JP6286044B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧駆動式の可変吸気カム位相機構及び可変排気カム位相機構を備えた内燃機関において、可変吸気カム位相機構及び可変排気カム位相機構を介して、吸気カム位相及び排気カム位相を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものを本出願人は既に提案している。この内燃機関には、油圧駆動式の可変吸気カム位相機構が設けられており、この可変吸気カム位相機構は、吸気弁を開閉する吸気カムのクランクシャフトに対する位相である吸気カム位相を、所定の最進角値と所定の最遅角値との間で変更するものである。この場合、吸気カム位相が所定の最進角値に制御されているときに、バルブオーバーラップ期間が最大となる。

この可変吸気カム位相機構の場合、油圧駆動式である関係上、スラッジなどの異物が油圧回路内に混入したときに、油圧制御弁などの動作不良が発生するおそれがある。このような不具合の発生を回避するために、この制御装置では、以下に述べるように、減速フューエルカット運転（以下「減速ＦＣ運転」という）中において、可変吸気カム位相機構のクリーニング制御（以下「吸気側クリーニング制御」という）が実行される。まず、減速ＦＣ運転が開始されたタイミングで、吸気カム位相が最遅角値に制御され、減速ＦＣ運転の開始タイミングから所定時間が経過したタイミングで、吸気カム位相が最進角値側に制御される。

そして、吸気カム位相の最進角値側への制御の実行時間が所定値に達したタイミングで、吸気カム位相が最進角値に達したか否かが判定されるとともに、吸気カム位相が最進角値から最遅角値に変化するように、可変吸気カム位相機構が制御される。以上のクリーニング制御により、スラッジなどの異物に起因して、油圧制御弁などの動作不良が発生するのを回避することができる。

また、特許文献１には、排気カム位相を変更可能な可変排気カム位相機構を内燃機関に設けた場合において、この可変排気カム位相機構のクリーニング制御（以下「排気側クリーニング制御」という）を実行してもよいことが記載されている。

特許第３６６８１６７号公報

可変吸気カム位相機構及び可変排気カム位相機構の双方を備えた内燃機関において、上記特許文献１の制御手法を適用し、吸気側クリーニング制御及び排気側クリーニング制御の双方を実行した場合、以下に述べるような問題が発生するおそれがある。

すなわち、吸気側及び排気側クリーニング制御は、減速ＦＣ運転中において実行される関係上、吸気側及び排気側クリーニング制御が途中であっても、減速ＦＣ運転の終了と同時に強制的に終了することになる。そのように吸気側及び排気側クリーニング制御が強制終了された場合、排気カム位相及び吸気カム位相の値によっては、バルブオーバーラップ期間が長い状態にあって、内部ＥＧＲ量が大きい状態になっていることがあり、その状態で、内燃機関が減速ＦＣ運転から通常運転に復帰したときには、混合気の燃焼状態の悪化を招いてしまい、最悪の場合には、エンジンストールが発生する可能性がある。以上の問題は、吸気側及び排気側クリーニング制御の終了タイミングにおいて、吸気カム位相が最進角値に、排気カム位相が最遅角値にそれぞれ制御されていることで、バルブオーバーラップ期間が最長になっているときに、最も顕著になる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、吸気側及び排気側のクリーニング制御を実行する場合において、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、混合気の安定した燃焼状態を確保することができ、商品性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸気弁４を開閉する吸気カム１１ａのクランクシャフト３ｃに対する位相である吸気カム位相ＣＡＩＮを変更する油圧駆動式の可変吸気カム位相機構１２と、排気弁５を開閉する排気カム２１ａのクランクシャフト３ｃに対する位相である排気カム位相ＣＡＥＸを変更する油圧駆動式の可変排気カム位相機構２２と備えた内燃機関３において、可変吸気カム位相機構１２及び可変排気カム位相機構２２を介して、吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸを制御する内燃機関３の制御装置１であって、吸気弁４と排気弁５のバルブオーバーラップ期間が増大するように、吸気カム位相ＣＡＩＮを進角側に制御する吸気側クリーニング制御を実行する吸気側クリーニング制御手段（ＥＣＵ２、ステップ６）と、吸気弁４と排気弁５のバルブオーバーラップ期間が増大するように、排気カム位相ＣＡＥＸを遅角側に制御する排気側クリーニング制御を実行する排気側クリーニング制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１１）と、内燃機関３の運転状態に応じて、吸気側クリーニング制御手段による吸気側クリーニング制御と、排気側クリーニング制御手段による排気側クリーニング制御との一方を選択して実行させるとともに、他方を禁止する選択禁止手段（ＥＣＵ２、ステップ２６，２８，３２，７２）と、を備え、吸気側クリーニング制御では、吸気カム位相ＣＡＩＮが所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶになるように制御され、排気側クリーニング制御では、排気カム位相ＣＡＥＸが所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴになるように制御され、吸気カム位相ＣＡＩＮを検出する吸気カム位相検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ３０、吸気カム角センサ３７）と、排気カム位相ＣＡＥＸを検出する排気カム位相検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ３０、排気カム角センサ３８）と、吸気側クリーニング制御及び排気側クリーニング制御が実行されていないときに、内燃機関３の運転状態に応じて吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸを制御する通常制御を実行する通常制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１５）と、通常制御の実行中に検出された吸気カム位相ＣＡＩＮが所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶに達したときに、吸気側クリーニング制御の実行を禁止する吸気側クリーニング制御禁止手段（ＥＣＵ２、ステップ５）と、通常制御の実行中に検出された排気カム位相ＣＡＥＸが所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達したときに、排気側クリーニング制御の実行を禁止する排気側クリーニング制御禁止手段（ＥＣＵ２、ステップ１０）、をさらに備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、吸気側クリーニング制御手段が、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が増大するように、吸気カム位相を進角側に制御する吸気側クリーニング制御を実行し、排気側クリーニング制御手段が、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が増大するように、排気カム位相を遅角側に制御する排気側クリーニング制御を実行する。その場合、選択禁止手段は、内燃機関の運転状態に応じて、吸気側クリーニング制御手段による吸気側クリーニング制御と、排気側クリーニング制御手段による排気側クリーニング制御との一方を選択して実行させるとともに、他方を禁止する。すなわち、クリーニング制御として、吸気側クリーニング制御及び排気側クリーニング制御の一方のみが実行されることになるので、特許文献１の場合と異なり、減速ＦＣ運転が終了し、クリーニング制御が強制終了されたタイミングにおいて、排気カム位相及び吸気カム位相の双方が、バルブオーバーラップ期間が長い状態になっているのを回避でき、内部ＥＧＲ量が大きい状態になっているのを回避することができる。特に、バルブオーバーラップ期間が最長の状態になっているのを回避することができ、内部ＥＧＲ量が最大の状態になっているのを回避することができる。それにより、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、混合気の安定した燃焼状態を確保することができ、商品性を向上させることができる。
また、吸気側クリーニング制御では、吸気カム位相が所定の最進角値になるように制御され、通常制御の実行中に検出された吸気カム位相が所定の最進角値に達したときに、吸気側クリーニング制御の実行が禁止される。排気側クリーニング制御では、排気カム位相が所定の最遅角値になるように制御され、通常制御の実行中に検出された排気カム位相が所定の最遅角値に達したときに、排気側クリーニング制御の実行が禁止される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、吸気側クリーニング制御の実行中に検出された吸気カム位相ＣＡＩＮが所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶに達したときに、吸気側クリーニング制御を実行済みであると判定する吸気側実行済み判定手段（ＥＣＵ２、ステップ５５，５６）と、をさらに備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、吸気側クリーニング制御では、吸気カム位相が所定の最進角値になるように制御され、吸気側クリーニング制御の実行中に検出された吸気カム位相が所定の最進角値に達したときに、吸気側クリーニング制御を実行済みであると判定されるので、吸気側クリーニング制御を実行済みであることを精度よく判定することができる。それにより、吸気側クリーニング制御が必要以上に実行されるのを回避でき、商品性をさらに向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関３の制御装置１において、排気側クリーニング制御の実行中に検出された排気カム位相ＣＡＥＸが所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達したときに、排気側クリーニング制御を実行済みであると判定する排気側実行済み判定手段（ＥＣＵ２、ステップ９５，９６）と、をさらに備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、排気側クリーニング制御では、排気カム位相が所定の最遅角値になるように制御され、排気側クリーニング制御の実行中に検出された排気カム位相が所定の最遅角値に達したときに、排気側クリーニング制御を実行済みであると判定されるので、排気側クリーニング制御を実行済みであることを精度よく判定することができる。それにより、排気側クリーニング制御が必要以上に実行されるのを回避でき、商品性をさらに向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関３の制御装置１において、吸気側クリーニング制御及び排気側クリーニング制御は、内燃機関３の減速フューエルカット運転中に実行され、減速フューエルカット運転中、内燃機関３の気筒３ａ内における内部ＥＧＲ量の推定値である推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤを算出する推定内部ＥＧＲ量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ１１１）と、減速フューエルカット運転が終了した以降、算出された推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤを用いて、内燃機関３の運転状態を制御する運転状態制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１１７）と、をさらに備えることを特徴とする。

