JP5071440B2

JP5071440B2 - 内燃機関の制御システム

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Publication number: JP5071440B2
Application number: JP2009128672A
Authority: JP
Inventors: 宏之北東
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP2010275918A

Description

本発明は、内燃機関の制御システムに関する。

特許文献１には、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関が搭載されるハイブリッド車両において、ＥＧＲバルブの状態がオフからオンへ、或いはオンからオフへと切り換えられること伴う駆動力の変化を補償するようにモータを制御する技術が開示されている。

また、機関バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関においては、当該機関の燃費性能が高まるようにその運転状態に応じて機関バルブの開弁特性を調節することができる。尚、本明細書における「機関バルブ」とは、吸気弁又は排気弁の何れかを意味する。

特開２００５−３２０９４１号公報特開２００２−３３９７７８号公報特開２００７−３２５１５号公報

内燃機関の吸気系にＥＧＲガスが導入されているＥＧＲオン状態と、ＥＧＲガスの導入が停止されているＥＧＲカット状態とにおいては、内燃機関の燃費性能が最も高くなる機関バルブの開弁特性は異なるのが通常である。そのため、機関バルブの開弁特性が規定されているマップに従って可変動弁機構を作動させる場合にはＥＧＲオン状態用及びＥＧＲカット状態用に異なる種類のマップを用意しておき、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じてこれらを切り換える制御が行われる。

本発明は、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて異なるマップに従って機関バルブの開弁特性を制御する内燃機関の制御システムにおいて、マップの構築に関する適合工数の好適な削減を実現可能な技術を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、以下の手段を採用した。
すなわち、内燃機関の排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系にＥＧＲ通路を介して導入するＥＧＲ装置と、前記内燃機関の機関バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、吸気系にＥＧＲガスが導入されているＥＧＲオン状態での前記機関バルブの開弁特性を規定する第１マップ及びＥＧＲガスの導入が停止されているＥＧＲカット状態での前記機関バルブの開弁特性を規定する第２マップを有し、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて前記第１マップと第２マップとを切り換えるマップ切り換え制御手段と、を備え、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行要求が出された場合、前記マップ切り換え制御手段は、前記機関バルブの開弁特性が第１マップに従って制御されている状態でＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行されるように、前記第１マップから第２マップへの切り換え時期を遅らせる切り換えディレイ制御を行うことを特徴とする。

ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行要求が出された場合、ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの導入が停止される。ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態に移行する際の過渡期間に第１マップから第２マップへの切り換えを行うと、ＥＧＲガスの導入量が減少する際の挙動が乱れやすい。このような状況を考慮してマップを構築する際において機関バルブの開弁特性の適合を行うことができれば、確かに内燃機関の燃焼悪化、トルクショック、ノッキング等の不具合を回避できるものの、そのような手法を採用する場合はその適合工数が膨大となってしまう。

これに対して本発明によれば、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行する過渡期間に第１マップから第２マップへの切り換えが行われないため、過渡期間におけるＥＧＲガスの導入量が減少する際の挙動を考慮せずに第１及び第２のマップを構築することができ、その適合工数を大幅に削減することができる。従って、本発明に係る制御システムの開発コストの低減を実現することが可能となる。

また、本発明において、前記マップ切り換え制御手段は前記切り換えディレイ制御に際して、ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの実際の導入量が零になるまで前記第１マップから第２マップへの切り換え時期を遅らせても良い。即ち、このように、ＥＧＲガスの実際の導入量が零の定常状態になったあとに第１マップから第２マップへの切り換えが行われるため、トルクショックや燃焼状態の悪化等の発生を確実に抑制できる。

また、本発明において、前記マップ切り換え制御手段は前記切り換えディレイ制御の継続中に機関燃焼が停止された場合、機関燃焼が再開される前に前記第１マップから第２マップへの切り換えを行うようにしても良い。

