(57)【要約】【課題】排気弁にデポジットが付着しても内燃機関の出力の変化を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】同一の気筒２に複数の排気ポート８が設けられ、一方の排気ポート８ａにはターボ過給機６のタービン６ｂに排気を導く第１分岐通路９が接続され、他方の排気ポート８ｂには排気をタービン６ｂを迂回して排気通路４に導く第２分岐通路１０が接続される内燃機関１に適用される制御装置において、各排気ポート８にそれぞれ設けられている排気弁２０の最大リフト量をそれぞれ変更可能な可変動弁機構２１を備え、所定の運転条件で運転されている内燃機関１の出力がその所定の運転条件における目標出力に調整されるように可変動弁機構２１の動作を制御して各排気弁２０の最大リフト量をそれぞれ補正する。【選択図】図１
2009085029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の気筒に複数の排気ポートが設けられ、前記複数の排気ポートのうちの一の排気ポートにはターボ過給機のタービンに排気を導く第１分岐通路が接続され、前記複数の排気ポートのうちの他の排気ポートには排気を前記タービンを迂回して前記タービンよりも下流の排気通路に導く第２分岐通路が接続される内燃機関に適用される制御装置において、
前記複数の排気ポートにそれぞれ設けられている排気弁の最大リフト量をそれぞれ変更可能な可変動弁機構と、所定の運転条件で運転されている前記内燃機関の出力が前記所定の運転条件における目標出力に調整されるように前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記内燃機関の出力が前記目標出力に調整される目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転条件で運転されているときに前記過給圧検出手段が検出した過給圧と前記目標過給圧との差が所定の過給圧判定値より大きい場合、前記内燃機関の過給圧が前記目標過給圧に調整されるように前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の吸気通路にスロットル弁が設けられ、
前記制御手段は、前記他の排気ポートに設けられている排気弁が前記可変動弁機構にて変更可能な最大リフト量の上限値にて開閉駆動され、かつ前記過給圧検出手段が検出した過給圧と前記目標過給圧との差が所定の過給圧判定値より大きい場合、前記複数の排気ポートの各排気弁のリフト量を補正するために算出した補正値に基づいて前記スロットル弁の開度を補正するスロットル開度補正手段を備える請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正した際に使用した補正値に基づいて各排気弁に付着しているデポジットの量を推定するデポジット量推定手段をさらに備える請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータを有する車両に搭載され、
前記制御手段は、前記所定の運転条件で前記内燃機関が運転されているときに前記車両の走行状態が一定になるように前記モータジェネレータがアシストした出力に基づいて前記内燃機関の出力が低下したか否か判断し、前記内燃機関の出力が低下したと判断した場合にその際の前記内燃機関の出力の低下分に基づいて各排気弁に付着しているデポジットの量を推定するデポジット量推定手段をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記他の排気ポートを開閉する排気弁の最大リフト量を変更して過給圧を調整する過給圧調整手段と、前記過給圧検出手段により検出された過給圧が所定値以下の場合に前記デポジット量推定手段によるデポジット量の推定を許可する推定許可手段と、をさらに備える請求項５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、同一の気筒に複数の排気ポートが設けられ、それら排気ポートのうちの一の排気ポートにはターボ過給機のタービンに排気を導く第１分岐通路が接続され、他の排気ポートには排気をタービンを迂回してタービンよりも下流の排気通路に導く第２分岐通路が接続される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一の気筒にターボ過給機のタービンに通じる第１排気通路とタービンを通らずにタービンよりも下流の排気通路に通じる第２排気通路とが接続され、第１排気通路を開閉する第１排気弁が排気行程の後半に開弁され、第２排気通路を開閉する第２排気弁が排気行程の前半に開弁されるターボ過給機付内燃機関が知られている（特許文献１参照）。また、吸気弁にデポジットが付着したことによる吸入空気量の減少分を補償するために吸気圧に基づいて吸気弁の最大リフト量にかかるデポジット補正量を学習し、そのデポジット補正量に基づいて吸気弁の最大リフト量を制御する制御装置が知られている（特許文献２参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９１０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４７５１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、吸気弁と同様に排気弁にデポジットが付着する。排気弁にデポジットが付着すると排気弁が開弁したときに排気弁と排気ポートの間に形成される隙間が狭くなるため、その排気弁が設けられた排気ポートから排気が排出され難くなる。そのため、例えば特許文献１の内燃機関においてタービンに排気を導く通路が接続された排気ポートの排気弁にデポジットが付着した場合はタービンに導かれる排気が減少して過給圧が低下し、内燃機関の出力が低下するおそれがある。