(57)【要約】【課題】バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を適切に制御することで、燃費を改善することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】油圧制御手段は、バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を変化させる制御を行う。ポンプ損失量推定手段は、バルブタイミング可変機構の制御によるポンプ損失量を推定する。機械損失量推定手段は、バルブタイミング可変機構を作動させるために油圧を高油圧化することによって生じるオイルポンプなどの機械損失量を推定する。高油圧化判定手段は、ポンプ損失量と機械損失量とを比較することによって、高油圧化を行うべきか否かを判定する。これにより、ポンプ損失及び機械損失に応じて、バルブタイミング可変機構に供給する油圧を適切に制御することができ、燃費を改善することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁と、排気弁と、オイルポンプより供給される油圧を用いて前記吸気弁及び／又は前記排気弁のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変機構と、を有する内燃機関に適用され、
前記バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を変化させる制御を行う油圧制御手段と、
前記バルブタイミング可変機構の制御によるポンプ損失量を推定するポンプ損失量推定手段と、
前記バルブタイミング可変機構を作動させるために前記油圧制御手段によって油圧を高油圧化することによって発生する機械損失量を推定する機械損失量推定手段と、
前記ポンプ損失量と前記機械損失量とを比較することによって、前記高油圧化を行うか否かを判定する高油圧化判定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記高油圧化判定手段は、
前記機械損失量の絶対値が前記ポンプ損失量の絶対値を上回る場合には、前記高油圧化を禁止し、
前記ポンプ損失量の絶対値が前記機械損失量の絶対値を上回る場合には、前記高油圧化を許可する請求項１に記載の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、吸気弁及び／又は排気弁のバルブタイミングを制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、可変動弁機構（言い換えるとバルブタイミング可変機構）の作動時などの高油圧が必要な時にはオイルポンプを作動させると共に、当該高油圧が不要な時にはアキュムレータによって油圧を発生させることで、オイルポンプにおける機械損失を低減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、可変油圧機構を採用した内燃機関では、ポンプ損失低減を目的として油圧を高めてバルブタイミング可変機構を作動させた場合に、オイルポンプの機械損失が大きくなる傾向にある。例えば、油の粘度が高い場合に油圧を高めると、オイルポンプの機械損失が大きくなる。これにより、オイルポンプの機械損失がポンプ損失低減の効果を上回ってしまい、言い換えると機械損失による燃費悪化分がポンプ損失低減による燃費改善分を上回ってしまい、燃費が悪化してしまう可能性がある。なお、特許文献１には、このような課題についての認識はなく、当該課題を解決可能な方法についての記載もない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を適切に制御することで、燃費を改善することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、吸気弁と、排気弁と、オイルポンプより供給される油圧を用いて前記吸気弁及び／又は前記排気弁のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変機構と、を有する内燃機関に適用され、前記バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を変化させる制御を行う油圧制御手段と、前記バルブタイミング可変機構の制御によるポンプ損失量を推定するポンプ損失量推定手段と、前記バルブタイミング可変機構を作動させるために前記油圧制御手段によって油圧を高油圧化することによって発生する機械損失量を推定する機械損失量推定手段と、前記ポンプ損失量と前記機械損失量とを比較することによって、前記高油圧化を行うか否かを判定する高油圧化判定手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、オイルポンプより供給される油圧を用いて吸気弁及び／又は排気弁のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変機構を有する内燃機関に適用される。油圧制御手段は、バルブタイミング可変機構で用いられる油圧を変化させる制御を行う。ポンプ損失量推定手段は、バルブタイミング可変機構の制御によるポンプ損失量を推定する。つまり、油圧を高油圧することでバルブタイミング可変機構を作動させてバルブタイミングを変化させた場合の、ポンプ損失量を推定する。機械損失量推定手段は、油圧を高油圧化した場合の、オイルポンプなどの機械損失量を推定する。ここで、「高油圧化」とは少なくともバルブタイミング可変機構を作動させることが可能な油圧に設定することを意味する。高油圧化判定手段は、このようなポンプ損失量と機械損失量とを比較することによって、高油圧化を行うべきか否かを判定する。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置によれば、ポンプ損失及び機械損失に応じて、バルブタイミング可変機構に供給する油圧を適切に制御することができる。よって、燃費を改善することが可能となる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記高油圧化判定手段は、前記機械損失量の絶対値が前記ポンプ損失量の絶対値を上回る場合には、前記高油圧化を禁止し、前記ポンプ損失量の絶対値が前記機械損失量の絶対値を上回る場合には、前記高油圧化を許可する。
