JP4554343B2 - 可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。

車両減速時に排気浄化触媒の温度低下を抑制する技術として、吸気行程中にシリンダ内に空気を吸入し、この吸入した空気を圧縮・膨張行程で圧縮・膨張させる一方で、可変バルブタイミング機構により排気弁の開弁時期を排気下死点後の所定時期まで遅角させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この従来技術によれば、シリンダ内の空気が再圧縮されてシリンダ内の温度が高められるので、排気温度も高めることができ、排気浄化触媒の温度低下を抑制することができる。
特開平１１−２１０５０７号公報 特開２００１−１８２５７０号公報 特開２００１−２８９０８６号公報

しかし、上述のようにして排出された排気の温度は、あまり温度が高くないため、排気浄化触媒の温度の低下を抑制するためには、更なる排気温度の上昇が望まれる。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置において、車両の減速時に排気の温度をより高くすることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために本発明による可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置は、以下のことを特徴とする。すなわち、
排気弁の開閉時期を変更する可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関において、
車両の減速時に前記可変バルブタイミング機構により排気弁の閉弁時期を進角させる減速時排気弁進角手段と、
車両の減速時に、前記減速時排気弁進角手段により排気弁の閉弁時期を進角させたときに増加する減速力を打ち消すトルクを発生させる量の燃料を噴射させる減速時燃料噴射手段と、
を具備し、
前記減速時燃料噴射手段により噴射される燃料は、シリンダ内で燃焼することによりトルクを発生させることを特徴とする。

本発明の最大の特徴は、排気弁の閉弁時期を進角させることにより内燃機関のポンプ損失を増大させ、一方、少量の燃料噴射を行うことにより排気の温度を高めつつ内燃機関からトルクを発生させ、適正なエンジンブレーキを得るとともに高温の排気を得ることにある。

すなわち、減速時排気弁進角手段により減速時の排気弁の閉弁時期が進角されると、排気行程におけるピストン上昇途中で排気弁が閉じられる。そうすると、シリンダ内にはガスが閉じこめられるので、このガスをピストンが圧縮するためにエネルギが消費されることとなり、その分ポンプ損失が大きくなる。

また、排気弁の閉弁時期が進角されると、ガスが圧縮された状態で吸気弁が開かれるため、吸気通路にガスが逆流する。そして、このガスは、吸気行程においてシリンダ内に再度流入する。このように、吸気通路に一度流出したガスを再度シリンダ内に吸入することによっても、ポンプ損失を大きくすることができる。

このようにして増大したポンプ損失により、クランクシャフトを回転させるための力が減少するので、エンジンブレーキを増大させることができる。

すなわち、車両が減速を開始すると、前記減速時排気弁進角手段は、排気弁の閉弁時期を車両の減速開始時点よりも進角させてエンジンブレーキを増大させる。

一方、減速時燃料噴射手段により車両減速時に燃料が少量噴射されると、この燃料の燃焼により排気の温度が上昇する。また、前述のように、既燃ガスが吸気通路に流出した後に再度シリンダ内に吸入されることでシリンダ内温度が高く保たれるので、排気の温度が上昇する。これらにより、排気浄化触媒の温度低下を抑制することができる。

また、車両減速時に燃料が少量噴射されると、その分、内燃機関のクランクシャフトを回転させるエネルギが発生するが、このエネルギは前記増大したポンプ損失により消費される。そのため、車両全体としては適正なエンジンブレーキを得ることができるので、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

なお、本発明において「車両の減速時」とは、燃料カット時としてもよく、若しくは燃料カットが行われ得る状態のときとしてもよい。そして、車両の減速時に噴射される燃料量は、例えばアイドリングを維持するために必要となる燃料量よりも少量としてもよい。また、現在の機関回転数を維持するために必要となる燃料量よりも少量としてもよい。

