(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のバルブタイミングを変更することにより機関運転状態に応じて機関のバルブオーバラップ量を調節する可変バルブタイミング機構と、
前記内燃機関の出力軸に接続された自動変速機と、
を備えたパワートレーンの制御装置であって、
前記可変バルブタイミング機構によるバルブタイミング変更時の実際のバルブタイミング変化速度を検出する作動速度検出手段と、
前記作動速度検出手段により検出された実際のバルブタイミング変化速度を予め定めた基準値と比較する比較手段と、
前記バルブタイミング変化速度が前記基準値より小さい場合には前記バルブタイミング変化速度が前記基準値より大きい場合に較べて、前記自動変速機の変速操作をより動力性能を重視した変速特性に制御する変速制御手段と、
を備えたパワートレーンの制御装置。
【請求項２】
更に、機関回転数を検出する回転数検出手段と、
前記作動速度検出手段により検出されたバルブタイミング変化速度と前記基準値とのうち少なくとも一方を、機関回転数に基づいて補正する回転数補正手段を備えた請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変バルブタイミング機構と、自動変速機とを備えた内燃機関のパワートレーンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の回転数、負荷等の運転状態に応じて吸排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）を変更し、各運転状態における出力や燃費の向上を図る可変バルブタイミング機構が知られている。
可変バルブタイミング機構を備えた機関では、バルブタイミングを変更することにより、吸気弁と排気弁との両方が同時に開弁している期間（以下、この期間の長さを「バルブオーバラップ量」と称する）を調整し、各運転状態において最適な機関性能を得ている。
【０００３】
このような可変バルブタイミング機構を備えた機関に自動変速機を適用する場合には、自動変速機の変速特性をバルブタイミングに応じて変更することが好ましい。可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングが変更されるとそれに応じて機関出力特性が変化するため、自動変速機の変速特性もバルブタイミングの変化に応じて変更し、機関出力特性の変化と変速特性とを適合させるようにする必要があるためである。
【０００４】
このように、バルブタイミングの変化に応じて自動変速機の変速特性を変更するパワートレーンの制御装置の例としては、例えば特開平２−３０３９３７号公報に記載されたものがある。
同公報の装置は、バルブオーバラップ量の小さい低速用バルブタイミングとバルブオーバラップ量の大きい高速用バルブタイミングの間で２段階にバルブタイミングを切換可能な可変バルブタイミング機構を有する自動車用機関の自動変速機の変速特性の切換制御を行うものである。同公報の装置では、機関低温時には可変バルブタイミング機構を低速用バルブタイミングに固定してバルブタイミング切換を行わず、同時に自動変速機の変速特性を通常より動力性能重視した特性に変更するようにしている。
【０００５】
機関低温時には可変バルブタイミング機構の作動油粘性が増大しているため、機構の作動遅れが生じる。このため、上記公報のように２段階にバルブタイミングを切り換える可変バルブタイミング機構では、加速中等にバルブタイミングの切換が遅れる問題がある。そこで、上記公報の装置では機関低温時にはバルブタイミングを低速用に固定してバルブタイミング切換動作を禁止するとともに、自動変速機の変速特性として動力性能を重視する特性を選択するようにしている。
【０００６】
後述するように、バルブタイミングをバルブオーバラップ量の小さい低速用バルブタイミングに固定すると、機関中低速回転領域では吸気体積効率が低下してしまうために機関出力が低下する問題が生じる。そこで、上記公報の装置では、機関低温時にバルブタイミングを低速用に固定した場合には、同時に自動変速機の変速特性を動力性能重視型の特性に変更して機関の出力低下を補うようにしている。動力性能重視型の自動変速機変速特性では、低速段ギヤと高速段ギヤとの間のシフトは比較的高い車両走行速度で行われるようになる。従って、動力性能重視型の自動変速機変速特性では低速段ギヤが使用される運転領域が拡大され、機関出力が多少低下した場合でも加速時の車両駆動トルクを高く維持することができる。このため、上記公報の装置では機関低温時にバルブタイミングを低速用のタイミングに固定した場合でも、加速性能の悪化等が生じない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平２−３０３９３７号公報のパワートレーン制御装置では、機関低温時には、可変バルブタイミング機構の作動を停止してバルブタイミングを固定するとともに、低速用の自動変速機変速特性を選択するようにしているが、機関温度が上昇し可変バルブタイミング機構の作動が許可されるようになると、自動変速機の変速特性は可変バルブタイミング機構の作動速度とは無関係に選択されるようになる。
【０００８】
ところが、実際には機関温度が上昇した場合でも一律に可変バルブタイミング機構作動速度が増大するとは限らず、機関温度が上昇したからといって可変バルブタイミング機構の作動速度と無関係に自動変速機の変速特性を選択すると問題が生じる場合がある。
例えば、可変バルブタイミング機構の作動速度は作動油の粘度以外にも機構各部のクリアランスによっても変化する。また、機構各部のクリアランスは公差の範囲内で製品毎にばらつきがあるため機構作動速度自体も製品毎に差が生じている。例えば、各部のクリアランスが比較的大きい場合には、機関低温時で作動油粘度が増大した場合でも機構の作動速度の低下は比較的少ないが、機関高温時には作動油粘度が低下して各クリアランスからの作動油の洩れが大きくなるため高温時の機構の作動速度の低下が比較的大きくなる。従って、可変バルブタイミング機構の作動速度と作動速度の温度変化特性は製品毎にばらつきが生じている。更に、上記の製品毎のばらつきに加えて、可変バルブタイミング機構の作動速度は作動油の油圧に応じて変化するため、機関駆動の油圧ポンプから作動油を供給している場合には可変バルブタイミング機構の作動速度は機関回転数によっても変化するようになる。このため、上記公報の装置のように機関温度のみに基づいて一律に可変バルブタイミング機構作動速度を決定していると、自動変速機の変速特性を適切に制御できない場合が生じる。
【０００９】
また、上記公報の装置では、低速用と高速用のバルブタイミングとの間の２段階のバルブタイミング切換を行う可変バルブタイミング機構が使用されているが、機関運転条件に応じて連続的に無段階にバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構を使用する場合には、特に可変バルブタイミング機構作動速度に応じて正確に自動変速機の変速特性を制御する必要が生じる。この問題を図９を用いて以下に説明する。
【００１０】
図９(A) 、(B) 、(C) は、連続的にバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構を有する機関の加速時におけるスロットル弁開度（図９(A) ）、バルブタイミング（図９(B) ）、機関出力トルク（図９(C) ）の時間変化を示す図である。
図９(B) のカーブＡは機関バルブタイミングの設定値（目標値）の変化を示し、カーブＢは可変バルブタイミング機構作動速度が大きい場合の実際のバルブタイミング変化を、カーブＣは作動速度が小さい場合の実際のバルブタイミング変化を示している。
【００１１】
機関加速時に、図９(A) に示すようにスロットル弁開度が増加すると、バルブタイミングの制御目標値は、スロットル弁開度（負荷）の増大に応じて遅滞なく図９(B) カーブＡのように変化する。しかし、実際のバルブタイミングは目標値より遅れて変化し、可変バルブタイミング機構の作動速度に応じて図９(B) カーブＢ、カーブＣのように変化する。従って、図９(A) のようにスロットル弁開度が増加した場合でも、実際の機関出力トルクの増大は、図９(C) に示したように、可変バルブタイミング機構作動速度が遅い場合（図９(C) カーブＣ）には速い場合（同図カーブＢ）に較べて大幅に遅れることになる。
