JP2008144589A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンのアイドル運転中にエアコン等の補機類の負荷によるトルク変動を応答良く抑制して、アイドル回転速度の落ち込みを効果的に防止できるようにする。
【解決手段】アイドル運転が継続したときに吸気バルブタイミングを進角させると共にスロットル開度を増量補正して吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行することで、吸入空気量の増加によるトルク増加分を吸気バルブタイミングの進角によるトルク減少分でキャンセルしてトルクを略一定に維持しながら、補機類の負荷によるトルク損失を補うだけのトルク増加を吸気バルブタイミングの遅角補正によって実現できるようにする。このトルクリザーブ制御中に補機類による負荷が発生したときに吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を実行して、補機類の負荷によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補う。
【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。

従来より、内燃機関のアイドル運転中にトルク増加要求があった際（例えば、エアコンやパワーステアリング等の補機類による負荷が発生又は増大したときや発進時等）に、スロットルバルブやＩＳＣバルブ（アイドルスピードコントロールバルブ）の開度を補正して吸入空気量を増加させることで、補機類の負荷によるトルク損失や発進時のトルク増加をスロットルバルブやＩＳＣバルブの開度補正によるトルク増加で補って補機類の負荷によるトルク変動（トルク低下）や発進時のトルク不足を抑制して、要求トルクに対する発生トルクの遅れを補正するようにしたものがある。

しかし、スロットルバルブやＩＳＣバルブの開度が変化してから実際に筒内充填空気量が変化してトルクが変化するまでの応答遅れが比較的大きいため、スロットルバルブやＩＳＣバルブの開度補正では、要求トルクの変動に対して発生トルクを応答良く制御することができず、アイドル回転速度の落ち込みを十分に防止できないという欠点があった。

そこで、特許文献１（特開平８−３３８２７３号公報）に記載されているように、内燃機関の吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するカムを切り換えてバルブ開閉特性（作用角やリフト量）を切り換える可変バルブ装置を備えたシステムでは、バルブ開閉特性を切り換えることで応答良く筒内充填効率を変化させてトルクを変化させることができる点に着目して、アイドル運転中にエアコン等の補機類が作動したときに、吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するカムを通常時用カムから補機作動時用カムに切り換えてバルブ開閉特性（作用角やリフト量）を切り換えることで、補機類の負荷によるトルク損失をバルブ開閉特性の切り換えによるトルク増加で応答良く補って、アイドル回転速度の落ち込みを防止するようにしたものがある。
特開平８−３３８２７３号公報（第５頁、第７図等）

しかし、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミング（以下「吸気バルブタイミング」という）を変化させる可変バルブタイミング装置を備えたシステムでは、アイドル運転中に補機類による負荷が発生又は増大したときや発進時に、吸気バルブタイミングを通常のアイドル時の進角位置（アイドル運転に適した進角位置）から変化させても、トルク増加要求を補うのに必要なトルク増加を実現することができず、アイドル回転速度の落ち込みを十分に防止することができないという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、可変バルブタイミング装置を備えたシステムにおいて、補機類の負荷等によるトルク変動を応答良く抑制して、回転速度の落ち込みを効果的に防止することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気バルブの開閉タイミング（以下「吸気バルブタイミング」という）を変化させる可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の制御装置において、内燃機関のアイドル運転が継続した状態であるか否かをアイドル継続判定手段により判定して、アイドル運転が継続した状態であると判定されたときに、トルクリザーブ制御手段によって内燃機関の燃焼限界を越えない範囲内で吸気バルブタイミングを進角させると共に内燃機関の吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行し、このトルクリザーブ制御中に補機類による負荷が発生若しくは増大したとき又は発進状態が検出されたときにトルク補正手段によって吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を実行するようにしたものである。

この構成では、内燃機関のアイドル運転が継続した状態であると判定されたときに、内燃機関の燃焼限界を越えない範囲内で吸気バルブタイミングを進角させると共に内燃機関の吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行することで、吸入空気量の増加によるトルク増加分を吸気バルブタイミングの進角によるトルク減少分でキャンセルしてトルクをほぼ一定に維持しながら、補機類の負荷等によるトルク損失を補うだけのトルク増加を吸気バルブタイミングの遅角補正によって実現することができる。この場合、単に吸気バルブタイミングを進角させただけでは燃焼状態が悪化する可能性があるが、吸気バルブタイミングの進角による燃焼状態の悪化を吸入空気量の増加によって防止することができて、良好な燃焼状態を維持することができる。しかも、吸入空気量の増加（吸気管圧力の上昇）によってポンピングロスを低減することができ、アイドル運転中の燃費を向上させることができる利点もある。

このトルクリザーブ制御中に補機類による負荷が発生若しくは増大したとき又は発進状態が検出されたときに、吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を実行することで、補機類の負荷や発進によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補うことができる。これにより、アイドル運転時の補機類の負荷や発進によるトルク変動を応答良く抑制して、アイドル運転時や発進時の回転速度の落ち込みを効果的に防止することができる。

ところで、内燃機関の吸気管負圧を利用してブレーキを作動させるシステムでは、トルクリザーブ制御の際に吸気管圧力が上昇し過ぎると、十分なブレーキ負圧を確保できなくなる可能性がある。

この対策として、請求項２のように、トルクリザーブ制御の際に吸気管圧力が所定圧力を越えて上昇しないように吸気バルブタイミングの進角量を制限するようにしても良い。このようにすれば、トルクリザーブ制御中に吸気管圧力を所定圧力以下に抑えて十分なブレーキ性能を確保できる負圧状態に維持することができる。

また、請求項３のように、トルクリザーブ制御の際に内燃機関の実回転速度が目標アイドル回転速度から所定値以上変動しないように吸気バルブタイミングの進角量と吸入空気量の増加量を設定するようにしても良い。このようにすれば、トルクリザーブ制御中に内燃機関の実回転速度が目標アイドル回転速度から所定値以上変動することを防止できて、アイドル回転状態を安定させることができる。

また、内燃機関の燃焼限界を越えない範囲内でトルクリザーブ制御を実行する際には、請求項４のように、内燃機関の回転速度変動に基づいて燃焼限界を判定するようにしても良い。内燃機関の燃焼限界付近になると、内燃機関の燃焼状態が不安定になって回転速度変動が大きくなるため、内燃機関の回転速度変動を監視すれば、燃焼限界を精度良く判定することができる。

或は、請求項５のように、内燃機関の空燃比挙動に基づいて燃焼限界を判定するようにしても良い。内燃機関の燃焼限界付近になると、内燃機関の燃焼状態が不安定になって排出ガスの空燃比の変動が大きくなるため、内燃機関の排出ガスの空燃比挙動を監視すれば、燃焼限界を精度良く判定することができる。

また、請求項６のように、発進状態の検出時に吸気バルブタイミングを遅角させた後、目標スロットル開度を徐々にアクセル開度に基づいて設定されたアクセル要求スロットル開度に移行させるようにしても良い。このようにすれば、発進時に実スロットル開度をスムーズにアクセル要求スロットル開度に制御することができる。

更に、請求項７のように、発進状態の検出時に吸気バルブタイミングを遅角させた後、アクセル要求スロットル開度がトルクリザーブ制御手段による要求スロットル開度よりも大きくなってから目標スロットル開度をアクセル要求スロットル開度に移行させるようにしても良い。このようにすれば、発進時に実スロットル開度をよりスムーズにアクセル要求スロットル開度に制御することができる。

