミングが用いられると、
第1吸気弁IN1が作動弁とされる場合に気筒内に吸入さ
れる空気量と、第2吸気弁IN2が作動弁とされる場合に
気筒内に吸入される空気量との差を小さくすることがで
きる。更に、図9に示すバルブタイミングによれば、第
1吸気弁IN1が作動弁とされる場合の内部EGR量を、第2
吸気弁IN2が作動弁とされる場合の内部EGR量に比して多
量にすることで、前者の場合に実現される燃焼性と後者
の場合に実現される燃焼性との差を小さくすることがで
きる。このため、上述した前提を満たす内燃機関におい
て、図9(A)および図9(B)に示すバルブタイミン
グを使い分けることによれば、減弁運転時に第1吸気弁
IN1および第2吸気弁IN2の何れが作動弁とされるかに影
響されることなく、空燃比変動およびトルク変動を効果
的に抑制することができる。
【0106】図10は、本実施形態において、上記の機
能を実現すべくECU50が実行する制御ルーチンのフロ
ーチャートを示す。図10に示すルーチンでは、先ず、
内燃機関10の運転状態、具体的には、吸入空気量GAや
機関回転数NEなど、バルブタイミング(VT)を決定する
ために必要な基礎データが検出される(ステップ18
0)。
【0107】次に、要求されている運転が全弁運転であ
るか否かが判別される(ステップ182)。尚、ECU5
0は、如何なる運転が要求されているかは、実施の形態
1の場合と同様に、図3に示すルーチンを実行すること
により判断する。
【0108】上記の判別の結果、全弁運転が要求されて
いると判断された場合は、全弁マップを参照して、吸気
弁36のバルブタイミングが決定される(ステップ18
4)。ここで、全弁マップとは、内燃機関10が全弁運
転を行うことを想定して予め作成されたバルブタイミン
グ決定用のマップである。
【0109】上記ステップ182において、要求されて
いる運転が全弁運転ではないと判別された場合は、次
に、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転が要求され
ているか否かが判別される(ステップ128)。
【0110】その結果、IN1を作動弁とする減弁運転が
要求されていると判別された場合は、IN1マップを参照
して、吸気弁36のバルブタイミングが決定される(ス
テップ188)。ここで、IN1マップとは、内燃機関1
0が第1吸気弁IN1を作動弁として減弁運転を行うこと
を想定して予め作成されたバルブタイミング決定用のマ
ップである。図9(A)に示すバルブタイミングは、こ
のIN1マップに基づいて、特定の運転状態に対応するも
のとして決定されたバルブタイミングである。
【0111】図10に示すルーチンにおいて、上記ステ
ップ186の条件が成立しないと判別された場合は、要
求されている運転が第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁
運転であると判断できる。この場合、IN2マップを参照
して、吸気弁36のバルブタイミングが決定される(ス
テップ190)。IN2マップは、内燃機関10が第2吸
気弁IN2を作動弁として減弁運転を行うことを想定して
予め作成されたバルブタイミング決定用のマップであ
る。図9(B)に示すバルブタイミングは、このIN2マ
ップに基づいて、特定の運転状態に対応するものとして
決定されたバルブタイミングである。
【0112】以上説明した通り、図10に示すルーチン
によれば、内燃機関10に対してIN1を作動弁とする減
弁運転が要求されている場合と、IN2を作動弁とする減
弁運転が要求されている場合とで、それぞれの状況に応
じた適切なバルブタイミングを使い分けることができ
る。そして、上記の如くバルブタイミングを使い分ける
ことにより、何れの吸気弁36が作動弁とされるかに関
わりなく、個々の気筒において、吸入空気量および燃焼
性をほぼ一定に保つことができる。このため、本実施形
態のシステムによれば、作動弁の切り換えに伴う空燃比
変動およびトルク変動を、十分に小さく抑制することが
できる。
【0113】ところで、上述した実施の形態6において
は、第1吸気弁IN1が作動弁とされるか、或いは、第2
吸気弁IN2が作動弁とされるかに応じて、吸気弁36の
バルブタイミングだけを変更することとしているが、本
発明はこれに限定されるものではない。すなわち、気筒
内に吸入される内部EGR量は、吸気弁36のバルブタイ
ミングを変化させることにより既述の通り変化させるこ
とができると共に、排気弁40のバルブタイミングを変
化させることによっても増減させることができる。この
ため、本実施形態のシステムでは、第1吸気弁IN1が作
動弁とされるか、或いは、第2吸気弁IN2が作動弁とさ
れるかに応じて、吸気弁36のバルブタイミングに代え
て、或いは、そのバルブタイミングと共に、排気弁40
のバルブタイミングを変化させることとしてもよい。
【0114】また、上述した実施の形態6においては、
吸気弁36のバルブタイミング、より具体的には、吸気
弁36の開弁時期を変更の対象としているが、何れの吸
気弁36が作動弁であるかに応じて変化させる対象は、
これに限定されるものではない。
【0115】すなわち、内燃機関10において、個々の
気筒に生ずる内部EGR量は、排気弁40と吸気弁36が
共に開弁する期間(「正のバルブオーバーラップ期間」
と称す)が短いほど少量となることが知られている。ま
た、個々の気筒に生ずる内部EGR量は、排気弁40と吸
気弁36が共に閉弁する期間(「負のバルブオーバーラ
ップ期間」と称す)が短いほど少量となることが知られ
ている。つまり、個々の気筒に生ずる内部EGR量は、正
または負のバルブオーバーラップ期間が長いほど多量と
なり、その期間が短いほど少量となることが知られてい
る。このため、本実施形態のシステムでは、第1吸気弁
IN1が作動弁とされる場合と、第2吸気弁IN2が作動弁と
される場合とで、個々の気筒における燃焼のばらつきを
抑制するため、吸気弁36の開弁タイミングに代えて、
或いはそのタイミングと共に、正または負のバルブオー
バーラップ期間を変化させることとしてもよい。
【0116】また、上述した実施の形態6においては、
減弁運転の対象が吸気弁36に限定されているが、本発
明はこれに限るものではない。すなわち、減弁運転の対
象は、実施の形態2または3の場合と同様に、排気弁4
0、或いは吸気弁36および排気弁40の双方であって
もよい。また、実施の形態6では、運転のモードに応じ
て変更されるバルブタイミングが吸気弁36のバルブタ
イミングに限定されているが、本発明はこれに限定され
るものではない。すなわち、運転のモードに応じて変更
されるバルブタイミングは、排気弁40のバルブタイミ
ングであっても、或いは、吸気弁36のバルブタイミン
グと排気弁40のバルブタイミングの双方であってもよ
い。
【0117】また、上述した実施の形態6では、第1吸
気弁IN1が作動弁とされる場合と、第2吸気弁IN2が作動
弁とされる場合とで、吸気弁36の開弁期間(開弁角)
と、バルブオーバーラップ期間の双方を異ならせること
としているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。すなわち、バルブタイミングは、何れの吸気弁36
が作動弁とされるかに応じて、開弁期間(開弁角)およ
びバルブオーバーラップ期間のうち少なくとも一方にお
いて変更されていればよい。
【0118】また、上述した実施の形態6では、排気弁
40の開弁期間と吸気弁36の開弁期間とが、負のオー
バーラップ期間を有する場合について説明しているが、
本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、何
れの吸気弁36が作動弁であるかに応じてバルブタイミ
ングを切り換える機能は、吸気弁36と排気弁40が正
のバルブオーバーラップを伴って動作している場合にも
適用が可能である。
【0119】尚、上述した実施の形態6においては、バ
ルブタイミングが前記請求項3記載の「トルク制御量」
に相当していると共に、ECU50が、図3に示すステッ
プ110または112の処理を実行することにより前記
請求項3記載の「減弁運転実現手段」が、上記ステップ
186〜190の処理を実行することにより前記請求項
3記載の「トルク制御量補正手段」が、それぞれ実現さ
れている。
【0120】また、上述した実施の形態6においては、
ECU50が、上記ステップ188または190の処理に
より吸気弁36のバルブタイミングを適宜決定すること
