JP2013231368A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間において、電子制御ユニットの負荷を低減することができ、且つ、被駆動機器の駆動に応答遅れが生じることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間は、電子制御ユニット２１によらずに、駆動ユニット２２のみでバルブリフト量可変機構１７の制御が行われる。このため、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間、バルブリフト量可変機構１７の制御を含めて燃費や始動性を改善するための内燃機関１の各種制御を行うことに起因して電子制御ユニット２１の負荷が高くなることを抑制できる。更に、このように電子制御ユニット２１の負荷が高くなることに起因して、バルブリフト量可変機構１７の制御に係る処理に遅れが生じたり、同制御によるバルブリフト量可変機構１７の駆動に応答遅れが生じたりすることを抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関の制御装置として、同機関の吸気バルブや排気バルブといった機関バルブに対するカム作用角及び同機関バルブの最大リフト量を可変とする可変動弁機構や、機関バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を可変とする可変動弁機構といった被駆動機器を制御するものが知られている。

ちなみに、特許文献１には、バルブリフト量可変機構を駆動するための指令値を機関運転状態に基づき電子制御ユニットによって算出した後、同電子制御ユニットを通じて上記算出された指令値に基づきバルブリフト可変機構を駆動する制御装置が記載されている。また、特許文献２には、バルブタイミング可変機構を駆動するための指令値を機関運転状態に基づき電子制御ユニットによって算出した後、その電子制御ユニットから出力される指令値に基づき駆動ユニットを通じてバルブタイミング可変機構を駆動する制御装置が記載されている。

特開２０００−２８２９００公報 特開２００８−５７４５４公報

ところで、内燃機関における燃費や始動性を改善するため、同機関の停止開始から次回の始動までの間において、被駆動機器（可変動弁機構等）の制御を含めて内燃機関の各種制御を行う要望が高まっている。しかし、こうした被駆動機器の制御や内燃機関の各種制御を同機関の停止開始から次回の始動開始までの間に行おうとすると、そうした制御の実行に伴う電子制御ユニットの負荷が高くなることは避けられない。そして、このように電子制御ユニットの負荷が高くなると、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間において、電子制御ユニットを通じて行われる被駆動機器の制御に係る処理に遅れが生じ、ひいては同制御による被駆動機器の駆動に応答遅れが生じるおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間において、電子制御ユニットの負荷を低減することができ、且つ被駆動機器の駆動に応答遅れが生じることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明によれば、内燃機関に設けられた被駆動機器を駆動する際には、その被駆動機器を駆動するための指令値が電子制御ユニットによって機関運転状態に基づき算出される。このように電子制御ユニットにより算出された指令値が同電子制御ユニットから出力されると、その出力された指令値に基づき駆動ユニットにより上記被駆動機器が駆動される。ここで、内燃機関の燃費や始動性を改善するために同機関の停止開始から次回の始動までの間において、被駆動機器の制御を含めて内燃機関の各種制御を行う要望が高まっている。ただし、そうした要望を実現しようとして電子制御ユニットの負荷が高くなると、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間に、電子制御ユニットを通じて行われる被駆動機器の制御に係る処理に遅れが生じ、ひいては同制御による被駆動機器の駆動に応答遅れが生じるおそれがある。しかし、請求項１記載の発明では、上記駆動ユニットが指令値を設定する機能を有しており、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間においては、電子制御ユニットでの指令値の算出が停止される一方、駆動ユニットにより指令値が設定されて同指令値に基づき被駆動機器が駆動される。このように内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間は、電子制御ユニットによらずに駆動ユニットのみで被駆動機器の制御が行われるため、上述したように電子制御ユニットの負荷が高くなることに起因して、被駆動機器の制御に係る処理に遅れが生じたり同制御による被駆動機器の駆動に応答遅れが生じたりすることを抑制できる。なお、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間、電子制御ユニットで被駆動機器を駆動するための指令値の算出を行わなくてもよくなる。このため、その分だけ同電子制御ユニットの負荷が低減されるようになる。

上記被駆動機器としては、例えば内燃機関の吸気バルブに対するカム作用角を可変とする可変動弁機構があげられる。この場合、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間、請求項２記載の発明のように、上記カム作用角が内燃機関の停止時に対応する目標値となるように上記可変動弁機構を制御するための指令値を駆動ユニットによって設定し、その設定された指令値に基づき駆動ユニットを通じて可変動弁機構を駆動することが好ましい。

内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間における可変動弁機構の指令値としては、請求項３記載の発明のように、上記カム作用角が吸気バルブの閉弁時期を下始点付近の時期とし得る目標値Ａとなるよう設定することが好ましい。これは、内燃機関の停止中に吸気バルブの閉弁時期を下死点付近の時期としておくことにより、内燃機関の次回の始動開始直後の圧縮比が高められ、それによって筒内での燃料の着火を良好に行うことができるためである。

