JP4690094B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、吸気バルブの最大リフト量、及び吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方のバルブ特性を可変とするバルブ特性可変機構を備えるとともに、気筒内に燃料を直接噴射する内燃機関に適用される制御装置に関するものである。   The present invention includes a valve characteristic variable mechanism that varies at least one of the maximum lift amount of the intake valve and the operating angle of the intake cam related to the opening of the intake valve, and directly injects fuel into the cylinder. The present invention relates to a control device applied to an internal combustion engine.

内燃機関の一形態として、気筒（燃焼室）内に燃料を直接噴射し、この燃料と空気との混合気を火花により着火及び燃焼させ、その燃焼に伴い生じた燃焼ガスによりピストンを往復動させるようにした筒内噴射式内燃機関が知られている。   As one form of an internal combustion engine, fuel is directly injected into a cylinder (combustion chamber), and an air-fuel mixture of this fuel and air is ignited and burned by a spark, and a piston is reciprocated by combustion gas generated by the combustion. An in-cylinder injection internal combustion engine is known.

また、近年では、吸気バルブの最大リフト量、及び吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方のバルブ特性を可変としたバルブ特性可変機構を内燃機関に搭載することが提案・実用化されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、例えば内燃機関の低回転低負荷域では、吸気バルブの作用角（最大リフト量）を小さくして吸気量を少なくすることで、スロットルバルブの開度制御によって生ずるポンピングロスを小さくし、燃費の向上を図ることができる。また、内燃機関の高回転高負荷域では作用角（最大リフト量）を大きくし、吸気充填効率の向上により出力の増加を確保することができる。
特開２００１−２６３０１５号公報 In recent years, it has been proposed and practical to install a variable valve characteristic mechanism in an internal combustion engine that makes variable the valve characteristic of at least one of the maximum lift amount of the intake valve and the operating angle of the intake cam related to the opening of the intake valve. (For example, refer to Patent Document 1). According to this technique, for example, in a low rotation / low load range of an internal combustion engine, the pumping loss caused by the opening control of the throttle valve can be reduced by reducing the intake angle by reducing the operating angle (maximum lift amount) of the intake valve. The fuel consumption can be improved by reducing the size. Further, the operating angle (maximum lift amount) can be increased in the high rotation and high load region of the internal combustion engine, and an increase in output can be ensured by improving the intake charging efficiency.
JP 2001-263015 A

ところが、前述した筒内噴射式内燃機関では、燃料が完全に燃焼されずスス等の微粒子（ＰＭ）が燃焼室内で生成される場合がある。すなわち、気筒内に直接噴射された燃料は、同気筒内で霧化するほかピストンの頂面等に液状に付着する。これらの燃料は全て燃焼されるべきであるが、実際には、気筒内の酸素が主として霧化した燃料の燃焼に使用されてしまい、ピストン等に付着した燃料が完全に燃焼されず微粒子となって気筒内を浮遊することがある。この微粒子は、吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁する期間（バルブオーバラップ）が吸気上死点よりも進角側（排気行程後期）にあると、その期間に、既燃ガスとともに気筒から吸気通路に吹き返される。そして、吹き返された既燃ガス中の微粒子が吸気バルブの傘部や、吸気通路の気筒における開口部等に付着・堆積し、いわゆるデポジットを形成する。そして、このデポジットにより、吸気バルブの開弁に伴う吸気通路の実開口面積が減少し、吸気量が減少する。   However, in the above-described cylinder injection internal combustion engine, the fuel is not completely combusted and fine particles (PM) such as soot may be generated in the combustion chamber. That is, the fuel directly injected into the cylinder is atomized in the cylinder and adheres to the top surface of the piston in liquid form. All of these fuels should be burned, but in reality, the oxygen in the cylinder is mainly used for burning atomized fuel, and the fuel adhering to the piston and the like is not completely burned but becomes fine particles. May float in the cylinder. If the period during which both the intake valve and the exhaust valve are open (valve overlap) is on the advance side (late stage of the exhaust stroke) from the intake top dead center, the fine particles are sucked from the cylinder together with the burned gas during that period. It is blown back into the passage. Fine particles in the burnt burned gas adhere to and accumulate on the umbrella portion of the intake valve, the opening portion in the cylinder of the intake passage, and the like to form a so-called deposit. The deposit reduces the actual opening area of the intake passage accompanying the opening of the intake valve, thereby reducing the intake amount.

こうした現象は、上記バルブ特性可変機構を搭載した内燃機関において、同機構を通じて吸気バルブの作用角（最大リフト量）を小さくしたときに特に問題となりやすい。これは、本来通過すべき吸気量に対し、デポジットの堆積に伴う吸気量の減少分の占める割合（影響度合い）が、作用角の大きな場合に比べ非常に大きくなるからである。   Such a phenomenon tends to be a problem particularly in an internal combustion engine equipped with the variable valve characteristic mechanism when the operating angle (maximum lift amount) of the intake valve is reduced through the mechanism. This is because the ratio (influence degree) of the decrease in the intake air amount accompanying the deposit accumulation to the intake air amount that should originally pass is very large compared to the case where the operating angle is large.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、筒内に燃料を直接噴射する内燃機関において、吸気バルブ等に堆積するデポジットによって吸気量が影響を受けるのを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress the intake air amount from being influenced by deposits accumulated on an intake valve or the like in an internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can be used.

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、吸気バルブの最大リフト量及び前記吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方のバルブ特性を機関運転状態に応じて可変とするバルブ特性可変機構と、前記吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じてそれぞれ変更することによりバルブオーバラップを可変とするバルブタイミング可変機構とを備えるとともに、気筒内に燃料を直接噴射する内燃機関に適用される制御装置であって、前記吸気バルブ及びその近傍に堆積するデポジットの量を推定する堆積量推定手段と、前記堆積量推定手段により推定された堆積量が所定値よりも多いとき、前記吸気バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じたバルブ特性よりも縮小させるバルブ特性縮小手段と、前記バルブ特性の縮小に際し前記バルブタイミング可変機構を通じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブの各バルブタイミングを変更することにより、吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップが存在しないように前記吸気バルブの開弁時期を吸気上死点よりも遅角させるとともに、その遅角に伴ってバルブオーバラップの大きさが変化しないように前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期にかかる遅角量と同量遅角させるバルブオーバラップ制限手段とを備えるものとする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a valve characteristic variable mechanism that varies at least one of the valve characteristic of the maximum lift amount of the intake valve and the operating angle of the intake cam related to the opening of the intake valve in accordance with the engine operating state. , applying the valve overlap by changing each in accordance with the valve timing of the intake and exhaust valves in the engine operating state with and a variable valve timing mechanism that varies, the internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder A control unit configured to estimate the amount of deposit deposited in the intake valve and the vicinity thereof, and when the accumulation amount estimated by the accumulation amount estimation unit is greater than a predetermined value, the intake air a valve characteristic reduction means for reducing of the valve characteristics according to valve characteristics of a valve operating state of the engine, before Fang Lube properties By changing the respective valve timings of the intake valve and the exhaust valve through the variable valve timing mechanism upon small, the opening timing of the intake valve such that there is a valve overlap in advance side of the intake top dead center Is retarded from the intake top dead center, and the valve closing timing of the exhaust valve is set to the amount of delay applied to the valve opening timing of the intake valve so that the valve overlap does not change with the delay. It shall obtain Bei the valve overlap limiting means for the same amount retarded.

上記の構成によれば、内燃機関の運転時には、吸気バルブが機関運転状態に応じたバルブ特性（最大リフト量及び作用角の少なくとも一方）で開閉するようにバルブ特性可変機構が制御される。   According to the above configuration, during operation of the internal combustion engine, the valve characteristic variable mechanism is controlled so that the intake valve opens and closes with a valve characteristic (at least one of the maximum lift amount and the operating angle) according to the engine operating state.