また、アイドル運転の継続を判定する際に、請求項８のように、アクセル開度に基づいてアイドル運転が継続した状態であるか否かを判定するようにしても良い。アクセル開度が全閉位置付近に戻されると、アイドル運転状態になるため、アクセル開度を監視すれば、アイドル運転が継続した状態であるか否かを精度良く判定することができる。

この場合、請求項９のように、アクセル開度が所定値以下で且つ内燃機関の実回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下のときにアイドル運転が継続した状態であると判定するようにしても良い。このようにすれば、アイドル運転が継続した状態を精度良く判定することができる。

或は、請求項１０のように、目標アイドル回転速度を実現するスロットル開度（ＩＳＣ要求スロットル開度）と、実スロットル開度又は目標スロットル開度との偏差に基づいてアイドル運転が継続した状態であるか否かを判定するようにしても良い。目標スロットル開度がＩＳＣ要求スロットル開度に設定されて、実スロットル開度がＩＳＣ要求スロットル開度に制御されると、アイドル運転状態になるため、ＩＳＣ要求スロットル開度と実スロットル又は目標スロットル開度との偏差を用いれば、アイドル運転が継続した状態であるか否かを精度良く判定することができる。

また、請求項１１のように、可変バルブタイミング装置は、ハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にドレーン切替弁を設けた構成にしても良い。

この構成にすれば、吸気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブからカム軸が受けるフリクショントルクの変動がベーンロータに伝わって、ベーンロータがトルク変動を受けても、遅角室や進角室からの作動油の逆流を逆止弁によって防止することで、可変バルブタイミング制御中にベーンロータが目標変位角の方向とは逆方向に戻されることを防止して、低油圧時でも可変バルブタイミング制御の応答性を向上させることができる。このように低油圧でも応答性を確保できる可変バルブタイミング装置を用いれば、オイルポンプから供給される油圧が低いアイドル運転中（低回転運転中）でも、吸気バルブタイミングを進角させるトルクリザーブ制御や吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を応答良く実行することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン５１の吸気管５２の最上流部には、エアクリーナ５３が設けられ、このエアクリーナ５３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ５４が設けられている。このエアフローメータ５４の下流側には、モータ５５によって開度調節されるスロットルバルブ５６と、このスロットルバルブ５６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ５７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ５６の下流側には、サージタンク５８が設けられ、このサージタンク５８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ５９が設けられている。また、サージタンク５８には、エンジン５１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド６０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド６０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁６１が取り付けられている。また、エンジン５１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ６２が取り付けられ、各点火プラグ６２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

また、エンジン５１には、吸気バルブ６７のバルブタイミング（開閉タイミング）を可変するベーン式の可変バルブタイミング装置１１が設けられている。一方、エンジン５１の排気管６３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ６４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ６４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒６５が設けられている。

また、エンジン５１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ６６や、エンジン５１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ４４が取り付けられている。このクランク角センサ４４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、アクセルセンサ６８によってアクセル開度（アクセルペダルの踏込量）が検出される。

これら各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４３に入力される。このＥＣＵ４３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁６１の燃料噴射量や点火プラグ６２の点火時期を制御する。

次に、図２に基づいてベーン式の可変バルブタイミング装置１１の構成を説明する。可変バルブタイミング装置１１のハウジング１２は、図示しない吸気側のカム軸の外周に回動自在に支持されたスプロケットにボルト１３で締め付け固定されている。これにより、エンジンのクランク軸の回転がタイミングチェーンを介してスプロケットとハウジング１２に伝達され、スプロケットとハウジング１２がクランク軸と同期して回転する。ハウジング１２内には、ベーンロータ１４が相対回動自在に収納され、このベーンロータ１４がボルト１５によりカム軸の一端部に締め付け固定されている。

ハウジング１２の内部には、ベーンロータ１４の外周部の複数のベーン１７を進角方向及び遅角方向に相対回動自在に収納する複数のベーン収納室１６が形成され、各ベーン収納室１６が各ベーン１７によって進角室１８と遅角室１９とに区画されている。

進角室１８と遅角室１９に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室１８と遅角室１９の油圧でベーン１７が保持されて、クランク軸の回転によるハウジング１２の回転が油圧を介してベーンロータ１４に伝達され、このベーンロータ１４と一体的にカム軸が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室１８と遅角室１９の油圧を油圧制御弁２１で制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の変位角（カム軸位相）を制御して吸気バルブ６７のバルブタイミングを可変する。

また、いずれか１つのベーン１７の両側部には、ハウジング１２に対するベーンロータ１４の相対回動範囲を規制するストッパ部２２，２３が形成され、このストッパ部２２，２３によってカム軸の変位角の最遅角位置と最進角位置が規制されている。また、いずれか１つのベーン１７には、エンジン停止時等にカム軸の変位角を所定のロック位置でロックするためのロックピン２４が設けられ、このロックピン２４がハウジング１２に設けられたロック穴（図示せず）に嵌り込むことで、カム軸の変位角が所定のロック位置でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置（例えばカム軸変位角の調整可能範囲の略中間位置）に設定されている。

可変バルブタイミング装置１１の油圧制御回路には、オイルパン２６内のオイル（作動油）がオイルポンプ２７により油圧制御弁２１を介して供給される。この油圧制御回路は、油圧制御弁２１の進角圧ポートから吐出されるオイルを複数の進角室１８に供給する油圧供給油路２８と、油圧制御弁２１の遅角圧ポートから吐出されるオイルを複数の遅角室１９に供給する油圧供給油路２９とが設けられている。

そして、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９には、それぞれ各室１８，１９からの作動油の逆流を防止する逆止弁３０，３１が設けられている。本実施例では、１つのベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９についてのみ逆止弁３０，３１が設けられている。勿論、２つ以上のベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９にそれぞれ逆止弁３０，３１を設ける構成としても良い。

各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９には、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３が並列に設けられ、各ドレーン油路３２，３３には、それぞれドレーン切替弁３４，３５が設けられている。各ドレーン切替弁３４，３５は、油圧制御弁２１から供給される油圧（パイロット圧）で閉弁方向に駆動されるスプール弁により構成され、油圧が加えられないときには、スプリング４１，４２によって開弁位置に保持される。ドレーン切替弁３４，３５が開弁すると、ドレーン油路３２，３３が開放されて、逆止弁３０，３１の機能が働かない状態となる。一方、ドレーン切替弁３４，３５が閉弁すると、ドレーン油路３２，３３が閉鎖されて、逆止弁３０，３１の機能が有効に働く状態となり、油圧室１８，１９からのオイルの逆流が防止されて油圧室１８，１９の油圧が保持される。

各ドレーン切替弁３４，３５は、電気的な配線が不要であるため、逆止弁３０，３１と共に可変バルブタイミング装置１１内部のベーンロータ１４にコンパクトに組み付けられている。これにより、各油圧室１８，１９の近くにドレーン切替弁３４，３５が配置され、進角・遅角動作時に各ドレーン油路３２，３３を各油圧室１８，１９の近くで応答良く開放／閉鎖できるようになっている。

