(57)【要約】【課題】アクセル操作量が一定であるときにＶＶＴ制御にハンチングが発生することを抑制する。【解決手段】バルブタイミングを可変に制御するＶＶＴ制御において、アクセル操作量が一定である場合には、ＶＶＴ変位角要求値をなまし処理して、アクセル操作量が一定である場合のＶＶＴ変位角要求値の変化度合を、アクセル操作量が一定でない場合のＶＶＴ変位角要求値の変化度合よりも緩やかにする。このような制御により、アクセル操作量が一定であるときのＶＶＴ変位角要求値の変動を低減することができるので、ＶＶＴ制御のハンチングを抑制することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン運転状態に応じてエンジンの吸気バルブおよび排気バルブのいずれか一方または両方のバルブタイミングを変位角要求値に基づいて制御する可変バルブタイミング制御が実行可能なエンジンの制御装置であって、
アクセル操作量が一定である場合には、前記バルブタイミングの変位角要求値になまし処理を実行するように構成されており、
前記アクセル操作量が一定である場合のなまし処理は、変位角要求値の変化度合を、アクセル操作量が一定でない場合の変位角要求値の変化度合よりも緩やかにする処理であ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する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジン（内燃機関）においては、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて、機関バルブ（吸気バルブ・排気バルブ）のバルブタイミング（開閉タイミング）を可変に制御する可変バルブタイミング制御（以下、ＶＶＴ制御ともいう）が行われている。
【０００３】
ＶＶＴ制御に関する技術として特許文献１に記載のものがある。この特許文献１に記載の技術では、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）を検出し、その検出したアクセル操作量に基づいてバルブタイミングを適切に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】２０１５−０９４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＶＶＴ制御においては、ドライバによるアクセル操作量が一定であっても、エンジン運転状態や負荷要求などからバルブタイミングが変動すると、ＶＶＴ制御にハンチングが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、ＶＶＴ制御が実行可能なエンジンの制御装置において、アクセル操作量が一定であるときのバルブタイミングの変動を低減して、ＶＶＴ制御にハンチングが発生することを抑制することが可能な制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジン運転状態に応じてエンジンの吸気バルブおよび排気バルブのいずれか一方または両方のバルブタイミングを変位角要求値に基づいて制御する可変バルブタイミング制御（ＶＶＴ制御）が実行可能なエンジンの制御装置において、アクセル操作量が一定である場合には、前記バルブタイミングの変位角要求値になまし処理を実行するように構成されており、前記アクセル操作量が一定である場合のなまし処理は、変位角要求値の変化度合を、アクセル操作量が一定でない場合の変位角要求値の変化度合よりも緩やかにする処理であることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、アクセル操作量が一定である場合、バルブタイミングの変位角要求値になまし処理を実行して、アクセル操作量が一定でない場合の変位角要求値の変化度合よりも緩やかにしているので、バルブタイミングの変位角要求値の変動を低減することができる。これによりＶＶＴ制御のハンチングを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アクセル操作量が一定であるときのバルブタイミングの変位角要求値の変動を低減することができるので、ＶＶＴ制御のハンチングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用するエンジンが搭載された車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図３】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】ＶＶＴ制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】ＶＶＴ制御の一例を示す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】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）が搭載された車両の一例について図１を参照して説明する。
【００１３】
この例の車両Ｖは、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型の車両であって、エンジン１、トルクコンバータ２、ロックアップクラッチ３、自動変速機（ＡＴ）４、デファレンシャル装置５、駆動輪（前輪）６、従動輪（後輪：図示せず）、およびＥＣＵ(Electronic Control Unit)１００などを備えている。
