(57)【要約】【課題】本発明は、インテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、位相可変機構の応答性を改善することを課題とする。【解決手段】本発明は、位相可変機構とリフト量可変機構を具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、位相可変機構の駆動要求とリフト量可変機構の駆動要求が同時に発生した場合に、リフト量可変機構の実際の駆動開始時期を位相可変機構の駆動終了時まで強制的に遅延させることにより、位相可変機構の動作遅れを短縮する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のインテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、
前記位相可変機構の駆動要求と前記リフト量可変機構の駆動要求が同時に発生した場合に、前記リフト量可変機構の駆動開始時期を前記位相可変機構の駆動開始時期より遅延させる制御手段を備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、前記制御手段は、前記位相可変機構の駆動終了時まで前記リフト量可変機構の駆動開始時期を遅延させ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３】
請求項１又は２において、アクセル開度の変化を予測する予測手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予測手段がアクセル開度の変化を予測した時点で前記位相可変機構の駆動を開始す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４】
請求項１〜３の何れか一において、前記位相可変機構の駆動要求は、前記インテークカムシャフトおよび／または前記エキゾーストカムシャフトの回転位相を進角させる要求であ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、インテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更可能な位相可変機構と、吸気バルブおよび／または排気バルブのリフト量を変更可能なリフト量可変機構を具備した可変動弁機構の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のインテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを備えた可変動弁機構が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３７０７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０３７１号公報
【特許文献３】特開２００３−１２９８７１号公報
【特許文献４】特開２００５−２２６５３４号公報
【特許文献５】特開２００６−３２１４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、位相可変機構とリフト量可変機構が同時に駆動される場合に、位相可変機構の駆動力が不足して、該位相可変機構の動作遅れが大きくなる可能性がある。そのような場合は、内燃機関の運転状態が速やかに所望の運転状態へ移行できなくなる。
【０００４】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、位相可変機構の応答性を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために、位相可変機構とリフト量可変機構を具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、位相可変機構の駆動要求とリフト量可変機構の駆動要求が同時に発生した場合に、リフト量可変機構の駆動時期を遅延させることにより、位相可変機構の動作遅れを短縮する。
【０００６】
詳細には、本発明は、内燃機関のインテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、内燃機関の吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、前記位相可変機構の駆動要求と前記リフト量可変機構の駆動要求が同時に発生した場合に、前記リフト量可変機構の駆動開始時期を前記位相可変機構の駆動開始時期より強制的に遅延させる制御手段を備えるようにした。
【０００７】
インテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフト（以下、「カムシャフト」と略称する場合もある）の回転に要するトルクは、吸気バルブおよび／または排気バルブ（以下、「バルブ」と略称する場合もある）のリフト量が増加するほど大きくなる。
【０００８】
このため、位相可変機構がカムシャフトの回転位相を変更する時にリフト量可変機構に
よりバルブのリフト量が変更されると、位相可変機構に要求される駆動力が過大になる可能性がある。
【０００９】
位相可変機構の要求駆動力が過大になると、該位相可変機構がカムシャフトの回転位相を速やかに変更することができず、内燃機関の性能が低下する虞がある。
【００１０】
これに対し、位相可変機構の駆動要求とリフト量可変機構の駆動要求が同時に発生した場合に、リフト量可変機構の駆動開始時期が位相可変機構の駆動開始時期より遅延されると、位相可変機構の要求駆動力の増加を抑制することができる。
【００１１】
その結果、位相可変機構が速やかにカムシャフトの回転位相を変更することができる。よって、位相可変機構の動作遅れに起因した内燃機関の性能低下が抑制される。
【００１２】
