JP5034404B2

JP5034404B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP5034404B2
Application number: JP2006255960A
Authority: JP
Inventors: 重浩薄田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008075557A

Description

本発明は、機関バルブの開閉タイミングを機関運転状態に応じて制御する可変バルブタイミング機構が搭載された内燃機関の制御装置に関する。

車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、クランクシャフトの回転がタイミングベルト等を介してカムシャフトに伝達される。エンジンの機関バルブ（吸気バルブ・排気バルブ）は、カムシャフトのカムにより周期的に押し下げられて往復動し、吸気通路・排気通路を開閉する。このタイプのエンジンでは、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相は常に一定である。これに対し、近年では、エンジンに可変バルブタイミング（ＶＶＴ：ＶａｒｉａｂｌｅＶａｌｖｅＴｉｍｉｎｇ）機構を搭載している（例えば、特許文献１、２参照）。可変バルブタイミング機構は、エンジンの出力向上、燃費向上、排気エミッション低減などを目的として、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させ、機関バルブの開閉タイミングを変更する機構である。

可変バルブタイミング機構としては、例えばヘリカルスプライン式とベーン式の機構がある。これらのうち、ベーン式可変バルブタイミング機構は、例えば、内周面に凹部が形成されたハウジングと、そのハウジングの凹部を２つの油圧室（遅角側油圧室、進角側油圧室）に区画するベーンを有する内部ロータとを備え、前記ハウジングをクランクシャフトに連結し、内部ロータをカムシャフトに連結した状態で、前記遅角側油圧室及び進角側油圧室に供給する油圧をオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）によって制御することにより、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相をずらして機関バルブの開閉タイミングを連続的に変化させる構造となっている。

オイルコントロールバルブは、ケーシング内に往復移動可能に配設されたスプールと、このスプールを付勢する圧縮コイルばねと、電圧の印加によりスプールを吸引する電磁ソレノイド等によって構成されている。電磁ソレノイドに印加される電圧はデューティ制御されており、電磁ソレノイドで発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。そして、電磁ソレノイドに印加される電圧のデューティ比が大きいほど進角側油圧室への油圧供給量が増加し、デューティ比が小さいほど遅角側油圧室への油圧供給量が増加する。このようにして進角側油圧室及び遅角側油圧室内の油圧を調節することにより、可変バルブタイミング機構が駆動される。

そして、吸気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構では、エンジンの始動時・アイドル運転時に吸気バルブの開閉タイミングを最遅角位置（進角値＝０）に設定してロックピンにて機械的にロックする。また、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構では、エンジンの始動時・アイドル運転時に排気バルブの開閉タイミングを最進角位置（遅角値＝０）に設定してロックピンにて機械的にロックするという制御が行われている。なお、このようなロックピンによる機械的なロックは、始動時・アイドル運転時において吸・排気バルブの開閉タイミングがばらつくことを抑制するために実施されている。
特開２００５−１４７０１５号公報特開平１０−２９９５１８号公報

ところで、車両に搭載される従来のエンジンでは、吸気バルブ及び排気バルブの開閉を図７（Ａ）に示すようなタイミングで行っている。また、最近では、冷間始動時の排気エミッションの向上などを目的として、排気バルブが従来のエンジンに比べて約２０〜３０度早く開閉するように設定されたエンジン（図７（Ｂ）参照）もある。このように排気バルブが早く開閉するエンジンでは、走行時にスロットルバルブが全閉となったとき（減速走行に移行するとき）に、樹脂製の吸気マニホールドから異音が発生する。また、トランスミッションがニュートラル状態のときに、運転者によってアクセルペダルが急激に踏み込まれた後にアクセルペダルが急激に戻される操作、いわゆるレーシング（空吹かし）が行われたときにも、スロットルバルブが全閉になるごとに吸気マニホールドから異音が発生する。