【００１４】
これらエンジン１、トルクコンバータ２、ロックアップクラッチ３、自動変速機４、およびＥＣＵ１００の各部について以下に説明する。
【００１５】
−エンジン−
エンジン１は、走行用の駆動力源であり、例えば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン１は、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御可能である。エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１０はトルクコンバータ２に連結されている。クランクシャフト１０の回転数（エンジン回転数）はエンジン回転数センサ１０２によって検出される。
【００１６】
図２に示すように、エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ１７が配置されている。点火プラグ１７の点火タイミングはイグナイタ（図示せず）によって調整される。エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）１６が配置されている。
【００１７】
また、吸気通路１１には、エアフロメータ１０１、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ１５などが配置されている。スロットルバルブ１５はスロットルモータ１５ａによって駆動される。スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ１０３によって検出される。スロットルバルブ１５の開度はＥＣＵ１００によって制御される。具体的には、例えば、ＥＣＵ１００は、アクセル操作量センサ１０４（図３参照）の出力から得られるアクセル操作量（アクセル開度）に基づいて要求スロットル開度を決定し、この要求スロットル開度とスロットル開度センサ１０３の出力から得られるスロットル開度とが一致するようにスロットルバルブ１５（スロットルモータ１５ａ）を制御する。
【００１８】
エンジン１の吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。
【００１９】
これら吸気バルブ１３および排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１０の回転がタイミングチェーン等を介して伝達される吸気カムシャフト１３０および排気カムシャフト１４０の各回転によって行われる。ただし、この例では、吸気カムシャフト１３０に可変バルブタイミング機構１３１（以下、ＶＶＴ１３１ともいう）が設けられている。
【００２０】
ＶＶＴ１３１は、クランクシャフト１０と吸気カムシャフト１３０との回転位相をずらして吸気バルブ１３のバルブタイミング（開閉タイミング）を連続的に変化させる機構である。ＶＶＴ１３１のバルブタイミングはＥＣＵ１００によって制御される。
【００２１】
なお、ＶＶＴ１３１としては、ベーン式ＶＶＴを挙げることができる。また、ＶＶＴ１３１としては、ヘリカルスプライン式ＶＶＴなどの他の方式のＶＶＴを用いてもよい。
【００２２】
−トルクコンバータ・ロックアップクラッチ−
図１に示すように、トルクコンバータ２は、入力軸側のポンプインペラ２１と、出力軸側のタービンランナ２２と、トルク増幅機能を発現するステータ２３とを備え、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間で流体を介して動力伝達を行う。トルクコンバータ２には、このトルクコンバータ２の入力側と出力側とを直結またはスリップ係合状態で連結するロックアップクラッチ３が設けられている。このロックアップクラッチ３の係合状態または解放状態はＥＣＵ１００および油圧制御回路（図示せず）等によって制御される。
【００２３】
−自動変速機−
自動変速機４は、有段式の変速機であり、複数の油圧式の摩擦係合要素および遊星歯車装置を含んでいる。自動変速機４では、複数の摩擦係合要素が選択的に係合されることにより、複数のギヤ段（変速段）を選択的に成立させることが可能である。図１に示すように、自動変速機４の入力軸４１はトルクコンバータ２のタービンシャフト２４に連結されている。自動変速機４の出力ギヤ４２はデファレンシャル装置５等を介して駆動輪６に連結されている。
【００２４】
なお、自動変速機４としては、有段式の自動変速機（ＡＴ）の他、変速比を無段階に調整する無段変速機(CVT：Continuously Variable Transmission）であってもよい。
【００２５】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、およびバックアップＲＡＭなどを備えている。
【００２６】
ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン１の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００２７】
ＥＣＵ１００には、図３に示すように、エアフロメータ１０１、エンジン回転数センサ１０２、スロットル開度センサ１０３、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル操作量（アクセル開度）を検出するアクセル操作量センサ１０４、および車両Ｖの車速に応じた信号を出力する車速センサ１０５などの各種のセンサが接続されており、これらの各センサ（スイッチ類も含む）からの信号がＥＣＵ１００に入力される。
