JP2007162664A - 内燃機関のバルブ作用角可変制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気バルブの作用角の可変制御による燃費向上を図りつつも、オイル消費量の増大を好適に抑制する。
【解決手段】バルブ作用角可変制御装置の電子制御装置は、吸気バルブの作用角の可変制御に際し、エンジンの運転情報を読込み（ステップ１１０）、その運転情報に基づき吸気バルブの目標作用角を算出する（ステップ１２０）。そして、実作用角が目標作用角となるようにアクチュエータを制御する（ステップ１６０）。こうした基本的な処理の流れに加え、減速時燃料カット中であるかどうかを判定し（ステップ１４０）、減速時燃料カット中である場合には、上記ステップ１２０で算出した目標作用角を拡大し（ステップ１５０）、この値を上記アクチュエータの制御（ステップ１６０）に用いる。作用角が拡大されることにより、吸気行程の開始から終了まで吸気バルブが開弁され、吸気行程中、吸気バルブが閉じた状態でピストンが下降する期間が生じなくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、吸気バルブの作用角を機関運状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブ作用角可変制御装置に関する。

従来より、内燃機関に適用される装置として、吸・排気バルブといった機関バルブの作用角を機関運転状態に応じて可変制御するバルブ作用角可変制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。こうしたバルブ作用角可変制御装置を採用する内燃機関では、吸気バルブの作用角を小さくすることで、燃焼室内に吸入される空気量を低減することができる。この場合、スロットルバルブを絞ることで吸入空気量を低減するよりもポンピング損失を小さくすることができることから、より低出力での運転が可能となり、燃費向上を図ることができる。
特開２００１−２６３０１５号公報

ところで車載内燃機関では、車両の減速時に内燃機関への燃料供給を停止し、燃費向上を図る、いわゆる減速時燃料カットが実施されている。減速時燃料カット中は、エンジンブレーキを増大させるべくスロットバルブが絞られることから、吸気通路においてスロットルバルブの下流で発生する負圧（大気圧を基準としてそれよりも低い圧力）が高くなっており、吸気バルブが開いた状態でも筒内は負圧となっている。

ここで、減速時燃料カット中に、図７及び図８に示すように吸気バルブの作用角（図８では太線の矢印で図示）が小さくされていると、吸気行程中の比較的長い期間Ｔ１，Ｔ２にわたり、吸気バルブが閉じた状態でピストンが下降されるようになる。こうした期間Ｔ１，Ｔ２には、上記のように吸気バルブの開弁時に負圧状態となる筒内がさらに減圧されるため、一時的に筒内負圧が著しく高くなる。

そして、こうした筒内負圧の著しく高い状態になると、シリンダ壁面のオイルがピストンリングを介して燃焼室内に吸引されるようになる。燃焼室内に吸引されたオイルは、減速時燃料カット復帰後に燃焼により消費されてしまう。そのため、吸気バルブの作用角を縮小して吸入空気量を低減する内燃機関では、オイル消費量が増大する傾向にある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、吸気バルブの作用角の可変制御による燃費向上を図りつつも、オイル消費量の増大を好適に抑制することのできる内燃機関のバルブ作用角可変制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、吸気バルブの作用角を機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブ作用角可変制御装置において、減速時燃料カット中の前記作用角を、そうでないときに比して拡大するようにしている。

上記の構成によれば、減速時燃料カット中でないときには、吸気バルブの作用角が小さくされることで、燃焼室内に吸入される空気量が低減される。このため、一般的な内燃機関、すなわち、ピストンが往復動可能に収容された気筒を有し、かつその気筒に接続された吸気通路にスロットルバルブを設けたものにあっては、スロットルバルブを絞って吸入空気量を低減する場合に比較して、ポンピング損失が小さくなる。より低出力での運転が可能となり、燃費の向上を図ることができる。