【００１０】
この態様では、機械損失量の絶対値がポンプ損失量の絶対値を上回る場合には、高油圧化を禁止する。この場合には、機械損失が増加しないようにする。これに対して、ポンプ損失量の絶対値が機械損失量の絶対値を上回る場合には、高油圧化を許可する。この場合には、ポンプ損失を優先的に抑制する。このような態様によれば、燃費が最良となる運転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】可変油圧機構の概略構成を示す図である。
【図３】バルブタイミング可変機構の作動域及び非作動域を示す図である。
【図４】第１実施形態における制御を具体的に説明するための図を示す。
【図５】第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態で追加する判定条件を示す。
【図７】第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
［装置構成］
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用されたエンジン１００の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガス及び油の流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示している。
【００１４】
エンジン（内燃機関）１００は、主に、吸気通路３と、燃料噴射弁５と、気筒６ａと、吸気弁７と、排気弁８と、排気通路９と、バルブタイミング可変機構１０と、可変油圧機構２０と、を有する。エンジン１００は、例えば、筒内直噴タイプのディーゼルエンジンとして構成されている。なお、図１においては、説明の便宜上、１つの気筒６ａのみを示しているが、実際にはエンジン１００は複数の気筒６ａを有する。
【００１５】
吸気通路３には外部から導入された吸気（空気）が通過する。吸気通路３を通過した吸気は、燃焼室６ｂに供給される。また、燃焼室６ｂには、燃料噴射弁５によって噴射された燃料が供給される。
【００１６】
燃焼室６ｂには、吸気弁７と排気弁８とが設けられている。吸気弁７は、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室６ｂとの連通／遮断を制御する。吸気弁７は、バルブタイミング可変機構１０によって、バルブタイミングが制御される。具体的には、開きタイミング及び／又は閉じタイミングが制御される。一方、排気弁８は、開閉することによって、燃焼室６ｂと排気通路９との連通／遮断を制御する。
【００１７】
燃焼室６ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が燃焼される。このような燃焼によってピストン６ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド６ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室６ｂでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路９より排出される。
【００１８】
バルブタイミング可変機構１０は、主に、オイルコントロールバルブ１１と、油路１２、１３と、を有する。バルブタイミング可変機構１０は、可変油圧機構２０において調整された後の油圧が供給され、当該油圧により駆動される。オイルコントロールバルブ１１は、三方弁に相当し、油を供給する通路を油路１２と油路１３との間で切り替え可能に構成されている。油路１２が選択された場合には油は矢印Ａ１、Ａ２で示すように流れ、油路１３が選択された場合には油は矢印Ｂ１、Ｂ２で示すように流れる。例えば、吸気弁７のバルブタイミングを進角させる場合には油路１２が選択され、吸気弁７のバルブタイミングを遅角させる場合には油路１３が選択される。オイルコントロールバルブ１１は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１１によって制御される。具体的には、吸気弁７のバルブタイミングを進角させるか或いは遅角させるかに応じて、オイルコントロールバルブ１１は制御される。
【００１９】
可変油圧機構２０は、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を変化させることが可能に構成されている。可変油圧機構２０は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ２０によって制御される。
【００２０】
エンジン１００には、回転数センサ３１及び水温センサ３２が設けられている。回転数センサ３１は、エンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数に対応する検出信号Ｓ３１をＥＣＵ５０に供給する。水温センサ３２は、エンジン水温を検出し、検出したエンジン水温に対応する検出信号Ｓ３２をＥＣＵ５０に供給する。また、バルブタイミング可変機構１０には変位角センサ３３が設けられている。変位角センサ３３は、吸気弁７の変位角（言い換えるとカム角）を検出し、検出した変位角に対応する検出信号Ｓ３３をＥＣＵ５０に供給する。
