JP4765379B2

JP4765379B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP4765379B2
Application number: JP2005113039A
Authority: JP
Inventors: 大羽　　拓; 岩野　　浩; 南　　雄太郎; 尚徳小野田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-04-11
Also published as: JP2006291840A

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

スロットル弁によって吸入空気量を制御する通常のエンジンでは、絞り損失を伴うため、燃費性能が相対的に悪化する。そこで現在、燃費性能、排気性能及び、機関出力等を向上させるために、吸気弁もしくは吸気弁と排気弁両方の作動角（弁の開閉時期）を段階的あるいは連続的に変化させる可変動弁機構や吸気弁もしくは吸気弁と排気弁両方のリフト中心角の位相（上死点に対する位置）を変化させる可変動弁機構を備え、これら吸排気弁によって吸入空気量を制御する内燃機関が実用化されている。

そして、このような内燃機関では、吸気弁のバルブリフト量が大きいことが必ずしもトルク大では無いため、精度良く目標トルクを実現するためには、可変動弁機構の精度の高い制御軸角度−電圧特性（０位置、最大位置、傾きなど）が必要となる。例えば、特許文献１にあるように、エンジンのセルフシャット時に最小位置（吸入空気量が０となる制御軸の角度位置）を学習する方法が提案されている。尚、可変動弁機構の制御軸とは、アクチュエータ等によって回転させることにより、当該可変動弁機構のバルブリフト量を連続して変化させる可変動弁機構の構成要素である。そして、この特許文献１おいては、０リフトを実現することで、アイドル回転数の低回転化や、燃料カット時の触媒への空気の流入による温度低下防止を狙っている。
特開２００２−３４９２１５号公報

しかしながら、この特許文献１のようにエンジン停止時に吸入空気量が０となる制御軸の角度位置を学習する場合、学習完了後に可変動弁機構は略０リフト（吸入空気量が０となる制御軸の角度位置）の状態になっている。また、この特許文献１に開示されるような可変動弁機構の制御軸は、制御軸を回転駆動させるアクチュエータ（モータ）の出力の制約上、一般的に機関停止時には制御軸を大リフト側へあまり動作させることができなくなっている。そのため、次回機関始動時に必要なリフト量を確保できなくなる虞がある。

また、燃料カットのタイミングで吸入空気量が０となる制御軸の角度位置を学習すると、燃料カット時の排気制御等、他の制御との関係上不都合が生じる虞がある。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、制御軸を回転させることによって吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変可能な可変動弁機構と、制御軸の回転角度位置を検知可能な制御軸回転角度位置検出手段と、燃料の供給停止を運転状態に応じて許可する燃料カット判定手段と、排気通路に配置された排気浄化用触媒と、を有し、車両減速時の燃料カット時に吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習を行うものであって、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の許可・不許可の判定を行う位置学習実行判定手段を有し、位置学習実行判定手段は、車両減速時の燃料カット許可判定後、排気浄化用触媒の反応が終了する時点となる機関回転数に応じた所定時間経過後に位置学習の実行を許可することを特徴としている。

本発明によれば、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習が実行される際には、燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実施されてから機関回転数に応じた所定時間が経過しているので、排気浄化用の触媒内の反応は終了しており、排気制御への影響を抑えつつ、空気が流れることによる触媒の温度低下を防ぐことが出来る。また、吸入空気量が０となる制御軸回転角度位置を学習するタイミングは、エンジン停止時ではないので、機関始動時に必要なバルブリフト量を確実に確保することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成の概略を模式的に示した説明図である。

内燃機関３は、吸気弁１と排気弁４とを有し、かつ吸気弁１の可変動弁機構として、吸気弁１のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小させることが可能なリフト作動角可変機構（ＶＥＬ）１０および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な位相可変機構（ＶＴＣ）２０を備えている。つまり、吸気弁３の可変動弁機構は、リフト作動角可変機構（ＶＥＬ）１０と位相可変機構（ＶＴＣ）２０から構成されている。

また、吸気通路５には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される負圧制御弁６が設けられている。ここで、負圧制御弁６は、吸気通路５内に、ブローバイガスの処理などのために必要な僅かな負圧（例えば−５０ｍｍＨｇ）を発生させるために用いられており、吸入空気量の調整は、基本的に、リフト・作動角可変機構１０及び位相可変機構２０により吸気弁１のリフト特性を変更することで行われる。

