JP2008019818A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低油温時に可変バルブリフト装置の切換不良が発生してもエンジン制御パラメータを可変バルブリフト装置の実制御モードに対応した適正値に設定できるようにする。
【解決手段】低油温時の低負荷時（例えばアイドル時）に可変バルブリフト装置の目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられたときに、エンジンの吸気管圧力変動を切換判定値と比較して可変バルブリフト装置の実制御モードが低リフトモードに切り換わったか否かを判定し、実制御モードが低リフトモードに切り換わったことが確認されてから、エンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）を低リフトモード用の制御パラメータに切り換え、実制御モードが低リフトモード切り換わっていないと判定された場合には、切換不良が発生したと判断して、エンジン制御パラメータを高リフトモード用の制御パラメータに維持する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブ及び／又は排気バルブのリフト特性を切り換える油圧駆動式の可変バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。

近年、車両に搭載される内燃機関においては、例えば、特許文献１（特開２００５−１７１８６２号公報）に記載されているように、吸気バルブや排気バルブのリフト量を切り換える可変バルブリフト装置を搭載し、内燃機関の運転状態に応じて可変バルブリフト装置の制御モードを、バルブリフト量が小さくなる低リフトモードと、バルブリフト量が大きくなる高リフトモードとの間で切り換えるようにしたものがある。

この可変バルブリフト装置には種々の方式があるが、その一例として、次のようなものがある。図２に示すように、カムシャフト３４に一体的に回転可能に設けた低リフト用カム３５と高リフト用カム３６の下方に、それぞれ内周側タペット３７と外周側タペット３８を上下方向に移動可能に配置し、各タペット３７，３８に設けたロックピン３９，４０をスプリング（図示せず）によって図２（ａ）に示すロック解除位置の方向（左方）へ付勢すると共に、外周側タペット３８に形成した油圧室４１に供給する油圧で各ロックピン３９，４０を図２（ｂ）に示すロック位置の方向（右方）へ移動させるようにする。

そして、可変バルブリフト装置３３の制御モードを低リフトモードに切り換える場合には、図２（ａ）に示すように、油圧室４１に供給する油圧を低下させて各ロックピン３９，４０をスプリングでロック解除位置へ移動させることで、内周側タペット３７が外周側タペット３８とは独立して上下方向に移動する低リフト用カム有効状態に切り換えて、低リフト用カム３５で内周側タペット３７を押圧して吸気バルブ３２を駆動する。

一方、可変バルブリフト装置の制御モードを高リフトモードに切り換える場合には、図２（ｂ）に示すように、油圧室４１に供給する油圧を上昇させて各ロックピン３９，４０をロック位置に移動させることで、外周側タペット３８と一体的に内周側タペット３７が上下方向に移動する高リフト用カム有効状態に切り換えて、高リフト用カム３６で外周側タペット３８と一体的に内周側タペット３７を押圧して吸気バルブ３２を駆動する。

また、特許文献２（特開２００１−３５５４６７号公報）に記載されているように、吸気バルブの作動角を連続的に変化させる油圧駆動式の作動角変更機構と、吸気バルブの作動角の位相を連続的に変化させる油圧駆動式の位相変更機構とを備えたシステムにおいて、作動油の温度が所定値よりも低い低油温時には、作動油の粘性が高くなって作動角変更機構や位相変更機構の応答性が低下することを考慮して、低油温時に作動角変更機構や位相変更機構の変更量を制限することで、低油温時の作動角変更機構や位相変更機構の応答性の低下による不具合を防止するようにしたものがある。
特開２００５−１７１８６２号公報 特開２００１−３５５４６７号公報

一般に、可変バルブリフト装置の制御モードが切り換えられてバルブリフト量が変更されると、それに伴って適正な内燃機関の制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）が変化するため、本出願人は、内燃機関の運転状態に応じて可変バルブリフト装置の目標制御モードを切り換え、この目標制御モードに応じて可変バルブリフト装置の実制御モードと内燃機関の制御パラメータを切り換えるシステムを研究している。

