(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転を停止する際に、前記内燃機関のバルブタイミングを最も遅角させた最遅角位置と最も進角させた最進角位置の間の中間位置にロックする機能を備える可変バルブタイミング機構の動作位置を検出する手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置を含む予め定められた領域である中間領域に入ることで、タイマを始動する手段と、
前記タイマが始動した後、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間領域より遅角側に広い判定保持領域にあるかどうかを判定する手段と、
前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記判定保持領域にある場合に前記タイマの値をインクリメントする手段と、
前記タイマの値が所定値に達した場合に、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定する手段と、
を備える可変バルブタイミング機構のロック判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変バルブタイミング機構のロック判定装置であって、
前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定された場合に前記内燃機関の運転を停止する手段を、
さらに備える可変バルブタイミング機構のロック判定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の可変バルブタイミング機構のロック判定装置であって、
前記判定保持領域と前記中間領域との差は、前記可変バルブタイミング機構のロック機能に関わるハードウェアの誤差に基づき設定される可変バルブタイミング機構のロック判定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の可変バルブタイミング機構のロック判定装置であって、
前記内燃機関の運転停止命令から所定時間内に、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定されなかった場合に、前記内燃機関の運転を停止する手段を、
さらに備える可変バルブタイミング機構のロック判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の可変バルブタイミング機構のロック判定装置であって、
前記内燃機関の運転停止命令から所定時間内に、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定されないまま、前記内燃機関の運転を停止した場合に、前記内燃機関の再始動において、前記可変バルブタイミング機構を駆動し前記可変バルブタイミング機構の動作位置を前記中間位置に変更する手段を、
さらに備える可変バルブタイミング機構のロック判定装置。
【請求項６】
内燃機関の運転を停止する際に、前記内燃機関のバルブタイミングを最も遅角させた最遅角位置と最も進角させた最進角位置の間の中間位置にロックする機能を備える可変バルブタイミング機構の動作位置を検出し、
前記可変バルブタイミング機構の動作位置が、前記中間位置を含む予め定められた領域である中間領域に入ることで、タイマを始動し、
前記タイマが始動した後、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間領域より遅角側に広い判定保持領域にあるかどうかを判定し、
前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記判定保持領域にある場合に前記タイマの値をインクリメントし、
前記タイマの値が所定値に達した場合に、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定する、可変バルブタイミング機構のロック判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の運転停止時に行なわれる可変バルブタイミング機構の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００８−２９１８５２Ａでは、内燃機関の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として、吸気弁のリフト量を変化させる第１の可変バルブタイミング機構と、吸気弁のリフトの中心角を変化させる第２のバルブタイミング機構とが開示されている。これら２つの可変バルブタイミング機構は、内燃機関の始動時に一方のポジションに応じてもう一方のポジションを補正する。【０００３】
ＪＰ２０１１−１７９４１８Ａでは、内燃機関のバルブタイミングを油圧を用いて変化させるとともに、バルブタイミングを中間タイミングでロックするロック機構を備えた可変バルブタイミング機構が開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
内燃機関の始動性や排気エミッションを考慮すると、バルブタイミングが中間タイミングに設定された状態で内燃機関を始動することが望ましい。ところが、例えば可変バルブタイミング機構の動作位置が最遅角位置に保持されたまま内燃機関が停止すると、次に内燃機関が始動する際に、最遅角タイミングで内燃機関が始動されることになる。
