JP2006207433A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気バルブのバルブ特性を増大させるための徐変処理中に、履歴を利用した徐変処理の継続が不能となっても内燃機関の出力トルクが急激に増大するのを抑制する。
【解決手段】電子制御装置は、エンジンの過渡時に気筒への吸気量を増量すべく、作用角可変機構による吸気バルブの作用角を増大させるとき、徐変処理を行うことで同作用角を徐々に増大させ、吸気量を徐々に増大させる（タイミングｔ１〜ｔ２）。こうした徐変処理中に、電子制御装置がリセットされて、履歴を利用した徐変処理が不能になると（タイミングｔ２）、電子制御装置は、作用角について作用角可変機構が採り得る最小値を目標作用角として設定し、その後は、目標作用角を徐々に増加させる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、吸気バルブの最大リフト量、及び吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方をバルブ特性可変機構により変更することで、内燃機関の気筒に吸入される空気の量（吸気量）を調整するようにした内燃機関の制御装置に関するものである。

内燃機関の気筒への吸気量を調整する手段として、吸気バルブの最大リフト量、及び吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方をバルブ特性とし、このバルブ特性を機関運転状態に応じて変更するようにしたバルブ特性可変機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記バルブ特性可変機構が設けられた内燃機関では、例えばアクセルペダルの踏込み操作を通じて加速要求があったとき、吸気量を増量させるべく、バルブ特性可変機構によるバルブ特性が増大される。このとき、徐変処理（なまし処理）が行われることで、バルブ特性が徐々に増大される。これに伴い、吸気量及び燃料の噴射量が徐々に増量され、発生する出力トルクが緩やかに上昇する。この徐変処理は、アクセルペダルが踏込み操作された場合に、それに対応してバルブ特性が急に増大することによる不具合、すなわち、吸気量の急激な増量に起因して出力トルクが急増しトルクショックが発生するのを抑制するために行われる。
特開２００１−２６３０１５号公報

ところが、上記徐変処理中に、バルブ特性可変機構の制御を司る電子制御装置に何らかの異常が発生して、同装置がリセットされた場合、徐変処理を行うために記憶されていた前回値等の履歴情報がクリアされて不明となる。この場合、履歴を利用した徐変処理を継続することが不能となる。

こうした状況（電子制御装置のリセット）が起った場合には、バルブ特性可変機構によるバルブ特性が、内燃機関のそのときの運転状態（アクセル踏込み量等）に見合ったものにされる。このときのバルブ特性は、リセットされない場合のバルブ特性よりも大きい。リセットされなければバルブ特性は徐々に増加し、機関運転状態に見合ったものに近づいてゆくからである。そのため、上記電子制御装置がリセットされた直後には多くの量の空気が内燃機関に急激に吸入される。これに伴い多くの燃料が噴射され、内燃機関の出力トルクが急激に増大する。

なお、こうした現象は、上記バルブ特性可変機構に加え、吸気通路にスロットルバルブを備え、バルブ特性可変機構によるバルブ特性及びスロットルバルブの開度（スロットル開度）を互いに協調させて制御することにより吸気量を調整するようにした内燃機関にも同様にして起り得る。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気バルブのバルブ特性を増大させるための徐変処理中に、履歴を利用した徐変処理の継続が不能となっても内燃機関の出力トルクが急激に増大するのを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、吸気バルブの最大リフト量、及び前記吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方をバルブ特性として変更するバルブ特性可変機構が設けられた内燃機関に用いられ、前記内燃機関の気筒への吸気量を増量させるべく、前記バルブ特性可変機構によるバルブ特性を増大させるとき、徐変処理を行うことで同バルブ特性を徐々に増大させ、前記吸気量を徐々に増大させるようにした内燃機関の制御装置において、前記バルブ特性の増大中に、履歴を利用した徐変処理の継続が不能となったとき、前記吸気量を、前記内燃機関の運転状態に見合った吸気量に対して強制的に減量させる吸気量減量手段を備えるとする。

上記の構成によれば、内燃機関の過渡時等において、気筒への吸気量を増大させるべくバルブ特性可変機構によるバルブ特性を増大させるときには、徐変処理によりバルブ特性が徐々に増大させられ、それに伴い吸気量が徐々に増大される。

上記バルブ特性の増大中に、例えばバルブ特性可変機構の制御を司る電子制御装置がリセットされると、徐変処理についての履歴が不明となり、その履歴を利用した徐変処理の継続が不能となる。この場合、請求項１に記載の発明では、吸気量減量手段により吸気量が、そのときの内燃機関の運転状態に見合った吸気量に対して強制的に減量される。これに伴い、内燃機関への燃料の噴射量も減量される。その結果、内燃機関の運転状態に見合った吸気量の空気が気筒に吸入された場合に比べ、内燃機関で発生する出力トルクも減少し、同出力トルクの急激な増大が抑制される。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記吸気量減量手段は、前記バルブ特性可変機構によるバルブ特性の目標値を、前記内燃機関の運転状態に見合ったバルブ特性よりも強制的に縮小させることにより前記吸気量を減量させるとする。

上記の構成によれば、バルブ特性の増大中に、履歴を利用した徐変処理の継続が不能となった場合、バルブ特性の目標値が、内燃機関のそのときの運転状態に見合ったバルブ特性よりも強制的に縮小させられる。このバルブ特性の目標値の縮小により、内燃機関への吸気量を、そのときの内燃機関の運転状態に見合った吸気量よりも減量させることが可能となる。このようにバルブ特性の目標値を変更（縮小）することで、請求項１に記載の発明の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記吸気量減量手段は、前記バルブ特性について前記バルブ特性可変機構が採り得る最小値を目標値とし、同目標値に基づき前記バルブ特性可変機構を作動させてバルブ特性を縮小させるとする。