しかし、前述した油圧駆動式の可変バルブリフト装置は、作動油の温度が低くなる低油温時に、作動油の粘性が高くなって作動油の流動性が低下すると、高リフトモードから低リフトモードに切り換える際に、油圧室内の油圧が十分に低下せず、スプリングでロックピンをロック解除位置へ移動させることができなくなって、実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切り換え不良が発生する可能性がある。

このため、低油温時に、目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換わったときに、それに応じて内燃機関の制御パラメータを低リフトモード用の制御パラメータに切り換えると、実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生した場合には、実制御モードが高リフトモードのままであるにも拘らず、内燃機関の制御パラメータが低リフトモード用の制御パラメータに切り換わってしまうため、内燃機関の制御パラメータが可変バルブリフト装置の実制御モードに対応した適正な制御パラメータとならず、内燃機関が損傷してしまう可能性がある。

この対策として、本出願人は、図８に示すように、低油温時に可変バルブリフト装置の目標制御モードを高リフトモードに固定するシステムを研究している。しかし、低油温時に可変バルブリフト装置の目標制御モードを高リフトモードに固定すると、内燃機関の低負荷時（例えばアイドル時）に、本来、可変バルブリフト装置を低リフトモードに切り換える運転領域であるにも拘らず、高リフトモードに固定した状態で内燃機関を運転することになってしまい、低負荷時（例えばアイドル時）の燃費や燃焼安定性が低下するという問題がある。

また、低油温時に可変バルブリフト装置の目標制御モードを低リフトモードに固定すると、内燃機関の高回転時に、本来、可変バルブリフト装置を高リフトモードに切り換える運転領域であるにも拘らず、低リフトモードに固定した状態で内燃機関を運転することになってしまい、高回転時のドライバビリティが悪化するという問題がある。

尚、上記特許文献２の技術（低油温時に作動角変更機構や位相変更機構の変更量を制限する技術）は、低油温時の作動角変更機構や位相変更機構の応答性の低下による不具合を防止する技術であって、上述した低油温時の可変バルブリフト装置の切換不良による問題を解決する技術ではない。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、低油温時に可変バルブリフト装置の切換不良が発生しても内燃機関の制御パラメータを可変バルブリフト装置の実制御モードに対応した適正値に設定することができると共に、燃費や燃焼安定性の低下、ドライバビリティの低下を少なくすることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気バルブ及び／又は排気バルブのリフト特性を切り換える油圧駆動式の可変バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、内燃機関の運転状態に応じて可変バルブリフト装置の目標制御モードを切り換え、該目標制御モードに応じて可変バルブリフト装置の実制御モードを切り換える可変バルブリフト制御手段と、目標制御モードに応じて内燃機関の制御パラメータを切り換える制御パラメータ切換手段とを設けると共に、可変バルブリフト装置の作動油の温度が所定値以下になる低油温時に目標制御モードが切り換えられたときに実制御モードが切り換わったか否かを判定する実制御モード切換判定手段を設け、低油温時に目標制御モードが切り換えられたときに実制御モード切換判定手段により実制御モードが切り換わったことが確認されてから制御パラメータを切り換え後の目標制御モードに対応した制御パラメータに切り換えるようにしたものである。

この構成では、低油温時に可変バルブリフト装置の目標制御モードを切り換えたときに、それに応じて実制御モードが切り換わったことが確認されてから、内燃機関の制御パラメータを切り換え後の目標制御モード（つまり実制御モード）に対応した制御パラメータに切り換えることができ、一方、実制御モードが切り換わったことが確認されなければ、切換不良が発生したと判断して、内燃機関の制御パラメータを切り換え前の目標制御モード（つまり実制御モード）に対応した制御パラメータに維持することができるため、低油温時に可変バルブリフト装置の切換不良が発生しても内燃機関の制御パラメータを可変バルブリフト装置の実制御モードに対応した適正値に設定することができる。