【００２１】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、エンジン１００内の各構成要素に対する制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、種々の条件を用いて判定を行って可変油圧機構２０を制御することで、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を変化させる。詳細は後述するが、ＥＣＵ５０は、本発明における油圧制御手段、ポンプ損失量推定手段、機械損失量推定手段、及び高油圧化判定手段として機能する。
【００２２】
図２は、上記した可変油圧機構２０の概略構成図を示す。可変油圧機構２０は、主に、オイルポンプ２１と、吸い込みポート２２と、吐出ポート２３と、リリーフ通路２４と、オイルスイッチングバルブ（以下、単に「ＯＳＶ」と表記する。）２５と、リリーフバルブ２６と、を備える。油は、矢印Ｃ１で示すように吸い込みポート２２からオイルポンプ２１に供給されて、オイルポンプ２１において圧力（油圧）が上昇される。つまり、油はオイルポンプ２１によって圧送される。そして、油は、矢印Ｃ２で示すように吐出ポート２３へ吐出される。
【００２３】
ＯＳＶ２５は、リリーフバルブ２６を駆動可能に構成され、リリーフバルブ２６の開閉を切り替える。つまり、ＯＳＶ２５は、リリーフバルブ２６の開閉を制御して、リリーフ通路２４に油を通過させて吸い込みポート２２に戻すか否かを切り替え可能に構成されている。リリーフバルブ２６が開である場合には、矢印Ｃ３で示すように、油は吐出ポート２３からリリーフ通路２４を介して吸い込みポート２２に戻される。この場合には、オイルポンプ２１で上昇された油圧が低下されることとなる。これに対して、リリーフバルブ２６が閉である場合には、油はリリーフ通路２４を介して吸い込みポート２２に戻されることなく、吐出ポート２３からそのままバルブタイミング可変機構１０のオイルコントロールバルブ１１に供給される。この場合には、リリーフバルブ２６が開である場合のように油圧は低下されない。
【００２４】
以下では、リリーフバルブ２６が開である場合にバルブタイミング可変機構１０に供給される油圧を「低油圧」と呼び、リリーフバルブ２６が閉である場合にバルブタイミング可変機構１０に供給される油圧を「高油圧」と呼ぶ。ＯＳＶ２５は、上記したＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ２０によって制御される。つまり、ＥＣＵ５０は、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧と高油圧との間で切り替えるために、ＯＳＶ２５に対して制御を行う。
【００２５】
バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を低油圧に設定した場合には、高油圧に設定した場合と比較して、機械損失が低減する傾向にある。この機械損失は、オイルポンプ２１などの油が通過する箇所でのフリクション、言い換えると油圧損失に相当する（以下同じものとする）。しかしながら、低油圧に設定した場合には、バルブタイミング可変機構１０が動作しにくくなる。例えば、吸気弁７の変位角が一定値に固定され、変化しなくなる。そのため、吸気弁７の実際の変位角と目標の変位角との偏差が大きくなることで、ポンプ損失が増加する傾向にある。以下では、吸気弁７の実際の変位角を「実変位角」と呼び、目標の変位角を「目標変位角」と呼び、実変位角と目標変位角との偏差を「変位角偏差」と呼ぶ。
【００２６】
一方で、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を高油圧に設定した場合には、バルブタイミング可変機構１０は速やかに動作する。具体的には、吸気弁７の変位角が速やかに目標変位角に達する。そのため、ポンプ損失が低減する傾向にある。しかしながら、高油圧に設定した場合には、低油圧に設定した場合と比較して、オイルポンプ２１などの機械損失が増加する傾向にある。
【００２７】
このように、油圧を低油圧及び高油圧のいずれに設定する場合でも、機械損失とポンプ損失とはトレードオフの関係にある。具体的には、低油圧に設定した場合には機械損失が低下されるがポンプ損失が増加する傾向にあり、高油圧に設定した場合にはポンプ損失が低下されるが機械損失が増加する傾向にある。
【００２８】
次に、図３を参照して、バルブタイミング可変機構１０の作動域及び非作動域について説明する。図３に示すように、バルブタイミング可変機構１０の作動域及び非作動域は、例えば、エンジン回転数（横軸に示す）とエンジン水温（縦軸に示す）とによって規定される。図３のハッチング領域は非作動域を示している。当該領域では、エンジン回転数が比較的低く、エンジン水温が比較的高いため、油圧が低くなる傾向にある。そのため、バルブタイミング可変機構１０を作動させるのが不可となる。
【００２９】
ここで、実線Ｄ１は、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を変化させなかった場合の作動域と非作動域との境界を示している。これに対して、破線Ｄ２は、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を変化させた場合（つまり可変油圧機構２０を用いた場合）の作動域と非作動域との境界を示している。矢印Ｄ３に示すように、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を変化させた場合には、バルブタイミング可変機構１０の非作動域が拡大される。これは、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧化していることに起因する。