一般に、減速フューエルカット運転中は、スロットル弁が全閉状態に制御されるので、例えば、エアフローセンサなどによって検出される空気量が値０になってしまう関係上、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、減速ＦＣ運転中でも空気が気筒内に存在しているにもかかわらず、演算上の筒内空気量が極めて小さい値として算出されてしまう。その結果、空燃比制御において、混合気の空燃比が必要以上にリーン側に制御されてしまうことで、混合気の燃焼状態が不安定になったり、排ガス特性が悪化したりするおそれがある。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、吸気側クリーニング制御及び排気側クリーニング制御が、内燃機関が減速フューエルカット運転中に実行され、減速フューエルカット運転中、内燃機関の気筒内における内部ＥＧＲ量の推定値である推定内部ＥＧＲ量が算出されるとともに、減速フューエルカット運転が終了した以降、算出された推定内部ＥＧＲ量を用いて、内燃機関の運転状態が制御されるので、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、筒内空気量を精度よく算出することができ、空燃比制御において、混合気の空燃比を適切な値に制御することができる。その結果、混合気の安定した燃焼状態を確保でき、良好な排ガス特性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置及びこれを適用した内燃機関の構成を模式的に示す図である。 可変吸気カム位相機構により吸気カム位相が最進角値（実線）及び原点値（破線）に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線と、可変排気カム位相機構により排気カム位相が最遅角値（実線）及び原点値（破線）に設定されているときの排気弁のバルブリフト曲線をそれぞれ示す図である。 カム位相制御処理を示すフローチャートである。 クリーニング条件判定処理を示すフローチャートである。 吸気側クリーニング制御処理を示すフローチャートである。 吸気側進角制御処理を示すフローチャートである。 吸気側準備制御処理を示すフローチャートである。 排気側クリーニング制御処理を示すフローチャートである。 排気側遅角制御処理を示すフローチャートである。 排気側準備制御処理を示すフローチャートである。 燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。 過渡制御処理を示すフローチャートである。 吸気側及び排気側クリーニング制御処理の制御結果の一例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１に示すように、この制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、内燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態に応じて、カム位相制御処理などの各種の制御処理を実行する。

エンジン３は、４組の気筒３ａ及びピストン３ｂ（１組のみ図示）を有する直列４気筒ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。また、エンジン３は、気筒３ａごとに設けられた吸気弁４（１つのみ図示）と、気筒３ａごとに設けられた排気弁５（１つのみ図示）と、吸気弁４を開閉駆動する吸気動弁機構１０と、排気弁５を開閉駆動する排気動弁機構２０などを備えている。

この吸気動弁機構１０は、吸気カム１１ａによって吸気弁４を駆動する吸気カムシャフト１１と、可変吸気カム位相機構１２などで構成されている。この可変吸気カム位相機構１２は、吸気カム１１ａすなわち吸気カムシャフト１１のクランクシャフト３ｃに対する相対的な位相（以下「吸気カム位相」という）ＣＡＩＮを無段階に（すなわち連続的に）進角側又は遅角側に変更することで、吸気弁４のバルブタイミングを変更するものであり、吸気カムシャフト１１の吸気スプロケット（図示せず）側の端部に設けられている。

可変吸気カム位相機構１２は、油圧駆動式のものであり、具体的には、本出願人が特開２００７−１００５２２号公報などで提案済みのものと同様に構成されているので、その詳細な説明は省略するが、吸気カム位相制御弁１２ａ及び油圧回路などを備えている。

この可変吸気カム位相機構１２では、吸気カム位相制御弁１２ａがＥＣＵ２によって制御されることで、油圧回路から可変吸気カム位相機構１２の進角室及び遅角室に供給される油圧が制御される。それにより、吸気カム位相ＣＡＩＮが、所定の原点値ＣＡＩＮ＿０と所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶとの間で変更されることによって、吸気弁４のバルブタイミングが、図２に破線で示す原点タイミングと、図２に実線で示す最進角タイミングとの間で無段階に変更される。

この場合、原点値ＣＡＩＮ＿０は値０に設定され、最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶは、所定の正値に設定されている。したがって、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０から増大するほど、吸気弁４のバルブタイミングが原点タイミングから進角側に変更され、それにより、吸気弁４と排気弁５のバルブオーバーラップ期間がより長くなる。

また、排気動弁機構２０は、排気カム２１ａによって排気弁５を駆動する排気カムシャフト２１と、可変排気カム位相機構２２などで構成されている。この可変排気カム位相機構２２は、排気カム２１ａすなわち排気カムシャフト２１のクランクシャフト３ｃに対する相対的な位相（以下「排気カム位相」という）ＣＡＥＸを無段階に（すなわち連続的に）進角側又は遅角側に変更することで、排気弁５のバルブタイミングを変更するものであり、排気カムシャフト２１の排気スプロケット（図示せず）側の端部に設けられている。