一方、油圧制御弁２１は、リニアソレノイド３６によって駆動されるスプール弁により構成され、進角室１８と遅角室１９に供給する油圧を制御する進角／遅角油圧制御機能３７と、各ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替えるドレーン切替制御機能３８（油圧切替弁）とが一体化されている。この油圧制御弁２１のリニアソレノイド３６に通電する電流値（制御デューティ）は、ＥＣＵ４３によって制御される。

このＥＣＵ４３は、クランク角センサ４４及びカム角センサ４５の出力信号に基づいて吸気バルブ６７の実バルブタイミング（実変位角）を演算すると共に、吸気管圧力センサ５９、冷却水温センサ６６等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブ６７の目標バルブタイミング（目標変位角）を演算する。そして、ＥＣＵ４３は、後述する可変バルブタイミング制御用の各ルーチンを実行することで、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように可変バルブタイミング装置１１の油圧制御弁２１の駆動電流をフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）する。これにより、進角室１８と遅角室１９の油圧を制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、カム軸の変位角を変化させて実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させる。

ところで、エンジン運転中に吸気バルブ６７を開閉駆動するときに、吸気バルブ６７からカム軸が受けるトルク変動がベーンロータ１４に伝わり、それによって、ベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータ１４が遅角方向にトルク変動を受けると、進角室１８の作動油が進角室１８から押し出される圧力を受け、ベーンロータ１４が進角方向にトルク変動を受けると、遅角室１９の作動油が遅角室１９から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源であるオイルポンプ２７の吐出油圧が低くなる低回転領域では、逆止弁３０，３１が無いと、進角室１８に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、ベーンロータ１４が上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標変位角に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。

これに対して、本実施例では、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９に、それぞれ各室１８，１９からのオイルの逆流を防止する逆止弁３０，３１を設けると共に、各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９に、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３を並列に設け、各ドレーン油路３２，３３に、それぞれドレーン切替弁３４，３５を設けた構成となっている。これにより、図３に示すように、遅角動作、保持動作、進角動作に応じて各室１８，１９の油圧が次のように制御される。

［遅角動作］
実バルブタイミングを遅角側の目標バルブタイミングに向けて遅角させる遅角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４への油圧供給を停止することで、進角室１８のドレーン切替弁３４を開弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させない状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５へ油圧切替弁３８から油圧を加えることで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を閉弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させる状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の進角方向へのトルク変動に対して遅角室１９からのオイルの逆流を逆止弁３１により防止しながら効率良く遅角室１９に油圧を供給して遅角応答性を向上させる。

［保持動作］
実バルブタイミングを目標バルブタイミングに保持する保持動作中は、進角室１８と遅角室１９の両方のドレーン切替弁３４，３５へ油圧切替弁３８から油圧を共に加えることで、両方のドレーン切替弁３４，３５を共に閉弁して、進角室１８と遅角室１９の両方の逆止弁３０，３１を機能させる状態にする。この状態では、吸気バルブ６７からカム軸が受けるトルク変動によってベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用しても、進角室１８と遅角室１９の両方のオイルの逆流を逆止弁３１により防止して、ベーン１７をその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させる。

［進角動作］
実バルブタイミングを進角側の目標バルブタイミングに向けて進角させる進角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４へ油圧切替弁３８から油圧を加えることで、進角室１８のドレーン切替弁３４を閉弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させる状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５への油圧供給を停止することで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を開弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させない状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の遅角方向へのトルク変動に対して進角室１８からのオイルの逆流を逆止弁３０により防止しながら効率良く油圧を進角室１８に供給して進角応答性を向上させる。

ところで、エンジン５１のアイドル運転中にエアコンやパワーステアリング等の補機類による負荷が発生・増大したときや発進状態になったときに、補機類の負荷や発進によってトルク変動（トルク低下）が発生すると、エンジン回転速度の落ち込みが発生する可能性がある。

この対策として、ＥＣＵ４３は、後述する図１０乃至図１９のＶＶＴ（可変バルブタイミング）制御用の各ルーチンやスロットル開度制御用の各ルーチンを実行することで、特許請求の範囲でいうトルクリザーブ制御手段及びトルク補正手段としての役割を果たし、次のような制御を行う。

図４のタイムチャートに示すように、実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 （例えば全閉位置付近に設定された開度）以下になり、且つ、実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 以下（実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下）になった時点ｔ1 で、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウントアップを開始し、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値が所定値ｋＩＤＬを越えた時点ｔ2 で、エンジン５１のアイドル運転が継続した状態であると判定して、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬを「１」にセットする。この機能が特許請求の範囲でいうアイドル継続判定手段としての役割を果たす。

この後、図５のタイムチャートに示すように、アクセル開度がアイドル判定値ＩＤ1 を越えた時点ｔ3 （又は実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 を越えた時点）で、アイドル運転が終了して発進状態になったと判断して、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬを「０」にリセットすると共に、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値を「０」にリセットする。尚、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値は、所定の上限ガード値でガード処理するようにしても良い。

また、図６及び図７のタイムチャートに示すように、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬが「１」にセットされて所定のＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立した時点ｔ4 で、吸気バルブタイミング（吸気バルブ６７のバルブタイミング）を進角させると共にスロットル開度を増量補正して吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行する。これにより、吸入空気量の増加によるトルク増加分を吸気バルブタイミングの進角によるトルク減少分でキャンセルしてトルクをほぼ一定に維持しながら、補機類の負荷等によるトルク損失を補うだけのトルク増加を吸気バルブタイミングの遅角補正によって実現できるようにする。この場合、吸気バルブタイミングの進角によるトルク減少分が、吸気バルブタイミングの遅角補正によって発生可能なリザーブトルク量となる。尚、トルクリザーブ制御中は、通常運転時と同様に吸気バルブタイミングの進角量に応じて点火時期や筒内充填効率等の補正（排気バルブタイミングの補正、ＥＧＲ率の補正等）を行うようにしても良い。

このトルクリザーブ制御の際には、図６のタイムチャートに示すように、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭ（十分なブレーキ性能を確保できる吸気管負圧の上限値又はそれよりも少し低い値）を越えないように吸気バルブタイミングの進角量やスロットル開度を制限することで、トルクリザーブ制御中に吸気管圧力を所定圧力ｋＶＶＴＰＭ以下に抑えて十分なブレーキ性能を確保できる負圧状態に維持する。

更に、トルクリザーブ制御の際には、図７のタイムチャートに示すように、エンジン回転速度変動に基づいてエンジン５１の燃焼限界を判定し、エンジン５１の燃焼限界を越えないように吸気バルブタイミングの進角量やスロットル開度を制限する。

また、トルクリザーブ制御の際に、実エンジン回転速度が目標アイドル回転速度から所定値以上変動しないように吸気バルブタイミングの進角量と吸入空気量の増加量を設定するようにしても良い。これにより、トルクリザーブ制御中に実エンジン回転速度が目標アイドル回転速度から所定値以上変動することを防止してアイドル回転速度を安定化させることができる。

この後、図８及び図９のタイムチャートに示すように、トルクリザーブ制御中に補機負荷がオン（補機類による負荷が発生した状態）となって補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤが「１」にセットされた時点ｔ5 で、トルク補正制御を実行する。

