JP2016145536A - 可変動弁装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の可変動弁装置は、実際に機能させるべきロッカーアームを内燃機関の内部抵抗の増減要求量に応じて選択し得ない。
【解決手段】動弁１４が当接する第１ロッカーアーム２８ａと、動弁が当接しない第２ロッカーアーム２８ｂと、第２ロッカーアームがカム３１ｂに当接するように付勢するロストモーションばね３２ｂと、第１／第２ロッカーアームを連結状態または非連結状態に切り替える切り替え手段２９ｐとを含む可変動弁装置２７が組み込まれた内燃機関の運転制御装置は、エンジン１０の回転速度が燃料の供給を一時的に停止し得る第１の回転速度ＮH以上であるか否かを判定する手段１５ａと、内燃機関の内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段１５ｈとを具え、エンジンの回転速度が第１の回転速度以上であってアクセル開度が０％の場合、切り替え手段は内部抵抗の増減要求量に基づいて第１／第２ロッカーアームを連結または非連結状態に切り替える。
【選択図】図１３

Description

本発明は、可変動弁装置が組み込まれた内燃機関の制御装置に関する。
車両の運転状態に応じて内燃機関の出力特性などを最適化させるため、動弁、すなわち吸気弁および／または排気弁の開閉時期やリフト量を変更し得る可変動弁装置が知られている。このうち、単一の動弁に対し、異なるカムプロフィールを持つ複数のカムと、これら複数のカムがそれぞれ当接する複数のロッカーアームとを選択的に機能させるようにした可変動弁装置が特許文献１，特許文献２などで公知である。個々の動弁に対して複数のロッカーアームを選択的に機能させる可変動弁装置は、他の方式のものに対して比較的低コストにて可変動弁装置を構成することができるという利点がある。
このような可変動弁装置においては、車両に搭載された内燃機関に対する燃料の供給量、すなわち燃料噴射量と、この内燃機関のクランク軸の回転速度、すなわちエンジン回転速度とに応じて吸気弁／排気弁の開閉時期やリフト量が変更される。一般的には、エンジン回転速度が高くかつ燃料噴射量が多い運転領域においては吸／排気弁が高リフト量となり、逆にエンジン回転速度が低くかつ燃料噴射量が少ない運転領域においては吸／排気弁が低リフト量となるように、使用すべきロッカーアームが選択される。
特開２００８−１５１０３７号公報
特許文献１や特許文献２に開示されたような個々の動弁に対して複数のロッカーアームを選択的に機能させる可変動弁装置においては、オートラッシュアジャスターを介して吸／排気弁に対し常時当接するロッカーアームを除き、残りのロッカーアームには、ロストモーションばねによるばね力がそれぞれ付勢されている。
近年、燃費の改善のために内燃機関自体の内部抵抗を少なくすることが試みられており、この点において引用文献１，引用文献２に記載の可変動弁装置に組み込まれたロストモーションばねのばね力は、内燃機関自体の内部抵抗を増大させる要因の一つとなり得る。特に、冷態時での燃料の着火性を向上させるために内燃機関の吸気行程の初期に排気弁を一時的に開弁して高温の排気の一部を低温の吸気に加えるためのロッカーアームに付勢されるロストモーションばねのばね力は非常に大きく設定されている。このため、車両の運転状態によってロストモーションばねのばね力を吸／排気弁に作用させるか否かは、内燃機関の内部抵抗を多少なりとも増減させることにつながる。例えば、車両に搭載された蓄電池を効率よく充電させたい場合、吸／排気弁が低リフト量となるようなカムとロッカーアームとを選択して内燃機関自体の内部抵抗を少なくさせることが有効である。また、車両の減速中にエンジンブレーキの効きを良くしたい場合、内燃機関の吸気行程の初期に排気弁を一時的に開弁させるためのカムとロッカーアームとを選択して内燃機関の内部抵抗を大きくさせることが有効である。
しかしながら、従来の可変動弁装置は単にエンジン回転速度と燃料噴射量とに基づいて機能させるべきカムとロッカーアームとの組み合わせを選択しているだけでしかない。このため、内燃機関自体の内部抵抗の増減要求に応じて可変動弁装置の機能させるべきカムとロッカーアームとの組み合わせを選択するまでには至っていない。
本発明の目的は、内燃機関自体の内部抵抗の増減要求に応じて機能させるべきカムとロッカーアームとの組み合わせを選択し得る可変動弁装置が組み込まれた内燃機関の制御装置を提供することにある。
本発明による内燃機関の制御装置は、吸気弁または排気弁が当接し、第１のカムの回転に伴って揺動する第１のロッカーアームと、吸気弁または排気弁が当接せず、前記第１のカムのカムプロフィールと異なるカムプロフィールを有する第２のカムの回転に伴って揺動する第２のロッカーアームと、この第２のロッカーアームが前記第２のカムに当接するように当該第２のロッカーアームを付勢する第１のロストモーションばねと、内燃機関に与えられる燃料噴射量および内燃機関の回転速度に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えるための切り替え手段とを含む可変動弁装置が組み込まれた内燃機関の運転制御装置であって、内燃機関の回転速度が内燃機関への燃料の供給を一時的に停止し得るあらかじめ設定した第１の回転速度以上であるか否かを判定する手段と、アクセル開度センサーと、車両の状況に応じて内燃機関の内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段とを具え、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度以上であり、かつ前記アクセル開度センサーの出力値が０％の場合、前記切り替え手段は、設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えることを特徴とするものである。
本発明による内燃機関の運転制御装置において、前記切り替え手段は、内部抵抗の増減要求量が第１の所定値以下の場合、前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを非連結状態に切り替え、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きい場合、前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態に切り替えることが有効である。すなわち、第１および第２のロッカーアームを非連結状態にした場合、第１のロストモーションばねのばね力が吸気弁または排気弁の開弁動作を妨げず、第１のロストモーションばねのばね力による内燃機関の内部抵抗は増大しない。これに対し、第１および第２のロッカーアームを連結状態にした場合、第１のロストモーションばねのばね力が吸気弁または排気弁の開弁動作に対する抵抗となり、これが内燃機関の内部抵抗を増大させることとなる。
設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記切り替え手段が前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えた状態から、前記アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度未満となった場合、前記切り替え手段は内燃機関の回転速度に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えることができる。