により前記請求項7記載の「吸入空気量補正手段」が実
現されている。
【0121】また、上述した実施の形態6においては、
ECU50が、上記ステップ188または190の処理に
より、吸気弁36の開弁期間が変化するようにバルブタ
イミングを適宜決定することにより前記請求項8記載の
「開弁期間補正手段」が実現されている。
【0122】更に、上述した実施の形態6においては、
ECU50が、上記ステップ188または190の処理に
より、吸気弁36と排気弁40の正または負のバルブオ
ーバーラップ期間が変化するようにバルブタイミングを
適宜決定することにより前記請求項9記載の「バルブオ
ーバーラップ期間補正手段」が実現されている。
【0123】実施の形態7.次に、図11を参照して、
本発明の実施の形態7について説明する。本実施形態に
おいて、ECU50は、IN1またはIN2を作動弁とする減弁
運転が行われる場合に、先ず、実施の形態6の場合と同
様の手法でバルブタイミングを決定する(上記ステップ
188,190参照)。次に、そのようにして決定され
たバルブタイミングを、オーバーラップ補正量OL1また
はOL2を用いて補正することにより、最終的なバルブタ
イミングを決定する。
【0124】本実施形態のシステムは、実施の形態6の
システムにおいて、ECU50に、上記の手法でバルブタ
イミングを決定させると共に、オーバーラップ補正量OL
1,OL2を算出させるべく、図11に示すルーチンを更に
実行させることにより実現することができる。
【0125】図11は、本実施形態において、ECU50
がバルブタイミングのオーバーラップ補正量OL1およびO
L2を適宜学習するために実行するルーチンである。ここ
で、オーバーラップ補正量OL1およびOL2は、IN1が作動
弁とされる場合とIN2が作動弁とされる場合とで出力ト
ルクに差異が生じないように、IN1マップまたはIN2マッ
プにより決定されるバルブタイミングに適当な補正を施
すための値である。
【0126】図11に示すルーチンは、ステップ148
の処理に次いでステップ200または202の処理が実
行される点、およびステップ156の処理に次いでステ
ップ204または206の処理が実行される点を除き、
図7に示すルーチンと同様である。以下、図11におい
て、図7に示すステップと同一のステップには、同一の
符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0127】図11に示すルーチンでは、内燃機関10
の定常・減弁運転中にT30>T30AV+αの成立、つまり、
出力トルクの不足が認められると、現在の運転がIN1を
作動弁とする減弁運転であるか否かが判別される(ステ
ップ140〜148)。その結果、IN1を作動弁とする
減弁運転中であると判別された場合は、オーバーラップ
補正量OL1が所定のスキップ値ΔOLだけ減量される(ス
テップ200)。一方、上記ステップ148の条件が不
成立であると判別された場合は、現在の運転が第2吸気
弁IN2を作動弁とする減弁運転であると判断することが
できる。この場合、図11に示すルーチンでは、オーバ
ーラップ補正量OL2が所定のスキップ値ΔOLだけ減量さ
れる(ステップ202)。
【0128】オーバーラップ補正量OL1は、IN1弁を作動
弁とする減弁運転時に用いるバルブタイミングを補正す
るための値である。より具体的には、IN1マップ(上記
ステップ188参照)に基づいて決定された基準のバル
ブタイミングのバルブオーバーラップ期間を伸縮させる
ための値である。上記ステップ200の処理により、OL
1がスキップ値ΔOLだけ減量されると、以後、オーバー
ラップ期間が(正負を問わず)ΔOLだけ短縮され、その
結果、内部EGR量が減量され、気筒内の燃焼性が改善さ
れる。
【0129】更に、基準のバルブタイミングが負のオー
バーラップ期間を有する場合は、その期間が短縮される
ことにより、必然的に吸気弁36の開弁期間が伸張され
る。従って、この場合は、オーバーラップ期間の短縮に
伴って、内部EGR量の減少分が新気に置き換わるのとは
別に、気筒に吸入される空気量が更に増大する。尚、オ
ーバーラップ期間が正である場合は、オーバーラップ期
間が短縮されても、吸気弁36の開弁時期が、BTDCの領
域で変化するだけであるため、上述したような吸入空気
量の変化は生じない。
【0130】内部EGR量の減少に伴って気筒内の燃焼性
が改善され、また、気筒内に吸入される空気量が増大す
ると、内燃機関10のトルクは増大する。このため、IN
1を作動弁とする減弁運転が実行されている状況下で上
記ステップ200の処理が行われると、以後、不足して
いたトルクを、適正な値に向けて増大させることができ
る。
【0131】オーバーラップ補正量OL2は、IN2弁を作動
弁とする減弁運転時に用いるバルブタイミングを補正す
るための値である。より具体的には、IN2マップ(上記
ステップ190参照)に基づいて決定された基準のバル
ブタイミングのバルブオーバーラップ期間を伸縮させる
ための値である。上記ステップ202の処理により、OL
2がスキップ値ΔOLだけ減量されると、OL1が減量された
場合と同様に、内燃機関10のトルクは増大する。この
ため、IN2を作動弁とする減弁運転が実行されている状
況下で上記ステップ202の処理が行われると、以後、
不足していたトルクを、適正な値に向けて増大させるこ
とができる。
【0132】図11に示すルーチンにおいて、内燃機関
10の定常・減弁運転中にT30<T30AV−βの成立、つま
り、過大な出力トルクが認められると、現在の運転がIN
1を作動弁とする減弁運転であるか否かが判別される
(ステップ140〜146,154)。その結果、IN1
を作動弁とする減弁運転中であると判別された場合は、
オーバーラップ補正量OL1が所定のスキップ値ΔOLだけ
増量される(ステップ204)。一方、上記ステップ1
56の条件が不成立であると判別された場合は、現在の
運転が第2吸気弁IN2を作動弁とする減弁運転であると
判断することができる。この場合、図11に示すルーチ
ンでは、オーバーラップ補正量OL2が所定のスキップ値
ΔOLだけ増量される(ステップ206)。
【0133】オーバーラップ補正量OL1は、既述した通
り、IN1マップ(上記ステップ188参照)に基づいて
決定された基準のバルブタイミングのバルブオーバーラ
ップ期間を伸縮させるための値である。上記ステップ2
04の処理により、OL1がスキップ値ΔOLだけ増量され
ると、以後、オーバーラップ期間が(正負を問わず)Δ
OLだけ伸張され、その結果、内部EGR量が増量され、気
筒内の燃焼性が低下する。
【0134】更に、基準のバルブタイミングが負のオー
バーラップ期間を有する場合は、その期間が短縮される
ことにより、必然的に吸気弁36の開弁期間が短縮され
る。従って、この場合は、オーバーラップ期間の伸張に
伴って、内部EGR量の増加分を超えて気筒に吸入される
空気量が減少する。尚、オーバーラップ期間が正である
場合は、オーバーラップ期間が伸張されても、吸気弁3
6の開弁時期が、BTDCの領域で変化するだけであるた
め、上述したような吸入空気量の変化は生じない。
【0135】内部EGR量の増加に伴って気筒内の燃焼性
が低下し、また、気筒内に吸入される空気量が減少する
と、内燃機関10のトルクは低下する。このため、IN1
を作動弁とする減弁運転が実行されている状況下で上記
ステップ204の処理が行われると、以後、過大であっ
たトルクを、適正な値に向けて減少させることができ
る。
【0136】オーバーラップ補正量OL2は、IN2マップに
基づいて決定された基準のバルブタイミングのバルブオ
ーバーラップ期間を伸縮させるための値である。上記ス
テップ206の処理により、OL2がスキップ値ΔOLだけ
増量されると、OL1が増量された場合と同様に、内燃機
関10のトルクは減少する。このため、IN2を作動弁と
する減弁運転が実行されている状況下で上記ステップ2
06の処理が行われると、以後、過大であったトルク
を、適正な値に向けて減量させることができる。
【0137】以上説明した通り、図11に示すルーチン
によれば、内燃機関10において減弁運転が実行されて
いる場合に、適正な出力トルクが生ずるように、オーバ
ーラップ補正量OL1およびOL2を適当に増減することがで
きる。このため、本実施形態のシステムによれば、作動
弁として用いられる吸気弁38の切り換えに伴う出力ト
ルク変動を、極めて小さく抑制することができる。
【0138】ところで、上述した実施の形態7において