また、仮に、エンジンブレーキを増大させるべくスロットルバルブが絞られて、吸気通路のスロットルバルブ下流の負圧が高くされる減速時燃料カット中にも上記と同様、吸気バルブの作用角が小さくされると、吸気バルブが閉じた状態でピストンが下降する期間が生ずる。この期間には、吸気バルブが開いた状態でピストンが下降する場合よりも大きく減圧される。この点、請求項１に記載の発明では、減速時燃料カット中には、そうでないときに比べて作用角が拡大される。この拡大により、吸気バルブが閉じた状態でピストンが下降する期間が短くなる、又はなくなって、ピストンの下降による減圧が抑制され、一時的に筒内負圧が著しく高くなる現象が起りにくくなる。その結果、シリンダ壁面のオイルがピストンリングを介して燃焼室内に吸引される現象や、減速時燃料カットの復帰後にそのオイルが燃焼により消費される現象が抑制され、オイル消費量の増大が好適に抑制される。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記減速時燃料カット中の前記作用角の拡大は、吸気行程の開始から終了まで前記吸気バルブが開くように行われるものであるとする。

上記の構成によれば、減速時燃料カット中の作用角の拡大により、吸気バルブが吸気行程の開始から終了まで開弁される。このため、吸気行程中に吸気バルブが閉じた状態でピストンが下降する期間が生じなくなり、同期間にピストンが下降することによる減圧が確実に抑制される。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。図１に示すように、車両には、内燃機関として筒内噴射式のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、ピストン１３が往復動可能に収容された複数の気筒（シリンダ）１２を有している。各ピストン１３は、コネクティングロッド１５を介し、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１６に連結されている。各ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド１５によって回転運動に変換された後、クランクシャフト１６に伝達される。

気筒１２毎の燃焼室１７には、スロットルバルブ１８、サージタンク１９、吸気マニホルド２１等を有する吸気通路２２が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路２２の各部を順に通過して燃焼室１７に吸入される。スロットルバルブ１８は吸気通路２２に回動可能に設けられており、電動モータ等からなるアクチュエータ２３に駆動連結されている。アクチュエータ２３は、運転者によるアクセルペダル２４の踏込み操作等に応じて作動し、スロットルバルブ１８を回動させる。吸気通路２２を流れる空気の量（吸入空気量）は、スロットルバルブ１８の回動角度（スロットル開度）に応じて変化する。

また、燃焼室１７には、排気マニホルド２５、触媒コンバータ（図示略）等を有する排気通路２６が接続されている。燃焼室１７で生じた燃焼ガスは、排気通路２６の各部を順に通ってエンジン１１の外部へ排出される。

エンジン１１には、吸気通路２２の燃焼室１７との接続部分を開閉する吸気バルブ２７と、排気通路２６の燃焼室１７との接続部分を開閉する排気バルブ２８とが気筒１２毎に設けられている。これらの吸・排気バルブ２７，２８は、バルブスプリング（図示略）によって、吸・排気通路２２，２６と燃焼室１７との連通を遮断する方向（閉弁方向、図１の略上方）へ常に付勢されている。吸気バルブ２７の略上方には、吸気カム３１Ａを有する吸気カムシャフト３１が設けられ、また排気バルブ２８の略上方には、排気カム３２Ａを有する排気カムシャフト３２が設けられている。これらの吸・排気カムシャフト３１，３２は、クランクシャフト１６の回転が伝達されて回転する。この回転に伴い吸・排気カムシャフト３１，３２は、上記バルブスプリングに抗して吸・排気バルブ２７，２８を押下げる。この押下げにより、吸・排気通路２２，２６が燃焼室１７に連通された状態（開弁状態）になる。このようにして、吸・排気カムシャフト３１，３２の回転に伴い吸・排気バルブ２７，２８が周期的に開弁及び閉弁する。

エンジン１１には、電磁式の燃料噴射弁３３が気筒１２毎に取付けられている。各燃料噴射弁３３は開閉制御されることにより、対応する燃焼室１７に高圧燃料を直接噴射供給する。燃料噴射弁３３から噴射された燃料は、燃焼室１７内の空気と混ざり合って混合気となる。