可変排気カム位相機構２２は、上述した可変吸気排気カム位相機構１２と同様に構成された油圧駆動式のものであり、排気カム位相制御弁２２ａ及び油圧回路などを備えている。

この可変排気カム位相機構２２では、排気カム位相制御弁２２ａがＥＣＵ２によって制御されることで、油圧回路から可変排気カム位相機構２２の進角室及び遅角室に供給される油圧が制御される。それにより、排気カム位相ＣＡＥＸが、所定の原点値ＣＡＥＸ＿０と所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴとの間で変更されることによって、排気弁５のバルブタイミングが、図２に破線で示す原点タイミングと、図２に実線で示す最遅角タイミングとの間で無段階に変更される。

この場合、原点値ＣＡＥＸ＿０は値０に設定され、最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴは、所定の正値に設定されている。したがって、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０から増大するほど、排気弁５のバルブタイミングが原点タイミングから遅角側に変更され、それにより、バルブオーバーラップ期間がより長くなる。

また、エンジン３には、点火プラグ６、燃料噴射弁７及びクランク角センサ３０が設けられており、これらの点火プラグ６及び燃料噴射弁７はいずれも、気筒３ａごとに設けられている（いずれも１つのみ図示）。

点火プラグ６は、エンジン３のシリンダヘッドに取り付けられており、ＥＣＵ２に電気的に接続されているとともに、ＥＣＵ２によって、点火プラグ６の放電タイミングが制御される。すなわち、混合気の点火時期が制御される。また、燃料噴射弁７は、各気筒３ａ内に燃料を直接噴射するようにシリンダヘッドに取り付けられている。燃料噴射弁７は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって、後述するように、燃料噴射弁７による燃料の噴射量及び噴射時期が制御される。

一方、クランク角センサ３０は、クランクシャフト３ｃの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに１パルスが出力される。

また、吸気通路８の途中には、スロットル弁機構２５が設けられており、このスロットル弁機構２５は、スロットル弁２５ａ及びこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ２５ｂなどを備えている。スロットル弁２５ａは、吸気通路８の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁２５ａを通過する空気の流量を変化させる。

ＴＨアクチュエータ２５ｂは、ＥＣＵ２に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２によって制御されることにより、スロットル弁２５ａの開度を変化させる。本実施形態の場合、後述する減速フューエルカット運転中、ＥＣＵ２によるＴＨアクチュエータ２５ｂの制御によって、スロットル弁２５ａは全閉状態に保持される。

さらに、ＥＣＵ２には、水温センサ３１、エアフローセンサ３２、大気圧センサ３３、吸気温センサ３４、吸気圧センサ３５、アクセル開度センサ３６、吸気カム角センサ３７及び排気カム角センサ３８が電気的に接続されている。この水温センサ３１は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、それを表す検出信号を、ＥＣＵ２に出力する。

また、エアフローセンサ３２は、吸気通路８内のスロットル弁２５ａの上流側に設けられており、吸気通路８内を流れる空気量ＧＡＩＲ（質量流量）を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、大気圧センサ３３は、大気圧ＰＡを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、吸気温センサ３４は、吸気通路８のスロットル弁２５ａの下流側に設けられており、吸気通路８内のガス温度（以下「吸気温」という）ＴＢを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。この吸気温ＴＢは、絶対温度として検出される。

また、吸気圧センサ３５も、吸気通路８のスロットル弁２５ａの下流側に設けられており、吸気通路８内のガス圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢを、検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。この吸気圧ＰＢは、絶対圧として検出される。さらに、アクセル開度センサ３６は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、吸気カム角センサ３７は、吸気カムシャフト１１の可変吸気カム位相機構１２と反対側の端部に設けられており、吸気カムシャフト１１の回転に伴い、パルス信号である吸気ＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この吸気ＣＡＭ信号及び前述したＣＲＫ信号に基づき、吸気カム位相ＣＡＩＮを算出する。

また、排気カム角センサ３８は、排気カムシャフト２１の可変排気カム位相機構２２と反対側の端部に設けられており、排気カムシャフト２１の回転に伴い、パルス信号である排気ＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この排気ＣＡＭ信号及び前述したＣＲＫ信号に基づき、排気カム位相ＣＡＥＸを算出する。 なお、本実施形態では、クランク角センサ３０が吸気カム位相検出手段及び排気カム位相検出手段に相当し、吸気カム角センサ３７が吸気カム位相検出手段に相当し、排気カム角センサ３８が排気カム位相検出手段に相当する。

一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、以上の各種のセンサ３０〜３８の検出信号などに基づいて、以下に述べるように、カム位相制御処理や燃料噴射制御処理などを実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、吸気側クリーニング制御手段、排気側クリーニング制御手段、選択禁止手段、吸気カム位相検出手段、吸気側実行済み判定手段、排気カム位相検出手段、排気側実行済み判定手段、推定内部ＥＧＲ量算出手段、及び運転状態制御手段に相当する。

次に、図３を参照しながら、カム位相制御処理について説明する。このカム位相制御処理は、可変吸気カム位相機構１２及び可変排気カム位相機構２２を駆動することによって、吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸを制御するものであり、ＥＣＵ２によって所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

なお、以下に述べる制御処理で設定される各種のフラグの値は、イグニッション・スイッチがＯＮ状態にあるときにはＲＡＭ内に記憶され、イグニッション・スイッチがＯＦＦされたときには「０」にリセットされるものとする。これと同様に、各種の演算値及び設定値も、イグニッション・スイッチがＯＮ状態にあるときには、ＲＡＭ内に記憶され、イグニッション・スイッチがＯＦＦされたときにはリセットされるものとする。

図３に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、減速フューエルカット運転フラグＦ＿ＤＥＣＦＣが「１」であるか否かを判別する。この減速フューエルカット運転フラグＦ＿ＤＥＣＦＣは、図示しない判定処理において、下記の減速ＦＣ運転の実行条件（ｆ１），（ｆ２）がいずれも成立しているときに「１」に設定され、不成立のときに「０」に設定される。
（ｆ１）アクセル開度ＡＰがアクセルペダルの全閉状態を示す値（例えば値０）であること。
（ｆ２）エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば９００ｒｐｍ）以上であること。

ステップ１の判別結果がＹＥＳで、減速ＦＣ運転の実行条件が成立しているときには、ステップ２に進み、クリーニング条件判定処理を実行する。このクリーニング条件判定処理は、後述する吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図４に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ２０で、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮは、吸気側クリーニング制御処理を実行中であるか否かを表すものである。

ステップ２０の判別結果がＹＥＳで、吸気側クリーニング制御処理を実行中であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ２０の判別結果がＮＯのときには、ステップ２１に進み、吸気側準備フラグＦ＿ＩＮ＿ＰＲＥが「１」であるか否かを判別する。この吸気側準備フラグＦ＿ＩＮ＿ＰＲＥは、後述する吸気側準備処理を実行中であるか否かを表すものである。