このような異音が発生する理由を説明すると、排気バルブが従来のエンジンに比べて早く開閉するように設定されたエンジンでは、スロットルバルブが全閉のときに、排気バルブが例えば排気上死点前２０度（ＢＴＤＣ２０度）のタイミングで閉じるように設定されているため（図７（Ｂ）参照）、排気行程においてエンジンのシリンダ内の排気ガスの全てが排出されず、排気ガスの一部がシリンダ内に残存したままの状態で圧縮され、吸気バルブが開いたときに圧縮された排気ガスが吸気側に急激に吹き返す。これによって生じる圧力変動によって樹脂製の吸気マニホールドが振動して異音が発生する。なお、アイドル運転状態などのエンジン低回転域においては、排気ガスの吹き返しによる圧力変動が小さいので、吸気マニホールドの振動音は特に問題にならない。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備え、排気バルブが従来のエンジンに比べて早く開閉するように設定された内燃機関において、減速時やレーシング時に異音が発生することを抑制することが可能な制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と吸気通路との間を選択的に開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と排気通路との間を選択的に開閉する排気バルブと、前記吸気通路に配置されたスロットルバルブと、前記内燃機関のクランクシャフトに対する排気カムシャフトの回転位相を変化させて前記排気バルブの開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構とを備え、前記排気バルブの開閉タイミングが最進角位置にあるときに、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように設定された内燃機関の制御装置において、前記排気カムシャフトに設けた可変バルブタイミング機構を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関がアイドル運転状態であるか否かを判定し、アイドル運転以外の運転状態のときに、前記スロットルバルブが全閉になったときには、前記排気バルブの開閉タイミングを前記最進角位置に対して遅角することにより当該排気バルブの閉じタイミングを排気上死点付近にする遅角制御を実行し、アイドル運転時には前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に設定して、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変タイミングバルブ機構を備え、排気バルブの開閉タイミングが最進角位置にあるときに、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように設定された内燃機関において、アイドル運転以外の運転状態（走行時またはレーシング状態）のときに、スロットルバルブが全閉となったときには、排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して所定量だけ遅角しているので、排気バルブの閉じタイミングを排気ＴＤＣ付近にすることができる。これによって、エンジンのシリンダ内に排気ガスが圧縮状態で残留することがなくなり、吸気バルブを開いた際に、吸気マニホールド側への急激な吹き返しがなくなる。その結果、吸気マニホールドからの異音の発生を抑制することができる。しかも、アイドル運転以外の運転状態でスロットルバルブが全閉のときのみ、排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して遅角するので、本発明を適用するエンジン、つまり、排気バルブが従来のエンジンに比べて約２０〜３０度早く開閉するエンジンの本来の目的である排気エミッションの向上に悪影響が及ぶこともない。

本発明の具体的な構成として、内燃機関が搭載される車両が走行時であるか否かを判定し、走行時であるときに、スロットルバルブが全閉となったときには、そのスロットルバルブが全閉となった後、前記内燃機関の機関回転数が２０００ｒｐｍを下回るまで、前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して遅角する遅角制御を実行するという構成を挙げることができる。

また、他の具体的な構成として、内燃機関がレーシング状態であるか否かを判定し、レーシング状態でスロットルバルブが全閉となったときには、上記した排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して遅角する遅角制御を、１秒間だけ保持した後に、前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置にするという構成を挙げることができる。このような構成を採用すれば、排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に短時間で戻すことができるので、レーシング後に機関回転数がアイドリング回転数に戻ったときに、排気バルブの開閉タイミングを最進角位置にロックピンにてロックすることが可能になる。

本発明によれば、排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変タイミングバルブ機構を備え、排気バルブの開閉タイミングが最進角位置にあるときに、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように設定された内燃機関において、アイドル運転以外の運転状態のときに、スロットルバルブが全閉となったときには、排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して所定量だけ遅角しているので、減速時やレーシング時に異音が発生することを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）について説明する。

−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。

エンジン１は、車両に搭載されるポート噴射型多気筒ガソリンエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。エンジン１のクランクシャフト１５はトランスミッションに連結される。

クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）３７が配置されている。クランクポジションセンサ３７は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ａには冷却水温を検出する水温センサ３１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。エンジン１の燃焼室１ｄには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４はＥＣＵ（電子制御ユニット）１００によって制御される。