前記可変動動弁装置は、第２の吸気弁または排気弁が当接し、前記第１および第２のカムのカムプロフィールと異なるカムプロフィールを有する第３のカムの回転に伴って揺動する第３のロッカーアームをさらに具えることができる。そして、前記切り替え手段は、内燃機関に与えられる燃料噴射量および内燃機関の回転速度に基づいて前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えるものであってよい。この場合、前記可変動弁装置は、前記第３のロッカーアームが前記第３のカムに当接するように当該第３のロッカーアームを付勢する第２のロストモーションばねをさらに具えることができる。特に、前記第１および第２のロストモーションばねのばね力が異なっていることが有効である。この場合、前記切り替え手段は、内部抵抗の増減要求量が第１の所定値以下の場合には前記第１および第２および第３のロッカーアームをすべて非連結状態に切り替えることができる。また、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合、切り替え手段は、前記第１のロッカーアームとばね力が大きい方のロストモーションばねによるばね力が付勢されるロッカーアームとを連結状態に切り替えることができる。さらに、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きく、かつ前記第２の所定値よりも小さい場合、切り替え手段は、前記第１のロッカーアームとばね力が小さい方のロストモーションばねによるばね力が付勢されるロッカーアームとを連結状態に切り替えることができる。
設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記切り替え手段が前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えた状態から、前記アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度未満となった場合、前記切り替え手段は内燃機関の回転速度に基づいて前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えることができる。ここで、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度よりも低いあらかじめ設定した第２の回転速度を下回った場合、前記切り替え手段の作動の如何にかかわらず、内燃機関への燃料の供給を再開することが有効である。
内燃機関およびこの内燃機関を用いて充電される蓄電池が車両に搭載され、内部抵抗に関する増減要求量を設定する前記手段は、前記蓄電池の充電状態を取得する手段や、車両の減速度を取得する手段や、車両の走行速度を取得する手段を含むものであってよい。
本発明の内燃機関の運転制御装置によると、内燃機関の内部抵抗の増減要求量に基づいて可変動弁装置の機能させるべきカムとロッカーアームとの組み合わせを選択するので、内燃機関への燃料の供給を一時的に停止した状態においても可変動弁装置を有効利用することができる。
内部抵抗の増減要求量が第１の所定値以下の場合に第１および第２のロッカーアームを非連結状態に切り替えることにより、第１のロストモーションばねのばね力による内燃機関の内部抵抗の増大を阻止することができる。逆に、内部抵抗の増減要求量が第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合に第１および第２のロッカーアームとを連結状態に切り替えることにより、第１のロストモーションばねのばね力による内燃機関の内部抵抗を増大させることが可能である。
アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が第１の回転速度未満となった場合、内燃機関の回転速度に基づいて第１のロッカーアームと第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えることができる。
第１および第２のロストモーションばねのばね力が異なっている場合、内燃機関の内部抵抗の増減要求量に対してより最適なカムとロッカーアームとの組み合わせを選択することができる。
アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が第１の回転速度未満となった場合、内燃機関の回転速度に基づいて第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えることができる。ここで、内燃機関があらかじめ設定した第２の回転速度を下回った場合、内燃機関への燃料の供給を直に再開することにより、内燃機関のストールを確実に防止することができる。
内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段が内燃機関を用いて充電される蓄電池の充電状態を取得する手段を含む場合、オルタネーターの出力を微妙に変化させることで、蓄電池に対し、より望ましい状態で充電することが可能となる。
内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段が車両の減速度を取得する手段や車両の走行速度を取得する手段を含む場合、より好ましいエンジンブレーキの効きを確保しつつ燃費を改善することができる。
本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態の概念図である。 図１に示した実施形態における主要部の制御ブロック図である。 図１に示した実施形態における車速とエンジン回転速度と燃料遮断可能運転領域との関係を模式的に表すマップである。 図１に示した実施形態によるクランク角位相と排気弁の開弁リフト量との関係を表すグラフである。 図１に示した実施形態における可変動弁装置の主要部を抽出拡大した断面図である。 図１に示した実施形態における排気弁用ロッカーアームの構造を模式的に表す展開断面図である。 図６に示した排気弁用ロッカーアームの部分を分解状態で表す立体投影図である。 図１に示した実施形態における切り替え手段に関する油圧回路図である。 図１に示した実施形態におけるエンジン回転速度と燃料噴射量と可変動弁装置の各モードとの関係を模式的に表すマップである。 図１に示した実施形態において、エンジンをモータリングした場合のエンジン回転速度と可変動弁装置の各モードにおける内部抵抗との関係を表すグラフである。 図１に示した実施形態における車速とエンジン回転速度と可変動弁装置の各モードとの関係を模式的に表すマップである。 図１に示した実施形態における可変動弁装置の各モードを選択するための手順を表すフローチャートである。 図１２に示した動弁内部抵抗制御のサブルーチンに関するフローチャートである。 図１２に示した動弁内部抵抗制御における他の実施形態のサブルーチンに関するフローチャートである。
本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に適用した一実施形態について、図１〜図１４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、要求される特性に応じてその構成を自由に変更することが可能である。例えば、ガソリンやアルコールまたはＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料としてこれを点火プラグにて着火させる火花点火方式の内燃機関に対しても本発明は有効である。
本実施形態におけるエンジンシステムの主要部を模式的に図１に示し、その主要部の制御ブロックを概略的に図２に示す。なお、図１にはエンジン１０の補機として一般的な排気ターボ式過給機やＥＧＲ装置などが省略されている。また、エンジン１０の円滑な運転のために必要とされる各種センサー類もその一部が便宜的に省略されていることに注意されたい。
本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油またはバイオ燃料あるいはこれらの混合燃料を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１０ａ内に直接噴射することにより、自然着火させる自着火方式、すなわち圧縮点火式の多気筒内燃機関である。しかしながら、本発明の特性上、単気筒の内燃機関であってもかまわない。
