WO2012056535A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2012056535A1
WO2012056535A1 PCT/JP2010/069103 JP2010069103W WO2012056535A1 WO 2012056535 A1 WO2012056535 A1 WO 2012056535A1 JP 2010069103 W JP2010069103 W JP 2010069103W WO 2012056535 A1 WO2012056535 A1 WO 2012056535A1
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valve
intake
stop
exhaust
exhaust valve
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PCT/JP2010/069103
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貴志 錦織
中川　徳久
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine that is suitably used as, for example, an automobile engine and includes a valve stop mechanism.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-182570 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-9779 Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-119502 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-107433 Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-346711
  • the valve is closed and stopped when the fuel is cut.
  • the intake valve is closed and stopped, every time the exhaust stroke ends and the exhaust valve closes, the cylinder is sealed.
  • the conventional technology since a large negative pressure is generated in the cylinder when the piston descends, the amount of oil sucked into the cylinder from the crankcase increases.
  • the conventional technology has a problem that not only the oil consumption increases and early replenishment is required, but also the exhausted oil is deteriorated due to the sucked-up oil mixed into the exhaust gas.
  • the engine may be stopped while the vehicle is running. Therefore, there is a demand for protecting the catalyst by executing the control of the conventional technology even when executing the fuel cut for stopping the engine.
  • the intake valve is closed when the engine is stopped, the engine may be restarted as it is.
  • the resistance when the piston reciprocates increases, and the cranking load increases.
  • the control of the prior art is applied to the fuel cut when the engine is stopped, there is a problem that the power consumption of the starter increases at the time of start and the vibration at the time of cranking increases.
  • the actual compression ratio becomes high by closing the intake valve, so that the injected fuel is likely to self-ignite before ignition, and there is a possibility that an impact such as a cranking shock may occur.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to perform fuel cut including when the internal combustion engine is stopped, even when the intake valve is closed and stopped.
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can reduce oil consumption and suppress power consumption and vibration during cranking.
  • the first invention includes an intake valve closing / stopping mechanism capable of stopping the intake valve in a closed state, An exhaust valve stop mechanism capable of stopping the exhaust valve in an open state; When fuel cut is executed including when the internal combustion engine is stopped, all the intake valves are closed in all cylinders by the intake valve closing and stopping mechanism, and the exhaust valve opening and stopping mechanism is used.
  • Valve stop control means for stopping at least one exhaust valve in an open state in all cylinders It is characterized by providing.
  • valve stop control means is configured to stop the exhaust valve in the open state after the intake valve is stopped in the closed state.
  • the valve stop control means executes an operation for stopping the intake valve in a closed state and an operation for stopping the exhaust valve in an open state during the same combustion cycle. It is said.
  • the valve stop control means includes first valve stop control means for stopping the exhaust valve in a valve open state after stopping the intake valve in a valve closed state, and the intake valve.
  • the second valve stop control means for performing the operation of stopping the valve in the closed state and the operation of stopping the exhaust valve in the open state during the same combustion cycle, The second valve stop control is performed when the first valve stop control means is operated when a fuel cut that continues to rotate the crankshaft is executed, and the fuel cut that stops the crankshaft is executed.
  • Control switching means for operating the means is provided.
  • the valve state detection means which detects the parameter in which the operating state of the said intake valve is reflected, Intake failure detection, in which the intake valve failure is detected by the valve state detection means between the time when it is estimated that the intake valve is closed and the exhaust valve is stopped in the open state. Means.
  • the valve return control when returning from a fuel cut while the crankshaft of an internal combustion engine is rotated, the valve return control during operation for returning the intake valve from the valve stop after returning the exhaust valve from the valve stop. Means.
  • the valve state detection means which detects the parameter in which the operating state of the said exhaust valve is reflected
  • Exhaust failure detection means for detecting a failure of the exhaust valve by the valve state detection means from the time when the exhaust valve is estimated to have returned from the valve stop to the time when the intake valve returns from the valve stop.
  • the intake valve is returned from the valve stop and the exhaust valve is returned from the valve stop at or after the return time of the intake valve. Is provided.
  • the start time valve return control means is configured to return the exhaust valve from the valve stop after cranking is started.
  • the valve stop control means stops the intake valve of each cylinder in a closed state (closed stop) when performing fuel cut, and at least one exhaust of each cylinder.
  • the valve can be stopped (open stop) when the valve is open.
  • the valve stop control means can stop the exhaust valve from opening after the intake valve is closed.
  • the intake valve can be closed before the exhaust valve is stopped. Therefore, it is possible to prevent the valve opening stop from being executed first due to variations in the response of the valve operating system, and to reliably prevent the intake air from flowing out to the exhaust side when the fuel is cut.
  • the valve stop control means executes the operation for closing and closing the intake valve and the operation for stopping and opening the exhaust valve during the same combustion cycle (that is, as early as possible). be able to.
  • a hydraulic valve stop mechanism that does not operate when the internal combustion engine is stopped
  • both the intake valve closing stop and the exhaust valve opening stop are performed.
  • the period during which only the intake valve is stopped can be shortened to less than one cycle, and the oil suction (oil consumption) can be minimized.
  • the control switching means includes the first valve stop control means corresponding to the second aspect of the invention according to whether or not the rotation of the crankshaft is continued when the fuel cut is executed,
  • the second valve stop control means corresponding to the third invention can be properly used properly. Thereby, the effect obtained by the valve stop control means can be maximized in each operation state.
  • the intake failure detection means can detect the failure of the intake valve from the time when it is estimated that the intake valve has stopped closing until the exhaust valve stops opening. Therefore, for example, even if the valve control for detecting a failure is not executed, a valve failure can be easily detected using a delay period when the valve is stopped, and the reliability of the system can be improved.
  • the operating valve return control means returns the intake valve from the closed stop state after returning the exhaust valve from the open stop state when returning from the fuel cut with the crankshaft rotating. Can be restored. Thereby, even when returning from the fuel cut, it is possible to reliably prevent the intake valve from opening first and intake air from reaching the catalyst.
  • the exhaust failure detection means detects a failure of the exhaust valve from the time when the exhaust valve is estimated to have returned from the valve opening stop to the time when the intake valve returns from the valve closing stop. be able to. Therefore, the failure of the valve can be easily detected using the delay period at the time of valve return, and the reliability of the system can be improved.
  • the start time valve return control means can open the intake valve before the exhaust valve closes at the time of restart, and avoids the cylinder from being sealed during cranking. can do.
  • the cranking load can be reduced, so that the power consumption of the starter can be saved and vibration during cranking can be reduced.
  • the exhaust valve at least in the initial stage of cranking, can be kept open, and sufficient rotational inertia force is applied to the flywheel or the like with a low resistance of the piston (crankshaft). can do. Therefore, even if the exhaust valve closes and the rotational resistance of the crankshaft increases, the load on the starter can be reduced by using the rotational inertia force of the flywheel or the like, and the power consumption of the starter can be further saved.
  • Embodiment 1 of this invention It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration
  • Embodiment 1 of this invention it is explanatory drawing which shows the operating state of each valve
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between in-cylinder pressure and in-cylinder volume in a state where the intake valve is closed.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing torque required for cranking in a state where the intake valve is closed.
  • Embodiment 1 of this invention it is a flowchart which shows the control performed by ECU.
  • Embodiment 2 of this invention it is a timing chart which shows 1st valve stop control.
  • Embodiment 2 of this invention it is a flowchart which shows the control performed by ECU.
  • Embodiment 3 of this invention it is a timing chart which shows valve
  • Embodiment 3 of this invention it is a flowchart which shows the control performed by ECU.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention.
  • the system according to the present embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine.
  • a combustion chamber 14 is formed by a piston 12, and the piston 12 is connected to a crankshaft 16 of the engine.
  • the engine 10 also includes an intake passage 18 that sucks intake air into each cylinder and an exhaust passage 20 through which exhaust gas is discharged from each cylinder.
  • the intake passage 18 is provided with an electronically controlled throttle valve 22 that adjusts the amount of intake air.
  • the exhaust passage 20 is provided with a catalyst 24 such as a three-way catalyst for purifying exhaust gas.
  • Each cylinder has a fuel injection valve 26 for injecting fuel into the intake port, an ignition plug 28 for igniting an air-fuel mixture in the cylinder, an intake valve 30 for opening and closing the intake port with respect to the cylinder, An exhaust valve 32 for opening and closing the exhaust port with respect to the inside of the cylinder is provided.
  • the engine 10 also includes an intake variable valve mechanism 34 that variably sets the valve opening characteristic of the intake valve 30 and an exhaust variable valve mechanism 36 that variably sets the valve opening characteristic of the exhaust valve 32.
  • the intake variable valve mechanism 34 has a known configuration as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-45460. More specifically, the intake variable valve mechanism 34 includes two arms that are swingably supported, and a connection mechanism that performs connection and release of the arms. The two arms are disposed between a drive cam provided on the intake side camshaft of the engine and a rocker arm of the intake valve 30. When the arms are connected, the input of the drive cam is transmitted from one arm to the other arm, so that the intake valve 30 is opened and closed. On the other hand, when the connection of the arms is released, the swing of one arm is not transmitted to the other arm, and the intake valve 30 is stopped while the valve is closed. Thus, the intake variable valve mechanism 34 has a function of stopping the intake valve 30 of each cylinder in the closed state (hereinafter referred to as “closed stop”) even in the intake stroke.
