(57)【要約】【課題】オイル希釈の発生により排ガス性能および再始動性が悪化することを防止できるエンジンの制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、ステップＳ１でアイドルストップ条件が成立した場合、ステップＳ２でオイル希釈度合を推定し、ステップ３でオイル希釈の有無を判定する。オイル希釈が有ると判定した場合、ＥＣＵは、ステップＳ４でオイル希釈量＿空気量補正マップを読み込み、ステップＳ５で吸気バルブ７０の進角量を決定する。次いで、ＥＣＵ３０は、ステップＳ６で燃料噴射を停止し、電動式可変バルブタイミング機構８０を駆動する。次いで、ＥＣＵ３０は、ステップＳ７において、エンジン６０をモータリングしながら、吸気バルブ７０の進角量を目標進角量に設定する。次いで、ＥＣＵ３０は、目標進角量を維持するように、ＩＳＧ４０および電動式可変バルブタイミング機構８０の回転数を０まで低下させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの開閉タイミングを変更する電動式可変バルブタイミング機構と、
エンジンのアイドルストップを実施するアイドルストップ制御部と、を備えるエンジンの制御装置であって、
燃料によるエンジンオイルのオイル希釈度合を検出するオイル希釈度合検出部を備え、
前記アイドルストップ制御部は、
前記アイドルストップを実施する際、前記オイル希釈度合に応じた目標開閉タイミングを求め、前記エンジンの回転が停止する前に、前記吸気バルブの開閉タイミングが前記目標開閉タイミングとなるよう前記電動式可変バルブタイミング機構を作動させることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記アイドルストップ制御部は、
前記エンジンのエンジン回転数を所定回転数に維持したまま、前記吸気バルブの開閉タイミングが前記目標開閉タイミングとなるよう前記電動式可変バルブタイミング機構を作動させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの出力軸を駆動するモータを備え、
前記アイドルストップ制御部は、
前記エンジンへの燃料噴射を停止した後、前記モータを駆動して前記エンジン回転数を所定回転数に維持することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記電動式可変バルブタイミング機構は、前記エンジンの吸気カムシャフトを回転させるＶＶＴモータを有し、
前記アイドルストップ制御部は、
前記吸気バルブの開閉タイミングが前記目標開閉タイミングとなった後、前記目標開閉タイミングを維持するよう、前記モータの回転数と前記ＶＶＴモータの回転数とを低下させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記アイドルストップ制御部は、
前記オイル希釈度合が大きいほど、前記目標開閉タイミングを進角側に変更することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンにあっては、噴射された燃料がシリンダ壁面でオイルと接触したり、混合気中の燃料がクランク室に吹き抜けてオイルと接触したりすることにより、燃料の一部がオイルに溶け込むオイル希釈が発生する。このようなオイル希釈が発生すると、空燃比の制御精度を低下させる場合がある。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、噴射される燃料の噴霧のうち燃焼室内のシリンダ面壁に付着する燃料量を算出し、シリンダ面壁に付着する燃料量に基づきオイルに希釈する燃料量を除いてオイルに希釈しない燃料量を算出し、オイルに希釈しない燃料量に基づいて燃料噴射弁からの燃料噴射量を算出することにより、特許文献１に記載のものは、空燃比の制御精度が低下することを防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オイル希釈は、空燃比の制御精度を低下させるだけでなく、エンジンオイルの潤滑性能を低下させる。潤滑性能が低下すると、エンジン内部のフリクションが増加するため、オイル希釈のない場合と比較してエンジンに吸入される空気量が減少し、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に偏ってしまう。このような空燃比のリッチ側への偏りは、未燃燃料の増加による排ガス性能の悪化や、エンジンの再始動性の悪化を引き起こしてしまう。