【００３０】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態においてＥＣＵ５０が行う制御について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、上記したようにポンプ損失と機械損失とがトレードオフの関係にあることを考慮して、燃費が最適となるように、ポンプ損失及び機械損失の大きさに応じて、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を低油圧と高油圧との間で切り替える。具体的には、ＥＣＵ５０は、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧と高油圧との間で切り替えた場合のポンプ損失量及びオイルポンプ２１などの機械損失量を推定し、当該ポンプ損失量と当該機械損失量とを比較することで、油圧を低油圧と高油圧との間で切り替える。この場合、ＥＣＵ５０は、ポンプ損失量の絶対値と機械損失量の絶対値とを比較するものとする。
【００３１】
ＥＣＵ５０は、低油圧に設定されているときには、バルブタイミング可変機構１０にて吸気弁７のバルブタイミングの制御（以下、「ＶＶＴ制御」と呼ぶ。）を実行した場合のポンプ損失量と、バルブタイミング可変機構１０を作動させるために高油圧化した場合のオイルポンプ２１などの機械損失量とを比較する。この場合、ＶＶＴ制御を実行することでポンプ損失は低下する傾向にあり、高油圧化することで機械損失は増加する傾向にある。ＥＣＵ５０は、機械損失量の絶対値がポンプ損失量の絶対値を上回る場合には高油圧化を禁止する。つまり、ＥＣＵ５０は、低油圧から高油圧への切り替えを行わないで、低油圧を維持する。この場合には、ＥＣＵ５０は、ポンプ損失を許容して、機械損失が増加しないようにする。これに対して、ＥＣＵ５０は、ポンプ損失量の絶対値が機械損失量の絶対値を上回る場合には高油圧化を許可する。つまり、ＥＣＵ５０は、低油圧から高油圧への切り替えを行う。言い換えると、ＶＶＴ制御を優先して実行する。この場合には、ＥＣＵ５０は、ポンプ損失を優先的に低減する。
【００３２】
ＥＣＵ５０は、高油圧に設定されているときには、低油圧化した場合のオイルポンプ２１の機械損失量と、ＶＶＴ制御を行わない場合のポンプ損失量、つまり変位角偏差などによるポンプ損失量とを比較する。この場合、低油圧化することで機械損失は低下する傾向にあり、ＶＶＴ制御を行わないとポンプ損失は増加する傾向にある。ＥＣＵ５０は、機械損失量の絶対値がポンプ損失量の絶対値を上回る場合には、高油圧から低油圧への切り替えを行う。この場合には、ＥＣＵ５０は、機械損失を優先的に低減する。これに対して、ＥＣＵ５０は、ポンプ損失量の絶対値が機械損失量の絶対値を上回る場合には、高油圧から低油圧への切り替えを行わないで、高油圧を維持する。この場合には、ＥＣＵ５０は、機械損失を許容して、ポンプ損失が増加しないようにする。
【００３３】
なお、ＥＣＵ５０は、例えば、排気弁８又は吸気弁７の開き時期や閉じ時期、作用角、エンジン回転数や負荷に基づいて、ポンプ損失量を求める。
【００３４】
このような第１実施形態によれば、ポンプ損失及び機械損失の大きさを考慮して、燃費が最適になるように、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧と高油圧との間で適切に切り替えることができる。これにより、燃費を改善することが可能となる。
【００３５】
また、第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、実変位角が目標変位角よりも遅角側にあり、且つ、吸入空気量における空気過剰率（「λ」で表される量）が所定値以下である場合には、高油圧化を許可する。つまり、ＶＶＴ制御を優先して行うことで、吸気弁７を速やかに動作させる。こうするのは、着火性が低い状態に起因するスモークの増加及び失火の発生を防止するためである。なお、空気過剰率を用いる代わりに、吸入空気量を用いても良い。
【００３６】
更に、第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、吸気弁７の変位角偏差が所定値以上である場合には、高油圧化を許可する。つまり、ＶＶＴ制御を優先して行うことで、吸気弁７を速やかに動作させる。こうするのは、変位角偏差が大きいことに起因するエミッションの悪化を防止するためである。
【００３７】
図４は、第１実施形態における制御を具体的に説明するための図を示す。図４は、横軸に時間を示しており、上から順に、エンジン回転数、吸気弁７の変位角、油圧、損失、空気量の変化の一例を示している。
【００３８】
実線Ｅ１はエンジン回転数の変化を示しており、破線Ｅ２は低油圧と高油圧との間で切り替えを行うために用いられる切り替え回転数を示している。切り替え回転数Ｅ２は適合により決定される。実線Ｅ３は実変位角の変化を示しており、実線Ｅ４は目標変位角の変化を示している。実線Ｅ５は油圧の変化を示しており、破線Ｅ６は高油圧を示しており、破線Ｅ７は低油圧を示している。
【００３９】
実線Ｅ８はエンジン回転数及び負荷などに応じて設定される基本目標油圧を示している。具体的には、エンジン回転数Ｅ１が切り替え回転数Ｅ２未満である場合には基本目標油圧Ｅ８は低油圧Ｅ７に設定され、エンジン回転数Ｅ１が切り替え回転数Ｅ２以上である場合には基本目標油圧Ｅ８は高油圧Ｅ６に設定される。基本的には、前述したような判定条件が成立しない場合には、油圧はこのような基本目標油圧Ｅ８に設定される。