  • the intake valve closing / stopping mechanism is configured.
  • the exhaust variable valve mechanism 36 is configured by, for example, an electromagnetically driven valve mechanism as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-16710, and the exhaust valve 32 can be opened by magnetic force. Equipped with a solenoid. Then, the exhaust variable valve mechanism 36 variably sets the valve opening characteristics (opening and closing timing, lift amount) of the exhaust valve 32 by controlling the energization timing, applied voltage, etc. to the solenoid. Can do. Thereby, the exhaust variable valve mechanism 36 has a function of stopping the exhaust valve 32 of each cylinder in the open state (hereinafter referred to as valve opening stop) even at a timing other than the exhaust stroke.
  • the exhaust valve stop mechanism of the present embodiment is configured.
  • the electromagnetically driven variable exhaust valve mechanism 36 is exemplified.
  • the present invention is not limited to this, and a hydraulic variable valve mechanism may be used as the exhaust valve opening / closing mechanism.
  • a hydraulic variable valve mechanism may be used as the exhaust valve opening / closing mechanism.
  • two drive cams are provided on the exhaust camshaft corresponding to one exhaust valve, and these two drive cams are provided. Is configured to open and close one exhaust valve.
  • the two drive cams have operating angles that are out of phase with each other, and can be connected and disconnected from each other by a hydraulic actuator.
  • two drive cams are connected to combine the operating angles of the drive cams to increase the operating angle of the entire cam.
  • the valve opening period of an exhaust valve can be expanded and a substantial valve opening stop can be implement
  • the system of the present embodiment includes a sensor system including the sensors 38, 40, and 42 and an ECU (Electronic Control Unit) 50 that controls the operating state of the engine 10.
  • the crank angle sensor 38 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft 16, and the air flow sensor 40 detects the intake air amount of the engine.
  • the intake pressure sensor 42 detects the pressure (intake pressure) in the intake passage 18.
  • the intake pressure is one of the parameters reflecting the operating states of the intake valve 30 and the exhaust valve 32, and the intake pressure sensor 42 constitutes the valve state detection means of the present embodiment.
  • the sensor system includes various sensors necessary for controlling the engine 10 and a vehicle on which the engine 10 is mounted (for example, a water temperature sensor that detects the temperature of engine cooling water, an air-fuel ratio sensor that detects an exhaust air-fuel ratio, and a driver's accelerator). An accelerator sensor for detecting the operation amount).
  • sensors including the sensors 38, 40, 42, are connected to the input side of the ECU 50.
  • various actuators including a throttle valve 22, a fuel injection valve 26, a spark plug 28, variable valve mechanisms 34 and 36, and the like are connected.
  • the ECU50 is comprised by the arithmetic processing unit provided with memory circuits, such as ROM and RAM, and input-output ports, for example.
  • the ECU 50 controls the operation of the engine 10 by driving the actuators based on the engine operation information detected by the sensor system. Specifically, the engine speed and the crank angle are detected based on the output of the crank angle sensor 38, and the load is calculated based on the intake air amount detected by the air flow sensor 40 and the engine speed. Further, the fuel injection amount is calculated based on the engine speed, the load, etc., and the fuel injection timing and the ignition timing are determined based on the crank angle. In each cylinder, the fuel injection valve 26 is driven when the fuel injection timing comes, and the spark plug 28 is driven when the ignition timing comes.
  • the ECU 50 can operate the engine 10 by burning the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 of each cylinder.
  • the operation control includes a fuel cut that stops fuel injection from the fuel injection valve 26 when the engine is decelerated or stopped.
  • valve timing control for controlling the valve opening characteristics of the intake valve 30 and the exhaust valve 32 by driving the variable valve mechanisms 34 and 36 based on the operating state of the engine is also included.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operating state of each valve when the fuel cut is executed in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a timing chart showing the control state (lift amount) of each valve at the time of fuel cut.
  • the mechanism 36 is configured to stop the opening of at least one exhaust valve 32 in all cylinders.
  • this control is referred to as “valve stop control”.
  • the fuel cut subject to valve stop control includes not only a fuel cut executed when the engine is decelerated, but also a fuel cut executed when the engine is stopped.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume when the intake valve is closed. As shown in this figure, when the intake valve is closed and stopped, a large negative pressure is generated in the sealed cylinder in the intake stroke. As a result, the oil on the crankcase side is strongly sucked into the cylinder, and the oil consumption increases.
  • the intake valve 30 is closed and stopped, and the exhaust valve 32 is stopped. Therefore, the air flow to the catalyst 24 is blocked by the intake valve 30 and the pressure in the cylinder is exhausted. It can be released by the valve 30. Thereby, at the time of fuel cut, the pressure in the cylinder can be maintained at the same level as the exhaust stroke (a level close to the atmospheric pressure) also in the intake stroke shown in FIG. As a result, it is possible to suppress the oil from being sucked up, to reduce the oil consumption, and to improve the exhaust emission. Further, since the intake valve 30 is closed and stopped, the exhaust gas remaining in the cylinder can be prevented from blowing back to the intake passage 18 and the scavenging performance of the exhaust gas can be improved.
  • the valve stop control is executed not only when the fuel is cut while the engine is running, but also when the fuel is cut to stop the engine. This is due to the following reason. Generally, after the fuel cut for stopping the engine is performed, the rotation of the crankshaft 16 stops, so that the intake air does not reach the catalyst 24. However, for example, when the engine is stopped during traveling on a downhill or the like, the crankshaft 16 may continue to rotate due to the inertial force of the vehicle even after the fuel cut is performed (hereinafter, after the engine is stopped). The rotation of the crankshaft is referred to as “idling”).
  • the crankshaft 16 may be idled by the motor after the fuel cut is performed. In these cases, even when the engine is stopped, the intake air may be supplied to the catalyst 24 as the crankshaft 16 idles.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing torque necessary for cranking in a state where the intake valve is closed. As shown in this figure, if the intake valve 30 is closed during start-up, the piston reciprocates with the intake port closed, so that the cranking load increases due to the air reaction force in the cylinder.
  • the valve stop control since the exhaust valve 32 is opened and stopped when the engine is stopped, the cranking can be smoothly performed while releasing the pressure in the cylinder by the exhaust valve 32 at the time of restart. Thereby, even when the intake valve 30 is closed, the cranking load can be reduced, and the power consumption of the starter and the vibration during cranking can be suppressed. Further, by stopping the exhaust valve 32 from opening, the actual compression ratio at the time of cranking can be reduced, and the occurrence of self-ignition of injected fuel, cranking shock, etc. can be avoided.
  • the intake valve 30 is closed and stopped when the engine is stopped, so that it is possible to prevent the exhaust gas blowback caused by the residual pressure of the intake negative pressure from remaining in the intake passage 18. it can. Thereby, at the time of restart, it is possible to prevent the start failure due to the remaining blown-back gas and improve the startability.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention.
  • the routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the engine (including the stop point).
  • step 100 it is determined based on the output of the sensor system whether or not it is time to execute fuel cut. If this determination is established, the intake valve 30 is closed and stopped by the intake variable valve mechanism 34 in step 102. In step 104, the exhaust valve 32 is stopped by the exhaust variable valve mechanism 36.
  • the present embodiment when the fuel cut is performed, unnecessary compression can be avoided by stopping the exhaust valve 32 while protecting the catalyst 24 from deterioration.
  • the oil consumption of an engine, the power consumption at the time of cranking, a vibration, a self-ignition tendency, etc. can be improved.
  • the frequency at which the engine 10 is stopped and restarted or the fuel cut is performed is high by using a motor as auxiliary power.
  • the engine 10 is repeatedly stopped and restarted with high frequency. Therefore, in these vehicles, the effect of valve stop control can be exhibited remarkably.
  • the idle stop control is a known control in which the engine is temporarily stopped during idle operation and the engine is automatically restarted when returning to normal operation.
  • steps 100, 102, and 104 in FIG. 6 show a specific example of the valve stop control means.
  • the step 104 for stopping the opening of the exhaust valve 32 after the step 102 for stopping the closing of the intake valve 30 is described.
  • steps 102 and 104 may be executed as a series of operations, and the order is not limited. That is, in the present invention, the valve stop control may be executed in the order of steps 102 and 104, or the exhaust valve 32 may be stopped and the intake valve 30 may be closed and stopped. Furthermore, the valve closing stop and the valve opening stop may be executed simultaneously.
  • the present invention intends to stop the valves 30 and 32 when the fuel cut is performed, and the time between the fuel cut execution timing (fuel injection stop timing) and the valve stop. It does not limit the general context. That is, in the present invention, when fuel cut is executed, the fuel injection may be stopped and then the valve stop may be executed, or conversely, the valve stop may be executed and then the fuel injection may be stopped. In addition, both may be executed simultaneously.
  • the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and is applicable to an internal combustion engine having an arbitrary number of cylinders including one cylinder, an arbitrary number of intake ports, and an exhaust port number.
  • Embodiment 2 a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the present embodiment is characterized in that, in the same configuration as in the first embodiment, the valve stop timing of each valve is set according to the operating state during fuel cut.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the first valve stop control in Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 8 is a timing chart showing the second valve stop control.
  • the first valve stop control is executed when the fuel cut that causes the crankshaft 16 to idle is executed
  • the second valve stop is executed when the fuel cut that stops the crankshaft 16 is executed. It is set as the structure which performs control.