エンジン１１には、点火プラグ３４が気筒１２毎に取付けられている。各点火プラグ３４は、イグナイタ３５からの点火信号に基づいて作動する。点火プラグ３４には、点火コイル３６から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３４の火花放電によって着火され、燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動され、クランクシャフト１６が回転されてエンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。

この駆動力は、運転者によるアクセルペダル２４の踏込み操作に応じて調整される。すなわち、アクセルペダル２４の踏込み操作に応じ、スロットルバルブ１８がアクチュエータ２３によって駆動されてスロットル開度が調節され、燃焼室１７への吸入空気量が変化する。この変化に対応して燃料噴射弁３３からの燃料噴射量が制御され、燃焼室１７に充填される混合気の量が変化してエンジン１１の出力が調整される。

ところで、上記エンジン１１は、クランクシャフト１６が２回転（７２０°ＣＡ回転）して、ピストン１３が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程という一連の４行程（サイクル）を行うようにした、いわゆる４サイクルエンジンである。吸気行程及び膨張行程はピストン１３の下降時に行われ、圧縮行程及び排気行程はピストン１３の上昇時に行われる。これらの行程により、各気筒１２内の状態は大まかには次のように変化する。

吸気行程では、排気バルブ２８が閉弁されるとともに吸気バルブ２７が開弁され、ピストン１３の下降に伴う燃焼室１７内の圧力の低下によって燃焼室１７内に空気が吸入される。圧縮行程では、排気バルブ２８に加えて吸気バルブ２７が閉弁される。このため、ピストン１３の上昇に伴って燃焼室１７内の圧力が上昇する。膨張行程では、吸・排気バルブ２７，２８がともに閉弁された状態で点火プラグ３４による点火が行われ、上記吸入空気と燃料噴射弁３３から噴射された燃料との混合気が着火、燃焼される。この燃焼に伴う下向きの力によりピストン１３が押下げられ、コネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１６に回転力が付与される。排気行程では排気バルブ２８が開弁される。このため、燃焼室１７内で発生した排気がピストン１３の上昇に伴い排気通路２６へ排出される（図６参照）。

エンジン１１には、吸気バルブ２７のバルブ特性を可変とする可変動弁機構として、バルブタイミング可変機構４１及び作用角可変機構４２が設けられている。
バルブタイミング可変機構４１は、クランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト３１の相対回転位相を変更することにより、図２において実線及び二点鎖線で示すように、吸気バルブ２７の開弁期間を一定に保持した状態で、同吸気バルブ２７の開弁時期及び閉弁時期をともに進角又は遅角させる機構である。

また、作用角可変機構４２は、吸気バルブ２７の作用角を連続的に可変とする機構である。ここで、作用角は、図３に示すように、吸気カム３１Ａの回転（図３ではクランク角で表現）について、吸気バルブ２７が開弁を開始してから閉弁するまでの角度範囲である。また、本実施形態では作用角可変機構４２により吸気バルブ２７の最大リフト量も連続的に変更される。最大リフト量は、吸気バルブ２７が最も下方まで移動（リフト）したときの移動量である。これらの作用角及び最大リフト量は、作用角可変機構４２によって互いに同期して変化させられ、例えば、作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなってゆく。作用角が小さくなるに従い、吸気バルブ２７の開弁時期と閉弁時期とが互いに近寄り、開弁期間が短くなる。

作用角可変機構４２としては、例えば図１に示すように、気筒１２毎に設けられた仲介駆動機構４３と、全部の仲介駆動機構４３に共通のコントロールシャフト４４及びアクチュエータ４６とを備えたもの（特開２００１−２６３０１５号公報参照）を用いることができる。アクチュエータ４６は、例えば電動モータと、その電動モータの回転を直線運動に変換してコントロールシャフト４４に伝達する動力伝達機構とを備える。そして、通電により電動モータが回転すると、それに伴い動力伝達機構が作動してコントロールシャフト４４が軸方向へ変位させられる。