一方、本発明においては、前記減速時排気弁進角手段は、前記排気弁の閉弁時期を進角させたときには、前記排気弁の開弁時期も進角させることができる。

このように、排気弁の開弁時期を進角させると、膨張行程途中で排気弁が開弁されるので、燃焼ガスがピストンを押し下げている途中で該燃焼ガスがシリンダ内から排出される。そのため、クランクシャフトを回転させるためのエネルギが排気の熱としてシリンダ外へ排出される。これにより、クランクシャフトを回転させるための力が減少するので、内燃機関の回転数を低下させ、エンジンブレーキを増大させることができる。また、燃焼ガスがピストンを押し下げるために消費されるエネルギが少なくなるので、その分排気の温度を高くすることができ、触媒の温度低下を抑制することができる。

そして、本発明においては、前記減速時燃料噴射手段により噴射される燃料量は、前記減速時排気弁進角手段により排気弁のバルブタイミングを進角させる前後において、車両の減速加速度の変化量が所定の範囲内となるためのトルクを発生させる燃料量とする。

また、前記減速時燃料噴射手段により噴射される燃料量は、前記減速時排気弁進角手段により排気弁のバルブタイミングを進角させたときに増加する減速力を打ち消すトルクを発生させる量としてもよい。

すなわち、排気弁のバルブタイミングを進角させたときのポンプ損失の増加により発生する車両を減速させようとする力と、燃料の燃焼により発生する車両を加速させようとする力と、がちょうど釣り合うように燃料量および／または排気弁の閉弁時期を決定すれば、通常の減速時、すなわち排気弁の閉弁時期を進角させず且つ燃料カットを行う減速時と略等しいエンジンブレーキを得ることができるため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

すなわち、「車両の減速加速度の変化量が所定の範囲内」とは、減速加速度が変化した
としてもドライバビリティが悪化していないとすることのできる範囲内としてもよい。また、少量の燃料噴射を行わなかった場合に得られる減速加速度と、本願発明により得られる減速加速度との差が、略同一若しくは運転者が違和感を感じない範囲内であるときに、「車両の減速加速度の変化量が所定の範囲内」としてもよい。

本発明に係る可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置によれば、適正なエンジンブレーキを得つつ排気の温度をより高くすることができる。

本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関１の概略構成を表す図である。本実施例に係る内燃機関１は、４気筒ディーゼルエンジンである。なお、本実施例においては、内燃機関１を簡潔に表示するため、一部の構成要素の表示を省略している。

シリンダ２内の燃焼室には、シリンダヘッド１０に設けられた吸気ポート３を介して吸気管４が接続されている。シリンダ２への吸気の流入は吸気弁５によって制御される。吸気弁５の開閉は、吸気側カム６の回転駆動によって制御される。また、シリンダヘッド１０に設けられた排気ポート７を介して、排気管８が接続されている。シリンダ２外への排気の排出は排気弁９によって制御される。排気弁９の開閉は排気側カム１１の回転駆動によって制御される。更に、シリンダ２の頂部には、燃料噴射弁１２が設けられている。そして、内燃機関１のクランクシャフト１３にコンロッド１４を介して連結されたピストン１５が、シリンダ２内で往復運動を行う。

また、吸気管４の途中には、該吸気管４を流れる吸気の量を調整する吸気絞り弁１６が備えられている。

さらに、排気管８の途中には、排気中の有害物質を浄化するための排気浄化触媒１７が備えられている。

また、内燃機関１には、排気管８内を流通する排気の一部（以下、ＥＧＲガスという。）を吸気管４へ再循環させるＥＧＲ装置３０が備えられている。このＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲ通路３１、ＥＧＲ弁３２を備えて構成されている。ＥＧＲ通路３１は、排気浄化触媒１７よりも上流の排気管８と、吸気絞り弁１６よりも下流の吸気管４と、を接続している。このＥＧＲ通路３１を通って、ＥＧＲガスが再循環される。また、ＥＧＲ弁３２は、ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスの量を調整する。

さらに、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）９０が併設されている。このＥＣＵ９０は、ＣＰＵの他、各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。

ここで、アクセル開度センサ９１がＥＣＵ９０と電気的に接続されており、ＥＣＵ９０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、この信号に応じて内燃機関１に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ９２がＥＣＵ９０と電気的に接続されており、ＥＣＵ９０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や、該機関回転速度とギア比等から内燃機関１が搭載されている車両の
速度等を算出する。

