(57)【要約】【課題】吸気弁や排気弁の最大作用角又は最小作用角に基づいて作用角位置学習をする可変動弁機構を備えるエンジンにおいて、始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することを課題とする。【解決手段】エンジンの制御装置１は、吸気弁１２及び／又は排気弁１３の動作状態を可変とする作用角可変装置１０及び開弁位相可変機構５８と、この作用角可変装置１０の吸気弁１２及び／又は排気弁１３の最大作用角または最小作用角に基づく作用角位置学習を行うＥＣＵ５０と、を備えている。ＥＣＵ５０がイグニションオン後、エンジン始動前に作用角位置学習を実行することにより、始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁及び／又は排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構と、
当該可変動弁機構の吸気弁及び／又は排気弁の作用角位置学習を行う制御手段と、
を備え、
当該制御手段は、イグニションオン後、エンジン始動前に作用角位置学習を実行することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の吸気弁の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジンのポンプ損失が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
吸気弁及び／又は排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構と、
当該可変動弁機構の吸気弁及び／又は排気弁の作用角位置学習を行う制御手段と、
を備え、
当該制御手段は、イグニションオフの信号に基づいて、作用角位置学習を実行することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の吸気弁の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角に設定することを特徴としたエンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項５または６記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定することを特徴としたエンジンの制御装置。
【請求項８】
請求項５または６記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジンのポンプ損失が所定値以下となる目標作用角に設定することを特徴としたエンジンの制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、吸気弁の最大作用角に基づく作用角位置学習を進角した状態で行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、排気弁の最小作用角に基づく作用角位置学習を進角した状態で行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止する際に吸気弁の作用角を最小にすることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、
前記可変動弁機構は、電動駆動手段により駆動され、
前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止している間に、吸気弁の最大作用角に基づく作用角位置学習を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、
前記可変動弁機構は、電動駆動手段により駆動され、
前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段により停止したエンジンが始動するまでに、吸気弁作用角を着火可能な実圧縮比となる作用角に設定することを特徴としたエンジンの制御装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１０のいずれか一項記載のエンジンの制御装置において、
車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、
前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止している場合に、作用角位置学習を停止することを特徴とする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し、特に、吸気弁及び／または排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構を備えるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気弁あるいは排気弁の開弁開始時期やリフト量を可変とする可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置を改良したものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された可変動弁機構は、カムシャフトの軸方向の位置に応じてノーズの高さ、及びノーズのピーク点の位相が連続的に変化するような三次元カムが備えられたカムシャフトを軸方向に移動させて、吸気弁または排気弁のリフト量を変更する。
【０００４】
この特許文献１の可変動弁機構の制御装置は、可変動弁機構におけるカム位置センサの出力特性のばらつき、或いは、その取り付け位置のばらつき、温度変化等に起因するセンサ特性の変化などの影響によるセンサ出力のオフセット量、及びゲインのずれ量を学習用出力として検知し、補正することにより、吸気弁の動作状態や排気弁の動作状態を適切に制御する。特に、このような学習用出力を検出する基準位置として、アクチュエータの機構的なストッパ位置である最大側変位端位置、或いは、最小側変位端位置を選択することにより、バルブ位置が一義的に特定され、学習用出力値を容易かつ確実に取得する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４１９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなセンサ出力の学習において最大側変位端位置、或いは、最小側変位端位置を選択する場合、バルブ作用角が最大、最小のいずれかであるため、バルブ開閉期間が極端に長くなるか極端に短くなる。このようにバルブ開閉期間が極端となる場合、バルブの開閉タイミングによっては、運転状態に適したバルブの動作状態から乖離することがある。特に、ディーゼルエンジンにおいてこのような学習を行う場合、ディーゼルエンジンは混合気を圧縮して着火するため、点火のタイミングで燃焼を制御できるガソリンエンジンでは問題とならない課題が生じる。すなわち、ディーゼルエンジンでは、センサ出力の学習におけるバルブタイミングの取り方次第で、混合気の実圧縮比の低下に起因する始動性の悪化や失火、筒内に残留する排気ガスに起因する始動性の悪化、ポンプ損失、エンジン振動の増大が考えられる。
【０００７】
例えば、このような学習時のバルブタイミングの一例を図１５、図１６、図１７を用いて説明する。図１５（ａ）は、吸気弁において、最大側変位端位置、すなわち、最大作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、図１５（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積の関係を示している。図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、吸気弁において、最大作用角に基づいて学習を実施する場合、圧縮行程の途中までバルブが開弁しているため筒内圧が上昇せず、実圧縮比が低下し、失火につながることが想定される。
【０００８】
