内燃機関の制御装置
【課題】吸気弁の開弁中の最大揚程を可変リフト機構によって変更する場合において、フューエルカット運転中における可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関３では、吸気弁４の開弁中の最大揚程である吸気リフトLiftinが、可変リフト機構４０によって、所定範囲（Liftin_min〜Liftin_max）内で連続的に変更可能であるとともに、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトLiftinが、リフト保持機構５０によって所定値Liftin_refに機械的に保持される。制御装置１は、ＥＣＵ２を備え、ＥＣＵ２は、フューエルカット運転中であるか否かを判定し（ステップ１）、フューエルカット運転中であるときには、電気モータ４８への電力供給を停止する（ステップ３）。
【解決手段】内燃機関３では、吸気弁４の開弁中の最大揚程である吸気リフトLiftinが、可変リフト機構４０によって、所定範囲（Liftin_min〜Liftin_max）内で連続的に変更可能であるとともに、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトLiftinが、リフト保持機構５０によって所定値Liftin_refに機械的に保持される。制御装置１は、ＥＣＵ２を備え、ＥＣＵ２は、フューエルカット運転中であるか否かを判定し（ステップ１）、フューエルカット運転中であるときには、電気モータ４８への電力供給を停止する（ステップ３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁の開弁中の最大揚程が、可変リフト機構によって所定範囲内で連続的に変更される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、可変リフト機構を備えており、この可変リフト機構は、複数のカムを切り換えることによって、吸気弁の開弁中の最大揚程である吸気リフトを複数段階に変更するものである（段落［００１９］）。
【０００３】
この制御装置では、内燃機関の減速フューエルカット運転中であるか否かを判別し、減速フューエルカット運転中のときには、可変リフト機構を制御することによって、吸気リフトをその最小値まで強制的に減少させている（段落［００２１］，［００２２］、図３のステップ１，２）。これは、気筒内の負圧が吸気系側に作用するのを抑制することによって、吸気系の圧力を検出する圧力センサの雰囲気を大気圧にするためである（段落［００２６］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５０３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の内燃機関の制御装置によれば、減速フューエルカット運転中、吸気リフトを最小値まで減少させるために、可変リフト機構を制御しているので、その間、可変リフト機構に電力を供給する必要があることで、可変リフト機構が発熱してしまうとともに、電力消費量が増大しまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、吸気弁の開弁中の最大揚程が可変リフト機構によって変更される場合において、フューエルカット運転中における可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の開弁中の最大揚程である吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、電気モータ４８を動力源とする可変リフト機構４０によって、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘおよび所定の最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎで規定される所定範囲内で連続的に変更可能に構成されているとともに、電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、リフト保持機構５０，５０Ａによって所定範囲内の所定値（所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ，所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘ）に機械的に保持される内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３への燃料の供給を停止するフューエルカット運転中であるか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１）と、判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるとき（ステップ１の判別結果がＹＥＳのとき）には、電気モータ４８への電力供給を停止する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の制御装置によれば、判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるときには、可変リフト機構の電気モータへの電力供給が停止され、それに伴い、吸気リフトが、リフト保持機構によって所定範囲内の所定値に機械的に保持される。このように、フューエルカット運転中、電力を電気モータに供給することなく、吸気リフトを所定値に機械的に保持することができるので、可変リフト機構を制御する従来の場合と比べて、フューエルカット運転中における可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができる。
【０００９】
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、所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘおよび所定の最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎを除く所定範囲内の値であることを特徴とする。
【００１０】
この内燃機関の制御装置によれば、フューエルカット運転中、吸気リフトが、所定の最大値および所定の最小値を除く所定範囲内の値に機械的に保持されるので、吸気リフトを所定の最小値に保持した場合と比べて、気筒内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、内燃機関のクランクシャフトに作用する回転抵抗をより増大させることができる。それにより、内燃機関が車両の動力源であって、その減速走行中の場合には、吸気リフトを所定の最小値に保持した場合と比べて、より大きなエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００１１】
請求項３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、所定値は、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘであることを特徴とする。
【００１２】
可変リフト機構付きの内燃機関の場合、高負荷運転中は、高出力を確保すべく、吸気リフトが所定範囲の所定の最大値になるように、可変リフト機構を制御するのが一般的である。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、電気モータへの電力供給が停止されている場合、リフト保持機構によって所定の最大値に機械的に保持されるので、内燃機関の高負荷運転中も、可変リフト機構の電気モータへの電力供給を停止することができる。それにより、高負荷運転中、可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができるとともに、可変リフト機構が内燃機関の負荷となるのを回避できることで、その分、内燃機関の出力を向上させることができる。
【００１３】
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、内燃機関３は、動力源として車両に搭載されているとともに、吸気通路１２を開閉する電動式の吸気通路弁（スロットル弁１３ａ）を備えており、制御手段は、内燃機関３がフューエルカット運転中のときには、電気モータ４８への電力停止に加えて、吸気通路弁を吸気通路弁の開度（スロットル弁開度ＴＨ）が所定の最小開度ＴＨｍｉｎになるように制御する（ステップ１〜３）ことを特徴とする。
【００１４】
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関は、動力源として車両に搭載され、吸気通路を開閉する電動式の吸気通路弁を備えているとともに、内燃機関がフューエルカット運転中のときには、電気モータへの電力停止に加えて、吸気通路弁がその開度が所定の最小開度になるように制御されるので、内燃機関がフューエルカット運転中で、かつ車両が減速走行中の場合には、十分なエンジンブレーキ力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】吸気側動弁機構の概略構成を示す図である。
【図４】可変リフト機構の概略構成を示す斜視図である。
【図５】可変リフト機構のリンク機構の概略構成を示す斜視図である。
【図６】可変リフト機構のリフトアクチュエータの概略構成を示す図であって、リフトアクチュエータが（ａ）最大リフト位置にある状態と（ｂ）最小リフト位置にある状態をそれぞれ示す図である。
【図７】リフト保持機構の概略構成を示す模式図であって、コントロールシャフトが（ａ）デフォルト位置にある状態と（ｂ）最大リフト位置にある状態と（ｃ）最小リフト位置にある状態をそれぞれ示す図である。
【図８】可変リフト機構による吸気リフトの変更に伴うバルブリフト曲線の変化を示す図である。
【図９】可変カム位相機構の概略構成を示す模式図である。
【図１０】可変カム位相機構によってカム位相が最遅角値（実線）および最進角値（２点鎖線）に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線と、排気弁のバルブリフト曲線をそれぞれ示す図である。
【図１１】吸入空気量制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】リフト保持機構の変形例の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。この制御装置１は、図２に示すように、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、吸入空気量制御処理および燃料噴射制御処理を含む各種の制御処理を実行する。
【００１７】
図１に示すように、エンジン３は、４組の気筒３ａおよびピストン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。
【００１８】
エンジン３は、気筒３ａ毎に設けられた一対の吸気弁４，４（図５参照）および一対の排気弁７，７（１つのみ図示）と、吸気カムシャフト５および吸気カム６を有するとともに各吸気弁４を開閉駆動する吸気側動弁機構３０と、排気カムシャフト８および排気カム９を有するとともに各排気弁７を開閉駆動する排気側動弁機構７０と、燃料噴射弁１０（図２参照）と、点火プラグ１１（図２参照）などを備えている。
【００１９】
吸気カムシャフト５および排気カムシャフト８はそれぞれ、図示しないホルダを介して、シリンダヘッド３ｃに回動自在に取り付けられているとともに、気筒３ａの配列方向に沿って延びている。この吸気カムシャフト５の一端部上には、吸気スプロケット（図示せず）が同軸に配置され、回転自在に設けられている。この吸気スプロケットは、図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフト３ｄに連結され、後述する可変カム位相機構６０を介して吸気カムシャフト５に連結されている。以上の構成により、吸気カムシャフト５は、クランクシャフト３ｄが２回転する毎に１回転する。また、吸気カム６は、吸気カムシャフト５上にこれと一体に回転するように設けられている。
【００２０】