ステップ２１の判別結果がＹＥＳで、吸気側準備処理を実行中であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ２１の判別結果がＮＯのときには、ステップ２２に進み、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮは、排気側クリーニング制御処理を実行中であるか否かを表すものである。

ステップ２２の判別結果がＹＥＳで、排気側クリーニング制御処理を実行中であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ２２の判別結果がＮＯのときには、ステップ２３に進み、排気側準備フラグＦ＿ＥＸ＿ＰＲＥが「１」であるか否かを判別する。この排気側準備フラグＦ＿ＥＸ＿ＰＲＥは、後述する排気側準備処理を実行中であるか否かを表すものである。

ステップ２３の判別結果がＹＥＳで、排気側準備処理を実行中であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ２３の判別結果がＮＯで、以上の４つの制御処理を実行中でないときには、ステップ２４に進み、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷ１（例えば８０℃）以上であるか否かを判別する。この所定水温ＴＷ１は、作動油の温度が可変吸気カム位相機構１２及び可変排気カム位相機構２２が円滑に作動可能な温度域にあるか否かを表す値である。

ステップ２４の判別結果がＹＥＳのときには、作動油の温度が可変吸気カム位相機構１２及び可変排気カム位相機構２２が円滑に作動可能な温度域にあると判定して、ステップ２５に進み、エンジン回転数ＮＥが第２所定回転数ＮＥ２（例えば４０００ｒｐｍ）以上であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、吸気側クリーニング制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ２６に進み、吸気側クリーニング条件フラグＦ＿ＩＮ＿ＣＬＮを「１」に設定するとともに、排気側クリーニング条件フラグＦ＿ＥＸ＿ＣＬＮを「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ２５の判別結果がＮＯのときには、ステップ２７に進み、エンジン回転数ＮＥが第１所定回転数Ｎ１以上であるか否かを判別する。この第１所定回転数Ｎ１は、上述した第２所定回転数よりも低い値（例えば２０００ｒｐｍ）に設定されている。

ステップ２７の判別結果がＹＥＳのときには、排気側クリーニング制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ２８に進み、排気側クリーニング条件フラグＦ＿ＥＸ＿ＣＬＮを「１」に設定するとともに、吸気側クリーニング条件フラグＦ＿ＩＮ＿ＣＬＮを「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ２４又は２７の判別結果がＮＯのとき、すなわちＴＷ＜ＴＷ１又はＮＥ＜ＮＥ１が成立しているときには、吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理の実行条件がいずれも不成立であると判定して、それを表すために、ステップ２９に進み、吸気側クリーニング条件フラグＦ＿ＩＮ＿ＣＬＮ及び排気側クリーニング条件フラグＦ＿ＥＸ＿ＣＬＮをいずれも「０」に設定した後、本処理を終了する。

図３に戻り、ステップ２で、クリーニング条件判定処理を以上のように実行した後、ステップ３に進み、吸気側準備フラグＦ＿ＩＮ＿ＰＲＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、吸気側準備処理を実行中でないときには、ステップ４に進み、吸気側クリーニング済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫが「１」であるか否かを判別する。

この吸気側クリーニング済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫは、後述するように、吸気側クリーニング制御処理の実行中、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで到達したときに「１」に設定される。なお、以下の説明では、吸気側クリーニング制御処理の実行中において、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで到達済みであることを「吸気側クリーニングを実行済み」という。

ステップ４の判別結果がＹＥＳで、吸気側クリーニングを実行済みであるときには、吸気側クリーニング制御処理を実行する必要がないと判定して、後述するステップ８に進む。

一方、ステップ４の判別結果がＮＯのときには、ステップ５に進み、吸気側動作済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫＮが「１」であるか否かを判別する。この吸気側動作済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫＮは、後述する通常制御処理の実行中、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで到達したときに「１」に設定される。

このステップ５の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち通常制御処理の実行中において、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで到達済みであるときには、吸気側クリーニング制御処理を実行する必要がないと判定して、後述するステップ８に進む。

一方、ステップ５の判別結果がＮＯで、吸気側クリーニングを実行済みでなく、かつ吸気カム位相ＣＡＩＮが通常制御処理中に最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで到達していないと推定されるときには、吸気側クリーニング制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ６に進み、吸気側クリーニング制御処理を実行する。

この吸気側クリーニング制御処理は、具体的には、図５に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ３０で、吸気側進角フラグＦ＿ＩＮ＿ＡＤＶが「１」であるか否かを判別する。この吸気側進角フラグＦ＿ＩＮ＿ＡＤＶは、後述する吸気側進角制御処理を実行中であるか否かを表すものである。

ステップ３０の判別結果がＮＯで、吸気側進角制御処理を実行中でないときには、ステップ３１に進み、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯのときには、ステップ３２に進み、前述した吸気側クリーニング条件フラグＦ＿ＩＮ＿ＣＬＮが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、吸気側クリーニング制御処理の実行条件が不成立であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ３２の判別結果がＹＥＳであるときには、吸気側クリーニング制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ３３に進み、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮを「１」に設定する。

このように、ステップ３３で、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ３１の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ３４に進む。

以上のステップ３１又は３３に続くステップ３４で、吸気側遅延フラグＦ＿ＩＮ＿ＤＬＹが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、吸気側の遅延処理を実行すべきであると判定して、ステップ３５に進み、カウンタの計数値ＣＴを所定の吸気側遅延値ＣＴ＿ＩＮに設定する。

次いで、ステップ３６に進み、吸気側の遅延処理を実行中であることを表すために、吸気側遅延フラグＦ＿ＩＮ＿ＤＬＹを「１」に設定する。

このように、ステップ３６で、吸気側遅延フラグＦ＿ＩＮ＿ＤＬＹが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ３４の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ３７に進み、カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚから値１を減算した値（ＣＴｚ−１）に設定する。すなわち、カウンタの計数値ＣＴを値１デクリメントする。

以上のステップ３６又は３７に続くステップ３８で、カウンタの計数値ＣＴが値０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ≠０であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ３８の判別結果がＹＥＳで、吸気側クリーニング制御処理の実行条件が成立したタイミングから値ΔＴ・ＣＴ＿ＩＮに相当する時間が経過したときには、可変吸気カム位相機構１２及びエンジン３の動作状態が安定した状態にあり、吸気側進角制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ３９に進み、吸気側進角フラグＦ＿ＩＮ＿ＡＤＶを「１」に設定する。

このように、ステップ３９で、吸気側進角フラグＦ＿ＩＮ＿ＡＤＶが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ３０の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ４０に進む。

以上のステップ３１又は３９に続くステップ４０で、吸気側進角制御処理を実行する。この吸気側進角制御処理は、吸気カム位相ＣＡＩＮを最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで進角させる制御であり、具体的には、図６に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ５０で、最進角制御処理を実行する。この最進角制御処理では、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶになるように、可変吸気カム位相機構１２が制御される。

