(57)【要約】【課題】車両発進時での燃焼状態が安定した内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンシステム１０は、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ９３と、車両停車時の路面の勾配を検出する勾配センサ９１と、吸気弁２４及び排気弁２５の開弁期間が重なるオーバーラップ量を制御可能な吸気側バルブタイミング機構２８、排気側バルブタイミング機構２９と、勾配センサ９１が登り勾配であることを検出しかつブレーキスイッチ９３がオンからオフとなることを検出した場合でのオーバーラップ量を、勾配センサ９１が登り勾配以外を検出しかつブレーキスイッチ９１がオンからオフとなることを検出した場合で予め設定されるオーバーラップ量よりも小さくなるように吸気側バルブタイミング機構２８、排気側バルブタイミング機構２９を制御するＥＣＵ１００と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチと、
車両停車時の路面の勾配を検出する勾配センサと、
吸気弁及び排気弁の開弁期間が重なるオーバーラップ量を制御可能な可変バルブタイミング機構と、
前記勾配センサが登り勾配であることを検出しかつ前記ブレーキスイッチがオンからオフとなることを検出した場合でのオーバーラップ量を、前記勾配センサが登り勾配以外を検出しかつ前記ブレーキスイッチがオンからオフとなることを検出した場合で予め設定されるオーバーラップ量よりも小さくなるように前記可変バルブタイミング機構を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気弁及び排気弁の開閉時期を制御可能な可変バルブタイミング機構が知られている（特許文献１参照）。このような可変バルブタイミング機構は、吸気弁及び排気弁の双方が開弁しているオーバーラップ量を変更可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３１４９７２４号公報
【特許文献２】特開平８−２７７７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーバーラップ量が大きいと、不活性ガスが吸気側に逆流して、シリンダ内に導入される新気の量が減る。特に、アイドル停車時にオーバーラップした状態で発進すると、大量の不活性ガスがシリンダ内に入り、吸気系に付着した燃料からの霧化が促進されず、また、吸気系への燃料付着量が増大し、シリンダ内への燃料供給が不足する。その結果、燃焼状態が不安定となり、失火やドライビリティが悪化する恐れもある。
【０００５】
本発明の目的は、車両発進時での燃焼状態が安定した内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチと、車両停車時の路面の勾配を検出する勾配センサと、排気弁及び吸気弁の開弁期間が重なるオーバーラップ量を制御可能な可変バルブタイミング機構と、前記勾配センサが登り勾配であることを検出しかつ前記ブレーキスイッチがオンからオフとなることを検出した場合でのオーバーラップ量を、前記勾配センサが登り勾配以外を検出しかつ前記ブレーキスイッチがオンからオフとなることを検出した場合で予め設定されるオーバーラップ量よりも小さくなるように前記可変バルブタイミング機構を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。
【０００７】
勾配センサが登り勾配であることを検出しかつブレーキスイッチがオンからオフとなることを検出したことにより、登り勾配で停車状態から発進することを予測することができる。登り勾配で停車状態から発進することが予想された場合に、オーバーラップ量を小さくすることができる。オーバーラップ量を小さくすることにより、燃料供給不足を抑制し、発進時での燃焼状態を安定化することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両発進時での燃焼状態が安定した内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、内燃機関の制御装置が採用されたエンジンシステムの模式図である。
【図２】図２は、ＥＣＵが実行するバルブタイミング制御のフローチャート図である。
【図３】図３は、ＥＣＵが実行するバルブタイミング制御の第１変形例のフローチャート図である。
【図４】図４は、ＥＣＵが実行するバルブタイミング制御の第２変形例のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施例について説明する。図１は、内燃機関の制御装置が採用されたエンジンシステム１０の模式図である。図１に示すエンジンシステム１０は、複数の気筒１２（図１では１つのみ図示）を有したエンジン２を備えている。吸気通路１３内に設けられた燃料噴射弁１４が設けられている。尚、エンジン２は、気筒１２内に直接燃料を噴射する直噴式のものであってよもよい。燃料噴射弁１４は、吸気通路１３内に燃料を噴射する。この混合気に対し点火プラグ１６による点火が行われると、混合気が燃焼してピストン１７が往復動し、エンジンシステム１０の出力軸であるクランク軸１８が回転駆動される。そして、各燃焼室１５での燃焼により生じた排気は排気通路１９等を通ってエンジン２の外部へ排出される。