しかも、本発明は、低油温時に、可変バルブリフト装置の目標制御モードを固定せずに、内燃機関の運転状態に応じて目標制御モードを切り換えることができるため、切換不良が発生しない限り、可変バルブリフト装置を内燃機関の運転状態に対応した制御モードに切り換えることができ、低油温時に目標制御モードを固定する場合に比べて、燃費や燃焼安定性が低下する頻度や、ドライバビリティが低下する頻度を少なくすることができる。

この場合、請求項２のように、吸気バルブ及び／又は排気バルブのリフト量を大きくする高リフトモードとリフト量を小さくする低リフトモードとの間で切り換え可能な可変バルブリフト装置を備えたシステムでは、低油温時で内燃機関の負荷が所定値以下になる低負荷時に目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換えられたときに実制御モードが低リフトモードに切り換わったことが確認されてから制御パラメータを低リフトモードに対応した制御パラメータに切り換えるようにすると良い。

このようにすれば、低油温時の低負荷時（例えばアイドル時）に可変バルブリフト装置の実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生しても内燃機関の制御パラメータを可変バルブリフト装置の実制御モードに対応した適正値に設定することができると共に、低油温時に目標制御モードを高リフトモードに固定する場合に比べて低負荷時の燃費や燃焼安定性が低下する頻度を少なくすることができ、低油温時に目標制御モードを低リフトモードに固定する場合に比べて高回転時のドライバビリティが低下する頻度を少なくすることができる。

また、実制御モードが切り換わったか否かを判定する方法は、例えば、請求項３のように、内燃機関の吸気管圧力変動に基づいて実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしても良い。内燃機関の運転状態に応じて可変バルブリフト装置の目標制御モードを切り換えたときに、可変バルブリフト装置の実制御モードが切り換わらない切換不良が発生した場合には、可変バルブリフト装置の実制御モードが内燃機関の運転状態に対応した目標制御モードと一致していないため、内燃機関の吸気管圧力変動が大きくなる。従って、吸気管圧力変動を用いれば実制御モードが切り換わったか否かを精度良く判定することができる。

この場合、請求項４のように、内燃機関の吸気管圧力変動に基づいて可変バルブリフト装置の異常の有無を判定する異常診断を実行する異常診断手段を備えたシステムでは、異常診断のために検出した吸気管圧力変動に基づいて実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、異常診断のために検出した吸気管圧力変動を利用して、実制御モードが切り換わったか否かを判定することができ、実制御モード切換判定用に吸気管圧力変動を検出する処理を新たに追加する必要がなく、制御装置の演算負荷を低減することができる。

更に、請求項５のように、異常診断用に検出した吸気管圧力変動に基づいて実制御モードが切り換わったか否かを判定する際に異常診断用の判定値とは別に設定した実制御モード切換判定用の判定値を用いるようにしても良い。このようにすれば、専用に設定した実制御モード切換判定用の判定値を用いて、実制御モードが切り換わったか否かを精度良く判定することができる。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

また、エンジン１１の吸気バルブ３２には、該吸気バルブ３２のリフト特性を切り換える可変バルブリフト装置３３が設けられている。更に、吸気バルブ３２のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる可変バルブタイミング装置（図示せず）を設けるようにしても良い。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸２７が所定クランク角回転する毎にクランク角信号（パルス信号）を出力するクランク角センサ２８が取り付けられている。このクランク角センサ２８のクランク角信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、油温（作動油の温度）が油温センサ３０によって検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

次に、図２及び図３に基づいて可変バルブリフト装置３３の構成について説明する。
図２に示すように、吸気バルブ３２側のカムシャフト３４には、低リフト用カム３５と、この低リフト用カム３５の両側に配置された高リフト用カム３６とが一体的に回転可能に設けられている。低リフト用カム３５の下方には、低リフト用カム３５で押圧される内周側タペット３７が上下方向に移動可能に配置され、この内周側タペット３７の上下方向の移動によって吸気バルブ３２が上下方向にリフト動作するようになっている。一方、高リフト用カム３６の下方には、高リフト用カム３６で押圧される外周側タペット３８が上下方向に移動可能に配置されている。

