(57)【要約】【課題】タイミングチェーンの弛みを抑制してエンジンを適切に駆動すること。【解決手段】本発明は、カムシャフト（１３、１４）を進角又は遅角させる電動バルブタイミング機構（２１、２３）と、クランクシャフト（１０）を回転駆動するＩＳＧ（２５）と、を制御するＥＣＵ（３）に関するものである。ＥＣＵは、エンジン（２）の停止中又はアイドリング中に電動バルブタイミング機構が作動される際に、カムシャフトの進角量又は遅角量に応じてＩＳＧを作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトを進角又は遅角させる電動バルブタイミング機構と、クランクシャフトを回転駆動する電動モータと、を制御するエンジンの制御装置であって、
エンジンの停止中又はアイドリング中に前記電動バルブタイミング機構が作動される際に、前記カムシャフトの進角量又は遅角量に応じて前記電動モータを作動させることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記電動バルブタイミング機構の作動後に前記電動モータを作動させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記電動バルブタイミング機構の作動中に前記電動モータを作動させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
エンジンの停止中又はアイドリング中に前記電動バルブタイミング機構が作動される場合、前記電動モータをクランキング回転数より低い回転数で作動させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記電動バルブタイミング機構の作動の際にタイミングチェーンの弛みを判定する弛み判定部と、
前記タイミングチェーンの弛みを判定した場合に、前記電動モータを作動させて前記クランクシャフトを所定角度回転させるモータ制御部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記弛み判定部は、前記電動バルブタイミング機構の作動状態に応じて前記タイミングチェーンの弛みの発生箇所を判定することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記弛み判定部は、前記電動バルブタイミング機構の回転数に応じて前記タイミングチェーンの弛み量を判定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記モータ制御部は、前記タイミングチェーンの弛み量に基づいて前記電動モータの作動時間及び／又は回転数を変化させることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記エンジンのアイドリング中に前記電動バルブタイミング機構の作動がオフされた場合、前記電動モータを作動させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するタイミングチェーンと、
前記カムシャフトに設けられ、前記タイミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケットと、
前記カムシャフトと前記カムスプロケットとの間に位相差を生じさせる電動アクチュエータと、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動モータと、
エンジンの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンジンの停止中又はアイドリング中に前記電動アクチュエータを作動させるアクチュエータ制御部と、
前記電動アクチュエータの作動の際に前記タイミングチェーンの弛みを判定する弛み判定部と、
前記タイミングチェーンの弛みを判定した場合に、前記電動モータを作動させて前記クランクシャフトを所定角度回転させるモータ制御部と、を有することを特徴とするエンジンの制御システム。
【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及びエンジンの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジンにおいては、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ：Variable  Valve  Timing）が採用されるものが存在する。例えば、特許文献１では、エンジンの再始動性向上のため、電動アクチュエータで吸気バルブの開弁タイミングを進角（変化）させる電動ＶＶＴ装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１では、吸気側及び排気側のカムシャフトの各一方端にカムスプロケットが設けられており、双方のカムスプロケットにはタイミングチェーンが巻き掛けられている。また、タイミングチェーンは、クランクシャフトに設けられるタイミングロータにも巻き掛けられている。これにより、クランクシャフトと各カムシャフトとが同期回転可能に構成される。
【０００４】