【００１１】
エンジン２の出力調整は、吸気通路１３に設けられたスロットル弁２１をアクチュエータ２２等によって駆動して、そのスロットル弁２１の開度を調節することによって実現される。スロットル開度の開度調節は、運転者によって操作されるアクセルペダル２３の踏込み量に応じてアクチュエータ２２が駆動されることにより行われる。
【００１２】
エンジン２には、吸気弁２４及び排気弁２５が気筒１２毎に設けられている。吸気弁２４、排気弁２５はそれぞれ、クランク軸１８の回転が伝達されて回転する吸気カム軸２６、排気カム軸２７によって作動する。この作動により、各吸気弁２４は燃焼室１５と吸気通路１３との連結部分を開閉し、各排気弁２５は燃焼室１５と排気通路１９との連結部分を開閉する。
【００１３】
また、吸気弁２４の開閉時期は吸気側バルブタイミング機構２８によって制御される。同様に、排気弁２５の開閉時期は排気側バルブタイミング機構２９によって制御される。吸気側バルブタイミング機構２８、排気側バルブタイミング機構２９は、吸気弁２４、排気弁２５が同時に開弁するオーバーラップ量を変更可能である。吸気側バルブタイミング機構２８、排気側バルブタイミング機構２９は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００１４】
エンジン２には、クランク軸１８が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ７１が設けられている。
【００１５】
また、吸気通路１３内のスロットル弁２１よりも下流には、吸入空気の圧力を検出するための吸気圧センサ７４が設けられている。また、運転者による同アクセルペダル２３の踏込み量を検出するアクセルセンサ７５、スロットル開度を検出するスロットルセンサ７６、エンジンシステム１０を冷却するため冷却水の温度を検出する水温センサ７７が設けられている。
【００１６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などから構成され、各センサからの出力に基づいて、エンジンシステム１０全体の作動を制御する。
【００１７】
路面の勾配を検出する勾配センサ９１を備えている。勾配センサ９１の検出信号はＥＣＵ１００へと出力される。ＥＣＵ１００は、勾配センサ９１からの信号に基づいて、路面の勾配が登り勾配であるか否かを判定する。詳しくは後述する。
【００１８】
ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ９３を備えている。不図示のブレーキペダルが踏み込まれた状態で、ブレーキスイッチ９３はオン信号をＥＣＵ１００へと出力する。ブレーキペダルが踏み込まれていない状態で、ブレーキスイッチ９３はオフ信号をＥＣＵ１００へと出力する。ＥＣＵ１００は、ブレーキスイッチ９３からの信号に基づいて、車両が停車状態から発進することを予測する。詳しくは後述する。
【００１９】
車両の速度を検出する車速センサ９５を備えている。ＥＣＵ１００は車速センサ９５からの信号に基づいて、現在の車両の状態が停車状態であるか否かを判定できる。
【００２０】
次に、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御について説明する。図２は、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御のフローチャート図である。
ＥＣＵ１００は、車速センサ９５からの信号に基づいて現在の車両の状態が停車状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。否定判定の場合にはＥＣＵ１００はこの一連の制御を終了する。
【００２１】
停車状態の場合には、ＥＣＵ１００はオーバーラップ量が設定されている状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。オーバーラップ量が設定されていない状態、即ち、吸気弁２４、排気弁２５の開弁時期が重ならない状態に設定されている場合には、ＥＣＵ１００はこの一連の制御を終了する。
【００２２】
オーバーラップ量が設定されている場合には、ＥＣＵ１００は勾配センサ９１からの信号に基づいて路面が登り勾配であるか否かを判定する（ステップＳ３）。否定判定の場合、即ち、路面が下り勾配又は平地である場合には、ＥＣＵ１００はこの一連の制御を終了する。
【００２３】