また、ＥＣＵ９０は、アクセル開度センサ９１からの信号および車両の状態や内燃機関１の運転状態から必要となる吸気絞り弁１６の開度を算出し、該吸気絞り弁１６の開度を制御する。

次に、内燃機関１における吸気弁５および排気弁９の開閉動作および該開閉動作を行う開閉機構について説明する。

内燃機関１においては、吸気弁５の開閉動作は吸気側カム６によって行われる。この吸気側カム６は吸気側カムシャフト２２に取り付けられ、更に吸気側カムシャフト２２の端部には吸気側プーリ２４が設けられている。更に、吸気側カムシャフト２２と吸気側プーリ２４との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構（以下、「吸気側ＶＶＴ」という）２３が設けられている。この吸気側ＶＶＴ２３は、ＥＣＵ９０からの指令に従って吸気側カムシャフト２２と吸気側プーリ２４との相対的な回転位相を制御する。

また、排気弁９の開閉動作は排気側カム１１によって行われる。この排気側カム１１は排気側カムシャフト２５に取り付けられ、更に排気側カムシャフト２５の端部には排気側プーリ２７が設けられている。更に、排気側カムシャフト２５と排気側プーリ２７との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構（以下、「排気側ＶＶＴ」という）２６が設けられている。この排気側ＶＶＴ２６は、ＥＣＵ９０からの指令に従って排気側カムシャフト２５と排気側プーリ２７との相対的な回転位相を制御する。

そして、吸気側カムシャフト２２と排気側カムシャフト２５の回転駆動は、クランクシャフト１３の駆動力によって行われる。

このようにして、クランクシャフト１３の駆動力によって吸気側カムシャフト２２および排気側カムシャフト２５が回転駆動されて、以て吸気側カム６および排気側カム１１によって、吸気弁５および排気弁９の開閉動作が行われる。

そして、本実施例では、車両が減速状態であると判定された場合には、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させ、さらに少量の燃料噴射を行う。

なお、本実施例においては、ＥＣＵ９０は、アクセル開度センサ９１からの信号およびクランクポジションセンサ９２からの信号に基づいて、車両が減速状態となっているか否か判定する。すなわち、アクセル開度が０であり、且つ車両の速度が低下している場合に車両が減速状態であると判定される。また、アクセル開度が０であり、且つ機関回転数が低下している場合に車両が減速状態であると判定してもよい。

ここで、図２は、本実施例によるクランクアングルに対する排気弁９および吸気弁５のリフト量の推移を示した図である。実線は車両が減速状態であると判定された場合を示し、破線は車両が減速状態でないと判定された場合を示している。

車両が減速状態でないと判定された場合（すなわち、破線の場合）には、排気弁９は、例えば下死点前１７度から２０度で開弁され、排気上死点近傍において閉弁される。一方、車両が減速状態であると判定された場合（すなわち、実線の場合）には、排気弁９の開弁時期および閉弁時期がさらに進角される。

ここで、排気弁９の開弁時期を進角させると、燃焼ガスがピストン１５を押し下げている途中で排気ポート７へと排出されるため、クランクシャフト１３を回転させるための力
が減少してエンジンブレーキが大きくなる。また、ピストン１５を押し下げるために消費されるはずであったエネルギが熱となってシリンダ２内から排出されるため、排気の温度が高くなり排気浄化触媒１７の温度低下が抑制される。

一方、排気弁９の閉弁時期を進角させて排気上死点前の排気行程の途中で排気弁９を閉じると、ピストン１５が排気上死点に達するまではシリンダ内において既燃ガスが圧縮される。そのため、クランクシャフト１３を回転させるためのエネルギの一部が、ガスの圧縮のために使われるので、クランクシャフト１３を回転させるための力が減少して機関回転数が低下する。そのため、エンジンブレーキが大きくなる。