特許文献１に記載の電動ＶＶＴ装置は、カムシャフトとカムスプロケットと電動アクチュエータとを含み、電動アクチュエータは、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を可変に構成される。エンジン停止時に電動アクチュエータが作動されることで、吸気バルブの開弁タイミングが進角される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２０５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１では、エンジン停止時に電動ＶＶＴ装置が作動することで吸気カムシャフトのみ所定角度回転される。この場合、タイミングチェーンに弛みが生じることがある。この状態でエンジンを始動すると、タイミングチェーンが引っ張られる際に衝撃が加わることでタイミングチェーンの耐久性に影響を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、タイミングチェーンの弛みを抑制してエンジンを適切に駆動することができるエンジンの制御装置及びエンジンの制御システム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】
【０００８】
本発明の一態様のエンジンの制御装置は、カムシャフトを進角又は遅角させる電動バルブタイミング機構と、クランクシャフトを回転駆動する電動モータと、を制御するエンジンの制御装置であって、エンジンの停止中又はアイドリング中に前記電動バルブタイミング機構が作動される際に、前記カムシャフトの進角量又は遅角量に応じて前記電動モータを作動させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様のエンジンの制御システムは、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するタイミングチェーンと、前記カムシャフトに設けられ、前記タイミングチェーンが巻き掛けられるカムスプロケットと、前記カムシャフトと前記カムスプロケットとの間に位相差を生じさせる電動アクチュエータと、前記クランクシャフトを回転駆動する電動モータと、エンジンの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンの停止中又はアイドリング中に前記電動アクチュエータを作動させるアクチュエータ制御部と、前記電動アクチュエータの作動の際に前記タイミングチェーンの弛みを判定する弛み判定部と、前記タイミングチェーンの弛みを判定した場合に、前記電動モータを作動させて前記クランクシャフトを所定角度回転させるモータ制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイミングチェーンの弛みを防止してエンジンを適切に始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るエンジンの制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンの制御装置の機能ブロック図である。
【図３】タイミングチェーンに弛みが生じる一例を示す模式図である。
【図４】タイミングチェーンに弛みが生じる他の一例を示す模式図である。
【図５】タイミングチェーンに弛みが生じる他の一例を示す模式図である。
【図６】タイミングチェーンに弛みが生じる他の一例を示す模式図である。
【図７】本実施の形態に係るエンジン、ＶＶＴ及びＩＳＧの作動状態を示すタイムチャートである。
【図８】本実施の形態に係るエンジンの制御フローの一例である。
【図９】変形例に係る電動ＶＶＴ及びＩＳＧの作動状態を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るエンジンの制御システムが適用される車両として、自動四輪車を例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明を自動二輪車、バギータイプの自動三輪車等、他のタイプの車両に適用してもよい。
【００１３】
図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るエンジンの制御システムについて説明する。なお、エンジンの制御システムは、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係るエンジンの制御システム１は、内燃機関としてのエンジン２及びその周辺構成の動作を、ＥＣＵ３（Electronic  Control  Unit）で制御するように構成されている。詳細は後述するが、ＥＣＵ３は、本願の制御装置を構成する。
【００１５】
図１に示すように、エンジン２は、例えば、ＤＯＨＣ（Double  OverHead  Camshaft）エンジンである。シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２から構成され、シリンダブロック１１に形成されるクランクケース（不図示）にクランクシャフト１０を備える。なお、本実施例では、エンジンはクランクシャフトの軸方向が車両左右方向に沿うように配置される、いわゆるエンジン横置き方式である。車両の進行する方向を前、後退する方向を後とした場合に、車両の幅方向が左右方向、車両の高さ方向が上下方向である。
【００１６】
