(57)【要約】【課題】タイミングベルトの寿命が近づいた場合に、フェイルセーフを行うことができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】タイミングベルトの劣化状態を判定し（ステップＳ１３）、タイミングベルトが劣化していると判定したとき（ステップＳ１３でＹＥＳと判定）、タイミングベルトが共振周波数における回転とならないようにエンジン回転数Ｎｅを制御する（ステップＳ１５）ことにより、タイミングベルトが所定の劣化状態となったことを条件に、タイミングベルトの劣化が早まることを防止して、タイミングベルトの寿命を一時的に延命させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸の回転力を伝達するベルトの劣化状態を判定するベルト劣化判定手段と、
前記ベルト劣化判定手段により前記ベルトが所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、前記ベルトが共振周波数における回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記ベルト劣化判定手段は、前記ベルトの有効張力を積算し、前記有効張力の積算値が所定の値以上であることを条件として、前記ベルトが所定の劣化状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ベルト劣化判定手段により前記ベルトが所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、前記エンジンの回転数とともに変速比を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転力を伝達するベルトを備えた車両の制御装置に関し、特に、タイミングベルトのフェイルセーフを行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンを有する車両は、吸排気バルブの開閉と、ピストンの上下動と、のタイミングを適切に計るため所謂タイミングベルトと呼ばれるベルトが用いられている。
【０００３】
このようなベルトには、大きな力や偏った力がかかるとともに、経年変化により劣化し、張力が低下してしまうということが知られている。このようにベルトが劣化してしまうと、隙間が大きくなりベルトが磨り減りやすくなってしまったり、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングがずれてしまったりしてしまう。
【０００４】
このため、このような車両においては、所定の時期にベルトの交換をさせるようにしている。例えば、車両の走行距離を計測し、この走行距離が所定の距離になった場合、保守点検時期の到来をドライバーに対してウォーニング等の警告表示で知らせるようにしている。
【０００５】
また、ベルトの寿命が残り少ないと判断した場合に、交換するように警告する疲労警告システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この疲労警告システムは、エンジンの回転数が所定の基準回転数を超えている時間に基づいて、累積的に疲労度を導出し、導出した累積疲労度が所定の基準疲労度に至った場合に、ベルトの疲労を警告するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のベルトに関するものにおいては、ベルトの寿命が近いことを警告することのみであり、ベルトが交換されるまでの走行に対して何らメリットを与えるものではなかった。例えば、ベルトの寿命が近いことを警告した後に、ベルトに大きな負荷がかかる走行状態となり、予期していたベルトの寿命よりも早めてしまい、ドライバビリティを損ねてしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、ベルトの寿命が近づいた場合に、思わぬ車両走行によってベルト寿命を早め、ドライバビリティの悪化を招くことを防止することができる車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両の制御装置は、上記課題を解決するため、（１）エンジンの出力軸の回転力を伝達するベルトの劣化状態を判定するベルト劣化判定手段と、前記ベルト劣化判定手段により前記ベルトが所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、前記ベルトが共振周波数における回転とならないように、前記エンジンの回転数を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１０】
この構成により、ベルトの劣化状態を判定し、ベルトが劣化していると判定したことを条件として、ベルトが共振周波数における回転とならないようにエンジンの回転数を制御するので、ベルトが所定の劣化状態となったことを条件に、ベルトの劣化が早まることを防止して、ベルト寿命を一時的に延命させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記ベルト劣化判定手段は、前記ベルトの有効張力を積算し、前記有効張力の積算値が所定の値以上であることを条件として、前記ベルトが所定の劣化状態であると判定することを特徴とした構成を有している。
【００１２】
この構成により、ベルトの有効張力を積算し、この積算値が所定の値以上であることを条件として、ベルトが所定の劣化状態であると判定するので、ベルトの有効張力を積算することにより、簡単確実にベルトの劣化状態を判定することができ、ベルトが所定の劣化状態となったときのベルト劣化の急激な進行を、確実に防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記制御手段は、前記ベルト劣化判定手段により前記ベルトが所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、前記エンジンの回転数とともに変速比を制御することを特徴とした構成を有している。
【００１４】