【０００５】
このような状況において、ＪＰ２０１１−１７９４１８Ａに記載の可変バルブタイミング機構のように油圧を用いてバルブタイミングを変化させる場合、内燃機関の始動中及び始動直後にバルブタイミングを変化させるための十分な油圧を得ることは難しい。そのため、内燃機関の始動時にバルブタイミングを直ちに中間タイミングにすることはできない。
【０００６】
そこで、内燃機関の運転を停止する際は、あらかじめ可変バルブタイミング機構の動作位置を内燃機関の始動に適した中間タイミング相当の位置である中間位置にロックしておくことが好ましい。可変バルブタイミング機構の動作位置が中間位置にロックされていれば、油圧が低くてもバルブタイミングは中間タイミングに維持されるからである。
【０００７】
さらに、内燃機関の運転を停止する際には、誤動作の防止や、内燃機関の運転環境の把握のために、可変バルブタイミング機構の動作位置が中間位置に確実にロックされたかどうかを確認した後に内燃機関の運転を停止することが望ましい。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、可変バルブタイミング機構の動作位置が中間位置にロックされていることを的確かつ速やかに確認できる可変バルブタイミング機構のロック判定装置及び可変バルブタイミング機構のロック判定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
以上の目的を達成するために、この発明のある態様によれば、可変バルブタイミング機構のロック判定装置として、内燃機関の運転を停止する際に、前記内燃機関のバルブタイミングを最も遅角させた最遅角位置と最も進角させた最進角位置の間の中間位置にロックする機能を備える可変バルブタイミング機構のためのロック判定装置が提供される。
【００１０】
そして、このロック判定装置は、前記可変バルブタイミング機構の動作位置を検出する手段と、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置を含む予め定められた領域である中間領域に入ることで、タイマを始動する手段と、前記タイマが始動した後、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間領域より遅角側に広い判定保持領域にあるかどうかを判定する手段と、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記判定保持領域にある場合にタイマの値をインクリメントする手段と、前記タイマの値が所定値に達した場合に、前記可変バルブタイミング機構の動作位置が前記中間位置にロックされたと判定する手段と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明の実施形態にかかる可変バルブタイミング機構のロック判定装置の構成を示すブロックダイアグラムである。
【図２】図２は、ＶＴＣコントローラが実行するロック判定ルーチンをフローチャートで説明する図である。
【図３】図３は、ＶＴＣコントローラが実行するエンジン始動シーケンス決定ルーチンをフローチャートで説明する図である。
【図４】図４は、ロック判定ルーチンの実行結果をタイミングチャートで説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１を参照すると、車両用の内燃機関５は可変バルブタイミング機構１を備える。可変バルブタイミング機構１は内燃機関５に駆動される図示されない油圧ポンプの油圧により動作する。可変バルブタイミング機構１は、内燃機関５の吸気バルブのバルブタイミングを最遅角タイミングと、最進角タイミングと、それらの間の所定の中間タイミングとに切り換える。中間タイミングは内燃機関５の始動に適したバルブタイミングに相当する。
【００１４】
可変バルブタイミング機構１はＪＰ２０１１−１７９４１８Ａに開示されるような、ロータと、ロータの外周に臨んで儲けられたハウジングと、ロータに設けたキー溝にハウジングからラジアル方向に侵入するキーと、を備える。ロータは油圧に応じて回転する。ロータはハウジングに対して相対回転する。キーはスプリングによってキー溝に向けて付勢される。ロータがハウジングに対して相対回転し、内燃機関５のバルブタイミングが中間タイミングになると、スプリングに付勢されたキーはキー溝に侵入し、ロータをハウジングにロックする。結果、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置にロックされる。ロックの解除は、ロック解除用油圧により、スプリングに抗してキーをキー溝から後退させることで行なわれる。ロック解除用油圧は、ロータ内の油通路を介してスプリングと逆向きに作用する。
【００１５】
可変バルブタイミング機構１には実ＶＴＣ変換角度センサ２が付設される。実ＶＴＣ変換角度センサ２はハウジングに対するロータの相対回転位置を検出する。ハウジングに対してロータを相対回転により相対変位させるための油圧、及びキーをキー溝から後退させる油圧は、ＶＴＣコントローラ３によって制御される。また、内燃機関５の始動、停止及び運転の制御はエンジンコントローラ４によって行なわれる。
【００１６】