また、この内燃機関のいずれの排気ポートの排気弁にデポジットが付着した場合でも気筒内に排気が残留し易くなるため、気筒内に吸い込まれる空気の量が減少して内燃機関の出力が低下するおそれがある。特許文献１及び２には、このように排気弁にデポジットが付着して内燃機関の出力が変化した場合の対応方法について何ら開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、排気弁にデポジットが付着しても内燃機関の出力の変化を抑制することが可能な内燃機関の制御装置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】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、同一の気筒に複数の排気ポートが設けられ、前記複数の排気ポートのうちの一の排気ポートにはターボ過給機のタービンに排気を導く第１分岐通路が接続され、前記複数の排気ポートのうちの他の排気ポートには排気を前記タービンを迂回して前記タービンよりも下流の排気通路に導く第２分岐通路が接続される内燃機関に適用される制御装置において、前記複数の排気ポートにそれぞれ設けられている排気弁の最大リフト量をそれぞれ変更可能な可変動弁機構と、所定の運転条件で運転されている前記内燃機関の出力が前記所定の運転条件における目標出力に調整されるように前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正する制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、排気弁にデポジットが付着し、これによって開弁時における排気弁と排気ポートとの間の隙間が狭くなっても内燃機関の出力が目標出力に調整されるように各排気弁のリフト量がそれぞれ補正されるので、内燃機関の出力の変化を抑制することができる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態においては、前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記内燃機関の出力が前記目標出力に調整される目標過給圧を設定する目標過給圧設定手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記内燃機関が前記所定の運転条件で運転されているときに前記過給圧検出手段が検出した過給圧と前記目標過給圧との差が所定の過給圧判定値より大きい場合、前記内燃機関の過給圧が前記目標過給圧に調整されるように前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正してもよい（請求項２）。ターボ過給機のタービンと接続される一の排気ポートの排気弁にデポジットが付着するとタービンに導かれる排気の量が減少するので、過給圧が低下し、内燃機関の出力が低下する。このように内燃機関の出力と過給圧とは相関しているため、内燃機関の過給圧が目標過給圧に調整されるように各排気弁のリフト量をそれぞれ補正することにより、内燃機関の出力を目標出力に調整できる。そのため、内燃機関の出力の変化を抑制できる。
【０００９】
この形態においては、前記内燃機関の吸気通路にスロットル弁が設けられ、前記制御手段は、前記他の排気ポートに設けられている排気弁が前記可変動弁機構にて変更可能な最大リフト量の上限値にて開閉駆動され、かつ前記過給圧検出手段が検出した過給圧と前記目標過給圧との差が所定の過給圧判定値より大きい場合、前記複数の排気ポートの各排気弁のリフト量を補正するために算出した補正値に基づいて前記スロットル弁の開度を補正するスロットル開度補正手段を備えてもよい（請求項３）。他の排気ポートに設けられている排気弁が変更可能な最大リフト量の上限値で開閉駆動されている場合は、このようにスロットル弁の開度を補正することにより、内燃機関の出力を目標出力に調整することができる。そのため、内燃機関の出力の変化を抑制できる。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記可変動弁機構の動作を制御して前記複数の排気ポートの各排気弁の最大リフト量をそれぞれ補正した際に使用した補正値に基づいて各排気弁に付着しているデポジットの量を推定するデポジット量推定手段をさらに備えてもよい（請求項４）。排気弁に付着しているデポジットの量が多いほど排気弁の最大リフト量をより大きくする必要がある。このように最大リフト量の補正値とデポジットの量とは相関関係を有しているため、各排気弁の最大リフト量の補正値に基づいて排気弁に付着しているデポジットの量を推定することができる。
【００１１】
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータを有する車両に搭載され、前記制御手段は、前記所定の運転条件で前記内燃機関が運転されているときに前記車両の走行状態が一定になるように前記モータジェネレータがアシストした出力に基づいて前記内燃機関の出力が低下したか否か判断し、前記内燃機関の出力が低下したと判断した場合にその際の前記内燃機関の出力の低下分に基づいて各排気弁に付着しているデポジットの量を推定するデポジット量推定手段をさらに備えてもよい（請求項５）。排気弁にデポジットが付着して内燃機関の出力が低下すると、車両の走行状態が一定になるようにモータジェネレータがアシストする出力が増加する。そして、排気弁に付着しているデポジット量が多くなるほど内燃機関の出力がより低下する。このように排気弁に付着しているデポジットの量と内燃機関の出力の低下分、すなわちモータジェネレータがアシストした出力分とは相関関係を有しているため、内燃機関の出力の低下分に基づいて各排気弁に付着しているデポジットの量を推定することができる。
【００１２】
