(57)【要約】【課題】内燃機関の回転数低下処理中に吸気管内で発生する圧力脈動による異音を抑制できること。【解決手段】吸気バルブ及び排気バルブを備えたエンジン１０と、排気バルブの開閉弁特性をエンジンの回転数に応じて変更する排気側可変動弁装置１２と、排気側可変動弁装置を制御する制御部１３と、を有する内燃機関の制御装置において、制御部１３は、エンジンの回転数低下処理（フューエルカット処理）中に、エンジンの吸気管内の圧力脈動量が所定の閾値Ｐ以上である場合に、排気側可変動弁装置が排気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の作動回転数閾値（閾値Ｎ）を、低下補正するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブを備えた内燃機関と、前記吸気バルブと前記排気バルブのそれぞれの開閉弁特性を、前記内燃機関の回転数に応じて変更する可変動弁装置と、前記可変動弁装置を制御する制御部と、を有する内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、前記内燃機関の回転数低下処理中に、前記内燃機関の吸気管内の圧力脈動量が所定値以上である場合に、前記可変動弁装置が前記開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値を変更するよう構成されたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、吸気管内の圧力脈動量が所定値以上である場合に、アイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値を低下補正するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、吸気管内の圧力脈動量が所定値未満であり、且つアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値が初期の回転数閾値未満である場合に、前記所定の回転数閾値を上昇補正するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、吸気管内の圧力脈動量が所定値未満であり、且つアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値が初期の回転数閾値以上である場合に、前記所定の回転数閾値を前記初期の回転数閾値に設定するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項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、可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関としてのエンジンにおいて、エンジンの運転状態とは無関係に回転位相可変機構（可変動弁装置）を作動させる際に、圧力脈動の発生や燃焼の悪化等のようにエンジンに悪影響を及ぼす恐れを回避するため、回転位相可変機構の制御を、条件によって通常とは異なる制御に切り替える技術が開示されている。
【０００３】
つまり、特許文献１では、カム軸のクランク軸に対する回転位相を変更する回転位相可変機構と、この回転位相可変機構への供給液圧を調整する液圧調整弁と、エンジンの運転状態に応じて液圧調整弁の作動を制御する液圧制御手段と、所定条件下で液圧調整弁を強制的に開閉させるクリーニング制御手段と、を備えたバルブタイミング制御装置において、回転位相可変機構へ供給される作動液に関連する温度が所定値以下のときに、クリーニング制御手段による液圧調整弁の作動制御を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回転位相可変機構の制御が、もともとプログラムされている別のパターンの制御に切り替えるだけであると、回転位相可変機構の部品精度のばらつきのような固体差により発生する問題に対応できない場合がある。
【０００６】
例えば、車両を減速させるためのエンジンのフューエルカット処理中に、排気側回転位相可変機構は、任意のエンジン回転数に至ると排気バルブの開閉弁特性を進角させて、フューエルカット用バルブタイミングからアイドリング用バルブタイミングに切り替える。
【０００７】
このとき、排気側回転位相可変機構の部品精度のばらつき等によって、排気バルブのアイドリング用バルブタイミングが通常よりも進角側へ位置ずれしていると、排気バルブが早い時期に閉弁してしまう。これにより、吸気バルブの開弁時に燃焼室内の排気が吸気管内に流入して、吸気管内の圧力脈動量が過大になり、吸気管内で異音が発生する恐れがある。
【０００８】
この吸気管内での圧力脈動量を低減するために、排気側回転位相可変機構が排気バルブの開閉弁特性を、フューエルカット用バルブタイミングからアイドリング用バルブタイミングに切り替える作動回転数閾値を低下させることが考えられる。これにより、エンジンのフューエルカット処理中に排気バルブが閉弁する時期が遅くなって、排気の吸気管への流入量が減少する。ところが、この場合には、回転数位相可変機構の故障を例えばアイドリング運転時などに診断する故障診断装置による故障診断時間を十分に確保できなくなる恐れがある。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、内燃機関の回転数低下処理中に吸気管内で発生する圧力脈動による異音を抑制できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気バルブ及び排気バルブを備えた内燃機関と、前記吸気バルブと前記排気バルブのそれぞれの開閉弁特性を、前記内燃機関の回転数に応じて変更する可変動弁装置と、前記可変動弁装置を制御する制御部と、を有する内燃機関の制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関の回転数低下処理中に、前記内燃機関の吸気管内の圧力脈動量が所定値以上である場合に、前記可変動弁装置が前記開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値を変更するよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の回転数低下処理中に、内燃機関の吸気管内で所定値以上の圧力脈動量が検出された場合に、可変動弁装置が排気バルブ、吸気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングに切り替える所定の回転数閾値を変更するので、内燃機関の燃焼室内の排気が吸気管へ流入する流入量が減少して、吸気管内の圧力脈動量が低減する。