さらに、吸気側動弁機構３０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う吸気カムシャフト５の回転によって、各気筒３ａの吸気弁４を、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら開閉駆動するものであり、後述するように、吸気弁４の開弁中の最大揚程である吸気リフトを無段階に変更するとともに、吸気弁４のバルブタイミングを無段階に変更する可変式の動弁機構で構成されている。
【００２１】
一方、排気カムシャフト８の一端部上には、排気スプロケット（図示せず）が同軸に配置され、回転自在に設けられている。この排気スプロケットは、図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフト３ｄに連結されている。以上の構成により、排気カムシャフト８は、クランクシャフト３ｄが２回転する毎に１回転する。さらに、排気カム９は、排気カムシャフト８上にこれと一体に回転するように気筒３ａ毎に設けられている。
【００２２】
さらに、排気側動弁機構７０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う排気カムシャフト８の回転によって、各気筒３ａの排気弁７を、リターンスプリング７ａの付勢力に抗しながら開閉駆動する。排気行程中、排気弁７が開弁することによって、燃焼ガスが気筒３ａ内から排気通路１４に排出される。
【００２３】
一方、燃料噴射弁１０は、気筒３ａ毎に設けられ、燃料を気筒３ａ内に直接噴射するようにシリンダヘッド３ｃに取り付けられている。すなわち、エンジン３は直噴エンジンとして構成されている。また、燃料噴射弁１０は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、後述する燃料噴射量ＴＯＵＴに基づいて、開弁時間および開弁タイミングが制御される。すなわち燃料噴射時間および噴射タイミングが制御される。
【００２４】
また、点火プラグ１１も、気筒３ａ毎に設けられ、シリンダヘッド３ｃに取り付けられている。点火プラグ１１は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、点火時期に応じたタイミングで気筒内の混合気を燃焼させるように、放電状態が制御される。
【００２５】
さらに、エンジン３には、クランク角センサ２０が設けられている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に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、所定クランク角毎に１パルスが出力される。
【００２７】
一方、エンジン３の吸気通路１２には、スロットル弁機構１３が設けられており、このスロットル弁機構１３は、スロットル弁１３ａおよびこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ１３ｂなどを備えている。スロットル弁１３ａは、吸気通路１２の途中に回動自在に設けられており、回動に伴う開度の変化により吸気通路１２内の新気流量を変化させる。ＴＨアクチュエータ１３ｂ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からの後述するＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨによって駆動されることで、スロットル弁１３ａの開度を変化させる。なお、本実施形態では、スロットル弁１３ａが吸気通路弁に相当し、スロットル弁開度ＴＨが吸気通路弁の開度に相当する。
【００２８】
次に、図３を参照しながら、前述した吸気側動弁機構３０について説明する。この吸気側動弁機構３０は、同図に示すように、吸気カムシャフト５、吸気カム６、可変リフト機構４０、リフト保持機構５０（図７参照）および可変カム位相機構６０などを備えている。
【００２９】
この可変リフト機構４０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う吸気カムシャフト５の回転によって吸気弁４を開閉駆動するとともに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを図８に示す最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎと最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘとの間で無段階に変更するものである。可変リフト機構４０は、図４，５に示すように、コントロールシャフト４１およびロッカアームシャフト４２と、これらのシャフト４１，４２上に気筒３ａ毎に設けられたロッカアーム機構４３と、これらのロッカアーム機構４３を同時に駆動するリフトアクチュエータ４７（図６参照）などを備えている。
【００３０】
コントロールシャフト４１は、回動軸部４１ａ、ホルダ部４１ｂおよび偏心軸部４１ｃを一体に組み立てたものであり、吸気カムシャフト５に沿って延び、回動軸部４１ａがシリンダヘッド３ｃのホルダ（図示せず）によって回動自在に保持されているとともに、その一端部がリフトアクチュエータ４７に連結されている。
【００３１】
一方、各ロッカアーム機構４３は、上下のロッカアーム４４，４５を組み合わせたものであり、この上ロッカアーム４４は、一対のリンク４４ａ，４４ａ、ローラ軸４４ｂ、ローラ４４ｃおよび一対のコイルばね４４ｄ，４４ｄを備えている。ローラ軸４４ｂは、その両端部がリンク４４ａ，４４ａの一端部にそれぞれ取り付けられているとともに、リンク４４ａ，４４ａにより回転自在に支持されている。また、ローラ４４ｃは、このローラ軸４４ｂ上に回転自在に設けられている。
【００３２】
また、各リンク４４ａの他端部は、コントロールシャフト４１の偏心軸部４１ｃに回動自在に取り付けられているとともに、コイルばね４４ｄを介してホルダ部４１ｂに連結されている。リンク４４ａでは、このコイルばね４４ｄの付勢力により、ローラ４４ｃが吸気カム６のカム面に当接するとともに、ローラ４４ｃが吸気カム６のカム面のベース円部に当接しているときには、ローラ軸４４ｂは、その軸心が回動軸部４１ａの軸線上に位置するような原点位置（図３に示す位置）に保持される。
【００３３】
一方、下ロッカアーム４５は、その一端部がロッカアームシャフト４２に回動自在に支持され、他端部にはアジャストボルト４５ａ，４５ａが取り付けられており、これらのアジャストボルト４５ａ，４５ａを介して、各吸気弁４の上端に当接している。
【００３４】
また、下ロッカアーム４５は、上方に突出する一対の案内部４５ｂ，４５ｂを備えている。各案内部４５ｂは、その上面が上ロッカアーム４４のローラ軸４４ｂを案内する案内面４５ｃになっており、リターンスプリング４ａの付勢力により、この案内面４５ｃを介してローラ軸４４ｂに当接している。この案内面４５ｃは、下方に凸の円弧形状を有している。また、案内部４５ｂとローラ軸４４ｂが互いに当接している状態では、ローラ４４ｃは、案内部４５ｂ，４５ｂ間に位置するとともに、下ロッカアーム４５に当接することなく、吸気カム６のみに当接する。
【００３５】
一方、図６に示すように、前述したリフトアクチュエータ４７は、電気モータ４８および減速ギヤ機構４９を備えている。電気モータ４８は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており（図２参照）、ＥＣＵ２からの後述するリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎによって駆動されると、回転軸４８ａを正転／逆転させる。
【００３６】
また、減速ギヤ機構４９は、ウォーム４９ａと、セクタギヤタイプのウォームホイール４９ｂとを組み合わせたものであり、ウォーム４９ａは、電気モータ４８の回転軸４８ａ上に同心に固定されている。これにより、ウォーム４９ａは、回転軸４８ａと一体に回転する。
【００３７】
一方、ウォームホイール４９ｂは、その回転中心がコントロールシャフト４１の回転中心と一致するように、コントロールシャフト４１の一端部にボルト止めされている。また、ウォーム４９ａおよびウォームホイール４９ｂは、互いに噛みあう状態で、両者の回転中心が互いに直交するように配置されているとともに、ウォーム４９ａの進み角が摩擦角よりも大きくなるように設定されている。それにより、この減速ギヤ機構４９では、ウォーム４９ａの回転に伴って、ウォームホイール４９ｂが回転するとともに、ウォームホイール４９ｂの回転に伴って、ウォーム４９ａが回転する。
【００３８】
以上のリフトアクチュエータ４７では、ＥＣＵ２によって電気モータ４８が駆動されると、コントロールシャフト４１を、リフト保持機構５０の後述するコイルばね５２，５３の付勢力に抗しながら回動させる。その際、ウォームホイール４９ｂが図示しないストッパに当接することによって、コントロールシャフト４１の回動角の範囲は、図６（ａ）に示す最大リフト位置と図６（ｂ）に示す最小リフト位置との間に規制される。それにより、リンク４４ａの回動範囲も、例えばローラ軸４４ｂが前述した原点位置にある場合、図６（ａ）に示す最大リフト位置（図３に２点鎖線で示す位置）と図６（ｂ）に示す最小リフト位置（図３に実線で示す位置）との間に規制される。
【００３９】
また、図７に示すように、前述したリフト保持機構５０は、アーム５１および２つのコイルばね５２，５３を備えている。このアーム５１は、その基端部がコントロールシャフト４１に固定されており、それにより、コントロールシャフト４１と一体に回転するように構成されている。
【００４０】
また、コイルばね５２は、その両端部がアーム５１の先端部およびシリンダヘッド３ｃの取付部５４にそれぞれ固定されており、アーム５１と取付部５４との間に圧縮状態で設けられている。さらに、コイルばね５３は、その両端部がアーム５１の先端部およびシリンダヘッド３ｃの取付部５５にそれぞれ固定されており、アーム５１と取付部５５との間に圧縮状態で設けられている。
【００４１】
このリフト保持機構５０は、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されている場合、すなわち後述するリフト制御入力Ｕ＿ＬｉｆｔｉｎがＥＣＵ２から入力されていない場合、コイルばね５２，５３の付勢力によって、コントロールシャフト４１を図７（ａ）に示すデフォルト位置に保持する。
【００４２】
次に、以上のように構成された可変リフト機構４０およびリフト保持機構５０の動作について説明する。まず、ＥＣＵ２からのリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８に入力されると、電気モータ４８は、コイルばね５２，５３の付勢力に抗しながら、コントロールシャフト４１すなわちリンク４４ａを、図７（ｂ）に示す最大リフト位置と図７（ｃ）に示す最小リフト位置との間の、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎに対応する位置まで駆動した後、その位置に保持する。
【００４３】
例えば、リンク４４ａが最小リフト位置（図３に実線で示す位置）に保持されている場合、吸気カム６が回転すると、リンク４４ａは偏心軸部４１ｃを中心として、図３の時計回りに回動し、下ロッカアーム４５を下方に押し下げる。それにより、下ロッカアーム４５は、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら、図３に示す閉弁位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、吸気弁４は、図８に１点鎖線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、その最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎを示す。
【００４４】
一方、リンク４４ａが最小リフト位置よりも最大リフト位置に近い位置に保持されている状態では、吸気カム６の回転により、リンク４４ａが偏心軸部４１ｃを中心として図３の時計回りに回動すると、下ロッカアーム４５は、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら、図３に示す最小リフト位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、下ロッカアーム４５の回動量すなわち吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、リンク４４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きくなる。