より詳しくは、低負荷側の領域（第１の領域）では、吸入負圧が一定（例えば−５０ｍｍＨｇ）となるように負圧制御弁６の開度（目標開度ｔＴＶＯ）が制御される。そして、この一定の負圧を発生させながらリフト特性の変更で実現できる最大負荷を要求負荷が超える高負荷側の領域（第２の領域）では、その限界となる点のリフト特性に固定され、負荷、例えばアクセル開度ＡＰＯの増加に伴い、負圧制御弁６の開度がさらに増加する。つまり、ある負荷までは比較的弱い吸入負圧を維持しつつ吸気弁１のリフト特性を変更することで吸入吸気量の調整が行われ、全開領域に近い高負荷側の領域では、吸入負圧を減少させることによって、吸入空気量の調整が行われる。

リフト・作動角可変機構１０、位相可変機構２０及び負圧制御弁６は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０によって制御されている。

また、燃料噴射弁７が吸気通路５に配置されており、上記のように吸気弁１もしくは負圧制御弁６により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁７から噴射される。従って、内燃機関３の出力は、第１の領域では、リフト・作動角可変機構１０及び位相可変機構２０により吸入空気量を調整することによって制御され、第２の領域では、負圧制御弁６により吸入空気量を調整することによって制御される。

一方、排気通路８には、排気浄化用触媒９が介装されており、この排気浄化用触媒９の上流側には及び下流側には、それぞれフロントＯ２センサ３１、リヤＯ２センサ３２が配置されている。こらら各Ｏ２センサ３１，３２の検出値は、ＥＣＵ５０に入力されている。

ＥＣＵ５０は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル角度センサ３３からのアクセル開度信号ＡＰＯと、エンジン回転数センサ３４からのエンジン回転数信号Ｎｅと、エアフローメータ３５からの吸入空気量信号と、を受け取り、これらの信号に基づいて、燃料噴射量、点火時期、負圧制御弁目標開度（開度目標値）、リフト・作動角可変機構目標角度（作動角目標値）、位相可変機構目標角度（中心角目標値）をそれぞれ演算する。そして、要求の燃料噴射量および点火時期を実現するように燃料噴射弁７および点火プラグ３６を制御するとともに、負圧制御弁目標開度、リフト・作動角可変機構目標角度、位相可変機構目標角度を実現するための制御信号を、負圧制御弁６のアクチュエータ（図示せず）、リフト・作動角可変機構１０のアクチュエータ３０（後述）および位相可変機構２０のソレノイドバルブ４１（後述）へ、それぞれ出力する。

図２は、リフト・作動角可変機構１０と位相可変機構２０とが組み合わされて構成された可変動弁機構の概略構成を示す構成説明図である。

まず、リフト・作動角可変機構１０について説明する。尚、このリフト・作動角可変機構１０は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０７７２５号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。

リフト・作動角可変機構１０は、互いに並行に気筒列方向へ延びる駆動軸１１および制御軸１２を有している。駆動軸１１は、クランクシャフト（図示せず）から伝達される回転動力により軸周りに回転する。この駆動軸１１には、吸気弁１のバルブリフタ２に接触可能な揺動カム１３が回転自在に外嵌されているとともに、各気筒毎に偏心カム１４が固定又は一体形成されている。この偏心カム１４の外周面の軸心は駆動軸１１の軸心に対して偏心しており、この偏心カム１４の外周面にリング状の第一リンク１５が回転自在に外嵌している。

制御軸１２には、各気筒毎に制御カム１６が固定又は一体形成されている。この制御カム１６の外周面の軸心は制御軸１２の軸心に対して偏心しており、この制御カム１６の外周面に、ロッカーアーム１７の中央部が回転自在に連結されており、ロッカーアーム１７の他端はロッド状の第二リンク１８の一端部と回転自在に連結されている。この第二リンク１８の他端は揺動カム１３の先端部と回転自在に連結されている。