エンジン１のシリンダブロック１ａの下部には、潤滑油を貯留するオイルパン１８が設けられている。このオイルパン１８に貯留された潤滑油は、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプ１９によって汲み上げられて、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑油は、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプ１９によって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。また、この例においては、オイルパン１８に貯留された潤滑油を、後述する可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）２３，２４の作動油にも利用している。なお、オイルポンプ１９は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転によって駆動される機械式ポンプである。

エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１の一部は吸気ポート１１ａ及び吸気マニホールド１１ｂによって形成されている。また、排気通路１２の一部は排気ポート１２ａ及び排気マニホールド１２ｂによって形成されている。

吸気通路１１には、エアクリーナ７、熱線式のエアフロメータ３２、吸気温センサ３３（エアフロメータ３２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ５などが配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットルポジションセンサ３６によって検出される。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂センサ３４及び三元触媒８が配置されている。

吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転がタイミングベルト等を介して伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の各回転によって行われる。吸気カムシャフト２１と排気カムシャフト２２の各端部にはそれぞれＶＶＴ２３，２４が設けられている。これらＶＶＴ２３，２４については後述する。

また、吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の近傍にはそれぞれカムポジションセンサ３８，３９が配置されている。各カムポジションセンサ３８，３９は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（図示せず）に対向するように配置されており、その各カムシャフト２１，２２が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、各カムシャフト２１，２２は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が７２０°回転するごとに各カムポジションセンサ３８，３９が１つのパルス状の信号を発生する。

そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。インジェクタ２には燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１の吸気ポート１１ａ内に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ｄに導入される。燃焼室１ｄに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ｄ内での燃焼・爆発によりピストン１ｃが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。以上のエンジン１は運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。

ここで、この例のエンジン１では、冷間始動時の排気エミッションの向上などを目的として、排気バルブ１４が従来のエンジンに比べて約２０度早く開閉するように設定されており（図７（Ａ）及び（Ｂ）参照）、排気バルブ１４が例えば排気上死点前２０度（ＢＴＤＣ２０度）のタイミングで閉じるようになっている。

−ＶＶＴ−
次に、ＶＶＴ２３，２４について説明する。

吸気側のＶＶＴ２３は、ベーン式可変バルブタイミング機構であって、例えば内周面に凹部が形成されたハウジングと、そのハウジングの凹部を２つの油圧室（遅角側油圧室、進角側油圧室）に区画するベーンを有する内部ロータとを備え、前記ハウジングをクランクシャフト１５に連結し、内部ロータを吸気カムシャフト２１に連結した状態で、前記遅角側油圧室及び進角側油圧室に供給する油圧をＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）２５によって制御することにより、クランクシャフト１５と吸気カムシャフト２１との回転位相をずらして吸気バルブ１３の開閉タイミングを連続的に変化させることができる。この例の吸気側のＶＶＴ２３では、エンジン１が停止時・始動時・アイドル運転時に、吸気バルブ１３の開閉タイミングを最遅角位置に設定してロックピンにて機械的にロックするようになっている。

また、排気側のＶＶＴ２４も、同様に、ベーン式可変バルブタイミング機構であって、前記ハウジングをクランクシャフト１５に連結し、内部ロータを排気カムシャフト２２に連結した状態で、前記遅角側油圧室及び進角側油圧室に供給する油圧をＯＣＶ２６によって制御することにより、クランクシャフト１５と排気カムシャフト２２との回転位相をずらして排気バルブ１４の開閉タイミングを連続的に変化させることができる。この例の排気側のＶＶＴ２４では、エンジン１が停止時・始動時・アイドル運転時に、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置（図５及び図６参照）に設定してロックピンにて機械的にロックするようになっている。

以上の吸気側のＶＶＴ２３と排気側のＶＶＴ２４の各油圧を制御するＯＣＶ２５，２６には、エンジン１の潤滑油が作動油として供給される。また、各ＯＣＶ２５，２６はＥＣＵ１００によって制御される。