この構成により、ベルトが所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、エンジンの回転数とともに変速比を制御するので、エンジン回転数の変更による車速の増減を、変速比の変更で抑えることができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベルトが所定の劣化状態となったことを条件に、ベルトの劣化が早まることを防止して、ベルト寿命を一時的に延命させることができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるタイミングベルトの寿命を説明するためのＳ−Ｎ線図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるタイミングベルトのエンジン回転数における有効張力を表すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における車両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】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。  
まず、本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の構成について、図１に示す車両の概略ブロック構成図、図２に示すエンジンの概略断面図、および、図３に示すエンジンの概略斜視図を参照して、説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態における車両１０は、動力源としてのエンジン２０と、エンジン２０において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション３０と、トランスミッション３０から伝達された動力を駆動軸としてのドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配するディファレンシャル機構４０と、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒから伝達された動力により回転させられ、車両１０を駆動させる駆動輪５２Ｌ、５２Ｒと、を備えている。
【００１９】
また、車両１０は、車両１０全体を制御するための車両用電子制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、トランスミッション３０を油圧により制御する油圧制御装置１２０と、図示しない警告装置と、を備えている。なお、上記警告装置は、後述するタイミングベルト２５０（図３参照）の寿命が近づいた場合に、ドライバーに警告を与えるものである。さらに、車両１０は、クランクセンサ１３１と、駆動軸回転数センサ１３２と、アクセルセンサ１３３と、フットブレーキセンサ（以下、「ＦＢセンサ」という）１３４と、スロットルセンサ１３５と、吸入空気量センサ１３６と、吸入空気温度センサ１３７と、冷却水温センサ１３８と、カムシャフトセンサ１３９と、その他図示しない各種センサを備えている。上記車両１０に備えられたそれぞれのセンサは、検出した検出信号を、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００２０】
エンジン２０は、内燃機関によって構成されており、特に本実施の形態においては、ピストン２１１が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、所謂４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。また、本実施の形態におけるエンジン２０は、直列４気筒のガソリンエンジンを採用したものとして説明するが、これに限らず、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンを採用することができる。なお、エンジン２０の詳細については、後述する。
【００２１】
トランスミッション３０は、クランクシャフト２１３を介してエンジン２０により出力されたトルクを入力し、車両１０の走行状態に応じて変速比を変化させて、ディファレンシャル機構４０に出力するようになっている。また、本実施の形態において、トランスミッション３０は、無段階に変速比を切り替えることができる無段変速機（以下、ＣＶＴという）を備え、後述するように、ＥＣＵ１００に制御され、アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ等によって、変速比が切り替えられるようになっている。
【００２２】
ディファレンシャル機構４０は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容するものである。ディファレンシャル機構４０は、トランスミッション３０から入力されたトルクを、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配して、出力するようになっている。なお、ディファレンシャル機構４０は、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒを同一回転とし、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。
【００２３】
駆動輪５２Ｌ、５２Ｒは、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに取り付けられた、例えば金属製のホイールと、ホイールの外周を覆うように取り付けられた、例えばゴム製のタイヤとを備えている。また、駆動輪５２Ｌ、５２Ｒは、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒによって伝達されたトルクにより回転し、タイヤと路面との摩擦作用によって、車両１０を駆動させるようになっている。
【００２４】
ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｃ、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）１００ｄおよび入出力インターフェース回路（Ｉ／Ｆと図示）１００ｅを備え、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００２５】
また、後述するように、ＥＣＵ１００は、クランクセンサ１３１、駆動軸回転数センサ１３２、アクセルセンサ１３３等と接続されている。ＥＣＵ１００は、これらのセンサから出力された検出信号により、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ（車両１０の走行速度）、アクセル開度Ａｃｃ等を検出するようになっている。