従って、クランクシャフトの回転に連動して駆動軸１１が軸周りに回転すると、偏心カム１４に外嵌する第一リンク１５がほぼ並進方向に作動し、この第一リンク１５の並進運動がロッカーアーム１７の揺動運動に変換されて、第二リンク１８を介して揺動カム１３が揺動する。この揺動する揺動カム１３が吸気弁１のバルブリフタ２に当接してこれを押圧することにより、吸気弁１が図外のバルブスプリングの反力に抗して開閉駆動される。

また、アクチュエータ（制御軸駆動用モータ）３０により、制御軸１２を回転駆動すると、ロッカーアーム１７の揺動中心となる制御カム１６の中心位置が変化して、このロッカーアーム１７及びリンク１５、１８の姿勢が変化し、揺動カム１３の揺動特性が変化する。これにより、吸気弁１のリフト作動角およびバルブリフト量の双方が連続的、かつ気筒列毎に各気筒の吸気弁１が連動して作動する。換言すれば、基準に対して所定の回転方向に向かって制御軸１２の軸回転角度（回転角度）を大きくすると吸気弁１のリフト作動角及びバルブリフト量が大きくなる。

本実施形態において、制御軸１２の回転角度は、制御軸１２の端部に設けられた制御軸回転角度センサ２５で検知され、エンジン運転条件と合わせて、ＥＣＵ５０により制御される。ＥＣＵ５０には、クランク角度、エンジン回転数、エンジン負荷、エンジン水温等の各種検出信号が入力されている。

位相可変機構２０は、上述したリフト・作動角可変機構２０の駆動軸１１の一端側に設けられたものである。

駆動軸１１の一端側には、その外周上にカムスプロケット２１が同軸上に配置されている。このカムスプロケット２１は、チェーン又はタイミングベルトを介してクランクシャフトからの回転動力が伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。

位相可変機構２０は、上記のカムスプロケット２１と駆動軸１１との間の回転伝達経路に設けられ、ソレノイドバルブ４１により供給油圧を制御することによって、両者の回転位相を連続的かつ多段階に変化させるよう構成されたものである。

本実施形態においては、駆動軸１１の他端側に設けられ、駆動軸１１の回転角度を検知する駆動軸回転角度センサ２６と、クランクシャフト（図示せず）の回転角度を検知するクランク角センサ（図示せず）と、からの検知信号から駆動軸１１のクランクシャフトに対する回転位相、すなわち駆動軸１１のカムスプロケット２１に対する回転位相が検知されている。そして駆動軸１１のカムスプロケット２１に対する回転位相は、エンジン運転条件と合わせて、ＥＣＵ５０により制御される。

尚、このような位相可変機構は、ベーンを用いたタイプ、ヘリカルスプラインを用いたタイプ等が公知であり、詳細な説明は省略する。

図３は、上記実施形態の構成において、リフト・作動角可変機構目標角度ｔＶＥＬ、位相可変機構目標角度ｔＶＴＣ及び負圧制御弁目標開度ｔＴＶＯを算出する処理の概略的なフローチャートである。まず、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅを読み込み（Ｓ１）、これらから定まる要求トルクに応じて、負圧制御弁目標開度ｔＴＶＯ、リフト・作動角可変機構目標角度ｔＶＥＬ、位相可変機構目標角度ｔＶＴＣ、を、Ｓ２〜Ｓ４でそれぞれ算出する。

ここで、本実施例では、吸気弁リフト特性の制御モードとして、燃費を重視した特性の燃費重視モードと、トルク応答性を重視した特性の応答性重視モードと、を備えている。

図４は、燃費重視モードの特性を概略的に示したものであり、低〜中負荷領域においては、燃費向上のために、中心角を上死点寄り（ＶＴＣ設定値：大）とし、内部排気還流を促進するとともに、作動角はトルク要求に応じて徐々に大作動角（ＶＥＬ設定値：大）側にする。上述した第１の領域内では、吸気負圧（Boost）を所定値に保つように、負圧制御弁開度ＴＶＯは、通常エンジン（可変動弁機構ではなくスロットル弁開度で吸入空気量を制御するもの：図中にStd-Engとして示す）の特性に比較して、開き気味の特性となる。また中〜高負荷領域においては、トルク確保のために、中心角を下死点寄り（ＶＴＣ設定値：小）とし、内部排気還流を減少させるとともに、作動角は大作動角（ＶＥＬ設定値：大）側で一定とする。上述した第２の領域つまりバルブリフト特性の操作によって空気量が増加しない高負荷領域に達したら、バルブリフト特性はその状態で固定され、吸気負圧（Boost）を減少させてトルクを発生させるように、負圧制御弁開度ＴＶＯが通常エンジンと同様に開いていくことになる。