  • these valve stop controls will be described.
  • the fuel cut in which the crankshaft 16 idles is (1) a fuel cut that is performed when the crankshaft 16 continues to rotate due to the inertial force of the vehicle even when the engine is stopped, and (2) in a hybrid vehicle And a fuel cut performed when the rotation of the crankshaft 16 is continued by the motor while the engine is stopped.
  • the valve stop and the like are executed in the order shown in FIG.
  • the intake valve 30 is closed and stopped in synchronization with the fuel cut. Then, after a certain period of time has elapsed since the stop of the valve closing, the exhaust valve 32 is opened and stopped, for example, at the delay position (a) in FIG.
  • This delay position is, for example, about one to several cycles in the engine fuel cycle (720 ° CA) with respect to the fastest position at which the valve opening stop can theoretically be performed earliest after the fuel cut is determined. Set as delayed timing.
  • a delay period is provided between the time when the intake valve 30 stops closing and the time when the exhaust valve 32 stops opening (see FIG. 7).
  • the delay period may be configured to execute failure detection control of the intake valve 30.
  • the delay position (a) in FIG. 7 illustrates the case where the valve opening stop timing is delayed by one cycle
  • the delay position (b) illustrates the case where the delay is delayed by two cycles.
  • the present invention is not limited to these delay positions. Further, when there is no system restriction including the variable exhaust valve mechanism 36 and the like, it is not necessary to set the delay position for each combustion cycle.
  • the following effects can be obtained.
  • response variations may occur between the intake valve system and the exhaust valve system due to differences in mechanism, individual differences, etc., especially when using a hydraulic variable valve mechanism. Become prominent.
  • a response delay may occur when the intake valve 30 is closed.
  • the intake valve 30 can be closed before the exhaust valve 32 is opened. Accordingly, it is possible to prevent the valve opening stop from being executed first due to variations in the response of the valve operating system including the variable valve operating mechanisms 34 and 36, and to reliably prevent the intake air from flowing out to the exhaust side when the fuel is cut. be able to.
  • a hydraulic exhaust variable valve mechanism can be operated by receiving hydraulic pressure. That is, when the valve stop control is executed, the crankshaft 16 does not suddenly stop when the intake valve 30 is stopped to stop, and the exhaust valve 32 cannot be stopped. For this reason, the valve opening stop of the exhaust valve 32 can be intentionally delayed or the delay of the valve opening stop can be allowed. As a result, in the first valve stop control, a delay period is provided according to the delay of the valve opening stop, and the malfunction detection control of the intake valve can be executed using this delay period, improving the reliability of the system. Can be made.
  • the exhaust valve 32 does not need to be opened and stopped at the fastest position, so that the exhaust variable valve mechanism 36 can allow a certain degree of response delay.
  • an inexpensive variable exhaust valve mechanism that is not so responsive can be adopted, and the cost of the system can be reduced. Note that, during the above-described delay period, the negative pressure in the cylinder increases, so that oil suction is likely to proceed. However, since oil suction proceeds relatively slowly, it can be ignored in a short time of several cycles.
  • the failure detection control is executed based on the intake pressure detected by the intake pressure sensor 42 during the delay period.
  • the intake valve 30 normally closes and stops, the intake negative pressure decreases compared to the case where the normal opening / closing operation is performed, and the intake pressure becomes substantially equal to the atmospheric pressure.
  • the intake pressure while the valve closing is stopped is stored in advance as a determination value.
  • the failure detection control a failure has occurred in which the intake valve 30 does not stop closing when the detected value of the intake pressure is lower than the determination value during the delay period in which it is estimated that the valve closing stop is completed. Is determined. Further, when the detected value of the intake pressure is substantially equal to the determination value, it is determined that the intake valve 30 is normal.
  • the present embodiment it is possible to easily detect a failure of the intake valve 30 using the delay period when the valve is stopped, for example, without executing the valve control for detecting the failure.
  • the delay period it is preferable to set the delay period to a length of about 3 to 5 cycles, for example. As a result, it is possible to minimize oil uptake while preventing erroneous detection of failure.
  • the second valve stop control shown in FIG. 8 is executed.
  • the fuel cut that stops the crankshaft 16 is (1) a fuel cut that is performed when the engine is stopped in a state where the inertial force of the vehicle does not act on the crankshaft 16 (a state in which the vehicle is stopped, etc.)
  • a fuel cut that is performed when the crankshaft 16 is disconnected from the power system to stop the rotation while the vehicle is running.
  • the ignition key is not turned off. This includes a fuel cut performed when the engine is stopped together with the crankshaft 16.
  • the valve stop control (both valve closing stop and valve opening stop) can be reliably completed when the engine is stopped.
  • the effect can be exhibited stably.
  • the period during which only the intake valve is stopped can be shortened to less than one cycle, and the oil suction (oil consumption) can be minimized.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention.
  • the routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the engine (including the stop point).
  • step 200 it is determined whether or not it is time to execute a fuel cut. If this determination is made, it is determined in step 202 whether or not the fuel cut is such that the rotation of the crankshaft 16 continues.
  • step 202 The following is a specific example of the determination process in step 202.
  • a hybrid vehicle for example, whether or not the crankshaft 16 is idling by the motor during fuel cut is determined based on a signal input from a travel control ECU that controls power distribution between the engine and the motor. To do.
  • a travel control ECU that controls power distribution between the engine and the motor. To do.
  • a fuel cut during traveling in a non-hybrid vehicle or the like it is determined that the crankshaft 16 is idling.
  • the ignition key is turned off or when an engine stop request is generated by idle stop control, it is determined that the crankshaft 16 is stopped.
  • Step 202 when it is determined that the rotation of the crankshaft 16 continues, the first valve stop control is executed. In this case, first, in step 204, the intake valve 30 is closed and stopped. In step 206, failure detection control of the intake valve 30 is executed. Next, in step 208, the exhaust valve 32 is stopped. On the other hand, when it is determined in step 202 that the crankshaft 16 is stopped, the second valve stop control is executed. In this case, in steps 210 and 212, the intake valve 30 is closed and the exhaust valve 32 is stopped during the same combustion cycle.
  • the first and second valve stop controls can be properly used according to the rotation state of the crankshaft 16 at the time of fuel cut, and the effect of the valve stop control can be achieved in each operation state. It can be used to the fullest.
  • steps 202 and 208 in FIG. 9 show a specific example of the valve stop control means in claim 2 and a specific example of the first valve stop control means in claim 4.
  • steps 210 and 212 show a specific example of the valve stop control means in claim 3 and a specific example of the second valve stop control means in claim 4.
  • Steps 200 and 202 show a specific example of the control switching means in claim 4, and step 206 shows a specific example of the intake failure detection means in claim 5.
  • the first and second valve stop controls are selectively used.
  • these valve stop controls are not necessarily used together. That is, according to the present invention, only one of the first and second valve stop controls is executed and the other control is not adopted regardless of the rotation state of the crankshaft 16 at the time of fuel cut. Good.
  • the failure detection control of the intake valve 30 is executed based on the intake pressure.
  • the present invention is not limited to this, and the failure detection control may be executed based on any parameter other than the intake pressure as long as the parameter reflects the operating state of the intake valve 30.
  • a failure of the intake valve 30 may be detected based on the torque of the engine. When the intake valve 30 is normally closed and stopped, the torque is reduced as compared with the case where the normal opening / closing operation is performed. Therefore, a failure can be detected based on this tendency.
  • the torque may be calculated based on the engine speed, load, etc., or may be detected by a sensor.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • valve return control is executed when returning from a fuel cut.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 10 is a timing chart showing an on-time valve return control performed when returning from a fuel cut in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 11 shows a start-time valve return control performed when the engine is restarted. It is a timing chart which shows.
  • the valve return control when the crankshaft 16 returns from the fuel cut that runs idle, the valve return control during operation is executed, and when the crankshaft 16 returns from the fuel cut that stops (that is, when the engine is restarted). ), The valve return control at the start is executed.
  • the valve return control will be described.
  • Exhaust valve failure detection control In the above-described valve reset control during operation, a delay period occurs between the time when it is estimated that the exhaust valve 32 has returned and the time when the intake valve 30 returns (see FIG. 10). During this delay period, a configuration may be adopted in which failure detection control of the exhaust valve 32 described below is executed. This failure detection control is executed based on the intake pressure detected by the intake pressure sensor 42, similarly to the failure detection control described in the first embodiment. When the exhaust valve 32 returns normally (closes), the intake negative pressure increases compared to the case where the valve opening stop is maintained. In the ECU 50, for example, an intake pressure (negative pressure) in a state where the exhaust valve 32 is normally opened and closed is stored in advance as a determination value.
  • the exhaust valve 32 does not return from the valve opening stop when the detected value of the intake pressure is higher than the determination value during the delay period in which the return from the valve opening stop is estimated to be completed. It is determined that a failure has occurred. Further, when the detected value of the intake pressure is substantially equal to the determination value, it is determined that the exhaust valve 32 is normal. As described above, in the present embodiment, it is possible to easily detect a failure of the exhaust valve 32 using the delay period at the time of valve return without executing the valve control for detecting the failure. When executing the failure detection control, it is preferable to confirm in advance by other failure detection control that the intake valve 30 is normal.
  • start-time valve return control shown in FIG. 11 is executed.
  • the intake valve 30 is returned from the closed valve stop.