シリンダブロック１１内には、ピストン（不図示）が上下に往復可能に収容されている。クランクシャフト１０とピストンとはコンロッド（不図示）によって連結されている。ピストンが上下方向に往復運動することでクランクシャフト１０がコンロッドを介して回転される。
【００１７】
シリンダヘッド１２には、吸気バルブ及び排気バルブ（共に不図示）の開閉を制御する動弁装置が収容されている。動弁装置は、左右方向（車幅方向）に延びる吸気カムシャフト１３及び排気カムシャフト１４を備えている。具体的に、吸気カムシャフト１３及び排気カムシャフト１４は、シリンダヘッド１２とシリンダヘッドカバー（不図示）の合わせ面上において、前後に並んで配置されている。本実施の形態では、車両前側が排気カムシャフト１４であり、車両後側が吸気カムシャフト１３である。
【００１８】
吸気カムシャフト１３及び排気カムシャフト１４の端部には、それぞれ吸気カムスプロケット１５及び排気カムスプロケット１６が設けられている。また、クランクシャフト１０の右端には、クランクスプロケット１７が設けられている。これらのスプロケットには、タイミングチェーン１８が巻き掛けられ、クランクシャフト１０の回転が吸気カムシャフト１３及び排気カムシャフト１４に伝達可能に構成される。なお、タイミングチェーン１８は、吸気カムシャフト１３側から排気カムシャフト１４側に向かって送られる（図１中Ａ方向）。
【００１９】
また、吸気カムシャフト１３及び排気カムシャフト１４とクランクシャフト１０との間には、タイミングチェーン１８の移動をガイドする一対のチェーンガイド１９が設けられている。一対のチェーンガイド１９は、上下に延びる略円弧状に形成されており、一方はクランクスプロケット１７と吸気カムスプロケット１５との間でタイミングチェーン１８の移動をガイドするように設けられており、他方は吸気カムスプロケット１６とクランクスプロケット１７との間でタイミングチェーン１８の移動をガイドするように設けられている。タイミングチェーン１８は、それぞれのチェーンガイド１９の円弧面（ガイド面）に当接している。
【００２０】
特に、車両後方側（吸気カムシャフト１３側）のチェーンガイド１９は、一端（上端）を支点に揺動可能に構成され、他端（下端）にチェーンアジャスタ２０が設けられている。チェーンアジャスタ２０は、チェーンガイド１９を所定の力でタイミングチェーン１８が張る方向（図１中Ｂ方向）に付勢している。これにより、タイミングチェーン１８のテンションが調整され、タイミングチェーン１８の脱落が防止される。すなわち、車両後方側のチェーンガイド１９は、タイミングチェーン１８のテンションを調整するチェーンテンショナとして機能する。
【００２１】
また、本実施の形態では、吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを進角又は遅角する電動式の可変バルブタイミング機構（電動バルブタイミング機構）が採用されている。電動バルブタイミング機構は、吸気側と排気側にそれぞれ設けられている。具体的に吸気側の電動バルブタイミング機構２１は、吸気カムシャフト１３、吸気カムスプロケット１５、及び電動アクチュエータ２２と、を含んで構成される。また、排気側の電動バルブタイミング機構２３は、排気カムシャフト１４、排気カムスプロケット１６、及び電動アクチュエータ２４と、を含んで構成される。
【００２２】
詳細は後述するが、ＥＣＵ３からの指令により各電動アクチュエータ２２、２４が作動されることで各カムシャフトと各カムスプロケットとの間に位相差が生じる。これにより、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを進角又は遅角させることが可能である。
【００２３】
また、エンジン２には、クランクシャフト１０を回転駆動する電動モータとして、ＩＳＧ２５（Integrated  Starter  Generator）が設けられている。ＩＳＧ２５は、ベルト２６（図３から図６参照）を介して、その駆動力をクランクシャフト１０に伝達可能に構成される。ＩＳＧ２５は、クランクシャフト１０を回転駆動するモータとしての機能と、クランクシャフト１０の回転によって発電するジェネレータとしての機能とを兼ね備えている。詳細は後述するが、ＩＳＧ２５は、ＥＣＵ３によってその作動が制御される。また、電動モータは、ＩＳＧ２５に限らず、クランクシャフト１０を回転駆動する電動機であれば、適宜変更が可能である。
【００２４】
ＥＣＵ３は、エンジン２内外の各種構成を含む車両全体の動作を統括制御する。ＥＣＵ３は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、上記した各種構成を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【００２５】
例えばＥＣＵ３は、制御対象となる構成に応じて複数の機能ブロックを有している。具体的にＥＣＵ３は、吸気側の電動アクチュエータ２２、及び排気側の電動アクチュエータ２４の作動を制御するアクチュエータ制御部３０と、タイミングチェーン１８の弛みを判定する弛み判定部３１と、ＩＳＧ２５の作動を制御するモータ制御部３２と、を含んで構成される。なお、これらの機能ブロックは、便宜上あくまで一例を示すものであり、ＥＣＵ３は、これらの機能ブロックに限らず、他の機能ブロックを有してもよい。また、これらの機能ブロックを備えなくとも、ＥＣＵ３が包括的に以下の各種制御を実施してもよい。