【００４５】
以上の理由により、吸気弁４は、リンク４４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きなリフトで開弁する。具体的には、吸気カム６の回転中、吸気弁４は、リンク４４ａが最大リフト位置にあるときには、図８に実線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、その最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘを示す。以上のように、この可変リフト機構４０では、リフトアクチュエータ４７を介して、リンク４４ａを最小リフト位置と最大リフト位置との間で回動させることにより、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを、最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎおよび最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘで規定される範囲内で無段階に変化させることができる。
【００４６】
また、リンク４４ａが図７（ｂ）に示す最大リフト位置にある場合において、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されたとき、すなわちＥＣＵ２からのリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが電気モータ４８に入力されなくなったときには、リフト保持機構５０のコイルばね５２，５３の付勢力によって、コントロールシャフト４１すなわちリンク４４ａは、図７（ｂ）に示す最大リフト位置から図７（ａ）に示すデフォルト位置に駆動され、このデフォルト位置に保持される。これと同様に、リンク４４ａが図７（ｃ）に示す最小リフト位置にある場合において、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されたときには、リフト保持機構５０のコイルばね５２，５３の付勢力によって、リンク４４ａは、図７（ｃ）に示す最小リフト位置から図７（ａ）に示すデフォルト位置に駆動され、このデフォルト位置に保持される。
【００４７】
このように、リンク４４ａがデフォルト位置に保持されている状態で、吸気カム６が回転した場合、吸気弁４は、図８に破線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆとなる。この所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘが成立するように設定されているとともに、車両が減速走行中で、内燃機関のフューエルカット運転中の場合において、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持したときと比べて、気筒３ａ内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、エンジン３のクランクシャフト３ｄに作用する回転抵抗をより増大させることができるような値に設定されている。
【００４８】
また、可変リフト機構４０には、回動角センサ２１が設けられており（図２参照）、この回動角センサ２１は、コントロールシャフト４１の回動角を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この回動角センサ２１の検出信号に基づき、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを算出する。
【００４９】
次に、図９を参照しながら、可変カム位相機構６０について説明する。この可変カム位相機構６０は、吸気カムシャフト５のクランクシャフト３ｄに対する相対的な位相（以下「カム位相」という）Ｃａｉｎを無段階に進角側または遅角側に変更するものであり、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に設けられている。図９に示すように、可変カム位相機構６０は、ハウジング６１、３枚羽根式のベーン６２、油圧ポンプ６３およびカム位相電磁弁６４などを備えている。
【００５０】
このハウジング６１は、吸気カムシャフト５上の吸気スプロケットと一体に構成されており、互いに等間隔に形成された３つの隔壁６１ａを備えている。ベーン６２は、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に同軸に取り付けられ、吸気カムシャフト５から外方に放射状に延びているとともに、ハウジング６１内に回転可能に収容されている。また、ハウジング６１では、隔壁６１ａとベーン６２との間に、３つの進角室６５および３つの遅角室６６が形成されている。
【００５１】
油圧ポンプ６３は、クランクシャフト３ｄに連結された機械式のものであり、クランクシャフト３ｄが回転すると、それに伴って、エンジン３のオイルパン３ｅに蓄えられた潤滑用のオイルを、油路６７ｃを介して吸い込むとともに、これを昇圧した状態で、油路６７ｃを介してカム位相電磁弁６４に供給する。
【００５２】
カム位相電磁弁６４は、スプール弁機構６４ａおよびソレノイド６４ｂを組み合わせたものであり、進角油路６７ａおよび遅角油路６７ｂを介して、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ接続されているとともに、油圧ポンプ６３から供給された油圧Ｐｏｉｌを、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔとして、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ出力する。カム位相電磁弁６４のソレノイド６４ｂは、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの後述する位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎによって駆動されると、スプール弁機構６４ａのスプール弁体を所定の移動範囲内で移動させることで、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔをいずれも変化させる。
【００５３】
以上の可変カム位相機構６０では、油圧ポンプ６３の動作中、カム位相電磁弁６４がＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎに応じて作動することにより、進角油圧Ｐａｄが進角室６５に、遅角油圧Ｐｒｔが遅角室６６にそれぞれ供給され、それにより、ベーン６２とハウジング６１との間の相対的な位相が進角側または遅角側に変更される。その結果、前述したカム位相Ｃａｉｎが、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化し、それにより、吸気弁４のバルブタイミングは、図１０に実線で示す最遅角タイミングと、図１０に２点鎖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。
【００５４】
同図に示すように、吸気弁４のバルブタイミングが最遅角タイミングに設定されている場合、吸気弁４の開弁タイミングは、排気弁７の閉弁タイミングよりも遅くかつ吸気行程のＴＤＣ位置よりも遅いタイミングとなる。それにより、吸気弁４と排気弁７のバルブオーバーラップが存在しない状態となる。
【００５５】
一方、吸気カムシャフト５の可変カム位相機構６０と反対側の端部には、カム角センサ２２（図２参照）が設けられている。このカム角センサ２２は、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト５の回転に伴い、パルス信号である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ＣＡＭ信号および前述したＣＲＫ信号に基づき、カム位相Ｃａｉｎを算出する。
【００５６】
以上のように、このエンジン３では、可変リフト機構４０によって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定範囲内で無段階に変更できるとともに、可変カム位相機構６０によって、吸気弁４のバルブタイミングを所定範囲内で無段階に変更できるように構成されている。
【００５７】
さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３およびスロットル弁開度センサ２４が接続されている。このアクセル開度センサ２３は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、スロットル弁開度センサ２４は、ポテンショメータで構成され、スロットル弁１３ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００５８】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび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、前述した各種のセンサ２０〜２４の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別し、吸入空気量制御処理および燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が判定手段および制御手段に相当する。
【００５９】
次に、図１１を参照しながら、上述した吸入空気量制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、３つの制御入力Ｕ＿ＴＨ，Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎ，Ｕ＿Ｃａｉｎを算出するものであり、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。この処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、フューエルカット運転フラグＦ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。
【００６０】
このフューエルカット運転フラグＦ＿ＦＣは、以下のフューエルカット運転の実行条件（ｆ１），（ｆ２）がいずれも成立しているときには「１」に、不成立のときには「０」にそれぞれ設定される。
（ｆ１）エンジン回転数ＮＥが所定のフューエルカット回転数（例えば８００ｒｐｍ）以上であること。
（ｆ２）アクセル開度ＡＰが所定開度（例えば値０）以下であること。
【００６１】
ステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、フューエルカット運転用の吸入空気量制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ２に進み、ＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨを所定のフューエルカット運転用値Ｕ＿ＴＨＦＣに設定する。そして、このＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨがＴＨアクチュエータ１３ｂに供給されることによって、スロットル弁開度ＴＨは全閉に近い所定の最小開度ＴＨｍｉｎに制御される。その結果、吸気通路１２内が負圧状態となる。なお、この所定の最小開度ＴＨｍｉｎは、減速走行中でフューエルカット運転中のときに、十分なエンジンブレーキが得られるような値に設定されている。
【００６２】
次いで、ステップ３で、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎを値０に設定する。このようにリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎを値０に設定されると、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止される。それにより、リフト保持機構５０によって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが前述した所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに保持される。