上記の構成によれば、バルブ特性の増大中に履歴を利用した徐変処理の継続が不能となったとき、バルブ特性についてバルブ特性可変機構の採り得る最小値が目標値として設定され、この目標値に基づいてバルブ特性可変機構が作動させられる。この作動により、バルブ特性が最小にされて、吸気量が、バルブ特性可変機構によって変更し得る最も少ない量まで減量される。その結果、請求項２に記載の発明の効果が確実に得られる。

請求項４に記載の発明では、請求項２又は３に記載の発明において、前記吸気量減量手段により前記バルブ特性の目標値が強制的に縮小された後、前記吸気バルブの実際のバルブ特性が前記目標値に対し所定値以上大きいと、前記内燃機関の所定気筒への燃料の噴射を停止する燃料噴射停止手段をさらに備えるとする。

ここで、バルブ特性の目標値が強制的に縮小されても、実際のバルブ特性が目標値まですぐに縮小しない場合があり得る。この場合には、実際のバルブ特性が目標値に対し大きいことから、意図する以上の量の空気が内燃機関に吸入されて出力トルクが十分低下せず、目的とするトルクショックの抑制効果が得られないおそれがある。

この点、請求項４に記載の発明では、吸気量減量手段によりバルブ特性の目標値が強制的に縮小された後、吸気バルブの実際のバルブ特性が前記目標値に対し所定値以上大きいと、燃料噴射停止手段により、所定気筒への燃料の噴射が停止される。この燃料停止に伴い内燃機関の出力トルクが低下する。従って、実際のバルブ特性が目標値まですぐに減少しなくても、トルクショックが問題とならないレベルまで内燃機関の出力トルクを低下させることが可能となる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両には、内燃機関として筒内噴射式のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、ピストン１３が往復動可能に収容された複数の気筒（シリンダ）１２を有している。各ピストン１３は、コネクティングロッド１５を介し、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１６に連結されている。各ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド１５によって回転運動に変換された後、クランクシャフト１６に伝達される。

気筒１２毎の燃焼室１７には、スロットルバルブ１８、サージタンク１９、吸気マニホルド２１等を有する吸気通路２２が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路２２の各部を順に通過して燃焼室１７に吸入される。スロットルバルブ１８は吸気通路２２の途中に回動可能に設けられており、電動モータ等からなるスロットル用のアクチュエータ２３に駆動連結されている。アクチュエータ２３は、運転者によるアクセルペダル２４の踏込み操作等に応じて作動し、スロットルバルブ１８を回動させる。吸気通路２２を流れる空気の量（吸気量）は、スロットルバルブ１８の回動角度（スロットル開度）等に応じて変化する。基本的には、スロットル開度が大きくなるほど吸気量が多くなる。

また、燃焼室１７には、排気マニホルド２５、触媒コンバータ２０等を有する排気通路２６が接続されている。燃焼室１７で生じた燃焼ガスは、排気通路２６の各部を順に通ってエンジン１１の外部へ排出される。

エンジン１１には、吸気通路２２の燃焼室１７との接続部分（吸気ポート）を開閉する吸気バルブ２７と、排気通路２６の燃焼室１７との接続部分（排気ポート）を開閉する排気バルブ２８とが気筒１２毎に設けられている。吸気バルブ２７の略上方には、吸気カム３１Ａを有する吸気カムシャフト３１が設けられ、また排気バルブ２８の略上方には、排気カム３２Ａを有する排気カムシャフト３２が設けられている。これらの吸・排気カムシャフト３１，３２は、クランクシャフト１６の回転が伝達されて回転する。この回転に伴い吸・排気カムシャフト３１，３２は吸・排気バルブ２７，２８を押下げる。この押下げにより、吸・排気通路２２，２６が燃焼室１７に連通された状態（開弁状態）になる。

エンジン１１には、電磁式の燃料噴射弁３３が気筒１２毎に取付けられている。各燃料噴射弁３３は通電により開弁し、対応する燃焼室１７に高圧燃料を噴射供給する。燃料噴射弁３３から噴射された燃料は、燃焼室１７内に吸入された空気と混ざり合って混合気となる。

エンジン１１には、点火プラグ３４が気筒１２毎に取付けられている。各点火プラグ３４は、イグナイタ３５からの点火信号に基づいて作動する。点火プラグ３４には、点火コイル３６から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３４の火花放電によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動され、クランクシャフト１６が回転されてエンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼によって生じたガス（排気）は、排気バルブ２８の開弁にともない排気通路２６に排出される。

エンジン１１には、クランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト３１の相対回転位相を変化させることにより、吸気バルブ２７のバルブタイミングをクランク角（クランクシャフト１６の回転角）に対して連続的に変更するためのバルブタイミング可変機構３７が設けられている。