また、図１６（ａ）は、吸気弁において、最小側変位端位置、すなわち、最小作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、図１６（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積との関係を示している。図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、吸気弁において、最小作用角に基づいて学習を実施する場合、吸気行程途中でバルブを閉弁するため筒内圧が低下し、実圧縮比が低下する。これにより、失火につながることが想定される。
【０００９】
また、図１７（ａ）は、排気弁において、最小側変位端位置、すなわち、最小作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、図１７（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積との関係を示している。図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、排気弁において、最小作用角に基づいて学習を実施する場合、排気行程途中までバルブを閉弁するため筒内に排気が残り、排気ガスが再圧縮されることにより、ポンプ損失が増加し、エンジン振動が増大することが想定される。このように、ディーゼルエンジンでは、センサ出力の学習に起因する始動性の悪化や失火、ポンプ損失、エンジン振動の増大が考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、吸気弁や排気弁の作用角位置学習をする可変動弁機構を備えるエンジンにおいて、始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決する本発明のエンジンの制御装置は、吸気弁及び／又は排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構と、当該可変動弁機構の吸気弁及び／又は排気弁の作用角位置学習を行う制御手段と、を備え、当該制御手段は、イグニションオン後、エンジン始動前に作用角位置学習を実行することを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、作用角位置学習が燃料の燃焼に関与しないで行われるため、始動性の悪化、失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することができる。このようなエンジン始動の判断基準として、例えば、クランキングの開始、または燃料噴射の開始を選択することができる。
【００１２】
作用角位置学習は、最大作用角、または、最小作用角とした状態で実行することができる。しかしながら、このような最大作用角、または、最小作用角とした状態で作用角位置学習を実行した後のバルブ開弁状態は、燃料の着火を開始するのに適した状態ではないことがある。そこで、このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の吸気弁の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することができる（請求項２）。これにより、燃料の着火性が良好となり、高い始動性を確保することができる。燃料は、所定値以上の実圧縮比であれば着火する。この所定値は、シリンダ容積及び燃焼室容積に基づく機械的圧縮比、及び燃料を噴射するインジェクタや燃温を上昇させるグローの性能などのエンジン仕様に基づいて決定される値である。また、このように、燃焼が正常に行われるため、失火によるＴＨＣ（Ｔｏｔａｌ  ＨｙｄｒｏＣａｒｂｏｎｓ）排出、白煙の排出を回避することができる。
【００１３】
また、最大作用角、または、最小作用角とした状態で作用角位置学習を実行した後のそのままのバルブリフト特性は、ユーザにとって、快適なドライビングを実現する状態に合致しているとは限らない。特に、排気行程において筒内に排気ガスが残存してしまうと、ピストンが圧縮仕事をすることとなり、エンジンの振動が生じる。この際、ユーザは不快と感じる。そこで、このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することができる（請求項３）。ここでの所定値は、ユーザが不快に感じないと判断される際のエンジンの振動に基づき、予め決定された閾値である。本発明のような構成とすることにより、エンジンの振動を抑制し、ユーザの不快感を抑制することができる。
【００１４】
また、排気行程において筒内に排気ガスが残存してしまうと、エンジンのポンプ損失が生じる。これにより、クランキング時に筒内の圧力に打ち勝ってクランク軸を回転させることが必要となる。そこで、このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジンのポンプ損失が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始することができる（請求項４）。ここでの所定値は、スタータの能力を考慮して決定することができる。本発明のような構成とすることにより、エンジンのポンプ損失を抑制することができる。この結果、クランキングに余裕を持たせることができる。
【００１５】
また、本発明のエンジンの制御装置は、吸気弁及び／又は排気弁の動作状態を可変とする可変動弁機構と、当該可変動弁機構の吸気弁及び／又は排気弁の作用角位置学習を行う制御手段と、を備え、当該制御手段は、イグニションオフの信号に基づいて、作用角位置学習を実行する構成とすることもできる（請求項５）。このような構成とすることにより、作用角位置学習が燃料の燃焼に関与しないで行われるため、始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することができる。
【００１６】
このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の吸気弁の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角に設定することができる（請求項６）。これにより、次回のエンジン始動時の燃料の着火を可能とし、エンジンの良好な始動性を確保し、始動時間を短縮することができる。この所定値は、シリンダ容積及び燃焼室容積に基づく機械的圧縮比、及び燃料を噴射するインジェクタや燃温を上昇させるグローの性能などのエンジン仕様に基づいて決定される値である。また、このように、燃焼が正常に行われるため、失火によるＴＨＣ排出、白煙の排出を回避することができる。
【００１７】
このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定することができる（請求項７）。ここでの所定値は、ユーザが不快に感じないと判断される際のエンジンの振動に基づき、予め決定された閾値である。本発明のような構成とすることにより、次回のエンジン始動時において、エンジンの振動を抑制し、ユーザの不快感を抑制することができる。
【００１８】
このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、作用角位置学習実行後、前記可変動弁機構の排気弁の作用角を、エンジンのポンプ損失が所定値以下となる目標作用角に設定することができる（請求項８）。ここでの所定値は、スタータの能力に基づき、クランキングが可能なポンプ損失の値である。本発明のような構成とすることにより、次回のエンジン始動時において、エンジンのポンプ損失を抑制し、良好にエンジンを始動することができる。
【００１９】
このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、吸気弁の最大作用角に基づく作用角位置学習を進角した状態で行うことができる（請求項９）。また、このようなエンジンの制御装置において、前記制御手段は、排気弁の最小作用角に基づく作用角位置学習を進角した状態で行うことができる（請求項１０）。このような構成とすることにより、燃料の着火可能な実圧縮比が確保できる。これにより、エンジンの始動性が確保できる。また、失火によるＴＨＣ排出や白煙の排出を回避することができる。さらに、エンジンのポンプ損失を抑制し、振動増大を抑制することができる。
