JP2015140671A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混合気の空燃比を理論空燃比近傍に保ちながら触媒の損傷を防ぎ、かつ高要求負荷領域でより大きなエンジン出力を得る。【解決手段】アクセルペダルの踏込量が少ない低位要求負荷領域、アクセルペダルの踏込量が低位要求負荷領域より多い中位要求負荷領域、及びアクセルペダルの踏込量が多い高位要求負荷領域の各々についてスロットルバルブの開度及び吸気バルブの開弁タイミングを制御する制御装置により、低位要求負荷領域及び中位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増すにつれスロットルバルブの開度を大きくしているのに対し、高位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増してもそれ以上スロットルバルブの開度が大きくならないようにし、同一機関回転数の条件下で、中位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限を、高位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限よりも小さくする制御を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関を制御する制御装置に関する。

吸気バルブの開弁タイミングを変更させることが可能な内燃機関では、より多くの吸気を気筒内に取り込むようにすべく、吸気の流速の上昇に対応して吸気バルブの開弁タイミングを進角させる制御が行われている。

高負荷領域では、気筒内に取り込まれる吸気の量が顕著に増加する。これに伴い燃料噴射量が増量され、大きなエンジン出力が得られる一方、高温の排気ガスが発生する。この排気ガスが排気通路に装着された排気浄化用の触媒に達し、触媒が過熱されて損傷する懸念が生じる。

触媒の損傷を防ぐための方策として、触媒の損傷のおそれがある運転領域にて、混合気の空燃比を、最大の出力が得られる出力空燃比（理論空燃比よりもリッチ側）よりもさらにリッチ化する制御が行われている。これは、燃料の気化熱により気筒の燃焼室内の温度が低下することを利用したものである（例えば、特許文献１を参照）。

特開平０５−３９７３８号公報

ところが、近時では、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素及び窒素酸化物といった有害物質の一層の削減を図るために、広範な運転領域において空燃比を理論空燃比近傍に維持することが要求されている。当該要求に対応するならば、上述した空燃比のリッチ化を行うことは不可能になる。従って、触媒の溶損を防止する新たな手立てが必要となる。

図７に示すように、吸気バルブの開弁タイミングの進角量（以下、ＶＶＴ進角量と称する）を横軸にとり、エンジン出力を縦軸にとると、同図のハッチングを付した領域（以下、ＮＧ領域と称する）で、触媒が過熱されて損傷するおそれがある。このＮＧ領域に達することは、ＶＶＴ進角量が大きくなり空気量が増加することにより起こり得る。しかし、空燃比を運転領域の全域において理論空燃比近傍に維持する必要から、ＮＧ領域は回避しなければならない。

そのために、図７の矢印ａに示すように、ＶＶＴ進角量を常時上限値Ａ_max以下に制御することが考えられる。このような制御を行った場合、同図の点ｘが得られるエンジン出力の最大値となる。

だが、ＮＧ領域外でエンジン出力が最大となるのは、前記点ｘよりも高出力側の点ｂである。つまり、より大きなエンジン出力を得る余地が存在する。

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、混合気の空燃比を理論空燃比近傍に保ちながら触媒の損傷を防ぎ、かつ高要求負荷領域でより大きなエンジン出力を得ることを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る内燃機関の制御装置は、アクセルペダルの踏込量が比較的少ない低位要求負荷領域、アクセルペダルの踏込量が低位要求負荷領域より多い中位要求負荷領域、及びアクセルペダルの踏込量が中位要求負荷領域より多い高位要求負荷領域の各々についてスロットルバルブの開度及び吸気バルブの開弁タイミングを制御する制御装置であって、低位要求負荷領域及び中位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増すにつれスロットルバルブの開度を大きくしているのに対し、高位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増してもそれ以上スロットルバルブの開度が大きくならないようにし、同一機関回転数の条件下で、中位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限を、高位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限よりも小さくする制御を行う。