また、エンジン１１には、吸気バルブ２７のバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構として作用角可変機構３８が設けられている。作用角可変機構３８は、吸気バルブ２７の作用角をバルブ特性として連続的に可変とする機構であり、電動モータ等の作用角可変用のアクチュエータ３９によって駆動される。ここで、作用角は、図２に示すように、吸気カム３１Ａの回転（図２ではクランク角で表現）について、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの角度範囲である。本実施形態では、作用角可変機構３８により、吸気バルブ２７のバルブ特性の一態様である最大リフト量もまた連続的に変更される。最大リフト量は、吸気バルブ２７が最も下方まで移動（リフト）したときの吸気バルブ２７の移動量である。これらの作用角及び最大リフト量は、作用角可変機構３８によって互いに同期して変化させられ、例えば、作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなる。作用角が小さくなるに従い、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが互いに近寄って開弁期間が短くなり、各気筒１２に吸入される空気の量（吸気量）が少なくなる。

このように、スロットル開度の調整に加え、吸気バルブ２７の作用角の調整によっても吸気量を調整可能であることから、同一の吸気量を様々なスロットル開度及び作用角の組合わせで実現することが可能である。例えば、吸気バルブ２７の作用角を大きくするときにはスロットル開度を相対的に小さくし、逆に作用角を小さくするときにはスロットル開度を相対的に大きくすることで気筒１２への吸気量を一定に保持することが可能である。なお、吸気量の調整に際し、作用角を小さくすることにより吸気量を低減させる場合には、スロットルバルブ１８を絞ってスロットル開度を小さくすることで吸気量を低減する場合と比較して、ポンピングロスを小さくすることができる。そのため、エンジン１１の出力ロスを抑えることが可能となり、燃費を向上させることができる。

さらに、図１に示すように、車両には、各部の状態を検出するセンサが種々取付けられている。これらのセンサとしては、例えばクランク角センサ４１、カム角センサ４２、回転角センサ４３、エアフロメータ４４、スロットルセンサ４５、アクセルセンサ４６等が用いられている。

クランク角センサ４１は、クランクシャフト１６が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生する。この信号は、クランクシャフト１６の回転角度であるクランク角や、単位時間当りのクランクシャフト１６の回転速度であるエンジン回転速度の算出等に用いられる。カム角センサ４２は、吸気カムシャフト３１の近傍に設けられて同カムシャフト３１の回転角度（カム角）を検出する。回転角センサ４３は、吸気バルブ２７のバルブ特性（作用角及び最大リフト量）を検出すべく、アクチュエータ３９の回転角度を検出する。エアフロメータ４４は、吸気通路２２を流れる空気の量を検出し、スロットルセンサ４５はスロットル開度を検出し、アクセルセンサ４６は運転者によるアクセルペダル２４の踏込み量を検出する。

車両には、前記各種センサの検出信号に基づいて、エンジン１１等の各部を制御する電子制御装置５１が設けられている。電子制御装置５１はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。

電子制御装置５１は、例えば燃料噴射弁３３に対する通電を制御することで、同燃料噴射弁３３からの燃料噴射を制御する。この燃料噴射制御では、エンジン回転速度及びエンジン負荷といったエンジン１１の運転状況に基づき、混合気の空燃比を所定の値とするための燃料の噴射量が基本噴射量（基本噴射時間）として算出される。エンジン負荷は、例えばエンジン１１の吸気量、又はそれに関係するパラメータ（例えば、スロットル開度、アクセル踏込み量等）に基づき求められる。こうした求められた基本噴射量に対し、各センサからの信号に基づき補正が行われることにより、空燃比がエンジン１１の運転状況に応じた値にされる。そして、補正後の噴射量に対応する時間、燃料噴射弁３３に通電される。この通電により燃料噴射弁３３が開弁して、上記補正後の噴射量の燃料が噴射される。

また、電子制御装置５１は、バルブタイミング可変機構３７を制御することで、吸気バルブ２７のバルブタイミングを制御する。バルブタイミング制御では、エンジン１１の運転状況、例えばエンジン回転速度、エンジン負荷等に基づいて、吸気バルブ２７の目標バルブタイミングが算出される。そして、クランク角センサ４１及びカム角センサ４２の検出結果に基づき把握される吸気バルブ２７の実際のバルブタイミングが上記目標バルブタイミングとなるように、バルブタイミング可変機構３７が制御される。この制御により、吸気バルブ２７のバルブタイミングが、エンジン１１の運転状況に応じて適切なタイミングに制御される。

さらに、上述したように、スロットル開度の調整に加え、吸気バルブ２７の作用角の調整によっても気筒１２への吸気量の調整が可能であることから、電子制御装置５１は、作用角及びスロットル開度を協調制御することで、気筒１２への実際の吸気量を、エンジン１１の運転状態に応じた要求吸気量（目標吸気量）に収束させる。

この制御に際しては、エンジン１１の運転状態に応じた目標吸気量が算出され、この目標吸気量を実現するための目標作用角及び目標スロットル開度がそれぞれ算出される。そして、目標作用角を指令値として作用角可変用のアクチュエータ３９に対する通電が制御され、目標スロットル開度を指令値としてスロットル用のアクチュエータ２３に対する通電が制御される。

目標吸気量は、図３のフローチャートにて示される目標吸気量算出ルーチンに従って算出される。このルーチンは所定の時間毎に繰返し実行される。
目標吸気量算出ルーチンでは電子制御装置５１は、まずステップ１００において、アクセル踏込み量、エンジン回転速度等に基づき基本目標吸気量を算出する。

ここで、例えば図７（Ａ）に示すようにアクセル踏込み量が変化して、タイミングｔ１でエンジン１１が過渡状態になった場合、基本目標吸気量は図７（Ｂ）において二点鎖線で示すように、アクセル踏込み量と同様の傾向で変化する。しかし、この基本目標吸気量の空気が気筒１２内に吸入されると、エンジン１１の出力トルクが急激に増加してトルクショックが発生するおそれがある。