【００２０】
さらに、このようなエンジンの制御装置において、車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止する際に吸気弁の作用角を最小にすることができる（請求項１１）。このような構成とすることにより、アイドルストップのエンジン停止時に、エンジンの圧縮仕事を低減し、振動を極力抑制することができる。
【００２１】
また、このようなアイドルストップ制御手段を備えたエンジンの制御装置において、前記可変動弁機構は、電動駆動手段により駆動され、前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止している間に、吸気弁の最大作用角に基づく作用角位置学習を行うことができる（請求項１２）。このような構成とすることにより、エンジン停止中に作用角位置学習が行われるため、始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することができる。さらに、再びエンジンが始動する場合に、クランキングの圧縮仕事を低減させて、エンジンの回転上昇を円滑にすることができる。
【００２２】
また、このようなアイドルストップ制御手段を備えたエンジンの制御装置において、車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、前記可変動弁機構は、電動駆動手段により駆動され、前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段により停止したエンジンが始動するまでに、吸気弁作用角を着火可能な実圧縮比となる作用角に設定することができる（請求項１３）。このような構成とすることにより、アイドルストップ状態からのエンジン始動時における噴射燃料の着火を確実に行うことができる。
【００２３】
また、本発明のエンジンの制御装置において、車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御手段を備え、前記制御手段は、前記アイドルストップ制御手段によりエンジンが停止している場合に、作用角位置学習を回避することができる（請求項１４）。このような構成とすることにより、可変動弁機構が最大作用角又は最小作用角に基づく学習状態から着火可能な作用角に復帰するまでの時間が不要となり、極力短時間での始動が求められるアイドルストップ状態からのエンジン始動に時間がかからない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、作用角位置学習の実施する時期を燃料の燃焼に関与しない時期としたことにより、エンジンの始動性の悪化や失火、ポンプ損失及びエンジン振動の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の一実施形態である制御装置１は、ディーゼルエンジンにおいて、吸気弁、排気弁それぞれの動作状態を可変とする可変動弁機構と、この可変動弁機構を制御する制御手段を備えている。可変動弁機構は、吸気弁１２及び排気弁１３の作用角、すなわち、開弁期間を変更する作用角可変装置１０と吸気弁１２及び排気弁１３の開弁タイミングを変更する開弁位相可変機構５８とを備えている。
【００２７】
図１は、制御装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態の制御装置１は、作用角可変装置１０と、この作用角可変装置１０の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０とを有している。このＥＣＵ５０は後述する作用角位置学習を行う。ＥＣＵ５０には、作用角可変装置１０の制御軸１６を回転駆動するサーボモータ５２と、制御軸１６の回転角度を検出する制御軸回転角度センサ５３と、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ５４とが電気的に接続されている。
【００２８】
また、本実施形態のシステムは、作用角可変装置１０の駆動カム１４が設けられたカム軸５６の位相を連続的に可変とする公知の開弁位相可変機構５８と、カム軸５６の回転位置を検出するカム角センサ６０とを備えている。開弁位相可変機構５８は、吸気弁１２及び排気弁１３のバルブタイミングを進角したり遅角したりすることができる。
【００２９】
次に、作用角可変装置１０について説明する。図２は本発明の制御装置１に組み込まれる作用角可変装置１０を示した説明図である。以下、図２に示す作用角可変装置１０は、エンジンの吸気弁１２を駆動するものとして説明する。なお、排気弁１３を駆動する可変動弁装置１０も同様の構成であり、ここでは、吸気弁１２を駆動するもののみ説明する。
【００３０】
作用角可変装置１０は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカム軸に設けられた駆動カム１４と、カム軸と平行に配置された制御軸１６とを有している。
【００３１】
また、作用角可変装置１０は、制御軸１６を所定角度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動機構（図示しない）を有している。この制御軸駆動機構の構成は、制御軸１６の一端側に固定されたウォームホイール（図示しない）と、このウォームホイールに噛み合うウォームギヤ（図示しない）と、このウォームギヤを回転駆動するサーボモータ（図示しない）とで構成することができる。この場合、そのサーボモータの回転方向および回転量を制御することにより、制御軸１６の回転位置（回転角度）を制御することができる。
【００３２】
さらに、作用角可変装置１０は、揺動アーム１８を有している。揺動アーム１８は、制御軸１６を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム１８には、駆動カム１４に対向する側に、スライダー面２０が形成されている。
【００３３】
揺動アーム１８と駆動カム１４との間には、スライダーローラ２２が配置されている。スライダーローラ２２は、第１ローラ２２ａと、この第１ローラ２２ａより小径の第２ローラ２２ｂとを有している。第１ローラ２２ａは、駆動カム１４の周面と接触しており、第２ローラ２２ｂは、揺動アーム１８と接触している。第１ローラ２２ａおよび第２ローラ２２ｂは、同軸上に配置され、互いに独立して回転可能になっている。
【００３４】
スライダーローラ２２は、支持アーム２４の先端部に支持されている。図２中では隠れていて表れていないが、制御軸１６には図２中で下方向に突出した制御アームが設けられており、この制御アームの先端部に支持アーム２４の基端部が回動可能に連結されている。これにより、制御軸１６を回転させることで、スライダーローラ２２を移動させることができる。すなわち、図２に示す状態から制御軸１６を時計回りに回転させると、スライダーローラ２２は、上記制御アームおよび支持アーム２４に引っ張られて、揺動アーム１８の揺動中心２６、すなわち、制御軸１６の中心に近づく。また、スライダーローラ２２が揺動中心２６に近い位置にある状態から制御軸１６を反時計回りに回転させると、スライダーローラ２２は、揺動中心２６から遠ざかる。図２は、スライダーローラ２２の位置
を揺動中心２６から最も遠ざけた状態を示している。
【００３５】
さらに、スライダーローラ２２の移動範囲を限定するストッパ２３ａ、２３ｂが備えられている。スライダーローラ２２は、揺動中心２６から最も遠ざかった位置にあるとき、ストッパ２３ａに接触する。一方、スライダーローラ２２は、揺動中心２６から最も近づいた位置にあるとき、ストッパ２３ｂに接触する。このようなストッパ２３ａ、２３ｂの配置位置は、吸気弁１２のリフト量の変動範囲に応じて決定されている。
【００３６】
スライダー面２０は、揺動アーム１８の先端側から揺動中心２６側に行くほど、駆動カム１４の中心との間隔が徐々に狭まるような曲面（例えば円弧面）をなしている。