これにより、アクセル開度ＡＰＯの増加に対して、バルブリフト特性は、概略、図５に矢印で示すように変化する。つまり、初期に作動角（リフト・作動角）が増加し、作動角が十分に大きくなった後に、そのまま徐々に遅角する。

図６〜図８は、図４で示した設定に対してエンジン回転数が異なる場合も含めて示したものであって、図６はＴＶＯマップの一例を示し、図７は作動角マップの一例を示し、図８は中心角マップの一例を示す。

本実施形態のように、リフト・作動角可変機構１０を備えたエンジンでは、図９に示すように、リフト大が必ずしもトルク大では無いため、精度良く目標トルクを実現するためには、リフト量を正確に実現する必要がある。

通常、制御軸角度の検出法の一例としては、制御軸にポテンショメータ等を取り付け、一定の電圧を印加しておくことで角度が変化したことによる抵抗値変化を電圧（ＶＥＬ制御軸角度検出値）で検出する。この検出値を用い、制御軸１２の回転角度位置に比例したバルブリフト量が間接的に検知できる。しかしながら、このような方法では、正確なＶＥＬの制御角度−電圧特性（０位置、最大位置、傾きなど）が必要となるが、図１０に示すように、個体ごとに完全に一致した特性を得ることは困難である。そのため、本願ではこの問題を解決するため、リフト量の０位置、最大位置（特に０位置）を検出する手法に関して述べる。

図１１は、本実施形態における制御系の全体ブロック図を示している。尚、この図１１に示す処理は、上述したＥＣＵ５０内で演算処理されるものである。

燃料カット判定手段に相当する燃料カット条件判定部Ｂ１は、フューエルカット（以下、Ｆ／Ｃと記す）要求があるか否かを判断する。詳述すると、燃料カット条件判定部Ｂ１は、アクセル開度、エンジン回転数、車速、水温などが所定の範囲にある際にＦ／Ｃ可能と判断し、燃料カット判定結果をＯＮにしてＦ／Ｃを実施する。また、アクセル開度、エンジン回転数、車速、水温などが所定の範囲外にある場合には、Ｆ／Ｃ不可と判断し、燃料カット判定結果をＯＦＦにしてＦ／Ｃは実施されないものとする。

位置学習実行判定手段に相当する０位置学習許可判定部Ｂ２は、０位置学習、すなわちリフト量が０となり吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習、を許可可能か判断するブロックであり、アクセル開度、エンジン回転数などが所定の範囲にあり、燃料カット判定結果がＯＮ、車両が減速中、リアＯ２センサ出力が所定時間以上リーンにある場合に、０位置学習可能と判断し、学習許可判定結果をＯＫにする。また、アクセル開度、エンジン回転数などが所定の範囲外にある場合、燃料カット判定結果がＯＮの場合、車両が減速中でない場合、もしくはリアＯ２センサ出力が所定時間以上リーンではない場合には、０位置学習不可と判断し、学習許可判定結果をＮＧにする。ここで、エンジン回転数などが所定の範囲外にある場合とは、例えば最高回転数が６０００ｒｐｍ程度の通常のガソリンエンジンでエンジン回転数が３０００ｒｐｍ程度の高回転時である場合であり、このようにエンジン回転数が高回転となっている際には、０位置学習不可、すなわち位置学習の実行を不許可と判断する。

尚、リアＯ２センサ出力を用いる代わりに、車両減速時のＦ／Ｃが実施されてからエンジン回転数に応じた所定時間経過後に０位置学習可能と判断し、学習許可判定結果をＯＫにするようにしてもよい。

