JP2010229911A - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに独立した２つの吸気通路を有する場合において、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる可変動弁機構の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の可変動弁機構の制御装置１は、運転モードが全筒運転モードのときは、検出された吸気圧ＰＢＡ１に応じて、カム位相ＣＡＩＮ１を設定し（図５のステップ６）、運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の所定時間Ｔ１、気筒＃１〜５を休止する第１バンク４ａのカム位相ＣＡＩＮ１を最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定する（図５のステップ４）。または、全筒運転モードへの切替後の所定期間、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１および吸気圧ＰＢＡ１に応じて、カム位相ＣＡＩＮ１を設定する（図７のステップ１７）。
【選択図】図７

Description

本発明は、２つのバンクに複数の気筒と、互いに独立した２つの吸気通路がそれぞれ設けられるとともに、一方のバンクのすべての気筒を休止する休筒運転モードを有する内燃機関において、吸気弁のカム位相を制御する可変動弁機構の制御装置に関する。

従来の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、いわゆるＶ型６気筒エンジンであり、２つのバンクと、２つのバンクに設けられた３つの気筒と、これらの３つの気筒に接続された、互いに独立した２つの吸気系を備えている。各吸気系には、吸気量を検出する吸気量センサと、吸気量を変更可能なスロットル弁が設けられている。この制御装置では、各吸気量センサで吸気量を検出し、検出された吸気量に応じ、より小さな吸気量が検出されたバンク側のスロットル弁の目標開度を増加するように補正することによって、２系統の吸気量が互いに等しくなるように制御する。

特開２００６−３７９０１号公報

しかし、この従来の制御装置を、一方のバンクの気筒を吸気弁が閉弁した状態で休止する休筒運転モードを有する内燃機関に適用した場合には、以下のような問題がある。すなわち、吸気量がほぼ０の状態である休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた直後には、その側のバンクの吸気通路を流れる吸気量がまだ小さいため、その吸気量を他方のバンクの吸気量に等しくなるように増加させるために、スロットル弁の開度が増加側に制御される。しかし、吸気量が大きくなるまでには不可避的な時間遅れを伴うため、所望の出力を得ることができないとともに、燃焼の悪化を招く。

また、この内燃機関に、燃焼ガスを気筒内に残留させる内部ＥＧＲ量を制御するなどのために、クランクシャフトに対する吸気弁のカム位相を変更する可変動弁機構を併用した場合には、以下のような問題がある。すなわち、このような可変動弁機構では通常、カム位相が、負荷として検出された吸気圧に応じ、吸気圧が高いほど、より進角側に設定される。したがって、吸気圧が大気圧に近い状態にある休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた直後には、その側のバンクの吸気圧が高いため、カム位相が進角側に設定されてしまう。その結果、内部ＥＧＲ量が多くなるため、燃焼が悪化し、それによって排ガス特性が悪化する。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、互いに独立した２つの吸気通路を有する場合において、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる可変動弁機構の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、第１バンク４ａおよび第２バンク４ｂにそれぞれ設けられた複数の気筒＃１〜５，＃６〜１０と、互いに独立して設けられ、第１バンク４ａの複数の気筒＃１〜５および第２バンクの複数の気筒＃６〜１０にそれぞれ接続された第１吸気通路３０ａおよび第２吸気通路３０ｂとを有し、第１および第２バンク４ａ，４ｂのすべての気筒＃１〜１０を運転する全筒運転モードと、第１バンク４ａのすべての気筒＃１〜５を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される内燃機関３において、第１バンク４ａに設けられ、吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相ＣＡＩＮ１を変更する可変動弁機構（実施形態における（以下、本項において同じ）カム位相可変機構１０）を制御する可変動弁機構の制御装置１であって、第１吸気通路３０ａに配置され、第１吸気通路３０ａを流れる吸気量を調整する吸気量調整弁（主スロットル弁１３ａ）と、吸気量調整弁の下流側における吸気圧ＰＢＡ１を検出する吸気圧検出手段（吸気圧センサ２７）と、運転モードが全筒運転モードのときに、検出された吸気圧ＰＢＡ１に応じてカム位相ＣＡＩＮ１を設定するカム位相設定手段（ＥＣＵ２ａ、図５のステップ６）と、を備え、カム位相設定手段は、運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間（所定時間Ｔ１）、カム位相ＣＡＩＮ１を最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定する（ＥＣＵ２ａ、図５のステップ４）ことを特徴とする。