この形態においては、前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記他の排気ポートを開閉する排気弁の最大リフト量を変更して過給圧を調整する過給圧調整手段と、前記過給圧検出手段により検出された過給圧が所定値以下の場合に前記デポジット量推定手段によるデポジット量の推定を許可する推定許可手段と、をさらに備えてもよい（請求項６）。他の排気ポートの排気弁の最大リフト量を変更して過給圧を調整する場合、過給圧が低いと他の排気ポートの排気弁の最大リフト量を小さくする。そして、他の排気ポートの排気弁を閉弁状態に維持させることもある。この場合、排気は一の排気ポートのみから排出されため、他の排気ポートの排気弁に付着しているデポジットは内燃機関の運転状態に影響を与えない。そのため、所定値を適切に設定することにより、一の排気ポートの排気弁に付着しているデポジットを推定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の制御装置によれば、排気弁にデポジットが付着しても内燃機関の出力が目標出力に調整されるように各排気弁のリフト量を補正するので、内燃機関の出力の変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。なお、図１は、図２の内燃機関を上から見た図を示し、図２は図１のII−II線における内燃機関の断面を示している。図１及び図２に示した内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両１００に走行用動力源として搭載されるものであり、複数（図１では３つ）の気筒２が一方向に向かって並べられた火花点火内燃機関として構成されている。各気筒２には吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。なお、図１では便宜上、吸気通路３の一部の図示を省略した。吸気通路３には、吸入空気量を調整するためのスロットル弁５と、ターボ過給機６のコンプレッサ６ａと、コンプレッサ６ａよりも下流の吸気通路３内の圧力を検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ７とが設けられている。
【００１５】
排気通路４は、各気筒２に設けられた２つの排気ポート８のうちの一方の排気ポート８ａに接続される第１分岐通路９と、他方の排気ポート８ｂに接続される第２分岐通路１０と、第１分岐通路９と第２分岐通路１０とが合流する合流通路１１とを備えている。第１分岐通路９にはターボ過給機６のタービン６ｂが設けられ、合流通路１１には排気浄化触媒１２が設けられる。図１に示したように第１分岐通路９と第２分岐通路１０とはタービン６ｂよりも下流において合流する。そのため、一方の排気ポート８ａから排出された排気はタービン６ｂを介して合流通路１１に導かれ、他方の排気ポート８ｂから排出された排気はタービン６ｂを迂回して合流通路１１に導かれる。この場合、一方の排気ポート８ａが本発明の一の排気ポートに、他方の排気ポート８ｂが本発明の他の排気ポートにそれぞれ対応する。
【００１６】
図２に示したように各気筒２にはクランク軸１３（図１参照）にコンロッド１４を介して連結されたピストン１５が往復運動可能な状態でそれぞれ挿入され、各気筒２にはそれぞれ燃焼室１６が形成される。燃焼室１６の上面略中央には点火プラグ１７が設けられる。燃焼室１６に開口し、吸気通路３が接続される吸気ポート１８は吸気弁１９にて開閉され、排気ポート８は排気弁２０にて開閉される。排気弁２０の開閉駆動は、可変動弁機構２１にて行われる。可変動弁機構２１は、一方の排気ポート８ａを開閉する排気弁（以下、一方の排気弁と称することがある。）２０ａの最大リフト量と、他方の排気ポート８ｂを開閉する排気弁（以下、他方の排気弁と称することがある。）２０ｂの最大リフト量とをそれぞれ別々に変更可能なものが設けられる。なお、最大リフト量とは、排気弁２０の開弁時において排気弁２０が最も開いているときのリフト量である。また、可変動弁機構２１は、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を０にすることにより、これら排気弁２０ａ、２０ｂを閉弁状態に維持することができる。このような可変動弁機構２１としては、例えば電磁コイルで排気弁を開閉駆動する電磁駆動機構が用いられる。なお、図示は省略したが、吸気弁１９を開閉駆動する動弁機構としては、例えばエンジン１のクランク軸１３の回転を利用してカムを回転させ、このカムにより弁を開閉駆動する周知の動弁機構が設けられてもよいし、可変動弁機構２１と同様の電磁駆動機構が設けられてもよい。
【００１７】
可変動弁機構２１の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ３０は、例えばエンジン１の負荷及び回転数に応じて各気筒２に供給される混合気の空燃比が制御されるように吸気ポート１８に燃料を噴射するインジェクタ２２及び気筒２内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタ２３の動作を制御したり、燃焼室１６内の燃料混合気が適切な時期に燃焼するように点火プラグ１７の動作を制御したりする。また、ＥＣＵ３０は、エンジン１の運転状態に応じて吸入空気量を調整すべくスロットル弁５の動作を制御する。ＥＣＵ３０に接続されるセンサとしては、例えばエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ３１、アクセルの開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３２等がある。また、ＥＣＵ３０には、過給圧センサ７が接続される。
【００１８】