【００３７】
揺動アーム１８の、スライダー面２０と反対側には、揺動カム面２８が形成されている。揺動カム面２８は、揺動アーム１８の揺動中心２６からの距離が一定となるように形成された非作用面（基礎円部）２８ａと、この非作用面２８ａから続いて設けられ、揺動中心２６からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面２８ｂとで構成されている。本実施形態では、作用面２８ｂは、作用面中心３０を中心とする円弧面で構成されているものとするが、作用面２８ｂは円弧面でなくてもよい。
【００３８】
このような揺動アーム１８は、ロストモーションスプリング（図示しない）により、図２中の反時計回りに付勢されている。この付勢力により、揺動アーム１８はスライダーローラ２２に押し当てられており、また、スライダーローラ２２は駆動カム１４に押し当てられている。
【００３９】
さらに、作用角可変装置１０は、吸気弁１２の弁軸をリフト方向へ押圧するロッカーアーム３２を備えている。ロッカーアーム３２は、図２中で揺動アーム１８の下方に配置されている。ロッカーアーム３２には、揺動カム面２８に対向するようにロッカーローラ３４が設けられている。ロッカーローラ３４は、ロッカーアーム３２の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム３２の一端は、吸気弁１２の弁軸端に当接されており、ロッカーアーム３２の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ３６に支持されている。吸気弁１２は、バルブスプリング（図示しない）によって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３２を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ３４は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ３６とによって、揺動アーム１８の揺動カム面２８に押し当てられている。
【００４０】
このような作用角可変装置１０では、駆動カム１４が回転すると、駆動カム１４のカムリフトがスライダーローラ２２を介して揺動アーム１８に伝達することにより、揺動アーム１８が揺動する。
【００４１】
図２に示す状態から、制御軸１６を時計回りに回転させると、スライダーローラ２２が揺動中心２６に近づく方向に移動する。これにより、スライダーローラ２２の第２ローラ２２ｂがスライダー面２０と接触する状態となる。この状態では、駆動カム１４が回転することで揺動アーム１８が揺動するのに伴って、吸気弁１２が開閉動作する。この状態を以下「弁駆動状態」という。
【００４２】
弁駆動状態において、駆動カム１４がリフトしていないとき、すなわち駆動カム１４の基礎円部が第１ローラ２２ａと接触しているときには、ロッカーローラ３４は揺動カム面２８の非作用面２８ａと接触している。これにより、吸気弁１２は閉じている。そして、駆動カム１４がリフトし始め、揺動アーム１８が図２中の時計周りに揺動し始めると、ロッカーローラ３４と揺動カム面２８との接触点（以下、「ロッカーローラ接触点」と称する。）は、非作用面２８ａから作用面２８ｂへ移行する。ロッカーローラ接触点が作用面２８ｂに移行すると、ロッカーアーム３２が押し下げられ、吸気弁１２が開弁する。
【００４３】
以下に説明するように、この作用角可変装置１０では、弁駆動状態において、制御軸１６を回転させてスライダーローラ２２を移動させることにより、吸気弁１２の作用角及び最大リフト量（以下、両者を単に「作用角」と称する。）を連続的に変化させることができる。
【００４４】
初めに、スライダーローラ２２が揺動中心２６に最も近い位置、すなわち、ストッパ２３ｂに接触しているとする。このときには、駆動カム１４のカムリフトが揺動中心２６に近い位置において揺動アーム１８に伝達されることになるので、揺動アーム１８の揺動範囲（振れ幅）が大きくなる。このため、吸気弁１２の作用角は、大きくなる。また、前述したように、揺動中心２６に近いほど、スライダー面２０と駆動カム１４の中心との距離は小さい。よって、駆動カム１４がリフトしていないときの揺動アーム１８の位置は、スライダーローラ２２が揺動中心２６に近づくほど、図２中の時計回り側に移動する。このようなことから、揺動アーム１８が揺動開始した後、ロッカーローラ接触点が非作用面２８ｂに移行するまで、つまり吸気弁１２がリフトし始めるまでに要する揺動アーム１８の回転量は、スライダーローラ２２が揺動中心２６に近いほど小さくなる。このことからも、吸気弁１２の作用角は大きくなる。このようにスライダーローラ２２が揺動中心２６に最も近い位置、すなわち、ストッパ２３ｂに接触している場合、吸気弁１２のリフト量が最大となり、最大作用角となる。
【００４５】
逆に、スライダーローラ２２が揺動中心２６から遠い位置、すなわち、ストッパ２３ａに接触しているとすると、駆動カム１４のカムリフトは、揺動中心２６から遠い位置において揺動アーム１８に伝達されることになる。このため、揺動アーム１８の揺動範囲（振れ幅）が小さくなる。また、揺動アーム１８が揺動開始した後、ロッカーローラ接触点が非作用面２８ｂに移行するまでに要する揺動アーム１８の回転量は、スライダーローラ２２が揺動中心２６から遠いほど、大きくなる。これらにより、スライダーローラ２２が揺動中心２６から遠いほど、吸気弁１２の作用角は小さくなる。このようにスライダーローラ２２が揺動中心２６に最も遠い位置、すなわち、ストッパ２３ａに接触している場合、吸気弁１２のリフト量が最小となり、最小作用角となる。
【００４６】
ＥＣＵ５０は、所定のマップに従い、エンジンの運転状態（機関回転速度および機関負荷）に応じて、制御軸１６の回転位置を制御することにより、吸気弁１２の作用角を制御する。例えば、機関負荷が大きいほど、作用角を大きくし、機関負荷が小さいほど、作用角を小さくする。
【００４７】
図３は、作用角可変装置１０の動作により変動する吸気弁１２と排気弁１３との開弁時間とバルブリフト量の関係を示した説明図である。図３中の実線で示した山が吸気弁１２の開弁時間とバルブリフト量を示し、図３中の破線で示した山が排気弁１３の開弁時間とバルブリフト量を示している。また、リフトカーブの山が大きくなるほど、バルブリフト量が大きくなり、開弁時間が長くなる。図３中に示すように、吸気弁１２は開弁開始時期を一定にし、バルブリフト量を変更する。これにより、閉弁時期を変更し、バルブの開弁時間、すなわち、作用角を変更する。一方、排気弁１３は、閉弁時期を一定にするように開弁開始時期とバルブリフト量とを変更し、バルブの開弁時間、作用角を変更する。なお、本実施形態では、開弁位相可変機構５８を用いて、吸気弁１２の開弁時期を変動させることができ、また、排気弁１３の閉弁時期を変更することができるため、図３中の各リフトカーブは、左右に移動しうる。
【００４８】
以下、このような実施の形態における可変動弁機構を備える制御装置１の作用角学習について説明する。作用角位置学習とは、本実施形態の可変動弁機構におけるセンサの出力特性のばらつき、或いは、その取り付け位置のばらつき、温度変化等に起因するセンサ特性の変化などの影響によるセンサ出力のオフセット量、及びゲインのずれ量を学習用出力として検知し、補正する処理のこと、いわゆる、キャリブレーションである。本発明では、機構上の最大作用角、及び最小作用角における制御軸１６の位置に基づき作用角位置学習が行われる。また、本発明の制御装置１における作用角及び位相の変動幅は、エミッション、燃費、出力の観点から決定される。
【００４９】
次に、本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御フローについて説明する。本実施例の作用角位置学習は、エンジン始動直前に行われる。
【００５０】