燃焼室１０ａにそれぞれ臨む吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂが形成されたシリンダーヘッド１２には、吸気ポート１２ａを開閉する吸気弁１３および排気ポート１２ｂを開閉する排気弁１４を含む後述の動弁機構が組み込まれている。燃焼室１０ａの上端中央に臨む先の燃料噴射弁１１は、吸気弁１３および排気弁１４に挟まれるようにシリンダーヘッド１２に組み付けられている。燃焼室１０ａの圧力変化を検出してこれをＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５に出力する筒内圧センサー１６もまた、各気筒毎に吸気弁１３および排気弁１４に挟まれるように燃料噴射弁１１に隣接してシリンダーヘッド１２に組み付けられている。
燃料噴射弁１１から燃焼室１０ａ内に供給される燃料の量および噴射時期は、運転者によるアクセルペダル１７の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ１５により制御される。アクセルペダル１７の踏み込み量は、アクセル開度センサー１８によりアクセル開度として検出され、その出力値がＥＣＵ１５に出力される。
ＥＣＵ１５は、周知のワンチップマイクロプロセッサーであり、図示しないデータバスにより相互接続されたＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリーおよび入出力インターフェースなどを含む。本実施形態におけるＥＣＵ１５は、上述した筒内圧センサー１６やアクセル開度センサー１８および後述する各種センサー類などからの情報に基づき、車両の運転状態を判定する運転状態判定部１５ａと、燃料噴射設定部１５ｂと、燃料噴射弁駆動部１５ｃとを有する。燃料噴射設定部１５ｂは、運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいて燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量や噴射時期を設定する。燃料噴射弁駆動部１５ｃは、燃料噴射設定部１５ｂにて設定された量の燃料が設定された時期に燃料噴射弁１１から噴射されるように、燃料噴射弁１１の作動を制御する。
シリンダーヘッド１２の吸気ポート１２ａに接続する吸気管１９は、吸気ポート１２ａと共に吸気通路１９ａを画成する。吸気管１９の上流側には、エアーフローメーター２０が取り付けられ、これによって検出された吸気流量に関する情報がＥＣＵ１５に出力される。ＥＣＵ１５の燃料噴射設定部１５ｂは、エアーフローメーター２０からの検出情報などに基づき、燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量の補正も行う。エアーフローメーター２０よりも下流側の吸気管１９には、吸気通路１９ａの開度を変更するためのスロットル弁２１とこれを駆動するためのスロットルアクチュエーター２２とが設けられている。
先のＥＣＵ１５は、スロットル開度設定部１５ｄと、アクチュエーター駆動部１５ｅとをさらに有する。スロットル開度設定部１５ｄは、アクセル開度センサー１８からのアクセル開度θO情報に加え、先の運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいてスロットル弁２１の開度を設定する。アクチュエーター駆動部１５ｅは、このスロットル弁２１がスロットル開度設定部１５ｄにて設定された開度となるように、スロットルアクチュエーター２２の作動を制御する。
ピストン２３ａが往復動するシリンダーブロック２３には、連接棒２３ｂを介してピストン２３ａが連結されるクランク軸２３ｃの回転位相、つまりクランク角位相を検出してこれをＥＣＵ１５に出力するクランク角センサー２４が取り付けられている。
ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、クランク角センサー２４からの情報に基づき、クランク軸２３ｃの回転位相やエンジン回転速度ＮEの他に車速、すなわち車両の走行速度ＶVなどを実時間で把握する。本実施形態では、運転状態判定部１５ａが車両の走行速度、すなわち車速ＶVを算出するようにしているが、車速センサーなどを用いて車速ＶVを検出するようにしてもよい。
また、ＥＣＵ１５にはエンジン回転速度ＮEに基づいて予め設定した図３に示す如き燃料噴射遮断可能運転領域が記憶されている。この燃料噴射遮断可能運転領域は車両の走行中に燃料の供給を完全に停止してもエンジンのストールが起こらないような運転領域であり、燃料噴射遮断判定用閾値ＮL以上の領域に対応する。なお、この燃料噴射遮断判定用閾値ＮLは、エンジン冷却水温や補機類の負荷の有無および触媒の暖機処理などに応じて補正されることは言うまでもない。本実施形態ではエンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮL以上、すなわち車両が燃料噴射遮断可能運転領域にて走行中に、アクセル開度θOが０％、すなわちアクセルオフとなった場合、燃料噴射弁１１からの燃料噴射が一時的に遮断され、無駄な燃料消費を抑制している。この場合、燃料の供給停止によりエンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮLよりも低下して車両が燃料噴射遮断可能運転領域から外れた場合、エンジンのストールが起こらないように燃料噴射が再開されるようになっている。ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、エンジン１０が燃料噴射遮断可能運転領域にあるか否かを判定する本発明の手段として機能する。
排気ポート１２ｂに連通するようにシリンダーヘッド１２に連結される排気管２５は、排気ポート１２ｂと共に排気通路２５ａを画成する。下流端側に取り付けられた図示しない消音器よりも上流側の排気管２５には、燃焼室１０ａ内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置２６が取り付けられている。本実施形態における排気浄化装置２６は、ディーゼルパティキュレートフィルター(ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter)２６ａと、ディーゼル酸化触媒コンバーター(ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalytic converter)２６ｂとを含む。これらＤＰＦ２５ａ，２５ｂ以外の他の触媒コンバーターを排気浄化装置２６にさらに組み入れることも可能である。
可変動弁装置２７は、車両の運転状態に応じた好ましい出力特性が得られるように、予め設定されたプログラムに従い、吸／排気弁１３，１４の開閉時期や開弁ストロークを変更し得るものである。以下では、記述が冗長となるのを避けるために排気弁１４に関して説明するが、吸気弁１３に関しても所望の特性を得るために類似の構成を採用することが可能である。
本実施形態では、排気弁１４に関し、図４に示すような開弁リフト量が得られるように、可変動弁装置２７が構成されている。すなわち、排気弁１４においては、エンジン１０の低負荷低回転領域にて選択される着火性向上モードと、エンジン１０の高負荷高回転領域にて選択される高出力モードと、これら以外の領域にて選択される通常モードとに切り替え可能である。着火性向上モードは図４中、実線および破線で示され、排気弁１４を閉弁した直後に再度これを開弁することにより、高温の排気の一部を燃焼室１０ａに導き、吸気温を昇温させることによって燃料の着火性を向上させる。高出力モードは図４中、一点鎖線で示され、通常モードにおける排気弁１４の閉弁時期とほぼ同じ閉弁時期で閉弁するものの、開弁リフト量を通常モードよりも増大させることにより、排気効率をより高めることができる。エンジン１０の低負荷低回転領域および高負荷高回転領域以外の領域にて選択される通常モードは図４中、実線で示され、開弁時期が高出力モードよりも遅く、開弁リフト量は高出力モードよりも小さく設定されている。何れのモードにおいても一対の排気弁１４は同一動作を行う。