この内燃機関は、第１および第２バンクのすべての気筒を運転する全筒運転モードと、第１バンクのすべての気筒を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される。また、第１および第２バンクの複数の気筒にはそれぞれ、互いに独立する第１および第２吸気通路を介して、吸気が送られる。第１吸気通路を流れる吸気量は吸気量調整弁で調整され、その下流側における吸気圧が、内燃機関の負荷として検出される。また、第１バンクには、クランクシャフトに対する吸気弁のカム位相を変更する可変動弁機構が設けられている。このカム位相は、全筒運転モードのときには、カム位相設定手段により、検出された吸気圧に応じて設定され、それにより、燃焼ガスを気筒内に残留させる内部ＥＧＲ量が制御される。

また、休筒運転モードでは通常、吸気弁が閉弁状態に保持されるため、第１バンクに設けられた第１吸気通路の吸気圧は、大気圧に近い高い値を示す。このため、休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられたときには、吸気圧は、大気圧に近い値から負荷に応じた値まで、遅れを伴って低下する。本発明によれば、全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間、吸気圧にかかわらずカム位相を強制的に最遅角値に設定するので、それにより内部ＥＧＲ量が最小に制御されることによって、安定した燃焼が得られる。したがって、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置１において、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２１、アクセル開度センサ２５）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、所定期間を設定する所定期間設定手段（ＥＣＵ２ａ、図５のステップ２〜３）と、をさらに備えることを特徴とする。

休筒運転モードから全筒運転モードへの切替時に、吸気圧が負荷に応じた値に低下するまでの時間は、内燃機関の運転状態に応じて異なる。本発明によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、所定期間を設定するので、実際の内燃機関の運転状態に応じて、吸気圧が負荷を表す値に低下するまでの期間、カム位相を最遅角値に設定でき、それにより、請求項１の発明による前述した作用をより適切に得ることができる。

請求項３に係る発明は、第１バンク４ａおよび第２バンク４ｂにそれぞれ設けられた複数の気筒＃１〜５，＃６〜１０と、互いに独立して設けられ、第１バンク４ａの複数の気筒＃１〜５および第２バンク４ｂの複数の気筒＃６〜１０にそれぞれ接続された第１吸気通路３０ａおよび第２吸気通路３０ｂとを有し、第１および第２バンク４ａ，４ｂのすべての気筒＃１〜１０を運転する全筒運転モードと、第１バンク４ａのすべての気筒＃１〜５を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される内燃機関３において、第１バンク４ａに設けられ、吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相ＣＡＩＮ１を変更する可変動弁機構（実施形態における（以下、本項において同じ）カム位相可変機構１０）を制御する可変動弁機構の制御装置１であって、第１吸気通路３０ａに配置され、第１吸気通路３０ａを流れる吸気量を調整する吸気量調整弁（主スロットル弁１３ａ）と、吸気量調整弁の下流側における吸気圧ＰＢＡ１を検出する吸気圧検出手段（吸気圧センサ２７）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２１、アクセル開度センサ２５）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、吸気圧ＰＢＡ１の目標となる目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１を設定する目標吸気圧設定手段（ＥＣＵ２ａ、図７のステップ１１）と、運転モードが全筒運転モードのときに、検出された吸気圧ＰＢＡ１に応じてカム位相ＣＡＩＮ１を設定するカム位相設定手段（ＥＣＵ２ａ）と、を備え、カム位相設定手段は、運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間、設定された目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１および検出された吸気圧ＰＢＡ１に応じて、カム位相を設定する（図７のステップ１７）ことを特徴とする。

本発明によれば、請求項１の発明と同様、内燃機関は、第１および第２バンクのすべての気筒を運転する全筒運転モードと、第１バンクのすべての気筒を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される。また、第１および第２バンクの複数の気筒にはそれぞれ、互いに独立する第１および第２吸気通路を介して、吸気が送られる。第１吸気通路を流れる吸気量は吸気量調整弁で調整され、その下流側における吸気圧が、内燃機関の負荷として検出される。また、第１バンクには、クランクシャフトに対する吸気弁のカム位相を変更する可変動弁機構が設けられている。このカム位相は、全筒運転モードのときには、カム位相設定手段により、検出された吸気圧に応じて設定され、それにより、燃焼ガスを気筒内に残留させる内部ＥＧＲ量が制御される。