まず、吸気弁１２の作用角位置学習について説明する。図４は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。本制御は、エンジン始動前に行われる。まず、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１でイグニションをオンとする。次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２で作用角位置学習を開始する。このステップＳ１２の作用角位置学習の処理では、ＥＣＵ５０は、サーボモータ５２を駆動し、図２中における揺動アーム１８を時計回りに回転させて、スライダーローラ２２がストッパ２３ｂに接触する位置へ移動させる。すなわち、吸気弁１２が最大作用角となる位置へ制御軸１６を回転させる。さらに、ＥＣＵ５０はこのときの制御軸回転角度センサ５３により計測される制御軸回転角度を最大作用角時の角度として取得する。ＥＣＵ５０は、この処理後に行われる吸気弁１２の作用角の制御を、ここで取得した最大作用角時の角度を基準として行う。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２の処理を終えると、ステップＳ１３へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３で、燃料噴射を許可する。これにより、エンジンが始動する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３を処理するとリターンする。
【００５１】
このように作用角位置学習は、燃料噴射の前に行われる。このため、作用角位置学習における吸気弁１２の開閉タイミングの変動が燃料の燃焼に影響を与えることはない。従って、始動性の悪化、失火によるＴＨＣ、白煙の排出の問題が生じない。
【００５２】
また、本実施例では、吸気弁１２の作用角を最大として作用角位置学習を行っているが、吸気弁１２の作用角を最小として作用角位置学習を行うこともできる。この場合、ＥＣＵ５０は、サーボモータ５２を駆動し、図２中における揺動アーム１８を反時計回りに回転させて、スライダーローラ２２がストッパ２３ａに接触する位置へ移動させる。すなわち、吸気弁１２が最小作用角となる位置へ制御軸１６を回転させる。そして、ＥＣＵ５０は、このときの制御軸回転角度センサ５３により計測される制御軸回転角度を最小作用角時の角度として取得する。ＥＣＵ５０は、この処理後に行われる吸気弁１２の作用角の制御を、ここで取得した最小作用角時の角度を基準として行う。
【００５３】
さらに、排気弁１３の作用角位置学習について説明する。排気弁１３の作用角位置学習も図４のフローチャートに従って行われる。排気弁１３の作用角位置学習も燃料噴射の前に行われる。このため、筒内に排気ガスが残存することがないので、排気ガスの圧縮によるエンジンのポンプ損失及びエンジン振動の問題は生じない。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、噴射を終了し、エンジン回転数が０となるエンジン停止直前の期間に作用角位置学習が行われる。
【００５５】
ここで、本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御フローについて説明する。図５は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。
【００５６】
本制御は、エンジンが停止するタイミングで行われる。まず、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１でイグニションをオフとする。次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２２で燃料の噴射を停止する。次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２３で作用角位置学習を開始する。このステップＳ２３の作用角位置学習の処理では、ＥＣＵ５０は、サーボモータ５２を駆動し、図２中における揺動アーム１８を時計回りに回転させて、スライダーローラ２２がストッパ２３ｂに接触する位置へ移動させる。すなわち、吸気弁１２が最大作用角となる位置へ制御軸１６を回転させる。さらに、ＥＣＵ５０はこのときの制御軸回転角度センサ５３により計測される制御軸回転角度を最大作用角時の角度として取得する。ＥＣＵ５０は、この処理後の次回の運転の際に行われる吸気弁１２の作用角の制御を、ここで取得した最大作用角時の角度を基準として行う。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２３の処理を終えると、ステップＳ２４へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４で、エンジンを停止する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４を処理するとリターンする。
【００５７】
このように作用角位置学習は、燃料噴射を停止した後に行われる。このため、作用角位置学習における吸気弁１２の開閉タイミングの変動が燃料の燃焼に影響を与えることはない。したがって、始動性の悪化、失火が問題とならない。また、本実施例において、実施例１同様、最小作用角に基づいて作用角位置学習を行うこともできる。
【００５８】
また、本実施例において、排気弁１３の作用角を最大、または、最小として作用角位置学習を行うこともできる。この場合、ＥＣＵ５０は、図５のフローチャートに従って処理を行う。排気弁１３の作用角位置学習も燃料噴射の停止後に行われる。したがって、作用角位置学習中に筒内にエンジンのポンプ損失や振動を引き起こすほどの排気ガスが残存していないため、排気ガスの圧縮によるポンプ損失及びエンジン振動の増大が抑制される。
【実施例３】
【００５９】
次に、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、エンジン始動直前に吸気弁１２の作用角位置学習を実行後、吸気弁１２の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角とした後に、燃料噴射を開始する。
【００６０】
ここで、本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御フローについて説明する。図６は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。図６中のステップＳ１１、ステップＳ１２の処理は、図４中で示したステップＳ１１、ステップＳ１２と同一の処理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２の処理を終えると、ステップＳ１ａの処理へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１ａで、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更する。ここで、目標作用角は、実圧縮比が所定値ε０以上となる時の作用角である。この所定値ε０は、燃料の着火を可能とする実圧縮比の値である。この所定値ε０は、シリンダ容積及び燃焼室容積に基づく機械的圧縮比、及び燃料を噴射するインジェクタや燃温を上昇させるグローの性能などのエンジン仕様に基づいて決定される。
【００６１】
図７は、実圧縮比と吸気弁１２の閉弁時期との関係を示した説明図である。図７に示すように、実圧縮比は、吸気弁１２の閉弁時期がＢＤＣの時点を頂点とする上に凸の放物線を描く。この実圧縮比が所定値ε０以上となるときの吸気バルブの閉弁時期が目標作用角である。
【００６２】
ＥＣＵ５０がステップＳ１ａの処理を終えると、ステップＳ１ｂへ進む。ＥＣＵ５０はステップＳ１ｂで噴射許可フラグをオンにする。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１ｂの処理を終えると、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３の処理は、図４中で示したステップＳ１３と同一の処理であるので、ここでの詳細な説明は省略する。なお、エンジンのクランキングは、ステップＳ１２終了時にステップＳ１ａと並行して行っても良い。