このため、この圧力脈動量に起因して吸気管内で発生する異音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施形態における構成を示すブロック図。
【図２】図１のエンジンが備える吸気バルブと排気バルブのそれぞれの開閉弁特性を示すグラフ。
【図３】図１のエンジンのフューエルカット処理中における排気側可変動弁装置による排気バルブの開閉弁特性の切替状況を説明するグラフ。
【図４】図１の制御部がエンジンのフューエルカット処理中に実行する排気側可変動弁装置の制御手順を主に示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施形態における構成を示すブロック図である。この図１に示す内燃機関としてのエンジン１０は、吸気バルブ及び排気バルブ（共に図示せず）を備えた４サイクルエンジンである。そして、吸気バルブは吸気側可変動弁装置（吸気側ＶＶＴ）１１により、また、排気バルブは排気側可変動弁装置（排気側ＶＶＴ）１２により、それぞれの開閉弁特性（開弁時期、作用角、リフト量など）が、エンジン１０の回転数等に応じて変更される。尚、ＶＶＴは、Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍの略称である。これらの吸気側可変動弁装置１１及び排気側可変動弁装置１２の作動は、制御部１３によって制御される。
【００１４】
例えば、アクセルがオフ操作されてエンジン１０が回転数低下処理中、即ち燃料噴射が一時的に停止されるフューエルカット処理中にあって車両が減速状態にあるとき、制御部１３は、吸気側可変動弁装置１１及び排気側可変動弁装置１２を制御する。即ち、このフューエルカット処理中に、制御部１３は、図２に示すように、吸気側可変動弁装置１１を制御して吸気バルブの開閉弁特性をバルブタイミングＩＮに設定し、また、排気側可変動弁装置１２を制御して排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１に設定する。これにより、吸気バルブのバルブタイミングＩＮと排気バルブのフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１とのバルブオーバーラップＷ１が大きくなって、吸入された吸気により排気の掃気が促進され、エンジン１０のポンピングロスが低減される。
【００１５】
上述のフューエルカット処理は、燃費を向上させるものであり、図３に示すように、エンジン１０がアイドリング回転数ＩＤに至る手前の復帰回転数Ｒで終了し、この復帰回転数Ｒ以下のエンジン回転数では、エンジン１０への燃料噴射が再開される。
【００１６】
また、制御部１３は、エンジン１０の回転数低下処理（フューエルカット処理）中において、フューエルカット処理が終了する復帰回転数Ｒの手前の作動回転数閾値（後述の閾値Ｎ）で、図２に示すように、排気側可変動弁装置１２を制御して排気バルブの開閉弁特性を、フューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替えて設定する。これより、吸気バルブのバルブタイミングＩＮと排気バルブのアイドリング用バルブタイミングＥＸ２とのバルブオーバーラップＷ２が小さくなって（Ｗ２＜Ｗ１）、エンジン１０のアイドリング運転が安定化する。
【００１７】
ところが、排気側可変動弁装置１２等の部品精度のばらつき等によって、排気バルブのアイドリング用バルブタイミングＥＸ２が進角側に過大に位置ずれして、排気バルブが早期に閉弁して、エンジン１０の燃焼室内の排気が吸気管１４（図１）内へ流入し、この吸気管１４内の圧力脈動量が過大になって異音が発生する場合がある。本実施形態の制御部１３は、この異音を抑制すべく排気側可変動弁装置１２を制御する。
【００１８】
ここで、吸気側可変動弁装置１１と排気側可変動弁装置１２は、図示しないオイルポンプにより昇圧された潤滑用のエンジンオイルがオイルコントロールバルブ（図示せず）へ供給され、このオイルコントロールバルブの流路の切り換えによるエンジンオイルの油圧によって、吸気バルブ、排気バルブのそれぞれの開閉弁特性（バルブタイミング）を進角側または遅角側に変更する。例えば、排気側可変動弁装置１２は、オイルコントロールバルブからのエンジンオイルの油圧により、図２に示すように、排気バルブの開閉弁特性を、フューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２へと進化側に変更する。
【００１９】
本実施形態では、図１に示す制御部１３が吸気管１４内で発生した異音を抑制する前提として、吸気管１４に圧力センサ１５が設置されている。この圧力センサ１５は、吸気管１４内で発生した圧力脈動量を測定して、その圧力脈動量の測定値を制御部１３へ送信する。また、制御部１３には、エンジン１０の回転数を測定する回転数センサ１６から、そのエンジン回転数の測定値が送信される。制御部１３は、エンジン１０の回転数低下処理（フューエルカット処理）中に、これらのエンジン回転数及び吸気管１４内の圧力脈動量に基づいて、吸気側可変動弁装置１１及び排気側可変動弁装置１２（本実施形態では排気側可変動弁装置１２）の作動を制御する。
【００２０】