こうしたバルブ特性可変機構の制御に際し、堆積量推定手段では、吸気バルブ及びその近傍に堆積するデポジットの量が推定される。そして、推定されたデポジットの堆積量が所定値よりも多くなると、吸気バルブのバルブ特性が、バルブ特性縮小手段により機関運転状態に応じたバルブ特性よりも縮小させられる。この縮小により、吸気バルブの開弁時における吸気通路の実開口面積が、縮小されない場合の実開口面積よりも減少する。吸気バルブの開弁に伴い吸気通路から気筒内へ流入する空気の流速が増大し、上記デポジットがこの空気の流れによって吹き飛ばされやすくなる。デポジットが吹き飛ばされてその堆積量が減少すれば、デポジットによる上記実開口面積、ひいては吸気量の減少分が少なくなる。このように、請求項１に記載の発明によれば、デポジットによって吸気量が影響を受けるのを抑制することが可能となる。   In controlling such a valve characteristic variable mechanism, the accumulation amount estimation means estimates the amount of deposit accumulated in the intake valve and the vicinity thereof. When the estimated deposit accumulation amount exceeds a predetermined value, the valve characteristic of the intake valve is reduced by the valve characteristic reducing means to be smaller than the valve characteristic corresponding to the engine operating state. Due to this reduction, the actual opening area of the intake passage when the intake valve is opened is smaller than the actual opening area when the intake valve is not reduced. As the intake valve opens, the flow velocity of air flowing from the intake passage into the cylinder increases, and the deposit is easily blown away by the air flow. If the deposit is blown away and the amount of deposition is reduced, the actual opening area due to the deposit, and hence the reduction in the intake air amount, is reduced. Thus, according to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the intake air amount from being affected by the deposit.

また、上記の構成によれば、内燃機関の運転時には、バルブタイミング可変機構の制御を通じて、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングが機関運転状態に応じてそれぞれ変更され、両バルブがともに開く期間であるバルブオーバラップが調整される。 Further, according to the above configuration, during operation of the internal combustion engine, by controlling a variable valve timing mechanism, the valve timing of the intake and exhaust valves are changed respectively according to the engine operating state, is both valves open together period Valve overlap is adjusted.

ここで、気筒内に燃料を直接噴射する内燃機関では、吸気上死点よりも進角側でバルブオーバラップがあると、内燃機関の運転に伴い生成した微粒子が既燃ガスとともに気筒から吸気通路に吹き返され、これがデポジットの生成の原因となる。   Here, in an internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder, if there is a valve overlap on the advance side of the intake top dead center, fine particles generated during operation of the internal combustion engine together with burned gas are taken from the cylinder into the intake passage. This causes a deposit to be generated.

この点、請求項１に記載の発明では、バルブ特性の縮小に際しバルブタイミング可変機構を通じて吸気バルブ及び排気バルブの各バルブタイミングを変更することにより、吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップが存在しないように吸気バルブの開弁時期を吸気上死点よりも遅角させるバルブオーバラップ制御手段を備えるようにしている。こうして吸気バルブの開弁時期を遅角させて吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップを制限することにより、バルブ特性の縮小の際には、吸気上死点よりも進角側でのバルブオーバラップに起因する上記微粒子の吸気通路への吹き返しが抑制される。そのため、デポジットの新たな生成を抑制したうえで、上記バルブ特性の縮小によりデポジットの堆積量を減少させることができる。このように、請求項１に記載の発明によれば、前記バルブ特性縮小手段の効果と相俟って、デポジットにより吸気量が影響を受けるのを一層抑制することが可能となる。 In this regard, in the invention according to claim 1, by changing the respective valve timings of the intake and exhaust valves via the variable valve timing mechanism upon reduction valves characteristic, the valve over the even advance side than intake top dead center Valve overlap control means for retarding the opening timing of the intake valve from the intake top dead center is provided so that there is no lap. In this way, the valve opening timing of the intake valve is retarded to limit the valve overlap on the advance side with respect to the intake top dead center. Blowing back of the fine particles to the intake passage due to the valve overlap is suppressed. For this reason, it is possible to reduce the deposit amount by reducing the valve characteristics while suppressing new generation of deposits. As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to further suppress the intake air amount from being affected by the deposit, combined with the effect of the valve characteristic reducing means.

また、上記の構成によれば、バルブ特性の縮小に際し吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップが存在しないように吸気バルブの開弁時期が吸気上死点よりも遅角される。この遅角により、排気バルブの閉弁時期に拘らず吸気上死点よりも進角側でのバルブオーバラップがなくなる。その結果、バルブオーバラップに起因する微粒子の吸気通路への吹き返しがなくなり、前記バルブオーバラップ制限手段の効果をより確実に奏することができる。
さらに、吸気バルブの開弁時期の遅角に併ってバルブオーバラップの大きさが変化しないように排気バルブの閉弁時期を吸気バルブの開弁時期にかかる遅角量と同量遅角させるようにしている。そのため、バルブオーバラップの大きさ（角度）を維持しつつ、同バルブオーバラップを吸気上死点よりも遅角側に移行させることができる。 Further, according to the above configuration, the opening timing of the intake valve so that the valve overlap does not exist is retarded from intake top dead center in the even advance side than intake top dead center upon reduction valves characteristics . Due to this retardation, valve overlap on the advance side from the intake top dead center is eliminated regardless of the closing timing of the exhaust valve. As a result, the fine particles are not blown back to the intake passage due to the valve overlap, and the effect of the valve overlap limiting means can be achieved more reliably.
Furthermore, the closing timing of the exhaust valve is retarded in the same amount retarded according to opening timing of the intake valve so as not to change the size of the valve overlap in Tsu併the retarded opening timing of the intake valve I am doing so. Therefore, the valve overlap can be shifted to the retard side from the intake top dead center while maintaining the size (angle) of the valve overlap .

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a vehicle is equipped with a cylinder injection type gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 11 as an internal combustion engine. The engine 11 has a plurality of cylinders 12 in which pistons 13 are accommodated so as to be able to reciprocate.

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の途中に回動可能に設けられており、電動モータ等からなるスロットル用のアクチュエータ２３によって駆動される。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（吸気量）は、スロットルバルブ１８の回動角度（スロットル開度）等に応じて変化する。   An intake passage 22 having a throttle valve 18, a surge tank 19, an intake manifold 21, etc. is connected to the combustion chamber 17 for each cylinder 12. Air outside the engine 11 passes through each part of the intake passage 22 and is taken into the combustion chamber 17. The throttle valve 18 is rotatably provided in the intake passage 22 and is driven by a throttle actuator 23 composed of an electric motor or the like. The actuator 23 operates in response to a depression operation of the accelerator pedal 24 by the driver, and rotates the throttle valve 18. The amount of air flowing through the intake passage 22 (intake amount) varies depending on the rotation angle (throttle opening) of the throttle valve 18 and the like.

また、燃焼室１７には、排気マニホルド２５、触媒コンバータ２０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。   The combustion chamber 17 is connected to an exhaust passage 26 having an exhaust manifold 25, a catalytic converter 20, and the like. Combustion gas generated in the combustion chamber 17 passes through each part of the exhaust passage 26 and is discharged to the outside of the engine 11.

エンジン１１には、吸気通路２２の気筒１２における開口部を開閉する吸気バルブ２７と、排気通路２６の気筒１２における開口部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。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の気筒１２における各開口部が開放される。   The engine 11 is provided with an intake valve 27 that opens and closes an opening in the cylinder 12 of the intake passage 22 and an exhaust valve 28 that opens and closes an opening of the exhaust passage 26 in the cylinder 12 for each cylinder 12. An intake camshaft 31 having an intake cam 31A is provided substantially above the intake valve 27, and an exhaust camshaft 32 is provided substantially above the exhaust valve. These intake / exhaust camshafts 31 and 32 rotate when the rotation of the crankshaft 16 is transmitted. With this rotation, the intake / exhaust camshafts 31, 32 push down the intake / exhaust valves 27, 28. By this depression, the openings in the cylinder 12 of the intake / exhaust passages 22 and 26 are opened.