【００２６】
アクチュエータ制御部３０は、例えばエンジン２の停止中、又はアイドリング中に電動アクチュエータ２２を作動させる。これにより、車両の走行中とは関係なく、各カムシャフトと各カムスプロケットとの間に位相差を生じさせることが可能になる。例えば、カムシャフトに対してカムスプロケットをクランクシャフト１０の回転方向とは逆方向に回転（逆転）させることで、カムシャフトを進角させることが可能である。一方、カムシャフトに対してカムスプロケットをクランクシャフト１０の回転方向と同じ方向に回転（正転）させることで、カムシャフトを遅角させることが可能である。
【００２７】
弛み判定部３１は、所定タイミングで電動アクチュエータ２２、２４が作動された際の進角量又は遅角量に応じてタイミングチェーン１８に弛みが発生したか否かを判定する。また、弛み判定部３１は、どの電動バルブタイミング機構（吸気側又は排気側）によって各カムシャフトが進角又は遅角されたかによってタイミングチェーン１８の弛みの発生箇所、弛み量等を予測する。なお、弛みの判定は、電動アクチュエータ２２、２４の作動量（各カムシャフトの進角量又は遅角量）、電動バルブタイミング機構の回転数、エンジン回転数等に基づいて実施される。また、弛みの判定方法については後述する。
【００２８】
モータ制御部３２は、弛み判定部３１の判定結果に応じてＩＳＧ２５の作動を制御する。詳細は後述するが、モータ制御部３２は、弛み判定部３１がタイミングチェーン１８の弛み発生があると判定した場合にＩＳＧ２５を作動させてクランクシャフト１０を所定角度回転させる。これにより、弛みの発生したタイミングチェーン１８が巻き取られ、弛みを除去することが可能である。
【００２９】
また、エンジン２には、クランクシャフト１０の位相を検出するクランク角センサ２７と、吸気カムシャフト１３の位相を検出するカム角センサ２８及び排気カムシャフト１４の位相を検出するカム角センサ２９とが設けられている。クランク角センサ２７及びカム角センサ２８、２９の各検出値は、ＥＣＵ３に出力される。ＥＣＵ３は、クランク角センサ２７の出力からエンジン回転数を算出し、カム角センサ２８、２９の出力から各電動バルブタイミング機構の回転数を算出することが可能である。
【００３０】
ところで、電動式の可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにおいては、エンジン停止中に電動アクチュエータを作動して吸気バルブの開弁タイミングを進角することにより、エンジン停止後の再始動性を向上するものが提案されている。
【００３１】
この場合、エンジン停止中に電動アクチュエータを作動することでカムシャフトとカムスプロケットとが所定角度で相対回転される。この結果、タイミングチェーンに弛みが生じることがある。通常、タイミングチェーンの張力は、油圧のチェーンアジャスタによって調整される。しかしながら、エンジンの停止中においては、油圧が低下することでチェーンアジャスタのダンピング力が弱くなることから、タイミングチェーンの張力調整が十分になされず、弛み発生の要因と成り得る。タイミングチェーンに弛みが発生した状態でクランクシャフトが回転されると、タイミングチェーンが引っ張られる際に衝撃が加わることでタイミングチェーンの耐久性に影響を与えるおそれがある。
【００３２】
そこで、本件発明者は、電動式の可変バルブタイミング機構の作動によって生じるタイミングチェーンの弛みに着目し、本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、エンジン２の停止中又はアイドリング中に電動バルブタイミング機構が作動される場合に、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転させる。すなわち、所定タイミングでカムシャフトが所定角度進角又は遅角される場合に、その進角量又は遅角量に応じてＩＳＧ２５を作動させる。
【００３３】
この構成によれば、エンジン２の停止中におけるカムシャフトの進角又は遅角によって生じるタイミングチェーン１８の弛みをＩＳＧ２５の作動によって解消することが可能である。よって、エンジン２の始動時にタイミングチェーンに掛かる衝撃を極力抑えることが可能である。
【００３４】
次に、図３から図６を参照して、本実施形態に係るタイミングチェーンの弛み防止制御について説明する。図３から図６は、タイミングチェーンに弛みが生じるパターンのバリエーションを示す模式図である。以下、説明の便宜上、電動バルブタイミング機構を「電動ＶＶＴ」と呼ぶことにする。また、図３から図６においては、エンジンの停止中に電動ＶＶＴが作動した場合について説明する。
【００３５】
図３は、エンジン停止中に吸気側の電動ＶＶＴ２１を作動することでタイミングチェーン１８に弛み１８ａが生じる例を示している。図３に示すように、電動ＶＶＴ２１が作動され、吸気カムシャフト１３に対して吸気カムスプロケット１５がクランクシャフト１０の回転方向とは逆方向に回転（逆転）されると、クランクシャフト１０と吸気カムシャフト１３との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ａが生じる。
【００３６】
