(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブオーバーラップを変化させるべく吸気バルブあるいは排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを可変にするために油圧により駆動される可変バルブタイミング装置と、スロットルバルブをバイパスする補助空気通路に設けられて補助空気量を制御する補助空気バルブと、を備えるエンジンにおいて、
可変バルブタイミング装置によるバルブオーバーラップ角度を検出するオーバーラップ角度検出手段と、
可変バルブタイミング装置によりバルブオーバーラップ大の状態から小の状態へ切換える際に、少なくともバルブオーバーラップ角度に応じて、バルブオーバーラップ角度が大きい程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正する補助空気増量手段と、
を設けたことを特徴とする可変バルブタイミング装置付きエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記補助空気増量手段は、バルブオーバーラップ角度とエンジン回転数とに応じて、バルブオーバーラップ角度が大きい程、またエンジン回転数が高い程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正するものであることを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング装置付きエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記補助空気量増量手段は、バルブオーバラップ角度とエンジン回転数とに応じて補助空気バルブの開度の増分を定めたマップを参照して、補助空気バルブの開度の増分を設定するものであり、燃料カット時には、エンジン回転数を所定のリカバー回転数とみなして、前記マップを参照するものであることを特徴とする請求項２記載の可変バルブタイミング装置付きエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記補助空気増量手段は、大気圧検出手段を有し、少なくともバルブオーバーラップ角度に応じて設定される補助空気バルブ開度の増分を、大気圧に応じて補正するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブオーバーラップを変化させるべく吸気バルブあるいは排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを可変にするために油圧により駆動される可変バルブタイミング装置（ＶＴＣ）を備えるエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用エンジンにおいては、例えば吸気バルブの開閉タイミングを可変にする可変バルブタイミング装置（ＶＴＣ）を備え、エンジン運転状態（主にエンジン負荷）に応じて、低負荷時には排気バルブとのバルブオーバーラップを小の状態、高負荷時にはバルブオーバーラップを大の状態に切換えている。
【０００３】
ここで、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置の場合は、冷間時の応答性（オイル粘度の増大による応答遅れ）が問題となり、特に高負荷から低負荷に移行する減速時に、バルブオーバーラップ大の状態から小の状態に切換える際は、冷間時の応答遅れに起因して、失火やエンストに至ることがあるので、これを改善する必要がある。
【０００４】
そこで、特開平５−９９００６号公報に記載の装置では、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置によりバルブオーバーラップ大の状態から小の状態へ切換える際に、冷却水温に応じて、低温時ほど、アイドル回転数制御用の補助空気バルブの開度を増大側に補正するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載の装置にあっては、油温の代わりに、水温を見て、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置の応答遅れを推定しているが、オイルの粘度は、温度だけでなく、オイルの種類、使用状態によっても異なるため、油温（水温）が同じでも、様々な応答遅れが生じることがあり、完全には失火やエンストを防止できないのみならず、減速時の回転落ちが遅れて減速感が得られないこともあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置の応答遅れを確実に検知して、冷間・減速時などの運転性を向上できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、バルブオーバーラップを変化させるべく吸気バルブあるいは排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを可変にするために油圧により駆動される可変バルブタイミング装置と、スロットルバルブをバイパスする補助空気通路に設けられて補助空気量を制御する補助空気バルブと、を備えるエンジンにおいて、可変バルブタイミング装置によるバルブオーバーラップ角度を検出するオーバーラップ角度検出手段と、可変バルブタイミング装置によりバルブオーバーラップ大の状態から小の状態へ切換える際に、少なくともバルブオーバーラップ角度に応じて、バルブオーバーラップ角度が大きい程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正する補助空気増量手段と、を設けて、可変バルブタイミング装置付きエンジンの制御装置を構成する。
【０００８】