【００６３】
次に、ステップ４に進み、位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎを所定のフューエルカット運転用値Ｕ＿ＣａｉｎＦＣに設定した後、本処理を終了する。そして、この位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが可変カム位相機構６０のカム位相電磁弁６４に供給されることによって、カム位相Ｃａｉｎが最遅角値に制御される。その結果、吸気弁４のバルブタイミングが前述した最遅角タイミングに制御される。
【００６４】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯのときには、通常運転用の吸入空気量制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ５に進み、通常運転用のスロットル弁開度制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、スロットル弁開度ＴＨと目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、ＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨが算出される。そして、このＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨがＴＨアクチュエータ１３ｂに供給されることで、スロットル弁開度ＴＨが、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。
【００６５】
次いで、ステップ６に進み、通常運転用の吸気リフト制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎと目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが算出される。そして、このリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎがリフトアクチュエータ４７の電気モータ４８に供給されることによって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。
【００６６】
次に、ステップ７で、通常運転用の吸気リフト制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、カム位相Ｃａｉｎと目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが算出される。そして、この位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが、可変カム位相機構６０のカム位相電磁弁６４に供給されることによって、カム位相Ｃａｉｎが、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。以上のように、ステップ７を実行した後、本処理を終了する。
【００６７】
この吸入空気量制御処理では、以上のように、スロットル弁開度ＴＨ、吸気リフトＬｉｆｔｉｎおよびカム位相Ｃａｉｎがそれぞれ制御され、それによって、吸入空気量が制御される。
【００６８】
次に、図１２を参照しながら、前述した燃料噴射制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、燃料噴射弁１０の燃料噴射量およびその噴射タイミングを算出するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期する制御周期で実行される。
【００６９】
この制御処理では、まず、ステップ１０で、前述したフューエルカット運転フラグＦ＿Ｆ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、フューエルカット運転用の燃料噴射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、燃料噴射量ＴＯＵＴを値０に設定した後、本処理を終了する。このように燃料噴射量ＴＯＵＴが値０に設定されると、燃料噴射弁１０による気筒３ａ内への燃料噴射が停止される。
【００７０】
一方、ステップ１０の判別結果がＮＯのときには、通常運転用の燃料噴射制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ１２に進み、通常運転用の燃料噴射制御処理を実行する。この通常運転用の燃料噴射制御処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出するとともに、この燃料噴射量ＴＯＵＴとエンジン回転数ＮＥに応じて、燃料噴射タイミングが算出される。このように燃料噴射量ＴＯＵＴおよび燃料噴射タイミングが算出されると、これらに基づいて、燃料噴射弁１０から燃料が気筒３ａ内に噴射される。以上のようにステップ１２を実行した後、本処理を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、フューエルカット運転中、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されるとともに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、リフト保持機構５０によって所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに機械的に保持されるので、可変リフト機構を制御する従来の場合と比べて、フューエルカット運転中における可変リフト機構４０の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができる。
【００７２】
また、この所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘが成立する値に設定されているので、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持した場合と比べて、気筒３ａ内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、エンジン３のクランクシャフト３ｄに作用する回転抵抗をより増大させることができる。それにより、車両が減速走行中の場合には、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持した場合と比べて、より大きなエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００７３】
さらに、フューエルカット運転中、スロットル弁開度ＴＨが所定の最小開度ＴＨｍｉｎになるように制御されるので、エンジン３がフューエルカット運転中で、かつ車両が減速走行中の場合には、十分なエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００７４】
なお、実施形態は、リフト保持機構として、電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに保持するものを用いた例であるが、本発明のリフト保持機構はこれに限らず、可変リフト機構の電気モータへの電力供給が停止されているときに、吸気リフトを所定値に機械的に保持できるものであればよい。例えば、前述したリフト保持機構５０において、コイルばね５２，５３に代えて、空気ばねなどの流体ばねや、ゴムなどの弾性体を用いてもよい。
【００７５】
また、前述したリフト保持機構５０に代えて、図１３に示すリフト保持機構５０Ａを用いてもよい。なお、以下の説明では、リフト保持機構５０と同じ構成に関しては、同じ符号を付すとともに、その説明は省略する。図１３に示すように、このリフト保持機構５０Ａの場合、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、２つのコイルばね５２，５３の付勢力によって、リンク４４ａを最大リフト位置に保持するように構成されている。したがって、このリフト保持機構５０Ａを用いた場合、エンジン３の高負荷運転中、可変リフト機構４０への電力供給を停止することができる。それによって、高負荷運転中、可変リフト機構４０の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができるとともに、可変リフト機構４０がエンジン３の負荷となるのを回避できることで、エンジン３の出力を向上させることができる。なお、このリフト保持機構５０Ａを用いた場合、フューエルカット運転中は、スロットル弁機構１３を制御することによって十分なエンジンブレーキ力を確保すればよい。
【００７６】
さらに、実施形態は、可変リフト機構４０を用いて、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定範囲内で連続的に変更するように構成した例であるが、本発明の可変リフト機構はこれに限らず、電気モータを動力源とし、吸気リフトを所定範囲内で連続的に変更するものであればよい。例えば、可変リフト機構として、本出願人が特開２００７−２２４７７７号公報で提案済みのものを用いてもよい。
【００７７】
また、実施形態は、吸気通路弁として、スロットル弁１３ａを用いた例であるが、本発明の吸気通路弁はこれに限らず、吸気通路を開閉する電動式のものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、可変リフト機構およびリフト保持機構を備えた内燃機関を制御する制御装置に適用することができ、例えば、船舶用内燃機関や発電用内燃機関などを制御する制御装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（判定手段、制御手段）
３ 内燃機関
４ 吸気弁
１２ 吸気通路
１３ａ スロットル弁（吸気通路弁）
４０ 可変リフト機構
４８ 電気モータ
５０ リフト保持機構
５０Ａ リフト保持機構
Ｌｉｆｔｉｎ 吸気リフト
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘ 所定の最大値
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ 所定の最小値
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ 所定値
ＴＨ スロットル弁開度（吸気通路弁の開度）
ＴＨｍｉｎ 所定の最小開度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁の開弁中の最大揚程が、可変リフト機構によって所定範囲内で連続的に変更される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、可変リフト機構を備えており、この可変リフト機構は、複数のカムを切り換えることによって、吸気弁の開弁中の最大揚程である吸気リフトを複数段階に変更するものである（段落［００１９］）。
【０００３】