これによれば、第１マップから第２マップへの切り換え時においてトルクショック等の不具合が発生することが確実に抑制される。また、機関燃焼が再開される前に第１マップから第２マップへの切り換えを行っておくことで、機関燃焼の再開時からその運転状態に適したマップに従って機関バルブの開弁特性を制御することが可能となる。これにより、例えば走行燃費の低減をより好適に実現することができる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて異なるマップに従って機関バルブの開弁特性を制御する内燃機関の制御システムにおいて、マップの構築に関する適合工数を好適に削減することができる。

実施例１に係る内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。実施例１に係るＶＶＴ制御マップの概略を示す図である。実施例１に係る制御ルーチンを示したフローチャートである。実施例２に係る内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。実施例２に係る制御ルーチンを示したフローチャートである。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。図１に示した内燃機関１は、車両に搭載された４ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）であり、４つの気筒２を有する。気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。本実施例においては吸気弁６および排気弁７が本発明における機関バルブに対応している。

内燃機関１には、ポート内噴射弁１０及び点火プラグ１２が設けられている。ポート内噴射弁１０は、吸気ポート４内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。点火プラグ１２は気筒２内の燃焼室において混合気に点火する。また、吸気ポート４は吸気通路８に接続されており、排気ポート５は排気通路９に接続されている。吸気通路８にはスロットル弁１３が設けられている。

内燃機関１には、吸気弁６の開弁特性を変更可能な可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）１７、及びウォータジャケット内の冷却水の温度を検出する水温センサ１
８が設けられている。ＶＶＴ１７は、吸気弁６を駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更する。

また、内燃機関１は、排気通路９を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路８に導入するＥＧＲ装置２１を有している。ＥＧＲ装置２１は、ＥＧＲ通路２２、ＥＧＲ弁２３及びＥＧＲクーラ２４を含んで構成されている。

ＥＧＲ通路２２の一端は排気通路９に接続されており、その他端はスロットル弁１３より下流側の吸気通路８に設けられたサージタンクに接続されている。ＥＧＲ弁２３はＥＧＲ通路２２に設けられている。ＥＧＲ弁２３が開弁することでＥＧＲガスが吸気通路８に導入され、ＥＧＲ弁２３が閉弁することでその導入が停止される。ＥＧＲクーラ２４は、ＥＧＲ通路２２に設けられており、ＥＧＲガスを冷却する。

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）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種の制御ルーチン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。

ＥＣＵ２０には、水温センサ１８、クランクポジションセンサ２５及びアクセル開度センサ２６等の各種センサが電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２５は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２６は、本システムを搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。また、ＥＣＵ２０には、ポート内噴射弁１０、点火プラグ１２、スロットル弁１３、ＶＶＴ１７、ＥＧＲ弁２３等が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

本実施例においては、内燃機関１の燃費性能が最も高くなるように、その運転状態に応じてＶＶＴ１７によって吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣが制御される。内燃機関１の運転状態と吸気弁６の閉弁タイミングとの関係は実験等に基づいて規定されており、図２に示すようなマップ（以下、「ＶＶＴ制御マップ」と称する）としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。本実施例におけるＶＶＴ制御マップは、内燃機関１の機関回転数と機関負荷をパラメータとする、吸気弁６の閉弁タイミング（図中、符号θで表される）を規定して
いる。

ところで、内燃機関１の始動直後にＥＧＲガスの導入が行われると該内燃機関１の燃焼状態が不安定になる虞がある。そのため、内燃機関１の始動時はＥＧＲ弁２３が閉弁した状態、即ち吸気通路８へのＥＧＲガスの導入が停止された状態で内燃機関１の始動が行われる。そして、内燃機関１の始動後、水温センサ１８によって検出される冷却水の温度が所定のＥＧＲ許可水温（例えば、６０℃）以上となってからＥＧＲ弁２３が開弁され、ＥＧＲガスの導入が開始される。このようにＥＧＲガスの導入が開始されるようになる「冷却水温がＥＧＲ許可水温以上」との条件を、以下「ＥＧＲ導入開始条件」と称する。