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、オイル希釈による潤滑性能の低下については考慮しておらず、排ガス性能および再始動性の悪化を防止できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、オイル希釈の発生により排ガス性能および再始動性が悪化することを防止できるエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、吸気バルブの開閉タイミングを変更する電動式可変バルブタイミング機構と、エンジンのアイドルストップを実施するアイドルストップ制御部と、を備えるエンジンの制御装置であって、燃料によるエンジンオイルのオイル希釈度合を検出するオイル希釈度合検出部を備え、前記アイドルストップ制御部は、前記アイドルストップを実施する際、前記オイル希釈度合に応じた目標開閉タイミングを求め、前記エンジンの回転が停止する前に、前記吸気バルブの開閉タイミングが前記目標開閉タイミングとなるよう前記電動式可変バルブタイミング機構を作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オイル希釈の発生により排ガス性能および再始動性が悪化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るエンジンの制御装置を示す図であり、制御装置を搭載するエンジンおよび車両の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係るエンジンの制御装置のアイドルストップ動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係るエンジンの制御装置のアイドルストップ動作を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施の形態に係るエンジンの制御装置は、吸気バルブの開閉タイミングを変更する電動式可変バルブタイミング機構と、エンジンのアイドルストップを実施するアイドルストップ制御部と、を備えるエンジンの制御装置であって、燃料によるエンジンオイルのオイル希釈度合を検出するオイル希釈度合検出部を備え、アイドルストップ制御部は、アイドルストップを実施する際、オイル希釈度合に応じた目標開閉タイミングを求め、エンジンの回転が停止する前に、吸気バルブの開閉タイミングが目標開閉タイミングとなるよう電動式可変バルブタイミング機構を作動させることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るエンジンの制御装置は、オイル希釈の発生により排ガス性能および再始動性が悪化することを防止できる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の一実施例に係るエンジンの制御装置について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１において、本発明の一実施例に係るエンジンの制御装置を搭載した車両５０は、エンジン６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０とを含んで構成されている。
【００１４】
エンジン６０は、ピストン５が気筒を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルエンジンによって構成されている。
【００１５】
エンジン６０は、シリンダ６６が形成されたシリンダブロック６Ａと、このシリンダブロック６Ａの上部に設けられたシリンダヘッド６７とを備えている。シリンダブロック６Ａのシリンダ６６にはピストン５が往復運動可能に収納されている。
【００１６】
シリンダヘッド６７には吸気バルブ７０および排気バルブ７１が設けられている。また、シリンダヘッド６７には、吸気バルブ７０を駆動する吸気カムシャフト６８と、排気バルブ７１を駆動する排気カムシャフト６９とが設けられている。
【００１７】
エンジン６０は、吸気通路６１Ａを形成する吸気管６１と、排気通路６２Ａを形成する排気管６２とを備えている。
【００１８】
吸気通路６１Ａにはインテークマニホールド６が設けられており、インテークマニホールド６は吸気を各気筒の燃焼室６４に分配する。
【００１９】
エンジン６０は、インジェクタ２３を備えており、このインジェクタ２３は、シリンダヘッド６７に設けられた吸気ポート７２を介して燃料を燃焼室６４に噴射する。インジェクタ２３が噴射する燃料は、ガソリンまたはディーゼル燃料である。
【００２０】
エンジン６０は、冷却水温センサ１０を備えており、この冷却水温センサ１０は、冷却水の温度（以下、冷却水温ともいう）を検出し、検出信号をＥＣＵ３０に出力する。
【００２１】
エンジン６０は、油温センサ１１を備えており、この油温センサ１１は、オイルの温度（以下、油温ともいう）を検出し、検出信号をＥＣＵ３０に出力する。
【００２２】