上記したように、通常、タイミングチェーン１８の張力は、チェーンアジャスタ２０によって調整されるが、エンジン２の停止中においては、油圧が低下することでチェーンアジャスタ２０のダンピング力が弱くなることが想定される。このため、タイミングチェーン１８の張力調整が十分になされず、弛みが発生するおそれがある。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、エンジン２の停止中における電動ＶＶＴ２１、２３の作動に応じてタイミングチェーン１８の弛み発生を判定する。具体的に弛み判定部３１は、吸気側の電動ＶＶＴ２１の作動により吸気カムシャフト１３が進角された場合、クランクシャフト１０と吸気カムシャフト１３との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ａが発生したと判定する。
【００３８】
そして、モータ制御部３２は、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転（正転）させる。これにより、タイミングチェーン１８はクランクスプロケット１７と噛み合うことで引っ張られ、弛み１８ａが発生した部分よりも回転方向下流側が引っ張られる。この結果、当該弛み１８ａが発生した部分のタイミングチェーン１８が巻き取られ、弛み１８ａを解消することが可能である。
【００３９】
なお、ＩＳＧ２５の回転量は、タイミングチェーン１８の弛み量に応じて任意に設定が可能である。例えば、弛み判定部３１は、吸気カムシャフト１３の進角量からタイミングチェーン１８の弛み量を算出する。モータ制御部３２は、当該弛み量に応じてＩＳＧ２５の作動時間、回転数（回転速度）等を制御する。なお、図３の場合、ＥＣＵ３は、チェーンアジャスタ２０のダンピング力を考慮してＩＳＧ２５の回転量を制御してもよい。チェーンアジャスタ２０のダンピング力を考慮することで、より正確な弛みの解消を実現することが可能である。
【００４０】
図４は、エンジン停止中に吸気側の電動ＶＶＴ２１を作動することでタイミングチェーン１８に弛み１８ｂが生じる他の例を示している。図４に示すように、電動ＶＶＴ２１が作動され、吸気カムシャフト１３に対して吸気カムスプロケット１５がクランクシャフト１０の回転方向と同じ方向に回転（正転）されると、吸気カムシャフト１３と排気カムシャフト１４との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｂが生じる。
【００４１】
弛み判定部３１は、吸気側の電動ＶＶＴ２１の作動により吸気カムシャフト１３が遅角された場合、吸気カムシャフト１３と排気カムシャフト１４との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｂが発生したと判定する。
【００４２】
そして、モータ制御部３２は、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転（正転）させる。これにより、タイミングチェーン１８はクランクスプロケット１７と噛み合うことで引っ張られ、弛み１８ｂが発生した部分よりも回転方向下流側が引っ張られる。この結果、当該弛み１８ｂが発生した部分のタイミングチェーン１８が巻き取られ、弛み１８ｂを解消することが可能である。
【００４３】
なお、ＩＳＧ２５の回転量は、タイミングチェーン１８の弛み量に応じて任意に設定が可能である。例えば、弛み判定部３１は、吸気カムシャフト１３の遅角量からタイミングチェーン１８の弛み量を算出する。モータ制御部３２は、当該弛み量に応じた所定の回転量となるようにＩＳＧ２５の作動時間、回転数等を制御する。
【００４４】
図５は、エンジン停止中に排気側の電動ＶＶＴ２３を作動することでタイミングチェーン１８に弛み１８ｃが生じる例を示している。図５に示すように、電動ＶＶＴ２３が作動され、排気カムシャフト１４に対して排気カムスプロケット１６がクランクシャフト１０の回転方向とは逆方向に回転（逆転）されると、吸気カムシャフト１３と排気カムシャフト１４との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｃが生じる。
【００４５】
弛み判定部３１は、排気側の電動ＶＶＴ２３の作動により排気カムシャフト１４が進角された場合、吸気カムシャフト１３と排気カムシャフト１４との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｃが発生したと判定する。
【００４６】
そして、モータ制御部３２は、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転（正転）させる。これにより、タイミングチェーン１８はクランクスプロケット１７と噛み合うことで引っ張られ、弛み１８ｃが発生した部分よりも回転方向下流側が引っ張られる。この結果、当該弛み１８ｃが発生した部分のタイミングチェーン１８が巻き取られ、弛み１８ｃを解消することが可能である。
【００４７】
なお、ＩＳＧ２５の回転量は、タイミングチェーン１８の弛み量に応じて任意に設定が可能である。例えば、弛み判定部３１は、排気カムシャフト１４の進角量からタイミングチェーン１８の弛み量を算出する。モータ制御部３２は、当該弛み量に応じてＩＳＧ２５の作動時間、回転数（回転速度）等を制御する。
【００４８】