【００１２】
このため、可変バルブタイミング機構作動速度が遅い（図９(B) 、(C) カーブＣ）にもかかわらず、高速用ギヤが選択されると、車両の動力性能が大幅に低下してしまい加速性能の低下などを生じる問題がある。従って、可変バルブタイミング機構の作動速度が遅い場合には、低速用ギヤでの運転領域が広い動力性能重視型の変速特性で自動変速機を制御し、動力性能の低下を補う必要がある。しかも、連続的にバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構では、機関低温時以外では常に機関運転状態に応じたバルブタイミングの制御が行われており、バルブタイミングは変化している。このため、機関低温時以外においても自動変速機の変速特性を可変バルブタイミング機構の作動速度に応じて選択するようにしないと、機関の動力性能の低下が大きくなる問題がある。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑み、自動変速機の変速特性を可変バルブタイミング機構の作動速度に応じて正確に選択することにより、機関動力性能を常に高く維持することが可能な内燃機関のパワートレーン制御装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関のバルブタイミングを変更することにより機関運転状態に応じて機関のバルブオーバラップ量を調節する可変バルブタイミング機構と、
前記内燃機関の出力軸に接続された自動変速機と、を備えたパワートレーンの制御装置であって、前記可変バルブタイミング機構によるバルブタイミング変更時の実際のバルブタイミング変化速度を検出する作動速度検出手段と、
前記作動速度検出手段により検出された実際のバルブタイミング変化速度を予め定めた基準値と比較する比較手段と、前記バルブタイミング変化速度が前記基準値より小さい場合には前記バルブタイミング変化速度が前記基準値より大きい場合に較べて、前記自動変速機の変速操作をより動力性能を重視した変速特性に制御する変速制御手段と、を備えたパワートレーンの制御装置が提供される。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明では可変バルブタイミング機構のバルブタイミング変更速度、すなわち実際の可変バルブタイミング機構作動速度を検出し、この作動速度に応じて自動変速機の変速特性が選択される。このため、機関温度にかかわらず、常に可変バルブタイミング機構の作動速度に応じた適切な自動変速機変速特性が選択される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、更に、機関回転数を検出する回転数検出手段と、前記作動速度検出手段により検出されたバルブタイミング変化速度と前記基準値とのうち少なくとも一方を、機関回転数に基づいて補正する回転数補正手段を備えた請求項１に記載のパワートレーンの制御装置が提供される。
請求項２の発明では、機関回転数に基づく可変バルブタイミング機構作動速度の補正が行われる。すなわち、機関高回転時には可変バルブタイミング機構作動油ポンプの吐出圧や吐出流量が増大するため、可変バルブタイミング機構の作動速度は機関低回転時より大きくなる。従って、例えば機関高回転時に作動速度検出手段が検出した可変バルブタイミング機構作動速度に基づいて自動変速機変速特性を選択すると、機関低回転時の変速特性が必ずしも適切にならないおそれがある。請求項２の発明では、回転数補正手段は作動速度検出手段の検出した可変バルブタイミング機構作動速度を機関回転数に応じて補正する。これにより、機関回転数にかかわらず、可変バルブタイミング機構作動速度に応じて正確に自動変速機変速特性が選択される。なお、回転数に応じて、検出した作動速度を補正する代わりに、自動変速機の変速特性を選択するための基準値、または作動速度と基準値との両方を補正するようにしても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のパワートレーン制御装置を自動車用機関に適用した場合の概略全体構成を示す図である。
図１において、１００で示すのは車両用内燃機関、２００で示すのは機関１００の出力軸に接続された自動変速機、２１０で示すのは車両の各駆動輪に接続される駆動軸である。本発明では、機関１００、自動変速機２００とを含む動力系統をパワートレーンと称している。
【００１８】
本実施形態では、内燃機関１００として吸気弁と排気弁との駆動用にそれぞれ別のカムシャフトを有する４サイクルダブルオーバヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）型機関が使用されており、吸気弁駆動用カムシャフトには可変バルブタイミング機構１０が設けられている。
可変バルブタイミング機構１０は、リニアソレノイドバルブ２５により供給される作動油によって作動し、吸気弁の開閉時期（バルブタイミング）を変化させることにより、吸排気弁のバルブオーバラップ量を変化させるものである。また、図１に３０で示すのは、機関運転状態に応じてリニアソレノイドバルブ２５を制御し、機関１００のバルブタイミングを調節する電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０である。可変バルブタイミング機構１０、リニアソレノイドバルブ２５、ＥＣＵ３０については後に詳述する。
【００１９】
本実施形態では、自動変速機２００としては４速の変速ギヤを有する公知の形式のものが使用されている。自動変速機２００の変速ギヤは車両の走行速度と機関１００のスロットル弁開度とに応じて自動的に選択される。図１に５０で示すのは、車両走行速度と機関スロットル弁開度とに応じて自動変速機２００の変速ギヤの選択（変速操作）を行う自動変速機用電子制御ユニット（ＥＣＴ−ＥＣＵ）である。ＥＣＴ−ＥＣＵ５０は、本実施形態では後述するＥＣＵ３０と同様な構成のディジタルコンピュータが使用されており、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０の入力ポートには、自動変速機２００の上記変速制御のために車両の車輪近傍（図示せず）に配置された車速センサ５１から車両走行速度に比例した周波数の車速パルス信号が入力されている他、機関１００のスロットル弁（図示せず）に配置されたスロットル開度センサ５３からスロットル弁開度に応じた電圧信号がＡＤ変換器５５を介して、それぞれ入力されている。ＥＣＴ−ＥＣＵ５０は、一定時間毎に実行される図示しないルーチンにより、車速センサ５１から入力する車速パルス信号のパルス間隔から車両走行速度を算出し、最新の車両走行速度データＳＰＤをＥＣＴ−ＥＣＵ５０のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）の所定領域に常時格納している。また、同様にＥＣＴ−ＥＣＵ５０は、スロットル開度センサ５３から入力する電圧信号を一定時間毎にＡＤ変換し、常時最新のスロットル弁開度データＴＡをＲＡＭの所定領域に格納している。
【００２０】
図２は、本実施形態の自動変速機２００の変速特性を示す図である。図２において縦軸はスロットル弁開度ＴＡ、横軸は車両走行速度ＳＰＤを表しており、図にＩからＩＶで示した領域はそれぞれ１速から４速の変速ギヤが選択される運転領域を示す。また、図２のカーブ１２、２３、３４（実線）及び１２′、２３′、３４′（点線）は、それぞれ動力性能重視変速特性（パターンＩ）及び燃費重視変速特性（パターンＩＩ）の変速線を示している。
【００２１】
本実施形態では、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０は一定時間毎に実行する図示しない変速制御ルーチンにより、車両走行速度ＳＰＤとスロットル弁開度ＴＡとに基づいて自動変速機２００の変速ギヤを選択し、実際の使用ギヤと選択したギヤとが相違する場合には選択したギヤへの切換操作を行う。