なお、図４に示す開弁リフト量はあくまで一例であり、要求される特性に応じて任意の開弁リフト曲線を設定することが可能である。
上述した各種モードを選択するための可変動弁装置２７の部分を抽出拡大して図５に示し、その排気弁１４を作動させるためのロッカーアームの部分の断面構造を模式的に図６に示し、これらロッカーアームの外観を分解状態で図７に示す。すなわち、本実施形態における可変動弁装置２７は、一対の排気弁１４に対して第１〜第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、２組の切り替え手段２９ｐ，２９ｓとを具えている。
ロッカーアーム軸２８に揺動自在に取り付けられた第１のロッカーアーム２８ａは、一対の排気弁１４にオートラッシュアジャスター３０を介して当接する。また、第１のロッカーアーム２８ａには、クランク軸２３ｃと同期回転するカム軸３１に形成された第１カム３１ａが押し当たった状態となっている。第２および第３ロッカーアーム２８ｂ，２８ｃは、この第１ロッカーアーム２８ａを間に挟むようにそれぞれロッカーアーム軸２８に揺動自在に取り付けられている。これら第２および第３ロッカーアーム２８ｂ，２８ｃは、カム軸３１の第２および第３カム３１ｂ，３１ｃに常に当接するようにロストモーションばね３２ｂ，３２ｃによりそれぞれ付勢されている。通常、第２のロストモーションばね３２ｃのばね力は、第１のロストモーションばね３２ｂのばね力よりもかなり大きく設定され、排気弁１４が第３カム３１ｃのカムプロフィールに従って確実に開閉するように配慮している。
第１および第２ロッカーアーム２８ａ，２８ｂと、第１および第３ロッカーアーム２８ａ，２８ｃとにそれぞれ跨がって配される２組の切り替え手段２９ｐ，２９ｓは、連結ピン３３ｐ，３３ｓと、保持ピン穴３４ｈおよび連結ピン穴３４ｊとをそれぞれ含む。
第１および第２ロッカーアーム２８ａ，２８ｂに跨がって配される第１の切り替え手段２９ｐの連結ピン３３ｐは、第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂを所定の位相にて一体的に連結するためのものである。この連結ピン３３ｐは、ロッカーアーム軸２８の軸線と平行な方向に沿って第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂにそれぞれ形成された保持ピン穴３４ｈおよび連結ピン穴３４ｊに対して摺動自在に嵌合する。本実施形態では保持ピン穴３４ｈが第１のロッカーアーム２８ａに形成されて連結ピン３３ｐの一端側を摺動自在に保持するのに対し、連結ピン穴３４ｊが第２のロッカーアーム２８ｂに形成されて連結ピン３３ｐの他端側を嵌合し得るようになっている。
第１および第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃに跨がって配される第２の切り替え手段２９ｓの連結ピン３３ｓは、第１および第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃを所定の位相にて一体的に連結するためのものである。この連結ピン３３ｓは、ロッカーアーム軸２８の軸線と平行な方向に沿って第１および第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃにそれぞれ形成された保持ピン穴３４ｈおよび連結ピン穴３４ｊに対して摺動自在に嵌合する。本実施形態では保持ピン穴３４ｈが第３のロッカーアーム２８ｃに形成されて連結ピン３３ｓの一端側を摺動自在に保持するのに対し、連結ピン穴３４ｊが第１のロッカーアーム２８ａに形成されて連結ピン３３ｓの他端側を嵌合し得るようになっている。
本実施形態では第１ロッカーアーム２８ａに連結ピン穴３４ｊを形成すると共に第２および第３のロッカーアーム２８ｂ，２８ｃに保持ピン穴３４ｈをそれぞれ形成したが、これらを逆に配することも可能である。すなわち、第１ロッカーアーム２８ａに保持ピン穴３４ｈを形成すると共に第２および第３のロッカーアーム２８ｂ，２８ｃに連結ピン穴３４ｊをそれぞれ形成してもよい。
連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｐ，３３ｓの他端側がそれぞれ非嵌合状態（図８参照）の場合、一対の排気弁１４は第１カム３１ａのカムプロフィールに従って開閉する。これに対し、第２および第３ロッカーアーム２８ｂ，２８ｃは空転するだけで排気弁１４の開閉には関与しない。この状態が先の通常モードとなる。
この通常モードから、第１の切り替え手段２９ｐの連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｐの他端側が図６に示す嵌合状態になると、第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂが一体的に揺動する。そして、排気弁１４は第１カム３１ａと第２カム３１ｂとの合成されたカムプロフィールに従って開閉することとなる。本実施形態では、第１カム３１ａによる排気弁１４のリフト量がカム軸３１の全回転領域において第２カム３１ｂのそれよりも大きく設定されている。このため、第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂが一体的に連結された状態では、第２カム３１ｂのカムプロフィールに従って排気弁１４が開閉することとなる。また、この状態においても第３ロッカーアーム２８ｃは空転するだけで排気弁１４の開閉には関与せず、先の高出力モードとなる。
一方、先の通常モードから第２の切り替え手段２９ｓの連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｓの他端側が図６に示す嵌合状態になると、第１，第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃが一体的に揺動する。そして、排気弁１４は第１，第３のカム３１ａ，３１ｃの合成されたカムプロフィールに従って開閉することとなる。本実施形態では、第１カム３１ａによる排気弁１４の開閉時期が第３カム３１ｃによる排気弁１４の開閉時期と完全に異なっているため、排気弁１４は排気行程と吸気行程とで２回に亙って開閉することとなる。このため、第１，第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃが一体的に連結された状態では、第１および第３カム３１ａ，３１ｃのカムプロフィールに従って排気弁１４が開閉することとなる。この状態が先の着火性向上モードとなる。
切り替え手段２９ｐ，２９ｓは、各連結ピン３３ｐ，３３ｓがこれらの他端側をそれぞれの連結ピン穴３４ｊに対して嵌合状態か、または非嵌合状態へと独立に切り替えられるように、油圧を介して制御される。本実施形態では、切り替え手段２９ｐ，２９ｓは、油圧プランジャー３５ｐ，３５ｓと、電磁開閉弁３６ｐ，３６ｓと、これら電磁開閉弁３６ｐ，３６ｓの作動を制御するＥＣＵ１５の電磁開閉弁駆動部１５ｆとを図８に示すような油圧回路と共に含む。油圧プランジャー３５ｐ，３５ｓは、連結ピン穴３４ｊに収容される圧縮コイルばね３７ｐ，３７ｓと、ストッパー３８ｐ，３８ｓとをそれぞれ含む。圧縮コイルばね３７ｐ，３７ｓは、図６に示す嵌合状態にある連結ピン３３ｐ，３３ｓの他端側を連結ピン穴３４ｊからそれぞれ押し出すような付勢力を有する。連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｐが図８に示す非嵌合状態にある場合、圧縮コイルばね３７ｐの先端部は相互に隣接する第１および第２ロッカーアーム２８ａ，２８ｂのほぼ中間に位置する。そして、これらの揺動に伴って連結ピン３３ｐの他端面が圧縮コイルばね３７ｐの先端側に装着されたストッパー３８ｐに対して摺接するようになっている。連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｓが非嵌合状態にある場合も同様に、圧縮コイルばね３７ｓの先端部は相互に隣接する第１および第３ロッカーアーム２８ａ，２８ｃのほぼ中間に位置する。そして、これらの揺動に伴って連結ピン３３ｓの他端面が圧縮コイルばね３７ｓの先端側に装着されたストッパー３８ｓに対して摺接するようになっている。