【００２６】
また、ＥＣＵ１００は、内部時計を有し、時刻を計測することができるようになっている。  
さらに、ＥＣＵ１００は、油圧制御装置１２０を制御し、トランスミッション３０の各部の油圧を制御するようになっている。これにより、ＥＣＵ１００は、トランスミッション３０の変速比を変化させることができるようになっている。
【００２７】
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂには、スロットル開度制御マップ、変速マップ、車両１０の諸元値、タイミングベルト２５０（図３参照）の寿命判定値、タイミングベルト２５０の有効張力マップ、車両制御を実行するためのプログラム等が記憶されている。
【００２８】
スロットル開度制御マップは、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、スロットル開度θｔｈを求めるためのマップである。また、スロットル開度制御マップは、複数のモードを有し、走行状態、走行路等に応じて、モードを切り替えるようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、スロットル開度制御マップにおけるモードの選択を、走行状態、走行路等に応じて、自動で切り替えるようにしてもよいし、ドライバーによる選択に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００２９】
また、変速マップは、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅとに応じて、変速比が設定されたマップである。例えば、ＥＣＵ１００は、この変速マップに基づいて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅに応じた変速比が、所定の変速比幅以上変わった場合に変速比を切り替えるようする。また、この変速比を切り替える変速比幅は、固定の変速幅ではなく、自由に変更するようにしてもよい。さらに、変速比を切り替える変速幅を設けずに、現在アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅとに応じて、その都度変速比を設定するようにしてもよい。  
ここで、ＥＣＵ１００は、変速マップに基づいて、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅに応じて決定した変速比となるように、ＣＶＴを制御するとともに、上記変速比をＲＡＭ１００ｃに記憶しておく。
【００３０】
また、車両１０の諸元値には、全幅・全高等の車両寸法、車両重量、エンジン総排気量、最小回転半径、車両１０のタイヤ径（駆動輪５２Ｌ、５２Ｒの直径）等が含まれている。  
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されたタイミングベルト２５０の寿命判定値、タイミングベルト２５０の有効張力マップおよび車両制御を実行するためのプログラムについては、後述する。
【００３１】
油圧制御装置１２０は、電磁弁としての複数のソレノイドバルブを備え、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、各ソレノイドバルブにより油圧回路の切り替えおよび油圧制御が行われ、トランスミッション３０の各部を動作させるようになっている。
【００３２】
クランクセンサ１３１は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、クランクシャフト２１３の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、クランクセンサ１３１から出力された検出信号が表すクランクシャフト２１３の回転数を、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。
【００３３】
駆動軸回転数センサ１３２は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、ドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から出力された検出信号が表すドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を、駆動軸回転数Ｎｄとして取得するようになっている。さらに、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から取得した駆動軸回転数Ｎｄに基づいて、車速Ｖを算出するようになっている。
【００３４】
アクセルセンサ１３３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、アクセルペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、アクセルセンサ１３３から出力された検出信号が表すアクセルペダルのストロークから、アクセル開度Ａｃｃを算出するようになっている。
【００３５】
ＦＢセンサ１３４は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、フットブレーキペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、ＦＢセンサ１３４から出力された検出信号が表すフットブレーキペダルのストロークから、フットブレーキ踏力Ｂｆを算出するようになっている。
【００３６】
スロットルセンサ１３５は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、図示しないスロットルアクチュエータにより駆動されるエンジン２０のスロットルバルブ３１３（図２参照）の開度を検出して、検出した開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、スロットルセンサ１３５から出力された検出信号が表すスロットルバルブの開度を、スロットル開度θｔｈとして取得するようになっている。  
また、ＥＣＵ１００は、スロットル開度制御マップに基づいてアクセル開度Ａｃｃによりスロットル開度θｔｈを求めるので、スロットルセンサ１３５から出力された検出信号を用いずに、上記スロットル開度制御マップにより求めたスロットル開度θｔｈを検出値として代用することもできる。