このトルク補正制御では、図８のタイムチャートに示すように、リザーブトルク（吸気バルブタイミングの遅角補正によって発生可能なトルク）が補機負荷要求トルク（補機負荷によるトルク損失を補うのに必要なトルク）以上の場合には、まず、補機負荷要求トルクに相当する遅角量だけ吸気バルブタイミングを遅角補正して、一時的に補機負荷によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補う。これにより、アイドル運転時の補機負荷によるトルク変動を応答良く抑制して、アイドル回転速度の落ち込みを防止する。

更に、定常的に補機負荷によるトルク損失をスロットル開度の増量補正によるトルク増加で補うために、吸気バルブタイミングを遅角補正した時点ｔ5 で、スロットル開度を徐々に増量させる増量補正を開始する。このスロットル開度の増量補正を開始した時点ｔ5 （つまり吸気バルブタイミングを遅角補正した時点）から所定時間ｋＬＯＡＤが経過した時点ｔ6 で、スロットル開度の増量補正により実際に筒内充填空気量が増加してトルクが増加すると判断して、再び吸気バルブタイミングを進角補正する。これにより、それまで吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加分で補っていた補機負荷によるトルク損失をスロットル開度の増量補正によるトルク増加分で補う。その際、スロットル開度の増量補正を開始する直前のスロットル開度又はスロットル開度の増量補正量を記憶しておく。

この後、補機負荷がオフ（補機類による負荷が発生しない状態）となって補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤが「０」にリセットされた時点ｔ7 で、スロットル開度を減量補正して、スロットル開度の増量補正を開始する直前のスロットル開度に戻す。

一方、図９のタイムチャートに示すように、補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤが「１」にセットされた時点ｔ5 で、リザーブトルクが補機負荷要求トルクよりも小さい場合には、まず、リザーブトルクに相当する遅角量（トルクリザーブ制御による進角補正分）だけ吸気バルブタイミングを遅角補正すると共に、補機負荷要求トルクに対するリザーブトルクの不足分（補機負荷要求トルクとリザーブトルクとの差）に相当する過渡時補正用開度だけスロットル開度を増量補正して、一時的に補機負荷によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正及びスロットル開度の増量補正によるトルク増加で応答良く補う。

また、トルクリザーブ制御中にアイドル運転が終了して発進状態が検出されたときには、リザーブトルクに相当する遅角量（トルクリザーブ制御による進角補正分）だけ吸気バルブタイミングを遅角補正して、一時的に発進によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補う。これにより、発進によるトルク変動を応答良く抑制して、発進時のエンジン回転速度の落ち込みを防止する。

以上説明したトルクリザーブ制御とトルク補正制御は、ＥＣＵ４３によって図１０乃至図１９の各ルーチンに従って実行される。以下、図１０乃至図１９の各ルーチンの処理内容を説明する。

［ＶＶＴ制御ルーチン］
図１０に示すＶＶＴ制御ルーチンは、ＥＣＵ４３の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、運転状態（例えばエンジン回転速度、負荷、筒内充填効率、冷却水温等）を検出した後、ステップ１０２に進み、検出した運転状態に基づいて所定のＶＶＴ制御実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、ＶＶＴ制御実行条件が成立していないと判定された場合には、ステップ１０３以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０２で、ＶＶＴ制御実行条件が成立していると判定れた場合には、ステップ１０３に進み、クランク角センサ４４の出力信号と、これに続いて発生するカム角センサ４５の出力信号との間の位相差により吸気バルブタイミングの実進角量（最遅角位置から現在位置までの進角量）を算出した後、ステップ１０４に進み、後述する図１１の目標進角量算出ルーチンを実行して、現在の運転状態等に基づいて吸気バルブタイミングの目標進角量ＶＴＴを算出する。

この後、ステップ１０５に進み、図示しないＶＶＴ制御モード判定ルーチンを実行して、現在の運転状態等に基づいて、ＶＶＴ制御モードが、フィードバック制御モード、保持制御モード、クリーニングモード等のうちのいずれの制御モードであるかを判定する。

この後、ステップ１０６に進み、現在のＶＶＴ制御モードに応じて吸気バルブタイミングの実進角量が目標進角量ＶＴＴに一致するようにＯＣＶ目標電流を算出した後、ステップ１０７に進み、油圧制御弁２１（ＯＣＶ）の制御電流をＯＣＶ目標電流に制御するための制御デューティを算出して、本ルーチンを終了する。

［目標進角量算出ルーチン］
図１１に示す目標進角量算出ルーチンは、前記図１０のＶＶＴ制御ルーチンのステップ１０４で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン回転速度と負荷（吸入空気量や吸気管圧力等）を検出した後、ステップ２０２に進み、基本目標進角量ＶＴＴbsのマップを参照して、エンジン回転速度と負荷とに応じた基本目標進角量ＶＴＴbsを算出する。この基本目標進角量ＶＴＴbsのマップは、アイドル運転時に基本目標進角量ＶＴＴbsが「０」になるように設定されている。

この後、ステップ２０３に進み、後述する図１２及び図１３のアイドル継続時目標進角量算出ルーチンを実行して、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを算出した後、ステップ２０４に進み、基本目標進角量ＶＴＴbsにアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを加算して、最終的な目標進角量ＶＴＴを求める。
ＶＴＴ＝ＶＴＴbs＋ＶＴＴid

［アイドル継続時目標進角量算出ルーチン］
図１２及び図１３に示すアイドル継続時目標進角量算出ルーチンは、前記図１１の目標進角量算出ルーチンのステップ２０３で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、運転状態（例えばエンジン回転速度、負荷、筒内充填効率、冷却水温等）を検出した後、ステップ３０２に進み、後述する図１８のアイドル継続判定ルーチンを実行して、アイドル運転が継続した状態であるか否かを判定し、その判定結果に応じてアイドル継続判定フラグＸＩＤＬをアイドル運転が継続した状態であることを意味する「１」にセットするか又は「０」にリセットする。

この後、ステップ３０３に進み、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立しているか否かを、例えば、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬが「１」にセットされ且つ通常のＩＳＣ（アイドル回転速度制御）実行条件が成立しているか否か等によって判定する。

このステップ３０３で、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ３０４に進み、補機負荷がオン（補機類による負荷が発生した状態）であるか否かを判定する。このステップ３０４で、補機負荷がオフ（補機類による負荷が発生していない状態）であると判定された場合には、ステップ３１３に進み、補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤを「０」に維持するか又はリセットすると共に、後述する遅角量不足分ΔＶＴloadを「０」にリセットする。

この後、図１３のステップ３１４に進み、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭよりも低いか否かを判定する。ここで、所定圧力ｋＰＭは、十分なブレーキ負圧を確保できる吸気管負圧の上限値又はそれよりも少し低い値に設定されている。

このステップ３１４で、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭよりも低いと判定された場合には、十分なブレーキ負圧を確保できると判断して、ステップ３１５に進み、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを所定量ΔＶＴ1 だけ増量補正する。
ＶＴＴid＝ＶＴＴid＋ΔＶＴ1

この後、ステップ３１６に進み、後述する図１９の燃焼限界判定ルーチンを実行して、エンジン回転速度変動に基づいて燃焼限界であるか否かを判定し、その判定結果に応じて燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴを燃焼限界を意味する「１」にセットするか又は「０」にリセットする。