このようなものであれば、中位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限を高位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限よりも小さくしていることにより、中位要求負荷領域において前記ＮＧ領域を回避すること、換言すれば排気ガス温度が高くなることによる触媒の損傷を防ぐことができる。その一方で、高位要求負荷領域においては、アクセルペダルの踏込量が増してもそれ以上スロットルバルブの開度が大きくならないようにしているにも関わらず、吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限が中位要求負荷領域におけるものより大きいので、エンジン出力をさらに増大させるべく吸気バルブの開弁タイミングを進角させることができる。そして、空燃比をリッチ化する制御を行うことなく空燃比を理論空燃比近傍に保ちつつ、アクセルペダルの踏込量を最大としたときに、触媒の損傷を防ぎつつ得ることができる最大のエンジン出力を得ることができる。

なお、本発明において、「吸気バルブの開弁タイミングの進角量」とは、吸気バルブの開弁タイミングを最も遅角させた状態からの進角量である。

本発明によれば、混合気の空燃比を理論空燃比近傍に保ちながら触媒の損傷を防ぎ、かつ高要求負荷領域でより大きなエンジン出力を得ることができる。

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成図。 同実施形態の制御装置が制御する可変バルブタイミング機構の概略構成図。 同実施形態の吸気バルブの開弁タイミングの進角量とエンジン出力の関係を示す図。 同実施形態のアクセルペダル踏み込み量とスロットルバルブの開度との関係を示す図。 同実施形態のスロットルバルブの開度及び吸気バルブの開弁タイミングの進角量のエンジン回転数上昇に伴う変化を示す図。 同実施形態の制御装置による制御の手順を示すフローチャート。 従来考えられる吸気バルブの開弁タイミングの進角量とエンジン出力の関係を示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。

本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。また、吸気ポート中には、吸気バルブ３５を配している。この吸気バルブ３５は、バルブスプリングにより閉弁側に付勢されている。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。また、排気ポート中には、排気バルブ４０を配している。この排気バルブ４０は、バルブスプリングにより閉弁側に付勢されている。

本実施形態の内燃機関には、外部ＥＧＲ装置２が付帯している。外部ＥＧＲ装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通するＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。

図２に示すように、本実施形態における内燃機関では、クランクスプロケット７１、吸気側スプロケット７２及び排気側スプロケット７３にタイミングチェーン７４を巻き掛け、このタイミングチェーン７４により、クランクシャフトからもたらされる回転駆動力を吸気側スプロケット７２を介して吸気カムシャフトに、排気側スプロケット７３を介して排気カムシャフトに、それぞれ伝達している。

その上で、吸気側スプロケット７２と吸気カムシャフトとの間に、可変バルブタイミング機構６を介設している。本実施形態における可変バルブタイミング機構６は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させることにより吸気バルブ３５の開閉タイミングを変化させるものである。

可変バルブタイミング機構６のハウジング６１は、吸気側スプロケット７２に固着しており、吸気側スプロケット７２とハウジング６１とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、吸気カムシャフトの一端部に固着したロータ６２は、ハウジング６１内に収納され、吸気側スプロケット７２及びハウジング６１に対して相対的に回動することが可能である。ハウジング６１の内部には、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、ロータ６２の外周部に成形されたベーン６２１によって進角室６１２と遅角室６１１とに区画されている。

可変バルブタイミング機構６の液圧（特に、油圧）回路には、オイルパン８１内に蓄えられた作動液が液圧ポンプ８２より供給される。液圧ポンプ８２は、内燃機関からの動力で駆動される。液圧ポンプ８２と可変バルブタイミング機構６との間には、切換制御弁であるＯＣＶ（Ｏｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）９を設けている。作動液の流量及び方向をこのＯＣＶ９を介して操作することで、オイルパン８１から汲み上げた作動液を進角室６１２または遅角室６１１に選択的に供給することができる。さすれば、ハウジング６１がロータ６２に対して相対回動し、吸気バルブ３５の開閉タイミングを進角または遅角させることができる。