【００３７】
吸入空気量センサ１３６は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３（図２参照）から吸入される空気量を検出して、検出した空気量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気量センサ１３６から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気量Ｑａｒを取得するようになっている。
【００３８】
吸入空気温度センサ１３７は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３から吸入される空気の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気温度センサ１３７から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気温度Ｔａｒを取得するようになっている。
【００３９】
冷却水温センサ１３８は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０のシリンダブロック２１０（図２参照）を冷却する冷却水（以下、単にエンジン２０の冷却水という）の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、冷却水温センサ１３８から出力された検出信号から、エンジン２０の冷却水温Ｔｗを取得するようになっている。
【００４０】
カムシャフトセンサ１３９は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、排気カムシャフト２４２（図３参照）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、カムシャフトセンサ１３９から出力された検出信号が表す排気カムシャフト２４２の回転数を、カムシャフト回転数Ｎｃｓとして取得するようになっている。
【００４１】
次に、エンジン２０の詳細について、説明する。なお、図２においては、直列に配置された４つの気筒のうちの１つについて説明する。  
図２に示すように、エンジン２０は、エンジン本体部２１を有し、エンジン本体部２１は、シリンダブロック２１０と、シリンダブロック２１０の上部に固定されたシリンダヘッド２２０と、オイルパン２３０と、を備えている。
【００４２】
シリンダブロック２１０には、ピストン２１１が往復動可能に設けられている。ピストン２１１は、コネクティングロッド２１２と連結されている。コネクティングロッド２１２は、クランクシャフト２１３と連結されている。そして、ピストン２１１の往復動は、コネクティングロッド２１２を介して、クランクシャフト２１３の回転運動に変換されるようになっている。
【００４３】
また、エンジン本体部２１においては、シリンダブロック２１０とシリンダヘッド２２０とピストン２１１とによって、燃焼室２０１が形成されている。  
エンジン２０は、燃焼室２０１において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン２１１を往復動させ、コネクティングロッド２１２を介してクランクシャフト２１３を回転させることにより、トランスミッション３０にトルクを出力するようになっている。なお、エンジン２０に用いられる燃料は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料や、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００４４】
シリンダヘッド２２０は、エアクリーナ３１２を通過して車外から流入した空気を燃焼室２０１に導入するための吸気管３１１と、燃焼室２０１における混合気の燃焼によって発生した排気ガスを触媒コンバータ３２２に通じさせて車外へ排出するための排気管３２１と、が連結されている。
【００４５】
なお、エアクリーナ３１２は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。チリやホコリといった空気中の異物には硬いものもあり、このような硬い異物が燃焼室２０１に入り込むと、研磨剤として働いてしまい、シリンダブロック２１０の内壁面やピストン２１１を磨耗させる原因ともなり得る。したがって、エアクリーナ３１２は、これらの異物を除去して、吸入空気を清浄化するようになっている。
【００４６】
また、吸気管３１１には、空気の流量を調整するためのスロットルバルブ３１３が設けられている。スロットルバルブ３１３は、薄い円板状の弁体の中央にシャフトを備えて構成されており、このシャフトが図示しないスロットルバルブアクチュエータによって回動させられることによって弁体が回動し、吸気管３１１における空気の流量を変更するようなっている。
【００４７】
また、スロットルバルブ３１３の開度は、スロットルセンサ１３５によって検出され、スロットルバルブ３１３の開度を表す検出信号がスロットルセンサ１３５によってＥＣＵ１００に入力されるようになっている。なお、スロットルバルブ３１３の開度は、ＥＣＵ１００により、アクセルセンサ１３３からのアクセル開度信号Ａｃｃに基づいて、予め記憶されたスロットル開度制御マップにより求められたスロットル開度θｔｈとなるように制御される。また、ＥＣＵ１００は、運転状態によっては、アクセル開度信号Ａｃｃにかかわらず、スロットル開度θｔｈを制御することができるようになっている。
【００４８】
また、触媒コンバータ３２２は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００４９】
さらに、シリンダヘッド２２０は、吸気管３１１と燃焼室２０１とを連通させる吸気ポート２２１と、燃焼室２０１と排気管３２１とを連通させる排気ポート２２２と、が形成され、吸気管３１１から燃焼室２０１への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ２２３と、燃焼室２０１から排気管３２１への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ２２４と、燃料を燃焼室２０１内へ噴射するためのインジェクタ２２５と、燃焼室２０１内の混合気に点火するための点火プラグ２２６と、が取り付けられている。
【００５０】