ＶＥＬ目標値演算部Ｂ３はＶＥＬ目標値を演算するブロックである。アクセル開度、エンジン回転数、学習許可判定結果、学習完了判定結果（後述）、吸入空気量等を用いてＶＥＬ目標値（ｔＶＥＬ）を演算する。すなわち、通常時（学習許可判定結果がＮＧのとき）はアクセル開度、エンジン回転数を用いてＶＥＬ目標値を演算するが、学習許可判定結果がＯＫで、かつ学習完了判定（後述）がＯＦＦ（０位置学習が完了していない）の場合には、徐々にＶＥＬ目標値を小さくしていき、吸入空気量が０になったらＶＥＬ目標値をホールドする。また、学習許可判定結果がＯＫからＮＧに切り替わったときには、ＶＥＬ目標値をアクセル開度、エンジン回転数を用いて演算した通常時ＶＥＬ目標値に向けて徐々に大きくしていく。尚、学習許可判定結果がＯＫ、学習完了判定がＯＮの場合には、既に０位置学習値が得られているので、吸入空気量が０となる制御指令値をＶＥＬ目標値とする。

０位置学習開始判定部Ｂ４は０位置学習を開始可能か判断するブロックである。学習許可判定結果がＯＫで、吸入空気量が０となった場合に０位置学習を開始可能と判断し、学習開始判定結果をＯＫにする。学習許可判定結果がＮＧ、もしくは吸入空気量が０ではない場合には、学習開始判定結果をＮＧとする。

０位置学習部Ｂ５は０位置学習を実施するブロックである。学習開始判定結果がＯＫの場合にはＶＥＬセンサ電圧（制御軸回転角度センサ２５の出力値）を所定時間検出し、吸入空気量が０のときのＶＥＬセンサ電圧の平均値を学習結果として０位置学習値とする。この０位置学習値は、ＥＣＵ５０内のＲＡＭに記憶される。そして、学習が正常に終了した場合は、学習完了判定をＯＮにする。また、学習開始判定結果がＮＧの場合や、既に０位置学習値が演算されている場合には、０位置学習は実施されないものとする。学習完了判定は、０位置学習が演算されるまではＯＦＦとなり、０位置学習値が演算されてからは常にＯＮとなる。

尚、この学習完了判定をクリアするタイミングは各種考えられるが、一例としては、ＩＧＮキーがｏｆｆ→ｏｎとされた際にクリアする。学習頻度を高くする必要がある場合は、例えば、一定時間経過後にクリアするという条件を付加するようにしてもよい。

図１２は、上述した０位置学習許可判定部Ｂ２における制御の流れを示すフローチャートである。

Ｓ１１では、燃料カット条件が成立しているか否かを判定する。燃料カット条件が成立している場合にはＳ１２へ進み、成立していない場合には、Ｓ１６へ進む。

Ｓ１２では、燃料カットの解除よりも先に学習許可判定が不許可（ＮＧ）となるように、エンジン回転数が所定条件（燃料カット条件よりも厳しい条件）を満足しているか否を判定する。詳述すると、Ｆ／Ｃが実施可能な最低エンジン回転数よりも、０位置学習が許可される最低エンジン回転数が所定量αだけ大きくなるよう設定されている。そして、エンジン回転数が所定回転数よりも小さく、かつ燃料カット条件の最低エンジン回転数よりもαだけ大きい回転数よりも大きい場合には、エンジン回転数は０位置学習を許可する条件を満たしているものとしてＳ１３へ進み、そうでない場合にはＳ１６へ進む。

Ｓ１３では、燃料カットの解除よりも先に学習許可判定が不許可（ＮＧ）となるように、車速が所定条件（燃料カット条件よりも厳しい条件）を満足しているか否かを判定する。詳述すると、Ｆ／Ｃが実施可能な最低車速よりも、０位置学習が許可される最低車速が所定量βだけ速い値に設定されている。そして、車速が燃料カット条件の車速よりもβだけ速い速度よりも大きい場合には、車速は０位置学習を許可する条件を満たしているものとしてＳ１４へ進み、そうでない場合にはＳ１６へ進む。

Ｓ１４では、リヤＯ２センサ出力がリーンとなっているか否かを判定し、リーンになっている場合にはＳ１５へ進み、そうでない場合にはＳ１６へ進む。このＳ１４では、排気浄化用触媒９の反応が終了したかどうかを確認している。つまり、０位置学習により排気浄化用触媒９に流入する空気の流れが０となるタイミングが排気浄化用触媒９内の反応が終了した時点となるため、排気制御への影響を抑えつつ、空気が流れることによる触媒の温度低下を防ぐことが出来る。