また、検出された内燃機関の運転状態に応じ、吸気圧の目標となる目標吸気圧が設定される。休筒運転モードでは通常、吸気弁が閉弁状態に保持されるため、第１吸気通路の吸気圧は、大気圧に近い高い値を示す。このため休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられたときには、吸気圧は、大気圧に近い値から負荷に応じたより小さな値まで遅れを伴って低下する。本発明によれば、全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間、上記のように変化する吸気圧に加え、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標吸気圧に応じて、カム位相を設定するので、内部ＥＧＲ量が内燃機関の運転状態に応じて適切に制御されることによって、安定した燃焼が得られる。したがって、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の可変動弁機構の制御装置１において、カム位相設定手段は、所定期間において、運転モードが全筒運転モードに切り替えられた後の経過時間が大きいほど、カム位相ＣＡＩＮ１を設定する際の吸気圧ＰＢＡ１の反映度合（吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰ）をより大きくすることを特徴とする。

前述したように、休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた直後には、吸気圧は、大気圧に近い値を示し、負荷を良好に反映せず、その後、時間が経過するにつれて吸気圧は負荷を良好に反映するようになる。本発明によれば、全筒運転モードに切り替えられた後の経過時間が大きいほど、カム位相を設定する際の吸気圧の反映度合をより大きくし、目標吸気圧の反映度合をより小さくする。これにより、吸気圧による負荷の反映度合に応じてカム位相を設定することによって、請求項３の発明による前述した作用をより適切に得ることができるとともに、所定期間後の吸気圧に応じたカム位相の設定に滑らかに移行することができる。

本発明の実施形態による可変動弁機構の制御装置を、内燃機関とともに概略的に示す図である。 第１吸気通路を、内燃機関の第１バンクとともに概略的に示す図である。 カム位相可変機構の概略構成を示す模式図である。 カム位相可変機構によりカム位相が最遅角値（実線）および最進角値（２点鎖線）に設定されているときの排気弁のバルブリフト曲線を示す図である。 第１実施形態による第１バンクのカム位相の設定処理を示すフローチャートである。 第１実施形態によるカム位相の設定処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態による第１バンクのカム位相の設定処理を示すフローチャートである。 吸気圧信頼率マップの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による可変動弁機構の制御装置１、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。同図に示すように、制御装置１はエンジン３の第１バンク４ａ用のＥＣＵ２ａと、第２バンク４ｂ用のＥＣＵ２ｂを備えており、これらのＥＣＵ２ａ，２ｂはそれぞれ、第１および第２バンク４ａ，４ｂに対して、燃料噴射量の制御処理などの各種の制御処理を行う。

エンジン３は、図示しない車両に搭載されたＶ型１０気筒タイプのＤＯＨＣ型のガソリンエンジンである。このエンジン３の第１バンク４ａおよび第２バンク４ｂには、５つの気筒＃１〜５および気筒＃６〜１０がそれぞれ設けられている。第１および第２バンク４ａ，４ｂの各々には、吸気カムシャフト６および排気カムシャフト（図示せず）が設けられている。これらの吸気カムシャフト６および排気カムシャフトはそれぞれ、気筒＃１〜５および気筒＃６〜１０の各吸気弁および各排気弁（いずれも図示せず）を開閉駆動する複数の吸気カムおよび複数の排気カム（いずれも図示せず）を一体に有している。吸気カムシャフト６および排気カムシャフトは、タイミングベルトを介してクランクシャフト（いずれも図示せず）に連結されており、クランクシャフトが２回転するごとに１回転する。

吸気カムシャフト６の一端部には、カム位相可変機構１０が設けられている。このカム位相可変機構１０は、油圧を供給されることによって作動し、第１バンク４ａおよび第２バンク４ｂのクランクシャフトに対する吸気カムの位相（以下「カム位相」という）ＣＡＩＮ１，ＣＡＩＮ２を無段階に進角または遅角させることにより、吸気弁の開閉タイミングを早めまたは遅らせる。これにより、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップを長くまたは短くすることによって、内部ＥＧＲ量を増加または減少させるとともに、充填効率を変化させる。