【００６３】
このように吸気弁１２の作用角位置学習は、燃料噴射の前に行われる。このため、作用角位置学習における吸気弁１２の開閉タイミングの変動が燃料の燃焼に影響を与えることはない。従って、始動性の悪化、失火によるＴＨＣ、白煙の排出の問題が生じない。さらに、作用角位置学習終了後に、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更するため、噴射開始後エンジンの良好な始動性を確保し、失火によるＴＨＣ、白煙の排出を抑制することができる。
【実施例４】
【００６４】
次に、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、エンジン始動直前に排気弁１３の作用角位置学習を実行後、排気弁１３の作用角をエンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始する。
【００６５】
本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御は、実施例３で説明した図６のフローチャートに示した制御フローを用いて行うことができる。但し、吸気弁１２と排気弁１３との違いから、ステップＳ１ａにおける目標作用角が異なる点で相違する。本実施例の目標作用角は、エンジン振動が所定値ε１以下となる時の作用角である。この所定値ε１は、ユーザが不快に感じないと判断されるエンジンの振動に基づき、予め決定された閾値である。
【００６６】
図８は、エンジンの振動と排気バルブの開弁時期との関係を示した説明図である。図８に示すように、エンジンの振動は、排気バルブの開弁時期がＢＤＣよりも進角側で緩やかに変化し、ＢＤＣよりも遅角側で急激に上昇する。このエンジン振動が所定値ε１以下となるときの排気バルブの開弁時期が目標作用角である。
【００６７】
このように作用角位置学習は、燃料噴射の前に行われる。このため、筒内に排気ガスが残存することがないので、排気ガスの圧縮によるエンジンのポンプ損失及びエンジン振動の問題は生じない。さらに、作用角位置学習終了後に、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更するため、燃焼開始後のエンジンのポンプ損失や振動を抑制し、エンジンの始動性を確保するとともに、ユーザへ快適な運転状態を提供することができる。
【実施例５】
【００６８】
次に、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、エンジン始動直前に排気弁１３の作用角位置学習を実行後、排気弁１３の作用角を、エンジンのポンプ損失が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、燃料噴射を開始する。
【００６９】
本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御は、実施例３で説明した図６のフローチャートに示した制御フローを用いて行うことができる。但し、吸気弁１２と排気弁１３との違いから、ステップＳ１ａにおける目標作用角が異なる点で相違する。本実施例の目標作用角は、ユーザの不快指数が所定値ε２以下となる時の作用角である。この所定値ε２は、スタータの能力を考慮してクランキングが可能なポンプ損失の値である。
【００７０】
図９は、エンジンのポンプ損失と排気バルブの開弁時期との関係を示した説明図である。図９に示すように、エンジンの振動は、排気バルブの開弁時期がＢＤＣよりも進角側で緩やかに変化し、ＢＤＣよりも遅角側で急激に上昇する。このエンジンのポンプ損失が所定値ε２以下となるときの排気バルブの開弁時期が目標作用角である。
【００７１】
このように作用角位置学習は、燃料噴射の前に行われる。このため、筒内に排気ガスが残存することがないので、排気ガスの圧縮によるエンジンのポンプ損失及びエンジン振動の問題は生じない。さらに、作用角位置学習終了後に、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更するため、燃焼開始後のエンジンのポンプ損失や振動を抑制し、エンジンの始動性を確保するとともに、ユーザへ快適な運転状態を提供することができる。
【実施例６】
【００７２】
さらに、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、エンジン停止直前に吸気弁１２の作用角位置学習を実行後、吸気弁１２の作用角を実圧縮比が所定値以上となる目標作用角とした後に、エンジンの電源をオフとする。
【００７３】
ここで、本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御フローについて説明する。図１０は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。図１０中のステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２３の処理は、図５中で示したステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２３と同一の処理であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７４】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ２３の処理を終えると、ステップＳ２ａの処理へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２ａで、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更する。ここで、目標作用角は、実圧縮比が所定値ε０以上となる時の作用角である。この所定値ε０は、実施例３で説明したものと同様であり、ここではその詳細な説明は省略する。
【００７５】
ＥＣＵ５０はステップＳ２ａの処理を終えると、ステップＳ２ｂへ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２ｂでエンジンの電源系をオフとする。この際、次回の運転開始まで、ステップＳ２ａで設定した吸気弁１２の作用角を維持するように、揺動アーム１８の位置を固定する。
【００７６】
このように、吸気弁１２の作用角位置学習は、燃料噴射の停止後に行われる。このため、作用角位置学習における吸気弁１２の開閉タイミングの変動が燃料の燃焼に影響を与えることはない。従って、始動性の悪化や失火が問題とならない。さらに、次回の運転開始時に適した作用角でエンジンが始動するため、エンジンの始動性を確保するとともに、失火によるＴＨＣ、白煙の排出を抑制することができる。また、本実施例のような構成であれば、吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更する間にエンジンが先に停止しても、作用角の変更は電動駆動により可能である。
【実施例７】
【００７７】
さらに、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、エンジン停止直前に排気弁１３の作用角位置学習を実行後、排気弁１３の作用角をエンジン振動が所定値以下となる目標作用角に設定した後に、エンジンの電源をオフとする。
【００７８】
本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御は、実施例６で説明した図１０のフローチャートに示した制御フローを用いて行うことができる。但し、吸気弁１２と排気弁１３との違いから、ステップＳ２ａにおける目標作用角が異なる点で相違する。本実施例の目標作用角は、エンジン振動が所定値ε１以下となる時の作用角である。この所定値ε１は、ユーザが不快に感じないと判断されるエンジンの振動に基づき、予め決定された閾値である。この所定値ε１は、実施例４で説明したものと同様である。また、次回の運転開始までステップＳ２ａで設定した排気弁１３の作用角を維持するように、揺動アーム１８の位置を固定している。