つまり、制御部１３は、アクセルのオフ操作後におけるエンジン１０の回転数低下処理（フューエルカット処理）中に、圧力センサ１５の測定値から吸気管１４内の圧力脈動量が所定の閾値Ｐ以上であるか否かを判断する。この閾値Ｐは、吸気管１４内で異音が発生したときの圧力脈動量に対して、例えば６０％の圧力脈動量に設定されたものである。
【００２１】
そして、制御部１３は、エンジン１０のフューエルカット処理中に吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ以上である場合に、排気側可変動弁装置１２が排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える所定の作動回転数閾値（閾値Ｎ）を変更（本実施形態では低下補正）する。この制御部１３による閾値Ｎの低下補正によって、次回のフューエルカット処理中には、排気バルブがフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替わる時期が、低下した閾値Ｎの時点となって遅くなり、エンジン１０の燃焼室内の排気が排気管へ流れ、吸気管１４へ流入し難くなる。
【００２２】
上述の制御部１３による閾値Ｎの低下補正に際して、制御部１３は、閾値Ｎが下限ガード閾値Ｍよりも低くならないように閾値Ｎを設定する。この下限ガード閾値Ｍは、エンジン１０の回転数の低下速度と故障診断装置（ＯＢＤ：Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）による故障診断時間とに基づいて決定される。ここで、本実施形態における故障診断装置による故障診断は、吸気側可変動弁装置１１及び排気側可変動弁装置１２を作動させるオイルコントロールバルブの詰まりなどのような可変動弁装置に関する故障診断であり、例えばエンジン１０のアイドリング運転時に実施される。この故障診断中には、吸気側可変動弁装置１１及び排気側可変動弁装置１２を作動させることができない。
【００２３】
また、制御部１３は、エンジン１０のフューエルカット処理中に吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満であり、且つ排気側可変動弁装置１２が排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える所定の作動回転数閾値（閾値Ｎ）が初期の作動回転数閾値、即ち初期値（初期閾値Ｎｉｎｉ）未満である場合に、閾値Ｎを上昇補正する。この制御部１３による閾値Ｎの上昇補正によって、次回のフューエルカット処理中には、排気バルブがフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替わる時期が、上昇した閾値Ｎの時点となって早くなる。
【００２４】
更に、制御部１３は、エンジン１０のフューエルカット処理中に吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満であり、且つ排気側可変動弁装置１２が排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える所定の作動回転数閾値（閾値Ｎ）が初期閾値Ｎｉｎｉ以上である場合に、閾値Ｎを初期閾値Ｎｉｎｉに戻して設定するよう制御する。この制御部１３の制御により、排気バルブの開閉弁特性がフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替えられる閾値Ｎは、初期閾値Ｎｉｎｉが上限となり、燃費性能の確保のためのフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１の期間が短縮されることが抑制される。
【００２５】
上述のエンジン１０のフューエルカット処理中における制御部１３による排気側可変動弁装置１２の制御手順を、図４を参照して更に詳説する。
制御部１３による排気側可変動弁装置１２の制御の前提として、ステップＳ１〜ステップＳ３が実施される。つまり、エンジン１０の吸気管１４内で異音が発生したときの吸気管１４内の圧力脈動量を圧力センサ１５により事前に測定しておく（Ｓ１）。また、この異音発生時の吸気管１４内の圧力脈動量に対する所定割合（例えば６０％）の圧力脈動量を、閾値Ｐとして事前に設定しておく（Ｓ２）。
【００２６】
更に、排気側可変動弁装置１２により排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える所定の作動回転数閾値（閾値Ｎ）の初期値（初期閾値Ｎｉｎｉ）を事前に設定しておく（Ｓ３）。この初期閾値Ｎｉｎｉは、故障診断装置による故障診断時間等に基づいて設定された下限ガード閾値Ｍよりも高い回転数に設定される。これにより、上述の故障診断時間が十分に確保されることになる。
【００２７】
さて、制御部１３は、アクセルのオフ操作後に実施されるフューエルカット処理中における車両減速時に、回転数センサ１６にて測定されたエンジン回転数が初期閾値Ｎｉｎｉまたは閾値Ｎに至った時点で、排気側可変動弁装置１２を作動させて、排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える（Ｓ４）。このステップＳ４の後に、制御部１３は、圧力センサ１５にて測定された吸気管１４内の圧力脈動量を入力する（Ｓ５）。
【００２８】
次に、制御部１３は、圧力センサ１５にて測定された吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。制御部１３は、このステップＳ６において吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ以上であると判定したときには、吸気管１４内で異音が発生している、または発生する恐れがあるとして、閾値Ｎを低下補正して（Ｓ７）、ステップＳ４に戻る。これにより、次回のフューエルカット処理中に排気側バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える切替時期が、初期閾値Ｎｉｎｉの場合よりも遅くなる。
【００２９】