そこで、本実施形態では、エンジン１１の過渡時と非過渡時とで、基本目標吸気量を異なる形態にて補正して目標吸気量を算出する。過渡時には、上記補正により目標吸気量を徐々に増加させる。そして、補正後の目標吸気量の空気が気筒１２内に吸入されるようにすることで、トルクショックを緩和するようにしている。

具体的には、ステップ１００の処理を経た後、ステップ１１０において、エンジン１１の過渡時であるかどうかを判定する。この判定に際しては、例えば、アクセルペダル２４が踏込まれて、その後所定の期間が経過するまでを過度時とすることができる。

上記ステップ１１０の判定条件が満たされている（過渡時である）と、ステップ１２０において過渡補正量を算出する。この過渡補正量は、過渡時におけるトルクショックの緩和を目的として、基本目標吸気量を減量するために用いられる補正量である。この算出に際しては、過渡補正量の履歴（例えば、前回の制御周期で算出した過渡補正量）を利用して、同過渡補正量を徐々に減少させる徐変処理（なまし処理）が行われる。ステップ１２０の処理により過渡補正量を算出した後、ステップ１４０へ移行する。

これに対し、ステップ１１０の判定条件が満たされていない（非過渡時である）と、上記トルクショックの問題がなく、基本目標吸気量を減量補正する必要がないと考えられる。このことから、ステップ１３０において上記過渡補正量を「０」に設定し、その後に、ステップ１４０へ移行する。

ステップ１４０では、上記ステップ１００で算出した基本目標吸気量から前記ステップ１２０又はステップ１３０で算出した過渡補正量を減算し、その減算結果を目標吸気量とする。

従って、非過渡時には、ステップ１００での基本目標吸気量がそのまま目標吸気量とされる。一方、過渡時には、目標吸気量は、上記ステップ１２０で算出された過渡補正量分少なくなる。過渡補正量は、過渡時の初期値には大きく、その後徐々に小さくなる。そのため、ステップ１４０で算出される目標吸気量は、例えば図７（Ｂ）において実線で示すように、過渡時の初期には、基本目標吸気量から大きく乖離し、時間の経過とともに徐々に増量して二点鎖線で示す基本目標吸気量に収束してゆく。

上記目標吸気量の空気と、これに見合った量の燃料とからなる混合気が燃焼されれば、エンジン１１の出力トルクは徐々に増加することとなり、同出力トルクの急増に起因するトルクショックが抑制される。

そして、ステップ１４０の処理を経た後に目標吸気量算出ルーチンを終了する。
上記目標吸気量算出ルーチンによって算出される目標吸気量は、例えば図７（Ｂ）又は図８（Ｂ）に示す態様で変化する。図７（Ｂ）は、電子制御装置５１がリセットされない場合を示している。

アクセル踏込み量がほとんど変化しないタイミングｔ１よりも前の期間（非過渡時）には、ステップ１１０の判定条件が満たされないことから、ステップ１００→１１０→１３０→１４０の順に処理が行われる。これらの一連の処理により、アクセル踏込み量等に応じた基本目標吸気量が目標吸気量として算出される。

タイミングｔ１以降、アクセル踏込み量の増量側への変化によりエンジン１１が過渡状態になると、ステップ１１０の判定条件が満たされる。そのため、ステップ１００→１１０→１２０→１４０の順に処理が行われる。ステップ１２０の処理により、徐々に減量する過渡補正量が算出される。過渡補正量を用いた基本目標吸気量に対するステップ１４０での減量補正により、目標吸気量は徐々に増加（徐変）して基本目標吸気量に収束してゆく。

図８（Ｂ）は、目標吸気量が徐変処理されている途中のタイミングｔ２で電子制御装置５１がリセットされた場合を示している。そのため、タイミングｔ２よりも前の期間では、目標吸気量は上記図７（Ｂ）と同様に変化する。

電子制御装置５１のリセットにより、それ以前のデータが不明となることから、実際には過渡であるものの、その旨の判定を行うことができなくなる。履歴を利用した基本目標吸気量の徐変処理が不能となる。そのため、ステップ１００→１１０→１３０→１４０の順に処理が行われる。その結果、タイミングｔ２以降は、図８（Ｂ）において実線で示すように、基本目標吸気量が目標吸気量として算出される。この場合の吸気量は、トルクショックを緩和する制御（基本目標吸気量の減量補正）を行わない場合の吸気量（図７（Ｂ）の二点鎖線参照）と同じである。従って、仮にこの目標吸気量の空気が気筒１２内に吸入された場合には、トルクショックの発生が再び問題となる。

次に、目標作用角は、図４のフローチャートにて示される目標作用角算出ルーチンに従って算出される。このルーチンは所定の時間毎に繰返し実行される。
目標作用角算出ルーチンでは、基本的には、上記目標吸気量に応じた目標作用角が算出される。電子制御装置５１がリセットされなければ、この値が最終的にアクチュエータ３９に指令される目標作用角とされる。しかし、電子制御装置５１がリセットされた場合には、上述したように基本目標吸気量が目標吸気量として算出される。この目標吸気量を実現するための目標作用角にて吸気バルブ２７が開弁されると、過剰量の空気が気筒１２内に吸入される。