この制御装置では、内燃機関の減速フューエルカット運転中であるか否かを判別し、減速フューエルカット運転中のときには、可変リフト機構を制御することによって、吸気リフトをその最小値まで強制的に減少させている（段落［００２１］，［００２２］、図３のステップ１，２）。これは、気筒内の負圧が吸気系側に作用するのを抑制することによって、吸気系の圧力を検出する圧力センサの雰囲気を大気圧にするためである（段落［００２６］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５０３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の内燃機関の制御装置によれば、減速フューエルカット運転中、吸気リフトを最小値まで減少させるために、可変リフト機構を制御しているので、その間、可変リフト機構に電力を供給する必要があることで、可変リフト機構が発熱してしまうとともに、電力消費量が増大しまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、吸気弁の開弁中の最大揚程が可変リフト機構によって変更される場合において、フューエルカット運転中における可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の開弁中の最大揚程である吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、電気モータ４８を動力源とする可変リフト機構４０によって、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘおよび所定の最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎで規定される所定範囲内で連続的に変更可能に構成されているとともに、電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、リフト保持機構５０，５０Ａによって所定範囲内の所定値（所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ，所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘ）に機械的に保持される内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３への燃料の供給を停止するフューエルカット運転中であるか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１）と、判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるとき（ステップ１の判別結果がＹＥＳのとき）には、電気モータ４８への電力供給を停止する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の制御装置によれば、判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるときには、可変リフト機構の電気モータへの電力供給が停止され、それに伴い、吸気リフトが、リフト保持機構によって所定範囲内の所定値に機械的に保持される。このように、フューエルカット運転中、電力を電気モータに供給することなく、吸気リフトを所定値に機械的に保持することができるので、可変リフト機構を制御する従来の場合と比べて、フューエルカット運転中における可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができる。
【０００９】
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、所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘおよび所定の最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎを除く所定範囲内の値であることを特徴とする。
【００１０】
この内燃機関の制御装置によれば、フューエルカット運転中、吸気リフトが、所定の最大値および所定の最小値を除く所定範囲内の値に機械的に保持されるので、吸気リフトを所定の最小値に保持した場合と比べて、気筒内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、内燃機関のクランクシャフトに作用する回転抵抗をより増大させることができる。それにより、内燃機関が車両の動力源であって、その減速走行中の場合には、吸気リフトを所定の最小値に保持した場合と比べて、より大きなエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００１１】
請求項３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、所定値は、所定の最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘであることを特徴とする。
【００１２】
可変リフト機構付きの内燃機関の場合、高負荷運転中は、高出力を確保すべく、吸気リフトが所定範囲の所定の最大値になるように、可変リフト機構を制御するのが一般的である。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、電気モータへの電力供給が停止されている場合、リフト保持機構によって所定の最大値に機械的に保持されるので、内燃機関の高負荷運転中も、可変リフト機構の電気モータへの電力供給を停止することができる。それにより、高負荷運転中、可変リフト機構の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができるとともに、可変リフト機構が内燃機関の負荷となるのを回避できることで、その分、内燃機関の出力を向上させることができる。
【００１３】
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、内燃機関３は、動力源として車両に搭載されているとともに、吸気通路１２を開閉する電動式の吸気通路弁（スロットル弁１３ａ）を備えており、制御手段は、内燃機関３がフューエルカット運転中のときには、電気モータ４８への電力停止に加えて、吸気通路弁を吸気通路弁の開度（スロットル弁開度ＴＨ）が所定の最小開度ＴＨｍｉｎになるように制御する（ステップ１〜３）ことを特徴とする。
【００１４】
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関は、動力源として車両に搭載され、吸気通路を開閉する電動式の吸気通路弁を備えているとともに、内燃機関がフューエルカット運転中のときには、電気モータへの電力停止に加えて、吸気通路弁がその開度が所定の最小開度になるように制御されるので、内燃機関がフューエルカット運転中で、かつ車両が減速走行中の場合には、十分なエンジンブレーキ力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】吸気側動弁機構の概略構成を示す図である。
【図４】可変リフト機構の概略構成を示す斜視図である。
【図５】可変リフト機構のリンク機構の概略構成を示す斜視図である。
【図６】可変リフト機構のリフトアクチュエータの概略構成を示す図であって、リフトアクチュエータが（ａ）最大リフト位置にある状態と（ｂ）最小リフト位置にある状態をそれぞれ示す図である。
【図７】リフト保持機構の概略構成を示す模式図であって、コントロールシャフトが（ａ）デフォルト位置にある状態と（ｂ）最大リフト位置にある状態と（ｃ）最小リフト位置にある状態をそれぞれ示す図である。
【図８】可変リフト機構による吸気リフトの変更に伴うバルブリフト曲線の変化を示す図である。
【図９】可変カム位相機構の概略構成を示す模式図である。
【図１０】可変カム位相機構によってカム位相が最遅角値（実線）および最進角値（２点鎖線）に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線と、排気弁のバルブリフト曲線をそれぞれ示す図である。
【図１１】吸入空気量制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】リフト保持機構の変形例の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。この制御装置１は、図２に示すように、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、吸入空気量制御処理および燃料噴射制御処理を含む各種の制御処理を実行する。
【００１７】
図１に示すように、エンジン３は、４組の気筒３ａおよびピストン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。
【００１８】
エンジン３は、気筒３ａ毎に設けられた一対の吸気弁４，４（図５参照）および一対の排気弁７，７（１つのみ図示）と、吸気カムシャフト５および吸気カム６を有するとともに各吸気弁４を開閉駆動する吸気側動弁機構３０と、排気カムシャフト８および排気カム９を有するとともに各排気弁７を開閉駆動する排気側動弁機構７０と、燃料噴射弁１０（図２参照）と、点火プラグ１１（図２参照）などを備えている。
【００１９】
吸気カムシャフト５および排気カムシャフト８はそれぞれ、図示しないホルダを介して、シリンダヘッド３ｃに回動自在に取り付けられているとともに、気筒３ａの配列方向に沿って延びている。この吸気カムシャフト５の一端部上には、吸気スプロケット（図示せず）が同軸に配置され、回転自在に設けられている。この吸気スプロケットは、図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフト３ｄに連結され、後述する可変カム位相機構６０を介して吸気カムシャフト５に連結されている。以上の構成により、吸気カムシャフト５は、クランクシャフト３ｄが２回転する毎に１回転する。また、吸気カム６は、吸気カムシャフト５上にこれと一体に回転するように設けられている。
【００２０】
さらに、吸気側動弁機構３０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う吸気カムシャフト５の回転によって、各気筒３ａの吸気弁４を、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら開閉駆動するものであり、後述するように、吸気弁４の開弁中の最大揚程である吸気リフトを無段階に変更するとともに、吸気弁４のバルブタイミングを無段階に変更する可変式の動弁機構で構成されている。
【００２１】
一方、排気カムシャフト８の一端部上には、排気スプロケット（図示せず）が同軸に配置され、回転自在に設けられている。この排気スプロケットは、図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフト３ｄに連結されている。以上の構成により、排気カムシャフト８は、クランクシャフト３ｄが２回転する毎に１回転する。さらに、排気カム９は、排気カムシャフト８上にこれと一体に回転するように気筒３ａ毎に設けられている。
【００２２】
さらに、排気側動弁機構７０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う排気カムシャフト８の回転によって、各気筒３ａの排気弁７を、リターンスプリング７ａの付勢力に抗しながら開閉駆動する。排気行程中、排気弁７が開弁することによって、燃焼ガスが気筒３ａ内から排気通路１４に排出される。
【００２３】
一方、燃料噴射弁１０は、気筒３ａ毎に設けられ、燃料を気筒３ａ内に直接噴射するようにシリンダヘッド３ｃに取り付けられている。すなわち、エンジン３は直噴エンジンとして構成されている。また、燃料噴射弁１０は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、後述する燃料噴射量ＴＯＵＴに基づいて、開弁時間および開弁タイミングが制御される。すなわち燃料噴射時間および噴射タイミングが制御される。
【００２４】
また、点火プラグ１１も、気筒３ａ毎に設けられ、シリンダヘッド３ｃに取り付けられている。点火プラグ１１は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２により、点火時期に応じたタイミングで気筒内の混合気を燃焼させるように、放電状態が制御される。
【００２５】
さらに、エンジン３には、クランク角センサ２０が設けられている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）毎に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、所定クランク角毎に１パルスが出力される。
【００２７】