すなわち、動力性能重視変速特性（パターン１）を例にとって説明すると、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０は、例えば車速ＳＰＤとスロットル開度ＴＡとで定まる点が図２の領域Ｉにある場合には自動変速機を１速で運転する。また、この状態で例えば車速が上昇し、運転点がカーブ１２を横切ると自動変速機を１速から２速に切換、２速での運転を行う。
【００２２】
本実施形態では、各変速ギヤの変速特性として、動力性能重視変速特性（パターンＩ）と燃費重視変速特性（パターンＩＩ）とが設定されている。図２に示すように、動力性能重視変速特性（パターンＩ）が選択されると、各変速ギヤの変速操作は、運転点がカーブ１２、２３、３４の各変速線を横切ったときに行われるようになり、燃費重視変速特性（パターンＩＩ、カーブ１２′、２３′、３４′）に較べて変速線が、車速ＳＰＤが高い側、及びスロットル開度ＴＡが小さい側に設定されるようになる。すなわち、動力性能重視変速特性（パターンＩ）が選択されると、加速時（車速、スロットル開度増大時）の低速ギヤと高速ギヤとの間の変速は、燃費重視変速特性（パターンＩＩ）に較べて、より高車速、低スロットル開度側で行われるようになり、低速ギヤでの運転領域が拡大されるようになる。このため、動力性能重視変速特性（パターンＩ）では車両の駆動力が大きくなり、動力性能が良好になる。
【００２３】
一方、燃費重視変速特性（パターンＩＩ）が選択されると加速時の低速ギヤと高速ギヤとの変速は、動力性能重視変速特性（パターンＩ）に較べて、より低車速、高スロットル開度側で行われるようになる。このため、燃費重視変速特性（パターンＩＩ）では高速ギヤでの運転領域が拡大され、機関の燃料消費量が低減される。
【００２４】
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、後述するように可変バルブタイミング機構１０の作動速度に応じて自動変速機２００の変速特性を、動力性能重視変速特性（パターンＩ）と燃費重視変速特性（パターンＩＩ）とのうちから選択し、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０に変速特性を指示する。このために、ＥＣＵ３０の出力ポートからはＥＣＴ−ＥＣＵ５０の入力ポートに変速特性選択信号が供給されている。
【００２５】
次に、本実施形態の可変バルブタイミング機構１０について図３を用いて説明する。図３は、可変バルブタイミング機構１０を４サイクル機関の吸気弁に適用した場合の概略構成を示す図である。
本実施形態においては、前述のように、吸気弁と排気弁との駆動用ににそれぞれ別のカムシャフトを有するダブルオーバヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）型機関が使用され、可変バルブタイミング装置は吸気カムシャフトのみに設けられている。すなわち、本実施形態では排気弁のバルブタイミング変更は行わず、吸気弁のバルブタイミングのみを運転条件に応じて変更することにより、吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップを変更するようにしている。なお、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、排気弁のみのバルブタイミング変更を行うもの、或いは吸気弁と排気弁との両方のバルブタイミング変更を行うものについても適用可能である。
【００２６】
図３において、１は機関１００の吸気弁（図示せず）を開閉駆動する吸気カムシャフト、その全体を１０で示すのは吸気カムシャフト端部に設けられた可変バルブタイミング機構である。
可変バルブタイミング機構１０は、円筒状スリーブ１３を有するタイミングプーリ１２と、カムシャフト１の端部を覆うカバー１４とを備えており、タイミングプーリ１２は円筒状スリーブ１３を介して吸気カムシャフト１の周囲にカムシャフト１に対して回転可能に装着されている。また、カバー１４はタイミングプーリ１２にボルト１５により固定され、プーリ１２と一体に回転するようになっている。
【００２７】
カバー１４内部にはピストン部材１７が設けられている。ピストン部材１７は、円環状のピストン部１９と、ピストン部１９から延びる円筒部２１とを備えており、ピストン部１９の外周面と内周面とは、カバー１４の内周面とプーリ１２のスリーブ１３の外周面とにそれぞれ摺接している。また、ピストン部材１７の円筒部２１の外周面と内周面とには、それぞれ所定の捩じれ角を有するアウターヘリカルギヤ２１ａとインナーヘリカルギヤ２１ｂとが刻設されており、アウターヘリカルギヤ２１ａはカバー１４内周面に形成された内歯ヘリカルギヤ２２ａと、またインナーヘリカルギヤ２１ｂはカムシャフト１の端面にボルト１ａ、ピン１ｂにより一体に装着されたリング状の外歯ヘリカルギヤ２２ｂとそれぞれ噛合している。
【００２８】
本実施形態の可変バルブタイミング機構１０では、機関のクランク軸（図示せず）の回転は、タイミングベルト１２ａを介してタイミングプーリ１２に伝えられる。プーリ１２が回転すると、カバー１４がプーリ１２と一体に回転し、ヘリカルギヤ２２ａ、２１ａを介してカバー１４に連結されたピストン部材１７がカバー１４と一体に回転する。ピストン部材１７は、ヘリカルギヤ２１ｂ、２２ｂを介して同時にカムシャフト１にも連結されているため、これによりカムシャフト１がプーリ１２と一体に回転する。
【００２９】
すなわち、本実施形態の可変バルブタイミング機構１０では、カムシャフト１の回転駆動力は、クランク軸からタイミングベルト１２ａを介してタイミングプーリ１２に伝達され、プーリ１２からカバー１４、ヘリカルギヤ２２ａ、２１ａ、ピストン部材１７及びヘリカルギヤ２１ｂ、２２ｂを経てカムシャフト１に伝達される。
【００３０】
本実施形態の可変バルブタイミング機構１０は、ピストン部材１７をカムシャフト１軸線方向に移動させることにより吸気弁のバルブタイミングの変更を行う。
すなわち、ピストン部材１７は、互いに噛合する、それぞれ所定の捩じれ角のヘリカルギヤ２２ａ、２１ａと２１ｂ、２２ｂとによってカバー１４およびカムシャフト１に連結されている。このため、ピストン部材１７がカムシャフト軸線方向に移動すると、ヘリカルギヤ２２ａと２１ａ及び２１ｂ、２２ｂの噛合位置はそれぞれの歯筋に沿って軸線方向に移動する。ところが、それぞれのギヤの歯面は、カムシャフト軸線方向に対して捩じれ角を有するため、噛合位置が軸線方向に移動すると、カバー１４とピストン部材１７、及びピストン部材１７とカムシャフト１とはそれぞれヘリカルギヤの歯筋に沿って円周方向に相対移動する。このため、ピストン部材１７の軸線方向移動にともなってカバー１４とピストン部材１７、及びピストン部材１７とカムシャフト１とは相対的に回転することになる。従って、機関の運転中にピストン部材１７をカムシャフト１軸線方向に移動させることにより、タイミングプーリ１２の回転位相、すなわちクランク軸の回転位相に対するカムシャフト１の回転位相を進める（或いは遅らせる）ことが可能となり、カムシャフト１に駆動される吸気弁の開閉タイミングを進角（或いは遅角）させることができる。
【００３１】
上述のように、本実施形態の可変バルブタイミング機構１０は吸気カムシャフト１の回転位相のみを変化させるものであるため、バルブタイミング変更の際には吸気弁の開弁時期と閉弁時期とは常に同じ量だけ変化し、吸気弁の開弁期間自体は一定に維持される。
本実施形態では、機関運転中に、油圧を用いてピストン部材１７を移動させることによって吸気弁のバルブタイミング変更操作を行う。図３に示すように、カムシャフト１内には２つの油通路２及び３が軸線方向に沿って穿設されている。油通路２はカムシャフト１の中心に設けられ、油通路２の軸端側はボルト１ａに穿設されたポート２ａを介してカバー１４内面とピストン部材１７の軸端側端面との間に形成される油圧室５に連通している。また、油通路２のもう一方の端部はカムシャフト１に半径方向に穿設されたポート２ｂを介して後述するリニアソレノイドバルブ２５に接続されている。一方、油通路３の軸端側端部は前述のリング状外歯ヘリカルギヤ２２ｂにより閉塞されている。また、油通路３は半径方向に穿設されたポート３ａを介して、ピストン部材１７端面とタイミングプーリ１２及びカバー１４とで形成される油圧室８に連通するとともに、別のポート３ｂを介してリニアソレノイドバルブ２５に連通している。