そこで、本実施形態では、電子制御装置５１がリセットされた場合には、そのときの目標吸気量（基本目標吸気量）に対応する値よりも目標作用角を強制的に縮小させる処理を行うようにしている。この縮小のためにリセット補正量を算出し、目標作用角をこのリセット補正量によって減量補正するようにしている。

上記減量補正に際しては完了フラグが参照される。完了フラグは、リセット補正量を用いた目標作用角の減量補正が実質的に完了したかどうかを判定する際の指標となるものであり、電子制御装置５１がリセットされる毎に「オフ」に設定され、減量補正が完了したときに「オン」に切替えられる。

電子制御装置５１は、まずステップ２００において、上記目標吸気量算出ルーチンにて算出された目標吸気量等に基づき目標作用角を算出する。電子制御装置５１がリセットされなければ、目標作用角は目標吸気量に対応した値となり、目標吸気量が変化する場合には目標作用角もまた同様の傾向で変化する。例えば、過渡時にトルクショックの緩和を目的とした目標吸気量の徐変処理が行われる場合には、目標作用角は図７（Ｃ）において実線で示すように変化する。なお、図７（Ｃ）中の二点鎖線は、上記徐変処理が行われないとした場合の目標作用角の変化を示している。ここで、電子制御装置５１がリセットされた場合には、上述したように、過渡時にトルクショックの緩和を目的とした目標吸気量の徐変処理が不能となって、基本目標吸気量が目標吸気量とされる。そのため、このままでは、目標作用角は図８（Ｃ）における二点鎖線上の点Ｘの値となる。この目標作用角にて吸気バルブ２７が開弁されると、上述したように過剰量の空気が気筒１２内に吸入される。

そこで、次にステップ２１０において、電子制御装置５１が今回リセットされたかどうかを判定する。この判定条件が満たされている（今回リセットされた）と、ステップ２２０において、完了フラグを「オフ」に設定する。

次に、ステップ２３０において、リセット補正量の初期値を設定する処理を行う。詳しくは、上記ステップ２００での目標作用角（図８（Ｃ）の点Ｘ参照）から所定のリセット初期値を減算する。このリセット初期値として、本実施形態では、作用角について作用角可変機構３８が採り得る最小値が用いられる。そして、この減算結果をリセット補正量の初期値として設定する。

続いて、ステップ２４０において、上記ステップ２００での目標作用角から上記ステップ２３０でのリセット補正量を減算し、その減算結果を最終的にアクチュエータ３９に指令される目標作用角として設定する。この処理により、電子制御装置５１がリセットされたときには、最終的な目標作用角は、上記リセット初期値と同一、すなわち作用角可変機構３８が採り得る最小値になる。従って、この目標作用角に従って作用角可変用のアクチュエータ３９が制御されると、気筒１２内への吸気量が減少する。それに応じて燃料噴射量が減量され、出力トルクが低下する。そして、ステップ２４０の処理を経た後に目標作用角算出ルーチンを終了する。

ところで、上記ステップ２１０の判定条件が満たされていない（今回リセットされていない）と、ステップ２５０へ移行し、完了フラグが「オフ」であるかどうかを判定する。例えば、過去に１度もリセットされたことがない場合、あるいはリセットされたことはあるが、リセット補正量を用いた目標作用角の減量補正（ステップ２４０）が完了していない場合には、完了フラグは「オフ」のままである。そして、上記ステップ２５０の判定条件が満たされている（完了フラグ：オフ）と、ステップ２６０において、リセット後に上記リセット補正量が「０」になったかどうかを判定する。

上記ステップ２６０の判定条件が満たされていないと、ステップ２７０において、リセット補正量から所定値αを減算し、その減算結果を新たなリセット補正量として設定する。ここで、所定値αはステップ２３０で算出されるリセット補正量の初期値に比べて十分に小さな値である。そして、ステップ２７０の処理を経た後に上記ステップ２４０へ移行し、リセット補正量を用いた目標作用角の減量補正を行う。ステップ２７０の処理が行われる毎にリセット補正量が所定値αずつ小さくなってゆくため、ステップ２４０での補正後の目標作用角は、リセット直後に一旦最小となるが、その後は所定値αずつ徐々に増加してゆく。

上記ステップ２７０の減算処理によりリセット補正量が徐々に減少してゆき、やがて「０」になってステップ２６０の判定条件が満たされると、ステップ２８０において完了フラグを「オフ」から「オン」に切替える。ステップ２８０の処理を経た後、上述したステップ２４０へ移行する。従って、この場合には、リセット補正量が「０」であることから、目標作用角の減量補正が実質上行われず、上記ステップ２００で算出した目標作用角がそのまま最終的な目標作用角（アクチュエータ３９に指令される目標作用角）とされる。

なお、ステップ２８０の処理により完了フラグが「オン」に切替えられると、上記ステップ２５０の判定条件が満たされなくなる。この場合には、ステップ２９０において、リセット補正量を「０」に設定し、上記ステップ２４０へ移行する。従って、この場合にも、ステップ２００で算出された目標作用角がそのまま最終の目標作用角とされる。

このようにして、電子制御装置５１がリセットされると、目標作用角は作用角可変機構３８の採り得る最小値まで一旦縮小され、その後は所定値αずつ増加されてゆく。目標作用角は、最終的には、徐変処理を行わない場合の目標吸気量に対応する値に収束する。