本発明にかかる可変動弁機構の制御システムにおいて、制御手段は、位相可変機構の駆動終了時までリフト量可変機構の駆動開始時期を遅延させるようにしてもよい。
【００１３】
この場合、カムシャフトの回転位相が変更されている間は、バルブのリフト量が一定に保持される。その結果、位相可変機構の駆動中に、該位相可変機構の要求駆動力が変動しなくなる。よって、位相可変機構の動作を安定させることができる。
【００１４】
本発明にかかる可変動弁機構の制御システムは、アクセル開度の変化を予測する予測手段を更に備え、制御手段は前記予測手段がアクセル開度の変化を予測した時点で位相可変機構の駆動を開始するようにしてもよい。
【００１５】
これは、アクセル開度の変化をトリガとして位相可変機構及びリフト量可変機構に対する駆動要求が発生する場合を想定したものである。その際、アクセル開度の実際の開度が変化する前に位相可変機構の駆動が開始されると、位相可変機構の駆動終了時期を早めることができる。その結果、リフト量可変機構の駆動開始時期が位相可変機構の駆動開始時期より遅延されても、リフト量可変機構の駆動終了時期の遅延を最小限に留めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インテークカムシャフトおよび／またはエキゾーストカムシャフトの回転位相を変更する位相可変機構と、吸気バルブおよび／または排気バルブのバルブリフト量を変更するリフト量可変機構とを具備する可変動弁機構の制御システムにおいて、位相可変機構の応答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】
【００１７】
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。
【００１８】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１に示す内燃機関１は、４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１の気筒２には、吸気ポート３と排気ポート４が接続されている。
【００２０】
吸気ポート３は、吸気通路３０に接続されている。排気ポート４は、排気通路４０に接続されている。吸気ポート３の途中には、気筒２内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁
５が取り付けられている。
【００２１】
気筒２内には、該気筒２内の混合気に点火する点火プラグ６が取り付けられている。気筒２内に臨む吸気ポート３の開口端は、吸気バルブ７により開閉される。気筒２内に臨む排気ポート４の開口端は、排気バルブ８により開閉される。
【００２２】
上記した吸気バルブ７と排気バルブ８は、インテークカムシャフト９とエキゾーストカムシャフト１０によりそれぞれ開閉駆動される。インテークカムシャフト９には、クランクシャフトに対するインテークカムシャフト９の回転位相を変更する位相可変機構９０が取り付けられている。インテークカムシャフト９と吸気バルブ７の間には、吸気バルブ７のリフト量を変更するリフト量可変機構９１が介設されている。
【００２３】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。このＥＣＵ１１は、アクセルポジションセンサ１２、クランクポジションセンサ１３、カムポジションセンサ１４等の各種センサと電気的に接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ１１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、点火プラグ６、位相可変機構９０、及びリフト量可変機構９１を電気的に制御する。例えば、ＥＣＵ１１は、位相可変機構９０に対する駆動要求とリフト量可変機構９１に対する駆動要求が同時に発生した場合に、両者の駆動開始時期を強制的に相違させる遅延制御を行う。
【００２５】
以下、位相可変機構９０及びリフト量可変機構９１の遅延制御について述べる。
【００２６】
インテークカムシャフト９の回転に要する駆動力は、吸気バルブ７のリフト量が多くなるほど大きくなる。このため、位相可変機構９０がインテークカムシャフト９の回転位相を進角させる時に必要となる駆動力も、図２に示すように、吸気バルブ７のリフト量が多くなるほど大きくなる。
【００２７】
このため、インテークカムシャフト９の回転位相を進角させる駆動要求（以下、「進角要求」と記す）と吸気バルブ７のリフト量を増加させる駆動要求（以下、「リフト増加要求」と記す）とが同時に発生すると、位相可変機構９０の要求駆動力が過大になる可能性がある。
【００２８】
位相可変機構９０の要求駆動力が過大になると、図３に示すように、吸気バルブ７のリフト量が大きくなるにつれ、インテークカムシャフト９の位相変化速度が低下する。その結果、インテークカムシャフト９の位相が目標位相に達するまでの時間（動作遅れ時間）△ｔが非常に長くなる。よって、前記動作遅れ時間△ｔ中に内燃機関１の性能が低下する可能性がある。
【００２９】
これに対し、本実施例の遅延制御では、ＥＣＵ１１は、位相可変機構９０に対する進角要求とリフト量可変機構９１に対するリフト増加要求が同時に発生した場合に、先ず位相可変機構９０のみを駆動し、次いでインテークカムシャフト９の位相が目標位相に達した時点でリフト量可変機構９１の駆動を開始するようにした。すなわち、ＥＣＵ１１は、位相可変機構９０の駆動終了時までリフト量可変機構９１の駆動開始時期を遅延させるようにした。
【００３０】
かかる方法によれば、図４に示すように、インテークカムシャフト９の位相が目標位相に達するまでの時間（動作遅れ時間）△ｔが著しく短縮されるとともに、位相可変機構９０の駆動開始時期からリフト量可変機構９１の駆動終了時期までの総所要時間△Ｔも短縮