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は通電により開弁し、対応する燃焼室１７に高圧燃料を噴射供給する。燃料噴射弁３３から噴射された燃料は、燃焼室１７内に吸入された空気と混ざり合って混合気となる。   An electromagnetic fuel injection valve 33 is attached to the engine 11 for each cylinder 12. Each fuel injection valve 33 is opened by energization and injects and supplies high-pressure fuel to the corresponding combustion chamber 17. The fuel injected from the fuel injection valve 33 is mixed with the air sucked into the combustion chamber 17 and becomes an air-fuel mixture.

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、爆発・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が往復動される。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、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１６に伝達される。この伝達によりクランクシャフト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。燃焼によって生じたガス（排気）は、排気バルブ２８の開弁にともない排気通路２６に排出される。   A spark plug 34 is attached to the engine 11 for each cylinder 12. Each spark plug 34 operates based on an ignition signal from the igniter 35. A high voltage output from the ignition coil 36 is applied to the spark plug 34. The air-fuel mixture is ignited by spark discharge of the spark plug 34 and explodes and burns. The piston 13 is reciprocated by the high-temperature and high-pressure combustion gas generated at this time. The reciprocating motion of the piston 13 is converted into a rotational motion by the connecting rod 15 and then transmitted to the crankshaft 16 that is the output shaft of the engine 11. By this transmission, the crankshaft 16 is rotated, and the driving force (output torque) of the engine 11 is obtained. The gas (exhaust gas) generated by the combustion is discharged to the exhaust passage 26 when the exhaust valve 28 is opened.

エンジン１１には、クランクシャフト１６に対する吸・排気カムシャフト３１，３２の相対回転位相をそれぞれ変化させることにより、吸・排気バルブ２７，２８のバルブタイミングをクランク角（クランクシャフト１６の回転角）に対して連続的に変更するためのバルブタイミング可変機構３７，３８が設けられている。   In the engine 11, by changing the relative rotational phases of the intake / exhaust camshafts 31, 32 with respect to the crankshaft 16, the valve timing of the intake / exhaust valves 27, 28 is changed to the crank angle (rotation angle of the crankshaft 16). On the other hand, variable valve timing mechanisms 37 and 38 for continuously changing are provided.

吸気バルブ２７のバルブタイミングは、例えば、図２に示すように開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣで表すことができる。同様に、排気バルブ２８のバルブタイミングは、同図２に示すように、開弁時期ＥＶＯ及び閉弁時期ＥＶＣで表すことができる。吸気バルブ２７のバルブタイミングは、吸気バルブ２７の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの期間）が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。同様に、排気バルブ２８のバルブタイミングは、排気バルブ２８の開弁期間（開弁時期ＥＶＯから閉弁時期ＥＶＣまでの期間）が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。   The valve timing of the intake valve 27 can be expressed by, for example, a valve opening timing IVO and a valve closing timing IVC as shown in FIG. Similarly, the valve timing of the exhaust valve 28 can be expressed by a valve opening timing EVO and a valve closing timing EVC as shown in FIG. The valve timing of the intake valve 27 is advanced or retarded in a state where the valve opening period of the intake valve 27 (the period from the valve opening timing IVO to the valve closing timing IVC) is kept constant. Similarly, the valve timing of the exhaust valve 28 is advanced or retarded in a state where the valve opening period of the exhaust valve 28 (the period from the valve opening timing EVO to the valve closing timing EVC) is kept constant.

そして、図２において二点鎖線で示すように、吸気バルブ２７のバルブタイミング及び排気バルブ２８のバルブタイミングの少なくとも一方が変化すると、吸気バルブ２７及び排気バルブ２８がともに開弁している期間（吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯから排気バルブ２８の閉弁時期ＥＶＣまでの期間、以下バルブオーバラップＯ／Ｌという）が変化する。仮に、排気バルブ２８のバルブタイミングを一定とすると、バルブオーバラップＯ／Ｌは吸気バルブ２７のバルブタイミングを最も遅角させたときに最小となり、同バルブタイミングを進角させるほど大きくなる。   2, when at least one of the valve timing of the intake valve 27 and the valve timing of the exhaust valve 28 changes, a period during which both the intake valve 27 and the exhaust valve 28 are open (intake air). During the period from the valve opening timing IVO of the valve 27 to the valve closing timing EVC of the exhaust valve 28, the valve overlap O / L is changed. Assuming that the valve timing of the exhaust valve 28 is constant, the valve overlap O / L is minimized when the valve timing of the intake valve 27 is most retarded, and increases as the valve timing is advanced.

また、図１に示すようにエンジン１１には、吸気バルブ２７のバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構として作用角可変機構３９が設けられている。作用角可変機構３９は、吸気バルブ２７の作用角をバルブ特性として連続的に可変とする機構であり、電動モータ等の作用角可変用のアクチュエータ４１によって駆動される。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の開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの角度範囲である。本実施形態では、作用角可変機構３９により、吸気バルブ２７の最大リフト量もまたバルブ特性として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）したときの吸気バルブ２７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３９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る。作用角が小さくなるに従い、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが互いに近寄って開弁期間が短くなり、各気筒１２に吸入される空気の量（吸気量）が少なくなる。   As shown in FIG. 1, the engine 11 is provided with a variable operating angle mechanism 39 as a variable valve characteristic mechanism that changes the valve characteristic of the intake valve 27. The working angle variable mechanism 39 is a mechanism that continuously varies the working angle of the intake valve 27 as a valve characteristic, and is driven by a working angle varying actuator 41 such as an electric motor. Here, as shown in FIG. 3, the operating angle is an angle range from the valve opening timing IVO to the valve closing timing IVC of the intake valve 27 with respect to the rotation of the intake cam 31A (expressed by the crank angle in FIG. 3). In the present embodiment, the maximum lift amount of the intake valve 27 is also continuously changed as the valve characteristic by the operating angle variable mechanism 39. The maximum lift amount is a movement amount of the intake valve 27 when the intake valve 27 moves (lifts) to the lowest position. These operating angles and the maximum lift amount are changed in synchronization with each other by the operating angle variable mechanism 39. For example, the maximum lift amount decreases as the operating angle decreases. As the operating angle decreases, the valve opening timing IVO and the valve closing timing IVC of the intake valve 27 approach each other and the valve opening period becomes shorter, and the amount of air (intake amount) sucked into each cylinder 12 decreases.

このように、スロットル開度の調整に加え、吸気バルブ２７の作用角の調整によっても吸気量を調整可能であることから、同一の吸気量を様々なスロットル開度及び作用角の組合わせで実現することが可能である。例えば、吸気バルブ２７の作用角を大きくするときにはスロットル開度を相対的に小さくし、逆に作用角を小さくするときにはスロットル開度を相対的に大きくすることで気筒１２への吸気量を一定に保持することが可能である。なお、吸気量の調整に際し、作用角を小さくすることにより吸気量を低減させる場合には、スロットルバルブ１８を絞ってスロットル開度を小さくすることで吸気量を低減する場合と比較して、ポンピングロスを小さくすることができる。そのため、エンジン１１の出力ロスを抑えることが可能となり、燃費を向上させることができる。   Thus, in addition to adjusting the throttle opening, the intake air amount can also be adjusted by adjusting the operating angle of the intake valve 27, so the same intake air amount can be realized by various combinations of throttle opening and operating angle. Is possible. For example, when the operating angle of the intake valve 27 is increased, the throttle opening is relatively decreased, and conversely, when the operating angle is decreased, the throttle opening is relatively increased so that the intake amount to the cylinder 12 is kept constant. It is possible to hold. When adjusting the intake air amount, when the intake air amount is reduced by reducing the operating angle, the pumping is reduced as compared with the case where the intake air amount is reduced by reducing the throttle opening by reducing the throttle valve 18. Loss can be reduced. Therefore, it becomes possible to suppress the output loss of the engine 11 and improve the fuel consumption.