低リフト用カム３５は、内周側タペット３７の押圧量が小さくなると共にその押圧期間が短くなるように外周面形状が形成され、高リフト用カム３６は、外周側タペット３８の押圧量が大きくなると共にその押圧期間が長くなるように外周面形状が形成されている。また、内周側タペット３７と外周側タペット３８には、それぞれロックピン３９，４０が設けられ、これらのロックピン３９，４０がスプリング（図示せず）によって図２（ａ）に示すロック解除位置の方向（左方）へ付勢されている。更に、外周側タペット３８には、油圧室４１が形成され、この油圧室４１に供給する油圧で各ロックピン３９，４０を図２（ｂ）に示すロック位置の方向（右方）へ移動させるようになっている。

可変バルブリフト装置３３の制御モードを、吸気バルブ３２のリフト量を小さくする低リフトモードに切り換える場合には、図２（ａ）に示すように、油圧室４１に供給する油圧を低下させて各ロックピン３９，４０をスプリングでロック解除位置へ移動させることで、内周側タペット３７が外周側タペット３８とは独立して上下方向に移動する低リフト用カム有効状態に切り換えて、低リフト用カム３５で内周側タペット３７を押圧して吸気バルブ３２を駆動する。これにより、図３に破線で示すように、吸気バルブ３２のリフト量が小さくなると共に吸気バルブ３２の開弁期間が短くなる。

一方、可変バルブリフト装置３３の制御モードを、吸気バルブ３２のリフト量を大きくする高リフトモードに切り換える場合には、図２（ｂ）に示すように、油圧室４１に供給する油圧を上昇させて各ロックピン３９，４０を油圧でロック位置に移動させることで、外周側タペット３８と一体的に内周側タペット３７が上下方向に移動する高リフト用カム有効状態に切り換えて、高リフト用カム３６で外周側タペット３８と一体的に内周側タペット３７を押圧して吸気バルブ３２を駆動する。これにより、図３に実線で示すように、吸気バルブ３２のリフト量が大きくなると共に吸気バルブ３２の開弁期間が長くなる。

一般に、可変バルブリフト装置３３の制御モードが切り換えられてバルブリフト量が変更されると、それに伴って適正なエンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）が変化するため、ＥＣＵ２９は、エンジン運転状態に応じて可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを切り換え、この目標制御モードに応じて可変バルブリフト装置３３の実制御モードとエンジン制御パラメータを切り換える。

しかし、油圧駆動式の可変バルブリフト装置３３は、作動油の温度が低くなる低油温時に、作動油の粘性が高くなって作動油の流動性が低下すると、高リフトモードから低リフトモードに切り換える際に、油圧室４１内の油圧が十分に低下せず、スプリングでロックピン３９，４０をロック解除位置へ移動させることができなくなって、実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切り換え不良が発生する可能性がある。

このため、低油温時に、目標制御モードが高リフトモードから低リフトモードに切り換わったときに、それに応じてエンジン制御パラメータを低リフトモード用の制御パラメータに切り換えると、実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生した場合には、実制御モードが高リフトモードのままであるにも拘らず、エンジン制御パラメータが低リフトモード用の制御パラメータに切り換わってしまうため、エンジン制御パラメータが可変バルブリフト装置３３の実制御モードに対応した適正な制御パラメータとならず、エンジン１１が損傷してしまう可能性がある。