【００４０】
実線Ｅ９はオイルポンプ２１などの機械損失（言い換えると油圧損失）を示しており、実線Ｅ１０はポンプ損失を示している。実線Ｅ１１は実空気量の変化を示しており、実線Ｅ１２は最低空気量を示している。例えば、最低空気量は、着火性が確保される最低の空気量に相当する。
【００４１】
ここで、矢印Ｆ１で示すようにポンプ損失Ｅ１０が機械損失Ｅ９を上回ることで、時刻ｔ１において油圧が低油圧Ｅ７から高油圧Ｅ６へ切り替えられる。この後、機械損失Ｅ９がポンプ損失Ｅ１０を上回ることで、時刻ｔ２において油圧が高油圧Ｅ６から低油圧Ｅ７へ切り替えられる。次に、矢印Ｆ２で示すようにポンプ損失Ｅ１０が機械損失Ｅ９を上回ることで、時刻ｔ３において油圧が低油圧Ｅ７から高油圧Ｅ６へ切り替えられる。この後、機械損失Ｅ９がポンプ損失Ｅ１０を上回ることで、時刻ｔ４において油圧が高油圧Ｅ６から低油圧Ｅ７へ切り替えられる。
【００４２】
次に、矢印Ｆ３で示すように実空気量Ｅ１１が最低空気量Ｅ１２を下回ることで、時刻ｔ５において油圧が低油圧Ｅ７から高油圧Ｅ６へ切り替えられる。この後、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間、エンジン回転数Ｅ１が切り替え回転数Ｅ２以上となるため、基本目標油圧Ｅ８が高油圧Ｅ６に設定される。この後、時刻ｔ７でエンジン回転数Ｅ１が切り替え回転数Ｅ２未満となるため、基本目標油圧Ｅ８が低油圧Ｅ７に設定される。次に、矢印Ｆ４で示すようにポンプ損失Ｅ１０が機械損失Ｅ９を上回ることで、時刻ｔ８において油圧が低油圧Ｅ７から高油圧Ｅ６へ切り替えられる。この後、機械損失Ｅ９がポンプ損失Ｅ１０を上回ることで、時刻ｔ９において油圧が高油圧Ｅ６から低油圧Ｅ７へ切り替えられる。
【００４３】
図５は、第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ５０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、基本目標油圧を求める。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数及び負荷に基づいて基本目標油圧を求める。例えば、ＥＣＵ５０は、現在のエンジン回転数と切り替え回転数とを比較することで、低油圧と高油圧とのいずれかを基本目標油圧に設定する（図４参照）。そして、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４５】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、実変位角と目標変位角との変位角偏差を求める。具体的には、ＥＣＵ５０は、変位角センサ３３から実変位角を取得すると共に、エンジン回転数及び負荷に基づいて目標変位角を求めることで、変位角偏差を求める。例えば、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数及び負荷によって規定されたマップを用いて、目標変位角を求める。そして、処理はステップＳ１０３に進む。
【００４６】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２で求められた変位角偏差が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０３の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、極端なエミッションの悪化が生じてしまうような変位角偏差に応じて設定される。変位角偏差が所定値以上である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進み、これに対して、変位角偏差が所定値未満である場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進む。
【００４７】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、空気過剰率を求める。例えば、ＥＣＵ５０は、エアフロメータより取得された吸入空気量に基づいて、空気過剰率を求める。そして、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０２で得られた実変位角及び目標変位角を用いて、実変位角が目標変位角より遅角側であるか否かを判定する。実変位角が目標変位角より遅角側である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進み、実変位角が目標変位角より遅角側でない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４８】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で求められた空気過剰率が所定値以下であるか否かを判定する。ステップＳ１０６の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、スモークの増加や失火が発生してしまうような空気過剰率に応じて設定される。空気過剰率が所定値以下である場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進み、空気過剰率が所定値よりも大きい場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４９】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、油圧を低油圧と高油圧との間で切り替えを行った場合のポンプ損失量を求める。具体的には、ＥＣＵ５０は、高油圧に設定されている際には、低油圧化することによる変位角偏差に起因するポンプ損失量を推定し、低油圧に設定されている際には、高油圧化することによるＶＶＴ制御に起因するポンプ損失量を推定する。この場合、ＥＣＵ５０は、変位角偏差や、エンジン回転数や負荷などに基づいてポンプ損失量を求める。このようなエンジン回転数及び負荷を用いる代わりに、吸気圧と排気圧との差を用いても良い。そして、処理はステップＳ１０８に進む。