ＥＣＵ３０は、可変動弁機構２１の動作を制御してエンジン１の過給状態を制御する。例えば、コンプレッサ６ａより下流の吸気の圧力、いわゆる過給圧を低下させる場合、可変動弁機構２１の動作を制御して一方の排気弁２０ａの最大リフト量を小さくするとともに他方の最大リフト量を大きくする。これにより、タービン６ｂに流入する排気量を減少させることができるので、過給圧が低下する。一方、過給圧を上昇させる場合、可変動弁機構２１の動作を制御して一方の排気弁２０ａの最大リフト量を大きくするとともに他方の排気弁２０ｂの最大リフト量を小さくする。これにより、タービン６ｂに流入する排気量を増加させることができるので、過給圧が上昇する。この際、過給圧が所定値以下では、他方の排気弁２０ｂを閉弁状態に維持させる。さらにＥＣＵ３０は、所定の自然吸気運転条件が成立した場合、ターボ過給機６による過給を停止させ、自然吸気（ＮＡ）にてエンジン１を運転する。この場合、ＥＣＵ３０は、一方の排気弁２０ａの最大リフト量を０に変更して一方の排気弁２０ａを閉弁状態に維持し、他方の排気弁２０ｂの最大リフト量を可変動弁機構２１にて変更可能な範囲の上限値に設定する。このように可変動弁機構２１を制御することにより、ＥＣＵ３０が本発明の過給圧調整手段として機能する。
【００１９】
また、ＥＣＵ３０は、エンジン１の出力がアクセル開度などのエンジン１の運転条件に応じて定まる目標出力に調整されるように可変動弁機構２１の動作を制御する。図３は、エンジン１の回転数及びエンジン１のトルクとエンジン１の出力との関係の一例を示している。なお、図３の線Ｐ１〜Ｐ４は、エンジン１の出力が等しくなる点を結んだ等出力線を示している。図３の線Ｔ１は、スロットル弁５が所定開度のときのエンジン１の回転数とエンジン１の目標トルクとの関係の一例を示し、線Ｔ２はスロットル弁５が全開のときのエンジン１の回転数とエンジン１の目標トルクとの関係の一例を示している。なお、線Ｔ１は、エンジン１の燃費や出力などを考慮し、これらが良い状態でエンジン１が運転されるように設定される。エンジン１が図３の点Ａの出力で運転されているときにアクセルが操作されて運転条件が変化し、図３の点Ｂの出力が目標出力に設定された場合、ＥＣＵ３０はエンジン１の出力を点Ａから点Ｂに変化させるべく、まず吸入空気量や燃料噴射量などを変化させてエンジン１の回転数を上昇させて図３に矢印Ｃ１で示したようにエンジン１の出力を図３の点Ａから点Ａ’に変化させる。その後、ＥＣＵ３０は可変動弁機構２１の動作を制御して過給圧を上昇させ、図３に矢印Ｃ２で示したようにエンジン１の出力を図３の線Ｐ１に沿って点Ａ’から点Ｂに変化させる。一方、エンジン１が図３の点Ｂの出力で運転されているときにアクセルが操作されて運転条件が変化し、図３の点Ａの出力が目標出力に設定された場合、ＥＣＵ３０はエンジン１の出力を点Ｂから点Ａに変化させるべく、まず吸入空気量や燃料噴射量などを変化させてエンジン１の回転数を低下させて図３に矢印Ｃ３で示したようにエンジン１の出力を図３の点Ｂから点Ｂ’に変化させる。その後、ＥＣＵ３０は可変動弁機構２１の動作を制御して過給圧を低下させ、図３に矢印Ｃ４で示したようにエンジン１の出力を図３の線Ｐ２に沿って点Ｂ’から点Ａに変化させる。
【００２０】
エンジン１が搭載された車両１００は、エンジン１の他に走行用動力源として電動機及び発電機として機能するモータジェネレータ（ＭＧ）４０を備えたハイブリッド車両である。エンジン１のクランク軸１３及びＭＧ４０の出力軸はそれぞれ動力分割機構４１に接続される。動力分割機構４１は、エンジン１及びＭＧ４０の接続状態を切り替えてエンジン１及びＭＧ４０の出力の伝達先を切り替える周知のものである。動力分割機構４１には、例えば遊星歯車機構などが用いられる。動力分割機構４１からの出力は、伝達機構４２を介して車両１００の駆動輪４３に伝達される。
【００２１】
ＭＧ４０及び動力分割機構４１の動作はモータジェネレータコントロールユニット（ＭＧＥＣＵ）５０にてそれぞれ制御される。ＭＧＥＣＵ５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、例えば駆動輪４３に伝達すべき出力及びＭＧ４０に接続されたバッテリ（不図示）の充電状態などに基づいてＭＧ４０の動作を制御する。このようにＭＧＥＣＵ５０は車両の走行状態などに応じてＭＧ４０の動作を制御するが、この制御方法は周知のハイブリッド車両にて使用される制御方法と同様でよいため、詳細な説明は省略する。また、図１に示したようにＭＧＥＣＵ５０とＥＣＵ３０とは、互いの情報を共有可能、かつ一方が他方の制御対象も制御可能なように接続されている。
【００２２】
エンジン１が運転され、気筒２にて燃焼が行われると、その燃焼で発生したススなどが排気弁２０にデポジットとして付着する。排気弁２０にデポジットが付着すると排気弁２０の開弁時に排気弁２０と排気ポート８との間に形成される隙間が狭くなる。一方の排気弁２０ａにデポジットが付着してこの隙間が狭くなると、タービン６ｂに導かれる排気の量が減少してエンジン１の出力が低下するおそれがある。また、他方の排気弁２０ｂにデポジットが付着してこの隙間が狭くなると、気筒２から排気が排出され難くなり、気筒２に吸入される空気の量が減少してエンジン１の出力が低下するおそれがある。このような場合は、各排気弁２０の最大リフト量を大きくすることにより、排気弁２０と排気ポート８との間に形成される隙間を広げることができる。そこで、ＥＣＵ３０は、各排気弁２０に付着しているデポジットに応じて各排気弁２０の最大リフト量を調整するべく図４及ぶ図５に示した排気弁リフト量学習ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する。なお、図５は、図４に続くフローチャートを示している。このルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２３】