図８に示す本実施形態における油圧回路は、作動油（内燃機関用潤滑油）３９を貯溜する油溜め４０から第１の油圧プランジャー３５ｐの保持ピン穴３４ｈへと至る第１の油路４１ｐを有する。この第１の油路４１ｐから分岐する第２の油路４１ｓは、第２の油圧プランジャー３５ｓの保持ピン穴３４ｈまたは連結ピン穴３４ｊへと連通する。第１の油路４１ｐには、クランク軸２３ｃを介してエンジン１０に連結された油ポンプ４２が配されている。この油ポンプ４２の下流側の第１の油路４１ｐには、油ポンプ４２によって油フィルター４３を介して油溜め４０からくみ上げられた作動油３９を第１の所定圧に調圧する第１の調圧弁４４ｐが配されている。この第１の調圧弁４４ｐと第１の油圧プランジャー３５ｐとの間の第１の油路４１ｐには、第１の油圧プランジャー３５ｐに対する圧油の給排を行うための第１の電磁開閉弁３６ｐが配されている。この第１の電磁開閉弁３６ｐには、油溜め４０に連通する第１の戻し油路４５ｐが接続している。
第１の電磁開閉弁３６ｐの通電時には、第１の油路４１ｐから第１の油圧プランジャー３５ｐの保持ピン穴３４ｈへと圧油の供給を可能にして第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂが連結状態へと切り替えられる。一方、非通電時には第１の油圧プランジャー３５ｐの保持ピン穴３４ｈと第１の戻し油路４５ｐとを連通させ、圧縮コイルばね３７ｐのばね力によって第１および第２のロッカーアーム２８ａ，２８ｂが非連結状態に切り替えられる。
第２の油路４１ｓには、第１の所定圧に調圧された圧油をさらに減圧する第２の調圧弁４４ｓが配されている。この第２の調圧弁４４ｓと第２の油圧プランジャー３５ｓとの間の第２の油路４１ｓには、第２の電磁開閉弁３６ｓが配されている。この第２の電磁開閉弁３６ｓを介して第２の油圧プランジャー３５ｓの他端側と油溜め４０とが第２の戻し油路４５ｓにより連通した状態となっている。
第２の電磁開閉弁３６ｓの非通電時には、第２の油路４１ｓを流れる圧油が第２の油圧プランジャー３５ｓの連結ピン穴３４ｊに供給されると共に第２の油圧プランジャー３５ｓの保持ピン穴３４ｈが第２の戻し油路４５ｓに連通する。これにより、第１および第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃが非連結状態に切り替えられる。逆に、第２の電磁開閉弁３６ｓの通電時には、第２の油路４１ｓを流れる圧油が第２の油圧プランジャー３５ｓの保持ピン穴３４ｈに供給されると共に第２の油圧プランジャー３５ｓの連結ピン穴３４ｊが第２の戻し油路４５ｓに連通する。これにより、第１および第３のロッカーアーム２８ａ，２８ｃが連結状態に切り替えられる。
第１および第２の電磁開閉弁３６ｐ，３６ｓに対する通電のオン／オフは、ＥＣＵ１５の電磁開閉弁駆動部１５ｆによってそれぞれ独立に制御される。なお、上述した油圧回路は単なる一例であり、必要とされる特性に応じて適宜変更できることは言うまでもない。
上述した排気弁１４の着火性向上モードおよび高出力モードおよび通常モードは、エンジン回転速度ＮEと燃料噴射量とに基づいてＥＣＵ１５のモード選択部１５ｇに記憶された図９に示す如きマップから読み出され、電磁開閉弁駆動部１５ｆに出力される。電磁開閉弁駆動部１５ｆは、モード選択部１５ｇにて選択された可変動弁装置２７のモードとなるように、第１および第２油圧プランジャー３５ｐ，３５ｓに対して圧油の給排を行う。このように、エンジン回転速度ＮEと燃料噴射量とに基づき、ＥＣＵ１５のモード選択部１５ｇにて選択されたモードとなるように、第１および第２油圧プランジャー３５ｐ，３５ｓに対して圧油の給排を行う制御を以下、動弁出力制御と呼称する。
なお、本実施形態では筒内圧センサー１６からの検出情報に基づいてＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａが連結ピン穴３４ｊに対する連結ピン３３ｐ，３３ｓの非嵌合状態および嵌合状態への切り替わりを確実に把握できるようにしている。その詳細は本件出願人による特願２０１３−１６６６７２号に記述されているが、以下にその概略を簡単に説明する。ただし、連結ピン穴３４ｊに対して連結ピン３３ｐ，３３ｓが非嵌合状態から嵌合状態への切り替わりをこのような手法以外で行うようにしてもかまわない。すなわち、運転状態判定部１５ａは、筒内圧センサー１６によって検出される個々の気筒における筒内圧の変化率をクランク角位相の変化に関連付けて算出する。算出した筒内圧変化率の変化率は、排気弁１４の開弁に実際に作用しているロッカーアーム２８ａ〜２８ｃ毎にそれぞれ異なっている。特に、筒内圧の変化率の変曲点が位置するクランク角位相は、排気弁１４の開弁に実際に作用しているロッカーアーム２８ａ〜２８ｃ毎に大きくずれている。従って、運転状態判定部１５ａにて取得した筒内圧の変化率の変曲点が得られるクランク角位相から、排気弁１４の開弁に実際に作用しているロッカーアーム２８ａ〜２８ｃを推定することが可能である。これにより、推定したロッカーアーム２８ａ〜２８ｃが選択したモードに対応したロッカーアーム２８ａ〜２８ｃであるか否かを判定することができる。
次に、本実施形態における吸気弁１３を作動させるための可変動弁装置２７についても以下に簡単に説明しておく。すなわち、本実施形態における吸気弁１３は個々に独立に開閉し得る構成を具えている。第１の吸気弁１３は、第１のカム４６ａにより第１のロッカーアーム４７ａを介して作動する。第２の吸気弁１３は、この第１のカム４６ａによる開弁リフト量よりも小さな開弁リフト量となるように第２のカム４６ｂにより第２のロッカーアーム（図示せず）を介して作動可能である。これら一対の吸気弁１３は、第１のカム４６ａによる開弁リフト量よりも大きな開弁リフト量となるように、第３のカム４６ｃにより第３のロッカーアーム（図示せず）を介して作動可能である。なお、この第３のロッカーアームにはロストモーションばね４８によるばね力が付勢されている。これら３つのロッカーアームの連結状態は排気弁１４と同様の図示しない切り替え手段によって切り替えられる。
前述したように、車両が燃料噴射遮断可能運転領域を走行中にアクセル開度θOが０％の場合、燃料噴射弁１１からの燃料噴射が一時的に遮断され、無駄な燃料消費を抑制している。この状態での動弁出力制御においては、可変動弁装置２７の高出力モードまたは通常モードが選択されており、ロストモーションばね３２ｂ，３２ｃのばね力をエンジン１０の内部抵抗として考慮した場合、選択されているモードが最適ではない可能性がある。本発明においては、このような状態において、エンジン１０の内部抵抗の増減要求量を求め、このエンジン１０の内部抵抗の増減要求量に対して最適な可変動弁装置２７のモードを選択し、必要に応じて選択したモードに切り替える動弁内部抵抗制御が実行される。ただし、本実施形態における動弁内部抵抗制御は、エンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮLよりも高い動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮH以上の場合に実行される。このエンジン１０の内部抵抗の増減要求の対象として、本実施形態では車両に搭載された蓄電池の充電率およびエンジンブレーキの効き具合を組み入れており、従って蓄電池の充電率や車両の減速度に基づいて内部抵抗の増減要求量を求めることができる。
