(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更可能な可変動弁機構の制御システムにおいて、内燃機関が減速運転状態にある時の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を改善することを課題とする。【解決手段】本発明にかかる可変動弁機構の制御システムは、内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構と、前記内燃機関のポンピングロスが最小となる吸気弁および／または排気弁の開弁特性を規定した第１マップと、前記内燃機関のポンピングロスが最大となる吸気弁および／または排気弁の開弁特性を規定した第２マップと、車両の制動装置が非作動状態にある時は第１マップに従って可変動弁機構を制御し、車両の制動装置が作動状態にある時は第２マップに従って可変動弁機を制御する制御手段とを備えるようにした。【選択図】図２
2008215295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構と、
前記内燃機関が減速運転状態にある時の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を規定したマップと、
前記内燃機関が減速運転状態にある時に、前記マップに従って前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
を備えた可変動弁機構の制御システムであり、
前記マップは、前記内燃機関のポンピングロスが最小となる開弁特性を規定した第１マップと、前記内燃機関のポンピングロスが最大となる開弁特性を規定した第２マップとを具備し、
前記制御手段は、前記内燃機関を搭載した車両の制動装置の作動状態／非作動状態に応じて前記第１マップと前記第２マップを切り換えることを特徴とする可変動弁機構の制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記制御装置は、前記制動装置が非作動状態にある時は前記第１マップに従って前記可変動弁機構を制御し、前記制動装置が作動状態にある時は前記第２マップに従って前記可変動弁機構を制御することを特徴とする可変動弁機構の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関が減速運転状態にある時に、該内燃機関のポンピングロスが増加するように吸気弁および／または排気弁の開弁特性を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００６−８３７２９号公報
【特許文献２】特開平１０−９００５号公報
【特許文献３】特開平６−１０１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更可能な可変動弁機構の制御システムにおいて、内燃機関が減速運転状態にある時の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関が減速運転状態にある時に、車両の制動装置の作動／非作動状態に応じて、可変動弁機構の制御用マップを切り換えるようにした。
【０００５】
詳細には、本発明は、内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更する可変動弁機構と、前記内燃機関が減速運転状態にある時の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を規定したマップと、前記内燃機関が減速運転状態にある時に、前記マップに従って前記可変動弁機構を制御する制御手段と、を備えた可変動弁機構の制御システムであり、前記マップは前記内燃機関を搭載した車両の制動装置が作動状態にある時の開弁特性を規定した第１マップと前記制動装置が非作動状態にある時の開弁特性を規定した第２マップとを具備し、前記制御手段は前記制動装置の作動状態／非作動状態に応じて前記第１マップと前記第２マップを切り換えるようにした。
【０００６】
かかる発明によれば、内燃機関が減速運転状態にある時に、制動装置の作動／非作動に応じて吸気弁および／または排気弁の開弁特性が切り換えられる。その結果、制動装置の作動時と非作動時の各々に好適な開弁特性を実現することができる。
【０００７】
例えば、第１マップには内燃機関のポンピングロスが最小となる開弁特性を規定するとともに、第２マップには内燃機関のポンピングロスが最大となる開弁特性を規定するようにしてもよい。
【０００８】
このように第１マップ及び第２マップが規定されると、制動装置の作動／非作動によって内燃機関のポンピングロス（言い換えれば、エンジンブレーキ）を増減させることができる。
【０００９】
尚、制動装置が作動している時は減速トルクの要求値が大きいとみなすことができるため、第２マップに従って可変動弁機構が制御されてもよい。この場合、内燃機関のポンピングロスが最大となるため、車両の減速トルクを大きくすることができる。
【００１０】
一方、制動装置の非作動時は減速トルクの要求値が小さいとみなすことができるため、第１マップに従って可変動弁機構が制御されてもよい。この場合、内燃機関のポンピングロスが最小となるため、車両の減速トルクを小さくすることができる。その際、内燃機関が減速アイドル運転されていれば、燃料消費量を低減することも可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を変更可能な可変動弁機構の制御システムにおいて、内燃機関が減速運転状態にある時の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示す内燃機関１は、車両に搭載された４ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。