この後、ステップ３１７に進み、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされているか否かを判定し、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「０」であると判定された場合には、上記ステップ３１４で吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭ以上であると判定されるか又は上記ステップ３１７で燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされていると判定されるまで、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを所定量ΔＶＴ1 ずつ増量補正する処理を繰り返して、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを徐々に増加させる。これにより、アイドル継続判定時に吸気バルブタイミングを徐々に進角させる。

その後、上記ステップ３１４で、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭ以上であると判定されたときには、ステップ３１８に進み、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを所定量ΔＶＴ2 だけ減量補正することで、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭを越えて上昇しないようにアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを制限して、吸気バルブタイミングの進角量を制限する。

また、上記ステップ３１７で、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされていると判定されたときには、ステップ３１８に進み、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを所定量ＶＴ2 だけ減量補正することで、燃焼限界を越えないようにアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを制限して、吸気バルブタイミングの進角量を制限する。

このようにしてアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを増量補正して吸気バルブタイミングを進角した後、図１２のステップ３０４で、補機負荷がオンであると判定された場合には、ステップ３０５に進み、補機負荷がオフからオンに切り換わった直後であるか否かを判定し、補機負荷がオフからオンに切り換わった直後であると判定されれば、ステップ３０６に進み、例えば補機の種類毎に作成したマップを参照して、補機の作動状態等に応じた補機負荷要求遅角量ＶＴloadを算出する。この補機負荷要求遅角量ＶＴloadは、補機負荷要求トルク（補機負荷によるトルク損失を補うのに必要なトルク）を実現するための吸気バルブタイミングの遅角量である。

この後、ステップ３０７に進み、現在のアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidが補機負荷要求遅角量ＶＴload以上であるか否か（つまりリザーブトルクが補機負荷要求トルク以上であるか否か）を判定し、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidが補機負荷要求遅角量ＶＴload以上（つまりリザーブトルクが補機負荷要求トルク以上）であると判定された場合には、ステップ３０８に進み、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを補機負荷要求遅角量ＶＴloadだけ減量補正すると共に、補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤを「１」にセットする。
ＶＴＴid＝ＶＴＴid−ＶＴload
ＸＬＯＡＤ＝１

これにより、補機負荷オン判定時に補機負荷要求トルクに相当する補機負荷要求遅角量ＶＴloadだけ吸気バルブタイミングを遅角補正して、一時的に補機負荷によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補う。

一方、上記ステップ３０７で、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidが補機負荷要求遅角量ＶＴloadよりも小さい（つまりリザーブトルクが補機負荷要求トルクよりも小さい）と判定された場合には、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを「０」まで減量補正しても、補機負荷要求遅角量ＶＴloadを確保できないため、ステップ３０９に進み、補機負荷要求遅角量ＶＴloadからアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを差し引いて、補機負荷要求遅角量ＶＴloadに対する遅角量不足分ΔＶＴloadを求めると共に、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを「０」まで減量補正して、補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤを「１」にセットする。

ΔＶＴload＝ＶＴload−ＶＴＴid
ＶＴＴid＝０
ＸＬＯＡＤ＝１
これにより、補機負荷オン判定時にリザーブトルクに相当する遅角量（アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴid分）だけ吸気バルブタイミングを遅角補正する。

このようにして、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを減量補正して吸気バルブタイミングを遅角した後、ステップ３１０に進み、補機負荷がオンになってからの経過時間を計測するためのカウンタＣＬＯＡＤのカウント値を所定値ｋＬＯＡＤに設定した後、ステップ３１１に進み、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値を「１」だけカウントダウンする。その後、上記ステップ３０５で、補機負荷がオフからオンに切り換わったた直後ではないと判定された場合には、上記ステップ３０６〜３１０の処理を飛び越して、ステップ３１１に進み、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値を「１」ずつカウントダウンする。この際、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値は、下限ガード値（例えば０）でガード処理するようにしても良い。

この後、図１３のステップ３１２に進み、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値が０以下であるか否かを判定し、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値が０よりも大きいと判定された場合には、ステップ３１４以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これにより、スロットル開度の増量補正による筒内充填空気量の増加（トルクの増加）が始まるまでは、吸気バルブタイミングの再度の進角補正を禁止する。

この後、上記ステップ３１２で、カウンタＣＬＯＡＤのカウント値が０以下であると判定された時点（所定時間ｋＬＯＡＤが経過した時点）で、スロットル開度の増量補正により実際に筒内充填空気量が増加してトルクが増加すると判断して、ステップ３１４〜３１８の処理を実行することで、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭを越えて上昇しないように且つ燃焼限界を越えないように吸気バルブタイミングの再度の進角補正を実行する。

その後、図１２のステップ３０３で、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立していないと判定された場合には、アイドル運転が終了して発進状態になったと判断して、ステップ３１９に進み、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを「０」にリセットして、補機負荷オンフラグＸＬＯＡＤを「０」にリセットすると共に、遅角量不足分ΔＶＴloadを「０」にリセットする。これにより、リザーブトルクに相当する遅角量（アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴid分）だけ吸気バルブタイミングを遅角補正して、一時的に発進によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補う。

［スロットル開度制御ルーチン］
図１４に示すスロットル開度制御ルーチンは、ＥＣＵ４３の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、運転状態（例えばアクセル開度、エンジン回転速度、異常フラグ等）を検出した後、ステップ４０２に進み、検出した運転状態に基づいて所定のスロットル開度制御実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、スロットル開度制御実行条件が成立していないと判定された場合には、ステップ４０３以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ４０２で、スロットル開度制御実行条件が成立していると判定れた場合には、ステップ４０３に進み、スロットル開度センサ５７の出力信号に基づいて実スロットル開度を検出した後、ステップ４０４に進み、後述する図１５の目標スロットル開度算出ルーチンを実行して、現在の運転状態等に基づいて目標スロットル開度ＴＡを算出する。

この後、ステップ４０５に進み、図示しないスロットル開度制御モード判定ルーチンを実行して、現在の運転状態等に基づいて、スロットル開度制御モードが、通常制御モード、リンプホーム制御モード等のうちのいずれの制御モードであるかを判定した後、ステップ４０６に進み、現在のスロットル開度制御モードに応じて実スロットル開度が目標スロットル開度ＴＡに一致するようにスロットルバルブ５４のモータ５５の制御デューティを算出して、本ルーチンを終了する。

［目標スロットル開度算出ルーチン］
図１５に示す目標スロットル開度算出ルーチンは、前記図１４のスロットル開度制御ルーチンのステップ４０４で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ５０１で、アクセルセンサ６８の出力信号に基づいたアクセルセンサ検出値ＡＰmad を読み込んだ後、ステップ５０２に進み、図示しないアクセル全閉位置学習ルーチンを実行して、アクセル全閉位置ＡＰ0 を学習する。

この後、ステップ５０３に進み、学習したアクセル全閉位置ＡＰ0 を用いてアクセルセンサ検出値ＡＰmad を補正して実アクセル開度ＡＰを求める。
ＡＰ＝ＡＰmad −ＡＰ0
この後、ステップ５０４に進み、図示しないアクセル要求スロットル開度算出ルーチンを実行して、実アクセル開度ＡＰ等に応じたアクセル要求スロットル開度ＴＡapを算出する。