本実施形態におけるＥＣＵ１５は、図示しない蓄電池のＳＯＣ(State Of Charge:充電率)を推定する充電率算出部１５ｈと、この充電率算出部１５ｈでの算出結果に基づいてオルタネーター４９を駆動するためのオルタネーター駆動部１５ｉとをさらに有する。オルタネーター駆動部１５ｉは、充電した場合に蓄電池の寿命を極端に低下させてしまう可能性が高い場合、例えばＳＯＣが８０％以上の場合、基本的にオルタネーター４９の機能を完全に停止させる。これに対し、充電した場合に蓄電池の寿命を低下させてしまうような可能性が全く生じない場合、例えばＳＯＣが６０％未満の場合には、オルタネーター４９の発電量を最大にする。さらに、ＳＯＣが例えば８０から６０％の間にある場合には、オルタネーター４９の発電量がＳＯＣの値に応じて調整されるように、界磁電流を制御している。つまり、本実施形態では内部抵抗の増減要求量として、ＳＯＣが８０％以上の場合と、ＳＯＣが６０％未満の場合と、ＳＯＣが８０から６０％の間にある場合とを設定している。
なお、オルタネーター４９の発電量を切り替えるための上述したＳＯＣの値は一例であって、蓄電池の種類などに応じて異なる値となることは言うまでもない。また、ＳＯＣの算出手法に関しては、例えば特開２０１２−１６５５８９号公報などで周知であるので、ここではこれ以上の説明を省略する。
エンジン１０をモータリングした場合のエンジン回転速度ＮEとこの時の各モードにおける可変動弁装置２７の内部抵抗との関係を図１０に示す。縦軸の目盛りの単位は１Ｎｍであり、ロストモーションばね３２ｂ，３２ｃによるばね力の影響を受けない通常モードの場合が図１０中の実線で示されている。また、ロストモーションばね３２ｂによるばね力が内部抵抗として加わる高出力モードが一点鎖線で示され、ロストモーションばね３２ｃによるばね力が内部抵抗として加わる着火性向上モードが破線で示されている。このように、可変動弁装置２７の内部抵抗は通常モード、高出力モード、着火性向上モードの順に増大し、ロストモーションばね３２ｂ，３２ｃのばね力をエンジン１０の内部抵抗として働かせることができる。このため、本実施形態におけるモード選択部１５ｇは、エンジン回転速度ＮEが動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮH以上であってスロットル開度が０％の場合、可変動弁装置２７の内部抵抗を最適なものに変更する。本実施形態におけるモード選択部１５ｇは、充電率算出部１５ｈでの算出結果に基づき、ＳＯＣが６０％未満の場合には可変動弁装置２７の内部抵抗が最も少ない通常モードを選択する。逆に、ＳＯＣが８０％以上の場合には蓄電池に充電を行う必要がないので、エンジンブレーキの効きが良くなるように可変動弁装置２７の内部抵抗が最も大きい着火性向上モードを選択する。また、ＳＯＣが８０から６０％の間にある場合には一方のロストモーションばね３２ｂのばね力のみがエンジン１０の内部抵抗として負荷する高出力モードを選択する。
また、エンジンブレーキの効きに関し、車両の減速度、すなわち負の加速度αVの絶対値があらかじめ設定した正の閾値αL未満の場合には、可変動弁装置２７の内部抵抗が最も大きい高出力モードを選択してエンジンブレーキの効きが良くなるようにしている。逆に、車両の減速度αVの絶対値があらかじめ設定した正の閾値αH（ただし、αH＞αL）以上の場合には、エンジンブレーキが充分に効いていると判断して可変動弁装置２７の内部抵抗が最も少ない通常モードを選択し、燃費の低下を抑制する。また、車両の減速度αVの絶対値が上述した２つの閾値αL，αHの間にある場合には、一方のロストモーションばね３２ｂのばね力のみエンジン１０の内部抵抗として負荷する高出力モードを選択している。つまり、本実施形態では内部抵抗の増減要求量として、車両の減速度αVの絶対値が閾値αL未満の場合と、車両の減速度αVの絶対値が閾値αH（ただし、αH＞αL）以上の場合と、車両の減速度αVの絶対値が上述した２つの閾値αL，αHの間にある場合とを設定している。さらに、本実施形態におけるモード選択部１５ｇには、車速ＶVとエンジン回転速度ＮEとに基づいてあらかじめ設定された図１１に示す如きマップが記憶されている。すなわち、車速ＶVがあらかじめ設定した閾値ＶR以下であってエンジン回転速度ＮEがあらかじめ設定した閾値ＮRよりも低い場合、可変動弁装置２７の内部抵抗が最も少ない通常モードを選択して車両の空走距離を増大させる。これに対し、車速ＶVが閾値ＶRよりも高速の場合には車両の空走距離が短くなるように一方のロストモーションばね３２ｂのばね力のみエンジン１０の内部抵抗として負荷する高出力モードを選択する。ただし、本実施形態においては、充電率算出部１５ｈでの算出結果が優先され、ここで蓄電池に充電を行う必要がない場合にのみ、車両の減速度αVや車速ＶVおよびエンジン回転速度ＮEに基づいて可変動弁装置２７のモードが選択される。なお、先の閾値ＮRは、動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮHよりも高いエンジン回転速度ＮEに対応する。
従って、上述したＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａおよびモード選択部１５ｇは、車両の状況に応じてエンジン１０の内部抵抗に関する増減要求量を設定する本発明の手段として機能する。
このような本実施形態による可変動弁装置２７のモード選択手順を図１２および図１３を参照しながら以下に説明すると、まずＳ１１のステップにてアクセル開度θOが０％か否かを判定する。ここで、アクセル開度θOが０％である、すなわち運転者はアクセルペダル１７を踏んでいないと判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行してエンジン回転速度ＮEが動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮH以上であるか否かを判定する。ここで、エンジン回転速度ＮEが動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮH以上である、すなわち動弁内部抵抗制御を実行可能であると判断した場合には、Ｓ１３のステップに移行して動弁内部抵抗制御を開始する。
この動弁内部抵抗制御のサブルーチンは図１３に示されている。ここでは、まずＳ３１のステップにてＳＯＣが８０％未満であるか否かを判定する。ここで、ＳＯＣが８０％未満である、すなわち蓄電池に対して充電を行うことが好ましいと判断した場合には、Ｓ３２のステップに移行して今度はＳＯＣが６０％未満であるか否かを判定する。ここで、ＳＯＣが６０％未満である、すなわちオルタネーター４９の発電量を最大にすることが必要であると判断した場合には、Ｓ３３のステップに移行してエンジン１０の内部抵抗が最小、すなわち第１の所定値以下となるように、可変動弁装置２７の通常モードが選択される。従って、アクセル開度θOが０％となった時点で高出力モードにて走行していた場合には、通常モードに切り替えられるが、通常モードで走行していた場合には、切り替え手段２９ｐ，２９ｓによる切り替え操作は行われない。この場合、ロストモーションばね３２ｂ，３２ｃのばね力によるエンジン１０の内部抵抗がない分、回生エネルギーの損失を回避することができ、より高効率での充電が可能となる。しかるのち、図１２に示したメインのルーチンに戻って先のＳ１１以降の処理を再び実行する。
また、先のＳ３２のステップにてＳＯＣが６０％以上である、すなわち蓄電池の寿命を高く維持するために充電効率を高くしない方が好ましいと判断した場合には、Ｓ３４のステップに移行する。そして、エンジン１０の内部抵抗が中程度となるように、可変動弁装置２７の高出力モードが選択される。従って、アクセル開度θOが０％となった時点で通常モードにて走行していた場合には、高出力モードに切り替えられるが、高出力モードで走行していた場合には、切り替え手段２９ｐ，２９ｓによる切り替え操作は行われない。この場合、ロストモーションばね３２ｂのばね力によるエンジン１０の内部抵抗が加わる分だけ、オルタネーター４９の効率が低下する結果、蓄電池に対する充電をより安全に行うことが可能となる。しかるのち、図１２に示したメインのルーチンに戻って先のＳ１１以降の処理を再び実行する。