次いで、ステップ５１に進み、吸気側進角フラグの前回値Ｆ＿ＩＮ＿ＡＤＶｚが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、今回の制御タイミングが吸気側進角制御処理の１回目の実行タイミングであるときには、ステップ５２で、カウンタの計数値ＣＴを所定の進角制御用値ＣＴ＿ＡＤＶに設定する。

一方、ステップ５１の判別結果がＹＥＳで、前回以前の制御タイミングで、吸気側進角制御処理を実行中であったときには、ステップ５３で、カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚから値１を減算した値（ＣＴｚ−１）に設定する。

以上のステップ５２又は５３に続くステップ５４で、カウンタの計数値ＣＴが値０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ≠０であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ５４の判別結果がＹＥＳで、最進角制御処理の実行開始タイミングから値ΔＴ・ＣＴ＿ＡＤＶに相当する時間が経過したときには、ステップ５５に進み、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶ以上であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶに達し、吸気側クリーニングが完了したと判定して、吸気側クリーニングを実行済みであることを表すために、ステップ５６に進み、吸気側クリーニング済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫを「１」に設定する。

次に、ステップ５７で、吸気側クリーニング制御処理を終了したことを表すために、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮを「０」にリセットすると同時に、吸気側準備制御処理を実行すべきであることを表すために、吸気側準備フラグＦ＿ＩＮ＿ＰＲＥを「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ５５の判別結果がＮＯのときには、吸気側クリーニングが未完了であるものの、吸気側クリーニング制御処理を終了し、吸気側準備制御処理を実行すべきであると判定して、上述したように、ステップ５７を実行した後、本処理を終了する。

図５に戻り、ステップ４０で、吸気側進角制御処理を以上のように実行した後、吸気側クリーニング制御処理を終了する。

図３に戻り、ステップ６では、吸気側クリーニング制御処理が以上のように実行される。その際、上述したように、吸気側準備フラグＦ＿ＩＮ＿ＰＲＥが「１」に設定されると、前述したステップ３の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ７に進み、吸気側準備制御処理を実行する。

この吸気側準備制御処理は、エンジン３の減速フューエルカット運転から通常運転への切換に備えて、吸気カム位相ＣＡＩＮを原点値ＣＡＩＮ＿０まで遅角させる制御であり、具体的には、図７に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ６０で、原点制御処理を実行する。この原点制御処理では、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０になるように、可変吸気カム位相機構１２が制御される。

次いで、ステップ６１に進み、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０以下になったか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ６１の判別結果がＹＥＳで、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０に達したときには、吸気側準備制御処理を終了すべきであると判定して、ステップ６２に進み、前述した３つのフラグＦ＿ＩＮ＿ＤＬＹ，Ｆ＿ＩＮ＿ＡＤＶ，Ｆ＿ＩＮ＿ＰＲＥをいずれも「０」にリセットした後、本処理を終了する。

図３に戻り、ステップ７で、吸気側準備制御処理を以上のように実行した後、後述するステップ８に進む。

以上のステップ４〜７のいずれかに続くステップ８で、排気側準備フラグＦ＿ＥＸ＿ＰＲＥが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ９に進み、排気側クリーニング済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫが「１」であるか否かを判別する。

この排気側クリーニング済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫは、後述するように、排気側クリーニング制御処理の実行中、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで到達したときに「１」に設定される。なお、以下の説明では、排気側クリーニング制御処理の実行中において、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで到達済みであることを「排気側クリーニングを実行済み」という。

ステップ９の判別結果がＹＥＳで、排気側クリーニングを実行済みであるときには、排気側クリーニング制御処理を実行する必要がないと判定して、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ９の判別結果がＮＯのときには、ステップ１０に進み、排気側動作済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫＮが「１」であるか否かを判別する。この排気側動作済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫＮは、後述する通常制御処理の実行中、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで到達したときに「１」に設定される。

このステップ１０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち通常制御処理の実行中において、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで到達済みであるときには、排気側クリーニング制御処理を実行する必要がないと判定して、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ１０の判別結果がＮＯで、排気側クリーニングを実行済みでなく、かつ排気カム位相ＣＡＥＸが通常制御処理中に最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで到達していないと推定されるときには、排気側クリーニング制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ１１に進み、排気側クリーニング制御処理を実行する。

この排気側クリーニング制御処理は、具体的には、図８に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ７０で、排気側遅角フラグＦ＿ＥＸ＿ＲＥＴが「１」であるか否かを判別する。この排気側遅角フラグＦ＿ＥＸ＿ＲＥＴは、後述する排気側遅角制御処理を実行中であるか否かを表すものである。

この判別結果がＮＯで、排気側遅角制御処理を実行中でないときには、ステップ７１に進み、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ７２に進み、前述した排気側クリーニング条件フラグＦ＿ＥＸ＿ＣＬＮが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯで、排気側クリーニング制御処理の実行条件が不成立であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ７２の判別結果がＹＥＳであるときには、排気側クリーニング制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ７３に進み、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮを「１」に設定する。

このように、ステップ７３で、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ７１の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ７４に進む。

以上のステップ７１又は７３に続くステップ７４で、排気側遅延フラグＦ＿ＥＸ＿ＤＬＹが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、排気側の遅延処理を実行すべきであると判定して、ステップ７５に進み、カウンタの計数値ＣＴを所定の排気側遅延値ＣＴ＿ＥＸに設定する。

次いで、ステップ７６に進み、排気側の遅延処理を実行中であることを表すために、排気側遅延フラグＦ＿ＥＸ＿ＤＬＹを「１」に設定する。

このように、ステップ７６で、排気側遅延フラグＦ＿ＥＸ＿ＤＬＹが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ７４の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ７７に進み、カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚから値１を減算した値（ＣＴｚ−１）に設定する。

以上のステップ７６又は７７に続くステップ７８で、カウンタの計数値ＣＴが値０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ≠０であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ７８の判別結果がＹＥＳで、排気側クリーニング制御処理の実行条件が成立したタイミングから値ΔＴ・ＣＴ＿ＥＸに相当する時間が経過したときには、可変排気カム位相機構２２及びエンジン３の動作状態が安定した状態にあり、排気側遅角制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ７９に進み、排気側遅角フラグＦ＿ＥＸ＿ＲＥＴを「１」に設定する。

このように、ステップ７９で、排気側遅角フラグＦ＿ＥＸ＿ＲＥＴが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ７０の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ８０に進む。

以上のステップ７１又は７９に続くステップ８０で、排気側遅角制御処理を実行する。この排気側遅角制御処理は、排気カム位相ＣＡＥＸを最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴまで遅角させる制御であり、具体的には、図９に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ９０で、最遅角制御処理を実行する。この最遅角制御処理では、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴになるように、可変排気カム位相機構２２が制御される。

次いで、ステップ９１に進み、排気側遅角フラグの前回値Ｆ＿ＥＸ＿ＲＥＴｚが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、今回の制御タイミングが排気側遅角制御処理の１回目の実行タイミングであるときには、ステップ９２で、カウンタの計数値ＣＴを所定の遅角制御用値ＣＴ＿ＲＥＴに設定する。