この後、ステップ５０５に進み、図示しないＩＳＣ要求空気量算出ルーチンを実行して、目標アイドル回転速度等に基づいてＩＳＣ要求空気量Ｑisc を算出した後、ステップ５０６に進み、図示しないＩＳＣ要求スロットル開度算出ルーチンを実行して、ＩＳＣ要求空気量Ｑisc 等に応じたＩＳＣ要求スロットル開度ＴＡisc を算出する。

この後、ステップ５０７に進み、後述する図１６及び図１７のアイドル継続時目標スロットル開度算出ルーチンを実行して、アイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を算出する。

この後、ステップ５０８に進み、スロットル開度センサ５７の出力信号に基づいたスロットル開度センサ検出値ＴＡmad を読み込んだ後、ステップ５０９に進み、図示しないスロットル開度全閉位置学習ルーチンを実行して、スロットル開度全閉位置ＴＡ0 を学習する。

この後、ステップ５１０に進み、アクセル要求スロットル開度ＴＡapとＩＳＣ要求スロットル開度ＴＡisc とアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt とスロットル開度全閉位置ＴＡ0 とを用いて次式により最終的な目標スロットル開度ＴＡを求める。
ＴＡ＝ＴＡap＋ＴＡisc ＋ＴＡvvt ＋ＴＡ0

［アイドル継続時目標スロットル開度算出ルーチン］
図１６及び図１７に示すアイドル継続時目標スロットル開度算出ルーチンは、前記図１５の目標スロットル開度算出ルーチンのステップ５０７で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ６０１で、運転状態（例えばエンジン回転速度、負荷、筒内充填効率、冷却水温等）を検出した後、ステップ６０２に進み、後述する図１８のアイドル継続判定ルーチンを実行して、アイドル運転が継続した状態であるか否かを判定し、その判定結果に応じてアイドル継続判定フラグＸＩＤＬをアイドル運転が継続した状態であることを意味する「１」にセットするか又は「０」にリセットする。

この後、ステップ６０３に進み、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立しているか否かを、例えば、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬが「１」にセットされ且つ通常のＩＳＣ（アイドル回転速度制御）実行条件が成立しているか否か等によって判定する。

このステップ６０３で、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ６０４に進み、補機負荷がオン（補機類による負荷が発生した状態）であるか否かを判定する。このステップ６０４で、補機負荷がオフ（補機類による負荷が発生していない状態）であると判定された場合には、ステップ６１２に進み、後述する補機負荷補正用開度ＴＡloadを所定量ΔＴＡ3 だけ減量補正する。

この後、図１７のステップ６１３に進み、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭよりも低いか否かを判定し、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭよりも低いと判定された場合には、ステップ６１４に進み、吸気バルブタイミングの進角補正（アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴid）に対応したＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを所定量ΔＴＡ4 だけ増量補正する。
ＴＡvvtb＝ＴＡvvtb＋ΔＴＡ4

この後、ステップ６１５に進み、後述する図１９の燃焼限界判定ルーチンを実行して、エンジン回転速度変動に基づいて燃焼限界であるか否かを判定し、その判定結果に応じて燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴを燃焼限界を意味する「１」にセットするか又は「０」にリセットする。

この後、ステップ６１６に進み、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされているか否かを判定し、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「０」であると判定された場合には、上記ステップ６１４で吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭ以上であると判定されるか又は上記ステップ６１６で燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされていると判定されるまで、ＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを所定量ΔＴＡ4 ずつ増量補正する処理を繰り返して、ＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを徐々に増加させる。これにより、アイドル継続判定時にスロットル開度を徐々に増加させる。

その後、上記ステップ６１４で、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭ以上であると判定されたときには、ステップ６１７に進み、ＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを所定量ΔＴＡ5 だけ減量補正することで、吸気管圧力ＰＭが所定圧力ｋＰＭを越えないようにＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを制限して、スロットル開度を制限する。

また、上記ステップ６１６で、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴが「１」にセットされていると判定されたときには、ステップ６１７に進み、ＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを所定量ΔＴＡ5 だけ減量補正することで、燃焼限界を越えないようにＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbを制限して、スロットル開度を制限する。

この後、ステップ６１８に進み、ＶＶＴ連動開度ＴＡvvtbに補機負荷補正用開度ＴＡloadを加算してアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を求める。
ＴＡvvt ＝ＴＡvvtb＋ＴＡload

このようにしてアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を増量補正してスロットル開度を増量補正した後、図１６のステップ６０４で、補機負荷がオンであると判定された場合には、ステップ６０５に進み、前記図１２のステップ３０９で算出したＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadが「０」よりも大きい（つまりアイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidが補機負荷要求遅角量ＶＴloadよりも小さくて、リザーブトルクが補機負荷要求トルクよりも小さい）か否かを判定する。

このステップ６０５で、ＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadが「０」よりも大きいと判定された場合には、アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴidを「０」まで減量補正しても、補機負荷要求遅角量ＶＴloadを確保できないため、ステップ６０６に進み、ＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadに応じた過渡時補正用開度ＴＡloadc をマップ等により算出する。この過渡時補正用開度ＴＡloadc は、ＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadのトルクに相当するスロットル開度補正量であり、吸気の応答遅れ分を補償するためのものである。

この後、ステップ６０７に進み、補機負荷補正用開度ＴＡloadを過渡時補正用開度ＴＡloadc だけ増量補正して、ＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadを「０」にリセットする。
ＴＡload＝ＴＡload＋ＴＡloadc
ΔＶＴload＝０

これにより、ＶＶＴの遅角量不足分ΔＶＴloadが「０」よりも大きい（つまりリザーブトルクが補機負荷要求トルクよりも小さい）と判定された場合には、補機負荷オン判定時にリザーブトルクに相当する遅角量（アイドル継続時の目標進角量ＶＴＴid分）だけ吸気バルブタイミングを遅角補正すると共に、補機負荷要求トルクに対するリザーブトルクの不足分（ＶＶＴの遅角量不足分）に相当する過渡時補正用開度ＴＡloadc だけスロットル開度を増量補正して、一時的に補機負荷によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正及びスロットル開度の増量補正によるトルク増加で応答良く補う。

この後、ステップ６０８に進み、例えば補機の種類毎に作成したマップを参照して、補機の作動状態等に応じた定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb を算出する。この定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb は、補機負荷要求トルク（補機負荷によるトルク損失を補うのに必要なトルク）に相当するスロットル開度であり、定常状態になったときに収束させるスロットル開度である。

この後、ステップ６０９に進み、補機負荷補正用開度ＴＡloadが定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb よりも小さいか否かを判定し、補機負荷補正用開度ＴＡloadが定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb よりも小さいと判定された場合には、ステップ６１０に進み、補機負荷補正用開度ＴＡloadを所定量ΔＴＡ1 だけ増量補正する。この際、補機負荷補正用開度ＴＡloadは、上限ガード値（例えば定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb ）でガード処理するようにしても良い。
ＴＡload＝ＴＡload＋ΔＴＡ1

その後、上記ステップ６０９で、補機負荷補正用開度ＴＡloadが定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb 以上であると判定された場合には、ステップ６１１に進み、補機負荷補正用開度ＴＡloadを所定量ΔＴＡ2 だけ減量補正する。この際、補機負荷補正用開度ＴＡloadは、下限ガード値（例えば０）でガード処理するようにしても良い。
ＴＡload＝ＴＡload−ΔＴＡ2