【００２８】
そして、ＥＣＵ１００は、各種センサの検出結果などに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期などを制御することにより、エンジン１の運転状態を制御するように構成されている。また、ＥＣＵ１００は、自動変速機４の変速制御（油圧制御）、トルクコンバータ２の油圧制御およびロックアップクラッチ３の係合制御を実行する。
【００２９】
さらに、ＥＣＵ１００は、吸気カムシャフト１３０に設けたＶＶＴ１３１のバルブタイミングを制御するＶＶＴ制御を実行する。
【００３０】
−ＶＶＴ制御−
次に、ＥＣＵ１００が実行するＶＶＴ制御について説明する。
【００３１】
まず、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数およびエンジン負荷率に基づいてマップ等を参照してＶＶＴ変位角要求値を算出（決定）し、そのＶＶＴ変位角要求値に基づいてＶＶＴ１３１のバルブタイミングを制御している。なお、エンジン回転数は、エンジン回転数センサ１０２の出力から得られる。また、エンジン負荷率については、エンジン１への最大吸入空気量に対する現在の運転状態における吸入空気量の割合であって、例えば、エアフロメータ１０１の出力信号から得られる吸入空気量とエンジン回転数センサ１０２の出力信号から得られるエンジン回転数とに基づいて算出される。
【００３２】
このようにＶＶＴ制御にあっては、ＶＶＴ変位角要求値をエンジン回転数およびエンジン負荷率からＶＶＴ変位角要求値を決定しているが、運転領域毎のＶＶＴ変位角要求値に段差があると、一定走行（アクセル操作量が一定の走行）中であるのにも関わらず、エンジン１の発生トルク（以下、エンジントルクともいう）に段差が生じて、エンジン回転数やエンジン負荷率が大きく変動してしまう。こうした状況になると、ＶＶＴ変位角要求値が大きく変動してしまい、ＶＶＴ制御にハンチングが発生するおそれがある。
【００３３】
そのような実情を考慮して、本実施形態では、アクセル操作量が一定である場合に、ＶＶＴ変位角要求値のなまし処理を行う。そして、そのアクセル操作量が一定である場合のなまし処理を、アクセル操作量が一定でない場合のＶＶＴ変位角要求値の変化度合よりも緩やかにする処理とすることにより、アクセル操作量が一定であるときのＶＶＴ制御のハンチングを抑制するようにしている。
【００３４】
そのＶＶＴ制御の一例について図４のフローチャートを参照して説明する。図４の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期ごとに繰り返して実行される。図４の制御ルーチンの実行中において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ１０２の出力に基づいてエンジン回転数およびエンジン負荷率を逐次算出している。
【００３５】
図４の制御ルーチンが開始されると、まずはステップＳＴ１０１において、ロックアップ中（ロックアップクラッチ３が係合中）であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０１は、エンジン１に駆動系が係合状態であることを判定するためのステップであって、ステップＳＴ１の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０６の処理については後述する。ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０２に進む。
【００３６】
ステップＳＴ１０２では、車速センサ１０５の出力から得られる車速が所定値以下であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０２は、車速が大きくて高負荷である場合、吸入空気量が大きくてエンジントルクが安定しているためＶＶＴ制御にハンチングが発生しないという点を考慮し、こうした状況を排除するためのステップである。このステップＳＴ１０２の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０３に進む。なお、ステップＳＴ１０２の判定に用いる所定値（車速に対する所定値）は実験またはシミュレーションによって求めた値を設定する。
【００３７】
ステップＳＴ１０３では、エンジン回転数センサ１０２の出力から得られるエンジン回転数が所定値以上であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０３は、低回転域においてエンジン回転数が急激に変動する過渡状態を排除するためのステップであって、ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０４に進む。なお、ステップＳＴ１０３の判定に用いる所定値（エンジン回転数に対する所定値）は実験またはシミュレーションによって求めた値を設定する。
【００３８】
ステップＳＴ１０４では、アクセルペダルの操作（アクセル操作）による要求スロットル開度を求め、そのアクセル操作による要求スロットル開度について、下記の条件（ａ）および（ｂ）の両方が成立している状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する。
【００３９】
（ａ）アクセル操作による要求スロットル開度変動が所定値以内