そこで、ＥＣＵ２９は、後述する図６の可変バルブリフト制御プログラムを実行することで、図４に示すように、低油温時に、エンジン運転状態が中負荷（又は高負荷）運転から低負荷運転（例えばアイドル運転）に切り換わったのに伴って、可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えたときに、後述する異常診断用に検出した吸気管圧力変動を所定の切換判定値と比較して可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わったか否かを判定し、図４（ａ）に示すように、実制御モードが低リフトモードに切り換わったと判定された場合には、エンジン制御パラメータを低リフトモード（切り換え後の目標制御モード）に対応した制御パラメータに切り換え、図４（ｂ）に示すように、実制御モードが低リフトモード切り換わっていないと判定された場合には、切換不良が発生したと判断して、エンジン制御パラメータを高リフトモード（切り換え前の目標制御モード）に対応した制御パラメータに維持する。これにより、低油温時に可変バルブリフト装置３３の切換不良が発生してもエンジン制御パラメータを可変バルブリフト装置３３の実制御モードに対応した適正値に設定する。

また、ＥＣＵ２９は、後述する図７の異常診断プログラムを実行することで、所定の異常診断実行条件が成立したときに、エンジン１１の吸気管圧力変動（例えば所定期間における吸気管圧力の最大値と最小値との差）を検出し、この吸気管圧力変動を所定の異常判定値と比較して可変バルブリフト装置３３の異常の有無を判定する。

図５（ａ）に示すように、可変バルブリフト装置３３が正常な場合（実制御モードがエンジン運転状態に対応した目標制御モードと一致している場合）には、エンジン１１の吸気管圧力変動が比較的小さくなるが、図５（ｂ）に示すように、可変バルブリフト装置３３が異常な場合（実制御モードが高リフトモード又は低リフトモードで固着して、実制御モードがエンジン運転状態に対応した目標制御モードと一致していない場合）には、エンジン１１の吸気管圧力変動が大きくなる。従って、図５（ｃ）に示すように、エンジン１１の吸気管圧力変動を異常判定値と比較すれば、可変バルブリフト装置３３の異常の有無を精度良く判定することができる。

また、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを切り換えたときに、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わらない切換不良が発生した場合にも、可変バルブリフト装置３３の実制御モードがエンジン運転状態に対応した目標制御モードと一致していないため、エンジン１１の吸気管圧力変動が大きくなる。従って、前述したように、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを切り換えたときに、異常診断用に検出した吸気管圧力変動を切換判定値と比較すれば、実制御モードが切り換わったか否かを精度良く判定することができる。

以下、ＥＣＵ２９が実行する図６の可変バルブリフト制御プログラム及び図７の異常診断プログラムの処理内容を説明する。

［可変バルブリフト制御］
図６に示す可変バルブリフト制御プログラムは、ＥＣＵ２９の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう可変バルブリフト制御手段及び制御パラメータ切換手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、油温センサ３０で検出した作動油の温度が所定値（可変バルブリフト装置３３の切換不良が発生する可能性がある温度）以下となる低油温時であるか否かを判定する。

このステップ１０１で、低油温時ではないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、低油温時であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンジン１１の吸入空気量（又は吸気管圧力）が所定値以下となる低負荷時（例えばアイドル時）であるか否かを判定し、低負荷時ではないと判定された場合には、ステップ１０３に進み、可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードに切り換える（又は維持する）。この場合、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが高リフトモードになるように油圧室４１に供給する油圧を制御する。

その後、上記ステップ１０２で、低負荷時であると判定された場合には、ステップ１０４に進み、可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを低リフトモードに切り換える（又は維持する）。この場合、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードになるように油圧室４１に供給する油圧を制御する。

この後、ステップ１０５に進み、可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えた後の経過時間が所定時間以上になったか否かを判定する。ここで、所定時間は、実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生した場合に、それに伴って吸気管圧力変動が大きくなるのに要する時間に設定されている。

このステップ１０５で、目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えた後の経過時間が所定時間に達していないと判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）を高リフトモード用のエンジン制御パラメータに維持する（例えば、高リフトモード用のマップを用いて各エンジン制御パラメータを設定する）。