は、内燃機関10の出力トルクの特性値であるT30を用
い、その長短に基づいてオーバーラップ補正量OL1およ
びOL2の学習を進めることとしているが、出力トルクの
特性値は、これに限定されるものではない。例えば、T3
0の代わりに燃焼圧を出力トルクの特性値として測定
し、その測定値に基づいてOL1およびOL2の学習を進める
こととしてもよい。
【0139】また、上述した実施の形態7においては、
トルク変動の抑制を主目的として、出力トルクの特性値
(T30)に基づいてオーバーラップ補正量OL1およびOL2
を学習することとしているが、本発明はこれに限定され
るものではない。すなわち、減弁運転の実行中に排気O
センサ34の出力に基づいて瞬時空燃比を検出し、そ
の検出値が基準の値となるようにOL1およびOL2の学習を
進めることとしてもよい。この場合、作動弁として用い
られる吸気弁38の切り換えに伴う空燃比変動を、極め
て小さく抑制することが可能となる。
【0140】また、上述した実施の形態7においては、
T30や瞬時空燃比などの特性値が1回検出される毎に、
その検出値に基づいてオーバーラップ補正量OL1およびO
L2の更新処理を行うこととしているが、本発明はこれに
限定されるものではない。すなわち、OL1やOL2の更新処
理は、T30や瞬時空燃比などの平均値と、これに対応す
る判定値(T30+αなど)との比較に基づいて進めるこ
ととしてもよい。
【0141】また、上述した実施の形態7では、吸気弁
36のみを減弁運転の対象とするシステムに、オーバー
ラップ補正量OL1およびOL2を学習する機能を組み合わせ
ることとしているが、オーバーラップ補正量の学習機能
と組み合わされるシステムは、これに限定されるもので
はない。すなわち、オーバーラップ補正量の学習機能
は、排気弁40を対象として減弁運転を行うシステム、
或いは、吸気弁36および排気弁40の双方を対象とし
て減弁運転を行うシステムと組み合わせることとしても
よい。
【0142】更に、上述した実施の形態7では、補正の
対象がオーバーラップ期間とされているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、オーバーラップ期間に代
えて、吸気弁36の開弁期間、或いは開弁時期等を補正
の対象として、バルブタイミングを修正することとして
もよい。
【0143】尚、上述した実施の形態7においては、排
気弁40と吸気弁36のオーバーラップ期間、またはオ
ーバーラップ補正量OL1,OL2が前記請求項4記載の「ト
ルク制御量補正値」に相当していると共に、ECU50
が、上記ステップ146または154の処理を実行する
ことにより前記請求項4記載の「トルク変動量検出手
段」が、上記ステップ200〜206の処理を実行する
ことにより前記請求項4記載の「トルク制御量補正値学
習手段」が、それぞれ実現されている。
【0144】実施の形態8.次に、図12乃至図14を
参照して、本発明の実施の形態8について説明する。本
実施形態のシステムは、実施の形態1乃至5の何れかの
システムに対して、以下に説明する改良または改変を加
えることにより実現することができる。
【0145】すなわち、本実施形態のシステムは、2つ
の吸気弁36の一方が作動弁とされる減弁運転時に、他
方が作動弁とされる減弁運転時に比して、顕著に良好な
燃焼性が得られることを前提としている。また、本実施
形態のシステムでは、何れの吸気弁36が作動弁とされ
る場合にも、ほぼ同じトルクが出力されるように、燃料
噴射時間TAUやバルブタイミングが補正されることを前
提としている。従って、本実施形態のシステムでは、一
方の吸気弁36が作動弁とされる減弁運転時には、結果
的に空燃比がリーンに制御され、また、他方の吸気弁3
6が作動弁とされる減弁運転時には、結果的に空燃比が
リッチに制御される。
【0146】以下、便宜上、第1吸気弁IN1が作動弁と
される場合に、第2吸気弁IN2が作動弁とされる場合に
比して良好な燃焼性が得られるものとする。つまり、第
1吸気弁IN1が作動弁とされる場合に、第2吸気弁IN2が
作動弁とされる場合に比して良好な燃焼性が得られるも
のとする。
【0147】本実施形態のシステムは、上記の前提を満
たすシステムにおいて、ECU50に、後述する図12お
よび図14の示すルーチンを実行させることにより実現
することができる。
【0148】図12は、本実施形態において、ECU50
が、未活性の触媒を早期に活性させるために実行するル
ーチンのフローチャートを示す。図12に示すルーチン
では、先ず、内燃機関10の排気通路14に接続されて
いる触媒32が既に活性状態になっているか否かが判別
される(ステップ210)。触媒32が活性状態に至っ
ているか否かは、例えば、触媒床温センサを設けて、そ
のセンサ出力が所定の活性温度に達しているか否かを見
ることで判断することができる。
【0149】上記の処理により触媒32が既に活性状態
に至っていると判別された場合は、以後、何ら処理が行
われることなく速やかに今回の処理サイクルが終了され
る。一方、触媒32が未だ活性していないと判別された
場合は、次に、吸気弁交互制御が実行される(ステップ
212)。
【0150】吸気弁交互制御は、2つの吸気弁36を交
互に作動弁として減弁運転を行わせる制御である。本実
施形態のシステムでは、出力トルクの変動抑制を主目的
として、燃料噴射時間TAUを補正する制御(図4に示す
制御、或いは図4に示す制御と図7に示す制御とを組み
合わせた制御)が実行される。このため、一方の吸気弁
36を作動弁とする減弁運転では空燃比がリッチに制御
され、他方の吸気弁36を作動弁とする減弁運転では空
燃比がリーンに制御される。従って、上記ステップ21
2において、吸気弁交互制御が実行されると、内燃機関
10には、1サイクル毎に、空燃比のリッチな混合気と
空燃比のリーンな混合気とが交互に供給されることにな
る。
【0151】以下、説明の便宜上、第1吸気弁IN1が作
動弁とされる場合に、第2吸気弁IN2が作動弁とされる
場合に比して良好な燃焼性が得られるものとする。つま
り、吸気弁交互制御の実行中は、第1吸気弁IN1が作動
弁とされる場合に空燃比がリーンとなり、第2吸気弁IN
2が作動弁とされる場合に空燃比がリッチとなるものと
する。
【0152】触媒32は、排気空燃比が繰り返しリッチ
とリーンの間で反転することにより、早期に活性化する
ことが知られている。このため、本実施形態のシステム
によれば、吸気弁交互制御の実行に伴って排気空燃比が
反転を繰り返す過程で、触媒32を早期に活性化させる
ことができる。
【0153】ところで、触媒32には、排気ガスを適正
に浄化することのできる排気空燃比の範囲、すなわち、
いわゆる触媒ウィンドウが存在する。図13は、触媒温
度との関係で表した触媒ウィンドウを示す。図13にお
いて、WLを付して示す直線は、浄化可能なリーン側の限
界空燃比の集合である。また、図中にWRを付して示す直
線は、浄化可能なリッチ側の限界空燃比の集合である。
そして、それら2本の直線に挟まれた領域が触媒ウィン
ドウである。
【0154】触媒32は、排気空燃比が図13に示す触
媒ウィンドウ内部に収まっている場合は排気ガスを良好
に浄化して排出することができる。従って、本実施形態
において、吸気弁交互制御が実行される過程では、図1
3中に曲線で示しているように、排気空燃比が、触媒ウ
ィンドウの範囲全体を使って交互にリッチとリーンを繰
り返すことが望ましい。
【0155】図14は、本実施形態において、ECU50
が、吸気弁交互制御の一部として、上記の機能を実現す
べく実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。
尚、図14に示すルーチンは、上述した吸気弁交互制御
の一部として、上記ステップ212(図12)において
実行されるルーチンである。
【0156】図14に示すルーチンでは、先ず、触媒温
度が検出される(ステップ214)。触媒温度は、上記
ステップ210の場合と同様に、例えば、触媒床温セン
サによる実測等の手法で検出することができる。
【0157】次に、検出された触媒温度に対するリッチ
側限界空燃比WRおよびリーン側限界空燃比WLが検出され
る(ステップ216)。ECU50は、図13に示すよう
に、触媒温度との関係でWRおよびWLを定めたマップを記
憶している。本ステップ216では、そのマップを参照
することで、触媒温度に対するWRおよびWLが算出され
る。
【0158】図14に示すルーチンでは、次に、排気O