ＶＴＣコントローラ３とエンジンコントローラ４それぞれはマイクロコンピュータで構成され、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備える。ＶＴＣコントローラ３とエンジンコントローラ４それぞれを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。あるいはＶＴＣコントローラ３とエンジンコントローラ４それぞれを単一のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００１７】
ＶＴＣコントローラ３には、実ＶＴＣ変換角度センサ２が検出した相対回転位置の信号が入力される。ＶＴＣコントローラ３は相対回転位置から実ＶＴＣ変換角度を算出する。実ＶＴＣ変換角度はクランク角相当の値であり、実バルブタイミングを表す。ＶＴＣコントローラ３は運転条件に基づき内燃機関５の目標バルブタイミングを設定し、実ＶＴＣ変換角度が目標バルブタイミングに一致するように、可変バルブタイミング機構１をフィードバック制御する。
【００１８】
ＶＴＣコントローラ３は、内燃機関５の運転停止命令が入力されると、実ＶＴＣ変換角度、換言すれば可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置となるように可変バルブタイミング機構１への油圧供給を制御する。実ＶＴＣ変換角度が中間位置に達すると、キーがキー溝へと侵入することで、可変バルブタイミング機構１の動作位置は中間位置でロックされる。以後、可変バルブタイミング機構１はロック解除用の油圧が供給されるまで中間位置への動作位置のロック状態を継続する。
【００１９】
内燃機関５の運転停止命令は、例えば車両が備えるイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換わることで入力される。内燃機関５の運転停止命令から内燃機関５の運転停止に至る間に、ＶＴＣコントローラ３は可変バルブタイミング機構１に対して以上の処理を行なう。結果、内燃機関５が再始動する際に、バルブタイミングを中間タイミングに保持した状態で再始動を行なうことができる。
【００２０】
可変バルブタイミング機構１の動作位置の中間位置へのロックである中間ロックは、上述のようにして自動的に行なわれる。しかしながら、内燃機関５の再始動においてバルブタイミングを中間タイミングに保持するためには、内燃機関５の運転停止前に可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置で確実にロックされたかどうかを判定することが望ましい。可変バルブタイミング機構１の構造によっては、可変バルブタイミング機構１の動作位置を中間位置へと変位させる動作や、中間位置でロックする動作に時間を要するからである。そのため、ロック動作が完了する前に、内燃機関５の運転が停止してしまうことも考えられる。
【００２１】
そこで、ＶＴＣコントローラ３は、内燃機関５の運転停止命令に対して上記のように可変バルブタイミング機構１の動作位置を中間位置でロックする処理を行った後、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置で実際にロックされたかどうかを判定する。そして、判定結果を内燃機関５の再始動に利用することで、内燃機関５の再始動が好ましい環境で行なわれるようにする。
【００２２】
図２と図３を参照して、以上の制御を実現するために、ＶＴＣコントローラ３が実行するロック判定ルーチンとエンジン始動シーケンス決定ルーチンを説明する。ＶＴＣコントローラ３は内燃機関５の運転停止命令の入力をトリガーとして、図２に示すロック判定ルーチンを実行する。また、内燃機関５の始動命令に対して、ＶＴＣコントローラ３はエンジンコントローラ４が内燃機関５を始動するのに先立って、図３に示すエンジン始動シーケンス決定ルーチンを実行する。
【００２３】
図２を参照すると、内燃機関５の運転停止命令の入力に対して、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１で、中間ロック要求があるかどうかを判定する。通常の内燃機関５の停止は中間ロック要求を伴うが、特殊な条件での内燃機関５の停止命令に限って、内燃機関５の停止が中間ロック要求を伴わない場合がある。
【００２４】
ステップＳ１の判定が否定的な場合、すなわち特殊条件での内燃機関５の停止命令に対して、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１４で可変バルブタイミング機構１の動作位置を最遅角位置へと制御する。ステップＳ１５でＶＴＣコントローラ３は中間ロック要求フラグｆＭＡを、中間ロック要求がないことを意味するゼロにセットする。そして、ステップＳ１６でエンジン停止信号をエンジンコントローラ４に出力する。エンジンコントローラ４はエンジン停止信号の入力を受けて内燃機関５の運転を停止する。ステップＳ１６の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はルーチンを終了する。なお、特殊条件の内容によっては、ステップＳ１４で可変バルブタイミング機構１の動作位置を最進角位置へと制御することも考えられる。
【００２５】
ステップＳ１の判定が肯定的な場合、つまり中間ロック要求が存在する場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２で、目標ＶＴＣ変換角度ｔＶＴＣを中間位置Ｍにセットする。ＶＴＣコントローラ３は実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが目標ＶＴＣ変換角度ｔＶＴＣに等しくなるように可変バルブタイミング機構１をフィードバック制御する。