各仲介駆動機構４３は、吸気カムシャフト３１と吸気バルブ２７との間に設けられており、入力アーム４７及び出力アーム４８を備える。コントロールシャフト４４と入・出力アーム４７，４８との間には、動力伝達用のスライダ４９が回動可能かつ軸方向への移動可能に介在されている。スライダ４９及び入・出力アーム４７，４８は、ヘリカルスプラインによって相互に噛合わされている。

そして、吸気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３１Ａによって入力アーム４７がコントロールシャフト４４を支点として上下に揺動する。この揺動はスライダ４９を介して出力アーム４８に伝達され、同出力アーム４８が上下に揺動する。この揺動する出力アーム４８によって吸気バルブ２７が駆動されて開弁する。この開弁に伴い吸気通路２２から燃焼室１７へ空気が吸入される。

また、アクチュエータ４６によってコントロールシャフト４４が軸方向へ移動されることで、スライダ４９が同方向へ変位しながら回転し、入・出力アーム４７，４８の揺動方向について、入力アーム４７と出力アーム４８との相対位相差が変更される。この変更に伴い各吸気バルブ２７のバルブ特性（作用角及び最大リフト量）が連続的に変化する。相対位相差が小さいときには作用角及び最大リフト量がともに小さく、気筒１２当りの吸入空気量が少なくなる。相対位相差が増大すると、作用角及び最大リフト量がともに大きくなって同吸入空気量が多くなる。

さらに、車両には、各部の状態を検出するセンサが種々取付けられている。これらのセンサとしては、例えばクランク角センサ５１、回転角センサ５２、エアフロメータ５３、スロットルセンサ５４、アクセルセンサ５５等が用いられている。

クランク角センサ５１はクランクシャフト１６が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生する。この信号は、クランクシャフト１６の回転角度であるクランク角や、単位時間当りのクランクシャフト１６の回転数であるエンジン回転速度の算出等に用いられる。回転角センサ５２は、吸気バルブ２７のバルブ特性（作用角及び最大リフト量）を検出すべく、アクチュエータ４６における電動モータの回転角度を検出する。エアフロメータ５３は、吸気通路２２を流れる空気の量（吸入空気量）を検出し、スロットルセンサ５４はスロットル開度を検出し、アクセルセンサ５５は運転者によるアクセルペダル２４の踏込み量を検出する。

車両には、前記各種信号に基づいて、エンジン１１等の各部を制御する電子制御装置６１が設けられている。電子制御装置６１はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。

電子制御装置６１が行う制御としては、例えばエンジン１１の燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル開度制御、吸気バルブ２７の作用角制御等が挙げられる。
ここで、燃料噴射制御では、エンジン１１の状態を検出する各種センサの信号からエンジン１１の作動に必要な燃料量が演算され、混合気の空燃比が最適な値となるように燃料の噴射量が制御される。噴射量は、燃料噴射弁３３の通電時間、すなわち開弁時間によって決まる。

この燃料噴射制御に際し、エンジン回転速度及びエンジン負荷といったエンジン１１の運転状態に基づき、混合気の空燃比を所定の値（例えば理論空燃比）とするための燃料の噴射量が基本噴射量（基本噴射時間）として算出される。エンジン負荷は、例えばエンジン１１の吸入空気量、又はそれに関係するパラメータ（スロットル開度、アクセル踏込み量等）に基づき求められる。そして、こうした求められた基本噴射量に対し、各センサからの信号に基づき補正が行われることにより、空燃比がエンジン１１の運転状態に応じた値にされる。

上記燃料噴射制御の制御態様の１つに燃料噴射弁３３への噴射信号の出力を停止して燃料噴射弁３３を閉弁させて燃料噴射を停止させる、いわゆる燃料カットがある。この燃料カットには、走行燃費の改善、排気浄化等を目的として行われる減速時燃料カットが含まれる。この制御では、減速時燃料カットの開始条件及び復帰条件が例えば次のように設定されている。

減速時燃料カットの開始条件は、次の（A1）、（A2）がともに成立することである。
（A1）：アクセルオフ、すなわちアクセル踏込み量が「０」であること。
（A2）エンジン回転速度が燃料カット回転速度以上であること。