図３に示すように、このカム位相可変機構１０は、電磁弁１０ａを有している。この電磁弁１０ａは、スプール弁機構１０ｂとソレノイド１０ｃを組み合わせたものであり、進角油路１７ａおよび遅角油路１７ｂを介して、進角室１５および遅角室１６にそれぞれ接続されていて、油圧ポンプ１１から供給された作動油圧ＰＯＩＬを制御し、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔとして、進角室１５および遅角室１６にそれぞれ供給する。ソレノイド１０ｃは、ＥＣＵ２ａからの位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮ１またはＥＣＵ２ｂからの位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮ２により、スプール弁機構１０ｂのスプール弁体を所定の範囲内で移動させることによって、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔを変化させる。

油圧ポンプ１１は、クランクシャフトに連結された機械式のものであり、クランクシャフトの回転に伴い、エンジン３のオイルパン３ｆに蓄えられた作動油を、油路１１ａを介して吸い込むとともに昇圧した後、油路１１ａを介して電磁弁１０ａに供給する。

以上の構成のカム位相可変機構１０では、油圧ポンプ１１の作動中、電磁弁１０ａが位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮ１に応じて動作することにより、進角油圧Ｐａｄが進角室１５に、遅角油圧Ｐｒｔが遅角室１６にそれぞれ供給され、その結果、前述したカム位相ＣＡＩＮ１が、所定の最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴと所定の最進角値ＣＡＩＮ＿ＡＤとの間で連続的に変化し、それにより、吸気弁の開閉タイミングは、図４に実線で示す最遅角タイミングと、２点鎖線で示す最進角タイミングとの間で無段階に変更される。

また、第１バンク４ａおよび第２バンク４ｂの吸気カムシャフト６のカム位相可変機構１０と反対側の端部にはそれぞれ、カム角センサ２２が設けられている。これらのカム角センサ２２，２２はそれぞれ、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト６の回転に伴い、所定のカム角（例えば１゜）ごとに、パルス信号であるＣＡＭ１信号およびＣＡＭ２信号を、ＥＣＵ２ａ，ＥＣＵ２ｂにそれぞれ出力する。

図１および図２に示すように、エンジン３の第１バンク４ａは第１吸気通路３０ａを、第２バンク４ｂは第２吸気通路３０ｂをそれぞれ有し、これらの第１および第２吸気通路３０ａ，３０ｂは互いに独立している。また、第１および第２吸気通路３０ａ，３０ｂは、互いにまったく同じ構成なので、以下、第１吸気通路３０ａについて説明する。

第１吸気通路３０ａは、吸気を取り入れるインテークチャンバ３４、主吸気管３１および副吸気管３２などで構成されている。主吸気管３１はインテークチャンバ３４に接続されており、主吸気管３１の下流側は、所定の容積を有する１つのＩＮＪベースチャンバ３３に接続されている。また、ＩＮＪベースチャンバ３３には、５つのバイパス分岐路３１ａの上流側端部が接続されており、バイパス分岐路３１ａの下流側端部は、５つの副吸気管３２をそれぞれ介して気筒＃１〜５に接続されている。また、ＩＮＪベースチャンバ３３には、吸気圧ＰＢＡ１を絶対圧として検出する吸気圧センサ２７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２ａに出力される。

主吸気管３１には、バタフライ弁からなる主スロットル弁１３ａが設けられている。主スロットル弁１３ａには主ＴＨアクチュエータ１３ｃが連結されており、主スロットル弁１３ａの開度（以下「主スロットル弁開度」という）ＡＴＨＡ１は、主ＴＨアクチュエータ１３ｃがＥＣＵ２ａからの制御信号で駆動されることによって変更され、それにより、主吸気管３１を介して気筒＃１〜５へ送られる吸気量が調整される。また、主スロットル弁開度ＡＴＨＡ１は、主スロットル弁開度センサ２３によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２ａに出力される。

５つの副吸気管３２の上流端にはファンネル３５がそれぞれ設けられており、これらのファンネル３５は、インテークチャンバ３４内に開口している。インテークチャンバ３４内の吸気は、ファンネル３５から各副吸気管３２に吸い込まれ、前述したバイパス分岐路３１ａからの吸気と合流した後に、気筒＃１〜５に送られる。