【００３２】
リニアソレノイドバルブ２５は、スプール２６を有するスプール弁であり、前述の油通路２のポート２ｂに配管を介して接続された油圧ポート２６ａと、油通路３のポート３ｂに配管を介して接続された油圧ポート２６ｂ、機関潤滑油ポンプ等の油圧供給源２８に接続されたポート２６ｃ及び２つのドレーンポート２６ｄ、２６ｅを備えている。バルブ２５のスプール２６はポート２６ａと２６ｂのうちのいずれかをポート２６ｃに連通し、他方をドレーンポートに接続するように動作する。
【００３３】
すなわち、図３においてスプール２６が左方向に移動すると、油通路２のポート２ｂに連通するポート２６ａはポート２６ｃを介して油圧供給源２８に接続され、ドレーンポート２６ｄは閉鎖される。また、この時同時に油通路３のポート３ｂに接続されたポート２６ｂはドレーンポート２６ｅに連通する。このため、可変バルブタイミング機構１０の油圧室５には、機関の潤滑油ポンプ等の油圧供給源２８から油通路２、ポート２ａを介して潤滑油が流入し、ピストン部材１７を図３右方向に押動する。また、この時油圧室８内の潤滑油はポート３ａから油通路３、ポート３ｂ、リニアソレノイドバルブ２５のポート２６ｂ等を通ドレーンポート２６ｅから排出される。このため、ピストン部材１７は図３右方向に移動する。
【００３４】
また、図３において逆にスプール２６が右方向に移動すると、ポート２６ｂはポート２６ｃに接続され、ポート２６ａはドレーンポート２６ｄに接続される。これにより、油圧室８には油通路３を通って潤滑油が流入し、油圧室５からは油通路２を通ってドレーンポート２６ｄに潤滑油が排出されるため、ピストン部材１７は図３左方向に移動する。
【００３５】
なお、本実施形態では、油圧室５に潤滑油が供給されてピストン部材１７が図３右方向に移動すると吸気弁バルブタイミングは進角側に変更され、油圧室８に潤滑油が供給されてピストン部材１７が図３左方向に移動すると吸気弁バルブタイミングは遅角側に変更されるようにヘリカルギヤ２１ａ、２１ｂ及び２２ａ、２２ｂの捩じり角が設定されている。
【００３６】
また、図３に２５ｂで示すのは、スプール２６を駆動するリニアソレノイドアクチュエータである。リニアソレノイドアクチュエータ２５ｂは後述する制御回路３０からの制御信号を入力し、この制御信号の大きさに比例する量だけスプール２６を移動させることにより、ピストン部材１７の位置、すなわち吸気弁のバルブタイミングを変更する。
【００３７】
図３に３０で示すのは、リニアソレノイドバルブ２５の作動を制御する機関電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。本実施形態では、ＥＣＵ３０はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）３４、入力ポート３５、出力ポート３６を相互に双方向性バス３１で接続した公知の構成のディジタルコンピュータとして構成される。また、ＥＣＵ３０はバッテリ等の電源に直結され、機関が停止されても記憶保持が可能なバックアップＲＡＭ３７を備えている。本実施形態のＥＣＵ３０は、機関運転条件に応じてリニアソレノイドバルブ２５の作動を制御して吸気弁のバルブタイミングを調節し、吸排気弁のバルブオーバラップ量を制御する。この制御のため、ＥＣＵ３０の入力ポート３５には、機関の吸気通路に設けられたエアフローメータ４１から機関吸入空気量（体積流量）に比例する電圧信号と、機関冷却水通路に設けられた水温センサ４２から機関冷却水温度ＴＨＷに比例する電圧信号とが、それぞれＡＤ変換器４３を介して入力されているほか、機関クランク軸に設けられたクランク軸回転角センサ４４からクランク軸回転角ＣＡを表すパルス信号と、カムシャフトに設けられたカム回転角センサ４５からカムシャフト１の回転角ＣＭＡを表すパルス信号とが入力されている。
【００３８】
エアフローメータ４１で検出した機関吸入空気量は、公知の方法で重量流量Ｇに換算され、更に機関回転数ＮＥを用いて機関１回転当たりの吸気重量流量ＧＮ（＝Ｇ／ＮＥ）が一定時間毎に算出され、ＥＣＵ３０のＲＡＭ３３に格納される。
クランク軸回転角センサ４４からのパルス信号は、クランク軸回転７２０度毎に発生するクランク軸の基準位置を示すＮ１信号と、クランク軸回転３０度毎に発生するＮＥ信号とからなり、カム回転角センサ４５からはカムシャフト回転３６０度毎にカムシャフトが基準位置に到達したことを示すＣＮ１パルス信号が発生する。ＥＣＵ３０は一定時間毎にＮＥ信号のパルス間隔から機関回転数ＮＥを計算するとともに、この機関回転数ＮＥを用いてＮ１信号とＣＮ１信号との時間間隔からカムシャフト１の回転位相（吸気弁のバルブタイミング）ＶＴを演算する。この演算結果はＲＡＭ３３に格納される。また、冷却水温度ＴＨＷは一定時間毎にＡＤ変換され同様にＲＡＭ３３に格納される。つまり、ＲＡＭ３３に格納されるＮＥ、ＶＴ、ＧＮ、ＴＨＷ等の各検出値値は一定時間毎に更新され、常時最新の値がＲＡＭ３３に格納されている。
【００３９】
後述するように、機関回転数ＮＥと機関吸入空気量ＧＮとは機関の負荷条件を表すパラメータとして使用される。また、冷却水温度ＴＨＷは後述するバルブタイミングの機関温度に基づく補正のために使用される。
一方ＥＣＵ３０の出力ポート３６は、駆動回路４８を介してリニアソレノイドバルブ２５のアクチュエータ２５ｂに接続され、制御信号をアクチュエータ２５ｂに供給している。
【００４０】
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、後述するように可変バルブタイミング機構の作動速度を検出する作動速度検出手段、作動速度を所定の速度と比較する比較手段、及び、比較結果に基づいて自動変速機２００の変速特性を選択する変速制御手段として機能している。
次に、本実施形態の吸気弁のバルブタイミング設定について図４を用いて説明する。
【００４１】
図４は吸気弁と排気弁との一般的な開閉時期を模式的に示す図である。図４ににおいて、ＴＤＣはピストン行程上死点、ＢＤＣは下死点を示し、ＩＯ、ＩＣはそれぞれ吸気弁の開弁時期と閉弁時期、ＥＯ、ＥＣはそれぞれ排気弁の開弁時期と閉弁時期とを表している。図４に示すように、吸気弁は排気行程上死点（ＴＤＣ）前から開弁し、吸気行程下死点（ＢＤＣ）後に閉弁する。また、排気弁は爆発行程下死点（ＢＤＣ）前から開弁し、排気行程上死点（ＴＤＣ）後に閉弁する。図４に示すように、排気行程では排気弁が閉じる（ＥＣ）前に吸気弁が開く（ＩＯ）ようにバルブタイミングが設定されるため、吸気弁と排気弁との両方が開弁している期間（図４にＯＬで示す期間）が存在する。本実施形態では期間ＯＬの長さ（角度）をバルブオーバラップ量と称する。また、本実施形態では吸気弁開弁時期から上死点までの角度をバルブタイミング値ＶＴと定義している。図４から判るように、本実施形態では排気弁の閉弁時期は固定されているため、バルブタイミング値ＶＴとバルブオーバラップ量ＯＬとは一対一に対応する。すなわち、ＶＴが大きい（吸気弁の開弁時期ＩＯが早い）ことはバルブオーバラップ量ＯＬもそれに応じて大きくなっていることを意味し、ＶＴが小さい（吸気弁の開弁時期ＩＯが遅い）ことは、バルブオーバラップ量ＯＬもそれに応じて小さくなっていることを意味している。
【００４２】
一般に、吸気弁のバルブタイミングＶＴ（バルブオーバラップＯＬ）の設定が機関性能に及ぼす影響は以下の通りである。
（１）ＶＴを増大させてバルブオーバラップ量ＯＬを大きく設定すると、吸気管負圧が増大（吸気ポート絶対圧力が低下）する低負荷時には、既燃ガスの吸気ポートへの吹き返しが大きくなる。また、吸気ポートに吹き返した既燃ガスが燃焼室内に再吸入されるため燃焼室内の残留既燃ガス量が大きくなる、いわゆる内部ＥＧＲ効果が増大する。一方、負荷が増大するにつれてスロットル弁開度が増大し吸気負圧は減少するため、高負荷時にはバルブオーバラップ量ＯＬを大きく設定しても既燃ガスの吹き返しは小さくなる。