上記目標値に関しては、請求項４記載の発明のように、内燃機関の始動が近いと判断される状況のときには上記目標値Ａよりも大きい目標値Ｂを採用し、同機関の始動が遠いと判断される状況のときには上記目標値Ａを採用することが、より好ましい。ここで、内燃機関の停止中に同機関の始動が近いと判断される状況のときには、同機関の停止及び始動が頻繁に行われている状況である可能性が高く、こうした状況のもとでは機関始動開始後の早期に機関出力の急上昇が求められる可能性が高い。これに対応して、内燃機関の停止中に同機関の始動が近いと判断される状況のときには、吸気バルブに体する上記カム作用角が目標値Ａよりも大きい目標値Ｂに調整される。このため、停止中の内燃機関の始動が行われた直後に機関出力の急上昇が要求されるとしても、速やかに同機関の吸入空気量を多くして上記要求に対応することができる。

内燃機関としては、手動によって停止及び始動が行われる他、運転中にこける自動停止条件の成立に基づく自動停止、及び、自動停止中における自動再始動条件の成立に基づく自動再始動も行われるものを採用することが考えられる。この場合、請求項５記載の発明のように、手動による内燃機関の停止操作時、もしくは自動停止条件の成立時になされる内燃機関の停止指令に基づき、駆動ユニットによる指令値の設定及び同指令値に基づく被駆動機器の駆動が開始される。

なお、請求項５記載の発明を請求項４記載の発明に適用する場合、手動による内燃機関の停止が行われた状況を内燃機関の始動が遠いと判断される状況とし、吸気バルブに対するカム作用角の目標値として上記目標値Ａを採用することが好ましい。一方、自動停止条件の成立に基づき内燃機関の自動停止が行われた状況を同機関の始動が近いと判断される状況であるとし、吸気バルブに対するカム作用角の目標値として上記目標値Ｂを採用することが好ましい。

本発明の可変動弁装置が適用される内燃機関全体を示す略図。 同機関のクランク角の変化に対する吸気バルブ及び排気バルブのリフト量の変化を示すグラフ。 吸気バルブに対するカム作用角を示す説明図。 吸気バルブに対するカム作用角を示す説明図。 バルブリフト量可変機構の制御元を切り換える切換処理の実行手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、内燃機関の停止開始から次回の始動開始に至る過程での機関回転速度の変化、電子制御ユニットによるバルブリフト量可変機構の制御の有無の変化、駆動ユニットのみによるバルブリフト量可変機構の制御の有無の変化、及び吸気バルブに対するカム作用角の変化を示すタイムチャート。

以下、本発明を自動車等の車両に搭載される内燃機関の制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示される内燃機関１においては、燃焼室２に繋がる吸気通路３にスロットルバルブ１３が開閉可能に設けられており、同吸気通路３を通じて燃焼室２に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から同機関１の吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。一方、燃焼室２で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路８に送り出される。なお、上記クランクシャフト７には、内燃機関１を始動させる際に同クランクシャフト７を強制的に回転（クランキング）させるスタータ１０が接続されている。

内燃機関１における燃焼室２と吸気通路３との間は、吸気バルブ１１の開閉動作を通じて連通・遮断される。この吸気バルブ１１は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける吸気カムシャフト１２の回転に伴って開閉動作する。また、内燃機関１における燃焼室２と排気通路８との間は、排気バルブ１４の開閉動作を通じて連通・遮断される。この排気バルブ１４は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける排気カムシャフト１５の回転に伴って開閉動作する。なお、内燃機関１には、吸気バルブ１１の開閉特性を可変とする可変動弁機構が設けられている。

内燃機関１の可変動弁機構は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構１６と、吸気バルブ１１の最大リフト量及び吸気バルブ１１に対するカム作用角を可変とするバルブリフト量可変機構１７とを備えている。これらバルブタイミング可変機構１６及びバルブリフト量可変機構１７の動作により、吸気バルブ１１の開閉特性が可変とされる。詳しくは、バルブタイミング可変機構１６を動作させると、吸気バルブ１１の開弁期間を一定に保持した状態で同バルブ１１の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角する。また、バルブリフト量可変機構１７を動作させると、吸気バルブ１１に対するカム作用角と吸気バルブ１１の最大リフト量とが互いに同期して変化する。

こうした内燃機関１を搭載する車両には、同機関１の運転に関する各種制御を実行する電子制御ユニット２１が設けられている。この電子制御ユニット２１は、上記制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。