このようにして、補機負荷補正用開度ＴＡloadが定常時補機負荷要求開度ＴＡloadb にほぼ一致するように補機負荷補正用開度ＴＡloadを増量補正する。これにより、スロットル開度を増量補正して、それまで吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加分で補っていた補機負荷によるトルク損失をスロットル開度の増量補正によるトルク増加分で補う。

この後、上記ステップ６０４で、補機負荷がオフ（補機類による負荷が発生していない状態）であると判定されたときに、ステップ６１２に進み、補機負荷補正用開度ＴＡloadを所定量ΔＴＡ3 だけ減量補正する。この際、補機負荷補正用開度ＴＡloadは、下限ガード値（例えば０）でガード処理するようにしても良い。
ＴＡload＝ＴＡload−ΔＴＡ3
これにより、スロットル開度を減量補正して、スロットル開度の増量補正を開始する直前のスロットル開度に戻す。

この後、上記ステップ６０３で、ＶＶＴアイドル時進角制御実行条件が成立していないと判定された場合には、アイドル運転が終了して発進状態になったと判断して、ステップ６１９に進み、実アクセル開度ＡＰ等に応じたアクセル要求スロットル開度ＴＡapがアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt 以上であるか否かを判定する。

このステップ６１９で、アクセル要求スロットル開度ＴＡapがアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt よりも小さいと判定された場合には、ステップ６２０に進み、アイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を所定量ΔＴＡ6 だけ減量補正する。
ＴＡvvt ＝ＴＡvvt −ΔＴＡ6

この後、上記ステップ６１９で、アクセル要求スロットル開度ＴＡapがアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt 以上であると判定されたときに、ステップ６２１に進み、アイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を「０」にリセットする。

これにより、発進状態の検出時に吸気バルブタイミングを遅角させた後、アクセル要求スロットル開度ＴＡapがアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt 以上になってからアイドル継続時の目標スロットル開度ＴＡvvt を「０」にして、最終的な目標スロットル開度ＴＡをアクセル要求スロットル開度ＴＡapに移行させることで、発進時に実スロットル開度をスムーズにアクセル要求スロットル開度ＴＡapに制御する。

尚、発進状態の検出時に吸気バルブタイミングを遅角させた後、アクセル要求スロットル開度ＴＡapが実スロットル開度よりも大きくなってから最終的な目標スロットル開度ＴＡをアクセル要求スロットル開度ＴＡapに移行させることで、発進時に実スロットル開度をスムーズにアクセル要求スロットル開度ＴＡapに制御するようにしても良い。

或は、発進状態の検出時に吸気バルブタイミングを遅角させた後、最終的な目標スロットル開度ＴＡをなまし処理等によって徐々にアクセル要求スロットル開度ＴＡapに移行させるようにしても良い。

［アイドル継続判定ルーチン］
図１８に示すアイドル継続判定ルーチンは、前記図１２のステップ３０２及び前記図１６のステップ６０２で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ７０１で、実アクセル開度ＡＰを検出した後、ステップ７０２に進み、実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 （例えば全閉位置付近に設定された開度）以下であるか否かを判定する。

このステップ７０２で、実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 以下であると判定された場合には、ステップ７０３に進み、実エンジン回転速度を検出した後、ステップ７０４に進み、実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 以下（実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下）であるか否かを判定する。

上記ステップ７０２で実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 以下であると判定され、且つ、上記ステップ７０４で実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 以下（実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下）であると判定されたときに、ステップ７０５に進み、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値を「１」ずつカウントアップする処理を開始する。

この後、ステップ７０６に進み、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値が所定値ｋＩＤＬ以上であるか否かを判定し、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値が所定値ｋＩＤＬ以上であると判定されたときに、ステップ７０７に進み、エンジン５１のアイドル運転が継続した状態であると判定して、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬを「１」にセットする。

これに対して、上記ステップ７０２で実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 よりも大きいと判定された場合、又は、上記ステップ７０４で実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 よりも大きい（実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値よりも大きい）と判定された場合には、ステップ７０８に進み、アイドル継続判定カウンタＣＩＤＬのカウント値を「０」にリセットして、アイドル継続判定フラグＸＩＤＬを「０」に維持するか又はリセットする。

尚、図１８のルーチンでは、実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 以下で且つ実エンジン回転速度がアイドル判定値ＩＤ2 以下（実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下）になった状態が所定時間継続したときにアイドル運転が継続した状態であると判定するようにしたが、アイドル運転継続状態の判定方法は、適宜変更しても良く、例えば、実アクセル開度ＡＰがアイドル判定値ＩＤ1 以下になった状態が所定時間継続したときにアイドル運転が継続した状態であると判定するようにしても良い。アクセル開度が全閉位置付近に戻されると、アイドル運転状態になるため、アクセル開度を監視すれば、アイドル運転が継続した状態であるか否かを精度良く判定することができる。

また、ＩＳＣ要求スロットル開度と実スロットル開度（又は目標スロットル開度）との偏差が所定値以下になった状態が所定時間継続したときににアイドル運転が継続した状態であると判定するようにしても良い。目標スロットル開度がＩＳＣ要求スロットル開度に設定されて、実スロットル開度がＩＳＣ要求スロットル開度に制御されると、アイドル運転状態になるため、ＩＳＣ要求スロットル開度と実スロットル（又は目標スロットル開度）との偏差を評価すれば、アイドル運転が継続した状態であるか否かを精度良く判定することができる。

［燃焼限界判定ルーチン］
図１９に示す燃焼限界判定ルーチンは、前記図１３のステップ３１６及び前記図１７のステップ６１５で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ８０１で、実エンジン回転速度を検出した後、ステップ８０２に進み、エンジン回転速度変動ＮＥfluct を算出する。この場合、例えば、実エンジン回転速度の前回値と今回値との差をエンジン回転速度変動ＮＥfluct として算出するようにしても良い。或は、所定期間における実エンジン回転速度の最大値と最小値との差をエンジン回転速度変動ＮＥfluct として算出するようにしても良い。

エンジン５１の燃焼限界付近になると、エンジン５１の燃焼状態が不安定になってエンジン回転速度変動ＮＥfluct が大きくなるため、エンジン回転速度変動ＮＥfluct を監視すれば、燃焼限界を精度良く判定することができる。

この後、ステップ８０３に進み、エンジン回転速度変動ＮＥfluct が燃焼限界判定値ｋＢＲＮ以上であるか否かを判定し、エンジン回転速度変動ＮＥfluct が燃焼限界判定値ｋＢＲＮ以上であると判定された場合には、エンジン５１の燃焼限界であると判断して、ステップ８０４に進み、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴを「１」にセットする。

これに対して、上記ステップ８０３で、エンジン回転速度変動ＮＥfluct が燃焼限界判定値ｋＢＲＮよりも小さいと判定された場合には、ステップ８０５に進み、燃焼限界フラグＸＢＲＮＬＭＴを「０」に維持するか又はリセットする。

尚、図１９のルーチンでは、エンジン回転速度変動ＮＥfluct に基づいて燃焼限界を判定するようにしたが、燃焼限界の判定方法は適宜変更しても良く、例えば、エンジン５１の空燃比挙動に基づいて燃焼限界を判定するようにしても良い。エンジン５１の燃焼限界付近になると、エンジン５１の燃焼状態が不安定になって排出ガスの空燃比の変動が大きくなるため、例えば排出ガスの空燃比変動を監視すれば、燃焼限界を精度良く判定することができる。