ここで、内燃機関１の吸気系にＥＧＲガスが導入されている状態（以下、「ＥＧＲオン状態」と称する）と、ＥＧＲガスの導入が停止されている状態（以下、「ＥＧＲカット状態」と称する）とにおいては、内燃機関１の燃費性能が最も高くなる吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣは異なる。そのため、ＥＣＵ２０には、異なる２種類のＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップとＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップのそれぞれがＥＣＵ２０に記憶されている。ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップは、ＥＧＲオン状態での吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを規定するＶＶＴ制御マップであり、本発明における第１マップに対応している。また、ＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップは、ＥＧＲカット状態での吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを規定するＶＶＴ制御マップであり、本発明における第２マップに対応している。

ＥＣＵ２０は、ＥＧＲガスの導入が実行されているか停止されているかに応じて、即ちＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣの制御のために使用するＶＶＴ制御マップの選択、切り換えを行うこととしている。内燃機関１の運転状態を同等とした場合、ＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに規定された吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣは、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに規定された吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣに比べて相対的に遅角側に設定されている。

ＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに規定されている吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣは、吸気下死点ＢＤＣよりも遅角側に設定されている。そのため、気筒２内に一旦吸入された吸気が吸気弁６の閉弁前に吸気ポート４へと吹き返され、内燃機関１の有効圧縮比（ＩＶＣにおけるシリンダ容積を燃焼室容積によって除した値であり実質的な圧縮比といえる）が低くなる。これによれば、内燃機関１のポンピング損失が低減されることで、走行燃費の低減が実現される。ＥＧＲカット状態ではＥＧＲガスの導入による燃費向上が期待できないため、このような吸気弁６の遅閉じ制御を行うことで走行燃費が悪化することを抑制している。

本実施例では、内燃機関１の運転状態がＥＧＲオン状態となっているときに所定のＥＧＲカット条件が成立すると、ＥＧＲガスの導入停止要求（以下、「ＥＧＲカット要求」という）が出される。このＥＧＲカット条件は、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行が要求されるときの条件であり、例えば冷却水温が過度に上昇した時（冷却水過昇温時）、車両周辺の気圧が過度に低下した時（気圧低下時）、外気温が過度に低温（外気温低温時）となったとき、内燃機関１の制御系統に何らかの異常が検出された時（フェール検出時）等を例示することができる。

ここで、ＥＧＲオン状態のときにＥＧＲカット条件が成立すると、ＥＣＵ２０はＥＧＲ弁２３を閉弁させる制御信号（閉弁信号）をＥＧＲ弁２３に出力し、ＥＧＲ装置２１によるＥＧＲガスの導入を停止させることで、運転状態をＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと切り換える。このように、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行時においては、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁２３への閉弁信号が出されてからＥＧＲ弁２３の開度が零
になり、その後、ＥＧＲ装置２１によるＥＧＲガスの実際の導入量（以下、「実ＥＧＲガス量」という）が零になるまでの過渡期間（以下、「ＥＧＲカット過渡期間」という）が存在する。

ＥＧＲカット過渡期間にＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えられ、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣが遅角側に変更されると、一旦内燃機関１に吸入された吸気の吹き返しによってスロットル弁１３より下流側の吸気通路８に設けられたサージタンクの吸気管内圧が上昇する（例えば、大気圧に近づく）。ここで、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲ弁２３の上流側（排気通路９との接続部側）と下流側（吸気通路８との接続部側）の差圧が大きいほどＥＧＲガスが円滑に吸気通路８へと流入する。そのため、上記のようにサージタンクの吸気管内圧が上昇するとＥＧＲ弁２３の上下流における差圧が小さくなり、ＥＧＲガスの導入量（ＥＧＲガス量）が著しく減少する。

つまり、ＥＧＲカット過渡期間に、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えると、ＥＧＲガス量が減少する際の挙動が乱れやすく、ＥＧＲガス量の時間的変化を精度良く予測、把握することは難しい。このような状況を考慮してＶＶＴ制御マップに規定されている吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣの適合を行えば、確かに内燃機関１の燃焼悪化、トルクショック、ノッキング等の不具合を回避できるが、そのような手法を採用する場合はＶＶＴ制御マップで定めるべき事項が膨大となり、その準備に膨大な適合工数が必要となってしまう。更に、そのマップを記憶するために、ＥＣＵ２０に大きなメモリ容量を確保する必要が生ずる。