図６は、エンジン停止中に排気側の電動ＶＶＴ２３を作動することでタイミングチェーン１８に弛み１８ｄが生じる他の例を示している。図６に示すように、電動ＶＶＴ２３が作動され、排気カムシャフト１４に対して排気カムスプロケット１６がクランクシャフト１０の回転方向と同じ方向に回転（正転）されると、排気カムシャフト１４とクランクシャフト１０との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｄが生じる。
【００４９】
弛み判定部３１は、排気側の電動ＶＶＴ２３の作動により排気カムシャフト１４が遅角された場合、排気カムシャフト１４とクランクシャフト１０との間のタイミングチェーン１８に弛み１８ｄが発生したと判定する。
【００５０】
そして、モータ制御部３２は、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転（正転）させる。これにより、タイミングチェーン１８はクランクスプロケット１７と噛み合うことで引っ張られ、弛み１８ｄが発生した部分よりも回転方向下流側が引っ張られる。この結果、当該弛み１８ｄが発生した部分のタイミングチェーン１８が巻き取られ、弛み１８ｄを解消することが可能である。
【００５１】
なお、ＩＳＧ２５の回転量は、タイミングチェーン１８の弛み量に応じて任意に設定が可能である。例えば、弛み判定部３１は、排気カムシャフト１４の遅角量からタイミングチェーン１８の弛み量を算出する。モータ制御部３２は、当該弛み量に応じてＩＳＧ２５の作動時間、回転数等を制御する。
【００５２】
このように、弛み判定部３１は、いずれかの電動ＶＶＴによって各カムシャフトが進角又は遅角されたことに基づいて、タイミングチェーン１８のどの箇所にどの程度で弛みが発生したかを判定することが可能である。
【００５３】
弛みを判定する方法として、例えば、弛み判定部３１は、吸気側の電動ＶＶＴ２１の回転数に対する排気側の電動ＶＶＴ２３の回転数との差、又は、いずれかの電動ＶＶＴの回転数に対するクランクシャフト１０の回転数を２倍した回転数との差が、所定値以上となった場合にタイミングチェーン１８に弛みが発生したと判定することが可能である。また、上記した回転数の差から弛み量を判定することが可能である。すなわち、弛み判定部３１は、各電動ＶＶＴの作動状況と回転数の差から、どの位置にどのくらいの弛みが発生しているかを推定することが可能である。
【００５４】
次に図７を参照して、本実施形態に係る弛み防止制御において、エンジン、電動ＶＶＴ及びＩＳＧの作動状態の経時変化について説明する。図７のタイムチャートは、エンジン停止中に電動ＶＶＴが作動した場合にＩＳＧを作動する例を示している。図７Ａは始動要求の有無を示し、図７Ｂは電動バルブタイミング機構（以下、電動ＶＶＴと呼ぶ）のオンオフを示し、図７ＣはＩＳＧの作動状態を示し、図７Ｄはエンジン回転数を示している。また、図７Ａ−Ｄの時間軸は全て対応しているものとする。以下の説明において、電動ＶＶＴは、吸気側及び排気側のいずれであってもよい。
【００５５】
図７Ａに示すように、エンジン２の停止中のＴ１のタイミングでＥＣＵ３に対して始動要求が発せられる。始動要求が発せられる例としては、車両を最初に始動させるためにイグニッションをオンした場合や、運転中のアイドルストップから復帰のために再始動する場合が挙げられる。
【００５６】
始動要求が発せられると、図７Ｂに示すように、Ｔ１のタイミングでアクチュエータ制御部３０は、電動アクチュエータを作動させて電動ＶＶＴを作動させる。これにより、カムシャフトが進角又は遅角され、タイミングチェーン１８の所定箇所に弛みが発生する。
【００５７】
図７Ｃに示すように、同じＴ１のタイミングでモータ制御部３２は、ＩＳＧ２５をエンジン２の始動に必要な回転数であるクランキング回転数より小さい回転数（巻き取り時回転数と呼ばれてもよい）で作動させる。当該巻き取り時回転数は、弛みの量（度合い）等に応じて適宜変更が可能である。例えば、弛み量が大きい程、巻き取り時回転数を大きくすることが考えられる。この場合、早期に弛みを除去することが可能である。なお、巻き取り時回転数は、一定である場合に限らず、徐々に大きく又は小さく変化させてもよい。
【００５８】
ここで、巻き取り時回転数によるＩＳＧ２５の作動動作を「巻き取り動作」と呼ぶことにする。巻き取り動作は、Ｔ１からＴ２までのΔＴの期間に実施される。ΔＴの長さは、弛みの量（度合い）等に応じて適宜変更が可能である。例えば、弛み量が大きい程、ΔＴを長くすることが考えられる。また、ΔＴを短くすれば、掃気に弛みを除去することが可能である。このように、ＩＳＧ２５の巻き取り動作により、タイミングチェーン１８の弛みが除去される。
【００５９】
Ｔ２のタイミングで巻き取り動作が終了すると、モータ制御部３２は、クランキング回転数でＩＳＧ２５を作動させる。これに伴い、Ｔ２以後は、図７Ｄに示すように、エンジン回転数が上昇し、Ｔ３のタイミングで所定回転数に達すると、エンジン２が始動した状態となる。
【００６０】
このように、エンジンの始動の際に電動ＶＶＴが作動された場合、ＩＳＧ２５をクランキング回転数より低い回転数で作動させ、タイミングチェーン１８の弛みが除去されたタイミングでクランキングを開始するようにＩＳＧ２５の動作を制御している。いきなりクランキング回転数でＩＳＧ２５を作動させるのではなく、クランキング回転数より小さい巻き取り時回転数でＩＳＧ２５を作動させてから段階的に回転数を上げていくことで、タイミングチェーン１８が急に引っ張られることなく適切に弛みを除去することが可能である。この結果、タイミングチェーン１８の弛みを除去する際の衝撃を抑制すると共にエンジン２を適切に始動させることが可能である。