【００２６】
次のステップＳ３において、ＶＴＣコントローラ３は中間ロックフラグｆＭがゼロであるかどうかを判定する。中間ロックフラグｆＭは実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域にあるかどうかを示すフラグである。中間領域は中間位置を含むクランク角度領域であり、予め設定されている。中間ロックフラグｆＭがゼロであることは、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域にないことを意味する。中間ロックフラグｆＭの初期値はゼロとする。したがって、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換わった後の最初のルーチン実行においては、ステップＳ３の判定は肯定的となる。
【００２７】
ステップＳ３の判定が否定的な場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ４で実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第１下限値Ｌ１より大きく、かつ上限値Ｕより小さいかどうかを判定する。実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第１下限値Ｌ１より大きくかつ上限値Ｕより小さい領域が中間領域である。つまり、ＶＴＣコントローラ３は実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域にあるかどうかをここで実際に判定する。
【００２８】
ステップＳ４の判定が肯定的な場合、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ５で中間ロックフラグｆＭを１にセットする。ステップＳ５の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ６で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値をゼロにリセットする。第２タイマＴｉｍｅｒ２は、中間ロックフラグｆＭが１にセットされた状態の継続時間をカウントするタイマである。ステップＳ６の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１２の処理を行なう。
【００２９】
ステップＳ３の判定が否定的な場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ７で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値が所定値Ｔ２より小さいかどうかを判定する。第２タイマＴｉｍｅｒ２の値が所定値Ｔ２より小さいことは、第２タイマＴｉｍｅｒ２の値が所定値Ｔ２に達していないことを意味する。中間ロックフラグｆＭが１にセットされた状態が所定値Ｔ２相当の時間の間継続することで、ＶＴＣコントローラ３は中間ロックが完了したと判断する。
【００３０】
ステップＳ７の判定が肯定的な場合は、中間ロックが完了していない場合に相当する。この場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ８で実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第２下限値Ｌ２より大きく、かつ上限値Ｕより小さいかどうかを判定する。実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第２下限値Ｌ２より大きく、かつ上限値Ｕより小さい領域が判定保持領域である。第２下限値Ｌ２は中間領域の下限を示す第１下限値Ｌ１より小さな値に設定される。言い換えれば、判定保持領域は中間領域に対して遅角側に広く設定されている。中間領域と判定保持領域の相違を以下に説明する。
【００３１】
可変バルブタイミング機構１が内燃機関５の運転停止命令により、最遅角位置から進角方向にバルフタイミングを変化させ、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域に入った時点で、第２タイマＴｉｍｅｒ２のカウントが開始される。一方、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣがいったん中間領域に入ると、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域より遅角側に広い判定保持領域から逸脱しない限り、ＶＴＣコントローラ３は中間ロックの動作中であると判断し、第２タイマＴｉｍｅｒ２のカウントを継続する。つまり、第１下限値Ｌ１と第２下限値Ｌ２との差は、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが中間領域に入ったかどうかの判定と、中間領域から外れたかどうかの判定との間にヒステリシスを設けるために設けられたものである。
【００３２】
このヒステリシスの設定により、ハードウェアの誤差に起因する誤判定を防止して、可変バルブタイミング機構１の動作位置の中間位置へのロック完了を的確かつ速やかに判定することができる。なお、ヒステリシスは実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣの下限値すなわち遅角側にのみ設定される。