【００５０】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、油圧を低油圧と高油圧との間で切り替えを行った場合のオイルポンプ２１などの機械損失量を求める。具体的には、ＥＣＵ５０は、高油圧に設定されている際には、低油圧化した場合の機械損失量を推定し、低油圧に設定されている際には、高油圧化した場合の機械損失量を推定する。この場合、ＥＣＵ５０は、油温や油圧（低油圧及び高油圧の値）などに基づいて機械損失量を求める。そして、処理はステップＳ１０９に進む。
【００５１】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０８で求められた機械損失量がステップＳ１０７で求められたポンプ損失量未満であるか否かを判定する。この判定では、機械損失量及びポンプ損失量は絶対値を用いるものとする。以下同様とする。
【００５２】
機械損失量がポンプ損失量未満である場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧が高油圧に設定されるように、ＯＳＶ２５に対して制御信号Ｓ２０を供給する。つまり、ＥＣＵ５０は、高油圧化を許可することで、ＶＶＴ制御を優先して実行する。そして、処理は終了する。
【００５３】
これに対して、機械損失量がポンプ損失量以上である場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧が、ステップＳ１０１で求められた基本目標油圧に設定されるように、ＯＳＶ２５に対して制御信号Ｓ２０を供給する。例えば、ＥＣＵ５０は、基本目標油圧が低油圧に設定されている場合には油圧を低油圧に設定し、基本目標油圧が高油圧に設定されている場合には油圧を高油圧に設定する。そして、処理は終了する。
【００５４】
以上説明した第１実施形態における処理によれば、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧と高油圧との間で適切に切り替えることができ、燃費を改善することが可能となる。また、スモークの増加及び失火の発生や、エミッションの悪化などを適切に防止することが可能となる。
【００５５】
なお、図５では、変位角偏差を用いた判定（ステップＳ１０３）と、空気過剰率を用いた判定（ステップＳ１０６）と、機械損失量及びポンプ損失量を用いた判定（ステップＳ１０９）とを行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、変位角偏差を用いた判定及び空気過剰率（言い換えると吸入空気量）を用いた判定を行わずに、機械損失量及びポンプ損失量を用いた判定のみを行って、低油圧と高油圧との切り替えを行うことができる。更に他の例では、変位角偏差を用いた判定及び空気過剰率を用いた判定のいずれかの判定と、機械損失量及びポンプ損失量を用いた判定とを行って、低油圧と高油圧との切り替えを行うことができる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態においてＥＣＵ５０が行う制御について説明する。第１実施形態では、変位角偏差に基づいた判定条件、空気過剰率（言い換えると吸入空気量）に基づいた判定条件、及び、機械損失量及びポンプ損失量に基づいた判定条件を用いて、低油圧と高油圧との切り替えを行っていた。第２実施形態では、このような判定条件に加えて、他の判定条件も更に用いて、低油圧と高油圧との切り替えを行う。
【００５７】
図６は、第２実施形態で追加する判定条件を示す表である。判定条件１としてはエンジン回転数及び負荷を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数、負荷が所定値以上のときは油圧を高油圧に設定し、エンジン回転数、負荷が所定値未満のときは油圧を低油圧に設定する。判定条件２としては吸入空気量を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、吸入空気量が所定値以上のときは油圧を高油圧に設定し、吸入空気量が所定値未満のときは油圧を低油圧に設定する。判定条件３としては過給圧を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、過給圧が所定値以上のときは油圧を高油圧に設定し、過給圧が所定値未満のときは油圧を低油圧に設定する。このような判定条件１〜３を用いることで、ガス量が多く、バルブタイミングずれ（遅れ）による排気及び燃費への影響が大きい状況で、ＶＶＴ制御を適切に実行させることができる。これにより、排気及び燃費のばらつきを低減することが可能となる。
【００５８】
判定条件４としてはＥＧＲ率を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率が所定値以上のときは油圧を高油圧に設定し、ＥＧＲ率が所定値未満のときは油圧を低油圧に設定する。判定条件５としてはＡ／Ｆ（空燃比）を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、Ａ／Ｆが所定値以上のときは油圧を低油圧に設定し、Ａ／Ｆが所定値未満のときは油圧を高油圧に設定する。このような判定条件４、５を用いることで、空気量が少ない状態（つまり、スモーク及び失火余裕が少ない状態）で、ＶＶＴ制御を適切に実行させることができる。これにより、わずかなバルブタイミングずれで、スモークの増加及び失火が発生してしまうことを防止することが可能となる。