各副吸気管３２には、前述したバイパス分岐路３１ａの合流部よりも上流側に、バタフライ弁からなる副スロットル弁１３ｂが設けられている。これらの５つの副スロットル弁１３ｂに共通の１つの副ＴＨアクチュエータ１３ｄが連結されており、これらの副スロットル弁１３ｂの開度（以下「副スロットル弁開度」という）ＡＴＨＢ１は、副ＴＨアクチュエータ１３ｄがＥＣＵ２ａからの制御信号で駆動されることによって、同時にかつ互いに同じ開度に変更され、それにより、副吸気管３２を介して気筒＃１〜５へ送られる吸気量が調整される。この副スロットル弁開度ＡＴＨＢ１は、副スロットル弁開度センサ２４によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２ａに出力される。

一方、前記クランクシャフトには、マグネットロータとＭＲＥピックアップ（いずれも図示せず）から成るクランク角センサ２１が設けられている。クランク角センサ２１は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２ａおよびＥＣＵ２ｂに出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２ａは、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号である。ＥＣＵ２ａは、これらのＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号と前述したカム角センサ２２からのＣＡＭ１信号に基づき、第１バンク４ａのカム位相ＣＡＩＮ１を算出し、ＥＣＵ２ｂも同様に第２バンク４ｂのカム位相ＣＡＩＮ２を算出する。

また、ＥＣＵ２ａ，ＥＣＵ２ｂには、アクセル開度センサ２５から、図示しないアクセルペダルの操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、大気圧センサ２６から大気圧ＰＡを表す検出信号が、それぞれ出力される。

ＥＣＵ２ａおよびＥＣＵ２ｂは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータ（図示せず）で構成されている。前述した各種のセンサ２１〜２７の検出信号はそれぞれ、ＥＣＵ２ａおよびＥＣＵ２ｂに入力され、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに基づいて、各種の演算処理を実行する。

例えば、ＥＣＵ２ａは、要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン３の運転モードを、全筒運転モードまたは休筒運転モードに設定する。全筒運転モードは、第１および第２バンク４ａ，４ｂのすべての気筒＃１〜１０を運転する運転モードであり、休筒運転モードは、第１バンク４ａのすべての気筒＃１〜５を休止し、第２バンク４ｂの気筒＃６〜１０のみを運転する運転モードである。具体的には、全筒運転モード中、要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥがそれぞれの所定値以下であり、運転モードを切り替えるための切替機構の作動油の油圧が確保されているなどの所定の休筒条件が成立したときに、運転モードが休筒運転モードに切り替えられる。

また、ＥＣＵ２ａおよびＥＣＵ２ｂは、第１および第２バンク４ａ，４ｂの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１，ＣＡＩＮＣＭＤ２を、後述するようにして設定するとともに、検出されたカム位相ＣＡＩＮ１，ＣＡＩＮ２が目標カム位相ＣＡＣＭＤ１，ＣＡＣＭＤ２にそれぞれ収束するように、フィードバック制御によって、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＥＸ１，Ｕ＿ＣＡＥＸ２を算出する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２ａは、カム位相設定手段、所定期間設定手段および目標吸気圧設定手段に相当する。

次に、図５を参照しながら、ＥＣＵ２ａによって実行される、本発明の第１実施形態による第１バンク４ａの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１の設定処理について説明する。本処理は所定時間ごとに実行される。

本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、休止運転フラグＦ＿ＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。この休止運転フラグＦ＿ＳＴＰは、エンジン３の運転モードが休筒運転モードのときに「１」にセットされるものである。

このステップ１の答がＹＥＳで、運転モードが休筒運転モードのときには、所定時間Ｔ１を算出する（ステップ２）。この所定時間Ｔ１は、後述するように、運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定する時間に相当する。所定時間Ｔ１は、大気圧ＰＡ、エンジン回転数ＮＥ、主スロットル弁開度ＡＴＨＡ１および副スロットル弁開度ＡＴＨＢ１に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。このマップでは、所定時間Ｔ１は、大気圧ＰＡが高いほど、エンジン回転数ＮＥが低いほど、主スロットル弁開度ＡＴＨＡ１が小さいほど、また、副スロットル弁開度ＡＴＨＢ１が小さいほど、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替後、吸気圧ＰＢＡ１が負荷に応じた値に低下するのに要する時間がより長くなるため、より大きな値に設定されている。