【００４３】
（２）ＶＴを減少させてバルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定すると、吸気弁の開弁時期と閉弁時期とはバルブオーバラップ量ＯＬが大きい場合に較べて遅くなる（図４、ＩＯ′、ＩＣ′はバルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定したときの吸気弁の開弁時期と閉弁時期とを示す）。この場合、圧縮行程時に吸気弁が開弁している期間（図４にＩＢで示す期間）が長くなるため、低中速回転領域では気筒内に吸入された新気が圧縮行程初期に気筒から吸気ポートに押し戻されるようになり、気筒の充填効率が低下する。従って、バルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定すると、気筒の実圧縮比が低下する。
【００４４】
一方、高回転領域では吸気の流速が早くなるため吸気慣性効果が生じ、閉弁時期を遅くするほど充填効率が向上して実圧縮比が増大する。このため、機関高回転領域では、バルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定すると、気筒の実圧縮比は増大する。
本実施形態では、上記の機関性能に対するバルブタイミング値の影響を考慮して、以下に説明するように機関の各運転領域における吸気弁バルブタイミングを設定している。
【００４５】
図５は、本実施形態における標準状態における運転時、すなわち機関の暖機完了後の運転時のバルブタイミング値ＶＴの設定値の一例を示している。以下、この標準状態における、バルブタイミング設定値を基本バルブタイミング値（ｔＶＶＴ）と称する。
図５の表中、縦軸は機関負荷を表すパラメータとして使用する機関１回転当たりの吸入空気重量ＧＮ（グラム／回転）、横軸は機関回転数ＮＥ（ＲＰＭ）を表しており、基本バルブタイミング値ｔＶＶＴはクランク軸の回転角度（°ＣＡ）で表してある。
図５に示すように、基本バルブタイミング値ｔＶＶＴは、機関の中回転中負荷運転領域（図５においてＮＥ≒２４００〜３２００ＲＰＭ、ＧＮ≒１．０〜１．２５グラム／回転付近の領域）で最大値をとり（すなわち、バルブオーバラップＯＬも最大となり）、この中回転中負荷領域から回転数または負荷が離れるほど遅角され、バルブオーバラップ量ＯＬも小さくなる。
【００４６】
すなわち、本実施形態では低負荷領域（例えば、ＧＮ＜１．００）では、負荷が低いほど基本バルブタイミング値ｔＶＶＴ（すなわち、バルブオーバラップ量ＯＬ）を小さく設定して、既燃ガスの吹き返しによる内部ＥＧＲを低減による燃焼の安定を図っている。また、中負荷領域では、内部ＥＧＲ量を大幅に増大することによりエミッションの改善とポンピングロスの低減を図ることができるためバルブオーバラップ量ＯＬ（基本バルブタイミング値ｔＶＶＴ）は低負荷または高負荷時より全般的に大きく設定される。しかし、中負荷領域においても、低速領域でバルブオーバラップ量ＯＬをあまり大きく設定すると燃焼不安定が生じやすくなるため、また高速中負荷領域ではバルブオーバラップ量ＯＬを大きく設定すると吸気慣性を利用できなくなり逆に充填効率が低下するため、低速領域と高速領域ではＯＬは比較的小さい値に設定される。このため本実施形態では、中速中負荷領域でバルブオーバラップＯＬが最大となるように基本バルブタイミング値ｔＶＶＴの値が設定されている。
【００４７】
また、高負荷領域では、内部ＥＧＲを低減して出力を増大する必要があるためＶＴは全般的に小さく設定される。特に高速領域ではＶＴを小さくするほど吸気慣性による新気充填効率の向上効果が大きいため、低、中速領域よりもＶＴが小さく設定されている。このため、本実施形態では、高負荷領域（ＧＮ＞１．２５の領域）では、負荷が大きくなるほどバルブオーバラップ量ＯＬは小さくなり、更に同一負荷では低速領域（ＮＥ＜１６００ＲＰＭ）より高速領域（ＮＥ＞３２００ＲＰＭ）でバルブオーバラップ量ＯＬが小さくなるように基本バルブタイミング値ｔＶＶＴが設定されている。
【００４８】
次に、本実施形態の機関低温時における基本バルブタイミング値ｔＶＶＴの補正について説明する。
上述したように、図５に示した基本バルブタイミング値ｔＶＶＴは機関が十分に暖機され可変バルブタイミング機構１０の作動速度が十分に高い標準状態におけるものである。ところが、機関温度が低い状態で上記標準状態におけるバルブタイミング設定値を用いて可変バルブタイミング機構１０を制御すると問題が生じる場合がある。
【００４９】
前述のように、本実施形態では油圧により可変バルブタイミング機構１０を駆動しているが、作動油（この場合は機関１００の潤滑油）の粘度は機関温度が低いほど増大する。また、可変バルブタイミング機構１０各部のフリクションは作動油の粘度が高いほど増大する。このため、機関が低温になるほど可変バルブタイミング機構１０を作動させるために必要とされる油圧は大きくなり、可変バルブタイミング機構１０の作動速度は機関が低温になるほど低下する。
【００５０】
図６は、可変バルブタイミング機構の作動速度（すなわち、可変バルブタイミング機構作動時のバルブタイミング変化速度。本実施形態では可変バルブタイミング機構作動速度は単位時間あたりのバルブタイミング変化量（クランク回転角換算）、すなわち℃Ａ／秒で表す。）の機関温度（機関冷却水温度ＴＨＷ）に対する一般的な変化を表している。図６に示すように、機関温度が非常に低い場合（図６でＴＨＷ≦ＴＨＷ０）には、可変バルブタイミング機構各部のフリクションが大きいため可変バルブタイミング機構は作動不能となる（すなわち作動速度は０になる）。また、機関温度が上昇し、ＴＨＷ＞ＴＨＷ０となると可変バルブタイミング機構作動速度は作動油の粘度低下に応じて機関温度とともに上昇するようになる。このため、本実施形態では、この機関温度が低い領域ではバルブタイミング値が０になるように機関温度によりバルブタイミング設定値を補正（すなわち、可変バルブタイミング機構を非作動位置に固定）することにより、可変バルブタイミング機構の誤作動を防止している。また、本実施形態では、機関温度が上昇するにつれて、全体的にバルブタイミング設定値を徐々に増大させる温度補正を行い、機関温度が所定値以上になったときに図５の基本バルブタイミングが得られるようにしている。
【００５１】
図７は、本実施形態におけるバルブタイミング制御を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行される。図７のルーチンでは、機関負荷状態に応じて基本バルブタイミング値を決定するとともに、この基本バルブタイミング値を機関温度（機関冷却水温度ＴＨＷ）に応じて補正し、実際のバルブタイミング制御目標値を算出している。
【００５２】
図７においてルーチンがスタートすると、ステップ７０１では、機関１回転当たりの吸気重量流量ＧＮと機関回転数ＮＥが読み込まれる。次いでステップ７０３では、このＧＮとＮＥとの値を用いて図５から基本バルブタイミングｔＶＶＴが読みだされる。図５の関係は、予めＧＮとＮＥとを用いた数値マップとしてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に格納されている。
【００５３】
基本バルブタイミングｔＶＶＴ算出後、ステップ７０５では、現在の冷却水温度ＴＨＷが読み込まれ、ステップ７０７では、この冷却水温度ＴＨＷから図８の関係を用いて温度補正量ｔＶＴＨＷが決定される。
図８は、冷却水温度ＴＨＷとバルブタイミング温度補正量ｔＶＴＨＷとの関係を示すグラフである。図８に示すように、温度補正量ｔＶＴＨＷの値は、暖機完了後（冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１以上）では０に設定され、ＴＨＷ＜ＴＨＷ１の温度範囲では冷却水温度が低いほど大きな値に設定され、さらに冷却水温度が所定値ＴＨＷ０以下の領域では一定の大きな値（図５の基本バルブタイミング値ｔＶＶＴの最大値以上の値）に設定されている。図８の温度補正量ｔＶＴＨＷの値は、冷却水温度ＴＨＷを用いた数値マップの形でＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に格納されている。