【００３３】
ステップＳ８の判定が肯定的な場合、すなわち実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが判定保持領域から逸脱していない場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ９で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値をインクリメントする。ステップＳ９の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１２の処理を行なう。
【００３４】
ステップＳ８の判定が否定的な場合、すなわち実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが判定保持領域から逸脱している場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１０で中間ロックフラグｆＭをゼロにリセットする。ステップＳ１０の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１２の処理を行なう。
【００３５】
ステップＳ７の判定が否定的な場合、すなわち第２タイマＴｉｍｅｒ２の値が所定値Ｔ２に達している場合は、中間ロックが完了したことを意味する。この場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１１で、中間ロック要求フラグｆＭＡを１にセットし、中間ロックが完了したことを示す中間ロック完了フラグｆＭＢを１にセットする。ステップＳ１１の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１６でエンジンコントローラ４にエンジン停止信号を出力してルーチンを終了する。
【００３６】
さて、ステップＳ６で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値をリセットした場合，ステップＳ９で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値をインクリメントした場合、及びステップＳ１０で中間ロックフラグｆＭをゼロにリセットした場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１２で、第１タイマＴｉｍｅｒ１の値が所定値Ｔ１より小さいかどうかを判定する。第１タイマＴｉｍｅｒ１は内燃機関５の運転停止命令が入力されてからの経過時間、すなわちイグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わってからの経過時間を表す。第１タイマＴｉｍｅｒ１の値が所定値Ｔ１より小さいことは、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わってからの経過時間が所定値Ｔ１相当の時間に達していないことを意味する。
【００３７】
ここで、所定値Ｔ１は所定値Ｔ２より大きな値に設定される。所定値Ｔ１はイグニッションスイッチがＯＦＦになってから内燃機関５が運転を停止するまでの時間について、車両のドライバに違和感を与えない程度の値とする。
【００３８】
ステップＳ１２の判定が肯定的な場合、すなわちイグニッションスイッチがＯＦＦになってからの経過時間が所定値Ｔ１相当の時間に達していない場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１以降の処理を再び実行する。この処理の繰り返しの実行により、イグニッションスイッチがＯＦＦになってからの経過時間が所定値Ｔ１相当の時間に達し、ステップＳ１２の判定が否定的に転じると、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１３の処理を行なう。ステップＳ１３が実行されるのは、中間ロック完了が確認される前に、イグニッションスイッチがＯＦＦになってからの経過時間が所定値Ｔ１相当の時間に達してしまった場合である。
【００３９】
ステップＳ１３で、ＶＴＣコントローラ３は中間ロック要求フラグｆＭＡを１にセットし、中間ロック完了フラグｆＭＢをゼロにリセットする。ステップＳ１３の処理の後、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１６でエンジンコントローラ４にエンジン停止信号を出力してルーチンを終了する。
【００４０】
次に図３を参照して、内燃機関５の始動命令に対して、ＶＴＣコントローラ３が実行するエンジン始動シーケンス決定ルーチンを説明する。ここで、内燃機関５の始動命令はイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わることを意味する。
【００４１】
内燃機関５の始動命令に対して、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２０で、中間ロック要求フラグｆＭＡが１であるかどうかを判定する。中間ロック要求フラグｆＭＡが１である場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２１で中間ロック完了フラグｆＭＢが１であるかどうかを判定する。以上の判定の結果に応じて、ＶＴＣコントローラ３は始動シーケンスＡ，Ｂ，Ｃのいずれかを実行する。