次に、ダウンカウント式の遅延タイマのタイマ値ＴＭＤＣを、算出された所定時間Ｔ１にセットする（ステップ３）とともに、第１バンク４ａの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定し（ステップ４）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１の答がＮＯで、運転モードが全筒運転モードのときには、前述した遅延タイマのタイマ値ＴＭＤＣが０であるか否かを判別する（ステップ５）。この答がＮＯで、全筒運転モードへの切替後、所定時間Ｔ１が経過していないときには、吸気圧ＰＢＡ１が負荷に応じた値まで低下していないとして、ステップ４に進み、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を引き続き最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定し、本処理を終了する。

一方、上記ステップ５の答がＹＥＳで、全筒運転モードへの切替後、所定時間Ｔ１が経過したときには、吸気圧ＰＢＡ１が負荷に応じた値まで低下しているとして、吸気圧ＰＢＡ１およびエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を設定し（ステップ６）、本処理を終了する。このマップでは、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１は、吸気圧ＰＢＡ１が高いほど、また、エンジン回転数ＮＥが高いほど、より進角側に設定されている。

図６は、上述した目標カム位相設定処理によって得られる動作例を、運転モードの切替に伴う第１および第２バンク４ａ，４ｂの要求トルク（ＰＭＣＭＤ１，ＰＭＣＭＤ２）および吸気圧ＰＢＡ１，ＰＢＡ２の推移とともに示している。この例では、時点ｔ１までは運転モードが全筒運転モードに設定されており、吸気圧ＰＢＡ１，ＰＢＡ２は、要求トルクＰＭＣＭＤ１，ＰＭＣＭＤ２に応じた値を示している。また、第１および第２バンク４ａ，４ｂの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１，ＣＡＩＮＣＭＤ２は、それぞれ吸気圧ＰＢＡ１，ＰＢＡ２およびエンジン回転数ＮＥに応じて設定される。

なお、実際には、前述した休筒条件は時点ｔ０で成立しており、それに伴い、休筒運転モードに備えるために、第１バンク４ａの要求トルクＰＭＣＭＤ１を漸減するとともに、その分、第２バンク４ｂの要求トルクＰＭＣＭＤ２を漸増させる制御が行われる（ｔ０〜ｔ１）。

そして、運転モードが休筒運転モードに切り替えられると（ｔ１、ステップ１：ＹＥＳ）、第１バンク４ａの気筒＃１〜５がすべて休止されるとともに、第１バンク４ａの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１が最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定される（ステップ４）。また、吸気弁が閉弁状態に保持されるのに伴い、第１バンク４ａの吸気圧ＰＢＡ１が大気圧ＰＡ付近まで上昇する。

また、運転モードが全筒運転モードに切り替えられると（ｔ２、ステップ１：ＮＯ）、その後の所定時間Ｔ１（ｔ２〜ｔ３）、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１は、引き続き最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに保持される（ステップ４）。その間、第１バンク４ａの吸気圧ＰＢＡ１は、大気圧ＰＡに近い値から負荷に応じたより小さな値まで低下する。そして、所定時間Ｔ１が経過した後には、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１は、吸気圧ＰＢＡ１に応じて設定される（ｔ３以降）。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の所定時間Ｔ１、カム位相ＣＡＩＮ１を最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定する（図５のステップ４）。前述したように、全筒運転モードへの切替直後においては、吸気圧ＰＢＡ１は、休筒運転モード中の大気圧ＰＡに近い値から負荷に応じたより小さな値まで遅れを伴って低下するので、上記の所定時間Ｔ１の間、検出された吸気圧ＰＢＡ１にかかわらず、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を強制的に最遅角値ＣＡＩＮ＿ＲＴに設定することによって、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。

また、上記の所定時間Ｔ１を、検出された大気圧ＰＡ、エンジン回転数ＮＥ、主スロットル弁開度ＡＴＨＡ１および副スロットル弁開度ＡＴＨＢ１に応じて設定するので、上述した効果を、エンジン３の実際の運転状態に応じてより適切に得ることができる。

図７は、本発明の第２実施形態による第１バンク４ａの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１の設定処理を示す。本処理もまた、所定時間ごとに実行される。本処理ではまず、ステップ１１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定の目標吸気圧マップ（図示せず）を検索することによって、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１を算出する（ステップ１１）。この目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１は、全筒運転モードにおいて、そのときのエンジン３の運転状態に応じて得られるべき吸気圧に相当する。この目標吸気圧マップでは、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１は、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが大きいほど、より大きな値に設定されている。