一方、ステップ９１の判別結果がＹＥＳで、前回以前の制御タイミングで、排気側遅角制御処理を実行中であったときには、ステップ９３で、カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚから値１を減算した値（ＣＴｚ−１）に設定する。

以上のステップ９２又は９３に続くステップ９４で、カウンタの計数値ＣＴが値０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ≠０であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ９４の判別結果がＹＥＳで、最遅角制御処理の実行開始タイミングから値ΔＴ・ＣＴ＿ＲＥＴに相当する時間が経過したときには、ステップ９５に進み、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴ以上であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳのときには、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達し、排気側クリーニングが完了したと判定して、排気側クリーニングを実行済みであることを表すために、ステップ９６に進み、排気側クリーニング済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫを「１」に設定する。次に、ステップ９７で、排気側クリーニング制御処理を終了したことを表すために、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮを「０」にリセットすると同時に、排気側準備制御処理を実行すべきであることを表すために、排気側準備フラグＦ＿ＥＸ＿ＰＲＥを「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ９５の判別結果がＮＯのときには、排気側クリーニングが未完了であるものの、排気側準備制御処理を実行すべきであると判定して、上述したように、ステップ９７を実行した後、本処理を終了する。

図８に戻り、ステップ８０で、排気側遅角制御処理を以上のように実行した後、排気側クリーニング制御処理を終了する。

図３に戻り、ステップ１１で、排気側クリーニング制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。この排気側クリーニング制御処理において、上述したように、排気側準備フラグＦ＿ＥＸ＿ＰＲＥが「１」に設定されると、前述したステップ８の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ１２に進み、排気側準備制御処理を実行する。

この排気側準備制御処理は、エンジン３の減速フューエルカット運転から通常運転への切換に備えて、排気カム位相ＣＡＥＸを原点値ＣＡＥＸ＿０まで進角させる制御であり、具体的には、図１０に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１００で、原点制御処理を実行する。この原点制御処理では、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０になるように、可変排気カム位相機構２２が制御される。

次いで、ステップ１０１に進み、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０以下になったか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ１０１の判別結果がＹＥＳで、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０に達したときには、排気側準備制御処理を終了すべきであると判定して、ステップ１０２に進み、前述した３つのフラグＦ＿ＥＸ＿ＤＬＹ，Ｆ＿ＥＸ＿ＲＥＴ，Ｆ＿ＥＸ＿ＰＲＥをいずれも「０」にリセットした後、本処理を終了する。

図３に戻り、ステップ１２で、排気側準備制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。

一方、カム位相制御処理の実行中において、減速ＦＣ運転の実行条件が不成立になると、前述したステップ１の判別結果がＮＯとなり、その場合には、ステップ１３に進み、減速フューエルカット運転フラグの前回値Ｆ＿ＤＥＣＦＣｚが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、今回の制御タイミングが、減速ＦＣ運転の実行条件が成立状態から不成立状態に変化した直後のタイミングであるときには、ステップ１４に進み、フラグリセット処理を実行した後、ステップ１５に進む。このフラグリセット処理では、前述した８つのフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮ，Ｆ＿ＩＮ＿ＤＬＹ，Ｆ＿ＩＮ＿ＡＤＶ，Ｆ＿ＩＮ＿ＰＲＥ，Ｆ＿ＥＸ＿ＯＮ，Ｆ＿ＥＸ＿ＤＬＹ，Ｆ＿ＥＸ＿ＲＥＴ，Ｆ＿ＥＸ＿ＰＲＥがいずれも「０」にリセットされる。

一方、ステップ１３の判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングで、減速ＦＣ運転の実行条件が不成立になっていたときには、ステップ１５に進む。

以上のステップ１３又は１４に続くステップ１５で、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰなどに応じて、吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸが制御される。また、この通常制御処理の実行中、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶまで制御されたときには、前述した吸気側動作済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫＮが「１」に設定され、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達したときには、前述した排気側動作済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫＮが「１」に設定される。

以上のように、ステップ１５で、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。

次に、図１１を参照しながら、燃料噴射制御処理について説明する。この燃料噴射制御処理は、ＴＤＣ信号の発生タイミングに同期した制御周期ΔＴｎで実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１１０において、前述した減速フューエルカット運転フラグＦ＿ＤＥＣＦＣが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、減速ＦＣ運転中のときには、ステップ１１１に進み、下式（１）により、推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤを算出する。

この式（１）において、Ｖｃｙｌは筒内容積を、Ｒは気体定数をそれぞれ表している。なお、筒内圧Ｐｃｙｌを検出する筒内圧センサがエンジン３に設けられている場合には、上式（１）において、大気圧ＰＡに代えて、この筒内圧Ｐｃｙｌを代入することにより、推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤを算出してもよい。

次いで、ステップ１１２に進み、過渡制御フラグＦ＿ＴＲＡＮＳを「０」に設定する。次に、ステップ１１３で、燃料噴射弁７による燃料の噴射を停止した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ１１０の判別結果がＮＯのときには、ステップ１１４に進み、過渡制御フラグＦ＿ＴＲＡＮＳが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ１１５に進み、減速フューエルカット運転フラグの前回値Ｆ＿ＤＥＣＦＣｚが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、今回の制御タイミングが、減速ＦＣ運転の実行条件が成立状態から不成立状態に変化した直後のタイミングであるときには、過渡制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ１１６に進み、過渡制御フラグＦ＿ＴＲＡＮＳを「１」に設定した後、ステップ１１７に進む。

このように、ステップ１１６で、過渡制御フラグＦ＿ＴＲＡＮＳが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、前述したステップ１１４の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ１１７に進む。

以上のステップ１１４又は１１６に続くステップ１１７で、過渡制御処理を実行する。この過渡制御処理は、具体的には、図１２に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１２０で、下式（２）により、筒内ガス量ＧＣＹＬを算出する。

次いで、ステップ１２１に進み、筒内ガス量ＧＣＹＬに応じて、図示しないマップを検索することにより、基本噴射量ＴＩＢＡＳＥを算出する。

次に、ステップ１２２で、バッテリ電圧や各種の運転パラメータ（例えばエンジン水温ＴＷ）に応じて、基本噴射量ＴＩＢＡＳＥを補正することにより、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する。

ステップ１２２に続くステップ１２３で、燃料噴射量ＴＯＵＴ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、噴射時期θＩＮＪを算出する。

次いで、ステップ１２４に進み、過渡制御フラグの前回値Ｆ＿ＴＲＡＮＳｚが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、今回の制御タイミングが過渡制御処理の１回目の実行タイミングであるときには、ステップ１２５に進み、カウンタの計数値ＣＴを所定の過渡制御用値ＣＴ＿ＴＲＡＮＳに設定する。

一方、ステップ１２４の判別結果がＹＥＳで、前回以前の制御タイミングで過渡制御処理が実行されていたときには、ステップ１２６に進み、カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚから値１を減算した値（ＣＴｚ−１）に設定する。