一方、Ｓ３１のステップにてＳＯＣが８０％以上である、すなわち充電を行うと、蓄電池が劣化してその寿命が短くなってしまう可能性があると判断した場合には、Ｓ３５のステップに移行する。ここでは、車両の減速度、すなわち負の加速度αVの絶対値があらかじめ設定した正の閾値αH以上か否かを判定する。そして、車両の減速度の絶対値｜αV｜が閾値αH以上である、すなわちエンジンブレーキが充分に働いていると判断した場合には、Ｓ３３のステップに移行して可変動弁装置２７の通常モードが選択され、内部抵抗を最小限として燃費の低下を抑える。
また、Ｓ３５のステップにて車両の減速度の絶対値｜αV｜が閾値αH未満であると判断した場合には、Ｓ３６のステップに移行して今度は車両の減速度の絶対値｜αV｜があらかじめ設定した閾値αL（ただしαH＞αL）以上か否かを判定する。ここで、車両の減速度の絶対値｜αV｜が閾値αL以上、すなわち車両の減速度αVが閾値αLと先の閾値αHとの間にあると判断した場合には、Ｓ３７のステップに移行して車速ＶVがあらかじめ設定した閾値ＶR以上であるか否かを判定する。ここで、車速ＶVが閾値ＶR以上である、すなわちエンジンブレーキがある程度効いていると判断した場合には、先のＳ３４のステップに移行して可変動弁装置２７の高出力モードが選択される。これにより、ロストモーションばね３２ｂのばね力によるエンジン１０の内部抵抗が加わる分だけ、エンジンブレーキの効果を高めることができる。
また、このＳ３７のステップにて車速ＶVが閾値ＶR未満である、すなわち車両をこのままの状態で空走させても問題がないと判断した場合には、Ｓ３８のステップに移行して今度はエンジン回転速度ＮEがあらかじめ設定した閾値ＮR以上か否かを判定する。ここで、エンジン回転速度ＮEが閾値ＮR以上である、すなわちエンジン１０がストールする可能性はないと判断した場合には、先のＳ３６のステップに移行して可変動弁装置２７の高出力モードが選択される。これにより、ロストモーションばね３２ｂのばね力によるエンジン１０の内部抵抗が加わる分だけ、車両の空走距離を短くすることができる。
一方、Ｓ３８のステップにてエンジン回転速度ＮEが閾値ＮR未満である、すなわちこのままでは車両の空走距離が短くなってしまうと判断した場合には、Ｓ３３のステップに移行して可変動弁装置２７の通常モードが選択される。これにより、ロストモーションばね３２ｂ，３２ｃのばね力によるエンジン１０の内部抵抗がない分、車両の空走距離を延ばすことができる。
一方、先のＳ３６のステップにて車両の減速度の絶対値｜αV｜が閾値αL未満である、すなわちエンジンブレーキの効果が余り認められないと判断した場合には、Ｓ３９のステップに移行する。そして、エンジン１０の内部抵抗が最大、すなわち第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上となるように、可変動弁装置２７の着火性向上モードを選択する。これにより、ロストモーションばね３２ｃの強力なばね力がエンジン１０の内部抵抗として加わる分だけ、エンジンブレーキの効果を高めることができる。
上述した手順においては、蓄電池に対する充電処理をエンジンブレーキの効きに対して優先させたが、逆にエンジンブレーキの効きを充電処理に対して優先させることも当然可能である。つまり、本発明においては、複数の内部抵抗の増減要求対象に対して要求される優先度に応じてその制御手順を任意に変更することができる。このような内部抵抗の増減要求対象は、上述した車載の蓄電池や車両の減速時のエンジンブレーキ以外に、例えば冷態時での昇温を促進させることが好ましい作動油４０やエンジン冷却水などを挙げることができる。あるいは、これらのうちの何れか１つのみをエンジン１０の内部抵抗の増減要求対象として設定することも可能であり、例えば蓄電池に対する充電処理またはエンジンブレーキの効きの何れか一方のみをエンジン１０の内部抵抗の増減要求対象とすることができる。
図１４は、このような観点から、エンジンブレーキの効きのみをエンジン１０の内部抵抗の増減要求対象とした本発明の他の実施形態における動弁内部抵抗制御のサブルーチンを示している。図１３に示した先の実施形態と同一機能または処理に関しては、これと同一符号およびステップ番号を記している。
上述したように動弁内部抵抗制御を行った後、先の図１２に示したメインのルーチンに戻る。そして、Ｓ１１のステップにてアクセル開度θOが０％を越えている、またはＳ１２のステップにてエンジン回転速度ＮEが動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮH未満である、すなわち動弁内部抵抗制御を実行することかできないと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行する。ここでは、エンジン回転速度ＮEと燃料噴射量とに基づき、図９に示したマップに従って動弁出力制御が行われ、高出力モード／通常モード／着火性向上モードの何れかが選択される。そして、Ｓ１５のステップに移行して選択したモードの切り替えが完了したか否かを筒内圧センサー１６からの情報に基づいて判定する。ここで選択したモードへの切り替えが完了していると判断した場合には、Ｓ１６のステップに移行して燃料噴射を再開したのち、再びＳ１１のステップに戻る。なお、選択したモードへの切り替えが完了しない状態で燃料噴射を再開した場合には、排気中に含まれるエミッションが増大して排気浄化装置２６の負荷が増大することとなる。このため、本実施形態のように選択したモードへの切り替えの完了を確認した後に燃料噴射を再開することが排気中に含まれるエミッションの増大を防止する上で有効である。
一方、Ｓ１５のステップにて選択したモードの切り替えが完了していないと判断した場合にはＳ１７のステップに移行してエンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮL以上であるか否かを判定する。ここでエンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮL以上である、すなわち現時点ではエンジン１０がストールする可能性がないと判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行して選択したモードの切り替えが完了したか否かを再度判定する処理を繰り返す。しかしながら、Ｓ１５のステップにエンジン回転速度ＮEが燃料噴射遮断判定用閾値ＮL未満である、すなわちエンジン１０がストールする可能性があると判断した場合には、選択したモードの切り替えの完了を待つことなく、Ｓ１６のステップに移行して燃料噴射を再開する。これによって、エンジン１０のストールを確実に防止するが、この後、何れかの時点にて選択したモードの切り替えが完了することとなる。
このように、エンジン１０の内部抵抗の増減要求量に基づく動弁内部抵抗制御の実行中に、アクセル開度θOが０％を越えたり、エンジン回転速度ＮEが動弁内部抵抗制御判定用閾値ＮHよりも低下した場合、エンジン回転速度ＮEと燃料噴射量とに基づく通常の動弁出力制御へと移行する。しかしながら、エンジン１０がストールする可能性がない限り、選択したモードへの切り替えが完了するまでは燃料噴射を再開しないことにより、エミッションの悪化を防止することができる。
なお、上述した排気弁１４に関する可変動弁装置２７に加え、吸気弁１３を開閉するための可変動弁装置２７もエンジン１０の内部抵抗の増減要求量に基づいて最適なモードに切り替えることが有効である。また、本実施形態による可変動弁装置は、１本の排気弁１４に対して３本のロッカーアーム２８ａ〜２８ｃを配しているが、１本の排気弁１４に対して２本のロッカーアーム２８ａ，２８ｂを配したものであっても、本発明を適合させることができる。この場合、内部抵抗の増減要求量が大きい場合と小さい場合との２つに分けて動弁内部抵抗制御を行えばよい。
本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