センサ34の出力に基づいて排気空燃比が検出される
(ステップ218)。続いて、今回の処理サイクルで実
行される運転が、第1吸気弁IN1を作動弁とする運転で
あるか否かが判別される(ステップ220)。
【0159】第1吸気弁IN1が作動弁であると判別され
た場合は、空燃比がリーンに制御されると判断すること
ができる。この場合、次に、排気空燃比の実測値が、リ
ーン側限界空燃比WLより大きいか(よりリーンである
か)が判別される(ステップ222)。
【0160】排気空燃比がWLより大きいと判別された場
合は、排気空燃比が触媒ウィンドウを外れているため、
空燃比をリッチ側に修正する必要があると判断できる。
図14に示すルーチンでは、この場合、次に、IN1が作
動弁とされる場合の燃料噴射時間TAUの演算に用いられ
る補正係数K1(上記ステップ130参照)が、所定のス
キップ値ΔKだけ増量される(ステップ224)。
【0161】一方、上記ステップ222において、排気
空燃比がWLより大きくないと判別された場合は、触媒ウ
ィンドウから逸脱させることなく、排気空燃比をよりリ
ーン化させ得ると判断できる。この場合、図14に示す
ルーチンでは、補正係数K1が所定のスキップ値ΔKだけ
減量される(ステップ226)。
【0162】上記の処理によれば、吸気弁交互制御の実
行中に、第1吸気弁IN1が作動弁とされる場合に、補正
係数K1を適宜増減させることにより、排気空燃比がリー
ン側限界空燃比WLに一致するように燃料噴射時間TAUを
算出することができる。
【0163】図14に示すルーチンにおいて、上記ステ
ップ220の条件が成立しないと判別された場合は、今
回の処理サイクルで実行される運転が、第2吸気弁IN2
を作動弁とする減弁運転であり、その結果、空燃比はリ
ーンに制御されると判断することができる。この場合、
次に、排気空燃比の実測値が、リッチ側限界空燃比WRよ
り小さいか(よりリッチであるか)否かが判別される
(ステップ228)。
【0164】排気空燃比がWRより小さいと判別された場
合は、排気空燃比が触媒ウィンドウを外れているため、
空燃比をリーン側に修正する必要があると判断できる。
図14に示すルーチンでは、この場合、次に、IN2が作
動弁とされる場合の燃料噴射時間TAUの演算に用いられ
る補正係数K2(上記ステップ132参照)が、所定のス
キップ値ΔKだけ減量される(ステップ230)。
【0165】一方、上記ステップ228において、排気
空燃比がWRより小さくないと判別された場合は、触媒ウ
ィンドウから逸脱させることなく、排気空燃比をよりリ
ッチ化させ得ると判断できる。この場合、図14に示す
ルーチンでは、補正係数K2が所定のスキップ値ΔKだけ
増量される(ステップ232)。
【0166】上記の処理によれば、吸気弁交互制御の実
行中に、第2吸気弁IN2が作動弁とされる場合に、補正
係数K2を適宜増減させることにより、排気空燃比がリッ
チ側限界空燃比WRに一致するように燃料噴射時間TAUを
算出することができる。
【0167】以上説明した通り、本実施形態のシステム
によれば、触媒32が未活性である場合に、吸気弁交互
制御を行うことで、排気空燃比を、触媒ウィンドウから
逸脱しない範囲で、交互に大きくリッチおよびリーンに
反転させることができる。このため、本実施形態のシス
テムによれば、内燃機関10が始動した後、そのトルク
変動を十分に小さく抑制しつつ、触媒32を速やかに活
性状態に移行させることができる。
【0168】ところで、上述した実施の形態8では、作
動弁となる吸気弁36を交互に切り換えることにより空
燃比を反転させることとしているが、本発明はこれに限
定されるものではない。すなわち、空燃比を効果的に反
転させることができる限り、作動弁として切り換えられ
る対象は、排気弁、或いは吸気弁と排気弁の双方であっ
てもよい。
【0169】また、上述した実施の形態8では、触媒3
2の未活性時に空燃比を反転させる機能を、実施の形態
1乃至5の何れかのシステムと組み合わせることとして
いるが、本発明はこれに限定されるものではない。すな
わち、上記の機能は、バルブタイミングの切り換え機能
を有する実施の形態6または7のシステムと組み合わせ
ることとしてもよい。この場合は、排気空燃比を限界空
燃比WLまたはWRに合わせるための修正対象を、補正係数
K1、K2に代えてバルブタイミング(例えば、吸気弁36
の開弁期間)としても、或いは、補正係数K1、K2とバル
ブタイミングの双方としてもよい。
【0170】実施の形態9.次に、図15乃至図17を
参照して本発明の実施の形態9について説明する。本実
施形態のシステムは、実施の形態1乃至8の何れかのシ
ステムにおいて、ECU50に、後述する図16に示すル
ーチンを更に実行させることにより実現することができ
る。
【0171】内燃機関10において、燃料噴射弁30か
ら噴射された燃料の一部は、吸気ポートやシリンダの壁
面に付着し、その直後の燃焼には使用されない。内燃機
関10の定常運転時には、新たな付着量と気化量とが平
衡するため、燃料の壁面付着量(ポートウェット量)は
ほぼ一定となる。従って、この場合は、燃焼に使用され
る燃料量が、結果的に燃料噴射量と一致する。
【0172】これに対して、内燃機関10の過渡運転時
には、吸入空気量や燃料噴射量の増減に伴い、ポートウ
ェット量に変化が生ずる。ポートウェット量が増加する
場合は、燃焼に用いられる燃料量が、燃料噴射量に比し
て少量となる。一方、ポートウェット量が減少する過程
では、燃料噴射量より多くの燃料が燃焼に使用される。
このため、内燃機関10の過渡運転時には、ポートウェ
ット量の変化が相殺されるように、燃料噴射量に増量補
正または減量補正を施すことが必要である。
【0173】ところで、本実施形態において、内燃機関
10は、実施の形態1乃至9の場合と同様に、吸気弁3
6の双方を作動させる全弁運転と、第1吸気弁IN1を作
動弁とする減弁運転と、第2吸気弁IN2を作動弁とする
減弁運転とを実現する。減弁運転時は、休止弁の周辺に
燃料が多量に付着し易い。このため、全弁運転時と減弁
運転時とでは、ポートウェット量に差異が生ずる。ま
た、第1吸気弁IN1が作動弁とされる場合の燃料付着状
態と、第2吸気弁IN2が休止弁とされる場合の燃料付着
状態とは、分岐路52,54の形状の違いなどに起因し
て異なったものとなる。このため、IN1が作動弁とされ
る減弁運転時と、IN2が作動弁とされる減弁運転時とを
比較すると、両者においてポートウェット量は異なった
ものとなる。
【0174】以上説明した通り、本実施形態のシステム
では、全弁運転時と、IN1が作動弁とされる減弁運転時
と、IN2が作動弁とされる減弁運転時とで、それぞれポ
ートウェット量が異なった量となる。従って、内燃機関
10において、過渡運転時に精度良く空燃比を制御する
ためには、それらの運転モードのうち、何れが用いられ
ているかに応じて、ポートウェットの影響を相殺するた
めの燃料噴射量補正を、異なる手法で行う必要がある。
【0175】図15は、上記の機能を実現すべく、本実
施形態において実行されるポートウェット補正制御の内
容を説明するためのタイミングチャートである。より具
体的には、図15(A)は、内燃機関10の負荷率、す
なわち、エアフロメータ20により検出される吸入空気
量Gaの変化を示すタイミングチャートである。また、図
15(B)は、図15(A)に示す負荷率変化に対応し
て本実施形態において算出されるポートウェット補正量
を、運転モード別に表したタイミングチャートである。
【0176】図15(B)に示すポートウェット補正量
は、基準の燃料噴射量に対して加算される補正量であ
る。このようにして運転モード別にポートウェット量を
算出し、その算出値に基づいて燃料噴射量(燃料噴射時
間TAU)を補正することによれば、運転モードの別に関
わらず、内燃機関10の過渡運転時に、常に精度良く空
燃比を制御することができる。
【0177】図16は、本実施形態において、ECU50
が、ポートウェット補正量を算出するために実行する制
御ルーチンのフローチャートを示す。図16に示すルー
チンでは、先ず、内燃機関10が過渡状態であるか否か
が判別される(ステップ240)。
【0178】その結果、過渡状態であると判別された場
合は、過渡ポートウェット補正制御を進めるべく、ステ
ップ242がジャンプされ、即座にステップ244以降
の処理が実行される。一方、過渡状態でないと判別され
た場合は、過渡ポートウェット補正制御が終了している
か否かが判別される(ステップ242)。