される。その結果、位相可変機構９０の動作遅れに起因した内燃機関１の性能低下を抑制することができるとともに、総所要時間△Ｔ中の内燃機関１の性能低下も最小限に抑えることができる。
【００３１】
次に、本実施例における遅延制御の実行手順について図５のフローチャートに沿って説明する。図５は、遅延制御ルーチンを示すフローチャートである。遅延制御ルーチンは、予めＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１１によって周期的に実行される。
【００３２】
図５の遅延制御ルーチンでは、ＥＣＵ１１は、先ずＳ１０１において進角要求とリフト増加要求が同時に発生したか否かを判別する。この判別方法としては、アクセルポジションセンサ１２の測定値（アクセル開度）の変化に基づいて判別する方法を例示することができる。
【００３３】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１１は、Ｓ１０２へ進む。
【００３４】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１１は、位相可変機構９０のみ駆動を開始する。
【００３５】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１１は、カムポジションセンサ１４の測定値（インテークカムシャフト９の位相）を読み込む。
【００３６】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１１は、前記Ｓ１０３で読み込まれたインテークカムシャフト９の位相が目標位相に達しているか否かを判別する。Ｓ１０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１１は、Ｓ１０３へ戻る。Ｓ１０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１１は、Ｓ１０５へ進む。
【００３７】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１１は、位相可変機構９０の駆動を終了するとともにリフト量可変機構９１の駆動を開始する。
【００３８】
このようにＥＣＵ１１が図５の遅延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。従って、位相可変機構９０に対する進角要求とリフト量可変機構９１に対するリフト増加要求が同時に発生した場合に、位相可変機構９０の要求駆動力の増加を抑制することができる。その結果、位相可変機構９０がインテークカムシャフト９の位相を速やかに目標位相へ変更することができるとともに、位相可変機構９０の動作遅れに起因した内燃機関１の性能低下も抑制される。
【００３９】
尚、本実施例では、インテークカムシャフト９と吸気バルブ７に位相可変機構とリフト量可変機構が各々設けられた構成を例に挙げたが、エキゾーストカムシャフト１０と排気バルブ８に位相可変機構とリフト量可変機構が各々設けれた構成においても同様の遅延制御を適用することができる。
【００４０】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図６に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００４１】
前述した第１の実施例では、アクセル開度の変化（増加）をトリガにして進角要求とリフト増加要求の発生を判別する例について述べたが、本実施例では実際のアクセル開度が変化（増加）する前にアクセル開度の変化（増加）を予測して遅延制御を行う例について
述べる。
【００４２】
このようにアクセル開度の変化（増加）を予測して遅延制御が行われると、図６に示すように、アクセル開度が実際に変化する時ｔ１より早い時期ｔ２に位相可変機構９０の駆動が開始される。よって、リフト量可変機構９１の駆動終了時期ｔ３を一層早めることが可能となる。その結果、位相可変機構９０の動作遅れに起因した内燃機関１の性能低下を一層小さくすることができる。
【００４３】
尚、アクセル開度の変化（増加）を予測する方法としては、運転者の節電位をパラメータとしてアクセルペダルの踏み込みを予測する方法を例示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【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】位相可変機構の要求駆動トルクと吸気バルブのリフト量との関係を示す図である。
【図３】遅延制御非実行時のインテークカムシャフトの位相変化と吸気バルブのリフト量変化を示すタイミングチャートである。
【図４】実施例１において遅延制御実行時のインテークカムシャフトの位相変化と吸気バルブのリフト量変化を示すタイミングチャートである。
【図５】実施例１における遅延制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例２において遅延制御実行時のインテークカムシャフトの位相変化と吸気バルブのリフト量変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
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・・・・・点火プラグ
７・・・・・吸気バルブ
８・・・・・排気バルブ
９・・・・・インテークカムシャフト
１０・・・・エキゾーストカムシャフト
１１・・・・ＥＣＵ
１２・・・・アクセルポジションセンサ
１３・・・・クランクポジションセンサ
１４・・・・カムポジションセンサ
９０・・・・位相可変機構
９１・・・・リフト量可変機構
【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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