ＯＣＶ９は、いわゆる電磁式の四方向スプール弁である。図２に示すように、ＯＣＶ９は、液圧ポンプ８２の吐出口と接続する供給ポート９１、ハウジング６１の進角室６１２と接続するＡポート９２、ハウジング６１の遅角室６１１と接続するＢポート９３、並びにオイルパン８１と接続するドレインポート９４、９５を有している。ＯＣＶ９のスプールは、進退動作により内部粒体経路を切り換えて、Ａポート９２及びＢポート９３をそれぞれ供給ポート９１、ドレインポート９４、９５の何れかに連通させる。また、スプール９６が中立位置をとるときには内部流体経路が断絶し、Ａポート９２及びＢポート９３を供給ポート９１にもドレインポート９４、９５にも連通させない。図２では、スプール９６が中立位置にある状態を示している。

スプール９６はソレノイド９７によって駆動する。即ち、制御信号ｍとしてソレノイド９７に入力するパルス電流（または、電圧）のデューティ比に応じて、スプール９６の進退の距離が変化する。

制御信号ｍのデューティ比が比較的大きい場合には、液圧ポンプ８２から吐出される作動液圧がＡポート９２を通じて進角室６１２に供給される一方、既に遅角室６１１に貯留していた作動液がＢポート９３を通じてオイルパン８１に向けて流下することとなり、進角室６１２の容積が拡大、遅角室６１１の容積が縮小するようにベーン６２１及びロータ６２が回動する。結果、吸気カムシャフトの回転位相、換言すれば吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する変位角が進角して、吸気バルブ３５のバルブタイミングが進角化する。

逆に、制御信号ｍのデューティ比が比較的小さい場合には、液圧ポンプ８２から吐出される作動液圧がＢポート９３を通じて遅角室６１１に供給される一方、既に進角室６１２に貯留していた作動液がＡポート９２を通じてオイルパン８１に向けて流下することとなり、遅角室６１１の容積が拡大、進角室６１２の容積が縮小するようにベーン６２１及びロータ６２が回動する。結果、吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する変位角が遅角して、吸気バルブ３５のバルブタイミングが遅角化する。

総じて言えば、制御信号ｍのデューティ比が中立より大きいほど吸気バルブ３５のバルブタイミングが速く進角し、デューティ比が中立より小さいほど吸気バルブ３５のバルブタイミングが速く遅角する。

内燃機関の運転制御を司るＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ等が入力される。

出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ＯＣＶ９に対して制御信号ｍ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関の始動完了後は、空燃比が常時理論空燃比近傍となるように空燃比フィードバック制御を行っている。この空燃比フィードバック制御の手法自体は周知のものなので、詳細な説明は省略する。

また、本実施形態のＥＣＵ０は、アクセルペダルの踏込量Ｐをパラメータとして、以下に示すようなスロットルバルブ３２の開度Ｔの制御を行っている。すなわち、図４及び図５に示すように、低位要求負荷領域Ｌ及び中位要求負荷領域Ｍではアクセルペダルの踏込量Ｐが増すにつれスロットルバルブ３２の開度Ｔを大きくしている。それに対し、高位要求負荷領域Ｈではスロットルバルブ３２を全開とする、すなわちアクセルペダルの踏込量Ｐが増してもそれ以上スロットルバルブ３２の開度Ｔが大きくならないようにする制御を行っている。