【００４２】
ステップＳ２１の判定が肯定的な場合、すなわち中間ロック要求フラグｆＭＡと中間ロック完了フラグｆＭＢがともに１の場合は、前回の内燃機関５の運転停止時に、中間ロックが要求され、かつ中間ロックが完了したことを意味する。この場合には、バルブタイミングは内燃機関５の始動に適した中間タイミングに保持されており、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２２で通常の始動を意味するシーケンスＡを選択する。ステップＳ２２でシーケンスＡを選択した後、ＶＴＣコントローラ３はエンジンコントローラ４に始動指令信号を出力してルーチンを終了する。始動指令信号の入力を受けたエンジンコントローラ４はシーケンスＡに従って内燃機関５を始動する。
【００４３】
シーケンスＡは、バルブタイミングが始動に適した中間タイミングに保たれた状態で適用されるシーケンスである。シーケンスＡは、通常始動用のスロットル開度や燃料噴射量や点火時期などの始動条件を選択するシーケンスである。バルブタイミングが中間タイミングに保たれているので、内燃機関５の始動はシーケンスＡのもとで始動性能及び排気エミッションに関して最適状態を保って行なわれる。
【００４４】
ステップＳ２１の判定が否定的な場合、すなわち中間ロック要求フラグｆＭＡが１で、中間ロック完了フラグｆＭＢがゼロの場合は、前回の内燃機関５の運転停止時において、中間ロックの要求があったにもかかわらず、中間ロックの完了が確認できなかったことを意味する。この場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２３でシーケンスＢを選択し、エンジンコントローラ４に始動指令信号を出力してルーチンを終了する。始動指令信号の入力を受けたエンジンコントローラ４はシーケンスＢに従って内燃機関５を始動する。
【００４５】
シーケンスＢは、内燃機関５のクランキング開始と同時に可変バルブタイミング機構１に中間位置への動作位置の切り換えを指示するシーケンスである。スロットル開度や燃料噴射量や点火時期などの始動条件はシーケンスＡと同じとする。結果として、バルブタイミングは可変バルブタイミング機構１により始動開始から最短時間で中間タイミングへと制御される。なお、仮に内燃機関５の運転停止時に中間ロックに失敗していた場合でも、バルブタイミングはキーの位置を超えて遅角することはない。このためこの場合でも、内燃機関５の始動に失敗するおそれはない。しかしながら、バルブタイミングを始動開始から最短時間で中間タイミングへと制御することにより、排気エミッションの悪化を最小限に抑制することができる。
【００４６】
ステップＳ２０の判定が否定的な場合、すなわち、中間ロック要求フラグｆＭＡがゼロの場合には、前回の内燃機関５の運転停止時において、中間ロックの要求がなかった場合、すなわちステップＳ１の判定で説明した特殊条件を意味する。この場合には、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２４でシーケンスＣを選択し、エンジンコントローラ４に始動指令信号を出力してルーチンを終了する。始動指令信号の入力を受けたエンジンコントローラ４はシーケンスＣに従って内燃機関５を始動する。
【００４７】
シーケンスＣは、バルブタイミングが最遅角タイミングに設定されていることを前提として、スロットル開度や燃料噴射量や点火時期などの始動条件を選択するシーケンスである。バルブタイミングが最遅角タイミングに設定された状態での内燃機関５の始動であっても、これらの設定により、始動性能や排気エミッションの悪化を最小限に留めることができる。
【００４８】
図４を参照して、以上の制御の結果を説明する。
【００４９】
図４において、ＩＧＮ  ＯＦＦはイグニッションスイッチのＯＮからＯＦＦへの切り換わりを意味する。これに伴い、ＶＴＣコントローラ３は図２のロック判定ルーチンの実行を開始する。イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦへ切り換わる前には、可変バルブタイミング機構１がバルブタイミングを最遅角タイミングに保持した状態で内燃機関５の運転が行なわれる。
【００５０】
イグニッションスイッチがＯＦＦに切り替わることで、通常は中間ロック要求が発せられ、ステップＳ１の判定は肯定的となる。また、可変バルブタイミング機構１は、バルブタイミングを最遅角タイミングから中間タイミングへと変化させるべく動作する。
【００５１】
ステップＳ１の判定が肯定的である場合、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ２以降の処理を行なう。最初のうちは、実ＶＴＣ変換角度センサ２が検出した実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第１下限値Ｌ１を下まわるため、ステップＳ４の判定が否定的となる。そして、第２タイマＴｉｍｅｒ２が起動しないままステップＳ１−Ｓ４及びＳ１２の処理が繰り返される。
【００５２】
時刻ｔ１に、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第１下限値Ｌ１に達すると、ステップＳ４の判定が肯定的に転じ、ステップＳ５で中間ロックフラグｆＭが１にセットされ、ステップＳ６で第２タイマＴｉｍｅｒ２の値がリセットされる。その結果、次回以降のルーチン実行では、ステップＳ３の判定が否定的に転じ、ステップＳ７以降の処理が行われる。