以上のステップ１２５又は１２６に続くステップ１２７で、カウンタの計数値ＣＴが値０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ≠０であるときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ１２７の判別結果がＹＥＳで、過渡制御処理の実行開始タイミングから値ΔＴｎ・ＣＴ＿ＴＡＲＮＳに相当する時間が経過したときには、エンジン３が安定した運転状態にあり、通常制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ１２８に進み、過渡制御フラグＦ＿ＴＲＡＮＳを「０」に設定した後、本処理を終了する。

図１１に戻り、ステップ１１７で、過渡制御処理を以上のように実行した後、燃料噴射制御処理を終了する。

一方、前述したステップ１１５の判別結果がＮＯのときには、ステップ１１８に進み、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。この通常制御処理では、図示しないが、エンジン３の運転状態（例えば、空気量ＧＡＩＲ、吸気圧ＰＢ、エンジン水温ＴＷ）などに応じて、燃料噴射量ＴＯＵＴ及び噴射時期θＩＮＪが算出され、これらに対応する制御入力信号が燃料噴射弁７に供給されることで、燃料が燃料噴射弁７から気筒３ａ内に噴射される。

次に、図１３を参照しながら、前述したカム位相制御処理を実行したときの制御結果の一例について説明する。同図に示すように、車両の走行中、吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理の双方が実行済みでなく、２つのフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫ＝Ｆ＿ＥＸ＿ＯＫ＝０となっている状態において、時刻ｔ１で、アクセルペダルが開放され、アクセル開度ＡＰ＝０が成立すると、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０に、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０にそれぞれ制御される。

その直後、減速フューエルカット運転の実行条件が成立し、Ｆ＿ＤＥＣＦＣ＝１となったタイミング（時刻ｔ２）で、吸気側クリーニング制御処理の実行条件が成立すると、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮが「１」に設定されると同時に、カウンタの計数値ＣＴが所定の吸気側遅延値ＣＴ＿ＩＮに設定される。それにより、吸気側の遅延制御処理が開始される。

そして、吸気側の遅延制御処理の実行時間が値ΔＴ・ＣＴ＿ＩＮに達し、吸気側の遅延制御処理が完了したタイミング（時刻ｔ３）で、カウンタの計数値ＣＴが進角制御用値ＣＴ＿ＡＤＶに設定され、吸気側進角制御処理が開始される。それにより、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶになるように制御される。

時間の経過に伴い、吸気側進角制御処理の実行時間が値ΔＴ・ＣＴ＿ＡＤＶに達したタイミング（時刻ｔ４）において、ＣＡＩＮ≧ＣＡＩＮ＿ＡＤＶが成立すると、吸気側クリーニング済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫが「１」に設定される。それと同時に、吸気側クリーニング中フラグＦ＿ＩＮ＿ＯＮが「０」にリセットされ、吸気側準備制御処理が開始される。それにより、吸気カム位相ＣＡＩＮが原点値ＣＡＩＮ＿０になるように制御される。その後、減速フューエルカット運転が終了する。

そして、時間の経過に伴い、減速フューエルカット運転の実行条件が再度、成立し、Ｆ＿ＤＥＣＦＣ＝１となったタイミング（時刻ｔ５）で、排気側クリーニング制御処理の実行条件が成立すると、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮが「１」に設定されると同時に、カウンタの計数値ＣＴが所定の排気側遅延値ＣＴ＿ＥＸに設定される。それにより、排気側の遅延制御処理が開始される。

その後、排気側の遅延制御処理の実行時間が値ΔＴ・ＣＴ＿ＥＸに達し、排気側の遅延制御処理が完了したタイミング（時刻ｔ６）で、カウンタの計数値ＣＴが遅角制御用値ＣＴ＿ＲＥＴに設定され、排気側遅角制御処理が開始される。それにより、排気カム位相ＣＡＥＸが最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴになるように制御される。

時間の経過に伴い、排気側遅角制御処理の実行時間が値ΔＴ・ＣＴ＿ＲＥＴに達したタイミング（時刻ｔ７）において、ＣＡＥＸ≧ＣＡＥＸ＿ＲＥＴが成立すると、排気側クリーニング済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫが「１」に設定される。それと同時に、排気側クリーニング中フラグＦ＿ＥＸ＿ＯＮが「０」にリセットされ、排気側準備制御処理が開始される。それにより、排気カム位相ＣＡＥＸが原点値ＣＡＥＸ＿０になるように制御される。

以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、ステップ２のクリーニング条件判定処理において、吸気側クリーニング条件フラグＦ＿ＩＮ＿ＣＬＮ及び排気側クリーニング条件フラグＦ＿ＥＸ＿ＣＬＮの一方が「１」に設定されたときに、他方が「０」に設定されるので、吸気側及び排気側のクリーニング制御処理が同時に実行されることなく、一方の制御処理の実行中、他方が禁止されることになる。それにより、特許文献１の場合と異なり、減速ＦＣ運転が終了し、クリーニング制御が強制終了されたタイミングにおいて、吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸの双方がバルブオーバーラップ期間が長い状態になる値になっているのを回避でき、内部ＥＧＲ量が大きい状態になっているのを回避することができる。特に、ＣＡＩＮ＝ＣＡＩＮ＿ＡＤＶ及びＣＡＥＸ＝ＣＡＥＸ＿ＲＥＴの双方が成立するのを回避でき、バルブオーバーラップ期間が最長となるのを回避できる。それにより、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、混合気の安定した燃焼状態を確保することができ、商品性を向上させることができる。

また、吸気側クリーニング制御処理の実行中、吸気カム位相ＣＡＩＮが所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶに達したときに、吸気側クリーニングを実行済みであると判定され、排気側クリーニング制御処理の実行中、排気カム位相ＣＡＥＸが所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達したときに、排気側クリーニングを実行済みであると判定されるので、吸気側及び排気側のクリーニングを実行済みであることを精度よく判定することができる。それにより、吸気側及び排気側のクリーニング制御処理が必要以上に実行されるのを回避でき、商品性を向上させることができる。

さらに、吸気側クリーニングを実行済みであると判定されたときに、吸気側クリーニング済みフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫが「１」に設定され、排気側クリーニングを実行済みであると判定されたときに、排気側クリーニング済みフラグＦ＿ＥＸ＿ＯＫが「１」に設定されるとともに、これらのフラグＦ＿ＩＮ＿ＯＫ，Ｆ＿ＥＸ＿ＯＫの値は、イグニッション・スイッチがＯＮ状態にある限り、ＲＡＭ内に保持（記憶）される。それにより、１運転サイクル（イグニッション・スイッチがＯＦＦ状態からＯＮされた後、再度ＯＦＦされるまでの間）において、吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理が１回ずつのみ実行されることになるので、これらのクリーニング制御処理が必要以上に実行されるのを回避でき、商品性をさらに向上させることができる。