さらに、図１に示すように、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４２、カム角センサ４３，４４、回転角センサ４５、エアフロメータ４６、スロットルセンサ４７、吸気圧センサ４８、アクセルセンサ４９等が用いられている。   Furthermore, as shown in FIG. 1, various sensors for detecting the state of each part are attached to the vehicle. As these sensors, for example, a crank angle sensor 42, cam angle sensors 43 and 44, a rotation angle sensor 45, an air flow meter 46, a throttle sensor 47, an intake pressure sensor 48, an accelerator sensor 49, and the like are used.

クランク角センサ４２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の回転速度であるエンジン回転速度の算出等に用いられる。カム角センサ４３，４４は、吸・排気カムシャフト３１，３２の回転角度（カム角）をそれぞれ検出する。回転角センサ４５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４１の回転角度を検出する。エアフロメータ４６は、吸気通路２２を流れる空気の量を検出し、スロットルセンサ４７はスロットル開度を検出する。吸気圧センサ４８は、吸気通路２２のスロットルバルブ１８よりも下流の圧力（吸気圧）を検出し、アクセルセンサ４９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。   The crank angle sensor 42 generates a pulse signal every time the crankshaft 16 rotates by a certain angle. This signal is used for calculation of a crank angle that is a rotation angle of the crankshaft 16 and an engine rotation speed that is a rotation speed of the crankshaft 16 per unit time. The cam angle sensors 43 and 44 detect the rotation angles (cam angles) of the intake and exhaust camshafts 31 and 32, respectively. The rotation angle sensor 45 detects the rotation angle of the actuator 41 in order to detect the valve characteristics (working angle and maximum lift amount) of the intake valve 27. The air flow meter 46 detects the amount of air flowing through the intake passage 22, and the throttle sensor 47 detects the throttle opening. The intake pressure sensor 48 detects the pressure (intake pressure) downstream of the throttle valve 18 in the intake passage 22, and the accelerator sensor 49 detects the amount of depression of the accelerator pedal 24 by the driver.

車両には、前記各種センサ４２〜４９の検出信号に基づいて、エンジン１１等の各部を制御する電子制御装置５１が設けられている。電子制御装置５１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。   The vehicle is provided with an electronic control unit 51 that controls each part of the engine 11 and the like based on detection signals of the various sensors 42 to 49. The electronic control unit 51 is configured around a microcomputer, and a central processing unit (CPU) performs arithmetic processing according to a control program, initial data, a control map, etc. stored in a read-only memory (ROM). Various controls are executed based on the calculation result. The calculation result by the CPU is temporarily stored in a random access memory (RAM).

電子制御装置５１は、例えば燃料噴射弁３３に対する通電を制御することで、同燃料噴射弁３３からの燃料噴射を制御する。この燃料噴射制御では、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の運転状況に基づき、混合気の空燃比を所定の値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の吸気量、又はそれに関係するパラメータ（例えば、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。こうして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の運転状況に応じた値にされる。そして、補正後の噴射量に対応する時間、燃料噴射弁３３に通電される。この通電により燃料噴射弁３３が開弁して、上記補正後の噴射量の燃料が噴射される。   The electronic control unit 51 controls fuel injection from the fuel injection valve 33 by controlling energization to the fuel injection valve 33, for example. In this fuel injection control, the fuel injection amount for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to a predetermined value is calculated as the basic injection amount (basic injection time) based on the operating conditions of the engine 11 such as the engine speed and the engine load. The The engine load is obtained based on, for example, the intake amount of the engine 11 or parameters related thereto (for example, throttle opening, accelerator depression amount, etc.). The air-fuel ratio is set to a value corresponding to the operating condition of the engine 11 by correcting the basic injection amount obtained in this way based on the signal from each sensor. The fuel injection valve 33 is energized for a time corresponding to the corrected injection amount. With this energization, the fuel injection valve 33 is opened, and the corrected amount of fuel is injected.

また、電子制御装置５１は、バルブタイミング可変機構３７，３８をそれぞれ制御することで、吸・排気バルブ２７，２８のバルブタイミングを制御する。このバルブタイミング制御では、エンジン１１の運転状況、例えばエンジン回転速度、エンジン負荷等に基づき、吸・排気バルブ２７，２８のバルブタイミングについての制御目標である目標バルブタイミングがそれぞれ算出される。そして、クランク角センサ４２及びカム角センサ４３，４４の検出結果に基づき把握される吸・排気バルブ２７，２８の実際のバルブタイミングが、対応する目標バルブタイミングとなるように、バルブタイミング可変機構３７，３８がそれぞれ制御される。これらの制御により、吸・排気バルブ２７，２８のバルブタイミングが、エンジン１１の運転状況に応じて適切なタイミングにそれぞれ制御される。   Further, the electronic control unit 51 controls the valve timings of the intake / exhaust valves 27 and 28 by controlling the valve timing variable mechanisms 37 and 38, respectively. In this valve timing control, target valve timings, which are control targets for the valve timings of the intake / exhaust valves 27 and 28, are calculated based on the operating state of the engine 11, for example, engine speed, engine load, and the like. Then, the variable valve timing mechanism 37 is set so that the actual valve timings of the intake / exhaust valves 27 and 28 grasped based on the detection results of the crank angle sensor 42 and the cam angle sensors 43 and 44 become the corresponding target valve timings. , 38 are respectively controlled. With these controls, the valve timings of the intake / exhaust valves 27 and 28 are controlled at appropriate timings according to the operating state of the engine 11.

さらに、上述したように、スロットル開度の調整に加え、吸気バルブ２７の作用角の調整によっても気筒１２への吸気量の調整が可能であることから、電子制御装置５１は、作用角及びスロットル開度を協調制御することで、気筒１２への実際の吸気量を、エンジン１１の運転状態に応じた吸気量（目標吸気量）に収束させる。   Further, as described above, since the intake air amount to the cylinder 12 can be adjusted by adjusting the operating angle of the intake valve 27 in addition to the adjustment of the throttle opening, the electronic control device 51 is able to adjust the operating angle and the throttle. By cooperatively controlling the opening, the actual intake air amount to the cylinder 12 is converged to the intake air amount (target intake air amount) according to the operating state of the engine 11.

この制御に際しては、エンジン１１の運転状態、例えばアクセル踏込み量、エンジン回転速度等に基づき目標吸気量が算出され、この目標吸気量を実現するための制御目標として、目標作用角及び目標スロットル開度がそれぞれ算出される。そして、目標作用角を指令値として作用角可変用のアクチュエータ４１に対する通電が制御され、目標スロットル開度を指令値としてスロットル用のアクチュエータ２３に対する通電が制御される。   In this control, the target intake air amount is calculated based on the operating state of the engine 11, for example, the accelerator depression amount, the engine rotation speed, etc., and the target operating angle and the target throttle opening are set as control targets for realizing the target intake air amount. Are calculated respectively. The energization of the actuator 41 for varying the operating angle is controlled using the target operating angle as a command value, and the energization of the actuator 23 for throttle is controlled using the target throttle opening as the command value.