さらに、本実施形態のＥＣＵ０は、吸気バルブ３５の開弁タイミングの進角量（以下、ＶＶＴ進角量Ａと称する）について、以下に示すような制御を行っている。すなわち、低位要求負荷領域Ｌでは、外部ＥＧＲ装置２を備えた内燃機関における通常の吸気バルブ３５の開弁タイミング制御を行っている。すなわち、図５に示すように、アクセルペダルの踏込量Ｐが０又はその近傍である領域（主に始動時及びアイドル運転時）では、ＶＶＴ進角量Ａが０である状態、換言すれば吸気バルブ３５の開弁タイミングが最も遅角側である状態とする。アクセルペダルの踏込量Ｐが大きくなると、アクセルペダルの踏込量Ｐの増加につれＶＶＴ進角量Ａを増加させ、次いでＶＶＴ進角量Ａを最進角状態近傍の大きな値に保つ。この状態では、気筒１内にＥＧＲガスを含む空気が多く取り込まれる。そして、中位要求負荷領域Ｍに近づくと、ＶＶＴ進角量Ａを後述する上限値Ａ_maxに向けて漸次減少させる。

中位要求負荷領域Ｍでは、吸気バルブ３５の開弁タイミングを大きく進角させた際に、吸気バルブの開弁タイミングの進角量（以下、ＶＶＴ進角量Ａと称する）を横軸にとり、エンジン出力を縦軸にとると、図３のハッチングを付した領域（以下、ＮＧ領域と称する）に達し、触媒が過熱されて損傷するおそれがある。そこで、前記ＮＧ領域を避けるようにすべく、ＶＶＴ進角量Ａを、運転状態により決定される上限値Ａ_maxに固定する。

なお、図３のＮＧ領域が、ＮＧ領域以外でエンジン出力が最大となる点ｂとＶＶＴ進角量Ａが同一又は近傍であるにも関わらずエンジン出力が小さい部分を含むのは、以下に述べる理由からである。すなわち、点ｂからエンジン出力を小さくすべくスロットルバルブ３２の開度を減少させると、吸気通路３のスロットルバルブ３２よりも下流の部分の負圧は大きくなり、吸気バルブ３５と排気バルブ４０とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間中により多量の排気ガスが吸気通路３側に導かれる。すると、吸気行程で高温の排気ガスがより多く気筒１内に導かれ、ノッキングが発生しやすくなる。ノッキングが発生した際には、ノックコントロールシステムが作動し、点火時期が遅角される。そして、点火時期の遅角に伴い排気通路４に導かれる排気ガスの温度が上昇し、高温のまま三元触媒４１に達する。

そして、高位要求負荷領域Ｈでは、図４に示すようにスロットル開度Ｔを全開に保ちつつ、アクセルペダルの踏込量Ｐが増すにつれ、ＶＶＴ進角量Ａを大きくしていき、アクセルペダルの踏込量Ｐが最大となる時に図３の点ｂに対応するＶＶＴ進角量Ａとなるように制御する。ここで、図３の点ｂに対応するＶＶＴ進角量Ａが、高位要求負荷領域ＨにおけるＶＶＴ進角量Ａの上限値である。

また、同一機関回転数の条件下では、中位要求負荷領域ＭにおけるＶＶＴ進角量Ａの上限Ａ_maxは、高位要求負荷領域ＨにおけるＶＶＴ進角量Ａの上限すなわち図３の点ｂに対応する進角量Ａよりも小さい。

ここで、ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、エンジン回転数と、エンジン回転数ごとに定まる低位要求負荷領域Ｌと中位要求負荷領域Ｍとの境界である第一の閾値Ｐ_Lとの対応を示すテーブルを記憶している。第一の閾値Ｐ_Lは、エンジン回転数及びＮＧ領域のエンジン出力の下限から定まる要求負荷に対応するアクセルペダルの踏込量Ｐよりもある程度小さな値に設定している。

ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、エンジン回転数と、エンジン回転数ごとに定まるＶＶＴ進角量Ａの上限値Ａ_maxとの対応を示すテーブルも記憶している。前記上限値Ａ_maxは、エンジン回転数をパラメータとして決定しており、ＮＧ領域のＶＶＴ進角量Ａの下限よりもある程度小さな値に設定している。

ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、エンジン回転数と、エンジン回転数ごとに定まる中位要求負荷領域Ｍと高位要求負荷領域Ｈとの境界である第二の閾値Ｐ_Hとの対応を示すテーブルも記憶している。第二の閾値Ｐ_Hは、エンジン回転数ごとにＶＶＴ進角量Ａを上限値Ａ_maxとした場合の最大のエンジン出力を得ることができる要求負荷を求めた上で、この要求負荷に対応するアクセルペダルの踏込量Ｐとして設定している。

ＥＣＵ０が行う制御の流れを、フローチャートである図６を参照しつつ説明する。

まず、アクセルペダルの踏込量Ｐを検出し、第一の閾値Ｐ_Lを下回るか否か（低位要求負荷領域Ｌに属するか否か）を判定する（ステップＳ１）。低位要求負荷領域Ｌに属するときは、アクセルペダルの踏込量Ｐをパラメータとしてスロットルバルブ３２の開度Ｔを決定し（ステップＳ２）、通常のＶＶＴ進角量制御を行う（ステップＳ３）。アクセルペダルの踏込量Ｐが低位要求負荷領域Ｌに属していないときは、続いて第二の閾値Ｐ_Hを下回るか否か（中位要求負荷領域Ｍに属するか否か）を判定する（ステップＳ４）。中位要求負荷領域Ｍに属するときは、アクセルペダルの踏込量Ｐをパラメータとしてスロットルバルブ３２の開度Ｔを決定し（ステップＳ５）、ＶＶＴ進角量Ａを上限値Ａ_maxに設定する（ステップＳ６）。一方、中位要求負荷領域Ｍに属していない、換言すれば高位要求負荷領域Ｈに属しているときは、スロットルバルブ３２を全開に保ち（ステップＳ７）、アクセルペダルの踏込量Ｐが大きくなるにつれＶＶＴ進角量Ａが大きくなるように設定する（ステップＳ８）。

すなわち、アクセル踏み込み量を０から最大まで変化させると、低位要求負荷領域Ｌにおいては、ＶＶＴ進角量Ａとエンジン出力との関係は図３の矢印ａ０に示すように推移する。次いで、中位要求負荷領域Ｍに達すると、三元触媒４１の損傷を避けるべく（図３のＮＧ領域を避けるべく）、図３の矢印ａ１及び同図の矢印ａに示すように、ＶＶＴ進角量Ａが上限値Ａ_maxに固定される。また、図５に示すように、アクセル踏み込み量の増加につれスロットルバルブ３２の開度も大きくなる。そして、高位要求負荷領域Ｈに達すると、アクセル踏み込み量の増加につれ、図３の矢印ａ２に示すように、ＶＶＴ進角量Ａは前記上限値Ａ_maxから図３のスロットルバルブ３２全開状態を示す線Ｗに沿って増加する。その間、図４及び図５に示すように、スロットルバルブ３２は全開状態に保たれる。

一方、アクセル踏み込み量を最大から０まで変化させた場合は、ＶＶＴ進角量Ａ及びスロットルバルブ３２の開度Ｔは、前段に示したものと全く逆方向に変化する。すなわち、高位要求負荷領域ＨではＶＶＴ進角量Ａは図３のスロットルバルブ３２全開状態を示す線Ｗに沿って図３の矢印ａ２の逆方向に推移し、前記上限値Ａ_maxまで減少する。その間、図４及び図５に示すように、スロットルバルブ３２は全開状態に保たれる。中位要求負荷領域Ｍに達すると、ＶＶＴ進角量Ａは前記上限値Ａ_maxに維持される一方、図５に示すようにスロットルバルブ３２の開度Ｔが減少する。そのため、ＶＶＴ進角量Ａとエンジン出力との関係は図３の矢印ａの逆方向に推移する。そして、下位要求負荷領域Ｌに達すると、通常の吸気バルブ３５の開弁タイミング制御に復帰するので、ＶＶＴ進角量Ａとエンジン出力との関係は図３の矢印ａ１の逆方向に推移する。そして、さらにアクセル踏み込み量を減少させると、ＶＶＴ進角量Ａとエンジン出力との関係は図３の矢印ａ０の逆方向に推移する。