また、シリンダ２内でガスが圧縮された状態で吸気弁５が開かれると、吸気ポート３へガスが流れ出る。そして、このガスを再びシリンダ２内に吸入するためにエネルギが消費されるため、これがポンプ損失となる。このポンプ損失によってもエンジンブレーキが大きくなる。

ここで、従来では、車両の減速中に燃料カットが行われていたが、これにより排気の温度が低下して排気浄化触媒の温度を低下させていた。これに対し、本実施例においては、車両の減速中において燃料カットが行われ得る運転状態であっても少量の燃料噴射を行い、シリンダ２内で燃料を燃焼させる。これにより排気の温度が高まり、排気浄化触媒の温度の低下を抑制することができる。すなわち、車両の減速中であって燃料カットが行われ得る状態となっても、少量の燃料噴射を行うことにより、排気の温度を上昇させることができ、該温度の上昇した排気により排気浄化触媒の温度低下を抑制することができる。なお、減速時であっても、アイドル回転数以上の回転数を維持するために燃料の噴射が行われている場合や、アクセル開度が０でないときであって車両を緩やかに減速させるために燃料の噴射が行われている場合には、温度の高い排気が排気浄化触媒に流れるので、さらに少量の燃料噴射をしなくてもよい。

しかし、車両減速中に燃料を燃焼させると、内燃機関１からトルクが発生してエンジンブレーキが小さくなり、所望の減速力が得られなくなる。その点、本実施例においては、前述したように、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させることにより、エンジンブレーキが大きくなっているので、燃料の燃焼により発生したトルクが打ち消され、所望の減速力を得ることができる。すなわち、本実施例においては、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させた場合、排気弁９のバルブタイミングの進角に応じて実際にエンジンブレーキが大きくなるわけではなく、燃料の燃焼により発生したトルクにより、エンジンブレーキが大きくなることを抑制している。

なお、減速時において所望の減速加速度が得られている場合には、必ずしも排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させる必要はない。すなわち、アイドル回転数以上の回転数を維持するために燃料の噴射が行われている場合や、アクセル開度が０でないときであって車両を緩やかに減速させるために燃料の噴射が行われている場合には、さらに少量の燃料噴射をする必要はなく、これを打ち消す力を発生させる必要もないので、このような場合には、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させなくてもよい。

また、所望の減速加速度が得られるように、減速中の燃料噴射量および／または排気弁９の開閉弁時期を調整するようにしてもよい。さらに、減速加速度が変化したとしてもドライバビリティが悪化していないとすることのできる許容範囲内となるように、減速中の燃料噴射量および／または排気弁９の開閉弁時期を調整するようにしてもよい。反対に、所望の排気温度が得られるように、減速中の燃料噴射量および／または排気弁９の開閉弁時期を調整するようにしてもよい。

ここで、図３は、各種状態における減速加速度の大きさ（若しくは、エンジンブレーキの大きさ）を比較した図である。図３中「標準」とは、従来の内燃機関１で行われている減速中の燃料カットを実施した場合を示している。また、図３中「ＶＶＴ」とは、車両の減速中に排気弁９の閉弁時期を進角させた場合を示している。さらに、図３中「ＶＶＴ＋燃料噴射」とは、車両の減速中に排気弁９の閉弁時期を進角させ、且つ燃料噴射弁１２からの燃料噴射を行った場合を示している。

「ＶＶＴ」の状態では、エンジンブレーキのみが増大しているため、「標準」よりも減速加速度が大きくなり、過剰にエンジンブレーキが大きくなっている。このように、エンジンブレーキが過剰に大きくなると、運転者に不快感を与えてしまう。

一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の状態では、ポンプ損失が増大している分だけ内燃機関１でトルクを発生させているため、車両全体としては、「標準」の状態と同等の減速加速度を得ている。

また、図４は、各種状態における機関回転数と排気温度との関係を概略的に示した図である。「標準」および「ＶＶＴ＋燃料噴射」は図３の場合と同じ状態である。

「標準」の状態では、燃料カットが行われているため、燃料の燃焼による熱が発生しないので、エンジン回転数の低下と供に排気温度の低下する度合いが大きい。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、少量の燃料噴射により熱が発生するため、排気温度の低下が抑制されるので、「標準」の状態よりも排気温度の低下する度合いが小さい。