  • the exhaust valve 32 is returned from the valve opening stop simultaneously with the return of the intake valve 30 or after the return is performed.
  • the intake valve 30 can be opened before the exhaust valve 32 is closed, and the cylinder can be prevented from being sealed during cranking.
  • the cranking load can be reduced, so that the power consumption of the starter can be saved and vibration during cranking can be reduced.
  • the exhaust valve 32 is returned from the valve opening stop.
  • the exhaust valve 32 can be kept open, and a sufficient rotational inertial force can be applied to the flywheel or the like with a low resistance of the piston (crankshaft). . Therefore, even if the exhaust valve 32 closes and the rotational resistance of the crankshaft 16 increases, the load on the starter can be reduced by using the rotational inertia force of the flywheel or the like, and the power consumption of the starter can be further saved. it can.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the third embodiment of the present invention.
  • the routine shown in this figure is repeatedly executed while the engine is running (including at the time of starting) in parallel with the routine shown in FIG. 6 or FIG.
  • the routine shown in FIG. 12 first, at step 300, it is determined based on the output of the sensor system whether or not it is the timing to return from the fuel cut. If this determination is established, it is determined in step 302 whether or not the engine is being restarted.
  • step 304 the exhaust valve 32 is returned from the valve opening stop.
  • step 306 failure detection control of the exhaust valve 32 is executed.
  • step 308 the intake valve 30 is returned from the closed valve stop.
  • cranking is started in step 310, and in step 312, the intake valve 30 is returned from the closed valve stop.
  • step 314 the exhaust valve 32 is returned from the valve opening stop.
  • valve return control at the time of operation and the valve return at start-up are performed in accordance with the return form from the fuel cut (normal return when the crankshaft 16 is idling or engine restart). Control can be properly used properly, and the effect of valve return control can be maximized in each operation state.
  • steps 304 and 308 in FIG. 12 show a specific example of the operation valve return means in claim 6, and steps 310, 312, and 314 are the start valve in claims 8 and 9. A specific example of the return means is shown.
  • Step 306 shows a specific example of the exhaust failure detection means in claim 7.
  • valve reset control during operation and the valve reset control during start-up are selectively used.
  • these valve return controls are not necessarily used together. That is, in the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the valve return control during operation is executed at the time of return from the normal fuel cut and the valve return control at start is not adopted, or the valve return control at start is executed when the engine is restarted.
  • the valve return system during operation may not be adopted.
  • the failure detection control of the exhaust valve 32 is executed based on the intake pressure.
  • the present invention is not limited to this, and the failure detection control may be executed based on other parameters including, for example, torque, as in the case of the intake valve failure detection control described above.
  • control for returning from the fuel cut is added to the control in the first embodiment.
  • the present invention is not limited to this, and the valve return control during operation or the valve return control during startup according to the third embodiment may be added to the control according to the second embodiment.

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Abstract

この発明は、燃料カットを行う場合に、吸気バルブを閉弁停止した状態でも、オイル消費量を低減し、クランキング時の消費電力や振動を抑制することを目的とする。エンジン（１０）は、吸気可変動弁機構（３４）と排気可変動弁機構（３６）とを備える。ＥＣＵ（５０）は、エンジンの停止時を含めて燃料カットを行う場合に、吸気可変動弁機構（３４）により全気筒において全ての吸気バルブ（３０）を閉弁状態で弁停止させる。また、排気可変動弁機構（３６）により、全気筒において少なくとも１つの排気バルブ（３２）を開弁状態で弁停止させる。これにより、燃料カットの実行時には、吸気バルブ（３０）の閉弁停止により触媒（２４）を吸入空気との接触による劣化から保護しつつ、排気バルブ（３２）の開弁停止により無駄なコンプレッションを回避することができる。従って、エンジンのオイル消費量や、クランキング時の消費電力、振動、自着火傾向等を改善することができる。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、例えば自動車用エンジンとして好適に用いられ、弁停止機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
　従来技術として、例えば特許文献１（日本特開２００１－１８２５７０号公報）に開示されているように、バルブを閉弁状態で停止（閉弁停止）させる弁停止機構を備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、燃料カットを実行するときに、吸気バルブと排気バルブのうち少なくとも一方のバルブを閉弁停止させる構成としている。これにより、従来技術では、燃料カット中に吸込まれた新気（酸素）が触媒に到達するのを防止し、触媒を劣化から保護するようにしている。
　尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
日本特開２００１－１８２５７０号公報 日本特開２００７－９７７９号公報 日本特開平７－１１９５０２号公報 日本特開２００７－１０７４３３号公報 日本特開平６－３４６７１１号公報
　ところで、従来技術では、燃料カット時にバルブを閉弁停止させる構成としている。しかしながら、例えば吸気バルブを閉弁停止させた場合には、排気行程が終了して排気バルブが閉弁する毎に、筒内が密閉状態となる。この状態では、ピストンが下降するときに筒内に大きな負圧が生じるので、クランクケースから筒内に吸い上げられるオイルの量が増加する。このため、従来技術では、オイル消費量が増加して早期の補充が必要となるばかりでなく、吸い上げられたオイルが排気ガスに混入することにより排気エミッションが悪化するという問題がある。