なお、この例では、吸気側のＶＶＴ２３の位相制御により、所定の可動範囲で吸気バルブ１３の開閉タイミングを調整することができる。また、排気側のＶＶＴ２４の位相制御により、所定の可動範囲（例えば図５に示す可動範囲）で排気バルブ１４の開閉タイミングを調整することができる。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、及び、バックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、水温センサ３１、エアフロメータ３２、吸気温センサ３３、Ｏ₂センサ３４、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ３５、スロットルポジションセンサ３６、クランクポジションセンサ３７、カムポジションセンサ３８，３９、及び、トランスミッションのシフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ４０などの各種センサが接続されている。出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、及び、ＯＣＶ２５，２６などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ２の噴射時期制御及び点火プラグ３の点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらにＥＣＵ１００は、下記の「減速時制御」及び「レーシング時制御」を含むＶＶＴ２３，２４の制御を実行する。

−減速時制御・レーシング時制御−
まず、この例のエンジン１では、排気バルブ１４が排気上死点前２０度（ＢＴＤＣ２０度）のタイミングで閉じるように設定されている。このため、上述したように、減速時やレーシング時にスロットルバルブ５が全閉となったときに、吸気マニホールド１１ｂから異音が発生する。

そこで、この例では、アイドル運転以外のときにスロットルバルブ５が全閉になったときには、排気側のＶＶＴ２４の制御によって排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に対して所定量だけ遅角することにより、吸気マニホールド１１ｂからの異音を抑制する点に特徴がある。その具体的な制御（減速時制御及びレーシング時制御）の例を以下に説明する。

・減速時制御
エンジン１を搭載した車両が走行時であるときに、スロットルバルブ５が全閉となった場合（減速時）の制御について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３の減速時制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間（例えば数ｍｓ）毎に繰り返して実行される。

まず、ステップＳＴ１１において、エンジン１がアイドル運転状態であるか否かを判定し、アイドル運転状態であるときには、このルーチンを一旦終了する。ステップＳＴ１１の判定結果が肯定判定であり、アイドル運転以外の状態のときにはステップＳＴ１２に進む。なお、ステップＳＴ１１の判定処理において、例えばアクセルポジションセンサ３５の出力信号から得られるアクセル開度が全閉であり、クランクポジションセンサ３７の出力信号から得られるエンジン回転数Ｎｅが所定値以下であるときにアイドル運転状態であると判定し、これら条件が成立していないときには、アイドル運転以外の運転状態であると判定する。

ステップＳＴ１２では走行時であるか否かを判定する。具体的には、例えばシフトポジションセンサ４０の出力信号から現在のシフトレバーの操作位置を検出し、そのシフトレバーの操作位置がエンジン１の運転状態で「ニュートラル」以外である場合は「走行時である」と判断してステップＳＴ１３に進む。ステップＳＴ１２の判定結果が否定判定である場合は、このルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳＴ１２において、車速センサなどの出力信号に基づいて走行時であるか否かを判定するようにしてもよい。

ステップＳＴ１３では、スロットルポジションセンサ３６の出力信号から得られるスロットルバルブ５の開度が全閉であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合は、このルーチンを一旦は終了する。

ステップＳＴ１３の判定結果が肯定判定である場合（スロットルバルブ５が全閉である場合）は、排気バルブ１４の開閉タイミングを遅角位置に制御する。具体的には、走行時においてスロットルバルブ５が全閉になったときには、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に直ぐに戻すのではなく、図５及び図６に示すように、最進角位置に対して所定の遅角量Ｒ（例えば２０度）だけ遅角するように排気側のＶＶＴ２４を制御する。この遅角制御は、エンジン回転数Ｎｅが所定値（例えば２０００ｒｐｍ）を下回るまで実施され、エンジン回転数Ｎｅが所定値未満（ステップＳＴ１５の判定結果が肯定判定）となったときに、排気側のＶＶＴ２４の制御を通常制御に戻して（ステップＳＴ１６）、このルーチンを一旦終了する。

なお、ステップＳＴ１５の判定処理においてエンジン回転数Ｎｅに対して設定する判定値は、スロットルバルブ５の全閉時に吸気マニホールド１１ｂから発生する振動音の大きさを考慮し、振動音が問題とならないエンジン回転数Ｎｅを経験的に求めて設定すればよい。