吸気バルブ２２３は、上端に後述する吸気カムシャフト２４１（図３参照）に設けられた吸気カム２４３が当接されており、吸気カム２４３の回転により、吸気ポート２２１と燃焼室２０１との間を開閉するようになっている。
【００５１】
排気バルブ２２４は、上端に後述する排気カムシャフト２４２（図３参照）に設けられた吸気カム２４４が当接されており、排気カム２４４の回転により、燃焼室２０１と排気ポート２２２との間を開閉するようになっている。
【００５２】
インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００により制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。また、インジェクタ２２５には、所定の圧力で燃料が供給されている。したがって、インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００によってソレノイドコイルに所望のタイミングで通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室２０１に燃料を噴射するようになっている。
【００５３】
点火プラグ２２６は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグである。点火プラグ２２６は、ＥＣＵ１００によって所望のタイミングで上記電極に通電されて放電を発生させることにより、燃焼室２０１内の混合気に点火するようになっている。
【００５４】
図３に示すように、エンジン２０は、シリンダヘッド２２０の上部に、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２が、回転可能に設けられている。
【００５５】
吸気カムシャフト２４１には、吸気バルブ２２３の上端に当接する吸気カム２４３が設けられている。これにより、吸気カムシャフト２４１が回転すると、吸気カム２４３により吸気バルブ２２３が開閉駆動されるようになっている。
【００５６】
排気カムシャフト２４２には、排気バルブ２２４の上端に当接する排気カム２４４が設けられている。これにより、排気カムシャフト２４２が回転すると、排気カム２４４により排気バルブ２２４が開閉駆動されるようになっている。
【００５７】
吸気カムシャフト２４１の一端部には、吸気カムシャフト２４１を吸気カムスプロケット２４５に対して回転させる回転位相差可変アクチュエータ２４７が設けられている。また、排気カムシャフト２４２の一端部には、排気カムスプロケット２４６が取り付けられている。一方、駆動側回転軸であるクランクシャフト２１３には、クランクスプロケット２４８が取り付けられている。
【００５８】
これら吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４８には、タイミングベルト２５０が巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト２５０によって、クランクスプロケット２４８の回転が、吸気カムスプロケット２４５および排気カムスプロケット２４６に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト２１３の回転が、タイミングベルト２５０を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達されることで、これら吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に駆動される吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４が、クランクシャフト２１３に同期して吸気ポート２２１および排気ポート２２２を開閉するようになっている。
【００５９】
また、タイミングベルト２５０は、テンショナ２５１によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４８から外れることが防止されている。
【００６０】
上記のように、タイミングベルト２５０は、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１３の回転力を、吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４を駆動する吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達するようになっている。すなわち、タイミングベルト２５０は、本発明におけるベルトを構成している。
【００６１】
次に、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されたタイミングベルト２５０の寿命判定値、および、タイミングベルト２５０の有効張力マップについて、説明する。  
まず、本実施の形態におけるタイミングベルト２５０の寿命について、図４に示すＳ−Ｎ線図を参照して、説明する。
【００６２】
図４に示すように、タイミングベルト２５０の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる。有効張力（Ｎ）とは、タイミングベルト２５０がどれくらいの力で引っ張られているかを示す値であり、繰り返し回数（ｎ）とは、何回すなわち何回転されたかを示すものである。
【００６３】
例えば、タイミングベルト２５０が有効張力ａでずっと回転していた場合、ｃ回転で寿命が来ることを示している。また、タイミングベルト２５０が有効張力ｂでずっと回転していた場合、ｄ回転で寿命が来ることも示している。したがって、タイミングベルト２５０に掛かる有効張力（Ｎ）が、ａからｂとなった場合、タイミングベルト２５０の寿命は、ｃ回転からｄ回転まで延長される。このように、タイミングベルト２５０の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる面積によって、おおむね把握することができるようになっている。
【００６４】
すなわち、タイミングベルト２５０の寿命は、タイミングベルト２５０にかかった有効張力の総和によってわかる。したがって、予めこの総和によってタイミングベルト２５０の寿命を算定し、この算定値をタイミングベルト２５０の寿命判定値として、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶しておく。
【００６５】
次に、本実施の形態におけるタイミングベルト２５０の有効張力マップについて、説明する。図５に、エンジン回転数におけるタイミングベルト２５０の有効張力を表すグラフを示す。