図４のルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態、及び車両１００の走行状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、過給圧などが取得される。車両１００の走行状態としては、例えばアクセル開度などが取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、排気弁２０の最大リフト量を学習することが可能な所定の学習条件が成立しているか否か判断する。所定の学習条件は、例えばスロットル弁５の開度の基準位置、過給圧センサ７の基準出力、及び各排気弁２０のリフト量の基準位置の各学習が完了し、エンジン１が予め設定した空燃比、例えばストイキで制御している場合に成立したと判断される。なお、スロットル弁５の開度の基準位置の学習とは、スロットル弁５が全閉になっているときの開度を０に調整する、いわゆるゼロ点学習である。各排気弁２０のリフト量の基準位置の学習は、排気弁２０が全閉になっているときのリフト量を０に調整するゼロ点学習である。過給圧センサ７の基準出力の学習は、エンジン１が停止し、吸気通路３内の圧力が大気圧のときの過給圧センサ７の出力を大気圧とする学習である。所定の学習条件が不成立と判断した場合は今回のルーチンを終了する。
【００２４】
一方、所定の学習条件が成立していると判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ３０はエンジン１に対して要求されたトルク（以下、要求トルクと称することがある。）の変化が予め設定した所定範囲内か否か判断する。要求トルクの変化は、例えばアクセル開度の変化に基づいて取得する。所定範囲としては、例えば要求トルクの変化がＭＧ４０の出力の変化によって吸収できる、すなわちエンジン１のトルクをほぼ一定にすることが可能なトルクの変化範囲が設定される。要求トルクの変化が所定範囲外と判断した場合は、今回のルーチンを終了する。一方、要求トルクの変化が所定範囲内と判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０はエンジン１のトルクが一定になるように、すなわち車両１００の走行状態が一定になるようにＭＧ４０の動作をＭＧＥＣＵ５０を介して制御する。この際、ＥＣＵ３０はＭＧ４０にて吸入したトルクに基づいて現在のエンジン１のトルク（以下、実トルクと称することがある。）を推定する。実トルクの推定は、例えば予めエンジン１の運転条件とその運転条件のときに出力されるトルクとの対応関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このエンジン１の運転条件に基づいて算出されたトルクに対してＭＧ４０がアシストすべきトルクと実際にＭＧ４０がアシストしたトルクとの差に基づいて行えばよい。
【００２５】
次のステップＳ１５においてＥＣＵ３０は、現在エンジン１が運転されている条件においてエンジン１から出力されるべきトルク（以下、目標トルクと称することがある。）を算出する。この目標トルクは、エンジン１の出力がそのときのエンジン１の運転条件におけるエンジン１の目標出力に調整されるトルクである。目標トルクは、例えば図６に一例を示したエンジン１の回転数と目標トルクとの対応関係を予め実験などにより求めてマップとしてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておき、このマップを参照して算出すればよい。図３を参照して説明したように、エンジン１の出力を目標出力に調整する場合、まず回転数を調整し、その後過給圧を調整してエンジン１のトルクを目標トルクに調整する。そのため、エンジン１のトルクが目標トルクとなる過給圧が目標過給圧となり、ＥＣＵ３０は過給圧がこの目標過給圧になるように可変動弁機構２１の動作を制御する。すなわち、エンジン１のトルクは、過給圧が目標過給圧に調整されることにより目標トルクに調整される。
【００２６】
続くステップＳ１６においてＥＣＵ３０は、目標トルクに係数Ｋを乗じた値が実トルクより大きいか否か判断する。係数Ｋは、トルクの小さな変化に対応して排気弁２０のリフト量が変更されないように許容範囲を設けるためのものである。係数Ｋには１未満の値、例えば０．９５などが設定される。
【００２７】
目標トルクに係数Ｋを乗じた値が実トルクより大きいと判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０は補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を算出する。ステップＳ１６が肯定判断されているため、この処理ではエンジン１のトルクを増加させるための補正を行う必要がある。そのため、この処理では、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を増加させる補正が行われる。補正後の最大リフト量は、まず目標トルクと実トルクとの差に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正量を算出し、その後算出した補正量を現在の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量に加えることによって算出する。この際、補正量は、目標トルクと実トルクとの差が大きいほど大きい値が算出される。このように各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量をそれぞれ補正することにより、排気弁２０ａにデポジットが付着していてもタービン６ｂに導かれる排気の流量を増加させて過給圧を上昇させ、エンジン１の出力を上昇させることができる。そのため、エンジン１の出力を目標出力に調整することができる。なお、この処理では、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正に使用した補正量に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂに付着しているデポジットの量を推定してもよい。排気弁２０に付着しているデポジットの量が多いほど排気弁２０の開弁時に排気弁２０と排気ポート８との間に形成される隙間がより狭くなるため、エンジン１のトルクが低下し、補正量が大きくなる。このように補正量とデポジットの量とは相関関係がある。そこで、例えば排気弁２０に付着しているデポジットの量と補正量との対応関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照してデポジットの量を推定する。このようにデポジットの量を推定することにより、ＥＣＵ３０が本発明のデポジット量推定手段として機能する。