その後、上記ステップ１０５で、目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えた後の経過時間が所定時間以上になったと判定された場合には、ステップ１０７に進み、目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えた後の経過時間が所定時間になったときに、後述する図７の異常診断プログラムで異常診断用に検出した吸気管圧力変動ＳＭΔＰm （なまし値）を読み込む（ステップ１０７，１０８）。

その後、ステップ１０９に進み、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm が切換判定値以下であるか否かによって、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わったか否かを判定する。この切換判定値は、後述する図７の異常診断プログラムで用いる異常診断用の異常判定値よりも厳しい値（異常判定値よりも少し小さい値）に設定されている。このステップ１０９の処理が特許請求の範囲でいう実制御モード切換判定手段としての役割を果たす。

このステップ１０９で、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm が切換判定値以下であると判定された場合には、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わったと判断して、ステップ１１０に進み、エンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）を低リフトモード用のエンジン制御パラメータに切り換える（例えば、低リフトモード用のマップを用いて各エンジン制御パラメータを設定する）。これにより、エンジン制御パラメータを可変バルブリフト装置３３の実制御モードに対応した適正値に設定する。

これに対して、上記ステップ１０９で、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm が切換判定値よりも大きいと判定された場合には、可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生したと判断して、ステップ１１１に進み、エンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）を高リフトモード用の制御パラメータに維持する（例えば、高リフトモード用のマップを用いて各エンジン制御パラメータを設定する）。これにより、低油温時に可変バルブリフト装置３３の切換不良が発生してもエンジン制御パラメータを可変バルブリフト装置３３の実制御モードに対応した適正値に設定する。

この後、ステップ１１２に進み、可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードに戻して、本プログラムを終了する。

［異常診断］
図７に示す異常診断プログラムは、ＥＣＵ２９の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、異常診断実行条件が成立しているか否かを、例えば、次の(1) 〜(3) の条件によって判定する。
(1) 油温が所定範囲内であること
(2) 吸気管圧力の変動が所定値以下であること
(3) エンジン始動から所定期間が経過した後であること

これら(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、異常診断実行条件が成立するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちのいずれか１つでも満たさない条件があれば、異常診断実行条件が不成立となる。

このステップ２０１で、異常診断実行条件が不成立であると判定された場合には、ステップ２０２以降の異常診断に関する処理を実行することなく、本プログラムを終了する。但し、油温が所定値以下となる低油温時には、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm を求める処理（ステップ２０２〜２０５）を実行して、可変バルブリフト装置３３の異常の有無を判定する処理（ステップ２０６〜２０８）を禁止する。

一方、上記ステップ２０１で、異常診断実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ２０２以降の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ２０２で、１サイクル（７２０℃Ａ）のうちの所定クランク角位置（例えば０℃Ａ）における吸気管圧力を最大吸気管圧力Ｐm(max)として読み込んだ後、ステップ２０３に進み、１サイクル（７２０℃Ａ）のうちの所定クランク角位置（例えば３６０℃Ａ）における吸気管圧力を最小吸気管圧力Ｐm(min)として読み込む［図５（ｂ）参照］。

この後、ステップ２０４に進み、最大吸気管圧力Ｐm(max)と最小吸気管圧力Ｐm(min)との差を吸気管圧力変動ΔＰm として算出する。
ΔＰm ＝Ｐm(max)−Ｐm(min)

この後、ステップ２０５に進み、今回の吸気管圧力変動ΔＰm を次式により一次なまし処理することで、今回の吸気管圧力変動のなまし値ＳＭΔＰm(i)を求める。
ＳＭΔＰm(i)＝ＳＭΔＰm(i-1)＋Ｋ×｛ΔＰm −ＳＭΔＰm(i-1)｝
ここで、ＳＭΔＰm(i-1)は、前回の吸気管圧力変動のなまし値であり、Ｋは、なまし係数である。