電子制御ユニット２１の入力ポートには、以下に示す各種のセンサ等が接続されている。
・内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサ２５。

・車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ２６。
・車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２７の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２８。

・運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル２９のオン操作及びオフ操作を検出するブレーキスイッチ２９ａ。
・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ３０。

・運転者によって操作されるシフトレバー３５の操作位置に対応した信号出力するシフトポジションセンサ３１。
・吸気通路３を通過する空気の量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ３２。

・吸気カムシャフト１２の回転に基づき同シャフト１２の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ３３。
・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力するクランクポジションセンサ３４。

・運転者の手動での内燃機関１の始動開始時や運転停止時に操作されるイグニッションスイッチ３６。
・排気通路８内の温度を検出する排気温センサ３８。

・バッテリ電圧を検出する電圧センサ３９。
電子制御ユニット２１の出力ポートには、燃料噴射弁４の駆動回路、点火プラグ５の駆動回路、スタータ１０の駆動回路、スロットルバルブ１３の駆動回路、及びバルブタイミング可変機構１６の駆動回路などの各種機器の駆動回路等が接続されている。

なお、電子制御ユニット２１は、バルブリフト量可変機構１７を駆動するための駆動ユニット２２に対し車内ネットワーク（ＣＡＮ）を通じて接続されており、ＣＡＮを介しての相互通信により上記駆動ユニット２２と必要な情報を共有する。この駆動ユニット２２には、バルブリフト量可変機構１７の駆動量を検出する駆動量検出センサ３７からの検出信号が入力される。

電子制御ユニット２１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、機関回転速度や機関負荷（内燃機関１の１サイクル当たりに燃焼室２に吸入される空気の量）といった機関運転状態を把握する。なお、機関回転速度はクランクポジションセンサ３４からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷は、アクセルポジションセンサ２８、及びスロットルポジションセンサ３０、及び、エアフローメータ３２等の検出信号に基づき求められる内燃機関１の吸入空気量と上記機関回転速度とから算出される。電子制御ユニット２１は、クランクポジションセンサ３４及びカムポジションセンサ３３からの検出信号に基づき、吸気バルブ１１の実際のバルブタイミング（開閉タイミング）に対応するパラメータとして、吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミング（クランク角）を測定する。更に、電子制御ユニット２１は、駆動ユニット２２からの情報（駆動量検出センサ３７の検出信号に基づく情報）をもとに、吸気バルブ１１に対する実際のカム作用角を把握する。

電子制御ユニット２１は、機関負荷や機関回転速度といった機関運転状態、及び吸気バルブ１１のバルブタイミングの実測値に基づき、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号（指令値）を出力する。こうして内燃機関１における燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御、及び吸気バルブ１１のバルブタイミング制御、並びに、スタータ１０の駆動制御等が電子制御ユニット２１を通じて実施される。また、電子制御ユニット２１は、機関負荷や機関回転速度といった機関運転状態、及び吸気バルブ１１に対するカム作用角の実測値に基づき上記駆動ユニット２２に指令信号（指令値）を出力する。駆動ユニット２２は、電子制御ユニット２１からの指令値に基づきバルブリフト量可変機構１７を駆動する。こうして吸気バルブ１１のカム作用角制御が電子制御ユニット２１及び駆動ユニット２２を通じて実施される。なお、吸気バルブ１１のバルブタイミングの制御、及び吸気バルブ１１に対するカム作用角の制御に関しては、内燃機関１の燃費及び出力が最良となるように行われる。その結果、吸気バルブ１１の開閉特性、すなわちクランク角の変化に対する吸気バルブ１１のリフト量の推移が、機関負荷の増大に伴って図２に矢印で示すように変化する。

次に、内燃機関１の停止及び始動について説明する。
内燃機関１の停止及び始動は、運転者によるイグニッションスイッチ３６の操作に基づき手動で行われる。

詳しくは、内燃機関１の運転中にイグニッションスイッチ３６が始動操作されると、それに基づいて同機関１の停止指令がなされて燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止される。そして、燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止されると、内燃機関１の自立運転が行われなくなり、それによって機関回転が停止するようになる。また、内燃機関１の停止中にイグニッションスイッチ３６が始動操作されると、それに基づいて同機関１の始動指令がなされる。そして、内燃機関１の始動指令がなされると、スタータ１０の駆動を通じて内燃機関１のクランキングが行われるとともに、そのクランキング中に燃料噴射弁４からの燃料噴射が開始される。これにより、燃料噴射弁４から吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が、吸気行程でのピストン６の吸気下死点に向けた移動を通じて筒内（燃焼室２）に吸入される。更に、上記燃料と共に吸気ポート３ａから燃焼室２内に空気も吸入される。そして、燃焼室２内で燃料が空気と混合された状態で点火プラグ５により着火され、その着火を通じて燃料が燃焼することにより、内燃機関１の自立運転が開始されて同機関１の始動が完了する。