一方、エンジン３の吸気通路１２には、スロットル弁機構１３が設けられており、このスロットル弁機構１３は、スロットル弁１３ａおよびこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ１３ｂなどを備えている。スロットル弁１３ａは、吸気通路１２の途中に回動自在に設けられており、回動に伴う開度の変化により吸気通路１２内の新気流量を変化させる。ＴＨアクチュエータ１３ｂ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からの後述するＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨによって駆動されることで、スロットル弁１３ａの開度を変化させる。なお、本実施形態では、スロットル弁１３ａが吸気通路弁に相当し、スロットル弁開度ＴＨが吸気通路弁の開度に相当する。
【００２８】
次に、図３を参照しながら、前述した吸気側動弁機構３０について説明する。この吸気側動弁機構３０は、同図に示すように、吸気カムシャフト５、吸気カム６、可変リフト機構４０、リフト保持機構５０（図７参照）および可変カム位相機構６０などを備えている。
【００２９】
この可変リフト機構４０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴う吸気カムシャフト５の回転によって吸気弁４を開閉駆動するとともに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを図８に示す最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎと最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘとの間で無段階に変更するものである。可変リフト機構４０は、図４，５に示すように、コントロールシャフト４１およびロッカアームシャフト４２と、これらのシャフト４１，４２上に気筒３ａ毎に設けられたロッカアーム機構４３と、これらのロッカアーム機構４３を同時に駆動するリフトアクチュエータ４７（図６参照）などを備えている。
【００３０】
コントロールシャフト４１は、回動軸部４１ａ、ホルダ部４１ｂおよび偏心軸部４１ｃを一体に組み立てたものであり、吸気カムシャフト５に沿って延び、回動軸部４１ａがシリンダヘッド３ｃのホルダ（図示せず）によって回動自在に保持されているとともに、その一端部がリフトアクチュエータ４７に連結されている。
【００３１】
一方、各ロッカアーム機構４３は、上下のロッカアーム４４，４５を組み合わせたものであり、この上ロッカアーム４４は、一対のリンク４４ａ，４４ａ、ローラ軸４４ｂ、ローラ４４ｃおよび一対のコイルばね４４ｄ，４４ｄを備えている。ローラ軸４４ｂは、その両端部がリンク４４ａ，４４ａの一端部にそれぞれ取り付けられているとともに、リンク４４ａ，４４ａにより回転自在に支持されている。また、ローラ４４ｃは、このローラ軸４４ｂ上に回転自在に設けられている。
【００３２】
また、各リンク４４ａの他端部は、コントロールシャフト４１の偏心軸部４１ｃに回動自在に取り付けられているとともに、コイルばね４４ｄを介してホルダ部４１ｂに連結されている。リンク４４ａでは、このコイルばね４４ｄの付勢力により、ローラ４４ｃが吸気カム６のカム面に当接するとともに、ローラ４４ｃが吸気カム６のカム面のベース円部に当接しているときには、ローラ軸４４ｂは、その軸心が回動軸部４１ａの軸線上に位置するような原点位置（図３に示す位置）に保持される。
【００３３】
一方、下ロッカアーム４５は、その一端部がロッカアームシャフト４２に回動自在に支持され、他端部にはアジャストボルト４５ａ，４５ａが取り付けられており、これらのアジャストボルト４５ａ，４５ａを介して、各吸気弁４の上端に当接している。
【００３４】
また、下ロッカアーム４５は、上方に突出する一対の案内部４５ｂ，４５ｂを備えている。各案内部４５ｂは、その上面が上ロッカアーム４４のローラ軸４４ｂを案内する案内面４５ｃになっており、リターンスプリング４ａの付勢力により、この案内面４５ｃを介してローラ軸４４ｂに当接している。この案内面４５ｃは、下方に凸の円弧形状を有している。また、案内部４５ｂとローラ軸４４ｂが互いに当接している状態では、ローラ４４ｃは、案内部４５ｂ，４５ｂ間に位置するとともに、下ロッカアーム４５に当接することなく、吸気カム６のみに当接する。
【００３５】
一方、図６に示すように、前述したリフトアクチュエータ４７は、電気モータ４８および減速ギヤ機構４９を備えている。電気モータ４８は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており（図２参照）、ＥＣＵ２からの後述するリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎによって駆動されると、回転軸４８ａを正転／逆転させる。
【００３６】
また、減速ギヤ機構４９は、ウォーム４９ａと、セクタギヤタイプのウォームホイール４９ｂとを組み合わせたものであり、ウォーム４９ａは、電気モータ４８の回転軸４８ａ上に同心に固定されている。これにより、ウォーム４９ａは、回転軸４８ａと一体に回転する。
【００３７】
一方、ウォームホイール４９ｂは、その回転中心がコントロールシャフト４１の回転中心と一致するように、コントロールシャフト４１の一端部にボルト止めされている。また、ウォーム４９ａおよびウォームホイール４９ｂは、互いに噛みあう状態で、両者の回転中心が互いに直交するように配置されているとともに、ウォーム４９ａの進み角が摩擦角よりも大きくなるように設定されている。それにより、この減速ギヤ機構４９では、ウォーム４９ａの回転に伴って、ウォームホイール４９ｂが回転するとともに、ウォームホイール４９ｂの回転に伴って、ウォーム４９ａが回転する。
【００３８】
以上のリフトアクチュエータ４７では、ＥＣＵ２によって電気モータ４８が駆動されると、コントロールシャフト４１を、リフト保持機構５０の後述するコイルばね５２，５３の付勢力に抗しながら回動させる。その際、ウォームホイール４９ｂが図示しないストッパに当接することによって、コントロールシャフト４１の回動角の範囲は、図６（ａ）に示す最大リフト位置と図６（ｂ）に示す最小リフト位置との間に規制される。それにより、リンク４４ａの回動範囲も、例えばローラ軸４４ｂが前述した原点位置にある場合、図６（ａ）に示す最大リフト位置（図３に２点鎖線で示す位置）と図６（ｂ）に示す最小リフト位置（図３に実線で示す位置）との間に規制される。
【００３９】
また、図７に示すように、前述したリフト保持機構５０は、アーム５１および２つのコイルばね５２，５３を備えている。このアーム５１は、その基端部がコントロールシャフト４１に固定されており、それにより、コントロールシャフト４１と一体に回転するように構成されている。
【００４０】
また、コイルばね５２は、その両端部がアーム５１の先端部およびシリンダヘッド３ｃの取付部５４にそれぞれ固定されており、アーム５１と取付部５４との間に圧縮状態で設けられている。さらに、コイルばね５３は、その両端部がアーム５１の先端部およびシリンダヘッド３ｃの取付部５５にそれぞれ固定されており、アーム５１と取付部５５との間に圧縮状態で設けられている。
【００４１】
このリフト保持機構５０は、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されている場合、すなわち後述するリフト制御入力Ｕ＿ＬｉｆｔｉｎがＥＣＵ２から入力されていない場合、コイルばね５２，５３の付勢力によって、コントロールシャフト４１を図７（ａ）に示すデフォルト位置に保持する。
【００４２】
次に、以上のように構成された可変リフト機構４０およびリフト保持機構５０の動作について説明する。まず、ＥＣＵ２からのリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８に入力されると、電気モータ４８は、コイルばね５２，５３の付勢力に抗しながら、コントロールシャフト４１すなわちリンク４４ａを、図７（ｂ）に示す最大リフト位置と図７（ｃ）に示す最小リフト位置との間の、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎに対応する位置まで駆動した後、その位置に保持する。
【００４３】
例えば、リンク４４ａが最小リフト位置（図３に実線で示す位置）に保持されている場合、吸気カム６が回転すると、リンク４４ａは偏心軸部４１ｃを中心として、図３の時計回りに回動し、下ロッカアーム４５を下方に押し下げる。それにより、下ロッカアーム４５は、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら、図３に示す閉弁位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、吸気弁４は、図８に１点鎖線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、その最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎを示す。
【００４４】
一方、リンク４４ａが最小リフト位置よりも最大リフト位置に近い位置に保持されている状態では、吸気カム６の回転により、リンク４４ａが偏心軸部４１ｃを中心として図３の時計回りに回動すると、下ロッカアーム４５は、リターンスプリング４ａの付勢力に抗しながら、図３に示す最小リフト位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、下ロッカアーム４５の回動量すなわち吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、リンク４４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きくなる。
【００４５】
以上の理由により、吸気弁４は、リンク４４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きなリフトで開弁する。具体的には、吸気カム６の回転中、吸気弁４は、リンク４４ａが最大リフト位置にあるときには、図８に実線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、その最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘを示す。以上のように、この可変リフト機構４０では、リフトアクチュエータ４７を介して、リンク４４ａを最小リフト位置と最大リフト位置との間で回動させることにより、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを、最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎおよび最大値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘで規定される範囲内で無段階に変化させることができる。
【００４６】
また、リンク４４ａが図７（ｂ）に示す最大リフト位置にある場合において、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されたとき、すなわちＥＣＵ２からのリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが電気モータ４８に入力されなくなったときには、リフト保持機構５０のコイルばね５２，５３の付勢力によって、コントロールシャフト４１すなわちリンク４４ａは、図７（ｂ）に示す最大リフト位置から図７（ａ）に示すデフォルト位置に駆動され、このデフォルト位置に保持される。これと同様に、リンク４４ａが図７（ｃ）に示す最小リフト位置にある場合において、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止されたときには、リフト保持機構５０のコイルばね５２，５３の付勢力によって、リンク４４ａは、図７（ｃ）に示す最小リフト位置から図７（ａ）に示すデフォルト位置に駆動され、このデフォルト位置に保持される。
【００４７】
このように、リンク４４ａがデフォルト位置に保持されている状態で、吸気カム６が回転した場合、吸気弁４は、図８に破線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトＬｉｆｔｉｎは、所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆとなる。この所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘが成立するように設定されているとともに、車両が減速走行中で、内燃機関のフューエルカット運転中の場合において、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持したときと比べて、気筒３ａ内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、エンジン３のクランクシャフト３ｄに作用する回転抵抗をより増大させることができるような値に設定されている。