すなわち、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置によりバルブオーバーラップを大→小に切換える際に、実際のバルブオーバーラップ角度を検出し、これに応じた量、補助空気バルブの開度を増大側に補正することで、失火やエンストを防止し、また常に適度な減速感を得るのである。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記補助空気増量手段は、バルブオーバーラップ角度とエンジン回転数とに応じて、バルブオーバーラップ角度が大きい程、またエンジン回転数が高い程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正するものであることを特徴とする。エンジン回転数を考慮することで、より高精度な制御が可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、前記補助空気量増量手段は、バルブオーバラップ角度とエンジン回転数とに応じて補助空気バルブの開度の増分を定めたマップを参照して、補助空気バルブの開度の増分を設定するものであり、燃料カット時には、エンジン回転数を所定のリカバー回転数とみなして、前記マップを参照するものであることを特徴とする。これにより、燃料カット時にも最適な制御が可能となる。
【００１１】
請求項４に係る発明では、前記補助空気増量手段は、大気圧検出手段を有し、少なくともバルブオーバーラップ角度に応じて設定される補助空気バルブ開度の増分を、大気圧に応じて補正するものであることを特徴とする。これにより、高地でも十分な空気量が確保できて失火やエンストをより完全に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図２〜図６により説明する。
図２はシステム構成を示している。
エンジン１の吸気通路２にはアクセルに連動するスロットルバルブ３が介装されている。そして、スロットルバルブ３をバイパスする補助空気通路４が設けられ、この補助空気通路４には主にアイドル回転数制御（ＩＳＣ）のために補助空気量を制御する補助空気バルブ（以下「ＩＳＣバルブ」という）５が介装されている。よって、エンジン１にはスロットルバルブ３及びＩＳＣバルブ５により制御された空気が吸気バルブ６を介して吸入される。
【００１３】
また、吸気バルブ６の直前にインジェクタ７が設けられていて、これにより燃料が噴射供給されて、エンジン１の燃焼室内に混合気が生成される。エンジン１の燃焼室内で混合気は点火プラグ８により点火されて燃焼し、排気は排気バルブ９を介して排気通路10へ排出される。
ここにおいて、吸気バルブ６の駆動機構には、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置（以下「ＶＴＣ」という）11が設けられていて、そのＯＮ／ＯＦＦ制御により、吸気バルブ４の開閉タイミング（排気バルブ９とのバルブオーバーラップ）を変化させることができる。
【００１４】
コントロールユニット12は、マイクロコンピュータを内蔵し、各種センサからの信号に基づいて演算処理を行い、インジェクタ７、ＩＳＣバルブ５及びＶＴＣ11の作動を制御する。
前記各種のセンサとしては、クランク角センサ13、エアフローメータ14、スロットルセンサ15、水温センサ16などが設けられている。
【００１５】
クランク角センサ13は、基準クランク角（４気筒の場合 180°）毎の基準信号ＲＥＦと単位クランク角（１〜２°）毎の単位信号ＰＯＳとを出力し、これらによりクランク角を検出し得ると共に、エンジン回転数ＮＥを検出可能である。
エアフローメータ14は、例えば熱線式で、吸気通路２における吸入空気流量ＱＡを検出可能である。
【００１６】
スロットルセンサ15は、ポテンショメータによりスロットルバルブ３の開度ＴＶＯを検出可能であると共に、スロットルバルブ３の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを内蔵している。
水温センサ16は、例えばサーミスタ式で、エンジン１の冷却水温ＴＷを検出可能である。
【００１７】
更に、ＶＴＣ11におけるカムに対し電磁ピックアップ式のＶＴＣポジションセンサ17が設けられていて、カムの所定位相（例えばカムトップ位置）を検出してＶＴＣポジション信号を出力するようになっている。
また、必要により、大気圧センサ18が設けられていて、大気圧Ｐａを検出可能である。
【００１８】
ここにおいて、コントロールユニット12は、吸入空気流量ＱＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射量ＴＰ＝Ｋ0 ・ＱＡ／ＮＥ（Ｋ0 は定数）を演算し、これに各種補正を施して最終的な燃料噴射量ＴＩ＝ＴＰ・ＣＯＥＦ（ＣＯＦＦは各種補正係数）を定め、このＴＩに相当するパルス幅の駆動パルス信号をエンジン回転に同期した所定のタイミングでインジェクタ７に出力して、燃料噴射を行わせる。
【００１９】
但し、エンジン回転数ＮＥが所定値以上で、スロットルバルブ３が全閉（アイドルスイッチＯＮ）となったときは、これをトリガとして、燃料カットを行い、その後、エンジン回転数ＮＥが所定のリカバー回転数ＮＲまで低下するか、スロットルバルブ３が開かれると、燃料リカバーする。
また、コントロールユニット12は、アイドル回転数フィードバック制御条件にて、目標アイドル回転数を定め、実際のエンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数と比較して、その結果に応じ、ＩＳＣバルブ５の開度を増減制御することにより、目標アイドル回転数が得られるようにフィードバック制御する。アイドル回転数フィードバック制御条件以外のときは、ＩＳＣバルブ５の開度を前回値又は所定値に保持するようになっている。
【００２０】
また、コントロールユニット12は、図３に示すＶＴＣ制御ルーチンに従って、エンジン運転状態に応じ、ＶＴＣ11をＯＮ／ＯＦＦ制御する。尚、ＶＴＣ11からはポジション信号がコントロールユニット12に入力されている。
図３のＶＴＣ制御ルーチンについて説明する。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、エンジン運転状態（具体的にはスロットル開度ＴＶＯやエンジン回転数ＮＥ）を検出する。
【００２１】
ステップ２では、エンジン運転状態に応じて予め定めたＶＴＣ−ＯＮ領域（主に高負荷領域）か否かを判定する。