【００５４】
次いで、ステップ７０９では、上記により求めた温度補正量ｔＶＴＨＷを用いて、基本バルブタイミング値ｔＶＶＴが補正され、バルブタイミングの設定値ＶＶＴが、ＶＶＴ＝ｔＶＶＴ−ｔＶＴＨＷとして算出される。
次いで、ステップ７１１、７１３では、ステップ７０９で補正したバルブタイミング設定値ＶＶＴが負の値になっている場合にはＶＶＴ＝０に再設定され、バルブタイミング設定値ＶＶＴが常にＶＶＴ≧０になるように制限する。
【００５５】
そして、ステップ７１５では、カム軸回転角センサ４５で検出した実際のバルブタイミングＶＴが設定値ＶＶＴに一致するようにリニアソレノイドバルブ２５を制御してルーチンを終了する。この制御は、例えばＶＶＴとＶＴとの偏差に基づくＰＤＩ（比例微分積分）制御とされる。
上記補正を行うことにより、バルブタイミング設定値は機関冷却水温度ＴＨＷが所定値ＴＨＷ０以下の場合には、全ての負荷領域で０になるように設定され、可変バルブタイミング機構１０は負荷領域にかかわらず非作動位置に固定されるようになる。また、機関冷却水温度ＴＨＷがＴＨＷ０以上になると、バルブタイミング設定値ＶＶＴは機関温度とともに徐々に増大し、冷却水温度がＴＨＷ１以上になると図５の基本バルブタイミング値ｔＶＶＴに一致するようになる。
【００５６】
ところで、本実施形態では機関のバルブタイミングは機関負荷状態に応じて連続的に変化するように設定されている（図５参照）。このため、機関低温時で可変バルブタイミング機構が作動不能となる領域（図６でＴＨＷ≦ＴＷＨ０の領域）以外では、できるだけ可変バルブタイミング機構を作動させてバルブタイミングを適切に制御するようにしている。すなわち、本実施形態では可変バルブタイミング機構が作動不能となる温度領域以外では、常に運転状態に応じてバルブタイミングが変更されていることになる。このため、可変バルブタイミング機構が作動領域（図６でＴＨＷ＞ＴＨＷ０の領域）にある場合には、可変バルブタイミング機構の作動速度が低いと、図９を用いて説明したように加速時等に適正なバルブタイミングが得られず機関の出力低下が生じることになる。この出力低下を補うために、例えば加速時等の機関出力低下が生じる場合には、自動変速機を動力性能を重視した変速特性（図２、パターンＩ）で制御して機関出力低下を変速特性で補うようにすることが可能である。
【００５７】
しかし、本実施形態のように負荷条件に応じて連続的にバルブタイミングの調整を行う可変バルブタイミング機構では、従来技術のように単に機関温度に基づいて一律に自動変速機の変速特性の選択を行っていたのでは問題が生じる。
すなわち、可変バルブタイミング機構の作動速度は製品毎にばらつきがあり、更に同一の製品でも経年的に変化する場合がある。このため、同一の機関温度でも、製品毎に、あるいは同一製品でも時期により作動速度は変化する。
【００５８】
また、図６に示したように、可変バルブタイミング機構作動速度は、機関温度が高くなると増大するが、機関温度がある温度を越えると減少するようになる。これは、温度上昇により作動油温度が低下すると可変バルブタイミング機構内部の各クリアランス部からの作動油の洩れ量が大きくなり、内部油圧が低下するためである。
【００５９】
前述したように、可変バルブタイミング機構の作動速度は可変バルブタイミング機構各部のクリアランスと作動油の粘度とによって大きく変化する。ここで、可変バルブタイミング機構各部のクリアランスは、製品毎に公差の範囲内でばらつきがある。また、作動油の粘度は使用する油（潤滑油）の種類や作動油の劣化の程度（使用時間）により大きく変化する。このため、機関温度が同一であっても可変バルブタイミング機構の作動速度は、製品毎や使用条件毎に大きくばらつきを生じる。
【００６０】
従って、自動変速機の変速特性を単に機関温度に基づいて一律に選択したのでは、実際には可変バルブタイミング機構作動速度が低下しており、機関出力低下が大きいにもかかわらず燃費重視変速特性が選択されてしまい車両の動力性能が低下したり、逆に可変バルブタイミング機構作動速度が大きく機関出力低下が生じていないにもかかわらず動力性能重視変速特性が選択され、不必要に燃料消費量が悪化することなる。
【００６１】
本実施形態では、実際に可変バルブタイミング機構１０の作動速度を検出し、この実際の作動速度に応じて自動変速機２００の変速特性を選択することにより、上記の問題を防止している。
上記のように、実際の可変バルブタイミング機構作動速度に基づいて自動変速機の変速特性を選択するためには、可変バルブタイミング機構の作動速度を検出する必要がある。本実施形態では、図１０に示す方法で可変バルブタイミング機構の実際の作動速度を検出している。
【００６２】
図１０は、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行される可変バルブタイミング機構作動速度検出ルーチンを説明するフローチャートである。
図１０においてルーチンがスタートすると、ステップ１００１では現在の実際のバルブタイミングの値ＶＴと、図７のバルブタイミング制御ルーチンで算出されたバルブタイミング設定値（制御目標値）ＶＶＴとが読み込まれ、ステップ１００３では、バルブタイミング制御目標値ＶＶＴと現在のバルブタイミング値ＶＴとの偏差｜ＶＶＴ−ＶＴ｜が所定値Ａより大きいか否かが判定され、｜ＶＶＴ−ＶＴ｜＞Ａの場合にのみステップ１００５を実行し、前回ルーチン実行時からのバルブタイミング値ＶＴの変化量ΔＶＴが、ΔＶＴ＝｜ＶＴ−ＶＴi-1 ｜として算出される。ＶＴi-1 は、前回ルーチン実行時のバルブタイミング値である。本ルーチンは一定時間間隔で実行されるため、この変化量ΔＶＴは現在の可変バルブタイミング機構の実際の作動速度を表すことになる。そして、ステップ１００７では、次回のルーチン実行に備えてＶＴi-1 の値を更新する。
【００６３】
ステップ１００３で偏差｜ＶＶＴ−ＶＴ｜が所定値Ａ以下の場合には、作動速度ΔＶＴの算出は行わず、ステップ１００７でＶＴi-1 の値を更新するのみでルーチンを終了する。
偏差｜ＶＶＴ−ＶＴ｜が所定値Ａより大きい場合にのみ作動速度ΔＶＴを算出するようにしたのは、制御目標値ＶＶＴと実際のバルブタイミングＶＴとの偏差がある程度大きく、可変バルブタイミング機構１０の作動速度が十分に大きくなっている状態で計測したバルブタイミング値変化量ΔＶＴを作動速度として採用するようにするためである。すなわち、制御目標値と実際のバルブタイミング値との偏差がある程度大きい状態では、可変バルブタイミング機構の作動速度も大きくなっており、作動速度のばらつきも少なくなっている。このため、この状態で計測した変化量ΔＶＴを作動速度として採用することにより、信頼性の高い作動速度検出を行うことができるためである。
【００６４】
図１１は、上記により算出した可変バルブタイミング機構作動速度ΔＶＴに基づく自動変速機２００の変速特性選択ルーチンを示す。本ルーチンもＥＣＵ３０により一定時間毎に実行される。
図１１ステップ１１０１では、現在のバルブタイミング値ＶＴと図１０で算出した可変バルブタイミング機構作動速度ΔＶＴとが読み込まれる。次いで、ステップ１１０３では現在のバルブタイミングの値ＶＴが所定値αより小さいか否かが判定される。ここで、αは機関の低中速トルクがある程度増大するバルブタイミング値であり、例えば本実施形態ではα＝２０°ＣＡ（クランク角）程度の値に設定される。ステップ１１０３で現在のバルブタイミング値ＶＴがα以上であった場合には、現在のバルブタイミングではある程度低中速トルクが向上しており可変バルブタイミング機構作動速度が多少遅くとも機関出力低下の問題は生じないと判断されるため、ステップ１１１１に進み、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０に燃費重視変速特性（パターンＩＩ）を選択する信号を出力する。これにより、自動変速機２００は動力性能より燃費を重視した特性（図２、変速線１２′、２３′、３４′）で制御されるようになる。
【００６５】