制御部１３は、ステップＳ６において吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満である場合には、排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える閾値Ｎが、その初期値である初期閾値Ｎｉｎｉによりも低いか否かを判定する（Ｓ８）。制御部１３は、ステップ８において閾値Ｎが初期閾値Ｎｉｎｉ未満であると判定したときには、閾値Ｎを上昇補正して（Ｓ９）、ステップＳ４に戻る。これにより、次回のフューエルカット処理中に排気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える切替時期が、前回の場合よりも早くなる。
【００３０】
制御部１３は、ステップＳ８において閾値Ｎが初期閾値Ｎｉｎｉ以上であると判定したときには、初期閾値Ｎｉｎｉよりも上昇して設定された閾値Ｎを初期閾値Ｎｉｎｉに戻して設定して（Ｓ１０）、ステップＳ４に戻る。これにより、次回のフューエルカット処理中に排気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える切替時期が、初期閾値Ｎｉｎｉの時期になる。
【００３１】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
（１）図１〜図３に示すように、制御部１３は、エンジン１０の回転数低下処理（フューエルカット処理）中に、エンジン１０の吸気管１４内で閾値Ｐ以上の圧力脈動量が圧力センサ１５により測定された場合に、排気側可変動弁装置１２が排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える作動回転数閾値（閾値Ｎ）を、低下補正する。このため、排気バルブの閉弁時期が遅くなり、エンジン１０の燃焼室内の排気が吸気管１４へ流入する流入量が減少して、吸気管１４内の圧力脈動量が低減する。この結果、この圧力脈動量に起因して吸気管１４内で発生する異音を抑制できる。
【００３２】
（２）制御部１３は、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満であり、且つ排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える作動回転数閾値（閾値Ｎ）がその初期値（初期閾値Ｎｉｎｉ）未満である場合に、閾値Ｎを上昇補正している。このため、この上昇補正された閾値Ｎが下限ガード閾値Ｍから離れることで、故障診断装置による故障診断時間を十分に確保できる。
【００３３】
また、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満であるときに排気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える閾値Ｎを即座に初期閾値Ｎｉｎｉに戻すと、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ以上に増大してしまう場合がある。これに対し、上述のように閾値Ｎを徐々に上昇補正させることで、吸気管１４内の圧力脈動量の増大を確実に回避できる。
【００３４】
（３）制御部１３は、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満であり、且つ排気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１からアイドリング用バルブタイミングＥＸ２に切り替える作動回転数閾値（閾値Ｎ）がその初期値（初期閾値Ｎｉｎｉ）以上である場合に、上昇して設定した閾値Ｎを初期閾値Ｎｉｎｉに戻して設定している。この結果、フューエルカット用バルブタイミングＥＸ１の期間が短縮することを防止でき、このフューエルカット用バルブタイミングＥＸ１によって燃費性能を良好に確保できる。
【００３５】
また、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ未満である場合に、排気バルブの開閉弁特性をアイドリング用バルブタイミングにＥＸ２に切り替える閾値Ｎが初期閾値Ｎｉｎｉ以上であると、吸気管１４内の圧力脈動量が再度閾値Ｐ以上になった場合に、閾値Ｎを徐々に低下させて吸気管１４内の圧力脈動量を閾値Ｐ未満とし異音を抑制する処理に長時間を要する。これに対し、初期閾値Ｎｉｎｉよりも上昇した閾値Ｎを初期閾値Ｎｉｎｉに戻して設定することで、異音抑制までに要す時間を短縮することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３７】
例えば、制御部１３は、エンジン１０のフューエルカット処理中に、吸気側可変動弁装置１１を作動させることで、吸気バルブの開閉弁特性を、フューエルカット用バルブタイミングと、このフューエルカット用バルブタイミングよりも遅角側に位置したアイドリング用バルブタイミングとのいずれか一方に切り替えてもよい。つまり、制御部１３は、エンジン１０のフューエルカット処理中に、吸気管１４内の圧力脈動量が閾値Ｐ以上になったとき、吸気側可変動弁装置１１が吸気バルブの開閉弁特性をフューエルカット用バルブタイミングからアイドリング用バルブタイミングに切り替える作動回転数閾値を、その初期値よりも低下補正する。これにより、吸気バルブの開弁時期が早くなり、エンジン１０の燃焼室内の排気が吸気管１４内へ流入する流入量を低減して、吸気管１４内で発生する異音を抑制してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気側可変動弁装置、１２…排気側可変動弁装置、１３…制御部、１４…吸気管、１５…圧力センサ、ＥＸ１…排気バルブのフューエルカット用バルブタイミング、ＥＸ２…排気バルブのアイドリング用バルブタイミング、Ｎ…閾値、Ｎｉｎｉ…初期閾値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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