ところで、上記バルブタイミング制御では、図４及び図５に示すように、吸気上死点（ＴＤＣ）よりも進角側にバルブオーバラップＯ／Ｌがあると、燃焼室１７内で生成された微粒子が既燃ガスとともに燃焼室１７から吸気通路２２に吹き返される。この微粒子が吸気バルブ２７の傘部２７Ａ及びその近傍に付着してデポジット３０（図９参照）を形成し、気筒１２内へ吸入される空気の量（吸気量）に影響を及ぼすおそれがある。ここでの近傍には、気筒１２における吸気通路２２の開口部が含まれる。そこで、本実施形態では、吸気バルブ２７の作用角及び吸・排気バルブ２７，２８のバルブタイミングの制御を通じて、デポジット３０の堆積量を減少させるとともに新たなデポジット３０の生成を抑制する処理（デポジット抑制処理）を行うようにしている。   By the way, in the valve timing control, as shown in FIGS. 4 and 5, if there is a valve overlap O / L on the advance side from the intake top dead center (TDC), fine particles generated in the combustion chamber 17 are generated. Is blown back to the intake passage 22 from the combustion chamber 17 together with the burned gas. The fine particles adhere to the umbrella portion 27A of the intake valve 27 and the vicinity thereof to form a deposit 30 (see FIG. 9), which may affect the amount of air sucked into the cylinder 12 (intake amount). The vicinity here includes the opening of the intake passage 22 in the cylinder 12. Therefore, in the present embodiment, the process of reducing the amount of deposit 30 and suppressing the generation of a new deposit 30 through the control of the operating angle of the intake valve 27 and the valve timing of the intake / exhaust valves 27 and 28 (deposit suppression). Process).

図６のフローチャートは、電子制御装置５１によって行われる上記抑制処理の内容（デポジット抑制ルーチン）を示している。
このデポジット抑制ルーチンでは、電子制御装置５１はまずステップ１１０において、吸気バルブ２７の傘部２７Ａ及びその近傍におけるデポジット３０の堆積量を推定する。デポジット３０の堆積量を推定する方法は種々考えられるが、ここでは、エンジン回転速度、スロットル開度、作用角等を同一とした場合、吸気圧と吸気量との間に一定の相関関係が見られること、及びこの関係がデポジット３０の堆積量に応じて変化することに着目して、堆積量の推定を行うようにしている。 The flowchart in FIG. 6 shows the content of the suppression process (deposit suppression routine) performed by the electronic control unit 51.
In this deposit suppression routine, first, in step 110, the electronic control unit 51 estimates the amount of deposit 30 deposited on the umbrella portion 27A of the intake valve 27 and in the vicinity thereof. There are various methods for estimating the deposit amount of the deposit 30, but here, when the engine speed, the throttle opening, the operating angle, etc. are the same, there is a certain correlation between the intake pressure and the intake amount. The amount of deposit is estimated by paying attention to the fact that this relationship and this relationship change according to the amount of deposit 30 deposited.

上記推定に際しては、デポジット３０が堆積していない状態での吸気圧と吸気量との関係を、予め実験等によって求めておく。そして、吸気圧センサ４８によって検出される実際の吸気圧を読込み、この吸気圧に対応する吸気量を、上記吸気圧及び吸気量の関係に基づき求める。一方、エアフロメータ４６によって検出される実際の吸気量を読込む。デポジット３０が堆積していなければ、エアフロメータ４６による吸気量と、上記吸気圧との関係から算出した吸気量とは同一となるはずである。これに対し、デポジット３０が堆積していると両吸気量が異なり、デポジット３０の堆積量が多くなるに従い、エアフロメータ４６による吸気量は、吸気圧との関係から算出した吸気量から乖離してゆく。この乖離度合いとデポジット３０の堆積量とは対応関係にある。そこで、この関係を予め実験等によって求めておき、上記両吸気量の偏差に基づきデポジット３０の堆積量を推定するようにしている。   In the above estimation, the relationship between the intake pressure and the intake air amount when the deposit 30 is not accumulated is obtained in advance by experiments or the like. Then, the actual intake pressure detected by the intake pressure sensor 48 is read, and the intake amount corresponding to the intake pressure is obtained based on the relationship between the intake pressure and the intake amount. On the other hand, the actual intake air amount detected by the air flow meter 46 is read. If the deposit 30 is not deposited, the intake air amount calculated by the air flow meter 46 and the intake air amount calculated from the relationship between the intake air pressures should be the same. On the other hand, when the deposit 30 is accumulated, both intake air amounts are different. As the deposit 30 increases, the intake air amount by the air flow meter 46 deviates from the intake air amount calculated from the relationship with the intake pressure. go. The degree of divergence and the amount of deposit 30 are in a correspondence relationship. Therefore, this relationship is obtained in advance by experiments or the like, and the deposit amount of the deposit 30 is estimated based on the deviation between the two intake air amounts.

続いて、ステップ１２０において、上記ステップ１１０で推定したデポジット３０の堆積量が所定値αよりも多いかどうかを判定する。ここでの所定値αとしては、デポジット３０が吸気量に及ぼす影響について許容できる範囲の上限値、又はそれよりも若干小さな値が用いられる。この所定値αは予め実験等により求められ、電子制御装置５１に記憶されている。   Subsequently, in step 120, it is determined whether or not the amount of deposit 30 estimated in step 110 is larger than a predetermined value α. As the predetermined value α here, an upper limit value in an allowable range for the influence of the deposit 30 on the intake air amount, or a value slightly smaller than that is used. The predetermined value α is obtained in advance by experiments or the like and stored in the electronic control unit 51.

上記ステップ１２０の判定条件が満たされていないと、デポジット３０が問題となるほど堆積しておらずこれを減少させる処理が不要であると考えられることから、デポジット抑制ルーチンの一連の処理を終了する。これに対し同判定条件が満たされていると、ステップ１３０において、作用角可変機構３９による作用角の制御に際し別途算出された目標作用角を縮小させる処理を行う。ここでは、図７及び図８に示すように、目標作用角を所定のパージ作用角に強制的に変更する。なお、パージ作用角としては、例えば吸気バルブ２７の開弁時における吸気通路２２の開口部から気筒１２への空気の流速を、その空気の流れによってデポジット３０を吹き飛ばすことのできる程度まで高め得る値が用いられる。このパージ作用角は予め実験等により求められ、電子制御装置５１に記憶されている。こうしたパージ作用角としては、例えば、作用角可変機構３９が採り得る作用角の最小値、又はそれよりも若干大きな値を用いることができる。そして、この変更後の値が、最終的に作用角可変機構３９に指令される目標作用角とされる。   If the determination condition in step 120 is not satisfied, the deposit 30 is not deposited so as to cause a problem, and it is considered unnecessary to reduce the deposit 30. Therefore, a series of processes of the deposit suppression routine is terminated. On the other hand, if the same determination condition is satisfied, in step 130, a process for reducing the separately calculated target operating angle when the operating angle is controlled by the operating angle variable mechanism 39 is performed. Here, as shown in FIGS. 7 and 8, the target operating angle is forcibly changed to a predetermined purge operating angle. As the purge operating angle, for example, a value that can increase the flow velocity of air from the opening of the intake passage 22 to the cylinder 12 when the intake valve 27 is opened to such an extent that the deposit 30 can be blown away by the air flow. Is used. This purge operating angle is obtained in advance by experiments or the like and stored in the electronic control unit 51. As such a purge working angle, for example, a minimum value of a working angle that the working angle variable mechanism 39 can take or a value slightly larger than that can be used. The value after the change is the target operating angle that is finally commanded to the operating angle variable mechanism 39.

従って、この目標作用角に基づく作用角可変機構３９の制御により、吸気バルブ２７の作用角が強制的にパージ作用角まで縮小されると、吸気バルブ２７の開弁時における吸気通路２２の実開口面積Ａ（図９参照）が、作用角を縮小しない場合に比べて減少する。この減少により、吸気バルブ２７の開弁に伴い吸気通路２２から気筒１２内へ流入する空気の流速が増大し、上記デポジット３０が上記空気によって吹き飛ばされやすくなる。   Therefore, when the operating angle of the intake valve 27 is forcibly reduced to the purge operating angle by the control of the operating angle variable mechanism 39 based on the target operating angle, the actual opening of the intake passage 22 when the intake valve 27 is opened is opened. The area A (see FIG. 9) is reduced as compared with the case where the working angle is not reduced. Due to this decrease, the flow rate of the air flowing into the cylinder 12 from the intake passage 22 increases with the opening of the intake valve 27, and the deposit 30 is easily blown away by the air.