【００２８】
一方、目標トルクに係数Ｋを乗じた値が実トルク以下と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ３０は目標トルクを係数Ｋで除した値が実トルク未満か否か判断する。係数Ｋは、ステップＳ１６にて使用したものと同じものである。目標トルクを係数Ｋで除した値が実トルク未満であると判断した場合はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ３０は現在の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量（以下、現最大リフト量と称することがある。）が、現在のエンジン１の運転条件において各排気弁２０ａ、２０ｂにデポジットが付着していないときに設定されるべき最大リフト量（以下、ベース値と称することがある。）よりも大きいか否か判断する。ベース値は、予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておく。この処理は、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量がベース値よりも小さくなることを回避するために行われる。これにより、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量が無駄に小さく設定されることを防止できる。
【００２９】
現最大リフト量がベース値よりも大きいと判断した場合はステップＳ２０に進み、ＥＣＵ３０は補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を算出する。ステップＳ１８が肯定判断されているため、この処理ではエンジン１のトルクを低下させるための補正が行われる。この場合、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を減少させる補正を行う。そこで、補正後の最大リフト量は、まず目標トルクと実トルクとの差に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正量を算出し、その後算出した補正量を現在の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量から減ずることによって算出する。この際、補正量は、目標トルクと実トルクとの差が大きいほど大きい値が算出される。このように各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量をそれぞれ補正することにより過給圧を低下させてエンジン１のトルクを低下させ、エンジン１の出力を目標出力に調整することができる。なお、この処理においてもステップＳ１７と同様に各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正に使用した補正量に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂに付着しているデポジットの量を推定してもよい。
【００３０】
ステップＳ１７又はＳ２０において補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を算出した後、又はステップＳ１８が否定判断された場合、又はステップＳ１９が否定判断された場合は図５のステップＳ２１に進み、ＥＣＵ３０は現在のエンジン１の運転状態が過給域内か否か、すなわち現在エンジン１の過給が行われているか否か判断する。この判断は、例えば一方の排気弁２０ａが閉弁状態に維持されているか否かに基づいて行えばよい。エンジン１の運転状態が過給域内であると判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０は算出した補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量まで各排気弁２０ａ、２０ｂが開閉駆動されるように各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正を実行する。なお、ステップＳ１８が否定判断された場合、又はステップＳ１９が否定判断された場合は、現在の最大リフト量が維持される。その後、今回のルーチンを終了する。
【００３１】
一方、エンジン１の運転状態が過給域外であると判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ３０はスロットル弁５の開度の補正量を算出する。上述したようにエンジン１の過給の停止中は、一方の排気弁２０ａが全閉状態に維持され、他方の排気弁２０ｂの最大リフト量に可変動弁機構２１の変更可能な範囲の上限値が設定される。そこで、スロットル弁５の開度を補正してエンジン１の出力を調整する。スロットル弁５の開度の補正量はステップＳ１７又はＳ２０において算出された各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量に基づいて算出すればよい。例えば、補正後の最大リフト量が現在の最大リフト量より大きい場合はスロットル弁５の開度を開き側に補正し、補正後の最大リフト量が現在のリフト量より小さい場合はスロットル弁５の開度を閉じ側に補正する。そして、補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂと最大リフト量との差が大きいほど補正量を大きくする。続くステップＳ２４においてＥＣＵ３０は、算出した開度の補正量に基づいてスロットル弁５の開度を補正する。その後、今回のルーチンを終了する。このようにスロットル弁５の開度を補正することにより、ＥＣＵ３０が本発明のスロットル開度補正手段として機能する。