　また、例えばハイブリッド車においては、車両の走行中にエンジンを停止させる場合があるので、エンジンを停止させる燃料カットの実行時にも、従来技術の制御を実行し、触媒を保護したいという要求がある。しかし、エンジンの停止時に吸気バルブを閉弁停止させた場合には、そのままの状態でエンジンが再始動されることがある。この場合には、吸気ポートが閉じた状態でクランキングが行われるので、ピストンが往復動するときの抵抗が大きくなり、クランキングの負荷が増加する。このため、従来技術の制御をエンジン停止時の燃料カットに適用すると、始動時にスタータの消費電力が増加したり、クランキング時の振動が増加するという問題がある。しかも、クランキング時には、吸気バルブの閉弁停止により実圧縮比が高くなるので、噴射燃料が点火前に自着火し易くなり、クランキングショック等の衝撃が発生する虞れがある。
　一方、従来技術の制御では、燃料カット時に排気バルブを閉弁停止させる構成も考えられる。しかし、この場合には、吸気バルブが開弁したときに、燃料カットの直前に生じた排気ガスが吸気通路に吹き返す虞れがある。この結果、燃料カットからの復帰時に排気ガスの掃気不良が生じて排気エミッションが悪化したり、エンジンの再始動時に始動性が悪化するという問題が生じる。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、内燃機関の停止時を含めて燃料カットを行う場合において、吸気バルブを閉弁停止した状態でも、オイル消費量を低減し、クランキング時の消費電力や振動を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
　第１の発明は、吸気バルブを閉弁状態で弁停止させることが可能な吸気閉弁停止機構と、
　排気バルブを開弁状態で弁停止させることが可能な排気開弁停止機構と、
　内燃機関の停止時を含めて燃料カットが実行される場合に、前記吸気閉弁停止機構により全ての気筒において全ての吸気バルブを閉弁状態で弁停止させ、かつ、前記排気開弁停止機構により全ての気筒において少なくとも１つの排気バルブを開弁状態で弁停止させる弁停止制御手段と、
　を備えることを特徴とする。
　第２の発明によると、前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させた後に、前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる構成としている。
　第３の発明によると、前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させる動作と前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる動作とを同一の燃焼サイクル中に実行する構成としている。
　第４の発明によると、前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させた後に前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる第１の弁停止制御手段と、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させる動作と前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる動作とを同一の燃焼サイクル中に実行する第２の弁停止制御手段とにより構成し、
　クランク軸の回転が継続する燃料カットが実行される場合に、前記第１の弁停止制御手段を作動させ、前記クランク軸が停止する燃料カットが実行される場合に、前記第２の弁停止制御手段を作動させる制御切換手段を備える。
　第５の発明は、前記吸気バルブの作動状態が反映されるパラメータを検出するバルブ状態検出手段と、
　前記吸気バルブが閉弁状態で弁停止したと推定される時点から前記排気バルブが開弁状態で弁停止するまでの間に、前記バルブ状態検出手段により前記吸気バルブの故障検出を行う吸気故障検出手段と、を備える。
　第６の発明は、内燃機関のクランク軸が回転した状態で燃料カットから復帰する場合に、前記排気バルブを弁停止から復帰させた後に、前記吸気バルブを弁停止から復帰させる運転時弁復帰制御手段を備える。
　第７の発明は、前記排気バルブの作動状態が反映されるパラメータを検出するバルブ状態検出手段と、
　前記排気バルブが弁停止から復帰したと推定される時点から前記吸気バルブが弁停止から復帰するまでの間に、前記バルブ状態検出手段により前記排気バルブの故障検出を行う排気故障検出手段と、を備える。
　第８の発明は、内燃機関を再始動する場合に、前記吸気バルブを弁停止から復帰させ、当該吸気バルブの復帰時点またはそれ以後に前記排気バルブを弁停止から復帰させる始動時弁復帰制御手段を備える。
　第９の発明によると、前記始動時弁復帰制御手段は、クランキングが開始された後に前記排気バルブを弁停止から復帰させる構成としている。
　第１の発明によれば、弁停止制御手段は、燃料カットを実行する場合に、各気筒の吸気バルブを閉弁状態で弁停止（閉弁停止）させ、かつ、各気筒の少なくとも１つの排気バルブを開弁状態で弁停止（開弁停止）させることができる。これにより、燃料カットの実行時には、吸気バルブの閉弁停止により触媒を吸入空気との接触による劣化から保護しつつ、排気バルブの開弁停止により無駄なコンプレッションを回避することができる。従って、内燃機関のオイル消費量を抑制することができ、また再始動時には、スタータの消費電力や、クランキング時の振動、自着火傾向等を改善することができる。
　第２の発明によれば、弁停止制御手段は、吸気バルブを閉弁停止させた後に、排気バルブを開弁停止させることができる。これにより、例えば動弁系の応答ばらつき等が存在する場合でも、吸気バルブの閉弁停止を排気バルブの開弁停止よりも先に実行することができる。従って、動弁系の応答ばらつき等により開弁停止が先に実行されるのを防止し、燃料カット時に吸入空気が排気側に流出するのを確実に阻止することができる。
　第３の発明によれば、弁停止制御手段は、吸気バルブを閉弁停止させる動作と排気バルブを開弁停止させる動作とを同一の燃焼サイクル中に（即ち、可能な限り早期に）実行することができる。これにより、例えば内燃機関が停止すると作動しない油圧式の弁停止機構を用いる場合でも、内燃機関の停止時に燃料カットが行われるときには、吸気バルブの閉弁停止と排気バルブの開弁停止の両方を確実に完了することができる。従って、弁停止制御手段を用いることによる再始動時の効果を安定的に発揮することができる。また、吸気バルブだけが弁停止される期間を１サイクル未満に短縮することができ、オイルの吸い上げ（オイル消費量）を最小限に抑えことができる。
　第４の発明によれば、制御切換手段は、燃料カットの実行時にクランク軸の回転が継続するか否かに応じて、前記第２の発明に対応する第１の弁停止制御手段と、前記第３の発明に対応する第２の弁停止制御手段とを適切に使い分けることができる。これにより、個々の運転状態において、弁停止制御手段により得られる効果を最大限に発揮することができる。
　第５の発明によれば、吸気故障検出手段は、吸気バルブが閉弁停止したと推定される時点から排気バルブが開弁停止するまでの間に、吸気バルブの故障検出を行うことができる。従って、例えば故障検出用のバルブ制御等を実行しなくても、弁停止時の遅延期間を利用してバルブの故障を容易に検出することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
　第６の発明によれば、運転時弁復帰制御手段は、クランク軸が回転した状態で燃料カットから復帰する場合に、排気バルブを開弁停止から復帰させた後に、吸気バルブを閉弁停止から復帰させることができる。これにより、燃料カットからの復帰時にも、吸気バルブが先に開弁して吸入空気が触媒に到達するのを確実に防止することができる。
　第７の発明によれば、排気故障検出手段は、排気バルブが開弁停止から復帰したと推定される時点から吸気バルブが閉弁停止から復帰するまでの間に、排気バルブの故障検出を行うことができる。従って、弁復帰時の遅延期間を利用してバルブの故障を容易に検出することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
　第８の発明によれば、始動時弁復帰制御手段は、再始動時に排気バルブが閉弁する以前に吸気バルブを開弁させることができ、クランキング時に筒内が密閉状態となるのを回避することができる。この結果、クランキングの負荷を軽減することができるので、スタータの消費電力を節約し、クランキング時の振動を低減することができる。
　第９の発明によれば、少なくともクランキングの初期段階では、排気バルブを開弁させておくことができ、ピストン（クランク軸）の抵抗が小さい状態でフライホイール等に十分な回転慣性力を付与することができる。従って、排気バルブが閉弁してクランク軸の回転抵抗が増加しても、フライホイール等の回転慣性力を利用してスタータの負荷を軽減し、スタータの消費電力を更に節約することができる。
本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。 本発明の実施の形態１において、燃料カットが実行される場合の各バルブの作動状態を示す説明図である。 燃料カット時における各バルブの制御状態を示すタイミングチャートである。 吸気バルブが閉弁停止した状態での筒内圧と筒内容積との関係を示す特性線図である。 吸気バルブが閉弁停止した状態において、クランキングに必要なトルクを示す特性線図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、第１の弁停止制御を示すタイミングチャートである。 第２の弁停止制御を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３において、燃料カットからの復帰時に行われる運転時弁復帰制御を示すタイミングチャートである。 エンジンの再始動時に行われる始動時弁復帰制御を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
　以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２は、エンジンのクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各気筒から排気ガスが排出される排気通路２０とを備えている。吸気通路１８には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２が設けられている。また、排気通路２０には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられている。
　また、各気筒には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、筒内の混合気に点火する点火プラグ２８と、吸気ポートを筒内に対して開，閉する吸気バルブ３０と、排気ポートを筒内に対して開，閉する排気バルブ３２とが設けられている。また、エンジン１０は、吸気バルブ３０の開弁特性を可変に設定する吸気可変動弁機構３４と、排気バルブ３２の開弁特性を可変に設定する排気可変動弁機構３６とを備えている。
　吸気可変動弁機構３４は、例えば日本特開２００８－４５４６０号公報に記載されているような公知の構成を有している。具体的に説明すると、吸気可変動弁機構３４は、それぞれ揺動可能に支持された２本のアームと、該各アームの連結及び連結解除を実行する連結機構とを備えている。２本のアームは、エンジンの吸気側カムシャフトに設けられた駆動カムと、吸気バルブ３０のロッカーアームとの間に配置されている。そして、各アームが連結された状態では、駆動カムの入力が一方のアームから他方のアームに伝達されるので、吸気バルブ３０が開，閉する。これに対し、アームの連結を解除した場合には、一方のアームの揺動が他方のアームに伝達されなくなり、吸気バルブ３０が閉弁状態で弁停止される。これにより、吸気可変動弁機構３４は、吸気行程であっても、各気筒の吸気バルブ３０を閉弁状態で弁停止（以下、閉弁停止と称す）させる機能を備えており、本実施の形態の吸気閉弁停止機構を構成している。