そのため、本実施例に係る制御システムでは、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット要求が出された場合、ＥＣＵ２０は、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣがＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに従って制御されている状態でＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行されるように、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期を遅らせる切り換えディレイ制御を行うこととした。

以下、本実施例に係る制御ルーチンについて、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。図３は、本実施例に係る制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。本実施例においては、本ルーチンを実行するＥＣＵ２０が本発明におけるマップ切り換え制御手段に相当する。

本ルーチンでは、先ずステップＳ１０１において、現在の運転状態がＥＧＲカット状態であるか否かが判定される。本ステップにおいて肯定判定された場合にはステップＳ１０２に進む。この場合には、現在、ＥＣＵ２０によってＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップが選択されており、このＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに従って吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣが制御されていることを意味する。一方、本ステップにおいて否定判定された場合、即ち、ＥＧＲオン状態であると判定された場合にはステップＳ１０４に進む。この場合には、現在、ＥＣＵ２０によってＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップが選択されており、このＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに従って吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣが制御されていることを意味する。

次に、ステップＳ１０２においては、ＥＧＲ導入開始条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、水温センサ１８の出力信号に基づいて内燃機関１の冷却水温Ｔｈｗを検出し、ＥＧＲ許可水温Ｔｈｗ０以上である場合にＥＧＲ導入開始条件が成立していると判断され（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進む。一方、冷却水温ＴｈｗがＥＧＲ許可水温Ｔｈｗ０よりも低い場合にはＥＧＲ導入開始条件が成立していないと判断され（Ｎｏ）
、本ルーチンの実行が一旦終了される。ＥＧＲ許可水温Ｔｈｗ０は、ＥＧＲガスの導入を開始する閾値となる温度であって、実験等に基づいて予め定められている。

ステップＳ１０３においては、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁２３に開弁信号が出力されることでＥＧＲ弁２３が開弁されると共に、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを制御するためのＶＶＴ制御マップがＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えられる。その結果、ＥＧＲガスの導入が開始されると共に、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣがＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに従って制御されるようになる。本ステップの処理が実行されると内燃機関１の運転状態はＥＧＲカット状態からＥＧＲオン状態へと移行することになる。

ステップＳ１０４においては、既述したＥＧＲカット条件が成立しているか否かが判定される。ＥＧＲカット条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１０５に進み、そうでない場合（Ｎｏ）には本ルーチンの実行が一旦終了される。

ステップＳ１０５においては、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁２３に閉弁信号が出力されることでＥＧＲ弁２３が閉弁され、ＥＧＲガスの導入が停止させられる（ＥＧＲカットが行われる）。その結果、内燃機関１の運転状態がＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行する。

尚、本ステップにおいては、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを制御するためのＶＶＴ制御マップに関してＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換えを行わず、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップが選択された状態に保持される。このように、ＥＣＵ２０がＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期を遅らせることで、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣがＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに従って制御されている状態でＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行させる切り換えディレイ制御が行われる。

次に、ステップＳ１０６においては、ステップＳ１０５の処理が実行されてからの経過期間ｔｍｐがカウント（計測）される。この経過時間ｔｍｐは、上記切り換えディレイ制御に際して、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期を遅らせている遅れ期間（ディレイ期間）に相当する。以下、上記経過期間ｔｍｐを「ディレイ期間ｔｍｐ」と呼ぶ。

ステップＳ１０７では、ディレイ期間ｔｍｐが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達したか否かが判定される。この基準ディレイ期間ｔｍｐ０は、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを制御するためのＶＶＴ制御マップを、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えるときの閾値となるディレイ期間である。この基準ディレイ期間ｔｍｐ０は、ＥＧＲ装置２１によるＥＧＲガスの実際の導入量である実ＥＧＲガス量が零になるまでに要する切り換えディレイ制御の継続期間として定めることができ、具体的には予め実験などの経験則に基づいて求めておくと良い。

そして、本ステップにおいてディレイ期間ｔｍｐが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達していると判定された場合（ｔｍｐ≧ｔｍｐ０；Ｙｅｓ）にはステップＳ１０８に進み、そうでない場合（ｔｍｐ＜ｔｍｐ０；Ｎｏ）にはステップＳ１０６の処理に戻り、ディレイ期間ｔｍｐのカウントを継続して行う。