このように、本実施例によれば、排気温度の低下の抑制と、所望のエンジンブレーキを得ることと、の両立を図ることが可能である。また、所望のエンジンブレーキを得るために、減速加速度に基づいて燃料噴射量のフィードバック制御を行うようにしてもよい。すなわち、「標準」の状態の減速加速度を予め実験等により得ておき、この減速加速度と等しくなるように燃料噴射量を調整するようにしてもよい。

また、図５は、「標準」の状態および「ＶＶＴ＋燃料噴射」の状態において、車両減速前後を合わせた車両および内燃機関１の状態の推移を示したタイムチャートである。「標準」は実線で示し、「ＶＶＴ＋燃料噴射」は破線で示している。

「車速」は、車両の速度若しくは機関回転数を示している。車速は、最初車速Ｖ１一定で推移し、時間Ａにおいて減速が開始され、時間Ｂにおいて減速が完了し、その後車速Ｖ２一定で推移している。すなわち、時間Ａから時間Ｂの間に減速が行われている。

「アクセル開度」は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を示している。アクセル開度は、最初アクセル開度ＡＣＣＰ１一定で推移し、時間Ａにおいて運転者がアクセルペダルから足を離して速やかにアクセル開度ＡＣＣＰ０となり、時間Ｂまでこの状態が続く。その後、時間Ｂにおいて再び運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ、速やかにアクセル開度ＡＣＣＰ２となり、そのままアクセル開度ＡＣＣＰ２一定で推移している。ここで、アクセル開度ＡＣＣＰ２よりもアクセル開度ＡＣＣＰ１のほうが大きく、また、アクセル開度ＡＣＣＰ０が一番小さい。

「吸気絞り弁開度」は、吸気絞り弁１６の開度を示している。吸気絞り弁開度は、時間Ａまでは、一定の開度で開かれており、時間Ａから閉じ側へ制御される。ここで、破線で示される「ＶＶＴ＋燃料噴射」のほうが実線で示される「標準」よりも吸気絞り弁開度が大きい。「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、燃料の燃焼が行われるため、この燃料の燃焼に必要となる空気量を確保するために吸気絞り弁１６の開度が「標準」よりも大きくされ
る。このときの吸気絞り弁１６の開度は、供給される燃料量に基づいて定められる。なお、予め実験等により得られたマップを用いて吸気絞り弁１６の開度を算出してもよい。そして、時間Ｂにおいて再び吸気絞り弁１６が開き側へ制御され、そのまま一定で推移する。

「ＥＧＲ弁開度」は、ＥＧＲ弁３２の開度を示している。ＥＧＲ弁開度は、時間Ａまでは、一定で推移する。時間Ａになると、「標準」では、ＥＧＲ弁開度が閉じ側へ制御されるが、全閉とはされない。これにより、車両減速中にＥＧＲガスが循環され、排気浄化触媒１７の低下が抑制される。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」では、燃料を燃焼させるのでシリンダ２内の酸素濃度がより高いほうが好適である。そのため、ＥＧＲ弁３２の開度を全閉としてシリンダ２内の酸素濃度を上昇させる。その後時間ＢにおいてＥＧＲ弁開度が開き側へ制御され、一定で推移する。

「燃料噴射量」は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料量を示している。燃料噴射量は、時間Ａまでは燃料噴射量Ｑ１で一定である。この燃料噴射量Ｑ１は、車両の速度を車速Ｖ１に保つために必要となる燃料量である。時間Ａになると、「標準」では、燃料カットが行われるため、燃料噴射量は０となる。ただし、所定の機関回転数を維持するために、時間Ｂとなる少し前に少量の燃料噴射が行われる。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」では、時間Ａから時間Ｂの間に少量の燃料を噴射している。この燃料噴射により排気の温度が上昇され、排気浄化触媒１７の温度の低下が抑制される。このときの燃料噴射量は、後述する減速加速度の大きさが「標準」と等しくなるように、すなわち、ポンプ損失の増大分を打ち消すために必要となる燃料量とする。また、前記フィードバック制御により燃料噴射量を決定してもよい。その後、時間Ｂとなると燃料噴射量は、燃料噴射量Ｑ２で一定とされる。この燃料噴射量Ｑ２は、車両の速度を車速Ｖ２で一定とするために必要となる燃料量である。