本実施形態では、上記目標作用角算出ルーチンにおけるステップ２１０，２３０，２４０の処理が吸気量減量手段に相当する。
この目標作用角算出ルーチンによって算出される目標作用角は、例えば図７（Ｃ）又は図８（Ｃ）に示す態様で変化する。図７（Ｃ）は、電子制御装置５１がリセットされない場合を示している。

この場合には、ステップ２１０，２５０の判定条件がともに満たされないことから、ステップ２００→２１０→２５０→２９０→２４０の順に処理が行われる。これらの一連の処理により、目標吸気量等に応じた目標作用角がリセット補正量によって実質上減量補正されることなく、そのまま最終的な目標作用角として算出される。従って、目標作用角は図７（Ｃ）において実線で示すように、上記目標吸気量と同様の傾向で変化する。

この目標作用角の増加途中、図８（Ｃ）におけるタイミングｔ２で電子制御装置５１がリセットされると、その直後には、ステップ２１０の判定条件が満たされる。そのため、ステップ２００→２１０→２２０→２３０→２４０の順に処理が行われる。ステップ２３０の処理により、リセット補正量の初期値（作用角可変機構３８が採り得る最小値）が設定される。目標吸気量に対応した目標作用角が上記リセット補正量によって減量補正される。その結果、目標作用角としては、リセットにより、本来ならば目標吸気量に対応する値（図８（Ｃ）のＸ）になるところ、作用角可変機構３８が採り得る最小値となる。

ステップ２２０の処理により完了フラグが「オフ」にされること、及び次回の制御周期からはステップ２１０の判定条件が満たされなくなることから、タイミングｔ２以降しばらくの間（リセット補正量が「０」になるまでの期間）は、ステップ２００→２１０→２５０→２６０→２７０→２４０の順に処理が行われる。ステップ２７０の処理によりリセット補正量が所定値αずつ減量されるため、ステップ２４０の処理により算出される目標作用角は図８（Ｃ）において実線で示すように徐々に増加してゆく。

そして、上記所定値αを用いた減算処理（ステップ２７０）によりリセット補正量が「０」になってステップ２６０の判定条件が満たされると、ステップ２００→２１０→２５０→２６０→２８０→２４０の順に処理が行われる。その後は、上記ステップ２８０で完了フラグが「オン」に切替えられることから、ステップ２００→２１０→２５０→２９０→２４０の順に処理が行われる。この一連の処理は、電子制御装置５１が再びリセットされるまで継続される。

次に、目標スロットル開度は、図５のフローチャートにて示される目標スロットル開度算出ルーチンに従って算出される。このルーチンは所定の時間毎に繰返し実行される。
電子制御装置５１は、まずステップ３００において、上記目標吸気量算出ルーチンでの目標吸気量等に基づき目標吸気圧を算出する。得られる目標吸気圧は、目標吸気量に対応した値となり、目標吸気量が変化する場合には目標吸気圧もまた同様の傾向で変化する。

次に、ステップ３１０において、上記ステップ３００で算出された目標吸気圧等に基づき目標スロットル開度を算出する。得られる目標スロットル開度は目標吸気量（目標吸気圧）に対応した値となり、目標吸気量（目標吸気圧）が変化する場合には目標スロットル開度もまた同様の傾向で変化することが望ましい。

例えば、過渡時にトルクショックの緩和を目的とした目標吸気量の徐変処理が行われる場合には、目標スロットル開度は図７（Ｅ）において一点鎖線で示すように変化する。なお、図７（Ｅ）中の二点鎖線は、上記徐変処理が行われないとした場合の目標スロットル開度の変化を示している。

ただし、吸気通路２２においてスロットルバルブ１８と気筒１２との間には、サージタンク１９等、容量の大きな部材が設けられている。そのため、エンジン１１の過渡時には、上記目標スロットル開度に従ってスロットルバルブ１８が開き側へ回動したとしても、吸気通路２２におけるスロットルバルブ１８下流の空気の分、同スロットルバルブ１８が回動してから吸気圧が変化するまでに遅れが生ずる。すなわち、スロットル開度が変化しても、その変化から若干遅れて吸気圧が変化する。この遅れを少なくして実際の吸気圧を上記目標吸気圧に収束させるためには、スロットル開度を過渡時の初期に上記目標スロットル開度よりも大きく開き側にすることが有効である。

そこで、上記ステップ３１０の処理を経た後、ステップ３２０でエンジン１１の過渡時であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされている（過渡時である）と、ステップ３３０において吸気遅れ補正量を算出する。吸気遅れ補正量は、サージタンク１９内の空気等、スロットルバルブ１８下流の空気の存在を前提としつつ、過渡時に実際の吸気圧を目標吸気圧とするために、スロットル開度をさらに開き側にすべく用いられる補正量である。このステップ３３０の処理により吸気遅れ補正量を算出した後、ステップ３５０へ移行する。

これに対し、ステップ３２０の判定条件が満たされていないと、上記吸気遅れのおそれがなく、目標スロットル開度の増量補正の必要がないと考えられる。このことから、ステップ３４０において上記吸気遅れ補正量を「０」に設定し、その後に、ステップ３５０へ移行する。

ステップ３５０では、上記ステップ３１０で算出した目標スロットル開度に対し、前記ステップ３３０又はステップ３４０で算出した吸気遅れ補正量を加算し、その加算結果を新たな目標スロットル開度として設定する。従って、非過渡時には、吸気遅れ補正量が「０」であることから、ステップ３１０での目標スロットル開度がそのまま最終的にスロットル用のアクチュエータ２３に指令される目標スロットル開度とされる。また、過渡時には、吸気遅れ補正量の分、目標スロットル開度が増加される。