【００５９】
判定条件６としては大気圧を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、大気圧が所定値以上のときは油圧を低油圧に設定し、大気圧が所定値未満のときは油圧を高油圧に設定する。判定条件７としては外気温を用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、外気温が所定値以上のときは油圧を低油圧に設定し、外気温が所定値未満のときは油圧を高油圧に設定する。このような判定条件６、７を用いることで、着火性が低い状態で、ＶＶＴ制御を適切に実行させることができる。これにより、わずかなバルブタイミングずれで、スモークの増加及び失火が発生してしまうことを防止することが可能となる。
【００６０】
判定条件８としては、ＮＯｘ還元時であるか否かを用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、ＮＯｘ還元時は油圧を高油圧に設定する。判定条件９としては、Ｓ再生時であるか否かを用いる。この場合、ＥＣＵ５０は、Ｓ再生時は油圧を高油圧に設定する。このような判定条件８、９を用いることにより、ＮＯｘ還元時及びＳ再生時にＶＶＴ制御を適切に実行させることができ、わずかなバルブタイミングずれによりＡ／Ｆのリーン・リッチずれが生じることで、ＮＯｘ、スモーク、ＨＣが増加してしまうことを防止することができる。
【００６１】
判定条件１０としては、ＰＭ再生時であるか否かを用いる。ＰＭ再生時は、着火性を確保するために燃料噴射を大きく遅角して排気温度を上げるため、ＥＣＵ５０は、油圧を高油圧に設定する。これにより、ＰＭ再生時にＶＶＴ制御を適切に実行させることができ、バルブタイミングずれによる空気量の減少及び失火を防止することが可能となる。
【００６２】
図７は、第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ５０によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００６３】
ステップＳ２０１〜２０３の処理及びステップＳ２１４〜Ｓ２２１の処理は、それぞれ、前述したステップＳ１０１〜１０３の処理及びステップＳ１０４〜１１１の処理と同様であるため（図５参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０４〜Ｓ２１３の処理のみ説明を行う。
【００６４】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数、負荷が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０４の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、排気及び燃費のばらつきが大きくなってしまうようなエンジン回転数、負荷に応じて設定される。エンジン回転数、負荷が所定値以上である場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、エンジン回転数、負荷が所定値未満である場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０５に進む。
【００６５】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ５０は、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０５の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、排気及び燃費のばらつきが大きくなってしまうような吸入空気量に応じて設定される。なお、当該所定値は、前述したステップＳ１０６において空気過剰率の判定に用いられる所定値に対応する吸入空気量よりも大きな値が用いられる。吸入空気量が所定値以上である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、吸入空気量が所定値未満である場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。
【００６６】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ５０は、過給圧が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０６の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、排気及び燃費のばらつきが大きくなってしまうような過給圧に応じて設定される。過給圧が所定値以上である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、過給圧が所定値未満である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０７に進む。
【００６７】
ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０７の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、わずかなバルブタイミングずれでスモークの増加及び失火が発生してしまうようなＥＧＲ率に応じて設定される。ＥＧＲ率が所定値以上である場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、ＥＧＲ率が所定値未満である場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０８に進む。