【００７９】
このように、排気弁１３の作用角位置学習は、燃料噴射の停止後に行われる。したがって、作用角位置学習中に筒内にエンジンのポンプ損失や振動を引き起こすほどの排気ガスが残存していないため、排気ガスの圧縮によるポンプ損失及びエンジン振動の増大が抑制される。さらに、次回の運転開始時に適した作用角でエンジンが始動するため、エンジンの始動性を確保し、ユーザに快適な運転状態を提供することができる。また、本実施例のような構成であれば、排気弁１３の作用角を目標作用角へ変更する間にエンジンが先に停止しても、作用角の変更は電動駆動により可能である。
【００８０】
また、本実施例では、目標作用角をエンジン振動が所定値以下となる値に設定することとしたが、目標作用角をエンジンのポンプ損失が所定値以下となる値に設定することもできる。この所定値ε２は、スタータの能力を考慮してクランキングが可能なポンプ損失の値であり、目標作用角は、エンジンのポンプ損失が所定値ε２以下となる時の作用角である。なお、この所定値ε２は、実施例５で説明したものと同様である。
【実施例８】
【００８１】
次に、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、吸気弁１２の作用角位置学習をする場合、ＥＣＵ５０は、吸気弁１２の開弁時期を最進角の状態とし、最大作用角に基づく作用角位置学習を実行する。
【００８２】
ＥＣＵ５０は、開弁位相可変機構５８により、カム軸５６を回転させて、吸気弁１２の開弁時期を許容される最も早いタイミング、すなわち、最進角の状態とする。図１１（ａ）は、このような最進角の状態で、吸気弁１２の最大作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合の吸気弁開弁期間を示した説明図である。一方、図１１（ｂ）は、比較例として、進角しない状態で、吸気弁１２の最大作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合の吸気弁開弁期間を示した説明図である。図１１（ａ）に示すように、本実施例では、吸気カム１２の開弁時期をα°進角している。このα°は制御装置１における最大進角度である。このような最大進角度α°はエミッション、燃費、出力の観点から決定された値である。吸気弁１２の開弁時期を進角した状態では、進角しない場合と比較して、吸気弁１２の閉弁時期が早まり、圧縮行程中の空気流出量が減少し、筒内圧力の低下が抑制されるため、実圧縮比の低下が抑制される。このため、始動性の悪化、失火が抑制される。このような効果は進角することにより得ることができるが、最進角にした場合にその効果が最も現れる。なお、このように最進角の状態であれば、エンジン始動後、燃料噴射が行われている最中に、吸気弁１２の最大作用角に基づいて作用角位置学習を行うことができる。但し、燃料噴射停止時に作用角位置学習を行う場合、始動性の悪化や失火を抑制する効果がより有効である。
【００８３】
また、吸気弁１２の作用角位置学習をする場合、吸気弁１２の開弁時期を遅角した状態で、最大作用角に基づく作用角位置学習をすることを想定すると、吸気弁１２の閉弁時期が遅くなり、圧縮行程中の空気流出量が増加するため、筒内圧力が低下し、実圧縮比が低下する。これにより、失火のおそれがある。従って、吸気弁１２の開弁時期を遅角した状態で、最大作用角に基づく作用角位置学習は実行しない。
【実施例９】
【００８４】
さらに、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様であり、その詳細な説明は省略する。以下、本発明の作用角位置学習について説明する。本実施例では、排気弁１３の作用角位置学習をする場合、ＥＣＵ５０は、排気弁１３の開弁時期を最進角の状態とし、最小作用角に基づく作用角位置学習を実行する。
【００８５】
ＥＣＵ５０は、開弁位相可変機構５８により、カム軸５６を回転させて、排気弁１３の開弁時期を許容される最も早いタイミング、すなわち、最進角の状態とすることができる。図１２（ａ）は、このような最進角の状態で、排気弁１３の最小作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合の排気弁開弁期間を示した説明図である。一方、図１２（ｂ）は、進角しない状態で、排気弁１３の最小作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合の排気弁開弁期間を示した説明図である。図１２（ａ）に示すように、本実施例では、排気カム１３の閉弁時期をγ°進角している。なお、閉弁時期をγ°進角させると開弁時期もγ°進角することになる。このγ°は制御装置１における最大進角度である。このような最大進角度γ°はエミッション、燃費、出力の観点から決定された値である。排気弁１３の開弁時期を進角した状態では、進角しない場合と比較して、筒内の排気の排出が早期におこなわれるため、筒内の排気の再圧縮が抑制される。これにより、ポンプ損失、エンジン振動が抑制される。このような効果は進角することにより得ることができるが、最進角にした場合にその効果が最も現れる。なお、このように、最進角の状態であれば、エンジン始動後、燃料噴射が行われている最中に、排気弁１３の最小作用角に基づいて作用角位置学習を行うこともできる。但し、エンジンのポンプ損失や振動を抑制する効果を得るためには、噴射停止時に作用角学習を行うことが有効である。
【実施例１０】
【００８６】
さらに、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例では、ＥＣＵ５０が車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御を行う。さらに、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ制御を実行中に作用角位置学習の実行を回避する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様である。
【００８７】
ここで、本実施例においてＥＣＵ５０の行う制御フローについて説明する。図１３は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。ＥＣＵ５０はステップＳ３１でアイドルストップ制御実行中であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ３１でＹＥＳと判断する場合、すなわち、アイドルストップ制御実行中と判断する場合、作用角位置学習を行わず、リターンする。
【００８８】
一方、ＥＣＵ５０はステップＳ３１でＮＯと判断する場合、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２及び、ステップＳ１２の次の処理であるステップＳ１ａは、上記の実施例において説明したステップＳ１２及びステップＳ１ａと同一の処理である。すなわち、吸気弁１２及び／または排気弁１３の作用角位置学習を実行し、目標作用角へ変更する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１ａの処理を終えると、ステップＳ３２へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ３２でエンジンを始動する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ３２の処理を終えると、リターンする。
【００８９】
以上のように、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ制御実行中に、作用角位置学習を停止する。作用角位置学習を実行すると、学習完了まで適切な運転ができず、作用角を最適な状態へ復帰させるまでに時間を要する。本実施例では、アイドルストップ制御時に、エンジン停止前と同様の状態で作用角を維持するため、始動の悪化や、復帰までの時間がかからない。これにより、アイドルストップ制御時においても、極力早い始動を実現する。特に、ディーゼルエンジンでは、その燃焼形態の違いにより、ガソリンエンジンよりも始動性の悪化が顕著に現れるため、アイドルストップ制御時の早期始動が有効である。