ＹＥＳの場合、すなわち、ＶＴＣ−ＯＮ領域（主に高負荷領域）の場合は、ステップ３へ進み、ＶＴＣ11をＯＮ状態にして、バルブオーバーラップ大の状態に、吸気バルブ６の開閉タイミングを制御する。
【００２２】
ＮＯの場合、すなわち、ＶＴＣ−ＯＦＦ領域（主に低負荷領域）の場合は、ステップ４へ進み、ＶＴＣ11をＯＦＦ状態にして、バルブオーバーラップ小の状態に、吸気バルブ６の開閉タイミングを制御する。
また、コントロールユニット12は、図４に示すＩＳＣバルブ開度補正ルーチンに従って、バルブオーバーラップ大の状態から小の状態への切換時に、ＩＳＣバルブ５の開度を補正する。
【００２３】
図４のＩＳＣバルブ開度補正ルーチンについて説明する。
ステップ11では、水温ＴＷが所定値以下か否かを判定し、ＴＷ≦所定値（低温時）の場合にのみステップ12へ進む。
ステップ12では、ＶＴＣ11がＯＦＦか否かを判定し、ＶＴＣ−ＯＦＦの場合にのみステップ13へ進む。
【００２４】
ステップ13では、アイドルスイッチがＯＮか否かを判定し、ＯＮの場合にのみステップ14へ進む。
ステップ14では、アイドル回転数フィードバック制御（ＩＳＣ−Ｆ／Ｂ制御）中か否かを判定し、制御中でない場合にのみステップ15へ進む。
ステップ15では、クランク角センサ13からの基準信号（ＲＥＦ信号）と、ＶＴＣポジションセンサ17からのＶＴＣポジション信号とから、これらの位相差（クランク角の差）に基づいて、実際のバルブオーバーラップ角度θｏを算出する。
【００２５】
ステップ16では、燃料カット（Ｆ／Ｃ）中か否かを判定し、燃料カット中でない場合はステップ17へ進む。
ステップ17では、図５のマップを参照し、バルブオーバーラップ角度θｏとエンジン回転数ＮＥとから、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣを算出する。ここで、バルブオーバーラップ角度θｏが大きい程、またエンジン回転数ＮＥが高い程、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣを大きく設定し、減速時にバルブオーバーラップ小の状態になるに従って、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣが小さくなり、最終的には０となるようになっている。
【００２６】
一方、燃料カット中の場合は、ステップ18で、バルブオーバーラップ角度θｏとリカバー回転数ＮＲとから、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣを算出する。すなわち、エンジン回転数ＮＥ＝リカバー回転数ＮＲとして、図５のマップを参照する。
ステップ19では、図６のテーブルを参照し、大気圧Ｐａより補正係数Ｋを算出する。具体的には、大気圧Ｐａが低い程、補正係数Ｋを増大させる。
【００２７】
そして、ステップ20では、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣに補正係数Ｋを乗じて、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣを補正する。これにより、大気圧Ｐａが低い程、ＩＳＣバルブ開度の増分ＤＩＳＣを増大させる。
ステップ21では、ＩＳＣバルブ開度をＤＩＳＣ分増大させて、本ルーチンを終了する。
ここで、ステップ15の部分がＶＴＣポジションセンサ17と共にオーバーラップ角度検出手段に相当し、ステップ11〜14，16〜21の部分が補助空気増量手段に相当する。
【００２８】
尚、ＶＴＣ11は、排気バルブ９とのバルブオーバーラップを変化させるべく吸気バルブ４の開閉タイミングを可変にするものとして説明したが、吸気バルブ４とのバルブオーバーラップを変化させるべく排気バルブ９の開閉タイミングを可変にするものであってもよく、更には吸気バルブ４と排気バルブ９との両方の開閉タイミングを可変にするものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、油圧駆動方式の可変バルブタイミング装置によりバルブオーバーラップを大→小に切換える際に、実際のバルブオーバーラップ角度を検出し、バルブオーバーラップ角度が大きい程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正することで、失火やエンストを防止し、また常に適度な減速感を得ることができ、排気性能も向上するという効果が得られる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、バルブオーバーラップ角度とエンジン回転数とに応じて、バルブオーバーラップ角度が大きい程、またエンジン回転数が高い程、大きく、補助空気バルブの開度を増大側に補正することで、より高精度な制御が可能となる。
請求項３に係る発明によれば、燃料カット時にも最適な制御が可能となる。
請求項４に係る発明によれば、大気圧に応じて補正することで、高地でも十分な空気量が確保できて失火やエンストをより完全に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】  本発明の一実施形態を示すシステム図
【図３】  ＶＴＣ制御ルーチンのフローチャート
【図４】  ＩＳＣバルブ開度補正ルーチンのフローチャート
【図５】  ＩＳＣ開度増分設定用マップを示す図
【図６】  大気圧補正係数設定用テーブルを示す図
【符号の説明】
１  エンジン
２  吸気通路
３  スロットルバルブ
４  補助空気通路
５  補助空気バルブ（ＩＳＣバルブ）
６  吸気バルブ
11  可変バルブタイミング装置（ＶＴＣ）
12  コントロールユニット
13  クランク角センサ
14  エアフローメータ
15  スロットルセンサ
16  水温センサ
17  ＶＴＣポジションセンサ
18  大気圧センサ
【図１】
0003733624.tif 000002
【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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