次に、図６のステップ１４０において、バルブタイミング可変機構３７，３８による各バルブタイミングの制御に際し別途算出された目標バルブタイミング（開弁時期ＩＶＯ、閉弁時期ＥＶＣ）に基づき、バルブオーバラップＯ／Ｌが吸気上死点（ＴＤＣ）よりも進角側にあるかどうかを判定する。例えば、（ｉ）吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯが吸気上死点よりも進角側にあること、（ii）排気バルブ２８の閉弁時期ＥＶＣが上記開弁時期ＩＶＯよりも遅角側にあること、の両者がともに満たされているかどうかを判定する。（ｉ），（ii）の両方の条件が満たされている場合にのみ、バルブオーバラップＯ／Ｌが吸気上死点よりも進角側にあることとする。   Next, in step 140 of FIG. 6, based on the target valve timings (valve opening timing IVO, valve closing timing EVC) separately calculated when each valve timing is controlled by the variable valve timing mechanisms 37, 38, the valve overlap O / It is determined whether or not L is more advanced than the intake top dead center (TDC). For example, (i) the valve opening timing IVO of the intake valve 27 is on the advance side with respect to the intake top dead center, and (ii) the valve closing timing EVC of the exhaust valve 28 is on the retard side with respect to the valve opening timing IVO. It is determined whether or not both are satisfied. Only when both the conditions (i) and (ii) are satisfied, the valve overlap O / L is on the advance side of the intake top dead center.

上記ステップ１４０の判定条件が満たされていると、ステップ１５０において、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯが吸気上死点よりも遅角側となるように、吸気バルブ２７の目標バルブタイミングを遅角側に補正する。これに合わせ、排気バルブ２８の目標バルブタイミングを、上記吸気バルブ２７の目標バルブタイミングの遅角量と同量遅角補正する。そして、これらの補正後の値が、最終的にバルブタイミング可変機構３７，３８にそれぞれ指令される目標バルブタイミングとされる。従って、これらの目標バルブタイミングに基づくバルブタイミング可変機構３７，３８の制御により、バルブオーバラップＯ／Ｌがその大きさ（角度）を維持しつつ吸気上死点よりも遅角側に移る。そして、ステップ１５０の処理を経た後、ステップ１６０へ移行する。   If the determination condition of step 140 is satisfied, in step 150, the target valve timing of the intake valve 27 is retarded so that the valve opening timing IVO of the intake valve 27 is retarded from the intake top dead center. Correct to the side. In accordance with this, the target valve timing of the exhaust valve 28 is delayed by the same amount as the target valve timing of the intake valve 27. These corrected values are finally set as target valve timings commanded to the valve timing variable mechanisms 37 and 38, respectively. Therefore, the valve overlap O / L is shifted from the intake top dead center to the retard side while maintaining the size (angle) by the control of the valve timing variable mechanisms 37 and 38 based on these target valve timings. Then, after the processing of step 150, the process proceeds to step 160.

一方、上記ステップ１４０の判定条件が満たされていないと、すなわちバルブオーバラップＯ／Ｌが吸気上死点よりも進角側にないと、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。   On the other hand, if the determination condition of step 140 is not satisfied, that is, if the valve overlap O / L is not advanced from the intake top dead center, the process proceeds to step 160 without passing through the process of step 150. .

ステップ１６０では、上記吸気バルブ２７についての目標作用角を変更してから（パージ作用角を目標作用角として設定してから）所定時間Ｔが経過したかどうかを判定する。ここでの所定時間Ｔとしては、例えば吸気バルブ２７の傘部２７Ａ等に堆積しているデポジット３０が空気の流れによって吹き飛ばされる可能性が高くなる値が用いられる。この所定時間Ｔは予め実験等により求められ、電子制御装置５１に記憶されている。   In step 160, it is determined whether or not a predetermined time T has elapsed after the target operating angle for the intake valve 27 is changed (after the purge operating angle is set as the target operating angle). As the predetermined time T here, for example, a value that increases the possibility that the deposit 30 deposited on the umbrella portion 27A of the intake valve 27 and the like is blown away by the air flow is used. The predetermined time T is obtained in advance by experiments or the like and is stored in the electronic control unit 51.

そして、上記ステップ１６０の判定条件が満たされていないと前記ステップ１４０へ戻り、満たされているとステップ１７０において、上述したステップ１１０と同様にしてデポジット３０の堆積量を推定する。また、ステップ１８０において、上記ステップ１７０で推定したデポジット３０の堆積量が所定値βよりも多いかどうかを判定する。所定値βとしては、上記ステップ１２０における所定値αよりも小さな値が用いられる。   If the determination condition in step 160 is not satisfied, the process returns to step 140. If the determination condition is satisfied, the deposit amount of the deposit 30 is estimated in step 170 in the same manner as in step 110 described above. In step 180, it is determined whether the deposit 30 estimated in step 170 is greater than a predetermined value β. As the predetermined value β, a value smaller than the predetermined value α in step 120 is used.

ここで、ステップ１８０の判定条件が満たされていると、吸気バルブ２７の目標作用角の強制縮小により開弁時における吸気通路２２の実開口面積Ａを小さくしたものの空気の流れによる吹き飛ばし効果がさほど発揮されておらず、作用角の縮小のみによってはデポジット３０を減少させることが難しいと考えられる。そのため、この場合には、ステップ１９０に移行し、車室内に設けられた警告ランプ（図示略）を点灯する等して、異常である旨を運転者に報知する。そして、このステップ１９０の処理を経た後に、デポジット抑制ルーチンを終了する。これに対し、ステップ１８０の判定条件が満たされていないと、デポジット３０が減少していることから上記ステップ１９０の処理を行うことなく、デポジット抑制ルーチンを終了する。   Here, if the determination condition of step 180 is satisfied, the actual opening area A of the intake passage 22 at the time of valve opening is reduced by forcibly reducing the target operating angle of the intake valve 27, but the effect of blowing off by the air flow is much reduced. It is considered that it is difficult to reduce the deposit 30 only by reducing the working angle. Therefore, in this case, the process proceeds to step 190, and a warning lamp (not shown) provided in the passenger compartment is turned on to notify the driver of the abnormality. Then, after the processing of step 190, the deposit suppression routine is terminated. On the other hand, if the determination condition of step 180 is not satisfied, the deposit 30 is reduced, and therefore the deposit suppression routine is terminated without performing the process of step 190.

本実施形態では、上記デポジット抑制ルーチンにおけるステップ１１０の処理が堆積量推定手段に相当し、ステップ１３０の処理がバルブ特性縮小手段に相当し、ステップ１５０の処理がバルブオーバラップ制限手段に相当する。   In the present embodiment, the processing of step 110 in the deposit suppression routine corresponds to the accumulation amount estimating means, the processing of step 130 corresponds to the valve characteristic reducing means, and the processing of step 150 corresponds to the valve overlap limiting means.