【００４８】
また、可変リフト機構４０には、回動角センサ２１が設けられており（図２参照）、この回動角センサ２１は、コントロールシャフト４１の回動角を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この回動角センサ２１の検出信号に基づき、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを算出する。
【００４９】
次に、図９を参照しながら、可変カム位相機構６０について説明する。この可変カム位相機構６０は、吸気カムシャフト５のクランクシャフト３ｄに対する相対的な位相（以下「カム位相」という）Ｃａｉｎを無段階に進角側または遅角側に変更するものであり、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に設けられている。図９に示すように、可変カム位相機構６０は、ハウジング６１、３枚羽根式のベーン６２、油圧ポンプ６３およびカム位相電磁弁６４などを備えている。
【００５０】
このハウジング６１は、吸気カムシャフト５上の吸気スプロケットと一体に構成されており、互いに等間隔に形成された３つの隔壁６１ａを備えている。ベーン６２は、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に同軸に取り付けられ、吸気カムシャフト５から外方に放射状に延びているとともに、ハウジング６１内に回転可能に収容されている。また、ハウジング６１では、隔壁６１ａとベーン６２との間に、３つの進角室６５および３つの遅角室６６が形成されている。
【００５１】
油圧ポンプ６３は、クランクシャフト３ｄに連結された機械式のものであり、クランクシャフト３ｄが回転すると、それに伴って、エンジン３のオイルパン３ｅに蓄えられた潤滑用のオイルを、油路６７ｃを介して吸い込むとともに、これを昇圧した状態で、油路６７ｃを介してカム位相電磁弁６４に供給する。
【００５２】
カム位相電磁弁６４は、スプール弁機構６４ａおよびソレノイド６４ｂを組み合わせたものであり、進角油路６７ａおよび遅角油路６７ｂを介して、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ接続されているとともに、油圧ポンプ６３から供給された油圧Ｐｏｉｌを、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔとして、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ出力する。カム位相電磁弁６４のソレノイド６４ｂは、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの後述する位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎによって駆動されると、スプール弁機構６４ａのスプール弁体を所定の移動範囲内で移動させることで、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔをいずれも変化させる。
【００５３】
以上の可変カム位相機構６０では、油圧ポンプ６３の動作中、カム位相電磁弁６４がＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎに応じて作動することにより、進角油圧Ｐａｄが進角室６５に、遅角油圧Ｐｒｔが遅角室６６にそれぞれ供給され、それにより、ベーン６２とハウジング６１との間の相対的な位相が進角側または遅角側に変更される。その結果、前述したカム位相Ｃａｉｎが、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化し、それにより、吸気弁４のバルブタイミングは、図１０に実線で示す最遅角タイミングと、図１０に２点鎖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。
【００５４】
同図に示すように、吸気弁４のバルブタイミングが最遅角タイミングに設定されている場合、吸気弁４の開弁タイミングは、排気弁７の閉弁タイミングよりも遅くかつ吸気行程のＴＤＣ位置よりも遅いタイミングとなる。それにより、吸気弁４と排気弁７のバルブオーバーラップが存在しない状態となる。
【００５５】
一方、吸気カムシャフト５の可変カム位相機構６０と反対側の端部には、カム角センサ２２（図２参照）が設けられている。このカム角センサ２２は、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト５の回転に伴い、パルス信号である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ＣＡＭ信号および前述したＣＲＫ信号に基づき、カム位相Ｃａｉｎを算出する。
【００５６】
以上のように、このエンジン３では、可変リフト機構４０によって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定範囲内で無段階に変更できるとともに、可変カム位相機構６０によって、吸気弁４のバルブタイミングを所定範囲内で無段階に変更できるように構成されている。
【００５７】
さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３およびスロットル弁開度センサ２４が接続されている。このアクセル開度センサ２３は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、スロットル弁開度センサ２４は、ポテンショメータで構成され、スロットル弁１３ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００５８】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび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、前述した各種のセンサ２０〜２４の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別し、吸入空気量制御処理および燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が判定手段および制御手段に相当する。
【００５９】
次に、図１１を参照しながら、上述した吸入空気量制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、３つの制御入力Ｕ＿ＴＨ，Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎ，Ｕ＿Ｃａｉｎを算出するものであり、所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。この処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、フューエルカット運転フラグＦ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。
【００６０】
このフューエルカット運転フラグＦ＿ＦＣは、以下のフューエルカット運転の実行条件（ｆ１），（ｆ２）がいずれも成立しているときには「１」に、不成立のときには「０」にそれぞれ設定される。
（ｆ１）エンジン回転数ＮＥが所定のフューエルカット回転数（例えば８００ｒｐｍ）以上であること。
（ｆ２）アクセル開度ＡＰが所定開度（例えば値０）以下であること。
【００６１】
ステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、フューエルカット運転用の吸入空気量制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ２に進み、ＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨを所定のフューエルカット運転用値Ｕ＿ＴＨＦＣに設定する。そして、このＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨがＴＨアクチュエータ１３ｂに供給されることによって、スロットル弁開度ＴＨは全閉に近い所定の最小開度ＴＨｍｉｎに制御される。その結果、吸気通路１２内が負圧状態となる。なお、この所定の最小開度ＴＨｍｉｎは、減速走行中でフューエルカット運転中のときに、十分なエンジンブレーキが得られるような値に設定されている。
【００６２】
次いで、ステップ３で、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎを値０に設定する。このようにリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎを値０に設定されると、リフトアクチュエータ４７の電気モータ４８への電力供給が停止される。それにより、リフト保持機構５０によって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが前述した所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに保持される。
【００６３】
次に、ステップ４に進み、位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎを所定のフューエルカット運転用値Ｕ＿ＣａｉｎＦＣに設定した後、本処理を終了する。そして、この位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが可変カム位相機構６０のカム位相電磁弁６４に供給されることによって、カム位相Ｃａｉｎが最遅角値に制御される。その結果、吸気弁４のバルブタイミングが前述した最遅角タイミングに制御される。
【００６４】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯのときには、通常運転用の吸入空気量制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ５に進み、通常運転用のスロットル弁開度制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、スロットル弁開度ＴＨと目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、ＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨが算出される。そして、このＴＨ制御入力Ｕ＿ＴＨがＴＨアクチュエータ１３ｂに供給されることで、スロットル弁開度ＴＨが、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。
【００６５】
次いで、ステップ６に進み、通常運転用の吸気リフト制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎと目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、リフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎが算出される。そして、このリフト制御入力Ｕ＿Ｌｉｆｔｉｎがリフトアクチュエータ４７の電気モータ４８に供給されることによって、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、目標吸気リフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。
【００６６】