　一方、排気可変動弁機構３６は、例えば日本特開２００７－１６７１０号公報に記載されているような電磁駆動式の動弁機構等により構成され、排気バルブ３２を磁力により開弁させることが可能なソレノイドを備えている。そして、排気可変動弁機構３６は、ソレノイドへの通電時期、印加電圧等を制御することにより、排気バルブ３２の開弁特性（開弁及び閉弁のタイミング、リフト量）を可変に設定することができる。これにより、排気可変動弁機構３６は、排気行程以外のタイミングであっても、各気筒の排気バルブ３２を開弁状態で弁停止（以下、開弁停止と称す）させる機能を備えており、本実施の形態の排気開弁停止機構を構成している。
　なお、本実施の形態では、電磁駆動式の排気可変動弁機構３６を例示したが、本発明はこれに限らず、排気開弁停止機構として、油圧式の可変動弁機構を用いる構成としてもよい。一例を挙げると、本発明に適用される油圧式の排気可変動弁機構は、例えば１つの排気バルブに対応して排気側カムシャフトに２つの駆動カムが設けられており、これら２つの駆動カムにより１つの排気バルブを開，閉するように構成されている。２つの駆動カムは、互いに位相がずれた作用角を有し、油圧アクチュエータにより相互に連結及び連結解除が可能となっている。排気バルブを開弁停止させるときには、２つの駆動カムを連結することにより、各駆動カムの作用角を合成してカム全体の作用角を増加させる。これにより、排気バルブの開弁期間を拡大し、実質的な開弁停止を実現することができる。
　次に、システムの制御系統について説明する。本実施の形態のシステムは、各センサ３８，４０，４２を含むセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ３８は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ４０は、エンジンの吸入空気量を検出する。また、吸気圧センサ４２は、吸気通路１８内の圧力（吸気圧）を検出する。吸気圧は、吸気バルブ３０及び排気バルブ３２の作動状態が反映されるパラメータの一つであり、吸気圧センサ４２は、本実施の形態のバルブ状態検出手段を構成している。
　また、センサ系統には、エンジン１０やこれを搭載する車両の制御に必要な各種のセンサ（例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ等）が含まれている。これらのセンサは、前記各センサ３８，４０，４２を含めて、ＥＣＵ５０の入力側に接続されている。一方、ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルバルブ２２、燃料噴射弁２６、点火プラグ２８、可変動弁機構３４，３６等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
　ＥＣＵ５０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路と入出力ポートとを備えた演算処理装置により構成されている。そして、ＥＣＵ５０は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて、各アクチュエータを駆動することにより、エンジン１０の運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ３８の出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ４０により検出した吸入空気量と、エンジン回転数とに基いて負荷を算出する。また、エンジン回転数、負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定する。そして、各気筒において、燃料噴射時期が到来した時点で燃料噴射弁２６を駆動し、点火時期が到来した時点で点火プラグ２８を駆動する。
　これにより、ＥＣＵ５０は、各気筒の燃焼室１４内で混合気を燃焼させ、エンジン１０を運転することができる。なお、上記運転制御には、エンジンの減速時や停止時等に燃料噴射弁２６からの燃料噴射を停止する燃料カットが含まれている。また、エンジンの運転状態に基いて可変動弁機構３４，３６を駆動することにより、吸気バルブ３０と排気バルブ３２の開弁特性を制御するバルブタイミング制御も含まれている。
［実施の形態１の特徴］
　図２は、本発明の実施の形態１において、燃料カットが実行される場合の各バルブの作動状態を示す説明図である。また、図３は、燃料カット時における各バルブの制御状態（リフト量）を示すタイミングチャートである。これらの図に示すように、本実施の形態では、燃料カットが実行される場合に、吸気可変動弁機構３４により各気筒の全ての吸気バルブ３０を閉弁停止させ、かつ、排気可変動弁機構３６により全ての気筒において少なくとも１つの排気バルブ３２を開弁停止させる構成としている。以下の説明では、この制御を「弁停止制御」と称するものとする。弁停止制御の対象となる燃料カットには、エンジンの減速時に実行される燃料カットだけでなく、エンジンの停止時に実行される燃料カットも含まれている。
　次に、弁停止制御の作用効果について説明する。まず、燃料カットの実行時には、吸気バルブ及び排気バルブが通常の開閉動作を行うと、エンジンに吸込まれた空気が筒内を通過して触媒２４に到達し、触媒２４が酸素と接触して劣化する虞れがある。このため、燃料カット時には、吸気バルブや排気バルブを閉弁停止して空気の流通を遮断するのが好ましい。しかし、従来技術のように、単にバルブを閉弁停止した場合には、燃焼サイクル中に吸気バルブと排気バルブの両方が閉弁するタイミングが生じ、このときに筒内が密閉状態となる。図４は、吸気バルブが閉弁停止した状態での筒内圧と筒内容積との関係を示す特性線図である。この図に示すように、吸気バルブを閉弁停止させた場合には、吸気行程において、密閉状態となった筒内に大きな負圧が生じる。この結果、クランクケース側のオイルが筒内に強く吸い上げられ、オイル消費量が増加する。
　これに対し、本実施の形態では、吸気バルブ３０を閉弁停止し、排気バルブ３２を開弁停止するので、触媒２４への空気流を吸気バルブ３０により遮断しつつ、筒内の圧力を排気バルブ３０により解放することができる。これにより、燃料カット時には、図４中に示す吸気行程においても、筒内の圧力を排気行程と同様のレベル（大気圧に近いレベル）に保持することができる。この結果、オイルの吸い上げを抑制し、オイル消費量を低減することができると共に、排気エミッションを向上させることができる。また、吸気バルブ３０を閉弁停止させるので、筒内に残留した排気ガスが吸気通路１８に吹き返すのを防止し、排気ガスの掃気性を向上させることができる。
　一方、本実施の形態では、エンジンの運転中に行われる燃料カットだけでなく、エンジンを停止させる燃料カットの実行時にも、弁停止制御を実行する。これは次の理由によるものである。一般に、エンジンを停止させる燃料カットの実行後には、クランク軸１６の回転が停止するので、吸入空気が触媒２４に到達することはない。しかし、例えば下り坂等の走行中にエンジンを停止させた場合には、燃料カットの実行後にも、車両の慣性力に引き摺られてクランク軸１６が回転し続けることがある（以下、エンジン停止後のクランク軸の回転を「空転」と称する）。また、例えばエンジンとモータとを併用するハイブリッド車においては、燃料カットの実行後に、モータによりクランク軸１６を空転させる場合がある。これらの場合には、エンジンが停止した状態でも、クランク軸１６の空転に伴って吸入空気が触媒２４に供給される虞れがある。
　これに対し、弁停止制御によれば、エンジンの停止時にも、吸気バルブ３０を閉弁停止させることできる。従って、クランク軸１６の空転に伴って吸入空気が触媒２４に供給されるのを防止し、触媒２４を酸素との接触から保護することができる。また、エンジンの停止時に吸気バルブ３０を閉弁停止させると、再始動時には、この閉弁停止状態が保持されたままの状態でクランキングが行なわれる場合がある。特に、油圧式の可変動弁機構においては、油圧供給が不十分な始動時に閉弁停止の解除が遅れるので、吸気バルブ３０が閉弁停止した状態でクランキングを開始することになり易い。図５は、吸気バルブが閉弁停止した状態において、クランキングに必要なトルクを示す特性線図である。この図に示すように、始動時に吸気バルブ３０が閉弁停止していると、吸気ポートが閉じた状態でピストンが往復動するので、筒内の空気反力によりクランキングの負荷が増加する。
　しかし、弁停止制御によれば、エンジンの停止時に排気バルブ３２を開弁停止させるので、再始動時には、筒内の圧力を排気バルブ３２により解放しつつ、クランキングを円滑に行うことができる。これにより、吸気バルブ３０が閉弁停止した状態でも、クランキングの負荷を軽減し、スタータの消費電力やクランキング時の振動を抑制することができる。また、排気バルブ３２の開弁停止により、クランキング時の実圧縮比を減少させることができ、噴射燃料の自着火やクランキングショック等の発生を回避することができる。
　さらに、弁停止制御によれば、エンジンの停止時に吸気バルブ３０を閉弁停止させるので、吸気負圧の残圧等により生じた排気ガスの吹き返しが吸気通路１８に残留するのを防止することができる。これにより、再始動時には、吹き返しガスの残留が原因で始動不良が生じるのを防止し、始動性を向上させることができる。
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
　次に、図６を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中（停止時点も含む）に繰り返し実行されるものとする。図６に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、燃料カットを実行するタイミングであるか否かを、センサ系統の出力に基いて判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ１０２において、吸気可変動弁機構３４により吸気バルブ３０を閉弁停止させる。また、ステップ１０４では、排気可変動弁機構３６により排気バルブ３２を開弁停止させる。
　以上詳述した通り、本実施の形態によれば、燃料カットの実行時には、触媒２４を劣化から保護しつつ、排気バルブ３２の開弁停止により無駄なコンプレッションを回避することができる。これにより、エンジンのオイル消費量や、クランキング時の消費電力、振動、自着火傾向等を改善することができる。特に、ハイブリッド車では、モータを補助動力として用いることにより、エンジン１０の停止及び再始動や燃料カットを実行する頻度が高い。また、アイドルストップ制御を行う車両でも、エンジン１０の停止及び再始動が高頻度で繰り返される。従って、これらの車両では、弁停止制御の効果を顕著に発揮することができる。なお、アイドルストップ制御とは、アイドル運転時にエンジンを一旦停止させ、通常運転への復帰時にエンジンを自動的に再始動する公知の制御である。
　上述した実施の形態１では、図６中のステップ１００，１０２，１０４が弁停止制御手段の具体例を示している。また、図６では、制御の一例として、吸気バルブ３０を閉弁停止させるステップ１０２の後に、排気バルブ３２を開弁停止させるステップ１０４を記載した。しかし、本発明は、ステップ１０２，１０４を一連の動作として実行すればよいものであり、その順序を限定するものではない。即ち、本発明では、弁停止制御をステップ１０２，１０４の順番で実行してもよいし、排気バルブ３２を開弁停止させてから吸気バルブ３０を閉弁停止させてもよい。さらには、閉弁停止と開弁停止とを同時に実行してもよいものである。
　また、本発明は、燃料カットを実行する場合に、各バルブ３０，３２の弁停止を行うことを意図するものであり、燃料カットの実行タイミング（燃料噴射の停止タイミング）と弁停止との時間的な前後関係を限定するものではない。即ち、本発明では、燃料カットを実行する場合に、燃料噴射を停止してから弁停止を実行してもよいし、これと逆に弁停止を実行してから燃料噴射を停止してもよいし、さらには両者を同時に実行してもよい。