Ｓ１５では、０位置学習が実施可能な状態であると判断し、学習許可判定をＯＫとして本ルーチンを終了する。

Ｓ１６では、０位置学習を実施可能な状態ではないと判断し、学習許可判定をＮＧとして本ルーチンを終了する。

尚、排気浄化用触媒９の反応が終了したかどうかを判定する方法としては、Ｏ２センサの検出値を用いる代わりに、燃料カット条件成立後、エンジン回転数に応じた所定時間経過したかどうかで判定することで可能である。

この場合には、図１３に示すように、Ｓ２４で、燃料カット条件成立後、エンジン回転数に応じた所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過している場合にＳ２５へ進み、所定時間経過していない場合にＳ２６へ進むようにしてもよい。ここで、図１３におけるＳ２１〜Ｓ２３、Ｓ２５及びＳ２６は、上述した図１２におけるＳ１１〜Ｓ１１、Ｓ１５及びＳ１６とそれぞれ同一の処理内容である。

図１４は、上述したＶＥＬ目標値演算部Ｂ３における制御の流れを示すブロック線図である。

通常時ＶＥＬ目標値演算部Ｂ３１では、通常時（学習許可判定結果がＮＧ）のＶＥＬ目標値をアクセル開度、エンジン回転数を用いて演算するブロックである。一例としてはアクセル開度、エンジン回転数に応じたマップ設定とすることが考えられる。

学習時ＶＥＬ目標値演算部Ｂ３２は、学習時のＶＥＬ目標値を通常時ＶＥＬ目標値、学習許可判定結果、学習完了判定結果、吸入空気量を用いて演算する。学習許可判定結果がＯＫになったら、その時点の通常時ＶＥＬ目標値を起点とし、徐々にＶＥＬ目標値を小さくしていく。そして吸入空気量が０になったらＶＥＬ目標値をホールドし、学習開始判定をＯＫにする。そして、学習許可判定結果がＮＧとなったら、徐々にＶＥＬ目標値をその時点の通常時ＶＥＬ目標値に向けて大きくしていく。学習完了判定結果がＯＮの場合には、０位置学習によって得られた０位置学習値に対応する値をＶＥＬ目標値とする。

ＶＥＬ目標値選択部Ｂ３３は、学習許可判定結果を用いて最終的なＶＥＬ目標値を学習時ＶＥＬ目標値とするか、通常時ＶＥＬ目標値とするか選択する。具体的には、学習許可判定結果がＯＫの場合には学習時ＶＥＬ目標値を選択し、学習許可判定結果がＮＧの場合には通常時ＶＥＬ目標値を選択する。

図１５は、上述した０位置学習開始判定部Ｂ４における制御の流れを示すフローチャートである。

Ｓ３１では学習許可判定結果がＯＫであるかＮＧであるかを判定し、ＯＫであればＳ３２へ進み、ＮＧであればＳ３４へ進む。

Ｓ３２では、吸入空気量が０か否かを判定し（ストッパにあたる位置ではなく、空気量が０となる位置を検出するため）、吸入空気量が０であればＳ３３へ進み、吸入空気量が０でなければＳ３４へ進む。

Ｓ３３では、０位置学習を開始可能と判断し、０位置学習開始判定をＯＫとし本ルーチンを終了する。

Ｓ３４では、０位置学習を開始不可と判断し、０位置学習開始判定をＮＧとし本ルーチンを終了する。

図１６は、燃料カット条件成立から０位置学習に至る主要パラメータの動作のタイミングチャートを示している。

燃料カットの成立／不成立は、上述したように、アクセル開度、エンジン回転数、車速等により決定される。学習許可判定は、（０位置学習の許可／不許可は、）燃料カット成立後、所定条件を満たした後に許可（ＯＫ）となる。０位置学習が許可されるとＶＥＬ目標値は徐々に小さくなるよう制御され、ＶＥＬ目標値が小さくなるに従い吸入空気量も徐々に少なくなる。吸入空気量が０になったら０位置学習の開始を許可し、吸入空気量が０となった状態でＶＥＬセンサ電圧を所定時間計測し、平均値を０位置学習値として学習する。また、０位置学習値を学習した時点、すなわち所定時間が経過した時点で学習完了（学習完了判定結果をＯＮ）とする。そして、０位置学習が不許可（学習許可判定がＮＧ）となったら、ドライバに違和感を与えないよう徐々にＶＥＬ目標値を通常時目標値に戻す。アクセル操作が無い場合は、燃料カット条件が不成立になる前に学習許可判定が不許可となるように条件設定されている。ただし、アクセル操作があり、燃料カット条件が不成立になった場合は、すぐに学習許可判定を不許可、０位置学習の開始を不許可とする。