エンジン６０は、エンジン６０を始動するＩＳＧ（Integrated Starter Generator）４０を備えている。ＩＳＧ４０は、ベルト４２を介してエンジン６０のクランク軸７に連結されており、クランク軸７を回転させる（モータリングともいう）ことによりエンジン６０を始動する。クランク軸７は本発明における出力軸を構成する。
【００２３】
ＩＳＧ４０は、エンジン６０を回転させる電動機の機能だけでなく、エンジン６０の動力により発電する発電機の機能も備えている。ＩＳＧ４０は本発明におけるモータを構成する。なお、エンジン６０を回転させて始動できるものであれば、ＩＳＧ４０に限らずスタータ等を用いてもよい。
【００２４】
エンジン６０は、図示しない吸気カムと吸気カムシャフト６８との位相を変更する電動式可変バルブタイミング機構８０を備えている。電動式可変バルブタイミング機構８０は、通電により駆動するＶＶＴモータ８１を備えており、このＶＶＴモータ８１の回転数が調整されることにより、吸気バルブ７０の開閉タイミングを変更する。本実施例では、ＶＶＴモータ８１の回転数が大きくなると吸気バルブ７０の進角量は大きくなる。
【００２５】
車両５０は外気温センサ１２を備えており、外気温センサ１２は、外気温を検出して検出信号をＥＣＵ３０に出力する。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、エンジン６０の運転状態を電気的に制御するようになっている。
【００２７】
ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、エンジン６０の運転中に所定の停止条件が成立した場合、エンジン６０を停止する。また、ＥＣＵ３０は、停止条件の成立によるエンジン６０の停止中（アイドルストップ中）に、所定の再始動条件が成立した場合、エンジン６０を再始動する。このように、ＥＣＵ３０は、エンジン６０のアイドルストップを実施するアイドルストップ制御部を構成する。
【００２９】
エンジン６０において、インジェクタ２３から噴射された燃料がシリンダ６６の壁面でオイルと接触したり、混合気中の燃料がクランク室６５に吹き抜けてオイルと接触したりすることにより、燃料の一部がオイルに溶け込むオイル希釈が発生する。
【００３０】
このようなオイル希釈が発生すると、エンジン６０の内部のフリクションが増大する。このため、オイル希釈度合が増加した条件で、アイドルストップからのエンジン６０の再始動をする際に、オイル希釈のない条件と同等のエンジントルクを得るためには、フリクションの増大に起因して相対的に必要な空気量が減少し、空燃比がリッチ側に偏る。
【００３１】
この場合、一般的に用いられている油圧式可変バルブタイミング機構では、エンジン始動時の油圧不足によりバルブオーバーラップを僅かな量にしか設定することができない。このため、空燃比がリッチの状態での燃焼することにより、未燃成分を含む全炭化水素（ＴＨＣ）が排気側へ吹き流れ、排ガス性能の悪化を引き起こす。
【００３２】
また、オイル希釈成分の作用により、エンジン６０の始動性が悪化することが起こり得る。また、エンジン始動時にバルブオーバーラップを僅かな量にしか設定することができない場合、バルブオーバーラップによる充填効率の向上効果や掃気効果を得ることができず、吸入空気量を増やすことができない。
【００３３】
そこで、ＥＣＵ３０は、アイドルストップを実施する際、燃料によるエンジンオイルのオイル希釈度合を検出し、オイル希釈度合に応じた吸気バルブ７０の目標開閉タイミングを求める。また、ＥＣＵ３０は、エンジン６０の回転が停止する前に、吸気バルブ７０の開閉タイミングが目標開閉タイミングとなるよう電動式可変バルブタイミング機構８０を作動させる。ここで、目標開閉タイミングとは、基準の開閉タイミング（例えば、最遅角の開閉タイミング）よりも進角側の開閉タイミング（進角量）である。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施形態に係るエンジンの制御装置においてＥＣＵ３０により実行されるアイドルストップ動作について説明する。
【００３５】
図２において、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１でアイドルストップ条件が成立したか否かの判定を繰り返す。ここでは、ＥＣＵ３０は、外気温、冷却水温等がアイドルストップ条件を満たすか否かにより判定を行う。
【００３６】
ステップＳ１でアイドルストップ条件が成立した場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２でオイル希釈度合を検出（推定）する。ここでは、ＥＣＵ３０は、エンジン６０の冷機状態での燃料の増量分に、冷機状態の継続時間（始動から暖機完了までの時間）を乗算することにより、オイル希釈度合を求める。ここで、オイル希釈度合とは、オイル希釈によるエンジンオイルの粘度低下の度合をいう。