　また、実施の形態１では、図２において、４気筒エンジンの各気筒に吸気ポート及び排気ポートが２つずつ設けられた構成を例示した。しかし、本発明は、図２の構成に限定されるものではなく、１気筒を含む任意の気筒数、任意の吸気ポート数及び排気ポート数をもつ内燃機関に適用されるものである。
実施の形態２．
　次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の構成において、燃料カット中の運転状態に応じて各バルブの弁停止タイミングを設定することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
［実施の形態２の特徴］
　図７は、本発明の実施の形態２において、第１の弁停止制御を示すタイミングチャートであり、図８は、第２の弁停止制御を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、クランク軸１６が空転する燃料カットが実行される場合に、第１の弁停止制御を実行し、クランク軸１６が停止する燃料カットを実行する場合に、第２の弁停止制御を実行する構成としている。以下、これらの弁停止制御について説明する。
（第１の弁停止制御）
　クランク軸１６が空転する燃料カットとは、（１）エンジンを停止しても、車両の慣性力によりクランク軸１６が引き摺られて回転が継続する場合に行われる燃料カット、（２）ハイブリッド車において、エンジンを停止した状態でモータによりクランク軸１６の回転を継続させる場合に行われる燃料カット、などを含んでいる。第１の弁停止制御では、これらの燃料カットが実行される場合に、図７に示す順序で弁停止等を実行する。
　詳しく述べると、第１の弁停止制御では、燃料カットを実行する判定がなされた場合に、まず、燃料カットと同期して吸気バルブ３０を閉弁停止させる。そして、閉弁停止から一定の期間が経過した後に、例えば図７中の遅延位置（ａ）において、排気バルブ３２を開弁停止させる。この遅延位置は、燃料カットの判定がなされてから理論的に開弁停止を最も早く実行することが可能な最速位置に対して、例えばエンジンの燃料サイクル（７２０°ＣＡ）で１～数サイクル程度遅れたタイミングとして設定される。
　これにより、吸気バルブ３０が閉弁停止した時点から排気バルブ３２が開弁停止するまでの間には、遅延期間が設けられる（図７参照）。この遅延期間中には、後述のように、吸気バルブ３０の故障検出制御を実行する構成としてもよい。なお、図７中の遅延位置（ａ）は、開弁停止のタイミングを１サイクル遅らせた場合を例示したもので、遅延位置（ｂ）は、２サイクル遅らせた場合を例示したものであるが、本発明は、これらの遅延位置に限定されるものではない。また、排気可変動弁機構３６等を含めてシステム上の制約がない場合には、遅延位置を燃焼サイクル単位で設定する必要はない。
　上記第１の弁停止制御によれば、次のような効果を得ることができる。まず、吸気動弁系と排気動弁系との間には、機構の違いや個体差等により応答ばらつきが生じることがあり、特に油圧式の可変動弁機構を用いる場合には、この傾向が顕著となる。このため、例えば吸気可変動弁機構３４として、油圧式のものを採用した場合には、吸気バルブ３０を閉弁停止させるときに応答遅れが生じることがある。しかし、このような場合でも、第１の弁停止制御によれば、吸気バルブ３０の閉弁停止を排気バルブ３２の開弁停止よりも先に実行することができる。従って、可変動弁機構３４，３６を含む動弁系の応答ばらつき等により開弁停止が先に実行されるのを防止し、燃料カット時に吸入空気が排気側に流出するのを確実に阻止することができる。
　また、クランク軸１６が空転する燃料カット中には、油圧式の排気可変動弁機構であっても、油圧供給を受けて作動することができる。即ち、弁停止制御の実行時には、吸気バルブ３０を閉弁停止させた時点でクランク軸１６が急に停止して、排気バルブ３２の開弁停止が実行不能となることがない。このため、排気バルブ３２の開弁停止を意図的に遅らせたり、開弁停止の遅れを許容することができる。これにより、第１の弁停止制御では、開弁停止の遅れに応じて遅延期間を設け、この遅延期間を利用して吸気バルブの故障検出制御を実行することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
　また、上述の理由により、排気バルブ３２を最速位置で開弁停止させる必要がないので、排気可変動弁機構３６には、ある程度の応答遅れを許容することができる。これにより、例えば応答性がそれほど高くない安価な排気可変動弁機構を採用することができ、システムのコストダウンを図ることができる。なお、上述した遅延期間中には、筒内の負圧が増大するので、オイルの吸い上げが進行し易い。しかし、オイルの吸い上げは比較的緩慢に進行するので、数サイクル程度の短時間においては、無視することができる。
（吸気バルブの故障検出制御）
　故障検出制御は、前記遅延期間中において、吸気圧センサ４２により検出した吸気圧に基いて実行される。吸気バルブ３０が正常に閉弁停止した場合には、通常の開閉動作が行われている場合と比較して吸気負圧が減少し、吸気圧は大気圧とほぼ等しくなる。ＥＣＵ５０には、例えば閉弁停止中の吸気圧が判定値として予め記憶されている。そして、故障検出制御では、閉弁停止が完了したと推定される遅延期間中において、吸気圧の検出値が前記判定値よりも低い場合に、吸気バルブ３０が閉弁停止しない故障が生じたものと判定する。また、吸気圧の検出値が前記判定値とほぼ等しい場合には、吸気バルブ３０が正常であると判定する。なお、上記故障検出制御の実行時には、排気バルブ３２が正常であることを他の故障検出制御により予め確認しておくのが好ましい。
　このように、本実施の形態では、例えば故障検出用のバルブ制御等を実行しなくても、弁停止時の遅延期間を利用して吸気バルブ３０の故障を容易に検出することができる。なお、故障検出制御を正確に行うためには、例えば遅延期間を３～５サイクル程度の長さに設定するのが好ましい。これにより、故障の誤検出を防止しつつ、オイルの吸い上げを最小限に抑えることができる。
（第２の弁停止制御）
　一方、クランク軸１６が停止する燃料カットが実行される場合には、図８に示す第２の弁停止制御が実行される。ここで、クランク軸１６が停止する燃料カットとは、（１）車両の慣性力がクランク軸１６に作用しない状態（車両が停止した状態等）において、エンジンを停止させる場合に行われる燃料カット、（２）ハイブリッド車において、車両の走行中にクランク軸１６を動力系統から切り離して回転を停止させる場合に行われる燃料カット、（３）アイドルストップ制御において、イグニッションキーをＯＦＦしていない状態で、エンジンをクランク軸１６と共に停止させる場合に行われる燃料カット、などを含んでいる。
　クランク軸１６が停止する燃料カットが実行される場合には、閉弁停止と開弁停止のうち一方の弁停止だけを実行した時点でクランク軸１６が停止し、弁停止制御が不完全となる虞れがある。特に、油圧式の可変動弁機構等においては、クランク軸１６の停止により油圧が供給されなくなると作動しないので、クランク軸１６の回転中に弁停止制御を出来るだけ早く完了する必要がある。このため、第２の弁停止制御では、燃料カットを実行する判定がなされた場合に、前述の最速位置で排気バルブ３２を開弁停止させると共に、吸気バルブ３０の閉弁停止も可能な限り早いタイミングで実行する。これにより、吸気バルブの閉弁停止と排気バルブの開弁停止とは、同一の燃焼サイクル中に実行される。
　上記第２の弁停止制御によれば、次のような効果を得ることができる。まず、油圧式の可変動弁機構等を用いる場合でも、エンジンの停止時に弁停止制御（閉弁停止と開弁停止の両方）を確実に完了することができ、弁停止制御による再始動時の効果を安定的に発揮することができる。また、吸気バルブだけが弁停止される期間を１サイクル未満に短縮することができ、オイルの吸い上げ（オイル消費量）を最小限に抑えことができる。
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
　次に、図９を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中（停止時点も含む）に繰り返し実行されるものとする。図９に示すルーチンでは、まず、ステップ２００において、燃料カットを実行するタイミングであるか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ２０２において、クランク軸１６の回転が継続する燃料カットであるか否かを判定する。
　ステップ２０２の具体的な判定処理を例示すると、次のようになる。（１）ハイブリッド車においては、例えばエンジンとモータの動力配分を制御する走行制御用のＥＣＵから入力される信号に基いて、燃料カット中にモータによりクランク軸１６が空転されるのか否かを判定する。（２）非ハイブリッド車等における走行中の燃料カットでは、クランク軸１６が空転するものと判定する。（３）イグニッションキーがＯＦＦにされた場合や、アイドルストップ制御によりエンジン停止要求が発生した場合には、クランク軸１６が停止するものと判定する。
　ステップ２０２において、クランク軸１６の回転が継続すると判定した場合には、第１の弁停止制御を実行する。この場合には、まず、ステップ２０４において、吸気バルブ３０を閉弁停止させる。そして、ステップ２０６では、吸気バルブ３０の故障検出制御を実行する。次に、ステップ２０８では、排気バルブ３２を開弁停止させる。一方、ステップ２０２において、クランク軸１６が停止すると判定した場合には、第２の弁停止制御を実行する。この場合には、ステップ２１０，２１２において、吸気バルブ３０の閉弁停止と排気バルブ３２の開弁停止とを同一の燃焼サイクル中に実行する。
　このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、燃料カット時のクランク軸１６の回転状態に応じて第１，第２の弁停止制御を適切に使い分けることができ、個々の運転状態において弁停止制御の効果を最大限に発揮することができる。
　なお、上述した実施の形態２では、図９中のステップ２０２，２０８が請求項２における弁停止制御手段の具体例、及び請求項４における第１の弁停止制御手段の具体例を示している。また、ステップ２１０，２１２は、請求項３における弁停止制御手段の具体例、及び請求項４における第２の弁停止制御手段の具体例を示している。また、ステップ２００，２０２は、請求項４における制御切換手段の具体例を示し、ステップ２０６は、請求項５における吸気故障検出手段の具体例を示している。
　また、実施の形態２では、第１，第２の弁停止制御を使い分ける構成としたが、本発明では、これらの弁停止制御を必ずしも一緒に用いる必要はない。即ち、本発明では、燃料カット時のクランク軸１６の回転状態に関係なく、第１，第２の弁停止制御のうち何れか一方の制御だけを実行し、他方の制御は採用しない構成としてもよい。
　また、実施の形態２では、吸気バルブ３０の故障検出制御を吸気圧に基いて実行する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、吸気バルブ３０の作動状態が反映されるパラメータであれば、吸気圧以外の任意のパラメータに基いて故障検出制御を実行する構成としてもよい。一例を挙げれば、本発明では、エンジンのトルクに基いて吸気バルブ３０の故障を検出してもよい。吸気バルブ３０が正常に閉弁停止した場合には、通常の開閉動作が行われている場合と比較してトルクが減少するので、この傾向に基いて故障を検出することができる。なお、トルクは、エンジン回転数や負荷等に基いて算出してもよいし、センサにより検出してもよい。
実施の形態３．