一方、ステップ１１０３でＶＴ＜αであった場合には、ステップ１１０５に進み、図１０のルーチンで算出した変化量ΔＶＴが所定値βより大きいか否かを判断し、ΔＶＴ≦βの場合には現在の選択されている変速特性をそのままホールドした状態でルーチンを終了する。ここで、βはβ≒０の値に設定されている。すなわち、本ルーチンでは、可変バルブタイミング機構が作動中でない場合（すなわち、ΔＶＴ≒０）の場合には変速特性は前回選択したままにホールドされる。ΔＶＴ≒０では変速特性の切換を行わないのは、可変バルブタイミング機構が作動中でない場合には、可変バルブタイミング機構作動速度による機関出力の低下が問題になることはないため、可変バルブタイミング機構作動速度に応じて変速特性を切り換える必要はないためである。
【００６６】
ステップ１１０５でΔＶＴ＞βであった場合、すなわち現在可変バルブタイミング機構が作動中の場合には、次にステップ１１０７に進み、可変バルブタイミング機構作動速度が予め定めた判定値Ｂより小さいか否かを判定する。そして、ΔＶＴ＜Ｂであった場合には、可変バルブタイミング機構作動速度が低下しており、機関出力の低下を自動変速機の変速特性で補う必要があるためステップ１１０９に進み、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０に動力性能重視変速特性（パターンＩ）を選択する信号を出力する。これにより、自動変速機２００は燃費より動力性能を重視した特性（図２、変速線１２、２３、３４）で制御されるようになる。
【００６７】
また、ステップ１１０７でΔＶＴ≧Ｂであった場合には、可変バルブタイミング機構作動速度は十分に高く機関出力の低下は生じていないと判断されるため、ステップ１１１１に進み、ＥＣＴ−ＥＣＵ５０に燃費重視変速特性（パターンＩＩ）選択信号を出力してルーチンを終了する。
図１０、図１１のルーチンを実行することにより、本実施形態では可変バルブタイミング機構１０の実際の作動速度に応じて自動変速機２００の変速特性が選択されるようになるため、可変バルブタイミング機構作動速度低下時にも車両動力性能の低下が生じない。
【００６８】
次に、図１２を用いて本発明の別の実施形態について説明する。図１１の実施形態では、自動変速機２００の変速特性の選択は、現在可変バルブタイミング機構が進角動作中か遅角動作中かにかかわらず一律に行われていた。しかし、実際には可変バルブタイミング機構は、機関の運転中バルブ駆動反力を受けており、一定の方向（例えば遅角動作方向）への作動中の作動速度が、他の方向（例えば進角動作方向）に作動中の作動速度より大きくなる傾向がある。このため、現在可変バルブタイミング機構が遅角方向に作動中の場合には、算出した作動速度は機構各部のクリアランスと作動油粘度とで決まる真の作動速度より大きな値となっている可能性がある。また逆に現在可変バルブタイミング機構が進角動作中である場合には、算出した作動速度が真の作動速度より小さくなっている可能性がある。そこで、本実施形態では現在可変バルブタイミング機構が進角動作中か遅角動作中かに応じて作動速度の判定値を変更し、正確に変速特性の選択を行うようにしている。
【００６９】
図１２のルーチンでは、作動速度ΔＶＴ算出と変速特性の選択とを同一のルーチンで行う。本ルーチンは、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行される。
図１２においてルーチンがスタートするとステップ１２０１では実際のバルブタイミング値ＶＴとバルブタイミング設定値ＶＶＴとが読み込まれ、ステップ１２０３では、ＶＴ＜αか否かが判定される。また、ＶＴ≧αの場合にはステップ１２２３に進み燃費重視変速特性（パターンＩＩ）が選択されるのは、図１１のルーチンと同様である。更に、ステップ１２０５、ステップ１２０７では、図１０のルーチンと同様、｜ＶＶＴ−ＶＴ｜＞Ａの場合にのみ作動速度ΔＶＴがΔＶＴ＝｜ＶＴ−ＶＴi-1 ｜として算出される。また、本実施形態においても、可変バルブタイミング機構が作動中でない場合（ステップ１２０９でΔＶＴ≦βの場合）には、変速特性の変更は行わずにそのままルーチンを終了する。なお、本実施形態ではＶＴi-1 の値の更新はルーチン終了直前にステップ１２２５で行われる。
【００７０】
ステップ１２１１は、可変バルブタイミング機構が現在進角動作中か遅角動作中かの判定を示す。本実施形態では、バルブタイミングの設定値ＶＶＴが実際のバルブタイミング値ＶＴより大きい（進角している）場合には現在可変バルブタイミング機構が進角動作中、そうでない場合には現在遅角動作中と判断する。
そして、本実施形態では進角動作中の場合には、ステップ１２１３で、遅角動作中の場合にはステップ１２１９で、それぞれΔＶＴの異なる判定値を用いて自動変速機の変速特性を決定する。
【００７１】
すなわち、現在進角動作中であった場合には判定値Ｃを用いて変速特性を決定し（ステップ１２１３からステップ１２１７）、現在遅角動作中であった場合には判定値Ｄを用いて変速特性を決定する（ステップ１２１９からステップ１２２３）。ここで、判定値ＣとＤとは一定値とされ、Ｃ＜Ｄとなるように設定されている。すなわち、現在進角動作中である場合には、真の作動速度は算出したΔＶＴよりも大きいと考えられるため、ΔＶＴが小さい値であっても燃費重視の変速特性（パターンＩＩ）を選択するようにし、逆に現在遅角動作中である場合には、真の作動速度は算出したΔＶＴより小さいと考えられるため、ΔＶＴが大きい値であっても動力性能重視の変速特性（パターンＩ）を選択するようにする。
【００７２】
このように、現在可変バルブタイミング機構が進角動作中か遅角動作中かに応じてΔＶＴの判定値を変えることにより、より正確に変速特性を選択することができるようになる。
次に、図１３から図１６を用いて本発明のパワートレーン制御の別の実施形態について説明する。図１２の実施形態では、バルブタイミングの設定値ＶＶＴと実際のバルブタイミング値ＶＴとの差がある程度大きければ、機関回転数にかかわらずバルブタイミング値の変化速度ΔＶＴを可変バルブタイミング機構作動速度として採用している。しかし、実際には可変バルブタイミング機構の作動速度は機関回転数によって変化する。例えば、機関低回転時には機関駆動の油圧ポンプの回転数も低くなるため、可変バルブタイミング機構作動油の油圧が低下し、可変バルブタイミング機構の作動速度も低下する。また、逆に機関高回転時には油圧ポンプの回転数が上昇し、作動油の油圧が上昇するため可変バルブタイミング機構の作動速度は大きくなる。
【００７３】
このため、正確に自動変速機の変速特性を選択するためには、回転数の影響を排除して、純粋に可変バルブタイミング機構の各部クリアランスや作動油粘度で定まる真の作動特性を求める必要がある。
そこで、本実施形態では作動速度ΔＶＴの算出時の機関回転数ＮＥに基づいて算出した作動速度ΔＶＴの値を補正することにより、作動速度算出時の回転数にかかわらず正確に変速特性を選択可能としている。
【００７４】
図１４、図１５は機関回転数による可変バルブタイミング機構作動速度変化の一例を示している。図１４は、機関駆動の油圧ポンプの吐出圧力の機関回転数による変化を示している。図１４に示すように、ポンプ吐出圧力は機関回転数が上昇するにつれて高くなる。また、図１５は図１４の油圧変化による可変バルブタイミング機構作動速度の変化を進角動作時（カーブＡ）と遅角動作時（カーブＢ）とについて示す。図１５に示すように可変バルブタイミング機構作動速度は、油圧ポンプの吐出圧力と略同一の変化を示す。
【００７５】
すなわち、図１５に示すように、回転数が高い場合には算出した作動速度ΔＶＴの値は回転数の影響により真の作動速度より大きな値になり、回転数が低い場合にはΔＶＴの値は真の作動速度より小さな値になる。そこで、本実施形態では、図１６に示すような回転数補正係数ｔＶＮＥを、算出したΔＶＴに乗じることにより上記傾向を補正し、真の作動速度を求めるようにしている。すなわち、補正係数ｔＶＮＥは図１５の傾向と逆の傾向を持つように設定されており、回転数が高い場合には低い場合より小さな値をとり、かつ遅角動作中（図１６カーブＢ）は進角動作中（同カーブＡ）より小さい値になるように設定されている。このように設定した回転数補正係数ｔＶＮＥの値を用いてΔＶＴを補正することにより、算出されたΔＶＴの値を、純粋に各部クリアランスや作動油粘度により定まる真の作動速度に補正することができる。