上記のような構成とした結果、ドライバに違和感を与えることなく、かつ他の制御（燃料カット時の排気制御、燃料カットリカバ時ショック等）への影響も無く、吸入空気量が０となる制御軸回転角度位置を学習することが可能となるため、リフト・作動角可変機構１０の個体バラツキに因らずに要求されるトルクを精度よく実現することが出来る。

また、吸入空気量が０となる制御軸回転角度位置を学習するタイミングは、エンジン停止時ではないので、機関始動時に必要なバルブリフト量を確実に確保することができる。

尚、特に詳細は記さなかったが、最大位置学習は最大位置要求（ドライバのアクセル操作大の時）が所定時間以上継続した際に実施するものとする。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１）制御軸を回転させることによって吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変可能な可変動弁機構と、制御軸の回転角度位置を検知可能な制御軸回転角度位置検出手段と、燃料の供給停止を運転状態に応じて許可する燃料カット判定手段と、を有し、車両減速時の燃料カット時に吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習を行う内燃機関の制御装置において、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の許可・不許可の判定を行う位置学習実行判定手段を有し、位置学習実行判定手段は、車両減速時の燃料カット許可判定後、機関回転数に応じた所定時間経過後に位置学習の実行を許可する。これによって、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習が実行される際には、燃料カット（Ｆ／Ｃ）が実施されてから機関回転数に応じた所定時間が経過しているので、排気浄化用の触媒内の反応は終了しており、排気制御への影響を抑えつつ、空気が流れることによる触媒の温度低下を防ぐことが出来る。

（２）制御軸を回転させることによって吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変可能な可変動弁機構と、制御軸の回転角度位置を検知可能な制御軸回転角度位置検出手段と、燃料の供給停止を運転状態に応じて許可する燃料カット判定手段と、排気通路に配置された排気浄化用触媒と、排気浄化用触媒の下流側に配置された酸素センサと、を有し、車両減速時の燃料カット時に吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習を行う内燃機関の制御装置において、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の許可・不許可の判定を行う位置学習実行判定手段を有し、位置学習実行判定手段は、車両減速時の燃料カット許可判定後、酸素センサの出力がリーンとなってから位置学習の実行を許可する。これによって、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の条件として、燃料カット（Ｆ／Ｃ）開始後に排気浄化用触媒の下流側に配置された酸素センサの出力がリーンになった時点を用いているので、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行により、排気浄化用触媒に流入する空気の流れが０となるタイミングが排気浄化用触媒内の反応が終了した時点となり、排気制御への影響を抑えつつ、空気が流れることによる触媒の温度低下を防ぐことが出来る。

（３）上記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、位置学習実行判定手段は、エンジン回転数が高回転時には、位置学習の実行を不許可とする。高回転時は低回転時に比べ同一トルクを発生するために必要なリフトが大きくなる。これよって、吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習中にドライバのアクセル操作が行われた場合でも、ドライバに違和感を与えることなく制御軸回転角度の位置学習を実施している状態から通常状態（制御軸回転角度の位置学習を実施していない状態）に復帰できる。

（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、位置学習実行判定手段により位置学習の実行が許可されると、吸入空気量が０となる位置まで吸気弁のバルブリフト量を徐々に小さくする。これによって、ドライバに違和感を与えることなく、制御軸回転角度の位置学習を実施している状態と通常状態（制御軸回転角度の位置学習を実施していない状態）の移行が可能になる。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、位置学習の実行が許可された状態から位置学習の実行が不許可となる状態に切り替わると、吸気弁のバルブリフト量を所定位置まで徐々に大きくする。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、位置学習の実行が許可された状態で、燃料カット判定手段により燃料カットの不許可判定がなされた場合には、吸気弁のバルブリフト量を所定位置まで徐々に大きくする。