　次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の構成及び制御に加えて、燃料カットから復帰する場合に弁復帰制御を実行することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
［実施の形態３の特徴］
　図１０は、本発明の実施の形態３において、燃料カットからの復帰時に行われる運転時弁復帰制御を示すタイミングチャートであり、図１１は、エンジンの再始動時に行われる始動時弁復帰制御を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、クランク軸１６が空転する燃料カットから復帰する場合に、運転時弁復帰制御を実行し、クランク軸１６が停止する燃料カットから復帰する場合（即ち、エンジンを再始動する場合）に、始動時弁復帰制御を実行する構成としている。以下、これらの弁復帰制御について説明する。
（運転時弁復帰制御）
　燃料カットから復帰する場合には、吸気バルブ３０と排気バルブ３２を弁停止から復帰させる。しかし、クランク軸１６が回転（空転）している場合には、吸気バルブ３０の復帰を先に行うと、両方のバルブ３０，３２が開弁した状態となるので、ピストンの往復動によって吸入空気が触媒２４に供給されてしまう。このため、運転時弁復帰制御では、図１０に示すように、クランク軸１６が空転した状態で燃料カットから復帰する場合に、まず、排気バルブ３２を開弁停止から復帰（＝閉弁）させた後に、燃料噴射と同期して吸気バルブ３０を閉弁停止から復帰（＝開弁）させる。これにより、燃料カットからの復帰時にも、吸気バルブ３０が先に開弁して吸入空気が触媒２４に到達するのを確実に防止することができる。
（排気バルブの故障検出制御）
　上述した運転時弁復帰制御では、排気バルブ３２が復帰したと推定される時点から吸気バルブ３０が復帰するまでの間に、遅延期間が生じる（図１０参照）。この遅延期間中には、以下に述べる排気バルブ３２の故障検出制御を実行する構成としてもよい。この故障検出制御は、実施の形態１で述べた故障検出制御と同様に、吸気圧センサ４２により検出した吸気圧に基いて実行される。排気バルブ３２が正常に復帰（閉弁）した場合には、開弁停止が維持されている場合と比較して吸気負圧が増大する。ＥＣＵ５０には、例えば排気バルブ３２が正常に開，閉している状態での吸気圧（負圧）が判定値として予め記憶されている。
　そして、故障検出制御では、開弁停止からの復帰が完了したと推定される遅延期間中において、吸気圧の検出値が前記判定値よりも高い場合に、排気バルブ３２が開弁停止から復帰しない故障が生じたものと判定する。また、吸気圧の検出値が前記判定値とほぼ等しい場合には、排気バルブ３２が正常であると判定する。このように、本実施の形態では、故障検出用のバルブ制御等を実行しなくても、弁復帰時の遅延期間を利用して排気バルブ３２の故障を容易に検出することができる。なお、上記故障検出制御の実行時には、吸気バルブ３０が正常であることを他の故障検出制御により予め確認しておくのが好ましい。
（始動時弁復帰制御）
　一方、エンジンを再始動する場合には、図１１に示す始動時弁復帰制御が実行される。この図に示すように、始動時弁復帰制御では、まず、吸気バルブ３０を閉弁停止から復帰させる。そして、吸気バルブ３０の復帰と同時または当該復帰が行われた以降に、排気バルブ３２を開弁停止から復帰させる。これにより、再始動時には、排気バルブ３２が閉弁する以前に吸気バルブ３０を開弁させることができ、クランキング時に筒内が密閉状態となるのを回避することができる。この結果、クランキングの負荷を軽減することができるので、スタータの消費電力を節約し、クランキング時の振動を低減することができる。
　また、始動時弁復帰制御では、クランキングが開始された後（好ましくは、クランキングによりエンジン回転数が適度に上昇した後）に、排気バルブ３２を開弁停止から復帰させる。これにより、少なくともクランキングの初期段階では、排気バルブ３２を開弁させておくことができ、ピストン（クランク軸）の抵抗が小さい状態でフライホイール等に十分な回転慣性力を付与することができる。従って、排気バルブ３２が閉弁してクランク軸１６の回転抵抗が増加しても、フライホイール等の回転慣性力を利用してスタータの負荷を軽減し、スタータの消費電力を更に節約することができる。
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
　次に、図１２を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、前述の図６または図９に示すルーチンと並行して、エンジンの運転中（始動時も含む）に繰り返し実行されるものとする。図１２に示すルーチンでは、まず、ステップ３００において、燃料カットから復帰するタイミングであるか否かを、センサ系統の出力に基いて判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ３０２において、エンジンの再始動時であるか否かを判定する。
　エンジンの再始動時ではない場合、即ち、クランク軸１６が空転する燃料カットからの復帰である場合には、まず、ステップ３０４において、排気バルブ３２を開弁停止から復帰させる。そして、ステップ３０６では、排気バルブ３２の故障検出制御を実行する。次に、ステップ３０８では、吸気バルブ３０を閉弁停止から復帰させる。一方、エンジンの再始動時には、ステップ３１０において、クランキングを開始し、ステップ３１２では、吸気バルブ３０を閉弁停止から復帰させる。そして、ステップ３１４では、排気バルブ３２を開弁停止から復帰させる。
　このように、本実施の形態によれば、実施の形態１で述べた燃料カット時の作用効果に加えて、燃料カットからの復帰時にも、上述した各種の効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、燃料カットからの復帰形態（クランク軸１６が空転する通常の復帰なのか、またはエンジンの再始動なのか）に応じて、運転時弁復帰制御と始動時弁復帰制御とを適切に使い分けることができ、個々の運転状態において弁復帰制御の効果を最大限に発揮することができる。
　なお、上述した実施の形態３では、図１２中のステップ３０４，３０８が請求項６における運転時弁復帰手段の具体例を示し、ステップ３１０，３１２，３１４が請求項８及び９における始動時弁復帰手段の具体例を示している。また、ステップ３０６は、請求項７における排気故障検出手段の具体例を示している。
　また、実施の形態３では、運転時弁復帰制御と始動時弁復帰制御とを使い分ける構成としたが、本発明では、これらの弁復帰制御を必ずしも一緒に用いる必要はない。即ち、本発明では、通常の燃料カットからの復帰時に運転時弁復帰制を実行し、始動時弁復帰制御は採用しない構成としてもよいし、エンジンの再始動時に始動時弁復帰制御を実行し、運転時弁復帰制は採用しない構成としてもよい。
　また、実施の形態３では、排気バルブ３２の故障検出制御を吸気圧に基いて実行する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、前述した吸気バルブの故障検出制御の場合と同様に、例えばトルク等を含む他のパラメータに基いて故障検出制御を実行する構成としてもよい。
　さらに、実施の形態３では、実施の形態１の制御に対して、燃料カットから復帰する場合の制御を追加するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、実施の形態２の制御に対して、実施の形態３の運転時弁復帰制御または始動時弁復帰制御を追加してもよい。
１０　エンジン（内燃機関）
１２　ピストン
１４　燃焼室
１６　クランク軸
１８　吸気通路
２０　排気通路
２２　スロットルバルブ
２４　触媒
２６　燃料噴射弁
２８　点火プラグ
３０　吸気バルブ
３２　排気バルブ
３４　吸気可変動弁機構（吸気閉弁停止機構）
３６　排気可変動弁機構（排気開弁停止機構）
３８　クランク角センサ
４０　エアフローセンサ
４２　吸気圧センサ（バルブ状態検出手段）
５０　ＥＣＵ

Claims (9)

  1. 　吸気バルブを閉弁状態で弁停止させることが可能な吸気閉弁停止機構と、
    　排気バルブを開弁状態で弁停止させることが可能な排気開弁停止機構と、
    　内燃機関の停止時を含めて燃料カットが実行される場合に、前記吸気閉弁停止機構により全ての気筒において全ての吸気バルブを閉弁状態で弁停止させ、かつ、前記排気開弁停止機構により全ての気筒において少なくとも１つの排気バルブを開弁状態で弁停止させる弁停止制御手段と、
    　を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させた後に、前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させる動作と前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる動作とを同一の燃焼サイクル中に実行する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記弁停止制御手段は、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させた後に前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる第１の弁停止制御手段と、前記吸気バルブを閉弁状態で弁停止させる動作と前記排気バルブを開弁状態で弁停止させる動作とを同一の燃焼サイクル中に実行する第２の弁停止制御手段とにより構成し、
    　クランク軸の回転が継続する燃料カットが実行される場合に、前記第１の弁停止制御手段を作動させ、前記クランク軸が停止する燃料カットが実行される場合に、前記第２の弁停止制御手段を作動させる制御切換手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　前記吸気バルブの作動状態が反映されるパラメータを検出するバルブ状態検出手段と、
    　前記吸気バルブが閉弁状態で弁停止したと推定される時点から前記排気バルブが開弁状態で弁停止するまでの間に、前記バルブ状態検出手段により前記吸気バルブの故障検出を行う吸気故障検出手段と、
    　を備えてなる請求項２または４に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　内燃機関のクランク軸が回転した状態で燃料カットから復帰する場合に、前記排気バルブを弁停止から復帰させた後に、前記吸気バルブを弁停止から復帰させる運転時弁復帰制御手段を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 　前記排気バルブの作動状態が反映されるパラメータを検出するバルブ状態検出手段と、
    　前記排気バルブが弁停止から復帰したと推定される時点から前記吸気バルブが弁停止から復帰するまでの間に、前記バルブ状態検出手段により前記排気バルブの故障検出を行う排気故障検出手段と、
    　を備えてなる請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 　内燃機関を再始動する場合に、前記吸気バルブを弁停止から復帰させ、当該吸気バルブの復帰時点またはそれ以後に前記排気バルブを弁停止から復帰させる始動時弁復帰制御手段を備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 　前記始動時弁復帰制御手段は、クランキングが開始された後に前記排気バルブを弁停止から復帰させる構成としてなる請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
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