【0179】ここで、上述した過渡ポートウェット補正
制御とは、内燃機関10が過渡状態に移行した後、ポー
トウェット量が定常値に収束するまでの間、燃料噴射量
の補正のために継続される一連の制御を指している。図
15に示す例では、過渡ポートウェット補正制御は、内
燃機関10の負荷率が変化した時点で開始され、その
後、負荷率が安定し、更に、ポートウェット補正量が0
に収束した時点で終了したと判断される。
【0180】図16に示すルーチンでは、上記ステップ
242において、過渡ポートウェット補正制御が終了し
ていると判別された場合、以後、速やかに今回の処理サ
イクルが終了される。一方、過渡ポートウェット補正制
御が終了していないと判別された場合は、その制御を進
めるべく、先ず、現在の運転が全弁運転であるか否かが
判別される(ステップ244)。
【0181】その結果、内燃機関10が全弁運転中であ
ると判別された場合は、全弁運転に対応するポートウェ
ット補正量(以下、「全弁ポートウェット補正量」と称
す)が算出される(ステップ246)。
【0182】上記ステップ244において、内燃機関1
0が全弁運転中ではないと判別された場合は、次に、そ
の運転が、第1吸気弁IN1を作動弁とする減弁運転であ
るか否かが判別される(ステップ248)。
【0183】その結果、IN1を作動弁とする減弁運転が
行われていると判別された場合は、その減弁運転に対応
するポートウェット補正量(以下、「IN1ポートウェッ
ト補正量」と称す)が算出される(ステップ250)。
【0184】一方、上記ステップ248において、IN1
を作動弁とする減弁運転が行われていないと判別された
場合は、現在の運転が、IN2を作動弁とする減弁運転で
あると判断できる。この場合、IN2を作動弁とする減弁
運転に対応するポートウェット補正量(以下、「IN2ポ
ートウェット補正量」と称す)が算出される(ステップ
252)。
【0185】本実施形態において、ECU50は、全弁ポ
ートウェット補正量を算出するためのマップ、IN1ポー
トウェット補正量を算出するためのマップ、およびIN2
ポートウェット補正量を算出するためのマップを記憶し
ている。そして、ECU50は、上記ステップ246,2
50および252において、それぞれ適切なマップを参
照して所望のポートウェット補正量を算出する。
【0186】図17は、ECU50がポートウェット補正
量を算出するために記憶しているマップの一例を示す。
より具体的には、図17(A)は、内燃機関10の過渡
運転中にポートウェット補正量を算出するためのマップ
である。また、図17(B)は、内燃機関10が定常状
態に復帰した後、ポートウェット量が定常値に収束する
までの間にポートウェット補正量を算出するためのマッ
プである。
【0187】図17(A)に示すマップは、実験的に、
或いはシミュレーションにより定められたマップであ
る。このマップには、内燃機関10の運転状態(吸入空
気量Gaと機関回転数NEの組み合わせ)との関係で、ポー
トウェット量の収束値が定められている。このマップに
よれば、内燃機関10の過渡運転時に、運転状態の変化
に応じて、ポートウェット量の収束値を求めることがで
きる。そして、その収束値が、例えば、Q1からQ2に変化
した場合は、ポートウェット量の増加量ΔQを、ΔQ=Q2
−Q1として算出することができる。内燃機関10の過渡
運転時には、このようにして算出される増加量ΔQが、
燃料噴射量に加算すべきポートウェット補正量とされ
る。
【0188】図17(B)に示すマップも、実験的に、
或いはシミュレーションにより定められたマップであ
る。このマップには、内燃機関10の過渡運転中に燃料
噴射量に加算されたポートウェット補正量の積算値と、
内燃機関10が定常状態に復帰した後の経過時間との関
係で、ポートウェット量の収束値が定められている。こ
のマップによれば、内燃機関10が定常状態に復帰した
後、その後の経過時間に基づいて、ポートウェット量の
収束値を求めることができる。そして、その収束値が、
例えば、q1からq2に変化した場合は、ポートウェット量
の変化量Δqを、Δq=q2−q1(負の値)として算出する
ことができる。内燃機関10が定常状態に復帰した後、
ポートウェット量が定常値に収束するまでの間は、この
ようにして算出される変化量Δqが、燃料噴射量に加算
すべきポートウェット補正量とされる。
【0189】ECU50は、図17(A)に示すマップ、
および図17(B)に示すマップを、全弁運転、IN1を
作動弁とする減弁運転、およびIN2を作動弁とする減弁
運転にそれぞれに対応して別個に備えている。このた
め、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10が如
何なるモードで運転している場合においても、その運転
に応じた適切なポートウェット補正量を算出し、適正な
空燃比補正を実現することができる。
【0190】ところで、上述した実施の形態9において
は、内燃機関10が過渡運転に移行した後、内燃機関1
0の運転モードに応じた手法でポートウェット補正量を
算出することにより適正なポートウェット補正を実現す
ることとしているが、適正なポートウェット補正を実現
するための手法はこれに限定されるものではない。すな
わち、本実施形態のシステムでは、適正なポートウェッ
ト補正を実現するために、内燃機関10が過渡運転に移
行した後、ポートウェット量が定常値に収束するまでの
間は、常に特定の運転モード(例えば全弁運転)での運
転を強制することとしてもよい。
【0191】尚、上述した実施の形態9においては、ポ
ートウェット量が前記請求項10記載の「燃料付着量」
に相当していると共に、ECU50が、上記ステップ24
6,250および252の処理を実行することにより前
記請求項10記載の「壁面付着補正量算出手段」が、壁
面付着補正量を加減して燃料噴射量(燃料噴射時間TA
U)を算出することにより前記請求項10記載の「壁面
付着量補正手段」が、それぞれ実現されている。
【0192】実施の形態10.次に、図18乃至図20
を参照して本発明の実施の形態10について説明する。
本実施形態のシステムは、実施の形態9のシステムにお
いて、ECU50に、後述する図18に示すルーチンや図
20に示すルーチン等を更に実行させることにより実現
することができる。
【0193】上述した実施の形態9のシステムでは、内
燃機関10が過渡運転に移行した後に、如何なるモード
で内燃機関10が運転しているかに応じて、それぞれ異
なるマップを参照してポートウェット補正量を算出する
こととしている。この手法によれば、ポートウェット補
正が要求される期間中、内燃機関10が一定のモードで
運転する場合には、適正な空燃比制御を実現することが
できる。
【0194】しかしながら、内燃機関10の運転モード
は、ポートウェット補正の必要な期間中に変更されるこ
とがある。実施の形態9において用いられるマップは、
内燃機関10が一定のモードで継続的に運転する場合に
適正なポートウェット補正量を求めるためのマップであ
る。従って、ポートウェット補正が要求されている期間
中に内燃機関10の運転モードが切り換えられると、そ
の直後は、マップに基づいて算出されるポートウェット
補正量と、真に要求されるポートウェット補正量とにず
れが生ずることがある。
【0195】図18は、上記のずれを補正するために、
ECU50が、全弁ポートウェット補正量の算出処理(上
記ステップ246の処理)の一部として実行する一連の
処理のフローチャートである。尚、本実施形態におい
て、ECU50は、IN1ポートウェット補正量の算出処理
(上記ステップ250の処理)の一部として、更には、
IN2ポートウェット補正量の算出処理(上記ステップ2
52の処理)の一部としても、上記のずれを補正するた
めの処理を実行する。以下、説明が冗長になるのを避け
るため、それらの処理の代表例として図18に示す一連
の処理の内容を説明する。
【0196】図18に示すルーチンは、上記図16に示
すルーチンにおいて、ステップ246の処理、すなわ
ち、全弁ポートウェット補正量の算出処理が要求される
ことにより起動される。このルーチンでは、先ず、前回
の処理サイクル時から今回の処理サイクルにかけて、内
燃機関10の運転モードが減弁運転から全弁運転に変化
したか否かが判別される(ステップ260)。
【0197】その結果、減弁運転から全弁運転への切り
換えは行われていないと判別された場合は、内燃機関1
0が継続的に全弁運転を行っていると判断できる。この