【００７６】
図１３は、図１６の回転数補正を行うΔＶＴの算出ルーチンを説明するフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行される。  図１３においてルーチンがスタートすると、ステップ１３０１では、現在のバルブタイミング値ＶＴとバルブタイミング設定値ＶＶＴに加えて現在の機関回転数ＮＥが読み込まれる。また、ステップ１３０３からステップ１３１１では、バルブタイミング変化速度ΔＶＴの算出（ステップ１３０５、ステップ１３０７）と変速特性の選択実行条件の判定（ステップ１３０３、ステップ１３０９）、及び現在可変バルブタイミング機構が進角動作中か否かの判定（ステップ１３１１）が行われる。これらのステップは図１２のルーチンのものと同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００７７】
ステップ１３１１で、現在可変バルブタイミング機構が進角動作中であった場合にはステップ１３１２ａに進み、ステップ１３０１で読み込んだ機関回転数ＮＥに基づいて図１６のカーブＡ（進角動作中）から回転数補正係数ｔＶＮＥを決定する。そして、ステップ１３１２ｂでは、ステップ１３０７で算出した作動速度ΔＶＴにステップ１３１２ａで決定した回転数補正係数ｔＶＮＥを乗じて、補正後の作動速度ΔＶＴ０を算出する（すなわち、ΔＶＴ０＝ΔＶＴ×ｔＶＮＥ）。そして、ステップ１３１３から１３１７では補正後の作動速度ΔＶＴ０を用いて、図１２のステップ１２１３から１２１７と同様の変速特性の選択を行う。また、ステップ１３１１で現在遅角動作中であった場合には、ステップ１３１３ｃとステップ１３１３ｄでは機関回転数ＮＥから、図１６カーブＢ（遅角動作中）を用いて回転数補正係数ｔＶＮＥを決定し、この補正係数ｔＶＮＥを用いて補正した作動速度ΔＶＴ０に基づいてステップ１３１９からステップ１３２３で変速特性の選択を行う。ステップ１３１９からステップ１３２３及びステップ１３２５は、それぞれ図１２、ステップ１２１９からステップ１２２３及びステップ１２２５と同一である。
【００７８】
上記のように、本実施形態によれば機関回転数ＮＥを用いて検出した可変バルブタイミング機構作動速度を補正し、補正後の値を用いて自動変速機変速特性を選択することにより、機関回転数にかかわらず正確に変速特性の選択を行うことが可能となる。
次に、図１７を用いて本発明のパワートレーン制御の別の実施形態について説明する。図１３の実施形態では、算出した作動速度ΔＶＴを機関回転数ＮＥに基づいて補正し、補正後の作動速度ΔＶＴ０を所定の判定値（一定値）と比較することにより自動変速機の変速特性を選択していた（ステップ１３１３、ステップ１３１９）。これに対して、本実施形態では算出した作動速度ΔＶＴを補正する代わりに、ステップ１３１３とステップ１３１９の判定値Ｃ、Ｄを機関回転数ＮＥに応じて変更するようにした点が図１３の実施形態と相違している。
【００７９】
図１７において、ステップ１７０１から１７１１及びステップ１７１５、１７１７、１７２１から１７２５は、それぞれ図１３ステップ１３０１から１３１１及びステップ１３１５、１３１７、１３２１から１３２５と同一の操作を示している。図１７のルーチンでは、ステップ１７１１で現在可変バルブタイミング機構が進角動作中か遅角動作中かを判断した後、進角動作中の場合にはステップ１７１２ａで、遅角動作中の場合にはステップ１７１２ｃで、それぞれ作動速度ΔＶＴの判定値ｔＶＣ、ｔＶＤを機関回転数ＮＥに基づいて算出する。
【００８０】
図１８は、本実施形態の判定値ｔＶＣ、ｔＶＤと回転数ＮＥとの関係を示す図である。図１８に示すように、判定値ｔＶＣ、ｔＶＤは図１５の作動速度の変化と同様に、機関回転数ＮＥが高くなるにつれて大きな値になるように、また、同一回転数では遅角動作時の判定値ｔＶＣが進角動作時の判定値ｔＶＤより大きくなるように設定されている。
【００８１】
ステップ１７１３とステップ１７１９では、ステップ１７０７で算出した作動速度ΔＶＴがそれぞれ判定値ｔＶＣとｔＶＤと比較され、ステップ１７１５、１７１７及び１７２１、１７２３ではこの比較結果に基づいて変速特性が選択される。
上述のように、図１７のルーチンでは、算出した作動速度ΔＶＴを機関回転数ＮＥに基づいて補正する代わりに、機関回転数ＮＥに基づいて作動速度の判定値を変更するようにしたことにより、図１３のルーチンと同様、機関回転数にかかわらず正確に自動変速機の変速特性を選択することが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、可変バルブタイミング機構作動速度を検出し、この作動速度に応じて自動変速機の変速特性を選択するようにしたことにより機関動力性能を常に高く維持することが可能となる共通の効果を奏する。
更に、請求項２に記載の発明によれば、上記変速特性の選択の際に機関回転数による可変バルブタイミング機構作動速度の変化を考慮するようにしたことにより、上記共通の効果に加えて、機関回転数にかかわらず適切な変速特性の選択が可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパワートレーン制御装置の概略全体構成を説明する図である。
【図２】図１の自動変速機の変速特性の設定の一例を示す図である。
【図３】図１の可変バルブタイミング機構の詳細を示す図である。
【図４】吸気弁と排気弁との一般的な開閉タイミングを模式的に示す図である。
【図５】機関の暖機完了後の基本バルブタイミング値の設定例を示す図である。
【図６】可変バルブタイミング機構の作動速度の機関温度による変化傾向を説明する図である。
【図７】可変バルブタイミング機構のバルブタイミング制御ルーチンの一例を説明するフローチャートである。
【図８】バルブタイミングの温度補正量と機関温度との関係を示す図である。
【図９】可変バルブタイミング機構作動速度の低下によるパワートレーンの動力性能低下を説明する図である。
【図１０】可変バルブタイミング機構の作動速度検出ルーチンの一例を説明するフローチャートである。
【図１１】可変バルブタイミング機構作動速度に基づく自動変速機変速特性の選択ルーチンの一実施形態を説明するフローチャートである。
【図１２】可変バルブタイミング機構作動速度に基づく自動変速機変速特性の選択ルーチンの別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１３】可変バルブタイミング機構作動速度に基づく自動変速機変速特性の選択ルーチンの別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１４】機関回転数による可変バルブタイミング機構作動油圧の変化を説明する図である。
【図１５】機関回転数による可変バルブタイミング機構作動速度の変化を説明する図である。
【図１６】機関回転数と回転数補正係数との関係を示すグラフである。
【図１７】可変バルブタイミング機構作動速度に基づく自動変速機変速特性の選択ルーチンの別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１８】図１７のルーチンで使用する作動速度判定値と機関回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…カムシャフト
１０…可変バルブタイミング装置
３０…機関電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５０…自動変速機電子制御ユニット（ＥＣＴ−ＥＣＵ）
１００…内燃機関
２００…自動変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【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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