また、エンジン３の通常運転中において、吸気カム位相ＣＡＩＮが所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤＶに達した場合には、エンジン３が通常運転から減速ＦＣ運転に切り換わったときに、ステップ５の判別結果がＹＥＳとなることで、吸気側クリーニング制御処理が禁止され、エンジン３の通常運転中において、排気カム位相ＣＡＥＸが所定の最遅角値ＣＡＥＸ＿ＲＥＴに達した場合には、エンジン３が通常運転から減速ＦＣ運転に切り換わったときに、ステップ１０の判別結果がＹＥＳとなることで、排気側クリーニング制御処理が禁止される。すなわち、通常運転から減速ＦＣ運転に移行したときに、吸気側及び排気側のクリーニング制御処理を実行する必要がないときには、これらのクリーニング制御処理が禁止される。それにより、これらのクリーニング制御処理が必要以上に実行されるのを回避でき、商品性をより一層、向上させることができる。

これに加えて、減速ＦＣ運転中、スロットル弁２５ａが全閉状態に制御され、エアフローセンサ３２によって検出される空気量ＧＡＩＲ＝０になってしまう関係上、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、減速ＦＣ運転中でも空気が気筒３ａ内に存在しているにもかかわらず、演算上の筒内空気量が極めて小さい値として算出されてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態の制御装置１によれば、減速ＦＣ運転中、推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤが常に演算されているとともに、減速ＦＣ運転から通常運転に復帰した際、燃料噴射制御処理の過渡制御処理において、筒内ガス量ＧＣＹＬが、推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤとエアフローセンサ３２で検出された空気量ＧＡＩＲの和として算出されるので、この筒内ガス量ＧＣＹＬを精度よく算出することができる。さらに、そのように精度よく算出された筒内ガス量ＧＣＹＬを用いて、燃料噴射量ＴＯＵＴ及び噴射時期θＩＮＪが算出されるので、空燃比制御において、混合気の空燃比を適切な値に制御することができる。その結果、混合気の安定した燃焼状態を確保でき、良好な排ガス特性を確保することができる。

なお、実施形態は、吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理をエンジン３の減速フューエルカット運転中に実行した例であるが、これらのクリーニング制御処理を、減速フューエルカット運転中に限らず、エンジン３の出力が要求されな運転状態のときに実行してもよい。例えば、内燃機関と電気モータを動力源として備えたハイブリッド車両において、電気モータのみの動力で走行中に吸気側クリーニング制御処理及び排気側クリーニング制御処理を実行してもよく、その場合には、内燃機関の運転中／運転停止中にかかわらず、油圧が可変吸気カム位相機構１２及び可変排気カム位相機構２２に供給されるように構成すればよい。

また、実施形態は、内燃機関が減速フューエルカット運転から通常運転に切り換わる際に、推定内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＤを用いて、燃料噴射制御を実行した例であるが、推定内部ＥＧＲ量を用いて内燃機関の運転状態を制御する手法は、これに限らず、推定内部ＥＧＲ量を用いて、内燃機関の点火時期を制御してもよい。

さらに、実施形態は、本発明の制御装置を車両用の内燃機関に適用した例であるが、本発明の制御装置は、これに限らず、船舶用の内燃機関や、他の産業機器用の内燃機関にも適用可能である。

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（吸気側クリーニング制御手段、排気側クリーニング制御手
段、選択禁止手段、吸気カム位相検出手段、吸気側実行済み判定手
段、排気カム位相検出手段、排気側実行済み判定手段、推定内部Ｅ
ＧＲ量算出手段、運転状態制御手段）
３ 内燃機関
３ａ 気筒
３ｃ クランクシャフト
４ 吸気弁
５ 排気弁
１１ａ 吸気カム
１２ 可変吸気カム位相機構
２１ａ 排気カム
２２ 可変排気カム位相機構
３０ クランク角センサ(吸気カム位相検出手段、排気カム位相検出手段)
３７ 吸気カム角センサ(吸気カム位相検出手段）
３８ 排気カム角センサ(排気カム位相検出手段）
ＣＡＩＮ 吸気カム位相
ＣＡＩＮ＿ＡＤＶ 所定の最進角値
ＣＡＥＸ 排気カム位相
ＣＡＥＸ＿ＲＥＴ 所定の最遅角値
ＧＥＧＲＤ 推定内部ＥＧＲ量

Claims (4)

1. 吸気弁を開閉する吸気カムのクランクシャフトに対する位相である吸気カム位相を変更する油圧駆動式の可変吸気カム位相機構と、排気弁を開閉する排気カムのクランクシャフトに対する位相である排気カム位相を変更する油圧駆動式の可変排気カム位相機構と備えた内燃機関において、前記可変吸気カム位相機構及び前記可変排気カム位相機構を介して、前記吸気カム位相及び前記排気カム位相を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記吸気弁と前記排気弁のバルブオーバーラップ期間が増大するように、前記吸気カム位相を進角側に制御する吸気側クリーニング制御を実行する吸気側クリーニング制御手段と、
   前記吸気弁と前記排気弁のバルブオーバーラップ期間が増大するように、前記排気カム位相を遅角側に制御する排気側クリーニング制御を実行する排気側クリーニング制御手段と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて、前記吸気側クリーニング制御手段による前記吸気側クリーニング制御と、前記排気側クリーニング制御手段による前記排気側クリーニング制御との一方を選択して実行させるとともに、他方を禁止する選択禁止手段と、を備え、
   前記吸気側クリーニング制御では、前記吸気カム位相が所定の最進角値になるように制御され、前記排気側クリーニング制御では、前記排気カム位相が所定の最遅角値になるように制御され、
   前記吸気カム位相を検出する吸気カム位相検出手段と、
   前記排気カム位相を検出する排気カム位相検出手段と、
   前記吸気側クリーニング制御及び前記排気側クリーニング制御が実行されていないときに、前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気カム位相及び前記排気カム位相を制御する通常制御を実行する通常制御手段と、
   前記通常制御の実行中に検出された吸気カム位相が前記所定の最進角値に達したときに、前記吸気側クリーニング制御の実行を禁止する吸気側クリーニング制御禁止手段と、
   前記通常制御の実行中に検出された排気カム位相が前記所定の最遅角値に達したときに、前記排気側クリーニング制御の実行を禁止する排気側クリーニング制御禁止手段と、をさらに備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吸気側クリーニング制御の実行中に検出された前記吸気カム位相が前記所定の最進角値に達したときに、前記吸気側クリーニング制御を実行済みであると判定する吸気側実行済み判定手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記排気側クリーニング制御の実行中に検出された前記排気カム位相が前記所定の最遅角値に達したときに、前記排気側クリーニング制御を実行済みであると判定する排気側実行済み判定手段と、
   をさらに備える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装置。
4. 前記吸気側クリーニング制御及び前記排気側クリーニング制御は、前記内燃機関の減速フューエルカット運転中に実行され、
   当該減速フューエルカット運転中、前記内燃機関の気筒内における内部ＥＧＲ量の推定値である推定内部ＥＧＲ量を算出する推定内部ＥＧＲ量算出手段と、
   前記減速フューエルカット運転が終了した以降、前記算出された推定内部ＥＧＲ量を用いて、前記内燃機関の運転状態を制御する運転状態制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

Images