場合、図18に示すルーチンでは、次に、通常の手法、
すなわち、上述した実施の形態9において用いられてい
る手法で全弁ポートウェット補正量が算出される(ステ
ップ262)。
【0198】一方、上記ステップ260において、減弁
運転から全弁運転への切り換えが行われていると判別さ
れた場合は、次に、変更前影響量の算出処理が行われる
(ステップ264)。前回の処理サイクル時に減弁運転
が行われていた場合は、継続的に全弁運転が行われてい
た場合に比して、多量のポートウェット量が生じてい
る。このため、減弁運転から全弁運転に切り換えられた
直後に、全弁運転の継続的実行を前提とした手法でポー
トウェット補正量を算出したのでは、気筒に供給される
燃料の総量が過剰になり、空燃比がリッチ化し易い。変
更前影響量は、上述した燃料総量の過剰分を減量するた
めの補正量である。燃料総量の過剰分は、減弁運転から
全弁運転に切り換えられた時点のポートウェット量と、
全弁運転が継続的に行われていたとした場合のポートウ
ェット量との差に対して相関を有している。このため、
本ステップ264では、それら両者の差に基づいて変更
前影響量を算出することとしている。より具体的には、
本ステップ264では、前回の処理サイクル時までのポ
ートウェット補正量の積算値に、所定の係数を掛け合わ
せた値を変更前影響量としている。
【0199】変更前影響量が算出できたら、次に、通常
の手法で算出された全弁ポートウェット量から、変更前
影響量を減じることにより、最終的な全弁ポートウェッ
ト補正量が算出される(ステップ266)。このように
して算出された最終的な全弁ポートウェット補正量によ
れば、減弁運転から全弁運転に切り換えられた直後か
ら、ポートウェット量の影響を適正に燃料噴射量から排
除して、高精度な空燃比制御を実現することができる。
【0200】既述の通り、本実施形態では、IN1ポート
ウェット補正量を算出するためのステップ250、およ
びIN2ポートウェット補正量を算出するためのステップ
252においても、図18に示すルーチンと同様の処理
が実行される。より具体的には、それらのステップ25
0,252では、全弁運転から減弁運転への切り換えが
行われた直後に、全弁運転に伴って生ずるポートウェッ
ト量と、継続的な減弁運転に伴って生ずるポートウェッ
ト量との差に起因する影響を、燃料噴射量から排除する
ことのできるポートウェット補正量が算出される。この
ため、本実施形態のシステムによれば、ポートウェット
補正が要求される状況下で、内燃機関10の運転モード
がどのように変化しても、その変化に影響されることな
く、常に高精度な空燃比制御を実現することができる。
【0201】図18を参照して説明した上記の処理は、
過渡ポートウェット補正制御の一部として実行される処
理である。つまり、図18に示す処理は、内燃機関10
が過渡状態に移行した後、ポートウェット量が定常値に
収束するまでの間に運転モードが切り換えられた場合に
実行される処理である。
【0202】これに対して、内燃機関10においては、
暖機の完了などに起因して、定常状態が維持されたまま
運転モードが切り換えられることがある。図19(A)
は、内燃機関10が定常状態を維持したまま、時刻t1に
おいて、1つの吸気弁36だけを作動弁とする減弁運転
から、2つの吸気弁36を作動弁とする全弁運転への切
り換えが行われ、また、時刻t2において、全弁運転が減
弁運転に切り換えられた例を示している。減弁運転から
全弁運転に切り換えられた直後は、全弁運転の実行中と
してはポートウェット量が過剰となる状態が形成され
る。そして、全弁運転から減弁運転への切り換えが行わ
れた直後は、減弁運転の実行中としてはポートウェット
量が過小となる状態が形成される。
【0203】このような状態に対処するため、本実施形
態では、図19(B)に示すように、時刻t1の後、所定
の期間は、過剰なポートウェット量の影響を排除すべ
く、負のポートウェット補正量が算出される。このた
め、本実施形態のシステムでは、減弁運転から全弁運転
への切り換えが行われた直後に、気筒に対して過剰な燃
料が供給されるのを避けることができる。また、本実施
形態のシステムでは、図19(B)に示すように、時刻
t2の後、所定の期間は、ポートウェット量が過小である
ことに起因する影響を排除すべく、正のポートウェット
補正量が算出される。このため、本実施形態のシステム
では、全弁運転から減弁運転への切り換えが行われた直
後に、気筒に供給される燃料が不足するのを避けること
ができる。
【0204】図20は、上記の機能を実現するための本
実施形態においてECU50が実行する制御ルーチンのフ
ローチャートである。図20に示すルーチンでは、先
ず、内燃機関10が定常状態であるか否かが判別される
(ステップ260)。
【0205】その結果、内燃機関10が定常状態でない
と判別された場合は、以後、速やかに今回の処理サイク
ルが終了される。一方、内燃機関10が定常状態である
と判別された場合は、現在の運転が全弁運転であるか否
かが判別される(ステップ262)。
【0206】上記ステップ262において、現在の運転
が全弁運転であると判別された場合は、次に、前回の処
理サイクルから今回の処理サイクルにかけて、運転のモ
ードが減弁運転から全弁運転に切り換えられたか否かが
判別される(ステップ264)。
【0207】その結果、運転モードが切り換えられてい
たと判別された場合は、ポートウェット補正制御を進め
るべく、ステップ266がジャンプされ、即座にステッ
プ268の処理が実行される。一方、運転モードの切り
換えが行われていないと判別された場合は、ポートウェ
ット補正制御が終了しているか否かが判別される(ステ
ップ266)。
【0208】ここで、上述したポートウェット補正制御
とは、内燃機関10の運転モードが切り換えられた後、
ポートウェット量が定常値に収束するまでの間、燃料噴
射量の補正のために継続される一連の制御を指してい
る。図19に示す例では、ポートウェット補正制御は、
減弁運転が全弁運転に切り換えられた後、或いは、全弁
運転が減弁運転に切り換えられた後、ポートウェット補
正量が0に収束した時点で終了したものと判断される。
【0209】図20に示すルーチンでは、上記ステップ
266において、ポートウェット補正制御が終了してい
ると判別された場合、以後、速やかに今回の処理サイク
ルが終了される。一方、ポートウェット補正制御が終了
していないと判別された場合は、その制御を進めるべ
く、減弁運転が全弁運転に切り換えられた場合に必要と
されるポートウェット補正量(以下、「減→全ポートウ
ェット補正量」と称す)が算出される(ステップ26
8)。ECU50は、減→全ポートウェット補正量を、内
燃機関10の運転状態や、運転モードの切り換え後の経
過時間との関係で定めたマップを記憶している。本ステ
ップ268では、そのマップを参照することで減→全ポ
ートウェット補正量が算出される。
【0210】図20に示すルーチン中、上記ステップ2
62において、内燃機関10が全弁運転中ではないと判
別された場合は、内燃機関10が減弁運転中であると判
断できる。この場合、次に、前回の処理サイクルから今
回の処理サイクルにかけて、運転のモードが全弁運転か
ら減弁運転に切り換えられたか否かが判別される(ステ
ップ270)。
【0211】その結果、運転モードが切り換えられてい
たと判別された場合は、ポートウェット補正制御を進め
るべく、ステップ272がジャンプされ、即座にステッ
プ274の処理が実行される。一方、運転モードの切り
換えが行われていないと判別された場合は、ポートウェ
ット補正制御が終了しているか否かが判別される(ステ
ップ272)。
【0212】上記ステップ272において、ポートウェ
ット補正制御が終了していると判別された場合、以後、
速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、ポー
トウェット補正制御が終了していないと判別された場合
は、その制御を進めるべく、全弁運転が減弁運転に切り
換えられた場合に必要とされるポートウェット補正量
(以下、「全→減ポートウェット補正量」と称す)が算
出される(ステップ274)。ECU50は、全→減ポー
トウェット補正量を、内燃機関10の運転状態や、運転
モードの切り換え後の経過時間との関係で定めたマップ
を記憶している。本ステップ274では、そのマップを
参照することで全→減ポートウェット補正量が算出され
る。
【0213】以上説明した通り、図20に示すルーチン