「減速加速度」は、車両の加速度を示している。加速の場合には、「プラス」側となり、減速の場合には、「マイナス」側となる。時間Ａまでは、定常運転が行われているので、減速加速度は０となる。そして、時間Ａとなると、車両の減速により減速加速度Ｇ１で一定となる。ここで、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、増大したポンプ損失は燃料噴射により発生したトルクにより打ち消されているので、「標準」と減速加速度が略等しくなる。そして、時間Ｂとなると、定常運転に移行するので、減速加速度は速やかに０へ移行する。

「排気弁開弁時期」は、排気弁９の開弁時期をクランクアングルで示している。そして、図の上側ほど排気弁９の開弁時期が早くなり進角側となる。排気弁開弁時期は、「標準」の場合略一定で保たれる。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、時間Ａとなると排気弁開弁時期が進角され時間Ｂまでは、進角された排気弁開弁時期で一定とされる。この排気弁開弁時期の進角により、排気の温度が高まると供に、クランクシャフト１３の回転力が低下される。排気弁９の開弁時期の進角量は可及的に進めてもよい。これにより、排気の温度をより高く、クランクシャフト１３の回転力の低下度合いをより大きくすることができる。また、排気浄化触媒１７の温度の低下を抑制し得る排気弁９の開弁時期を燃料噴射量との関係から排気弁９の開弁時期求めても良い。例えば、排気浄化触媒１７の温度、燃料噴射量、排気弁開弁時期の関係を予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ９０に記憶させておいてもよい。そして、時間Ｂとなると、排気弁開弁時期は元に戻される。

「排気弁閉弁時期」は、排気弁９の閉弁時期をクランクアングルで示している。また、ＴＤＣは、排気上死点を示している。そして、図の上側ほど排気弁９の閉弁時期が早くなり進角側となる。排気弁閉弁時期は、「標準」の場合略一定で保たれる。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、時間Ａとなると排気弁閉弁時期が進角され時間Ｂまでは、進角
された排気弁開弁時期で一定とされる。この排気弁閉弁時期の進角により、ポンプ損失が増大して、クランクシャフト１３の回転力が低下される。ここで、排気弁９の閉弁時期を進角させるほど、圧縮される既燃ガスの量が多くなり、また、吸気ポート３へ流れ出る既燃ガスの量が多くなるので、これにより、クランクシャフト１３の回転力の低下の度合いがより大きくなり、エンジンブレーキがより大きくなる。そのため、排気弁９の閉弁時期の進角量は、可及的に進めてもよい。これにより、クランクシャフト１３の回転力の低下度合いをより大きくすることができる。また、排気弁９の閉弁時期を燃料噴射量との関係から求めても良い。例えば、排気浄化触媒１７の温度、燃料噴射量、排気弁閉弁時期の関係を予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ９０に記憶させておいてもよい。そして、時間Ｂとなると、排気弁閉弁時期は元に戻される。

「排気温度」は、排気浄化触媒１７に流入する排気の温度を示している。排気温度は、時間Ａまでは定常運転により一定となっている。そして、「標準」の場合、時間Ａから時間Ｂの間は燃料カットが行われているため、排気温度が大きく低下する。一方、「ＶＶＴ＋燃料噴射」の場合には、時間Ａから時間Ｂの間に燃料噴射が行われ、燃料が燃焼するため、排気の温度の低下が抑制されている。そのため、「標準」よりも「ＶＶＴ＋燃料噴射」のほうが排気温度が高くなる。これにより、排気浄化触媒１７の温度低下が抑制される。その後、時間Ｂとなると、定常運転に移行するため、排気温度が一定となる。