上記目標スロットル開度算出ルーチンによって算出される目標吸気圧及び目標スロットル開度は、例えば図７（Ｄ），（Ｅ）又は図８（Ｄ），（Ｅ）に示す態様で変化する。
図７（Ｄ），（Ｅ）は、電子制御装置５１がリセットされない場合を示している。タイミングｔ１以降の過渡時には目標吸気量の徐変処理が行われる（電子制御装置５１はリセットされない）ことから、目標吸気圧は目標吸気量と同様の傾向で、すなわち図７（Ｄ）において実線で示すように変化する。

また、目標スロットル開度については、タイミングｔ１以降、ステップ３２０の判定条件が満たされることから、ステップ３１０→３２０→３３０→３５０の順に処理が行われる。目標吸気圧等に基づき算出された目標スロットル開度が吸気遅れ補正量によって増量補正される。この増量補正により、最終的な目標スロットル開度は図７（Ｅ）において実線で示すように、タイミングｔ１以降に急激に増大する。この処理により、吸気圧は過渡時における吸気遅れに拘わらず目標吸気圧に収束させられる。

一方、図８（Ｄ），（Ｅ）は、タイミングｔ２で電子制御装置５１がリセットされた場合を示している。タイミングｔ２よりも前の期間については、上述した図７（Ｄ），（Ｅ）と同様である。また、タイミングｔ２以降については、上述したように基本目標吸気量が目標吸気量として算出される。そのため、タイミングｔ２以降、目標吸気圧は、図８（Ｄ）において実線で示すように、過渡時におけるトルクショックの緩和を目的とした目標吸気量の徐変処理が行われない場合と同様に変化する。また、タイミングｔ２以降、目標スロットル開度は、図８（Ｅ）において実線で示すように、過渡時におけるトルクショックの緩和を目的とした目標吸気量の徐変処理が行われない場合と同様に変化する。

ところで、上記目標作用角算出ルーチンにおいて、電子制御装置５１のリセットにより作用角可変機構３８が採り得る最小値が目標作用角として設定されても、同作用角可変機構３８の慣性等により実際の作用角がしばらく保持され、上記目標作用角まですぐに減少しない場合が起り得る。この場合には、実際の作用角が目標作用角よりも大きいことから、意図する以上の量の空気が気筒１２内に吸入される。そのため、エンジン１１の出力トルクが十分低下せず、目的とするトルクショックの抑制効果が得られないおそれがある。

そこで、本実施形態では、こうした不具合を解消するための処理を、燃料噴射制御に際し行うようにしている。図６のフローチャートは、この処理を加味した燃料噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは所定の時間毎に繰返し実行される。

電子制御装置５１は、まずステップ４００において、実作用角と目標作用角との偏差を算出する。実作用角としては、回転角センサ４３によって検出されたアクチュエータ３９の回転角度に基づき算出された値が用いられる。また、目標作用角としては、上記目標作用角算出ルーチン（図４）で算出された値が用いられる。そして、上記偏差が所定値Ａよりも大きいかどうかを判定する。

上記ステップ４００の判定条件が満たされていないと、実作用角が目標作用角に近い値であって出力トルクが十分に小さくなると考えられることから、ステップ４２０において、全ての気筒１２に対し通常の燃料噴射制御を行う。すなわち、全ての気筒１２の燃料噴射弁３３に対し、エンジン１１の運転状態に応じた燃料噴射時間にわたり通電を行って開弁させる。そして、ステップ４２０の処理を経た後に燃料噴射制御ルーチンを終了する。

これに対し、上記ステップ４００の判定条件が満たされていると、ステップ４１０において所定の気筒１２に対する燃料噴射を停止（減筒）する。この処理により、上記ステップ４２０の処理を行った場合に比べてエンジン１１の出力トルクが低下する。そして、ステップ４１０の処理を経た後に燃料噴射制御ルーチンを終了する。

上記燃料噴射制御ルーチンにおいては、ステップ４００，４１０の処理が燃料噴射停止手段に相当する。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。

（１）目標吸気量の徐変処理中に、電子制御装置５１がリセットされると、徐変処理についての履歴が不明となり、その履歴を利用した徐変処理の継続が不能となる。この点、本実施形態では、作用角可変機構３８による吸気バルブ２７の目標作用角を、そのときのエンジン１１の運転状態に見合った値（徐変処理を行わない場合の値）よりも強制的に縮小させるようにしている。この目標作用角を指令値としてアクチュエータ３９を制御することで、気筒１２内への吸気量を、そのときのエンジン１１の運転状態に見合った吸気量に対して強制的に減量させることができる。これに伴い、燃料の噴射量も減量される。このように、目標作用角を変更（縮小）することで、エンジン１１の運転状態に見合った吸気量の空気が吸入された場合に比べ、エンジン１１の出力トルクを低下させ、同出力トルクの急激な増大を抑制することができる。

（２）上記（１）のリセット時における目標作用角として、作用角可変機構３８の採り得る最小値を設定するようにしている。そのため、吸気量を、作用角可変機構３８によって変更し得る最も少ない量まで減量させ、電子制御装置５１のリセット時における上記出力トルクの急激な増大を確実に抑制することができる。