１０ エンジン
１１ 燃料噴射弁
１３ 吸気弁
１４ 排気弁
１５ ＥＣＵ
１５ａ 運転状態判定部
１５ｆ 電磁開閉弁駆動部
１５ｇ モード選択部
１５ｈ 充電率算出部
１５ｉ オルタネーター駆動部
１６ 筒内圧センサー
１７ アクセルペダル
１８ アクセル開度センサー
２４ クランク角センサー
２７ 可変動弁装置
２８ａ〜２８ｃ 第１〜第３のロッカーアーム
２９ｐ，２９ｓ 切り替え手段
３１ａ〜３１ｃ 第１〜第３カム
３２ｂ，３２ｃ 第１，第２のロストモーションばね
３３ｐ，３３ｓ 連結ピン
３４ｈ 保持ピン穴
３４ｊ 連結ピン穴
３５ｐ，３５ｓ 第１，第２の油圧プランジャー
３６ｐ，３６ｓ 電磁開閉弁
３７ｐ，３７ｓ 圧縮コイルばね
３８ｐ，３８ｓ ストッパー
３９ 作動油
４１ｐ，４１ｓ 第１，第２の油路
４５ｐ，４５ｓ 第１，第２の戻し油路
４６ａ〜４６ｃ 第１〜第３のカム
４７ａ 第１のロッカーアーム
４８ ロストモーションばね
４９ オルタネーター
ＮE エンジン回転速度
ＮH 動弁内部抵抗制御判定用閾値
ＮL 燃料噴射遮断判定用閾値
ＶV 車速
θO アクセル開度
αV 車両の減速度
αL，αH 車両の減速度の絶対値に対する正の閾値
ＶR 車速に関する閾値
ＮR エンジン回転速度に関する閾値

Claims (11)

  1. 吸気弁または排気弁が当接し、第１のカムの回転に伴って揺動する第１のロッカーアームと、
    吸気弁または排気弁が当接せず、前記第１のカムのカムプロフィールと異なるカムプロフィールを有する第２のカムの回転に伴って揺動する第２のロッカーアームと、
    この第２のロッカーアームが前記第２のカムに当接するように当該第２のロッカーアームを付勢する第１のロストモーションばねと、
    内燃機関に与えられる燃料噴射量および内燃機関の回転速度に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えるための切り替え手段と
    を含む可変動弁装置が組み込まれた内燃機関の運転制御装置であって、
    内燃機関の回転速度が内燃機関への燃料の供給を一時的に停止し得るあらかじめ設定した第１の回転速度以上であるか否かを判定する手段と、
    アクセル開度センサーと、
    車両の状況に応じて内燃機関の内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段と
    を具え、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度以上であり、かつ前記アクセル開度センサーの出力値が０％の場合、前記切り替え手段は、設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えることを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
  2. 前記切り替え手段は、内部抵抗の増減要求量が第１の所定値以下の場合には前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを非連結状態に切り替え、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きい場合には前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転制御装置。
  3. 設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記切り替え手段が前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えた状態から、前記アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度未満となった場合、前記切り替え手段は内燃機関の回転速度に基づいて前記第１のロッカーアームと前記第２のロッカーアームとを連結状態または非連結状態に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の運転制御装置。
  4. 前記可変動動弁装置は、第２の吸気弁または排気弁が当接し、前記第１および第２のカムのカムプロフィールと異なるカムプロフィールを有する第３のカムの回転に伴って揺動する第３のロッカーアームをさらに具え、
    前記切り替え手段は、内燃機関に与えられる燃料噴射量および内燃機関の回転速度に基づいて前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転制御装置。
  5. 前記可変動弁装置は、前記第３のロッカーアームが前記第３のカムに当接するように当該第３のロッカーアームを付勢する第２のロストモーションばねをさらに具えたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の運転制御装置。
  6. 前記第１および第２のロストモーションばねのばね力が異なっており、前記切り替え手段は、内部抵抗の増減要求量が第１の所定値以下の場合には前記第１および第２および第３のロッカーアームをすべて非連結状態に切り替え、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合には前記第１のロッカーアームとばね力が大きい方のロストモーションばねによるばね力が付勢されるロッカーアームとを連結状態に切り替え、内部抵抗の増減要求量が前記第１の所定値よりも大きくかつ前記第２の所定値よりも小さい場合には前記第１のロッカーアームとばね力が小さい方のロストモーションばねによるばね力が付勢されるロッカーアームとを連結状態に切り替えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の運転制御装置。
  7. 設定した内部抵抗の増減要求量に基づいて前記切り替え手段が前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えた状態から、前記アクセル開度センサーの出力値が０％のまま、内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度未満となった場合、前記切り替え手段は内燃機関の回転速度に基づいて前記第１および第２および第３のロッカーアームを選択的に連結状態または非連結状態に切り替えることを特徴とする請求項４から請求項６の何れかに記載の内燃機関の運転制御装置。
  8. 内燃機関の回転速度が前記第１の回転速度よりも低いあらかじめ設定した第２の回転速度を下回った場合、前記切り替え手段の作動の如何にかかわらず、内燃機関への燃料の供給が再開されることを特徴とする請求項３または請求項７に記載の内燃機関の運転制御装置。
  9. 内燃機関およびこの内燃機関を用いて充電される蓄電池が搭載された車両において用いられる内燃機関の運転制御装置であって、前記内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段は、前記蓄電池の充電状態を取得する手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の内燃機関の運転制御装置。
  10. 前記内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段は、車両の減速度を取得する手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の内燃機関の運転制御装置。
  11. 前記内部抵抗に関する増減要求量を設定する手段は、車両の走行速度を取得する手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の運転制御装置。
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