【００１４】
内燃機関１の気筒２は、吸気ポート３を介して吸気通路３０に接続されるとともに、排気ポート４を介して排気通路４０に接続されている。
【００１５】
吸気ポート３には、気筒２内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられている。吸気通路３０には、該吸気通路３０内を流通する空気量を制御するスロットル弁６が設けられている。スロットル弁６より上流の吸気通路３０には、該吸気通路３０を流れる空気量を測定するエアフローメータ７が設けられている。
【００１６】
一方、排気通路４０には、排気浄化装置８が配置されている。排気浄化装置８は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化可能となる。
【００１７】
また、内燃機関１には、気筒２内に臨む吸気ポート３の開口端を開閉する吸気弁９と、気筒２内に臨む排気ポート４の開口端を開閉する排気弁１０が設けられている。これら吸気弁９と排気弁１０は、吸気側カムシャフト１１と排気側カムシャフト１２によりそれぞれ開閉駆動される。
【００１８】
気筒２の上部には、該気筒２内の混合気に点火する点火プラグ１３が配置されている。また、気筒２内にはピストン１４が摺動自在に挿入されている。ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１６と接続されている。
【００１９】
クランクシャフト１６の近傍には、該クランクシャフト１６の回転角度を検出するクランクポジションセンサ１７が配置されている。更に、内燃機関１には、該内燃機関１を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ１８が取り付けられている。
【００２０】
また、吸気側カムシャフト１１には、クランクシャフト１６に対する吸気側カムシャフト１１の回転位相を変更する可変動弁機構１１０が取り付けられている。可変動弁機構１１０は、本発明にかかる可変動弁機構に相当する。
【００２１】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１９が併設されている。ＥＣＵ１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。このＥＣＵ１９は、前述したエアフローメータ７、クランクポジションセンサ１７、及び水温センサ１８に加え、アクセルポジションセンサ２０及びブレーキスイッチ２１と電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。
【００２２】
アクセルポジションセンサ２０は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するセンサである。ブレーキスイッチ２１は、車両の制動装置が作動している時（ブレーキペダルが踏み込まれた時）にオン信号を出力し、制動装置が作動していない時（ブレーキペダルが踏み込まれていない時）時にオフ信号を出力するスイッチである。
【００２３】
ＥＣＵ１９は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁５、スロットル弁６、点火プラグ１３、可変動弁機構１１０を電気的に制御する。例えば、ＥＣＵ１９は、内燃機関１の減速運転時に吸気弁９の開弁特性を最適化する減速運転制御を行う。
【００２４】
以下、本実施例における減速運転制御について述べる。
【００２５】
内燃機関１が減速運転状態となる場合としては、アクセル開度が零且つブレーキペダルの操作量が零（ブレーキスイッチ２１がオフ）となる場合と、アクセル開度が零且つブレーキペダルの操作量が零より大きい（ブレーキスイッチ２１がオン）場合とが考えられる。
【００２６】
アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオフとなる場合は、車両の運転者が積極的な制動を要求しておらず、車両が惰性で走行している状態とみなすことができる。一方、アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオンとなる場合は、車両の運転者が積極的な制動を要求しており、車両が強制的に制動されている状態とみなすことができる。
【００２７】
よって、アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオフとなる場合は減速トルク（エンジンブレーキ）の要求量が小さく、アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオンとなる場合は減速トルク（エンジンブレーキ）の要求量が大きいと考えることができる。
【００２８】
そこで、本実施例の減速運転制御では、ＥＣＵ１９は、アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオフとなる場合は内燃機関１のポンピングロスが最小となるように可変動弁機構１１０を制御し、アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオンとなる場合は内燃機関１のポンピングロスが最大となるように可変動弁機構１１０を制御する。
【００２９】
具体的には、ＥＣＵ１９は、内燃機関１のポンピングロスが最小となる吸気弁９の開閉タイミングを規定した第１マップと、内燃機関１のポンピングロスが最大となる吸気弁９の開閉タイミングを規定した第２マップとを具備し、ブレーキスイッチ２１のオン／オフによって第１マップと第２マップの読み込みを切り換えるようにした。
【００３０】