次に、ステップ１２において、休止運転フラグＦ＿ＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、運転モードが休筒運転モードのときには、全筒復帰カウンタのカウンタ値ＣＮＴを０にリセットする（ステップ１３）。

一方、上記ステップ１２の答がＮＯで、運転モードが全筒運転モードのときには、全筒復帰カウンタのカウンタ値ＣＮＴをインクリメントする（ステップ１４）。このような算出方法から明らかなように、この全筒復帰カウンタのカウンタ値ＣＮＴは、運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の本処理の実行回数に等しく、本処理が所定時間ごとに実行されることから、全筒運転モードへの切替後の経過時間に相当する。

次に、前記ステップ１３または１４に続くステップ１５では、全筒復帰カウンタのカウンタ値ＣＮＴに応じ、図８に示す吸気圧信頼率マップを検索することによって、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰを算出する。この吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰは、全筒運転モードへの切替時における、検出された吸気圧ＰＢＡ１の負荷パラメータとしての信頼度を表す。

この吸気圧信頼率マップでは、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰは、全筒復帰カウンタのカウンタ値ＣＮＴが大きいほど、すなわち全筒運転モードへの切替後の経過時間が長いほど、より大きな値に設定されており、カウンタ値ＣＮＴが０のとき、すなわち全筒運転モードへの切替時に、値０に設定され、カウンタ値ＣＮＴが所定値ＣＲＥＦのとき、すなわち全筒運転モードへの切替後、所定時間が経過したときに、値１になるように設定されている。

次に、算出された吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰと、検出された吸気圧ＰＢＡ１および前記ステップ１１で算出された目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１を用い、次式（１）によって、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣを算出する（ステップ１６）。

ＰＢＡＳＲＣ＝ＰＢＡ１・Ｒ＿ＰＤＰ＋ＰＢＡＣＭＤ１・（１−Ｒ＿ＰＤＰ）
・・・・（１）

この式（１）から明らかなように、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣは、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１と吸気圧ＰＢＡ１との加重平均値であり、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰは加重平均の重み係数として用いられる。このため、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣは、ＰＢＡ信頼率Ｒ＿ＰＤＰが小さいほど、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１により近くなるように算出され、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰが大きいほど、吸気圧ＰＢＡ１により近くなるように算出される。また、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰは、全筒運転モードへの切替後の経過時間に応じて前述したように設定されるため、この経過時間が短いほど、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣに対する目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１の反映度合が大きくなり、経過時間が長いほど、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣに対する吸気圧ＰＢＡ１の反映度合が大きくなる。

次に、上記のようにして算出された検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣに応じ、所定の目標カム位相マップ（図示せず）を検索することによって、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１を算出する（ステップ１７）。この目標カム位相マップでは、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ１は、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣが小さいほど、より遅角側に設定されている。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の運転モードが休筒運転モードから全筒運転モードに切り替えられた後の所定時間、目標吸気圧ＰＢＡＣＭＤ１および検出された吸気圧ＰＢＡ１に応じて、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣを算出するとともに、算出された検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣに応じて、カム位相ＣＡＩＮ１を設定する（図７のステップ１７）。前述したように、全筒運転モードへの切替直後においては、吸気圧ＰＢＡ１は、休筒運転モード中の大気圧ＰＡに近い値から負荷に応じたより小さな値まで遅れを伴って低下するので、上記の所定時間の間、検索用吸気圧ＰＢＡＳＲＣに応じ、カム位相ＣＡＩＮ１を設定することによって、休筒運転モードから全筒運転モードへの切替直後においても、安定した良好な燃焼状態を確保でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。

また、全筒運転モードへの切替後の経過時間が大きいほど、吸気圧信頼率Ｒ＿ＰＤＰをより大きくすることによって、カム位相ＣＡＩＮ１を設定する際の吸気圧ＰＢＡ１の反映度合をより大きくする。これにより、前述した効果をより適切に得ることができるとともに、所定期間後の吸気圧ＰＢＡ１に応じたカム位相ＣＡＩＮ１の設定に滑らかに移行することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１実施形態では、全筒運転モードへの切替後の所定時間Ｔ１を設定するためのパラメータとして、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤを用いているが、エンジン３の運転状態を表す他の適当なパラメータを用いてもよい。また、第２実施形態では、全筒運転モードへの切替後の所定時間を、一定時間に設定しているが、第１実施形態の所定時間Ｔ１と同様、エンジン３の運転状態を表すパラメータに応じて設定してもよい。