減速時燃料カットからの復帰条件は、次の（B1）、（B2）のいずれかが成立することである。
（B1）：アクセルオフでないこと。
（B2）：エンジン回転速度が復帰回転速度以下であること。この復帰回転速度には、燃料カット回転速度よりも低い値が設定されている。

上記燃料カットの開始条件が成立すると、燃料噴射量が、通常のアクセルオフ時の値から「０」に減少される。また、その開始条件成立後に復帰条件が成立すると、燃料噴射量が通常のアクセルオフ時の値に増加される。

点火時期制御では、エンジン１１の運転状態に応じて各点火プラグ３４により各燃焼室１７における混合気の点火時期が制御される。この点火時期制御に際しては、各種センサの信号に基づきエンジン１１の状態が検知され、そのときのエンジン１１の状態に最適な点火時期が演算される。そして、クランク角センサ５１の信号に基づき算出したクランク角が上記点火時期になると、イグナイタ３５に点火信号が出力される。イグナイタ３５は、点火信号に基づき点火コイル３６の一次電流を断続する。この断続により、点火コイル３６の二次コイルに高電圧が発生し、点火プラグ３４に点火する。そして、前記混合気は点火プラグ３４の点火に伴う火花放電によって着火されて燃焼する。

スロットル開度制御では、基本的にはエンジン１１に対する運転者の出力要求を表すアクセル踏込み量が大となるほどスロットルバルブ１８が開き側となるようにアクチュエータ２３が駆動制御される。ここで、スロットル開度が大となるほどエンジン１１の吸入空気量が多くなり、それに応じて燃料噴射量も大とされるため、燃焼室１７に充填される混合気の量が増加してエンジン出力が大となる。そのため、エンジン１１に対する運転者の出力要求に対応したエンジン出力が得られる。

また、スロットル開度制御では、上記燃料噴射制御における減速時燃料カット中に、吸気に対する抵抗を大きくしてエンジンブレーキの作用を増大させるために、スロットルバルブ１８を閉じ側となるようにアクチュエータ２３を駆動制御することが行われる。

さらに、吸気バルブ２７の作用角制御では、エンジン回転速度、エンジン負荷等のエンジン１１の運転状態に関するパラメータに基づいて目標作用角が算出される。一方で、回転角センサ５２によって検出された回転角に基づき、その回転角に対応する吸気バルブ２７の実作用角が算出される。そして、この実作用角が上記目標作用角となるようにアクチュエータ４６に対する通電が制御される。こうした通電制御により、吸気バルブ２７の作用角（最大リフト量）がエンジン１１の運転状態に適した値に調整される。

例えば、エンジン回転速度一定のもと、エンジン負荷が大となるほどエンジン１１の吸入空気量を確保しやすくするために、吸気バルブ２７の作用角が大きくされる。これは、エンジン負荷が大となるほど大きなエンジン出力が要求されていることになり、その出力を得るために必要とされる吸入空気量も多くなるためである。

また、エンジン負荷が小さくなるほど必要とされる吸入吸気量が少なくなることから、吸気バルブ２７の作用角が小さくされて吸入空気量が低減される。スロットルバルブ１８を閉じ側に制御して吸入空気量を低減しなくてもよくなり、スロットルバルブ１８を開き側の所定開度に保持することが可能となる。このため、上記のようにスロットルバルブ１８を閉じ側に制御することに伴う不具合、例えばポンピング損失の増大や燃費の低下等が抑制される。

ところで、上述したように、燃料噴射制御における減速時燃料カット中にはスロットルバルブ１８が閉じ側に制御されることから吸気通路２２の圧力が低く（吸気管負圧が高く）、吸気バルブ２７が開いた状態でも筒内は負圧となる。こうした状況下で、仮に吸気バルブ２７の作用角が小さいと、吸気行程中において、吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降する期間が生じ（図７及び図８のＴ１，Ｔ２参照）、吸気バルブ２７の開弁時に負圧状態となる筒内がさらに減圧され、一時的に筒内負圧が著しく高くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、作用角制御に際し、こうした筒内負圧の著しく高い状態の発生を抑制するための処理を行うようにしている。