路面が登り勾配の場合には、ＥＣＵ１００はブレーキスイッチ９３からの信号に基づいて、ブレーキスイッチ９３がオンからオフに切り替わったか否かを判定する（ステップＳ４）。このようにブレーキスイッチ９３からの信号がオンからオフに切り替わったことに基づいて、ＥＣＵ１００は車両が発進することを予想することができる。否定判定の場合、ＥＣＵ１００はこの一連の制御を終了する。
【００２４】
ブレーキスイッチ９３がオンからオフへと切り替わった場合には、ＥＣＵ１００は吸気側バルブタイミング機構２８、排気側バルブタイミング機構２９を制御することによりオーバーラップ量をゼロに設定する（ステップＳ５）。
【００２５】
以上のように、車両が登り勾配の路面で停車状態にあり、その状態から発進する場合には、オーバーラップ量をゼロに設定する。これにより、車両発進時においては、オーバーラップ量がゼロに設定されているので、燃焼室１５内の不活性ガスを充分に排気できる。また、燃焼室１５から吸気側への吹き戻しが抑制されるので、燃料噴射弁１４から噴射された燃料が吸気通路１３や吸気弁２４へ付着することが抑制される。これにより、燃料供給不足になることが抑制される。従って、登り勾配での発進時での燃焼状態が安定し、ドライバビリティが向上する。
【００２６】
尚、上記ステップＳ５において、オーバーラップ量をゼロに設定したが、例えば、上記ステップＳ２において検出したオーバーラップ量よりも小さくなるように制御してもよい。換言すれば、ＥＣＵ１００はステップＳ５において、勾配センサ９１が登り勾配以外を検出しかつブレーキスイッチ９３がオンからオフとなることを検出した場合で予め設定されるオーバーラップ量よりも小さくなるようにオーバーラップ量を設定してもよい。これによっても、登り勾配での発進時での燃焼状態が安定する。燃焼状態が安定することにより、燃費の悪化やエミッションの悪化を抑制できる。
【００２７】
次に、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御の第１変形例について説明する。図３は、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御の第１変形例のフローチャート図である。図３に示すように、車両が停車状態であって（ステップＳ１１でＹｅｓ）、オーバーラップ量が設定されており（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ブレーキスイッチ９３からの信号がＯＮからＯＦＦに切り替わった場合には、ＥＣＵ１００は、オーバーラップ量をゼロに設定する（ステップＳ１４）。これにより、路面の勾配に関わり無く、車両発進時での燃焼状態が安定化する。
【００２８】
次に、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御の第２変形例について説明する。図４は、ＥＣＵ１００が実行するバルブタイミング制御の第２変形例のフローチャート図である。図４に示すように、車両が停車状態であって（ステップＳ２１でＹｅｓ）、オーバーラップ量が設定されている場合には（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ＥＣＵ１００は、水温センサ７７からの信号に基づいて、冷却水の水温が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。冷却水の水温が比較的高温である場合には、燃焼状態は安定する傾向にあるが、比較的低温である場合には、燃焼状態が悪化しやすい。
【００２９】
冷却水の水温が所定値を超えている場合には、ＥＣＵ１００はこの制御を終了する。冷却水の水温が所定値以下の場合には、ＥＣＵ１００は、ブレーキスイッチ９３からの信号がＯＮからＯＦＦに切り替わったか否かを判定する（ステップＳ２４）。ブレーキスイッチ９３からの信号がＯＮからＯＦＦに切り替わった場合には、ＥＣＵ１００は、オーバーラップ量をゼロに設定する（ステップＳ２５）。これにより、燃焼状態が不安定になりやすい、エンジン低温時にオーバーラップ量をゼロにすることにより、車両発進時での燃焼状態を安定化することができる。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
２  エンジン
１０  エンジンシステム
１２  気筒
１３  吸気通路
１４  燃料噴射弁
１５  燃焼室
１６  点火プラグ
１７  ピストン
１８  クランク軸
１９  排気通路
２１  スロットル弁
２２  アクチュエータ
２３  アクセルペダル
２４  吸気弁
２５  排気弁
２６  吸気カム軸
２７  排気カム軸
２８  吸気側バルブタイミング機構
２９  排気側バルブタイミング機構
７７  水温センサ
９１  勾配センサ
９３  ブレーキスイッチ
９５  車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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