以上説明したように、本実施例によれば、車両が減速した場合には、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させることにより、ポンプ損失を増大させるとともに、排気の温度を上昇させることができる。そして、燃料噴射により発生するトルクをポンプ損失の増大分で打ち消すことができる。そのため、所望の減速力を得つつ、排気浄化触媒１７の温度の低下を抑制することが可能となる。

また、吸気絞り弁１６からシリンダ２までの吸気管４内の圧力が大きな負圧になったり、ターボチャージャから吸気絞り弁１６までの吸気管の圧力が上昇したりすることもないので、吸気管４を構成する部材が破損することもない。また、吸気絞り弁１６を開くことが可能となり、シリンダヘッド１０内の潤滑油が吸気ポート３内に入ることも抑制できる。

さらに、燃料の燃焼によりターボチャージャを通過する排気のエネルギを高くすることができるので、ターボチャージャの回転数を高くすることができ、減速後の再加速時に速やかに過給圧を上昇させることができるので、優れた加速性能を得ることができる。また、シリンダ２内の酸素濃度を高く保つことができるため、減速後の再加速時に速やかな加速が可能となる。

また、本実施例によれば、所望の減速力を得るために排気絞り弁を備える必要もない。

なお、本実施例においては、車両の減速中に噴射される燃料の噴射時期を調整することにより排気の温度を調整するようにしてもよい。ここで、燃料の噴射時期が遅くなるほど、燃料の燃焼開始から燃焼ガスがシリンダ外へ排出されるまでの期間が短くなり、燃焼ガスがピストン１５を押し下げている期間が短くなるので、燃焼ガスの温度低下が小さくなり、排気の温度がより高くなる。そのため、車両の減速中により高い温度の排気が必要な場合には、燃料の噴射時期をより遅角させるようにしてもよい。

また、本実施例においては、排気弁９の開弁時期および閉弁時期を進角させているが、開弁時期と閉弁時期とを独立して変更可能な機構を有している場合には、排気弁９の閉弁時期のみを進角させてもよい。

実施例に係る内燃機関の概略構成を表す図である。 実施例によるクランクアングルに対する排気弁および吸気弁のリフト量の推移を示した図である。 各種状態における減速加速度の大きさ（若しくは、エンジンブレーキの大きさ）を比較した図である。 各種状態における機関回転数と排気温度との関係を概略的に示した図である。 「標準」の状態および「ＶＶＴ＋燃料噴射」の状態において、車両減速前後を合わせた車両および内燃機関の状態の推移を示したタイムチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダ
３ 吸気ポート
４ 吸気管
５ 吸気弁
６ 吸気側カム
７ 排気ポート
８ 排気管
９ 排気弁
１０ シリンダヘッド
１１ 排気側カム
１２ 燃料噴射弁
１３ クランクシャフト
１４ コンロッド
１５ ピストン
１６ 吸気絞り弁
１７ 排気浄化触媒
２２ 吸気側カムシャフト
２３ 吸気側ＶＶＴ
２４ 吸気側プーリ
２５ 排気側カムシャフト
２６ 排気側ＶＶＴ
２７ 排気側プーリ
３０ ＥＧＲ装置
３１ ＥＧＲ通路
３２ ＥＧＲ弁
９０ ＥＣＵ
９１ アクセル開度センサ
９２ クランクポジションセンサ

Claims (2)

1. 排気弁の開閉時期を変更する可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関において、
   車両の減速時に前記可変バルブタイミング機構により排気弁の閉弁時期を進角させる減速時排気弁進角手段と、
   車両の減速時に、前記減速時排気弁進角手段により排気弁の閉弁時期を進角させたときに増加する減速力を打ち消すトルクを発生させる量の燃料を噴射させる減速時燃料噴射手段と、
   を具備し、
   前記減速時燃料噴射手段により噴射される燃料は、シリンダ内で燃焼することによりトルクを発生させることを特徴とする可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置。
2. 前記減速時排気弁進角手段は、前記排気弁の閉弁時期を進角させたときには、前記排気弁の開弁時期も進角させることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の制御装置。
   

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