以上説明した本実施例では、アイドル運転が継続した状態であると判定されたときに、吸気バルブタイミングを進角させると共にスロットル開度を増量補正して吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行するようにしたので、このトルクリザーブ制御によって吸入空気量の増加によるトルク増加分を吸気バルブタイミングの進角によるトルク減少分でキャンセルしてトルクをほぼ一定に維持しながら、補機類の負荷等によるトルク損失を補うだけのトルク増加を吸気バルブタイミングの遅角補正によって実現可能にすることができる。この場合、単に吸気バルブタイミングを進角させただけでは燃焼状態が悪化する可能性があるが、吸気バルブタイミングの進角による燃焼状態の悪化を吸入空気量の増加によって防止することができ、良好な燃焼状態を維持することができる。しかも、吸入空気量の増加（吸気管圧力の上昇）によってポンピングロスを低減することができ、アイドル運転中の燃費を向上させることができる利点もある。

そして、このトルクリザーブ制御中に補機類による負荷が発生したとき又は発進状態が検出されたときに吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を実行するようにしたので、補機類の負荷や発進によるトルク損失を吸気バルブタイミングの遅角補正によるトルク増加で応答良く補うことができる。これにより、アイドル運転時の補機類の負荷や発進によるトルク変動を応答良く抑制して、アイドル運転時や発進時の回転速度の落ち込みを効果的に防止することができる。

尚、トルクリザーブ制御中に補機類による負荷が急激に増大したときにも、トルク補正制御を実行するようにしても良いことは言うまでもない。
ところで、エンジン５１の吸気管負圧を利用してブレーキを作動させるシステムでは、トルクリザーブ制御の際に吸気管圧力が上昇し過ぎると、十分なブレーキ負圧を確保できなくなる可能性がある。

その点、本実施例では、トルクリザーブ制御の際に吸気管圧力が所定圧力を越えて上昇しないように吸気バルブタイミングの進角量とスロットル開度を制限するようにしたので、トルクリザーブ制御中に吸気管圧力を所定圧力以下に抑えて十分なブレーキ性能を確保できる負圧状態に維持することができる。

また、本実施例では、低油圧でも応答性を確保できる構成（逆止弁３０，３１やドレーン切替弁３４，３５等を備えた構成）の可変バルブタイミング装置１１を用いるようにしたので、オイルポンプ２７から供給される油圧が低いアイドル運転中（低回転運転中）でも、吸気バルブタイミングを進角させるトルクリザーブ制御や吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を応答良く実行することができる。

尚、可変バルブタイミング装置１１の構成は適宜変更しても良く、例えば、逆止弁３０，３１やドレーン切替弁３４，３５等を省略したベーン式の可変バルブタイミング装置やベーン式以外（例えばヘリカル式）の可変バルブタイミング装置等、種々の油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を搭載したシステムに本発明を適用しても良い。

その他、本発明は、ベーン式の可変バルブタイミング装置を搭載したシステムに限定されず、電動式の可変バルブタイミング装置を搭載したシステムに適用しても良い等、種々変更して実施できる。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 可変バルブタイミング装置とその油圧制御回路を概略的に示す図である。 可変バルブタイミング装置の遅角動作、保持動作、進角動作を説明するための図である。 アイドル継続判定を説明するためのタイムチャートである。 発進状態判定を説明するためのタイムチャートである。 トルクリザーブ制御を説明するためのタイムチャート（その１）である。 トルクリザーブ制御を説明するためのタイムチャート（その２）である。 トルク補正制御を説明するためのタイムチャート（その１）である。 トルク補正制御を説明するためのタイムチャート（その２）である。 ＶＶＴ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 目標進角量算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 アイドル継続時目標進角量算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その１）である。 アイドル継続時目標進角量算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その２）である。 スロットル開度制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 目標スロットル開度算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 アイドル継続時目標スロットル開度算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その１）である。 アイドル継続時目標スロットル開度算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その２）である。 アイドル継続判定ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 燃焼限界判定ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１１…可変バルブタイミング装置、１２…ハウジング、１４…ベーンロータ、１６…ベーン収納室、１７…ベーン、１８…進角室、１９…遅角室、２１…油圧制御弁、２７…オイルポンプ、２８，２９…油圧供給油路、３０，３１…逆止弁、３２，３３…ドレーン油路、３４，３５…ドレーン切替弁、４３…ＥＣＵ（アイドル継続判定手段，トルクリザーブ制御手段，トルク補正手段）、４４…クランク角センサ、４５…カム角センサ、５１…エンジン（内燃機関）、５６…スロットルバルブ、５７…スロットル開度センサ、６１…燃料噴射弁、６２…点火プラグ、６６…冷却水温センサ、６７…吸気バルブ、６８…アクセルセンサ

Claims (11)

1. 内燃機関の吸気バルブの開閉タイミング（以下「吸気バルブタイミング」という）を変化させる可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の制御装置において、
   内燃機関のアイドル運転が継続した状態であるか否かを判定するアイドル継続判定手段と、
   前記アイドル継続判定手段で前記アイドル運転が継続した状態であると判定されたときに内燃機関の燃焼限界を越えない範囲内で前記吸気バルブタイミングを進角させると共に内燃機関の吸入空気量を増加させるトルクリザーブ制御を実行するトルクリザーブ制御手段と、
   前記トルクリザーブ制御中に補機類による負荷が発生若しくは増大したとき又は発進状態が検出されたときに前記吸気バルブタイミングを遅角させるトルク補正制御を実行するトルク補正手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記トルクリザーブ制御手段は、前記トルクリザーブ制御の際に吸気管圧力が所定圧力を越えて上昇しないように前記吸気バルブタイミングの進角量を制限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。
3. 前記トルクリザーブ制御手段は、前記トルクリザーブ制御の際に内燃機関の実回転速度が目標アイドル回転速度から所定値以上変動しないように前記吸気バルブタイミングの進角量と前記吸入空気量の増加量を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記トルクリザーブ制御手段は、前記トルクリザーブ制御の際に内燃機関の回転速度変動に基づいて燃焼限界を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記トルクリザーブ制御手段は、前記トルクリザーブ制御の際に内燃機関の空燃比挙動に基づいて燃焼限界を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記トルク補正手段により前記発進状態の検出時に前記吸気バルブタイミングを遅角させた後、目標スロットル開度を徐々にアクセル開度に基づいて設定されたアクセル要求スロットル開度に移行させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記トルク補正手段により前記発進状態の検出時に前記吸気バルブタイミングを遅角させた後、アクセル開度に基づいて設定されたアクセル要求スロットル開度が前記トルクリザーブ制御手段による要求スロットル開度よりも大きくなってから目標スロットル開度を前記アクセル要求スロットル開度に移行させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記アイドル継続判定手段は、アクセル開度に基づいて前記アイドル運転が継続した状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記アイドル継続判定手段は、アクセル開度が所定値以下で且つ内燃機関の実回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定値以下のときに前記アイドル運転が継続した状態であると判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
10. 前記アイドル継続判定手段は、目標アイドル回転速度を実現するスロットル開度と、実スロットル開度又は目標スロットル開度との偏差に基づいて前記アイドル運転が継続した状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
11. 前記可変バルブタイミング装置は、ハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にドレーン切替弁を設けた構成であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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