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）吸気バルブ２７及びその近傍に堆積するデポジット３０の量を吸気圧、吸気量等のエンジン運転状態に基づいて推定する（ステップ１１０）。推定した堆積量が所定値αよりも多いと、そのときのエンジン運転状態に応じた目標作用角よりも小さな値であるパージ作用角を目標作用角として設定している（ステップ１２０，１３０）。この目標作用角に基づいて作用角可変機構３９を制御することで吸気バルブ２７の作用角が縮小し、これに伴い、吸気バルブ２７の開弁時における吸気通路２２の実開口面積Ａが、上記目標作用角を縮小しない場合の実開口面積Ａよりも減少する。この減少により、吸気バルブ２７の開弁に伴い吸気通路２２から気筒１２内へ流入する空気の流速が増大し、デポジット３０が吹き飛ばされやすくなる。従って、この空気の流れによりデポジット３０を吹き飛ばすことができれば、デポジット３０の堆積量を減少させ、デポジット３０による上記実開口面積Ａ、ひいては吸気量の減少分を少なくすることが可能となる。このように、吸気バルブ２７の作用角を縮小させることで、デポジット３０によって吸気量が影響を受けるのを抑制することが可能となる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) Estimate the amount of the deposit 30 accumulated in the intake valve 27 and the vicinity thereof based on the engine operating state such as the intake pressure and the intake amount (step 110). If the estimated accumulation amount is larger than the predetermined value α, the purge working angle that is smaller than the target working angle corresponding to the engine operating state at that time is set as the target working angle (steps 120 and 130). By controlling the operating angle variable mechanism 39 based on this target operating angle, the operating angle of the intake valve 27 is reduced, and accordingly, the actual opening area A of the intake passage 22 when the intake valve 27 is opened is It is smaller than the actual opening area A when the target operating angle is not reduced. Due to this decrease, the flow rate of the air flowing into the cylinder 12 from the intake passage 22 increases as the intake valve 27 is opened, and the deposit 30 is easily blown away. Therefore, if the deposit 30 can be blown off by this air flow, the amount of deposit 30 deposited can be reduced, and the actual opening area A by the deposit 30 and hence the amount of reduction in the intake air amount can be reduced. Thus, by reducing the operating angle of the intake valve 27, it is possible to suppress the intake air amount from being affected by the deposit 30.

（２）上記（１）に関連して、エンジン１１に設けられた作用角可変機構３９を利用し、これの制御により吸気バルブ２７の作用角を縮小させてデポジット３０を減少させるようにしている。そのため、デポジット３０を減少させるために特別な機構を設けなくてすむ。   (2) In relation to the above (1), the operating angle variable mechanism 39 provided in the engine 11 is used, and the operating angle of the intake valve 27 is reduced by the control of the operating angle variable mechanism 39 to reduce the deposit 30. . Therefore, it is not necessary to provide a special mechanism for reducing the deposit 30.

（３）上記作用角の縮小に際し、吸気上死点よりも進角側でのバルブオーバラップＯ／Ｌを制限することで、吸気バルブ２７の作用角の縮小時には、吸気上死点よりも進角側でのバルブオーバラップＯ／Ｌに起因する微粒子の吸気通路２２への吹き返しを抑制するようにしている。そのため、デポジット３０の新たな生成を抑制したうえで、上記作用角の縮小によりデポジット３０の堆積量を減少させることができる。このように、上記（１）の効果と相俟って、デポジット３０により吸気量が影響を受ける不具合を一層抑制することが可能となる。   (3) When the operating angle is reduced, the valve overlap O / L on the advance side of the intake top dead center is limited, so that when the operating angle of the intake valve 27 is reduced, the operating angle is advanced from the intake top dead center. Blowing back of fine particles to the intake passage 22 due to the valve overlap O / L on the corner side is suppressed. For this reason, it is possible to reduce the amount of deposit 30 deposited by reducing the working angle while suppressing new generation of deposit 30. As described above, in combination with the effect (1), it is possible to further suppress the problem that the intake air amount is affected by the deposit 30.

（４）上記バルブオーバラップＯ／Ｌの制限に際し、吸気バルブ２７の目標バルブタイミングを、開弁時期ＩＶＯが吸気上死点よりも遅角側となるように補正するとともに、その遅角補正量と同量、排気バルブ２８の目標バルブタイミングを遅角補正している。これらの補正後の目標バルブタイミングに基づいてバルブタイミング可変機構３７，３８をそれぞれ制御することで、吸気バルブ２７を吸気上死点よりも遅角側で開弁させ、排気バルブ２８をそれよりも遅れて閉弁させている。そのため、吸気上死点前のバルブオーバラップＯ／Ｌに起因する微粒子の吸気通路２２への吹き返しをなくし、上記（３）の効果をより確実なものとすることができる。なお、この効果は、少なくとも開弁時期ＩＶＯが吸気上死点よりも遅角側となるように、吸気バルブ２７の目標バルブタイミングを補正することで得られる。   (4) When limiting the valve overlap O / L, the target valve timing of the intake valve 27 is corrected so that the valve opening timing IVO is retarded from the intake top dead center, and the retard correction amount The target valve timing of the exhaust valve 28 is retarded by the same amount as in FIG. By controlling the valve timing variable mechanisms 37 and 38 based on these corrected target valve timings, the intake valve 27 is opened more retarded than the intake top dead center, and the exhaust valve 28 is more than that. The valve is closed late. Therefore, the fine particles can be prevented from blowing back to the intake passage 22 due to the valve overlap O / L before the intake top dead center, and the effect (3) can be further ensured. This effect can be obtained by correcting the target valve timing of the intake valve 27 so that at least the valve opening timing IVO is retarded from the intake top dead center.

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。
・前記実施形態では、バルブオーバラップＯ／Ｌが吸気上死点よりも進角側にある場合、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯ、及び排気バルブ２８の閉弁時期ＥＶＣがそれぞれ同角度ずつ遅くなるように各目標バルブタイミングを補正した。これに対し、吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯのみが吸気上死点よりも遅角側となるように、同吸気バルブ２７の目標バルブタイミングのみを補正してもよい。このようにしても、微粒子の吸気通路２２への吹き返しをなくし、デポジット３０の不要な堆積を抑制することができる。 Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
In the above embodiment, when the valve overlap O / L is on the more advanced side than the intake top dead center, the valve opening timing IVO of the intake valve 27 and the valve closing timing EVC of the exhaust valve 28 are respectively delayed by the same angle. Each target valve timing was corrected so that On the other hand, only the target valve timing of the intake valve 27 may be corrected so that only the valve opening timing IVO of the intake valve 27 is retarded from the intake top dead center. Even in this case, the fine particles are not blown back to the intake passage 22 and unnecessary deposition of the deposit 30 can be suppressed.

・推定されるデポジット３０の堆積量が所定値αよりも多いときに設定される目標作用角は、必ずしも上述したパージ作用角でなくてもよく、そのときのエンジン運転状態に応じた目標作用角よりも小さいことを条件に上記目標作用角を適宜変更可能である。このように変更した場合には、パージ作用角を目標作用角として設定した場合ほどではないものの、吸気バルブ２７の開弁時における吸気通路２２の実開口面積Ａが減少する。そのため、吸気通路２２から気筒１２内へ流入する空気の流速を増大させる効果、デポジット３０を吹き飛ばす効果が期待できる。   The target operating angle set when the estimated deposit 30 deposition amount is larger than the predetermined value α does not necessarily have to be the purge operating angle described above, and the target operating angle according to the engine operating state at that time The target operating angle can be appropriately changed on condition that the angle is smaller. In such a change, the actual opening area A of the intake passage 22 when the intake valve 27 is opened is reduced although the purge operation angle is not set as the target operation angle. Therefore, an effect of increasing the flow velocity of air flowing into the cylinder 12 from the intake passage 22 and an effect of blowing off the deposit 30 can be expected.

・推定されるデポジット３０の堆積量が所定値αよりも多く、かつ吸気バルブ２７の開弁時期ＩＶＯが吸気上死点よりも進角側にあるときの同吸気バルブ２７の目標バルブタイミングは、必ずしも同開弁時期を吸気上死点よりも遅角側としたものでなくてもよい。そのときのエンジン運転状態に応じた開弁時期ＩＶＯよりも遅くなるような目標バルブタイミングとしてもよい。このようにした場合であっても、吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップＯ／Ｌが小さくなり、目標バルブタイミングを補正しない場合よりも吸気の吹き返しやデポジット３０の堆積を抑制することが可能である。   The target valve timing of the intake valve 27 when the estimated accumulation amount of the deposit 30 is larger than the predetermined value α and the valve opening timing IVO of the intake valve 27 is on the more advanced side than the intake top dead center is The valve opening timing does not necessarily have to be set behind the intake top dead center. It is good also as a target valve timing which becomes later than the valve opening timing IVO according to the engine operating state at that time. Even in this case, the valve overlap O / L on the advance side from the intake top dead center becomes smaller, and the blow-back of the intake air and the deposit 30 accumulation are suppressed than when the target valve timing is not corrected. It is possible.