【００６１】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係る制御フローについて説明する。なお、以下に示す制御フローでは、特に明示が無い限り、動作（算出（演算）や判定等）の主体はＥＣＵとする。
【００６２】
図８に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ１０１では、エンジン２が停止したか否かが判定される。エンジン２が停止している場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。エンジン２が停止していない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、ステップＳＴ１０１の処理が繰り返される。
【００６３】
ステップＳＴ１０２では、電動ＶＶＴが作動したか否かが判定される。電動ＶＶＴが作動した場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、タイミングチェーン１８に弛みが発生したとして、ステップＳＴ１０３の処理に進む。電動ＶＶＴが作動しない場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、ステップＳＴ１０１の処理が繰り返される。
【００６４】
ステップＳＴ１０３では、ＩＳＧ２５が作動される。具体的にモータ制御部３２は、クランキング回転数より小さい巻き取り時回転数でＩＳＧ２５を作動させる。これにより、タイミングチェーン１８の弛みが除去される。その後、通常のクランキング回転数でＩＳＧ２５が作動され、エンジン２が始動される。これにより、制御が終了する。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態では、エンジン２の停止中に電動ＶＶＴが作動される場合に、ＩＳＧ２５を作動してクランクシャフト１０を所定角度回転させている。これにより、エンジン２の停止中におけるカムシャフトの進角又は遅角によって生じるタイミングチェーン１８の弛みをＩＳＧ２５の作動で解消することが可能である。よって、エンジン２の始動時のタイミングチェーン１８に対する影響を極力抑え、適切にエンジン２を駆動することが可能である。
【００６６】
なお、上記実施の形態では、車両前側が排気側で車両後側が吸気側となるようにエンジン２を配置する場合について説明したが、これに限定されない。エンジン２の配置は適宜変更が可能である。
【００６７】
また、上記実施の形態では、ＤＯＨＣエンジンを例にして説明したが、これに限定されない。エンジン２は、例えばＳＯＨＣ（Single  OverHead  Camshaft）エンジンであってもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、吸気側と排気側の双方に電動ＶＶＴが設けられる場合について説明したが、これに限定されない。吸気側及び排気側のいずれか一方にのみ電動ＶＶＴが設けられてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、タイミングチェーン１８に弛みが発生する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、タイミングチェーン１８に張りが発生した場合においても、本制御を適用可能である。
【００７０】
また、上記実施の形態では、チェーンテンショナ（チェーンアジャスタ２０が設けられる側のチェーンガイド１９）が吸気側に設けられる場合について説明したが、これに限定されない。チェーンテンショナは、排気側に設けられてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態では、ＩＳＧ２５を正転させる場合について説明したが、これに限定されない。タイミングチェーン１８の変動に応じてＩＳＧ２５を逆転させてもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態において、エンジン２の停止とは、エンジン２が完全に停止した場合に限らず、アイドルストップによるエンジン２の停止も含む概念とする。すなわち、アイドルストップ後の再始動においても、本制御を適用可能である。
【００７３】
また、上記実施の形態において、エンジン２の始動時とは、エンジン２の停止中の概念に含まれるものとする。すなわち、エンジン２の始動時とは、エンジン２が始動されたタイミングを示すのではなく、エンジン２の始動のための各種制御が開始されるタイミングを示している。よって、本実施の形態において、エンジン２の始動時では、またエンジン２は完全に始動された状態ではないことを表している。
【００７４】
また、上記実施の形態では、電動ＶＶＴの作動と同じタイミングでＩＳＧ２５を作動させる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、電動ＶＶＴの作動後、遅れてＩＳＧ２５を作動してもよい。この場合、タイミングチェーン１８に弛みが発生したのを確認してからＩＳＧ２５が作動されるため、弛みを適切に除去することが可能である。また、電動ＶＶＴの作動と同じタイミング又は電動ＶＶＴの作動中にＩＳＧ２５を作動する場合、タイミングチェーン１８に弛みが発生する前にタイミングチェーン１８が所定量引っ張られるため、弛みを未然に防止することが可能である。