以上の減速時制御によれば、エンジン１が搭載された車両の走行時に、スロットルバルブ５が全閉となったとき（減速走行に移行するとき）には、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に対して所定の遅角量Ｒだけ遅角しているので、図６に示すように、排気バルブ１４の閉じタイミングを排気ＴＤＣ付近にすることができる。これによって、エンジン１のシリンダ内に排気ガスが圧縮状態で残留することがなくなり、吸気バルブ１３を開いた際に、吸気マニホールド１１ｂ側への急激な吹き返しがなくなる結果、吸気マニホールド１１ｂからの異音の発生を抑制することができる。

ここで、以上の減速時制御において、図５及び図６に示す最進角位置に対する遅角量Ｒは、走行時（アイドル運転以外）でスロットルバルブ５が全閉したときに、排気バルブ１４の閉じるタイミングが排気ＴＤＣ付近となるように設定すればよく、排気エミッションの向上などを目的として、排気バルブ１４が従来のエンジンに比べて例えば２０〜３０度早く開閉するエンジンの場合、排気バルブ１４の開閉タイミングの遅角量Ｒは例えば２０〜３０度程度に設定すればよい。

・レーシング時制御
レーシング状態のときに、スロットルバルブ５が全閉となった場合の制御について、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、図４のレーシング時制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間（例えば数ｍｓ）毎に繰り返して実行される。

まず、ステップＳＴ２１では、クランクポジションセンサ３７の出力信号から得られるエンジン回転数Ｎｅ及びシフトポジションセンサ４０の出力信号から得られるシフトレバー位置の情報に基づいて、下記のレーシング判定条件Ｊ１〜Ｊ３が成立しているか否かを判定し、それら条件Ｊ１〜Ｊ３の全てが成立しているときにはステップＳＴ２２に進む。ステップＳＴ２１の判定結果が否定判定である場合はこのルーチンを一旦終了する。

Ｊ１：トランスミッションのシフトレバー位置が「ニュートラル」であること。

Ｊ２：エンジン回転数Ｎｅが所定値（例えば２０００ｒｐｍ）以上であること。

Ｊ３：エンジン回転数Ｎｅの上昇率（単位時間当たりのエンジン回転数Ｎｅの上昇量）が所定値以上であること。

ステップＳＴ２２では、スロットルポジションセンサ３６の出力信号から得られるスロットルバルブ５の開度が全閉であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合は、このルーチンを一旦は終了する。

ステップＳＴ２２の判定結果が肯定判定である場合（スロットルバルブ５が全閉である場合）は、ステップＳＴ２３において排気バルブ１４の開閉タイミングを遅角位置に一定時間だけ保持する。具体的には、レーシング状態においてスロットルバルブ５が全閉になったときには、排気バルブ１４の開閉タイミングを直ぐに最進角位置に戻すのではなく、図５及び図６に示すように、最進角位置に対して所定の遅角量Ｒ（例えば２０度）だけ遅角するという制御（排気側のＶＶＴ２４の遅角制御）を一定時間（例えば１秒間）だけ保持した後に、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に戻す。この後に、このルーチンを一旦終了する。

以上のレーシング時制御によれば、レーシング状態においてスロットルバルブ５が全閉となったときには、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置に対して所定の遅角量Ｒだけ遅角しているので、図６に示すように、排気バルブ１４の閉じタイミングを排気ＴＤＣ付近にすることができる。これによって、エンジン１のシリンダ内に排気ガスが圧縮状態で残留することがなくなり、吸気バルブ１３を開いた際に、吸気マニホールド１１ｂ側への急激な吹き返しがなくなる結果、吸気マニホールド１１ｂからの異音の発生を抑制することができる。

さらに、この例では、レーシング状態でスロットルバルブ５が全閉となったときに、吸気マニホールド１１ｂから発生する異音は一瞬である点を考慮し、その異音が発生する期間を対象とした時間だけ最進角位置に対する遅角を行うので、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置（ロック位置）に短時間で戻すことができ、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング回転数に戻ったときに、排気バルブ１４の開閉タイミングを最進角位置にロックピンにてロックすることが可能になる。