次に、電子制御装置６１による吸気バルブ２７の作用角制御の処理内容について、図４のフローチャートを参照して説明する。
この制御に際し、電子制御装置６１は、まずステップ１１０において、目標作用角の算出に必要なエンジン運転情報、例えば上述したエンジン回転速度及びエンジン負荷をそれぞれ読込む。また、アクチュエータ４６の制御に必要な吸気バルブ２７の実作用角を読込む。この実作用角は、回転角センサ５２によって検出された回転角に基づき別途算出されたものである。

次に、ステップ１２０において、上記エンジン運転情報に基づき目標作用角を算出する。この算出には、例えば、エンジン回転速度及びエンジン負荷と目標作用角との関係を予め実験等により求めて作成したマップを参照することができる。

続いて、ステップ１３０において、上記ステップ１２０での目標作用角が所定値αよりも小さいかどうかを判定する。ここで、所定値αは吸気行程に要するクランク角（１８０°ＣＡ）に相当する値又はそれよりも若干小さな値である。ステップ１３０の判定条件が満たされていると、例えば図５において二点鎖線で示すように、吸気バルブ２７は吸気行程の開始時期（ＴＤＣ）よりも遅い時期に開弁を開始し、吸気行程の終了時期（ＢＤＣ）よりも早い時期に閉弁する。

上記ステップ１３０の判定条件が満たされている（目標作用角：小）と、ステップ１４０において、別のルーチンによる燃料噴射制御において減速時燃料カットが行われているかどうかを判定する。

上記ステップ１４０の判定条件が満たされている（減速時燃料カット中）と、ステップ１５０において、上記ステップ１２０で算出した目標作用角（図５の二点鎖線参照）を、同図５において実線で示すように拡大する。ここでの目標作用角の拡大は、吸気行程の開始時期から終了時期まで吸気バルブ２７が開弁するように行われる。このように、ステップ１３０，１４０の判定条件がともに満たされた場合にのみ目標作用角が拡大される。そして、ステップ１５０の処理を経た後に次のステップ１６０へ移行する。

これに対し、上記ステップ１３０の判定条件及びステップ１４０の判定条件の少なくとも一方が満たされていないと、上記ステップ１５０の処理を経ることなくステップ１６０へ移行する。この場合、ステップ１２０で算出された目標作用角が、拡大等されずにそのままアクチュエータ４６の制御指令値（目標値）として用いられる。

ステップ１６０では、吸気バルブ２７の実作用角が、上記ステップ１２０で算出された目標作用角（ステップ１５０の処理を行わない場合）、又はステップ１５０で拡大された目標作用角となるように、アクチュエータ４６に対する通電を制御する。そして、ステップ１６０の処理を経た後に、作用角制御ルーチンの一連の処理を終了する。

上記作用角制御ルーチンによると、減速時燃料カット中でないときには、図５において二点鎖線で示すように、吸気バルブ２７の目標作用角が小さくされることで、燃焼室１７内に吸入される空気量が低減される。この低減により、スロットル開度を閉じ側に制御することでスロットルバルブ１８を絞って吸入空気量を低減する場合に比較して、ポンピング損失が小さくなる。

また、仮に減速時燃料カット中にも上記と同様、吸気バルブ２７の作用角が小さくされると、吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降する期間が生ずる。この期間には、吸気バルブ２７が開いた状態でピストン１３が下降する場合よりも大きく減圧される。この点、本実施形態では、減速時燃料カット中は、そうでないときに比べて作用角が拡大される（図５の実線及び図６の太線矢印参照）。この拡大により、ピストン１３が下降する吸気行程中は吸気バルブ２７が開弁する。そのため、減速時燃料カット中、エンジンブレーキを増大させるべく、スロットルバルブ１８が絞られて吸気管負圧が高くなるものの、吸気行程中、吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降する期間が生じない。吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降することによる減圧は起らず、一時的に筒内負圧が著しく高くなる現象の発生が抑制される。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）減速時燃料カット中でないときには、吸気バルブ２７の作用角を小さくすることで、燃焼室１７内に吸入される空気量を低減するようにしている。このため、スロットル開度を閉じ側に制御することでスロットルバルブ１８を絞って吸入空気量を低減する場合に比較して、ポンピング損失を小さくすることができる。より低出力での運転が可能となり、燃費の向上を図ることができるようになる。