【００５３】
時刻ｔ２では、実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが第１下限値Ｌ１を下まわるが、第２下限値Ｌ２を上回っている。つまり、中間領域から外れても判定保持領域には留まっている。この場合には、ステップＳ８の判定が肯定的となることで、第２タイマＴｉｍｅｒ２の値のインクリメントが続行される。
【００５４】
実ＶＴＣ変換角度ｒＶＴＣが判定保持領域に留まっている時間を示す第２タイマＴｉｍｅｒ２の値が所定値Ｔ２を超えると、ＶＴＣコントローラ３は中間ロックが完了したと判定する。この場合、ＶＴＣコントローラ３はステップＳ１１で、中間ロック要求フラグｆＭＡと中間ロック完了フラグｆＭＢをともに１にセットする。その結果、次の内燃機関５の始動に際しては、図３のエンジン始動シーケンス決定ルーチンにおいてシーケンスＡが適用される。
【００５５】
以上のように、この実施形態は、内燃機関５の運転を停止する際に、内燃機関５のバルブタイミングを最も遅角させた最遅角位置と最も進角させた最進角位置の間の中間位置にロックする機能を備える可変バルブタイミング機構１のためのロック判定装置を提供する。ロック判定装置は、実ＶＴＣ変換角度センサ２と、ＶＴＣコントローラ３と、を備える。
【００５６】
実ＶＴＣ変換角度センサ２は、可変バルブタイミング機構１の動作位置を検出する。ＶＴＣコントローラ３は、ロック判定ルーチンのステップＳ６において、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間領域に入ることでタイマを始動する。ＶＴＣコントローラ３は、同ルーチンのステップＳ８において、タイマが始動した後、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間領域より遅角側に広い判定保持領域にあるかどうかを判定する。ＶＴＣコントローラ３は、同ルーチンのステップＳ９において、可変バルブタイミング機構１の動作位置が判定保持領域にある場合にタイマの値をインクリメントする。ＶＴＣコントローラ３は、同ルーチンのステップＳ１１において、タイマの値が所定値に達した場合に、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置にロックされたと判定する。
【００５７】
したがって、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間領域より遅角側に広い判定保持領域にある限り、タイマの値がインクリメントされる。このアルゴリズムにより、可変バルブタイミング機構１のハードウェアの誤差に基づく誤判定を防止して、可変バルブタイミング機構１の動作位置の中間位置へのロック完了を的確かつ速やかに判定することができる。
【００５８】
この実施形態では、ＶＴＣコントローラ３がさらに、ロック判定ルーチンのステップＳ１６において、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置にロックされたと判定された場合に内燃機関５の運転を停止する。
【００５９】
そのため、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置にロックされたことを確認したうえで、内燃機関５を停止することができ、再始動時の始動性能や排気エミッションを向上させることができる。
【００６０】
判定保持領域と中間領域との差は、可変バルブタイミング機構１のロック機能に関わるハードウェアの誤差に基づき設定される。したがって、キーやキー溝の寸法のばらつきによらずに中間ロックの完了を早期に判定することができる。
【００６１】
この実施形態では、ＶＴＣコントローラ３がさらに、ロック判定ルーチンのステップＳ１６において、内燃機関５の運転停止命令から所定時間内に、可変バルブタイミング機構１の動作位置が中間位置にロックされたと判定されなかった場合に、内燃機関５の運転を停止する。
【００６２】
このように、内燃機関５の運転停止までの時間を規定することで、中間ロック完了を待つ時間が限定され、内燃機関５の燃費の悪化を防止できる。
【００６３】
この実施形態では、ＶＴＣコントローラ３がさらに、エンジン始動シーケンス決定ルーチンのステップＳ２３において、内燃機関５の運転停止命令から所定時間内に、可変バルブタイミング機構１が中間位置にロックされたと判定されないまま、内燃機関５の運転を停止した場合に、内燃機関５の再始動において、可変バルブタイミング機構１を駆動し可変バルブタイミング機構１の動作位置を中間位置へと変更する。
【００６４】
これにより、内燃機関５の再始動において、可変バルブタイミング機構１は始動開始から最短時間で中間タイミングへと制御され、排気エミッションの悪化を最小限に抑えることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６６】
本願は２０１３年６月４日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１１７７８６に基づく優先権を主張し、この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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