【００３７】
なお、エンジン６０が完全暖機に至り、完全暖機が保持された時間が所定の閾値（完全暖機保持時間）に到達した場合、ＥＣＵ３０は、演算済のオイル希釈度合をリセットする。
【００３８】
次いで、ＥＣＵ３０は、ステップ３でオイル希釈の有無を判定する。ここでは、オイル希釈度合が所定の閾値以上の場合、ＥＣＵ３０は、オイル希釈が有ると判定する。
【００３９】
ステップＳ３でオイル希釈が有ると判定した場合、ステップＳ４において、ＥＣＵ３０は、エンジン６０の次回の始動時の吸気バルブ７０の進角量を決定するため、オイル希釈量＿空気量補正マップを読み込む。このオイル希釈量＿空気量補正マップは、予め実験等により求めてＲＯＭに記憶されている。オイル希釈量＿空気量補正マップにおけるオイル希釈量とは、オイル希釈度合を意味する。
【００４０】
次いで、ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は、オイル希釈量＿空気量補正マップを参照し、オイル希釈度合に基づいて吸気バルブ７０の進角量を決定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は、燃料噴射を停止する。また、ＥＣＵ３０は、電動式可変バルブタイミング機構８０を駆動する。
【００４２】
次いで、ステップＳ７において、ＥＣＵ３０は、ＩＳＧ４０によりエンジン６０をモータリングしながら、電動式可変バルブタイミング機構８０を駆動して吸気バルブ７０の進角量を目標進角量に設定する。そして、ＥＣＵ３０は、吸気バルブ７０の進角量を目標進角量に維持するように、ＩＳＧ４０および電動式可変バルブタイミング機構８０の回転数を低下させ、クランク軸７の回転数（出力軸回転数）を０にする。
【００４３】
その後、ステップＳ８において、ＥＣＵ３０は、エンジン停止時間が所定の閾値より大きいか否かを判別する。エンジン停止時間とは、アイドルストップ制御によりエンジン６０が停止している時間をいう。
【００４４】
ステップＳ８でエンジン停止時間が所定の閾値以下の場合、ＥＣＵ３０は今回の動作を終了する。
【００４５】
ステップＳ８でエンジン停止時間が所定の閾値以上の場合、またはステップＳ３でオイル希釈が無いと判定した場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ９でエンジン６０が停止した状態のまま、電動式可変バルブタイミング機構８０への通電を停止し、電動式可変バルブタイミング機構８０および吸気バルブ７０を最遅角に固定し、今回の動作を終了する。
【００４６】
次に、図３を参照し、ＥＣＵ３０がアイドルストップ動作を実施する際のエンジン６０のクランク軸７の回転数（以下、出力軸回転数ともいう）の推移を説明する。
【００４７】
図３に示すように、初期状態のｔ０において、エンジン６０は運転しており、エンジン６０の運転状態に応じた出力軸回転数となっている。
【００４８】
その後、時刻ｔ１において、アイドルストップ条件が成立し、オイル希釈量に基づいて電動式可変バルブタイミング機構８０の進角量が決定される。
【００４９】
そして、時刻ｔ２において、燃料噴射が停止され、出力軸回転数が低下し始める。
【００５０】
その後、時刻ｔ３において、ＩＳＧ４０の駆動によりエンジン６０のクランク軸７が回転し、出力軸回転数が一定の所定回転数となるように維持される。また、吸気バルブ７０が時刻ｔ１で求めた進角量となるように、電動式可変バルブタイミング機構８０のＶＶＴモータ８１が駆動される。吸気バルブ７０の進角量は、このＶＶＴモータ８１の駆動中に目標進角量に到達する。
【００５１】
その後、時刻ｔ４において、吸気バルブ７０を目標進角量に維持した状態で出力軸回転数を低下させるため、ＩＳＧ４０の回転数およびＶＶＴモータ８１の回転数を、同じ回転降下速度で低下させる。言い換えれば、ＩＳＧ４０の回転数およびＶＶＴモータ８１の回転数を同期した状態で、双方の回転数を低下させる。
【００５２】
その後、時刻ｔ５で出力軸回転数が０に到達する。この状態では、ＩＳＧ４０およびＶＶＴモータ８１も停止しており、ＩＳＧ４０の回転数およびＶＶＴモータ８１の回転数は０である。
【００５３】
このように、本実施例では、アイドルストップ動作において、燃料噴射の停止により直ちにエンジン６０の運転が停止するが、出力軸回転数は、直ちに０になるのではない。本実施例では、ＩＳＧ４０とＶＶＴモータ８１との協働により吸気バルブ７０を目標進角量に設定する過程を経て、その目標進角量を維持した状態で、出力軸回転数が０になる。
【００５４】