【００６６】
図５に示すように、タイミングベルト２５０の有効張力は、エンジン回転数によって変化する。特に、エンジン回転数が特定の回転数となると、タイミングベルト２５０が共振周波数となり、有効張力が著しく強くなる。ところが、タイミングベルト２５０の有効張力は、上記共振周波数となるエンジン回転数を少しずれるだけで、大幅に弱くなるようになっている。
【００６７】
そこで、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに、このようなタイミングベルト２５０のエンジン回転数における有効張力を表す、タイミングベルト２５０の有効張力マップを記憶しておく。
【００６８】
以下、本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両１０の特徴的な構成について説明する。
【００６９】
ＥＣＵ１００は、タイミングベルト２５０の劣化状態を判定するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、タイミングベルト２５０の有効張力を積算し、有効張力の積算値が所定の値、すなわち、タイミングベルト２５０の寿命判定値以上であることを条件として、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態であると判定するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるベルト劣化判定手段を構成している。
【００７０】
また、ＥＣＵ１００は、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態であると判定したことを条件として、タイミングベルト２５０が共振周波数における回転とならないように、エンジン２０の回転数を制御するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態であると判定したことを条件として、エンジン２０の回転数とともに変速比を制御するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における制御手段を構成している。
【００７１】
次に、本実施の形態における車両制御処理の動作について、図６に示すフローチャートを参照して、説明する。
【００７２】
なお、図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、ＲＡＭ１００ｃを作業領域として実行される車両制御処理のプログラムの実行内容を表す。この車両制御処理のプログラムは、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されている。また、この車両制御処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、イグニッションのオンからオフまでの間に、予め定められた時間間隔、例えば、８ｍｓ間隔で実行されるようになっている。
【００７３】
図６に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、タイミングベルト２５０の有効張力を検出する（ステップＳ１１）。例えば、タイミングベルト２５０の有効張力は、クランクスプロケット２４８と排気カムスプロケット２４６の回転数、すなわち、クランクセンサ１３１による検出信号により取得したエンジン回転数Ｎｅと、カムシャフトセンサ１３９による検出信号により取得したカムシャフト回転数Ｎｃｓと、から求めることができる。
【００７４】
次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、タイミングベルト２５０の有効張力を積算する（ステップＳ１２）。例えば、タイミングベルト２５０の有効張力の積算は、本車両制御処理の実行タイミングおよび回転数から、上記検出した有効張力で何回転したかを考慮し、有効張力を積算するようにする。具体的に説明すると、本車両制御処理の実行タイミングが８ｍｓであるとき、タイミングベルト２５０の有効張力をＴＡとすると、タイミングベルト２５０の回転数はエンジン回転数Ｎｅであるので、本車両制御処理の１間隔あたりの回転、すなわち、８ｍｓ間の回転数は、Ｎｅ＊８／（６０＊１０００）である。したがって、本車両制御処理の１処理あたりにおいて加算する有効張力Ｔａは、下記式
Ｔａ＝ＴＡ＊Ｎｅ＊８／（６０＊１０００）
によって、求めることができる。
【００７５】
したがって、エンジン回転数が１８００ｒｐｍであれば、加算する有効張力Ｔａは、０．２４ＴＡとなり、エンジン回転数が４２００ｒｐｍであれば、加算する有効張力Ｔａは、０．５６ＴＡとなる。なお、有効張力の積算値は、タイミングベルト２５０の交換時にクリアされるものとする。
【００７６】
次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、上記算出した有効張力積算値が、寿命判定値以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１３）、有効張力積算値が寿命判定値以上でない、すなわち、有効張力積算値が寿命判定値より小さく、タイミングベルト２５０がまだ寿命に達していないと判断した場合には（ステップＳ１３でＮＯと判定）、本車両制御処理を終了する。
【００７７】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、有効張力積算値が寿命判定値以上であると判定した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳと判定）、エンジン回転数Ｎｅがタイミングベルト２５０の共振周波数となる回転数か否かの判定を行い（ステップＳ１４）、エンジン回転数Ｎｅが共振周波数となる回転数でないと判断した場合には（ステップＳ１４でＮＯと判定）、本車両制御処理を終了する。例えば、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、ＲＯＭ１００ｂに記憶されたタイミングベルト２５０の有効張力マップを参照し、現在のエンジン回転数Ｎｅにおけるタイミングベルト２５０の有効張力が、所定の有効張力以上であるか否かによって、エンジン回転数Ｎｅがタイミングベルト２５０の共振周波数となる回転数か否かの判定を行う。なお、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、有効張力積算値が寿命判定値以上であると判定した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳと判定）、警告装置に対して、警告指示を与える。警告装置は、ＥＣＵ１００から警告指示が与えられると、タイミングベルト２５０の寿命が近づいたことをドライバーに警告する。