（２）また、エンジンブレーキを増大させるべく、スロットルバルブ１８が絞られて吸気管負圧が高くされる減速時燃料カット中には、吸気バルブ２７の作用角をそうでないときに比べて拡大するようにしている。こうすることで、吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降することによる減圧を抑制し、一時的に筒内負圧が著しく高くなる現象を起りにくくすることができる。その結果、シリンダ壁面のオイルがピストンリング１４を介して燃焼室１７内に吸引される現象や、減速時燃料カットの復帰後に上記オイルが燃焼により消費される現象を抑制し、オイル消費量の増大を好適に抑制することができる。

（３）減速時燃料カット中の目標作用角の拡大により、吸気バルブ２７を吸気行程の開始から終了まで開弁させるようにしている。このため、吸気行程中に吸気バルブ２７が閉じた状態でピストン１３が下降する期間が生じなくなり、同期間にピストン１３が下降することによる減圧を確実に抑制し、上記（２）の効果を一層確実なものとすることができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・吸気バルブ２７の作用角が、減速時燃料カット中にはそうでないときよりも拡大されることを条件に、目標作用角の拡大態様を適宜変更してもよい。例えば、目標作用角の拡大時には、吸気バルブ２７を、吸気行程の開始よりも前のタイミングで開弁させ、吸気行程の終了よりも後のタイミングで閉弁させるようにしてもよい。

・図４の作用角制御ルーチンにおいて、ステップ１３０の処理を割愛し、減速時燃料カット中には、一律に、そうでない場合に比べて目標作用角を拡大するようにしてもよい。
・バルブ作用角可変制御装置は、吸気バルブ２７のバルブ特性（最大リフト量及び作用角）のうち作用角のみをバルブ特性として変更するものであってもよい。

・本発明は、吸気バルブ２７に加えて、排気バルブ２８の作用角を変更するようにした内燃機関にも適用可能である。
・作用角可変機構として、前記実施形態で用いたものとは異なるタイプを用いてもよい。例えば、吸気カムシャフトの吸気カムを軸方向にプロフィールが変化する三次元カムとし、この吸気カムシャフトをアクチュエータにより軸方向に変位させることにより、作用角を機関運転状態に応じて変化させるようにしたものを、作用角可変機構として用いてもよい。要は、吸気バルブの作用角を機関運転状態に応じて可変制御できるものであればよい。

本発明のバルブ作用角可変制御装置を具体化した一実施形態についてその構成を示す略図。 バルブタイミング可変機構による吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示す特性図。 作用角可変機構による吸気バルブの作用角の変化態様を示す特性図。 吸気バルブの作用角を制御する手順を示すフローチャート。 クランク角と吸気バルブの作用角との関係を示す特性図。 吸・排気バルブの開弁期間を示すダイヤグラム。 背景技術におけるクランク角と吸気バルブの作用角との関係を示す特性図。 背景技術における吸・排気バルブの開弁期間を示すダイヤグラム。

符号の説明

１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、２７…吸気バルブ、４２…作用角可変機構、６１…電子制御装置。

Claims (2)

1. 吸気バルブの作用角を機関運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブ作用角可変制御装置において、
   減速時燃料カット中の前記作用角を、そうでないときに比して拡大する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブ作用角可変制御装置。
2. 前記減速時燃料カット中の前記作用角の拡大は、吸気行程の開始から終了まで前記吸気バルブが開くように行われる請求項１に記載の内燃機関のバルブ作用角可変制御装置。

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