また、実施形態では、第１吸気通路３０ａは、主スロットル弁１３ａが設けられた主吸気管３１と、副スロットル弁１３ｂが設けられた副吸気管３２を備えているが、これに限らず、主吸気管３１および副吸気管３２の一方を省略したものに本発明を適用してもよい。

また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 可変動弁機構の制御装置
２ａ ＥＣＵ（カム位相設定手段、所定期間設定手段、目標吸気圧設定手段）
３ エンジン（内燃機関）
４ａ 第１バンク
４ｂ 第２バンク
１０ カム位相可変機構（可変動弁機構）
１３ａ 主スロットル弁（吸気量調整弁）
２１ クランク角センサ（運転状態検出手段）
２５ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
２７ 吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
３０ａ 第１吸気通路
３０ｂ 第２吸気通路
＃１〜１０ 気筒
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の回転数）
ＣＡＩＮ１ 第１バンクのカム位相
ＣＡＩＮＣＭＤ１ 第１バンクの目標カム位相（カム位相）
ＣＡＩＮ＿ＲＴ 最遅角値
Ｔ１ 所定時間（所定期間）
ＰＢＡ１ 第１バンクの吸気圧
ＰＢＡＣＭＤ１ 第１バンクの目標吸気圧
Ｒ＿ＰＤＰ 吸気圧信頼率（吸気圧の反映度合）

Claims (4)

1. 第１バンクおよび第２バンクにそれぞれ設けられた複数の気筒と、互いに独立して設けられ、前記第１バンクの前記複数の気筒および前記第２バンクの前記複数の気筒にそれぞれ接続された第１吸気通路および第２吸気通路とを有し、前記第１および第２バンクのすべての気筒を運転する全筒運転モードと、前記第１バンクのすべての気筒を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される内燃機関において、前記第１バンクに設けられ、吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相を変更する可変動弁機構を制御する可変動弁機構の制御装置であって、
   前記第１吸気通路に配置され、当該第１吸気通路を流れる吸気量を調整する吸気量調整弁と、
   当該吸気量調整弁の下流側における吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
   前記運転モードが前記全筒運転モードのときに、前記検出された吸気圧に応じて前記カム位相を設定するカム位相設定手段と、を備え、
   当該カム位相設定手段は、前記運転モードが前記休筒運転モードから前記全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間、前記カム位相を最遅角値に設定することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記所定期間を設定する所定期間設定手段と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置。
3. 第１バンクおよび第２バンクにそれぞれ設けられた複数の気筒と、互いに独立して設けられ、前記第１バンクの前記複数の気筒および前記第２バンクの前記複数の気筒にそれぞれ接続された第１吸気通路および第２吸気通路とを有し、前記第１および第２バンクのすべての気筒を運転する全筒運転モードと、前記第１バンクのすべての気筒を休止する休筒運転モードに、運転モードが切り替えて運転される内燃機関において、前記第１バンクに設けられ、吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相を変更する可変動弁機構を制御する可変動弁機構の制御装置であって、
   前記第１吸気通路に配置され、当該第１吸気通路を流れる吸気量を調整する吸気量調整弁と、
   当該吸気量調整弁の下流側における吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、吸気圧の目標となる目標吸気圧を設定する目標吸気圧設定手段と、
   前記運転モードが全筒運転モードのときに、前記検出された吸気圧に応じて前記カム位相を設定するカム位相設定手段と、を備え、
   当該カム位相設定手段は、前記運転モードが前記休筒運転モードから前記全筒運転モードに切り替えられた後の所定期間、前記設定された目標吸気圧および前記検出された吸気圧に応じて、前記カム位相を設定することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
4. 前記カム位相設定手段は、前記所定期間において、前記運転モードが全筒運転モードに切り替えられた後の経過時間が大きいほど、前記カム位相を設定する際の前記吸気圧の反映度合をより大きくすることを特徴とする、請求項３に記載の可変動弁機構の制御装置。

Images