尚、内燃機関１のポンピングロスと吸気弁９の開閉タイミングとの関係は、内燃機関１の吸入空気量と機関回転数等に応じて異なる。このため、第１及び第２マップは、吸入空気量と機関回転数と吸気弁９の開閉タイミングとの関係を規定したマップとしてもよい。
【００３１】
このように減速運転制御が行われると、エンジンブレーキの要求量が小さい場合（アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオフとなる場合）は、内燃機関１のポンピングロスが最小になるため、エンジンブレーキが不必要に大きくなることがない。更に、内燃機関１のポンピングロスが最小になると、減速アイドル運転時の燃料消費量を最小限に抑えることができる。
【００３２】
一方、エンジンブレーキの要求量が大きい場合（アクセル開度が零且つブレーキスイッチ２１がオンとなる場合）は、内燃機関１のポンピングロスが最大となるため、エンジンブレーキが最大となり、車両を速やかに減速させることが可能になる。
【００３３】
以下、減速運転制御について図２のフローチャートに沿って説明する。図２に示すフローチャートは、減速運転時の吸気弁９の開弁特性を最適化するための制御ルーチンである。このルーチンは、予めＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１９によって周期的に実行される。
【００３４】
図２の制御ルーチンでは、ＥＣＵ１９は、先ずＳ１０１において各種データの読み込みを行う。具体的には、ＥＣＵ１９は、アクセルポジションセンサ２０の出力信号（アクセル開度）、ブレーキスイッチ２１の出力信号、エアフローメータ７の出力信号（吸入空気量）、機関回転数を読み込む。
【００３５】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１９は、内燃機関１が減速運転状態にあるか否かを判別する。この判別方法としては、アクセル開度が零である（及び機関回転数がアイドル回転数より高い）ことを条件に、内燃機関１が減速運転状態にあると判定する方法を例示することができる。
【００３６】
前記Ｓ１０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ１９は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１９は、Ｓ１０３へ進む。
【００３７】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１９は、前記Ｓ１０１で読み込まれたブレーキスイッチ２１の出力信号がオンであるか否かを判別する。Ｓ１０３において肯定判定された場合（ブレーキスイッチ＝オン）は、ＥＣＵ１９は、Ｓ１０４へ進む。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合（ブレーキスイッチ＝オフ）は、ＥＣＵ１９は、Ｓ１０５へ進む。
【００３８】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１９は、車両が積極的な制動状態にあるとみなして、内燃機関１のポンピングロスが最大となるように可変動弁機構１１０を制御する。具体的には、ＥＣＵ１９は、前記Ｓ１０１で読み込まれた機関回転数と吸入空気量と前述した第２マップとに従って、可変動弁機構１１０を制御する。この場合、内燃機関１のエンジンブレーキが最大となるため、車両の走行速度が速やかに減速される。
【００３９】
一方、Ｓ１０５では、ＥＣＵ１９は、車両が積極的な制動状態にないとみなして、内燃機関１のポンピングロスが最小となるように可変動弁機構１１０を制御する。具体的には、ＥＣＵ１９は、前記Ｓ１０１で読み込まれた機関回転数と吸入空気量と前述した第１マップとに従って、可変動弁機構１１０を制御する。この場合、内燃機関１のエンジンブレーキが最小となるため、車両の走行速度が急速に減速されることがない。更に、内燃機関１のポンピングロスが最小になるため、減速アイドル運転時の燃料消費量が少なくなる。
【００４０】
このようにＥＣＵ１９が図２の制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる制御手段が実現される。よって、本実施例の可変動弁機構の制御システムによれば、内燃機関１が減速運転状態にある時の吸気弁９の開弁特性を改善することにより、燃費の向上と制動力の向上を図ることができる。
【００４１】
尚、本実施例では、火花点火式の内燃機関を例示したが、可変動弁機構を備える内燃機関であれば、圧縮着火式の内燃機関であってもよいことは勿論である。
【００４２】
また、本実施例では、本発明にかかる可変動弁機構として、吸気弁９の開閉タイミングを変更する可変動弁機構を例示したが、吸気弁９及び排気弁１０の開閉タイミングを変更する可変動弁機構であってもよく、あるいは吸気弁９および／または排気弁１０の作用角および／またはリフト量を変更する可変動弁機構であってもよい。更に、吸気弁９および
／または排気弁１０の開閉タイミングと作用角の双方を変更可能な可変動弁機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】減速運転時における可変動弁機構の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・吸気ポート
４・・・・・排気ポート
５・・・・・燃料噴射弁
６・・・・・スロットル弁
７・・・・・エアフローメータ
９・・・・・吸気弁
１０・・・・排気弁
１１・・・・吸気側カムシャフト
１２・・・・排気側カムシャフト
１７・・・・クランクポジションセンサ
１８・・・・水温センサ
１９・・・・ＥＣＵ
２０・・・・アクセルポジションセンサ
２１・・・・ブレーキスイッチ
１２０・・・可変動弁機構
【図１】
2008215295.tif 000003
【図２】
2008215295.tif 000004