【００３２】
図４及び図５に示したルーチンを実行することにより、排気弁２０ａ、２０ｂにデポジットが付着してもエンジン１のトルクが目標トルクに調整されるように各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を補正するので、エンジン１の出力の変化を抑制することができる。また、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量が変更できない場合はスロットル弁５の開度を補正するので、これによりエンジン１の出力の変化を抑制できる。
【００３３】
図４のステップＳ１７及びＳ２０においては、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正に使用した補正量に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂに付着しているデポジット量を推定したが、車両１００の走行状態が一定になるようにＭＧ４０がアシストした出力、すなわちエンジン１の出力の低下分に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂに付着しているデポジット量を推定してもよい。上述したように排気弁２０に付着しているデポジット量が多いほどエンジン１の出力は低下するので、これらの間に相関関係がある。そのため、エンジン１の出力の低下分に基づいてデポジットの量を推定できる。この場合、例えば排気弁２０に付着しているデポジットの量とエンジン１の出力の低下分との対応関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照してデポジットの量を推定すればよい。
【００３４】
上述したようにＥＣＵ３０は、過給圧を上昇させる場合、一方の排気弁２０ａの最大リフト量を大きくするとともに他方の排気弁２０ｂの最大リフト量を小さくする。そして、過給圧が所定値以下では、他方の排気弁２０ｂを閉弁状態に維持させる。そこで、このように過給圧が所定値以下の場合にのみ排気弁２０に付着しているデポジット量の推定を行ってもよい。このような運転状態では一方の排気弁２０ａのみが開閉駆動されるので、このときにデポジット量の推定を行うことにより、一方の排気弁２０ａに付着しているデポジット量を推定することができる。このように過給圧が所定値以下の場合にのみデポジット量の推定を行うことにより、ＥＣＵ３０が本発明の推定許可手段として機能する。
【００３５】
図７及び図８は、ＥＣＵ３０が実行する排気弁リフト量学習ルーチンの変形例を示している。なお、図８は図７に続くフローチャートであり、図７が図４に図８が図５にそれぞれ対応する。図７及び図８において図４及び図５と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図７のルーチンにおいてＥＣＵ３０はステップＳ１４まで図４と同様に処理を進める。次のステップＳ３１においてＥＣＵ３０は、エンジン１の目標過給圧を算出する。この目標過給圧は、エンジン１の出力がそのときのエンジン１の運転条件におけるエンジン１の目標出力に調整される過給圧である。目標過給圧は、例えば図９に一例を示したエンジン１の回転数と目標過給圧との対応関係を予め実験などにより求めてマップとしてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておき、このマップを参照して算出すればよい。この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の目標過給圧設定手段として機能する。続くステップＳ３２においてＥＣＵ３０は、目標過給圧に係数Ｋを乗じた値が現在の過給圧（以下、実過給圧と称することがある。）より大きいか否か判断する。実過給圧は過給圧センサ７の出力信号を参照して算出すればよい。係数Ｋは過給圧の小さい変化に対応して排気弁２０の最大リフト量が変更されないように許容範囲を設けるためのものであり、１未満の値が設定される。なお、目標過給圧から目標過給圧に係数Ｋを乗じた値を引いた値が本発明の所定の過給圧判定値に相当する。
【００３７】
目標過給圧に係数Ｋを乗じた値が実過給圧より大きいと判断した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ３０は補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を算出する。ステップＳ３２が肯定判断されているため、この処理では過給圧を上昇させるための補正を行う必要がある。そこで、一方の排気弁２０ａの最大リフト量を大きくするとともに他方の排気弁２０ｂの最大リフト量を小さくする補正を行う。補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量は、まず目標過給圧と実過給圧との差に基づいて補正量を算出し、その後一方の排気弁２０ａの現在の最大リフト量に対しては算出した補正量を加え、他方の排気弁２０ｂの現在の最大リフト量からは算出した補正量を減ずることによって算出する。なお、補正量は目標過給圧と実過給圧との差が大きいほど大きい値が算出される。このように最大リフト量を補正することにより、実過給圧を目標過給圧に調整することができる。その後、図８のステップＳ２１に進み、以降図５と同様に処理を進める。
【００３８】