（ｂ）アクセル操作による要求スロットル開度が所定範囲以内
ここで、ステップＳＴ１０４の判定に用いる、所定時間、要求スロットル開度変動に対する所定値、および要求スロットル開度に対する所定範囲の各値については、検出系の誤差やノイズなどの影響を排除でき、スロットル開度（アクセル操作量）が一定であることを精度よく判定できる程度の値を、実験またはシミュレーション等によって求めて設定する。
【００４０】
ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合、アクセル操作量が一定であると判定してステップＳＴ１０５に進む。ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、アクセル操作量が一定でないと判定してステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０６では、ＶＶＴ変位角要求値の算出に用いるなまし値を、通常制御に用いる［なましＢ］とする。
【００４１】
次に、ステップＳＴ１０７において、［なましＢ］を用いてＶＶＴ変位角要求値を算出する。具体的には、現在のエンジン回転数およびエンジン負荷率から算出したＶＶＴ変位角要求値（現在要求値）、前回のＶＶＴ変位角要求値（前回要求値）、および［なまし値Ｂ］を用いて、下記の式（１）からＶＶＴ変位角要求値を算出する。
【００４２】
ＶＶＴ変位角要求値＝前回要求値＋（現在要求値−前回要求値）／なまし値・・（１）
そして、このようにして算出したＶＶＴ変位角要求値を用いてＶＶＴ制御を実行する。
【００４３】
一方、ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）であり、アクセル操作量が一定であると判定した場合、ステップＳＴ１０５において、ＶＶＴ変位角要求値の算出（なまし処理）に用いるなまし値を［なまし値Ａ］に切り替える。この［なまし値Ａ］は上記通常制御時の［なまし値Ｂ］よりもなまし度合が大きな値とする。
【００４４】
次に、ステップＳＴ１０７において、［なまし値Ａ］を用いてＶＶＴ変位角要求値を算出する。具体的には、現在のエンジン回転数およびエンジン負荷率から算出したＶＶＴ変位角要求値（現在要求値）、前回のＶＶＴ変位角要求値（前回要求値）、および［なまし値Ａ］を用いて、上記式（１）からＶＶＴ変位角要求値を算出する。そして、このようにしてなまし処理を行ったＶＶＴ変位角要求値を用いてＶＶＴ制御を実行する。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、アクセル操作量が一定である場合には、なまし処理に用いるなまし値を［なまし値Ａ］に切り替えて、ＶＶＴ変位角要求値の変化度合を、アクセル操作量が一定でない場合のＶＶＴ変位角要求値の変化度合よりも緩やかにしている。これにより、図５に示すように、ＶＶＴ変位角要求値の変動が低減するので、ＶＶＴ制御のハンチングを抑制することができる。
【００４６】
なお、図４のステップＳＴ１０１〜ステップＳＴ１０７がＥＣＵ１００によって実行されることにより、本発明のエンジンの制御装置が実現される。
【００４７】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４８】
例えば、以上の実施形態では、スロットル開度センサ１０３の出力から得られるスロットル開度に基づいて、アクセル操作量が一定であることを判定するようにしているが、本発明はこれに限られることなく、アクセル操作量センサ１０４の出力から得られるアクセル操作量に基づいて、アクセル操作量が一定であることを判定するようにしてもよい。
【００４９】
以上の実施形態では、吸気カムシャフトのみにＶＶＴを設けた例を示しているが、本発明はこれに限られることなく、排気カムシャフトのみにＶＶＴを設けたエンジンの制御、および、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトの両方にＶＶＴを設けたエンジンの制御にも適用することができる。
【００５０】
以上の実施形態では、ガソリンエンジンの制御装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、例えばディーゼルエンジンなどの他の形式のエンジン（内燃機関）の制御装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、エンジンの機関バルブのバルブタイミングを可変に制御するＶＶＴ制御が実行可能なエンジンの制御装置に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  エンジン
１０  クランクシャフト
１３  吸気バルブ
１３０  吸気カムシャフト
１３１  可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）
１４  排気バルブ
１４０  排気カムシャフト
１５  スロットルバルブ
１００  ＥＣＵ
１０１  エアフロメータ
１０２  エンジン回転数センサ
１０３  スロットル開度センサ
１０４  アクセル操作量センサ
１０５  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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【図５】
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