（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、位置学習実行判定手段は、位置学習実行の不許可判定が燃料カット判定手段の燃料カット不許可判定に先だって実施されるように設定されている。これによって、位置学習実行の不許可判定が可能な限り燃料カット不許可判定に先立って実施されることになり、燃料カット解除時の位置学習の実施の有無による差を少なくできる。そのため、ドライバに違和感を与えることなく、制御軸回転角度の位置学習を実施している状態と通常状態（制御軸回転角度の位置学習を実施していない状態）の移行が可能になる。

本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成の概略を模式的に示した説明図。可変動弁機構の概略構成を示す構成説明図。リフト・作動角可変機構目標角度ｔＶＥＬ、位相可変機構目標角度ｔＶＴＣ及び負圧制御弁目標開度ｔＴＶＯを算出する処理の概略的なフローチャート。アクセル開度を増加させていったときの燃費重視モードによる各パラメータの変化を概略的に示した特性図。図４の場合のバルブリフト特性の変化を示す説明図。ＴＶＯマップの特性図。作動角マップの特性図。中心角マップの特性図。吸気弁のバルブリフト量とトルクの相関関係を示す説明図。ＶＥＬの制御角度とバルブリフト量の相関関係を示す模式的に示した説明図。本発明に係る内燃機関の制御装置の制御の全体構成を示すブロック図。図１１における０位置学習許可判定部Ｂ２内の制御の流れを示すフローチャート。図１１における０位置学習許可判定部Ｂ２内の制御の流れの他例を示すフローチャート。図１１におけるＶＥＬ目標値演算部Ｂ３内の制御の流れを示すフローチャート。図１１における０位置学習開始判定部Ｂ４内の制御の流れを示すフローチャート。燃料カット条件成立から０位置学習に至る主要パラメータの動作のタイミングチャート。

符号の説明

１…吸気弁
６…負圧制御弁
１０…リフト・作動角可変機構
１２…制御軸
２５…制御軸回転角度センサ（制御軸回転角度位置検出手段）

Claims

制御軸を回転させることによって吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変可能な可変動弁機構と、制御軸の回転角度位置を検知可能な制御軸回転角度位置検出手段と、燃料の供給停止を運転状態に応じて許可する燃料カット判定手段と、排気通路に配置された排気浄化用触媒と、を有し、車両減速時の燃料カット時に吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習を行う内燃機関の制御装置において、
吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の許可・不許可の判定を行う位置学習実行判定手段を有し、位置学習実行判定手段は、車両減速時の燃料カット許可判定後、排気浄化用触媒の反応が終了する時点となる機関回転数に応じた所定時間経過後に位置学習の実行を許可することを特徴とする内燃機関の制御装置。
制御軸を回転させることによって吸気弁のバルブリフト量を連続的に可変可能な可変動弁機構と、制御軸の回転角度位置を検知可能な制御軸回転角度位置検出手段と、燃料の供給停止を運転状態に応じて許可する燃料カット判定手段と、排気通路に配置された排気浄化用触媒と、排気浄化用触媒の下流側に配置された酸素センサと、を有し、車両減速時の燃料カット時に吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習を行う内燃機関の制御装置において、
吸入空気量が０となる制御軸回転角度の位置学習実行の許可・不許可の判定を行う位置学習実行判定手段を有し、位置学習実行判定手段は、車両減速時の燃料カット許可判定後、酸素センサの出力がリーンとなってから位置学習の実行を許可することを特徴とする内燃機関の制御装置。
位置学習実行判定手段は、エンジン回転数が高回転時には、位置学習の実行を不許可とすることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
位置学習実行判定手段により位置学習の実行が許可されると、吸入空気量が０となる位置まで吸気弁のバルブリフト量を徐々に小さくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
位置学習の実行が許可された状態から位置学習の実行が不許可となる状態に切り替わると、吸気弁のバルブリフト量を所定位置まで徐々に大きくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
位置学習の実行が許可された状態で、燃料カット判定手段により燃料カットの不許可判定がなされた場合には、吸気弁のバルブリフト量を所定位置まで徐々に大きくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
位置学習実行判定手段は、位置学習実行の不許可判定が燃料カット判定手段の燃料カット不許可判定に先だって実施されるように設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。