【００７８】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、エンジン回転数Ｎｅがタイミングベルト２５０の共振周波数となる回転数であると判定した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳと判定）、エンジン回転数Ｎｅの変更制御を行う（ステップＳ１５）。例えば、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、現在のエンジン回転数Ｎｅが、その回転数の近傍においてタイミングベルト２５０の有効張力が最も高くなるエンジン回転数Ｎｅよりも小さい場合には、エンジン回転数Ｎｅが低くなるように制御し、タイミングベルト２５０の有効張力が最も高くなるエンジン回転数Ｎｅよりも大きい場合には、エンジン回転数Ｎｅが高くなるように制御する。
【００７９】
次いで、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、変速比変更制御を行う（ステップＳ１６）。ここでは、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、上記エンジン回転数Ｎｅの変更により車速Ｖが変更されないように、変速比を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、エンジン回転数Ｎｅが低くなるように制御した場合には、シフトアップを行い、エンジン回転数Ｎｅが高くなるように制御した場合には、シフトダウンを行うように、トランスミッション３０のＣＶＴを、油圧制御装置１２０を介して制御する。
【００８０】
以上のように、本実施の形態における車両の制御装置は、タイミングベルト２５０の劣化状態を判定し、タイミングベルト２５０が劣化していると判定したことを条件として、タイミングベルト２５０が共振周波数における回転とならないようにエンジン回転数Ｎｅを制御するので、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態となったことを条件に、タイミングベルト２５０の劣化が早まることを防止して、タイミングベルト２５０の寿命を一時的に延命させることができる。
【００８１】
また、本実施の形態における車両の制御装置は、タイミングベルト２５０の有効張力を積算し、この積算値がタイミングベルト２５０の寿命判定値以上であることを条件として、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態であると判定するので、タイミングベルト２５０の有効張力を積算することにより、簡単確実にタイミングベルト２５０の劣化状態を判定することができ、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態となったときのタイミングベルト２５０の劣化の急激な進行を、確実に防止することができる。
【００８２】
さらに、本実施の形態における車両の制御装置は、タイミングベルト２５０が所定の劣化状態であると判定されたことを条件として、エンジン回転数Ｎｅとともに変速比を制御するので、エンジン回転数Ｎｅの変更による車速Ｖの増減を、変速比の変更で抑えることができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００８３】
なお、上述した実施の形態においては、１つのＥＣＵを有するものとして説明したが、これに限らず、複数のＥＣＵによって構成されるものであってもよい。例えば、エンジン２０の燃焼制御を実行するＥ−ＥＣＵ、トランスミッション３０の変速制御を実行するＴ−ＥＣＵ等の複数のＥＣＵによって、本実施の形態のＥＣＵ１００が構成されるものであってもよい。この場合、各ＥＣＵは、必要な情報を相互に入出力する。
【００８４】
また、上述した実施の形態においては、変速機として無段階で変速比を変更するＣＶＴを用いた車両１０の場合について説明したが、これに限らず、所定の複数段のギヤを切り替えて変速するＡＴやＭＴを用いる車両等とすることもできる。この場合も上述した車両の制御装置と同様の効果が得られる。
【００８５】
また、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。
【００８６】
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、ベルトが所定の劣化状態となったことを条件に、ベルトの劣化が早まることを防止して、ベルト寿命を一時的に延命させることができるという効果を有し、タイミングベルトのフェイルセーフを行う車両の制御装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  車両
２０  エンジン
３０  トランスミッション
１００  ＥＣＵ（ベルト劣化判定手段、制御手段）
１２０  油圧制御装置
１３１  クランクセンサ
１３２  駆動軸回転数センサ
１３５  スロットルセンサ
１３９  カムシャフトセンサ
２０１  燃焼室
２１０  シリンダブロック
２１１  ピストン
２１２  コネクティングロッド
２１３  クランクシャフト
２２０  シリンダヘッド
２２１  吸気ポート
２２２  排気ポート
２２３  吸気バルブ
２２４  排気バルブ
２２５  インジェクタ
２２６  点火プラグ
２３０  オイルパン
２４１  吸気カムシャフト
２４２  排気カムシャフト
２４３  吸気カム
２４４  排気カム
２４５  吸気カムスプロケット
２４６  排気カムスプロケット
２４７  回転位相差可変アクチュエータ
２４８  クランクスプロケット
２５０  タイミングベルト（ベルト）
２５１  テンショナ
３１１  吸気管
３１３  スロットルバルブ
３２１  排気管
【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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