次に、ステップ７で、通常運転用の吸気リフト制御処理を実行する。この処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを算出し、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、カム位相Ｃａｉｎと目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄとの偏差が値０に収束するように、位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが算出される。そして、この位相制御入力Ｕ＿Ｃａｉｎが、可変カム位相機構６０のカム位相電磁弁６４に供給されることによって、カム位相Ｃａｉｎが、目標カム位相Ｃａｉｎ＿ｃｍｄに収束するようにフィードバック制御される。以上のように、ステップ７を実行した後、本処理を終了する。
【００６７】
この吸入空気量制御処理では、以上のように、スロットル弁開度ＴＨ、吸気リフトＬｉｆｔｉｎおよびカム位相Ｃａｉｎがそれぞれ制御され、それによって、吸入空気量が制御される。
【００６８】
次に、図１２を参照しながら、前述した燃料噴射制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、燃料噴射弁１０の燃料噴射量およびその噴射タイミングを算出するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期する制御周期で実行される。
【００６９】
この制御処理では、まず、ステップ１０で、前述したフューエルカット運転フラグＦ＿Ｆ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、フューエルカット運転用の燃料噴射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、燃料噴射量ＴＯＵＴを値０に設定した後、本処理を終了する。このように燃料噴射量ＴＯＵＴが値０に設定されると、燃料噴射弁１０による気筒３ａ内への燃料噴射が停止される。
【００７０】
一方、ステップ１０の判別結果がＮＯのときには、通常運転用の燃料噴射制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ１２に進み、通常運転用の燃料噴射制御処理を実行する。この通常運転用の燃料噴射制御処理では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰなどの運転状態パラメータに応じて、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出するとともに、この燃料噴射量ＴＯＵＴとエンジン回転数ＮＥに応じて、燃料噴射タイミングが算出される。このように燃料噴射量ＴＯＵＴおよび燃料噴射タイミングが算出されると、これらに基づいて、燃料噴射弁１０から燃料が気筒３ａ内に噴射される。以上のようにステップ１２を実行した後、本処理を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、フューエルカット運転中、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されるとともに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎが、リフト保持機構５０によって所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに機械的に保持されるので、可変リフト機構を制御する従来の場合と比べて、フューエルカット運転中における可変リフト機構４０の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができる。
【００７２】
また、この所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆは、Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ＜Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘが成立する値に設定されているので、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持した場合と比べて、気筒３ａ内の負圧に起因するオイル上がりを抑制することができるとともに、エンジン３のクランクシャフト３ｄに作用する回転抵抗をより増大させることができる。それにより、車両が減速走行中の場合には、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを最小値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎに保持した場合と比べて、より大きなエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００７３】
さらに、フューエルカット運転中、スロットル弁開度ＴＨが所定の最小開度ＴＨｍｉｎになるように制御されるので、エンジン３がフューエルカット運転中で、かつ車両が減速走行中の場合には、十分なエンジンブレーキ力を確保することができる。
【００７４】
なお、実施形態は、リフト保持機構として、電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定値Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆに保持するものを用いた例であるが、本発明のリフト保持機構はこれに限らず、可変リフト機構の電気モータへの電力供給が停止されているときに、吸気リフトを所定値に機械的に保持できるものであればよい。例えば、前述したリフト保持機構５０において、コイルばね５２，５３に代えて、空気ばねなどの流体ばねや、ゴムなどの弾性体を用いてもよい。
【００７５】
また、前述したリフト保持機構５０に代えて、図１３に示すリフト保持機構５０Ａを用いてもよい。なお、以下の説明では、リフト保持機構５０と同じ構成に関しては、同じ符号を付すとともに、その説明は省略する。図１３に示すように、このリフト保持機構５０Ａの場合、可変リフト機構４０の電気モータ４８への電力供給が停止されているときに、２つのコイルばね５２，５３の付勢力によって、リンク４４ａを最大リフト位置に保持するように構成されている。したがって、このリフト保持機構５０Ａを用いた場合、エンジン３の高負荷運転中、可変リフト機構４０への電力供給を停止することができる。それによって、高負荷運転中、可変リフト機構４０の発熱量および電力消費量をいずれも低減することができるとともに、可変リフト機構４０がエンジン３の負荷となるのを回避できることで、エンジン３の出力を向上させることができる。なお、このリフト保持機構５０Ａを用いた場合、フューエルカット運転中は、スロットル弁機構１３を制御することによって十分なエンジンブレーキ力を確保すればよい。
【００７６】
さらに、実施形態は、可変リフト機構４０を用いて、吸気リフトＬｉｆｔｉｎを所定範囲内で連続的に変更するように構成した例であるが、本発明の可変リフト機構はこれに限らず、電気モータを動力源とし、吸気リフトを所定範囲内で連続的に変更するものであればよい。例えば、可変リフト機構として、本出願人が特開２００７−２２４７７７号公報で提案済みのものを用いてもよい。
【００７７】
また、実施形態は、吸気通路弁として、スロットル弁１３ａを用いた例であるが、本発明の吸気通路弁はこれに限らず、吸気通路を開閉する電動式のものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、可変リフト機構およびリフト保持機構を備えた内燃機関を制御する制御装置に適用することができ、例えば、船舶用内燃機関や発電用内燃機関などを制御する制御装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 制御装置
２ ＥＣＵ（判定手段、制御手段）
３ 内燃機関
４ 吸気弁
１２ 吸気通路
１３ａ スロットル弁（吸気通路弁）
４０ 可変リフト機構
４８ 電気モータ
５０ リフト保持機構
５０Ａ リフト保持機構
Ｌｉｆｔｉｎ 吸気リフト
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍａｘ 所定の最大値
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｍｉｎ 所定の最小値
Ｌｉｆｔｉｎ＿ｒｅｆ 所定値
ＴＨ スロットル弁開度（吸気通路弁の開度）
ＴＨｍｉｎ 所定の最小開度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の開弁中の最大揚程である吸気リフトが、電気モータを動力源とする可変リフト機構によって、所定の最大値および所定の最小値で規定される所定範囲内で連続的に変更可能に構成されているとともに、前記電気モータへの電力供給が停止されているときに、前記吸気リフトが、リフト保持機構によって前記所定範囲内の所定値に機械的に保持される内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカット運転中であるか否かを判定する判定手段と、
当該判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるときには、前記電気モータへの電力供給を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記所定の最大値および前記所定の最小値を除く前記所定範囲内の値であ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。
【請求項３】
前記所定値は、前記所定の最大値であ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。
【請求項４】
前記内燃機関は、動力源として車両に搭載されているとともに、吸気通路を開閉する電動式の吸気通路弁を備えており、
前記制御手段は、前記内燃機関が前記フューエルカット運転中のときには、前記電気モータへの電力停止に加えて、前記吸気通路弁を当該吸気通路弁の開度が所定の最小開度になるように制御す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。
【請求項１】
吸気弁の開弁中の最大揚程である吸気リフトが、電気モータを動力源とする可変リフト機構によって、所定の最大値および所定の最小値で規定される所定範囲内で連続的に変更可能に構成されているとともに、前記電気モータへの電力供給が停止されているときに、前記吸気リフトが、リフト保持機構によって前記所定範囲内の所定値に機械的に保持される内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカット運転中であるか否かを判定する判定手段と、
当該判定手段の判定結果に基づき、フューエルカット運転中であるときには、前記電気モータへの電力供給を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記所定の最大値および前記所定の最小値を除く前記所定範囲内の値であ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。
【請求項３】
前記所定値は、前記所定の最大値であ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。
【請求項４】
前記内燃機関は、動力源として車両に搭載されているとともに、吸気通路を開閉する電動式の吸気通路弁を備えており、
前記制御手段は、前記内燃機関が前記フューエルカット運転中のときには、前記電気モータへの電力停止に加えて、前記吸気通路弁を当該吸気通路弁の開度が所定の最小開度になるように制御す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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１５９６９２（Ｐ２０１０−１５９６９２Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４２３（Ｐ２００９−２４２３）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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