なお、図３では、時刻ｔ６において、エンジン６０の再始動条件が成立し、燃料噴射の再開およびＩＳＧ４０の駆動により、エンジン６０が再始動している。なお、出力軸回転数は、時刻ｔ６の直後はＩＳＧ４０によってエンジン６０が回転させられるため直線的に立ち上がり、次いで、燃料の燃焼によるエンジントルクが短期間に急増および急減した後、一定のアイドル回転数で推移している。
【００５５】
以上説明したように、本実施例では、ＥＣＵ３０は、アイドルストップを実施する際、燃料によるエンジンオイルのオイル希釈度合を検出し、オイル希釈度合に応じた目標開閉タイミングを求める。また、ＥＣＵ３０は、エンジン６０の回転が停止する前に、吸気バルブ７０の開閉タイミングが目標開閉タイミングとなるよう電動式可変バルブタイミング機構８０を作動させる。
【００５６】
これにより、アイドルストップを実施する際、吸気バルブ７０の開閉タイミングをオイル希釈度合に応じた目標開閉タイミングに調整した状態でエンジン６０の回転を停止させることができる。このため、エンジン６０の再始動時はオイル希釈度合に応じた適切な目標開閉タイミングで吸気バルブ７０を作動させることができ、エンジン６０の再始動時の排ガス性能が悪化することを防止できる。
【００５７】
また、吸気バルブ７０を進角させることにより、吸気バルブ７０と排気バルブとが共に開くバルブオーバーラップ量を拡大し、排気ガスの一部を吸気ポート７２に吹き戻すことができる。
【００５８】
このため、吸気ポート７２の壁面温度を上昇させ、燃料の霧化を促進させることができ、エンジン６０の冷機時における始動性を高めることができる。この結果、オイル希釈の発生により排ガス性能および再始動性が悪化することを防止できる。
【００５９】
本実施例では、ＥＣＵ３０は、エンジン６０のエンジン回転数を所定回転数に維持したまま、吸気バルブ７０の開閉タイミングが目標開閉タイミングとなるよう電動式可変バルブタイミング機構８０を作動させる。
【００６０】
これにより、アイドルストップによりエンジン６０の回転を停止する前に、エンジン回転数を所定回転数に維持したまま、吸気バルブ７０の開閉タイミングを目標開閉タイミングに調整することができる。
【００６１】
本実施例では、エンジン６０はエンジン６０の出力軸を駆動するＩＳＧ４０を備える。そして、ＥＣＵ３０は、エンジン６０への燃料噴射を停止した後、ＩＳＧ４０を駆動してエンジン回転数を所定回転数に維持する。
【００６２】
これにより、アイドルストップのためにエンジン６０の燃料噴射を停止していても、ＩＳＧ４０により安定してエンジン回転数を所定回転数に維持することができ、安定して吸気バルブ７０の開閉タイミングを調整できる。
【００６３】
本実施例では、電動式可変バルブタイミング機構８０は、エンジン６０の吸気カムシャフト６８を回転させるＶＶＴモータ８１を有する。そして、ＥＣＵ３０は、吸気バルブ７０の開閉タイミングが目標開閉タイミングとなった後、その目標開閉タイミングを維持するよう、ＩＳＧ４０の回転数とＶＶＴモータ８１の回転数とを低下させる。
【００６４】
これにより、ＩＳＧ４０の回転数とＶＶＴモータ８１の回転数とを共に低下させることにより、目標開閉タイミングを維持したままエンジン回転数を０にすることができる。また、アイドルストップからのエンジン６０の再始動時には既に目標開閉タイミングに設定されているので適切なエンジン始動を行うことができる。
【００６５】
エンジン６０においては、エンジンオイルの希釈度合が大きいほど、エンジンオイルの潤滑性能が低下し、エンジン６０のフリクションが増加し、燃焼室６４への吸入空気量が低下する。
【００６６】
本実施例では、ＥＣＵ３０は、オイル希釈度合が大きいほど、目標開閉タイミングを進角側に変更する。
【００６７】
これにより、エンジンオイルの希釈度合が大きいほど目標開閉タイミングを進角側に変更して進角量を増やすことにより、燃焼室６４への吸入空気量を確保することができる。
【００６８】
また、吸気バルブ７０の開閉タイミングを進角させることにより、排気ガスの吸気ポート７２側への吹き戻し量を増加させることができ、吸気ポート７２の壁面温度を増加させることができる。
【００６９】
このため、特にエンジン６０が暖機される前において、燃料の気化を促進でき、燃焼室６４への吸入空気量を増加させることができる。
【００７０】
上述の通り、本発明の一実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００７１】
７ クランク軸（出力軸）
３０ ＥＣＵ（アイドルストップ制御部、オイル希釈度合検出部）
４０ ＩＳＧ（モータ）
６０ エンジン
６８ 吸気カムシャフト
７０ 吸気バルブ
８０ 電動式可変バルブタイミング機構
８１ ＶＶＴモータ
【図１】
2020033940.tif 000003
【図２】
2020033940.tif 000004
【図３】
2020033940.tif 000005