この後、ステップ２０６に進み、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm （なまし値）が異常判定値よりも大きいか否かを判定する。その結果、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm が異常判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ２０７に進み、可変バルブリフト装置３３の異常有り（実制御モードが目標制御モードと一致していない）と判定して異常フラグをＯＮにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ２９のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶して、本プログラムを終了する。

これに対して、上記ステップ２０６で、吸気管圧力変動ＳＭΔＰm が異常判定値以下であると判定された場合には、ステップ２０８に進み、可変バルブリフト装置３３の異常無し（正常である）と判定して異常フラグをＯＦＦし、本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例では、図４に示すように、低油温時の低負荷時（例えばアイドル時）に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えたときに、エンジン１１の吸気管圧力変動を切換判定値と比較して可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わったか否かを判定し、図４（ａ）に示すように、実制御モードが低リフトモードに切り換わったことが確認されてから、エンジン制御パラメータ（点火時期、燃料噴射量等）を低リフトモード用の制御パラメータに切り換え、図４（ｂ）に示すように、実制御モードが低リフトモード切り換わっていないと判定された場合には、切換不良が発生したと判断して、エンジン制御パラメータを高リフトモード用の制御パラメータに維持するようにしたので、低油温時の低負荷時（例えばアイドル時）に可変バルブリフト装置３３の実制御モードが低リフトモードに切り換わらない切換不良が発生してもエンジン制御パラメータを可変バルブリフト装置３３の実制御モードに対応した適正値に設定することができる。

しかも、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを固定せずに、エンジン運転状態に応じて目標制御モードを切り換えるようにしたので、切換不良が発生しない限り、可変バルブリフト装置３３をエンジン運転状態に対応した制御モードに切り換えることができ、低油温時に目標制御モードを高リフトモードに固定する場合に比べて低負荷時の燃費や燃焼安定性が低下する頻度を少なくすることができると共に、低油温時に目標制御モードを低リフトモードに固定する場合に比べて高回転時のドライバビリティが低下する頻度を少なくすることができる。

また、本実施例では、異常診断用に検出した吸気管圧力変動を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしたので、実制御モード切換判定用に吸気管圧力変動を検出する処理を新たに追加する必要がなく、ＥＣＵ２９の演算負荷を低減することができる。

更に、本実施例では、異常診断用に検出した吸気管圧力変動を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定する際に、異常診断用の異常判定値とは別に設定した実制御モード切換判定用の切換判定値を用いるようにしたので、専用に設定した実制御モード切換判定用の切換判定値を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを精度良く判定することができる。

尚、上記実施例では、異常診断用の異常判定値とは別に設定した実制御モード切換判定用の切換判定値を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしたが、異常診断用の異常判定値を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしても良い。

また、上記実施例では、異常診断用に検出した吸気管圧力変動を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしたが、実制御モード切換判定用に検出した吸気管圧力変動を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしても良い。

更に、上記実施例では、吸気管圧力変動を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしたが、吸気管圧力以外の情報（吸入空気量、筒内圧力、空燃比、実バルブリフト量等）を用いて可変バルブリフト装置３３の実制御モードが切り換わったか否かを判定するようにしても良い。

また、上記実施例では、油温センサ３０で油温（作動油の温度）を検出するようにしたが、冷却水温、外気温、エンジン始動後の経過時間等に基づいて油温を推定するようにしても良い。

また、上記実施例では、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを高リフトモードから低リフトモードに切り換えたときの制御に本発明を適用するようにしたが、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを低リフトモードから高リフトモードに切り換えたときに切換不良が発生する可能性がある場合には、低油温時に可変バルブリフト装置３３の目標制御モードを低リフトモードから高リフトモードに切り換えたときの制御に本発明を適用するようにしても良い。

また、上記実施例では、吸気側の可変バルブリフト装置の制御に本発明を適用したが、排気側の可変バルブリフト装置の制御に本発明を適用しても良い。更に、可変バルブリフト装置の構成は、上記実施例で説明した構成に限定されず、適宜変更しても良い。