【実施例１１】
【００９０】
さらに、本発明のその他の実施例を説明する。本実施例では、ＥＣＵ５０が車両停止中にエンジンを停止するアイドルストップ制御を行う。さらに、ＥＣＵ５０は、アイドルストップ制御の実行時に吸気弁１２の作用角位置学習を実行する。本実施例の制御装置のシステム構成は、実施例１と同様である。以下、本実施例の制御フローについて説明する。図１４は、本実施例においてＥＣＵ５０が処理する制御のフローチャートである。
【００９１】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ４１でアイドルストップ制御の要求により燃料の噴射を停止する。次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４２で吸気弁１２の作用角を最小化する。ステップＳ４２で吸気弁１２の作用角を最小化した後、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４３でエンジンを停止する。ステップＳ４２で吸気弁１２の作用角を最小化したことにより、筒内圧力が低下し、エンジンの圧縮仕事が低下する。このため、エンジンの振動が小さくなる。また、この処理の際、燃料の噴射は停止されているので、ＴＨＣ、白煙は発生しない。ＥＣＵ５０は、ステップＳ４３の処理を終えると、ステップＳ４４へ進む。
【００９２】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ４４で吸気弁１２の作用角を最大化し、作用角位置学習を実行する。このような処理により、吸気弁１２の開弁時間が長く、筒内の密閉時間が減少するため、次回の始動時における筒内の圧縮仕事を低下することができる。ＥＣＵ５０は、ステップＳ４４の処理を終えると、ステップＳ４５へ進む。ＥＣＵ５０はステップＳ４５でクランキングを行い、エンジンを始動する。ステップＳ４４で吸気弁１２の作用角が最大化しているため、ステップＳ４５におけるクランキング時の仕事量を小さくすることができる。ＥＣＵ５０はステップＳ４５の処理を終えると、ステップＳ４６へ進む。
【００９３】
ＥＣＵ５０はステップＳ４６で吸気弁１２の作用角を目標作用角へ変更する。この処理により、吸気弁１２の作用角が、燃料の着火の可能な実圧縮比となる作用角へ変更される。これにより、燃料の着火が可能となる。ＥＣＵ５０はステップＳ４６の処理を終えるとステップＳ４７へ進む。ＥＣＵ５０は、ステップＳ４７で燃料の噴射を開始する。これによりエンジンが再始動する。
【００９４】
このような処理により、アイドルストップ制御実行時に、エンジンが停止する際の振動が抑制され、再始動時のスタータの仕事を低下することができるとともに、作用角位置学習が行われる。また、始動性の悪化を抑制することができる。
【００９５】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００９６】
例えば、本発明の実施の形態では、作用角可変装置１０によりバルブのリフト量を変更していたが、この作用角可変装置１０に代えて、カムシャフトの軸方向の位置に応じてノーズの高さ、及びノーズのピーク点の位相が連続的に変化するような三次元カムが備えられたカムシャフトを軸方向に移動させて、吸気弁または排気弁のリフト量を変更する可変動弁機構としても良い。図１８は、このような可変動弁機構を示した説明図である。この場合、カムシャフトの軸方向の機構上の移動可能範囲に基づいて、最大作用角及び最小作用角の位置学習を行うことができる。また、可変動弁機構は、実施可能な範囲で機械的な制御により駆動されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態の制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御装置に組み込まれる作用角可変装置を示した説明図である。
【図３】作用角可変装置の動作により変動する吸気弁と排気弁との開弁時間とバルブリフト量の関係を示した説明図である。
【図４】実施例１においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図５】実施例２においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図６】実施例３においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図７】実圧縮比と吸気バルブの閉弁時期との関係を示した説明図である。
【図８】エンジン振動と排気バルブの開弁時期との関係を示した説明図である。
【図９】エンジンのポンプ損失と排気バルブの開弁時期との関係を示した説明図である。
【図１０】実施例６においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は、最進角の状態で、吸気弁の最大作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合のバルブ開閉時期を示し、（ｂ）は、進角しない状態で、吸気弁の最大作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合のバルブ開閉時期を示した説明図である。
【図１２】（ａ）は、最進角の状態で、排気弁の最小作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合のバルブ開閉時期を示し、（ｂ）は、進角しない状態で、排気弁の最小作用角に基づいて作用角位置学習を行う場合のバルブ開閉時期を示した説明図である。
【図１３】実施例１０においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図１４】実施例１１においてＥＣＵが処理する制御のフローチャートである。
【図１５】（ａ）は、吸気弁において、最大作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積の関係を示した説明図である。
【図１６】（ａ）は、吸気弁において、最小作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積との関係を示した説明図である。
【図１７】（ａ）は、排気弁において、最小作用角に基づいて学習を実施する場合のバルブ開弁期間を示し、（ｂ）は、その場合の筒内圧とシリンダ容積との関係を示した説明図である。
【図１８】カムシャフトの軸方向の位置を変えて、吸気弁または排気弁のリフト量を変更する可変動弁機構を示した説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  制御装置
１０  作用角可変装置
１２  吸気弁
１３  排気弁
１４  駆動カム
１６  制御軸
１８  揺動アーム
２０  スライダー面
２２  スライダーローラ
２２ａ  第１ローラ
２２ｂ  第２ローラ
２３ａ  ストッパ
２３ｂ  ストッパ
２４  支持アーム
２６  揺動中心
２８  揺動カム面
２８ａ  非作用面
２８ｂ  作用面
３０  作用面中心
３２  ロッカーアーム
３４  ロッカーローラ
３６  油圧式ラッシュアジャスタ
４２  ロッカーローラ中心
５０  ＥＣＵ
５２  サーボモータ
５３  制御軸回転角度センサ
５４  クランク角センサ
５６  カム軸
５８  開弁位相可変機構
６０  カム角センサ
【図１】
2010031702.tif 000003
【図２】
2010031702.tif 000004
【図３】
2010031702.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010031702.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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