以上に述べたように、本実施形態の制御を行えば、アクセルペダルの踏込量Ｐを漸次大きくしていく際に、中位要求負荷領域Ｍにおいては、図３のＮＧ領域を避けるべくＶＶＴ進角量Ａを前記上限値Ａ_maxに維持しつつ、スロットルバルブ３２の開度Ｔを最大に向けて漸次大きくすることによりエンジン出力が増大する。その後、高位要求負荷領域Ｈにおいては、スロットルバルブ３２を全開状態に保ちつつアクセルペダルの踏込量Ｐの増加につれてＶＶＴ進角量Ａを漸次増大させることにより、図３のＮＧ領域を避けつつさらなるエンジン出力の増大を実現することができる。すなわち、気筒１内の温度を下げるための空燃比のリッチ化を行うことによる燃料の空費を防ぎ、空燃比を理論空燃比近傍に維持すると同時に、三元触媒４１の損傷を防ぎつつ、高負荷領域でより大きなエンジン出力を得ることができる。

また、本実施形態の制御では、従来のスロットルバルブ３２の開度制御、すなわち、アクセルペダルの踏込量Ｐを０から最大まで増加させるにつれのスロットルバルブ３２の開度Ｔを漸次増加させ、踏込量Ｐが最大となったときにスロットルバルブ３２を全開とする制御を行う場合と比較して、より少ない踏込量Ｐの領域でもスロットルバルブ３２を全開としている。従って、ポンピングロスの低減を図ることもできる。

なお、本発明は、以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、上述した実施形態では、中位要求負荷領域の全域においてＶＶＴ進角量を上限値に固定しているが、中位要求負荷領域であっても高位要求負荷領域に近い側では、触媒の損傷の懸念が発生しない範囲で、アクセルペダルの踏込量が増すにつれＶＶＴ進角量を進角させるようにしてもよい。

低位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の制御は、前記図５に示したものに限らず、任意のものを採用してよい。

吸気バルブの開弁タイミング及び閉弁タイミングを同時に進角又は遅角させる可変バルブタイミング機構に代えて、吸気バルブの開弁タイミングのみを進角又は遅角させることが可能な可変バルブタイミング機構、あるいは吸気バルブの開弁タイミング及び閉弁タイミングをそれぞれ独立して進角又は遅角させることが可能な可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関に本発明を適用してもよい。加えて、吸気バルブの開弁タイミングに加えて排気バルブの開弁タイミング又は閉弁タイミングの少なくとも一方をも進角又は遅角させることが可能な可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関に本発明を適用してもよい。

そして、外部ＥＧＲ装置を備えていない内燃機関に本発明を適用してももちろんよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

０…制御装置（ＥＣＵ）
３２…スロットルバルブ
３５…吸気バルブ
６…可変バルブタイミング機構

Claims (1)

1. アクセルペダルの踏込量が比較的少ない低位要求負荷領域、アクセルペダルの踏込量が低位要求負荷領域より多い中位要求負荷領域、及びアクセルペダルの踏込量が中位要求負荷領域より多い高位要求負荷領域の各々についてスロットルバルブの開度及び吸気バルブの開弁タイミングを制御する制御装置であって、
   低位要求負荷領域及び中位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増すにつれスロットルバルブの開度を大きくしているのに対し、高位要求負荷領域ではアクセルペダルの踏込量が増してもそれ以上スロットルバルブの開度が大きくならないようにし、
   同一機関回転数の条件下で、中位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限を、高位要求負荷領域における吸気バルブの開弁タイミングの進角量の上限よりも小さくしている
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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