ここで、以上のレーシング時制御において、図５及び図６に示す最進角位置に対する遅角量Ｒは、レーシング状態でスロットルバルブ５が全閉したときに、排気バルブ１４の閉じるタイミングが排気ＴＤＣ付近となるように設定すればよく、排気エミッションの向上などを目的として、排気バルブが従来のエンジンに比べて例えば２０〜３０度早く開閉するエンジンの場合、排気バルブ１４の開閉タイミングの遅角量Ｒは例えば２０〜３０度程度に設定すればよい。

−他の実施形態−
以上の例では、吸気カムシャフトと排気カムシャフトの双方にＶＶＴを設けた例を示しているが、本発明はこれに限られることなく、排気カムシャフトのみにＶＶＴを設けたエンジンにも適用することができる。

以上の例では、ベーン式ＶＶＴを搭載したエンジンの制御について説明したが、これに替えて、例えばヘリカルスプライン式ＶＶＴ等の他の方式のＶＶＴを搭載したエンジンの制御にも本発明を適用することができる。

以上の例では、ＶＶＴを搭載したポート噴射型ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ＶＶＴを搭載した筒内直噴型ガソリンエンジンの制御にも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、Ｖ型多気筒ガソリンエンジンの制御にも本発明を適用することができる。

本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。ＥＣＵが実行する減速時制御の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵが実行するレーシング時制御の一例を示すフローチャートである。ＶＶＴによる排気バルブの開閉タイミングの変化を示す図である。排気バルブの開閉タイミングの最進角位置に対する遅角量を示す図である。従来のエンジンの吸・排気バルブの開閉タイミングを示す図（Ａ）と本発明を適用するエンジンの吸・排気バルブの開閉タイミングを示す図（Ｂ）とを併記して示す図である。

符号の説明

１エンジン
１ｄ燃焼室
５スロットルバルブ
６スロットルモータ
１１吸気通路
１１ｂ吸気マニホールド
１２排気通路
１３吸気バルブ
１４排気バルブ
１５クランクシャフト
１８オイルパン
１９オイルポンプ
２１吸気カムシャフト
２２排気カムシャフト
２４ＶＶＴ（排気側）
２６ＯＣＶ（排気側）
３５アクセルポジションセンサ
３６スロットルポジションセンサ
３７クランクポジションセンサ
３９カムポジションセンサ（排気側）
４０シフトポジションセンサ
１００ＥＣＵ

Claims

燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記燃焼室と吸気通路との間を選択的に開閉する吸気バルブと、前記燃焼室と排気通路との間を選択的に開閉する排気バルブと、前記吸気通路に配置されたスロットルバルブと、前記内燃機関のクランクシャフトに対する排気カムシャフトの回転位相を変化させて前記排気バルブの開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構とを備え、前記排気バルブの開閉タイミングが最進角位置にあるときに、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように設定された内燃機関の制御装置において、
前記排気カムシャフトに設けた可変バルブタイミング機構を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関がアイドル運転状態であるか否かを判定し、アイドル運転以外の運転状態のときに、前記スロットルバルブが全閉になったときには、前記排気バルブの開閉タイミングを前記最進角位置に対して遅角することにより当該排気バルブの閉じタイミングを排気上死点付近にする遅角制御を実行し、アイドル運転時には前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に設定して、当該排気バルブが排気上死点前で閉じるように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関が搭載される車両が走行時であるか否かを判定し、走行時であるときに、前記スロットルバルブが全閉となったときには、そのスロットルバルブが全閉となった後、前記内燃機関の機関回転数が２０００ｒｐｍを下回るまで、前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して遅角する遅角制御を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関がレーシング状態であるか否かを判定し、レーシング状態で前記スロットルバルブが全閉となったときには、前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置に対して遅角する遅角制御を、１秒間だけ保持した後に、前記排気バルブの開閉タイミングを最進角位置にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。