によれば、内燃機関10が定常状態を維持した状態で運
転モードの切り替えが行われた場合に、その切り替えに
起因するポートウェット量の変化を相殺するためのポー
トウェット補正量を算出することができる。このため、
本実施形態のシステムによれば、そのようにして算出さ
れるポートウェット補正量を用いて燃料噴射量(燃料噴
射時間TAU)を補正することで、定常状態での運転モー
ド切り替え時に、空燃比の制御精度を十分に高く維持す
ることができる。
【0214】ところで、上述した実施の形態10におい
ては、第1吸気弁IN1が作動弁とされる減弁運転と、第
2作動弁IN2が作動弁とされる減弁運転とを区別しない
こととしているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。すなわち、それら2つの減弁運転を区別して、IN
1が作動弁とされる減弁運転から全弁運転への切り替え
が行われた場合と、IN2が作動弁とされる減弁運転から
全弁運転への切り替えが行われた場合とで、異なる減→
全ポートウェット補正量を算出することとしてもよい。
【0215】また、図20に示すルーチンでは、IN1を
作動弁とする減弁運転と、IN2を作動弁とする減弁運転
との間で運転モードの切り替えが行われた場合には、切
り替え前のポートウェット量の影響を考慮しないことと
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、それら2つの運転モード間で切り替えが行わ
れた場合にも、全弁運転から減弁運転への切り替えが行
われた場合と同様に、異なるマップを参照して、異なる
手法でポートウェット補正量を算出することとしてもよ
い。
【0216】尚、上述した実施の形態10においては、
ECU50が、上記ステップ264の処理を実行すること
により前記請求項11記載の「影響量算出手段」が、上
記ステップ266の処理を実行することにより前記請求
項11記載の「影響排除手段」が、それぞれ実現されて
いる。
【0217】ところで、上述した実施の形態1乃至10
のシステムでは、内燃機関10が、気筒毎に2つの吸気
弁36と2つの排気弁40を備えることとしているが、
本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、個
々の気筒には、減弁運転が実行できるように、吸気弁お
よび排気弁の少なくとも一方につき、2つ以上の弁が設
けられていればよい。
【0218】また、上述した実施の形態1乃至10のシ
ステムでは、内燃機関10のタイプが、吸気ポートに対
して燃料噴射を行うポート噴射式に限定されているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、気筒内に直接
燃料を噴射する直噴タイプであってもよい。
【0219】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項1
記載の発明によれば、内燃機関が減弁運転を行う際に、
休止弁が何れの弁であるかに応じて、空燃比制御量を補
正することができる。このため、本発明によれば、何れ
の弁が休止弁となっているかに関わらず、空燃比変動を
有効に抑制することができる。
【0220】請求項2記載の発明によれば、内燃機関
が、減弁運転のモードで定常運転状態にある場合に、空
燃比変動量に基づいて空燃比制御量補正値を学習するこ
とができる。そして、学習された空燃比制御量補正値を
用いて空燃比制御量を補正することにより、空燃比変動
を精度良く防止することができる。
【0221】請求項3記載の発明によれば、内燃機関が
減弁運転を行う際に、休止弁が何れの弁であるかに応じ
て、トルク制御量を補正することができる。このため、
本発明によれば、何れの弁が休止弁となっているかに関
わらず、トルク変動を有効に抑制することができる。
【0222】請求項4記載の発明によれば、内燃機関
が、減弁運転のモードで定常運転状態にある場合に、ト
ルク変動量に基づいてトルク制御量補正値を学習するこ
とができる。そして、学習されたトルク制御量補正値を
用いてトルク制御量を補正することにより、トルク変動
を精度良く防止することができる。
【0223】請求項5記載の発明によれば、学習の実行
が可能でない期間を除き、減弁運転の全てのモードにつ
いて学習が終了するまで、連続的に空燃比制御量補正値
またはトルク制御量補正値の学習を進行させることがで
きる。このため、本発明によれば、全てのモードの学習
を、速やかに完了させることができる。
【0224】請求項6記載の発明によれば、空燃比制御
量またはトルク制御量として燃料噴射量を補正すること
により、空燃比変動、およびトルク変動を有効に抑制す
ることができる。
【0225】請求項7記載の発明によれば、空燃比制御
量またはトルク制御量として吸入空気量を補正すること
により、空燃比変動、およびトルク変動を有効に抑制す
ることができる。
【0226】請求項8記載の発明によれば、吸気弁の開
弁期間を補正することにより、個々の気筒に吸入される
空気量を容易かつ精度良く補正することができる。
【0227】請求項9記載の発明によれば、バルブオー
バーラップを補正することにより、個々の気筒に吸入さ
れる空気量を容易かつ精度良く補正することができる。
また、この場合は、内部EGR量も変化させることができ
るため、個々の気筒における燃焼性をも積極的に制御す
ることが可能である。
【0228】請求項10記載の発明によれば、内燃機関
が減弁運転を行っている場合に、休止弁の組み合わせに
応じて、適切な壁面付着補正量を算出することができ
る。
【0229】請求項11記載の発明によれば、減弁運転
のモードが切り換えられた後に、その切り換えにより壁
面付着量に生ずる影響が排除されるように、壁面付着補
正量を算出することができる。従って、本発明によれ
ば、運転モードの切り換え直後から、適切壁面付着補正
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1のシステムの構成を説
明するための図である。
【図2】 図2(A)は、図1に示す内燃機関の吸気ポ
ートおよび排気ポートの周辺形状を説明するための図で
あり、図2(B)は、図2(A)に示す吸気ポートが備
える分岐路の構成を説明するための図である。
【図3】 本発明の実施の形態1において実行されるモ
ード選択ルーチンのフローチャートである。
【図4】 本発明の実施の形態1において実行されるバ
ルブタイミング演算ルーチンのフローチャートである。
【図5】 図5(A)は本発明の実施の形態2において
実現される第1の減弁運転の内容を説明するための図で
あり、図5(B)は本発明の実施の形態2において実現
される第2の減弁運転の内容を説明するための図であ
る。
【図6】 図6(A)は本発明の実施の形態3において
実現される第1の減弁運転の内容を説明するための図で
あり、図6(B)は本発明の実施の形態3において実現
される第2の減弁運転の内容を説明するための図であ
り、図6(C)は本発明の実施の形態3において実現さ
れる第3の減弁運転の内容を説明するための図である。
【図7】 本発明の実施の形態4において実行される燃
料噴射時間学習ルーチンのフローチャートである。
【図8】 本発明の実施の形態5において実行される学
習促進ルーチンのフローチャートである。
【図9】 図9(A)は本発明の実施の形態6において
第1吸気弁IN1が作動弁とされる減弁運転時に用いられ
るバルブタイミングの一例を説明するための図であり、
図9(B)は本発明の実施の形態6において第2吸気弁
IN2が作動弁とされる減弁運転時に用いられるバルブタ
イミングの一例を説明するための図でありる。
【図10】 本発明の実施の形態6において実行される
バルブタイミング設定ルーチンのフローチャートであ
る。
【図11】 本発明の実施の形態7において実行される
バルブタイミング学習ルーチンのフローチャートであ
る。
【図12】 本発明の実施の形態8において実行される
触媒活性化ルーチンのフローチャートである。
【図13】 本発明の実施の形態8において用いられる
触媒ウィンドウを説明するための図である。
【図14】 本発明の実施の形態8において実行される
触媒ウィンドウルーチンのフローチャートである。
【図15】 図15(A)および図15(B)は、本発
明の実施の形態9において実行されるポートウェット補
正制御の内容を説明するための負荷率のタイミングチャ
ートおよびポートウェット補正量のタイミングチャート
である。