（３）作用角可変機構３８の採り得る最小値を目標作用角として設定した後には、その目標作用角を所定値αずつ徐々に増加させるようにしている（ステップ２４０，２７０）。そのため、電子制御装置５１のリセットにより一旦最小値まで縮小された目標作用角が、その後に急激に増加して、吸気量、ひいては出力トルクが急激に増加するのを抑制することができる。

（４）電子制御装置５１のリセット後、吸気バルブ２７の実際の作用角が目標作用角に対し所定値Ａ以上大きいとき、所定の気筒１２についての燃料の噴射を停止（減筒）するようにしている。このため、電子制御装置５１のリセット後、作用角可変機構３８の慣性等により実際の作用角が縮小された目標作用角（作用角可変機構３８の採り得る最小値）まですぐに減少しなくても、トルクショックが問題とならないレベルまでエンジン１１の出力トルクを確実に低下させることができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・電子制御装置５１がリセットされたときの目標作用角は、必ずしも作用角可変機構３８の採り得る最小値でなくてもよい。目標作用角は、そのときの目標吸気量（基本目標吸気量）に対応する値よりも小さいことを条件に適宜変更可能である。

・前記実施形態において、電子制御装置５１のリセットにより履歴を利用した徐変処理が不能となった場合に、上記目標作用角の強制縮小に代え、又は加え、目標スロットル開度を強制的に縮小させるようにしてもよい。この場合にも、気筒１２内への吸気量を減少させることができるため、前記実施形態と同様にトルクショックを抑制することができる。

・目標作用角算出ルーチン（図４）のステップ２７０の処理に用いられる所定値αは一定値でもよいし、またエンジン１１の運転状態に応じて変化する可変値としてもよい。
・前記実施形態において、電子制御装置５１のリセット時に実作用角と目標作用角との偏差が所定値Ａ以上の場合に、所定の気筒１２への燃料噴射を停止することに代え、又は加え、点火時期を遅角するようにしてもよい。この場合にも、エンジン１１の出力トルクを低下させることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・燃料噴射制御ルーチン（図６）のステップ４１０の処理について、燃料噴射停止の対象となる気筒１２及び数は常に同一であってもよいし、エンジン１１の運転状態に応じて変更してもよい。

・バルブ特性可変機構は、最大リフト量及び作用角のうち少なくとも一方を吸気バルブ２７のバルブ特性として変更するものであればよい。
・本発明は、スロットルバルブによらず、バルブ特性可変機構のみによって吸気量を調整するようにした内燃機関にも適用可能である。

・本発明は、吸気バルブ２７に加えて、排気バルブ２８のバルブ特性（最大リフト量及び作用角の少なくとも一方）を変更するようにした内燃機関にも適用可能である。
・バルブ特性可変機構として、前記実施形態で用いたものとは異なるタイプを用いてもよい。例えば、吸気カムシャフトの吸気カムを軸方向にプロフィールが変化する三次元カムとし、この吸気カムシャフトをアクチュエータにより軸方向に変位させることにより、バルブ特性（最大リフト量及び作用角の少なくとも一方）をエンジンの運転状態に応じて変化させるようにしたものを、バルブ特性可変機構として用いてもよい。要は、吸気バルブのバルブ特性をエンジンの運転状態に応じて可変制御できるものであればよい。

本発明のエンジンの制御装置の一実施形態についてその構成を示す略図。 作用角可変機構による吸気バルブの作用角の変化態様を示すグラフ。 目標吸気量を算出する手順を示すフローチャート。 目標作用角を算出する手順を示すフローチャート。 目標スロットル開度を算出する手順を示すフローチャート。 燃料噴射を制御する手順を示すフローチャート。 （Ａ）〜（Ｅ）は電子制御装置がリセットされない場合の各種目標値の変化態様を示すタイムチャート。 （Ａ）〜（Ｅ）は電子制御装置がリセットされる場合の各種目標値の変化態様を示すタイムチャート。

符号の説明

１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、１２…気筒、２７…吸気バルブ、３１Ａ…吸気カム、３８…作用角可変機構（バルブ特性可変機構）、５１…電子制御装置（吸気量減量手段、燃料噴射停止手段）、Ａ…所定値。

Claims (4)

1. 吸気バルブの最大リフト量、及び前記吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方をバルブ特性として変更するバルブ特性可変機構が設けられた内燃機関に用いられ、
   前記内燃機関の気筒への吸気量を増量させるべく、前記バルブ特性可変機構によるバルブ特性を増大させるとき、徐変処理を行うことで同バルブ特性を徐々に増大させ、前記吸気量を徐々に増大させるようにした内燃機関の制御装置において、
   前記バルブ特性の増大中に、履歴を利用した前記徐変処理の継続が不能となったとき、前記吸気量を、前記内燃機関の運転状態に見合った吸気量に対して強制的に減量させる吸気量減量手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吸気量減量手段は、前記バルブ特性可変機構によるバルブ特性の目標値を、前記内燃機関の運転状態に見合ったバルブ特性よりも強制的に縮小させることにより前記吸気量を減量させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記吸気量減量手段は、前記バルブ特性について前記バルブ特性可変機構が採り得る最小値を目標値とし、同目標値に基づき前記バルブ特性可変機構を作動させてバルブ特性を縮小させる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吸気量減量手段により前記バルブ特性の目標値が強制的に縮小された後、前記吸気バルブの実際のバルブ特性が前記目標値に対し所定値以上大きいと、前記内燃機関の所定気筒への燃料の噴射を停止する燃料噴射停止手段をさらに備える請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。

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