一方、目標過給圧に係数Ｋを乗じた値が実過給圧以下と判断した場合はステップＳ３４に進み、ＥＣＵ３０は目標過給圧を係数Ｋで除した値が実過給圧未満か否か判断する。係数Ｋは、ステップＳ３２にて使用したものと同じものである。また、目標過給圧を係数Ｋで除した値から目標過給圧を引いた値が本発明の所定の過給圧判定値に相当する。目標過給圧を係数Ｋで除した値が実過給圧未満であると判断した場合はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ３０は現最大リフト量がベース値よりも大きいか否か判断する。現最大リフト量がベース値よりも大きいと判断した場合はステップＳ３５に進み、ＥＣＵ３０は補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を算出する。ステップＳ３４が肯定判断されているため、この処理では過給圧を低下させるための補正が行われる。この場合、一方の排気弁２０ａの最大リフト量を小さくするとともに他方の排気弁２０ｂの最大リフト量を大きくする補正を行う。補正後の各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量は、まず目標過給圧と実過給圧との差に基づいて補正量を算出し、その後一方の排気弁２０ａの現在の最大リフト量からは算出した補正量を減じ、他方の排気弁２０ｂの現在の最大リフト量には算出した補正量を加えることによって算出する。なお、補正量は目標過給圧と実過給圧との差が大きいほど大きい値が算出される。このように最大リフト量を補正することにより、実過給圧を目標過給圧に調整することができる。その後、図８のステップＳ２１に進み、以降図５と同様に処理が進められる。なお、ステップＳ３４が否定判断された場合、又はステップＳ１９が否定判断された場合は図８のステップＳ２１に進み、以降図５と同様に処理を進める。
【００３９】
一方の排気弁２０ａにデポジットが付着して一方の排気弁２０ａと一方の排気ポート８ａとの間に形成される隙間が狭くなるとタービン６ｂに導かれる排気が減少して過給圧が低下し、エンジン１の出力が低下する。そこで、このようにエンジン１の過給圧が目標過給圧になるように各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量を調整する。これにより、エンジン１の出力を目標出力に調整することができる。そのため、排気弁２０にデポジットが付着してもエンジン１の出力の変化を抑制することができる。なお、図７のステップＳ３３及びＳ３５においては、各排気弁２０ａ、２０ｂの最大リフト量の補正に使用した補正量に基づいて各排気弁２０ａ、２０ｂに付着しているデポジットの量を推定してもよい。推定方法は、図４のステップＳ１７の処理と同様でよい。このようにデポジットの量を推定することにより、ＥＣＵ３０が本発明のデポジット量推定手段として機能する。
【００４０】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の制御装置が適用される内燃機関は、ハイブリッド車両に搭載されるものに限定されない。内燃機関のみが走行用動力源として搭載される車両の内燃機関に本発明の制御装置を適用してもよい。この場合、内燃機関のトルクは、例えば吸入空気量や気筒に噴射した燃料量などから推定すればよい。また、本発明の制御装置は、気筒内に直接燃料を噴射するインジェクタ及び吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタの両方が設けられる内燃機関に限らず、これらのインジェクタのうちのいずれか一方のみが設けられる内燃機関に適用してもよい。
【００４１】
上述した形態では、他方の排気弁の最大リフト量を増加させて過給圧を低下させたが、ターボ過給機にウェイストゲートバルブを設け、他方の排気弁の最大リフト量を変更せず、このウェイストゲートバルブの開閉にて過給圧を調整してもよい。
【００４２】
可変動弁機構は、電磁コイルで排気弁を開閉駆動するものに限定されない。各排気弁の最大リフト量をそれぞれ別々に変更可能な種々の動弁機構を使用してよい。例えば、内燃機関のクランク軸にて回転駆動されるカムと、そのカムによって駆動されて排気弁を開閉駆動する駆動対象との位置関係を変更して排気弁の最大リフト量を変更するものでもよい。また、大きさの異なる複数のカムを使用して排気弁を開閉駆動可能な可変動弁機構でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【図２】図１のII−II線における内燃機関の断面を示す図。
【図３】エンジンの回転数及びエンジンのトルクとエンジンの出力との関係の一例を示す図。
【図４】ＥＣＵが実行する排気弁リフト量学習ルーチンを示すフローチャート。
【図５】図４に続くフローチャート。
【図６】内燃機関の回転数と目標トルクとの関係の一例を示す図。
【図７】ＥＣＵが実行する排気弁リフト量学習ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図８】図７に続くフローチャート。
【図９】内燃機関の回転数と目標過給圧との関係の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１  内燃機関
２  気筒
３  吸気通路
４  排気通路
５  スロットル弁
６  ターボ過給機
６ｂ  タービン
７  過給圧センサ（過給圧検出手段）
８  排気ポート
８ａ  一方の排気ポート（一の排気ポート）
８ｂ  他方の排気ポート（他の排気ポート）
９  第１分岐通路
１０  第２分岐通路
２０  排気弁
２１  可変動弁機構
３０  エンジンコントロールユニット（制御手段、目標過給圧設定手段、スロットル開度補正手段、デポジット量推定手段、過給圧調整手段、推定許可手段）
４０  モータジェネレータ
１００  車両
【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】
2009085029.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009085029.tif 000009
【図８】
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【図９】
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