【００７５】
また、上記実施の形態では、エンジン２が停止した後、エンジン２を始動する際に電動ＶＶＴが作動する場合のＩＳＧ２５の制御を主に説明したが、これに限定されない。エンジン２が作動中であっても、エンジン２の駆動力がダイレクトに車輪側に伝達されていない状態であれば、本制御を適用可能である。ここで、図９を参照して、変形例に係る弛み防止制御について説明する。
【００７６】
図９は、アイドリング中に電動ＶＶＴが作動した場合にＩＳＧ２５を作動させる制御の一例を示すタイムチャートである。図９Ａは電動ＶＶＴの作動状態を示し、図９ＢはＩＳＧの作動状態を示している。また、図９Ａ、Ｂの時間軸は全て対応しているものとする。以下の説明において、電動ＶＶＴは、吸気側及び排気側のいずれであってもよい。
【００７７】
図９Ａに示すように、アイドリング中のＴ４のタイミングで電動ＶＶＴが進角側に作動されると、上記した図３又は図５と同様に、タイミングチェーン１８の所定箇所に弛みが発生し得る。この場合、モータ制御部３２は、図９Ｂに示すように、Ｔ４のタイミングでＩＳＧ２５を所定時間の間、所定回転数で作動させる。このときの所定時間及び所定回転数は、上記のように弛み量に応じて適宜変更が可能である。これにより、クランクシャフト１０が所定角度回転され、タイミングチェーン１８の弛みが除去される。
【００７８】
ＩＳＧ２５の作動終了後、Ｔ５のタイミングで電動ＶＶＴの進角側の作動がオフされると、モータ制御部３２は、先ほどと同様に、Ｔ５のタイミングでＩＳＧ２５を所定時間の間、所定回転数で作動させる。アイドリング中は、電動ＶＶＴがオフされる場合においてもタイミングチェーンの変動（弛み又は張り）が発生し得るため、Ｔ５のタイミングでＩＳＧ２５を作動させることで、タイミングチェーン１８の弛み又は張りを除去することが可能である。
【００７９】
また、ＩＳＧ２５の作動終了後、Ｔ６のタイミングで電動ＶＶＴが遅角側に作動されると、タイミングチェーン１８の所定箇所に弛みが発生し得る。この場合、モータ制御部３２は、Ｔ６のタイミングでＩＳＧ２５を所定時間の間、所定回転数で作動させる。これにより、クランクシャフト１０が所定角度回転され、タイミングチェーン１８の弛みが除去される。
【００８０】
更に、ＩＳＧ２５の作動終了後、Ｔ７のタイミングで電動ＶＶＴの遅角側の作動がオフされると、モータ制御部３２は、先ほどと同様に、Ｔ７のタイミングでＩＳＧ２５を所定時間の間、所定回転数で作動させる。これにより、タイミングチェーン１８の弛み又は張りを除去することが可能である。
【００８１】
このように、変形例においても、電動ＶＶＴの作動状況に応じてＩＳＧ２５を作動することで、タイミングチェーン１８の弛み又は張りを除去することができ、エンジン２を適切に駆動することが可能である。
【００８２】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明は、タイミングチェーンの弛みを防止してエンジンを適切に駆動することができるという効果を有し、特に、エンジンの制御装置及びエンジンの制御システムに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１          ：エンジンの制御システム
２          ：エンジン
３          ：ＥＣＵ（制御装置）
１０        ：クランクシャフト
１１        ：シリンダブロック
１２        ：シリンダヘッド
１３        ：吸気カムシャフト（カムシャフト）
１４        ：排気カムシャフト（カムシャフト）
１５        ：吸気カムスプロケット（カムスプロケット）
１６        ：排気カムスプロケット（カムスプロケット）
１７        ：クランクスプロケット
１８        ：タイミングチェーン
１９        ：チェーンガイド
２０        ：チェーンアジャスタ
２１        ：吸気側の電動ＶＶＴ（電動バルブタイミング機構）
２２        ：吸気側の電動アクチュエータ
２３        ：排気側の電動ＶＶＴ（電動バルブタイミング機構）
２４        ：排気側の電動アクチュエータ
２５        ：ＩＳＧ（電動モータ）
２６        ：ベルト
２７        ：クランク角センサ
２８        ：カム角センサ
２９        ：カム角センサ
３０        ：アクチュエータ制御部
３１        ：弛み判定部
３２        ：モータ制御部
【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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【図８】
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【図９】
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