次に、ステップＳ１０８においては、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを制御するためのＶＶＴ制御マップが、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えられる。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンの
実行が一旦終了される。

上記ルーチンによれば、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行要求が出された場合、吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣがＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップに従って制御されている状態でＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行されるように、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期を遅らせる。このようにすれば、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行する際にＶＶＴ制御マップの切り換えが行われないため、速やかにＥＧＲガスの導入を停止することができる。従って、ＥＧＲカットに際して、ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行に要する期間を短くすることができる。また、ＥＧＲカット過渡期間においてはＶＶＴ制御マップの切り換えを行わないことが前提となるため、ＶＶＴ制御マップを構築する際の適合工数を大幅に削減することができる。従って、本制御システムの開発コストの低減、開発に要する期間の短縮を実現することが可能となる。また、当該ＶＶＴ制御マップを記憶するために、ＥＣＵ２０に大きなメモリ容量を確保する必要が生ずることも回避できるという効果を奏する。

また、上記ルーチンのステップＳ１０６〜Ｓ１０８に係る処理がＥＣＵ２０によって実行されることで、切り換えディレイ制御に際して、実ＥＧＲガス量が零になるまでＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期が遅らせられる。これによれば、トルクショックや燃焼状態の悪化等の発生を確実に抑制することができる。

尚、上記ルーチンにおいては、切り換えディレイ制御に際してＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期を遅らせるディレイ期間ｔｍｐをカウントし、これが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達した時点でＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換えを行っているが、実ＥＧＲガス量の測定、又は推定し、その測定値や推定値が零になった時点でＶＶＴ制御マップをＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへと切り換えても良い。

また、ディレイ期間ｔｍｐが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達した後において切り換えディレイ制御を更に継続しても勿論構わない。但し、走行燃費の観点からは、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップよりもＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに従って吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを制御した方が走行燃費の低減を図ることができるため、ディレイ期間ｔｍｐが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達した後は速やかにＶＶＴ制御マップをＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに切り換えると良い。

また、本実施例の内燃機関１においてＶＶＴ１７は吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣを変更しているが、排気弁７のバルブタイミングを変更する構成にも本発明を適用できる。つまり、ＥＧＲオン状態での排気弁７の開弁特性を規定するマップと、ＥＧＲカット状態での排気弁７の開弁特性を規定するマップを、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて切り換える構成であれば、上述した切り換えディレイ制御を適用することができる。

＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。図４は、本実施例に係る内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。ここでは、実施例１に係る構成と異なる部分についてのみ説明し、実施例１に係る構成要素と同様の構成要素には同様の参照番号を付して、その説明を省略する。

本実施例における内燃機関１が搭載される車両はハイブリッド車両であり、当該ハイブリッド車両はその駆動源として内燃機関１の他にモータ１４を備える。また、ハイブリッ
ド車両は、発電機（ジェネレータ）１５及びバッテリ１６を有している。内燃機関１の出力軸、モータ１４の出力軸及びジェネレータ１５は動力分割機構（図示略）を介して接続されている。また、モータ１４、ジェネレータ１５及びバッテリ１６は、インバータ及び昇圧コンバータ等によって構成されるパワーコントロールユニット（図示略）を介して電気的に接続されている。また、モータ１４、ジェネレータ１５はＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

このように構成されたハイブリッドシステムでは、車両の走行条件や走行状態に応じて内燃機関１が自動停止させられる。この自動停止とは、運転者によるイグニッションＯＦＦ動作に因らずに、自動的に行われるエンジンの停止動作である。このようなエンジンの自動停止は、例えば、ハイブリッド電気自動車がモータのみの出力を駆動源として走行する場合や、一時停車時におけるアイドルストップ制御時に行われる。

次に、本制御システムにおける切り換えディレイ制御の特徴的部分について説明する。本実施例においてＥＣＵ２０は、切り換えディレイ制御の継続中に機関燃焼が停止された場合、機関燃焼が再開される前にＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換えを行うことを特徴とする。