また、上記実施例では、２段階の制御モード間で切り換わる可変バルブリフト装置の制御に本発明を適用したが、３段階以上の制御モード間で切り換わる可変バルブリフト装置の制御に本発明を適用しても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 （ａ）は低リフトモード時の状態を示す可変バルブリフト装置の概略構成図で、（ｂ）は高リフトモード時の状態を示す可変バルブリフト装置の概略構成図である。 可変バルブリフト装置の低リフトモード時と高リフトモード時のバルブリフト特性を説明するためのバルブリフト特性図である。 本実施例における可変バルブリフト制御の実行例を示すもので、（ａ）は実制御モードが切り換わった場合のタイムチャート、（ｂ）は実制御モードが切り換わらない場合のタイムチャートである。 （ａ）は可変バルブリフト装置が正常な場合の吸気管圧力の挙動を示すタイムチャートで、（ｂ）は可変バルブリフト装置が異常な場合の吸気管圧力の挙動を示すタイムチャートで、（ｃ）は可変バルブリフト装置の異常が発生した場合の吸気管圧力変動の挙動を示すタイムチャートである。 可変バルブリフト制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 比較例における可変バルブリフト制御の実行例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、１９…吸気管圧力センサ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２９…ＥＣＵ（可変バルブリフト制御手段，制御パラメータ切換手段，実制御モード切換判定手段）、３０…油温センサ、３２…吸気バルブ、３３…可変バルブリフト装置、３４…カムシャフト、３５…低リフト用カム、３６…高リフト用カム、３７…内周側タペット、３８…外周側タペット、３９，４０…ロックピン、４１…油圧室

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気バルブ及び／又は排気バルブのリフト特性を切り換える油圧駆動式の可変バルブリフト装置を備えた内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の運転状態に応じて前記可変バルブリフト装置の目標制御モードを切り換え、該目標制御モードに応じて前記可変バルブリフト装置の実制御モードを切り換える可変バルブリフト制御手段と、
   前記目標制御モードに応じて内燃機関の制御パラメータを切り換える制御パラメータ切換手段と、
   前記可変バルブリフト装置の作動油の温度が所定値以下になる低油温時に前記目標制御モードが切り換えられたときに前記実制御モードが切り換わったか否かを判定する実制御モード切換判定手段とを備え、
   前記制御パラメータ切換手段は、前記低油温時に前記目標制御モードが切り換えられたときに前記実制御モード切換判定手段により前記実制御モードが切り換わったことが確認されてから前記制御パラメータを切り換え後の目標制御モードに対応した制御パラメータに切り換えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記可変バルブリフト装置は、前記吸気バルブ及び／又は前記排気バルブのリフト量を大きくする高リフトモードと該リフト量を小さくする低リフトモードとの間で切り換え可能に構成され、
   前記制御パラメータ切換手段は、前記低油温時で内燃機関の負荷が所定値以下になる低負荷時に前記目標制御モードが前記高リフトモードから前記低リフトモードに切り換えられたときに前記実制御モード切換判定手段により前記実制御モードが前記低リフトモードに切り換わったことが確認されてから前記制御パラメータを前記低リフトモードに対応した制御パラメータに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記実制御モード切換判定手段は、内燃機関の吸気管圧力変動に基づいて前記実制御モードが切り換わったか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 内燃機関の吸気管圧力変動に基づいて前記可変バルブリフト装置の異常の有無を判定する異常診断を実行する異常診断手段を備え、
   前記実制御モード切換判定手段は、前記異常診断のために検出した吸気管圧力変動に基づいて前記実制御モードが切り換わったか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記実制御モード切換判定手段は、前記異常診断のために検出した吸気管圧力変動に基づいて前記実制御モードが切り換わったか否かを判定する際に前記異常診断用の判定値とは別に設定した実制御モード切換判定用の判定値を用いることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

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