【図16】 本発明の実施の形態9において実行される
ポートウェット補正制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図17】 図17(A)は本発明の実施の形態9にお
いて過渡時のポートウェット補正量を算出するために参
照されるマップの一例であり、図17(B)は実施の形
態9において定常復帰後のポートウェット補正量を算出
するために参照されるマップの一例である。
【図18】 本発明の実施の形態10において実行され
る全弁ポートウェット量算出ルーチンのフローチャート
である。
【図19】 図19(A)および図19(B)は、本発
明の実施の形態10において実行される定常ポートウェ
ット補正制御の内容を説明するための負荷率のタイミン
グチャートおよびポートウェット補正量のタイミングチ
ャートである。
【図20】 本発明の実施の形態10において実行され
る定常ポートウェット補正制御ルーチンのフローチャー
トである。
【符号の説明】
10 内燃機関 12 吸気通路 14 排気通路 30 燃料噴射弁 32 触媒 34 排気Oセンサ 36 吸気弁 38 吸気電磁駆動弁 40 排気弁 42 排気電磁駆動弁 50 ECU(Electronic Control Unit) 52,54,56,58 分岐路 IN1 第1吸気弁 IN2 第2吸気弁 EX1 第1排気弁 EX2 第2排気弁 TAU 燃料噴射時間 K1,K2 補正係数 OL1,OL2 オーバーラップ補正量
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 340 F02D 45/00 340C 362 362H 364 364G 366 366F Fターム(参考) 3G084 BA04 BA09 BA13 BA23 DA11 EB12 EB17 FA07 FA10 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA04 BB01 DA01 DA11 DA14 DG07 EA11 EC01 EC05 FA05 GA03 HA01Z HA06Z HE03Z 3G301 HA01 HA06 JA04 KA06 LA07 LB02 MA11 ND21 PA01Z PA11Z PB10Z PE03Z PE06A

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒毎に複数の吸気弁または複数の排気
    弁を備える内燃機関の制御装置であって、 前記複数の吸気弁または複数の排気弁のうち少なくとも
    1つの弁を休止弁として内燃機関を運転させる減弁運転
    を実現する減弁運転実現手段と、 前記休止弁が何れの弁であるかに応じて、混合気の空燃
    比変動が抑制されるように、空燃比制御量を補正する空
    燃比制御量補正手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃機関が、前記減弁運転を行いつつ、
    定常運転状態を実現している場合に、当該減弁運転の実
    行に起因して生じている空燃比変動量を検出する空燃比
    変動量検出手段と、 当該空燃比変動量に基づいて、当該減弁運転において休
    止弁とされている弁に対応する空燃比制御量補正値を学
    習する空燃比制御量補正値学習手段とを備え、 前記空燃比制御量補正手段は、前記学習された空燃比制
    御量補正値を用いて、前記空燃比制御量を補正すること
    を特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項3】 気筒毎に複数の吸気弁または複数の排気
    弁を備える内燃機関の制御装置であって、 前記複数の吸気弁または複数の排気弁のうち少なくとも
    1つの弁を休止弁として内燃機関を運転させる減弁運転
    を実現する減弁運転実現手段と、 前記休止弁が何れの弁であるかに応じて、前記内燃機関
    のトルク変動が抑制されるように、トルク制御量を補正
    するトルク制御量補正手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項4】 内燃機関が、前記減弁運転を行いつつ、
    定常運転状態を実現している場合に、当該減弁運転の実
    行に起因して生じているトルク変動量を検出するトルク
    変動量検出手段と、 当該トルク変動量に基づいて、当該減弁運転において休
    止弁とされている弁に対応するトルク制御量補正値を学
    習するトルク制御量補正値学習手段とを備え、 前記トルク制御量補正手段は、前記学習されたトルク制
    御量補正値を用いて、前記トルク制御量を補正すること
    を特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項5】 前記減弁運転実現手段は、休止弁の組み
    合わせが異なる複数のモードで前記減弁運転を実現する
    ことができ、 前記学習の実行が可能であるか否かを判断する学習可否
    判断手段と、 前記学習の実行が可能でないと判断される期間を除き、
    前記減弁運転の全てのモードについて前記学習が終了す
    るまで、連続的にそれらの学習を進行させる学習促進手
    段と、 を備えることを特徴とする請求項2または4記載の内燃
    機関の制御装置。
  6. 【請求項6】 前記空燃比制御量補正手段または前記ト
    ルク制御量補正手段は、前記空燃比変動または前記トル
    ク変動を抑制するために、燃料噴射量を補正する燃料噴
    射量補正手段を含むことを特徴とする請求項1乃至5の
    何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  7. 【請求項7】 前記空燃比制御量補正手段または前記ト
    ルク制御量補正手段は、前記空燃比変動または前記トル
    ク変動を抑制するために、吸入空気量を補正する吸入空
    気量補正手段を含むことを特徴とする請求項1乃至6の
    何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  8. 【請求項8】 前記吸入空気量補正手段は、前記吸気弁
    の開弁期間を補正する開弁期間補正手段を含むことを特
    徴とする請求項7記載の内燃機関の制御装置。
  9. 【請求項9】 前記吸入空気量補正手段は、前記吸気弁
    および前記排気弁が共に開弁状態となる正のバルブオー
    バーラップ期間、或いは、前記排気弁が閉弁した後前記
    吸気弁が開弁するまでの期間である負のバルブオーバー
    ラップ期間を補正するバルブオーバーラップ期間補正手
    段を含むことを特徴とする請求項7記載の内燃機関の制
    御装置。
  10. 【請求項10】 前記空燃比制御量補正手段は、 燃料の壁面付着量の変化を相殺するための壁面付着補正
    量を算出する壁面付着補正量算出手段と、 前記壁面付着補正量を加減して燃料噴射量を算出する壁
    面付着量補正手段とを備え、 前記壁面付着補正量算出手段は、前記休止弁が何れの弁
    であるかに応じて、異なる手法で前記壁面付着補正量を
    算出することを特徴とする請求項1または2記載の内燃
    機関の制御装置。
  11. 【請求項11】 前記減弁運転実現手段は、休止弁の組
    み合わせが異なる複数のモードで前記減弁運転を実現す
    ることができ、 前記壁面付着補正量算出手段は、 前記減弁運転のモードが切り換えられた際に、当該切り
    換えが前記壁面付着量に与える影響の大きさを算出する
    影響量算出手段と、 前記切り換えの後、所定の期間は、当該切り換え後の状
    態に応じた前記手法で算出された壁面付着補正量から、
    前記影響を排除した値を壁面付着補正量とする影響排除
    手段と、 を備えることを特徴とする請求項10記載の内燃機関の
    制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012219630A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012219630A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置

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