以下、本実施例に係る制御ルーチンについて、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。図５は、本実施例に係る制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、図３に示したフローチャートと同じ処理に関しては共通の参照番号を付すことで、その説明を省略する。本実施例においては、本ルーチンを実行するＥＣＵ２０が本発明におけるマップ切り換え制御手段に相当する。

ステップＳ１０５の処理が終了すると、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１においては、内燃機関１の機関燃焼が停止しているか否かが判定される。この機関燃焼が停止した状態とは、前述した内燃機関１の自動停止が行われている状態や、ポート内噴射弁１０からの燃料噴射が停止されたフューエルカット状態等が挙げられる。本ステップにおいて、現在、機関燃焼が停止していると判定された場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１０８に進み、そうでない場合（Ｎｏ）には一定時間の経過後に再びステップＳ２０１の処理を実行する。すなわち、機関燃焼が停止するまでＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期が遅らせられる。

上記ルーチンによれば、機関燃焼が停止されている状態であって且つ機関燃焼が再開される前に、ＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換えが行われる。これによれば、ＶＶＴ制御マップの切り換えに際してのトルクショックの発生が確実に抑制できる。そして、内燃機関１の機関燃焼再開時から吸気弁６の閉弁タイミングＩＶＣをＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに従って制御することが可能となるため、走行燃費の低減を実現することができる。

尚、切り換えディレイ制御におけるＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換え時期は、以下のように決定しても良い。即ち、切り換えディレイ制御の継続中に、図３にて説明した「ディレイ期間ｔｍｐが基準ディレイ期間ｔｍｐ０に到達する」という条件と、「機関燃焼停止」という条件のうち、何れかが成立した時点でＥＧＲオン状態用ＶＶＴ制御マップからＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップへの切り換えを行うようにすると良い。これによれば、ＥＧＲオン状態からのＥＧＲカット状態への移行に際し、トルクショック等の不具合を確実に抑制できる範囲内で可及的速やかにＶＶＴ制御マップをＥＧＲカット状態用ＶＶＴ制御マップに切り換えることができる。

尚、本実施例ではハイブリッド車両に内燃機関１が搭載される場合を例に説明したが、アイドリングストップ機能を有する所謂エコラン車両に搭載されていても勿論構わない。

１・・・内燃機関
２・・・気筒
６・・・吸気弁
７・・・排気弁
１０・・ポート内噴射弁
１２・・点火プラグ
１３・・スロットル弁
１７・・可変動弁機構（ＶＶＴ）
１８・・水温センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・ＥＧＲ装置
２２・・ＥＧＲ通路
２３・・ＥＧＲ弁

Claims

内燃機関の排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系にＥＧＲ通路を介して導入するＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の機関バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
吸気系にＥＧＲガスが導入されているＥＧＲオン状態での前記機関バルブの開弁特性を規定する第１マップ及びＥＧＲガスの導入が停止されているＥＧＲカット状態での前記機関バルブの開弁特性を規定する第２マップを有し、ＥＧＲオン状態／ＥＧＲカット状態に応じて前記第１マップと第２マップとを切り換えるマップ切り換え制御手段と、を備え、
前記第２マップに規定された前記機関バルブの吸気弁の閉弁タイミングは、前記第１マップに規定された前記吸気弁の閉弁タイミングに比べて相対的に遅角側に設定されており、
ＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態への移行要求が出された場合、前記マップ切り換え制御手段は、前記吸気弁の開弁特性が第１マップに従って制御されている状態でＥＧＲオン状態からＥＧＲカット状態へと移行されるように、前記第１マップから第２マップへの切り換え時期を遅らせる切り換えディレイ制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御システム。
前記マップ切り換え制御手段は前記切り換えディレイ制御に際して、ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの実際の導入量が零になるまで前記第１マップから第２マップへの切り換え時期を遅らせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
前記マップ切り換え制御手段は前記切り換えディレイ制御の継続中に機関燃焼が停止された場合、機関燃焼が再開される前に前記第１マップから第２マップへの切り換えを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御システム。