・デポジット抑制ルーチン（図６）のステップ１２０，１８０の判定処理に用いられる所定値α，β、ステップ１６０の判定処理に用いられる所定時間Ｔは、それぞれ一定値でもよいし、またエンジン１１の運転状態に応じて変化する可変値としてもよい。   The predetermined values α and β used for the determination processing at steps 120 and 180 of the deposit suppression routine (FIG. 6) and the predetermined time T used for the determination processing at step 160 may be fixed values, respectively, and the engine 11 may be operated. It is good also as a variable value which changes according to a state.

・バルブ特性可変機構は、最大リフト量及び作用角のうち少なくとも一方を吸気バルブ２７の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、次の条件を満たす筒内噴射式内燃機関にも適用可能である。（ａ）スロットルバルブ１８によらず、バルブ特性可変機構のみによって吸気量を調整するようにした筒内噴射式内燃機関。（ｂ）バルブタイミング可変機構３７，３８の少なくとも一方を割愛した筒内噴射式内燃機関。（ｃ）吸気バルブ２７のバルブ特性を可変とするバルブ特性可変機構だけでなく、排気バルブ２８のバルブ特性を可変とするバルブ特性可変機構をも備えた筒内噴射式内燃機関。 The variable valve characteristic mechanism may change at least one of the maximum lift amount and the operating angle as the valve characteristic of the intake valve 27.
The present invention is also applicable to a direct injection internal combustion engine that satisfies the following conditions. (A) A cylinder injection internal combustion engine in which the intake air amount is adjusted only by the valve characteristic variable mechanism regardless of the throttle valve 18. (B) A cylinder injection internal combustion engine in which at least one of the variable valve timing mechanisms 37 and 38 is omitted. (C) A cylinder injection type internal combustion engine provided not only with a valve characteristic variable mechanism that makes the valve characteristic of the intake valve 27 variable, but also with a valve characteristic variable mechanism that makes the valve characteristic of the exhaust valve 28 variable.

・バルブ特性可変機構として、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、バルブ特性をエンジンの運転状態に応じて変化させるようにしたものを、バルブ特性可変機構として用いてもよい。要は、吸気バルブのバルブ特性をエンジンの運転状態に応じて可変制御できるものであればよい。   -As a valve characteristic variable mechanism, you may use a different type from what was used in the said embodiment. For example, the intake cam of the intake camshaft is a three-dimensional cam whose profile changes in the axial direction, and the intake camshaft is displaced in the axial direction by an actuator so that the valve characteristics change according to the operating state of the engine. You may use what was made as a valve characteristic variable mechanism. The point is that the valve characteristic of the intake valve can be variably controlled in accordance with the operating state of the engine.

本発明を具体化した一実施形態についてその構成を示す略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic which shows the structure about one Embodiment which actualized this invention. バルブタイミング可変機構による吸・排気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。The graph which shows the change aspect of the valve timing of the intake / exhaust valve by a valve timing variable mechanism. 吸気バルブのバルブ特性の変化態様を示すグラフ。The graph which shows the change mode of the valve characteristic of an intake valve. バルブオーバラップの少なくとも一部を吸気上死点よりも進角側に設定した場合において、吸・排気バルブのバルブ特性及びバルブタイミングを示すグラフ。The graph which shows the valve characteristic and valve timing of an intake / exhaust valve in the case where at least a part of the valve overlap is set to the advance side from the intake top dead center. 図４における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。The diagram which shows each valve opening period of the intake / exhaust valve in FIG. デポジットを抑制する処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the process which suppresses a deposit. 吸気バルブの作用角を縮小し、かつバルブオーバラップを吸気上死点よりも遅角側に設定した場合において、吸・排気バルブのバルブ特性及びバルブタイミングを示すグラフ。The graph which shows the valve characteristic and valve timing of an intake / exhaust valve in case the operating angle of an intake valve is reduced and the valve overlap is set to the retard side from the intake top dead center. 図７における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。The diagram which shows each valve opening period of the intake / exhaust valve in FIG. エンジンにおける吸気バルブ及びその周辺箇所を示す部分拡大断面図。The partial expanded sectional view which shows the intake valve in an engine, and its peripheral part.

符号の説明Explanation of symbols

１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、１２…気筒、２２…吸気通路、２７…吸気バルブ、２８…排気バルブ、３０…デポジット、３１Ａ…吸気カム、３７，３８…バルブタイミング可変機構、３９…作用角可変機構（バルブ特性可変機構）、５１…電子制御装置（堆積量推定手段、バルブ特性縮小手段、バルブオーバラップ制限手段）、ＩＶＯ…吸気バルブの開弁時期、Ｏ／Ｌ…バルブオーバラップ、α…所定値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Gasoline engine (internal combustion engine), 12 ... Cylinder, 22 ... Intake passage, 27 ... Intake valve, 28 ... Exhaust valve, 30 ... Deposit, 31A ... Intake cam, 37, 38 ... Valve timing variable mechanism, 39 ... Working angle Variable mechanism (valve characteristic variable mechanism) 51: Electronic control device (deposition amount estimation means, valve characteristic reduction means, valve overlap limiting means), IVO: intake valve opening timing, O / L: valve overlap, α ... predetermined value.

Claims (1)

吸気バルブの最大リフト量及び前記吸気バルブの開弁に関わる吸気カムの作用角の少なくとも一方のバルブ特性を機関運転状態に応じて可変とするバルブ特性可変機構と、前記吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じてそれぞれ変更することによりバルブオーバラップを可変とするバルブタイミング可変機構とを備えるとともに、気筒内に燃料を直接噴射する内燃機関に適用される制御装置であって、
前記吸気バルブ及びその近傍に堆積するデポジットの量を推定する堆積量推定手段と、
前記堆積量推定手段により推定された堆積量が所定値よりも多いとき、前記吸気バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じたバルブ特性よりも縮小させるバルブ特性縮小手段と、
前記バルブ特性の縮小に際し前記バルブタイミング可変機構を通じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブの各バルブタイミングを変更することにより、吸気上死点よりも進角側におけるバルブオーバラップが存在しないように前記吸気バルブの開弁時期を吸気上死点よりも遅角させるとともに、その遅角に伴ってバルブオーバラップの大きさが変化しないように前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期にかかる遅角量と同量遅角させるバルブオーバラップ制限手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A valve characteristic variable mechanism that varies at least one of a valve characteristic of a maximum lift amount of the intake valve and a working angle of an intake cam related to opening of the intake valve according to an engine operating state; and the valves of the intake valve and the exhaust valve together and a variable valve timing mechanism for a valve overlap is variable by changing each according to the timing with the engine operating state, a control device applied to an internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder,
A deposit amount estimating means for estimating an amount of deposit deposited in the intake valve and the vicinity thereof;
Valve characteristic reducing means for reducing the valve characteristic of the intake valve from the valve characteristic corresponding to the engine operating state when the accumulation amount estimated by the accumulation amount estimating means is greater than a predetermined value;
By changing the intake valve and the valve timing of the exhaust valve via the variable valve timing mechanism upon reduction of the prior Fang Lube properties such that said valve overlap does not exist in the advance side of the intake top dead center The opening timing of the intake valve is retarded from the intake top dead center, and the closing timing of the exhaust valve is changed so that the valve overlap does not change with the delay. control apparatus for an internal combustion engine, wherein the obtaining Bei the valve overlap limiting means for retarding the same amount retarded according to.
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