【００６８】
ステップＳ２０８では、ＥＣＵ５０は、Ａ／Ｆが所定値未満であるか否かを判定する。ステップＳ２０８の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、わずかなバルブタイミングずれでスモークの増加及び失火が発生してしまうようなＡ／Ｆに応じて設定される。Ａ／Ｆが所定値未満である場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、Ａ／Ｆが所定値以上である場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。
【００６９】
ステップＳ２０９では、ＥＣＵ５０は、大気圧が所定値未満であるか否かを判定する。ステップＳ２０９の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、わずかなバルブタイミングずれでスモークの増加及び失火が発生してしまうような大気圧に応じて設定される。大気圧が所定値未満である場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、大気圧が所定値以上である場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１０に進む。
【００７０】
ステップＳ２１０では、ＥＣＵ５０は、外気温が所定値未満であるか否かを判定する。ステップＳ２１０の判定で用いられる所定値は、例えば、ＶＶＴ制御を行わないと、わずかなバルブタイミングずれでスモークの増加及び失火が発生してしまうような外気温に応じて設定される。外気温が所定値未満である場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、外気温が所定値以上である場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１１に進む。
【００７１】
ステップＳ２１１では、ＥＣＵ５０は、ＮＯｘ還元中であるか否かを判定する。ＮＯｘ還元中である場合（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、ＮＯｘ還元中でない場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１２に進む。
【００７２】
ステップＳ２１２では、ＥＣＵ５０は、Ｓ再生中であるか否かを判定する。Ｓ再生中である場合（ステップＳ２１２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、Ｓ再生中でない場合（ステップＳ２１２；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１３に進む。
【００７３】
ステップＳ２１３では、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生中であるか否かを判定する。ＰＭ再生中である場合（ステップＳ２１３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、ＰＭ再生中でない場合（ステップＳ２１３；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１４に進む。
【００７４】
以上説明した第２実施形態における処理によれば、種々の判定条件に基づいて、より適切に、バルブタイミング可変機構１０に供給する油圧を低油圧と高油圧との間で切り替えることができる。
【００７５】
［変形例］
上記では、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を低油圧と高油圧との間で切り替える構成を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。つまり、本発明は、油圧を２段階に切り替える構成への適用に限定されない。本発明は、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を３段階以上に切り替えることが可能な構成や、バルブタイミング可変機構１０へ供給する油圧を連続的に変化させることが可能な構成にも適用することができる。
【００７６】
また、上記では、吸気弁７のバルブタイミングのみを変化させる構成を示したが（図１参照）、本発明の適用はこれに限定されない。本発明は、吸気弁７の代わりに排気弁８のバルブタイミングを変化させることが可能な構成や、吸気弁７及び排気弁８の両方のバルブタイミングを変化させることが可能な構成にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
３  吸気通路
５  燃料噴射弁
６ａ  気筒
７  吸気弁
８  排気弁
９  排気通路
１０  バルブタイミング可変機構
１１  オイルコントロールバルブ
２０  可変油圧機構
２１  オイルポンプ
２５  オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）
５０  ＥＣＵ
１００  エンジン（内燃機関）
【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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