内燃機関１の停止及び始動は、同機関１の燃費改善を意図して所定の条件のもとで自動的にも行われる。
すなわち、内燃機関１の運転中に所定の自動停止条件が成立したときには同機関１が自動的に停止される。上記自動停止条件としては、内燃機関１の駆動による車両の走向要求に関係する条件、すなわちアクセル操作量が「０」であって内燃機関１の出力要求がないこと、車速がほぼ「０」であること（例えば３ｋｍ／ｈ未満であること）、及びブレーキペダル２９が踏み込まれている（オン操作されている）こと、等々の条件があげられる。また、上記自動停止条件としては、内燃機関１の駆動による車両の走向要求以外の要求に基づく機関運転に関係する条件、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が完了していること等々の条件もあげられる。そして、これらの条件すべての成立をもって、すなわち内燃機関１の駆動による車両の走行要求が無く、且つ、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求が無いとき、自動停止条件が成立した旨判断される。このように自動停止条件が成立した旨判断されると、燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止されて内燃機関１の自立運転が行われなくなることから機関回転が停止する。このように機関回転を停止させることにより、内燃機関１の燃費改善が図られる。

また、内燃機関１の自動停止によって機関回転が停止した状態にあって、内燃機関１の自動再始動条件が成立すると、内燃機関１の自動再始動が行われる。上記自動再始動条件としては、アクセル操作量が「０」よりも大きくなること、ブレーキペダル２９の踏み込みが解除されたこと（オフ操作されたこと）、並びに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が未完状態であること、等々の条件があげられる。ちなみに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機が未完状態であるか否かは、水温センサ２５、電圧センサ３９、及び排気温センサ３８等からの検出信号に基づいて判断することが可能である。そして、上述した各種の条件のうちの少なくとも一つの成立をもって、すなわち内燃機関１の駆動による車両の走行要求があるとき、もしくはバッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求があるとき、自動再始動条件が成立した旨判断される。このように自動再始動条件が成立した旨判断されると、スタータ１０の駆動を通じて内燃機関１のクランキングが行われるとともに、そのクランキング中に燃料噴射弁４からの燃料噴射が開始される。これにより、燃料噴射弁４から吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が、吸気行程でのピストン６の吸気下死点に向けた移動を通じて筒内（燃焼室２）に吸入される。更に、上記燃料と共に吸気ポート３ａから燃焼室２内に空気も吸入される。そして、燃焼室２内で燃料が空気と混合された状態で点火プラグ５により着火され、その着火を通じて燃料が燃焼することにより、内燃機関１の自立運転が開始されて同機関１の自動再始動が完了する。

ところで、内燃機関１における燃費や始動性を改善するため、同機関１の停止開始から次回の始動までの間において、バルブリフト量可変機構１７といった可変動弁機構の制御を含めて内燃機関１の各種制御を行う要望が高まっている。

ここで、内燃機関１の停止開始から次回の始動までの間におけるバルブリフト量可変機構１７の制御については、例えば次のように行うことが考えられる。すなわち、吸気バルブ１１に対するカム作用角が内燃機関１の停止時に対応する目標値となるようバルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値を算出し、その指令値に基づいてバルブリフト量可変機構１７を駆動する。これにより、内燃機関１の停止開始から次回の始動までの間におけるバルブリフト量可変機構１７の制御が実現される。

内燃機関１の停止時に対応する吸気バルブ１１に対するカム作用角の上記目標値としては、吸気バルブ１１の閉弁時期を図３に示すように下始点付近の時期とし得る目標値Ａ（図２に「Ａ」で示される値に相当）を採用することが考えられる。このように目標値Ａを採用して内燃機関１の停止中に吸気バルブ１１の閉弁時期を下死点付近の時期としておくことにより、内燃機関１の次回の始動開始直後の圧縮比が高められる。その結果、内燃機関１の始動開始直後における筒内（燃焼室２内）での燃料の着火を良好に行うことができるとともに、同着火直後の機関出力トルクを低温時の内燃機関１のフリクションに抗し得る値とすることができる。

また、内燃機関１の停止時に対応する吸気バルブ１１に対するカム作用角の上記目標値として上記目標値Ａよりも大きい目標値Ｂを採用することも考えられる。内燃機関１の停止開始した状態にあって同機関１の次回の始動が近いときには、上述した目標値Ｂを採用することが好ましい。ここで、内燃機関１の停止開始した状態にあって同機関１の次回の始動が近いときには、同機関１の停止及び始動が頻繁に行われている状況である可能性が高く、こうした状況のもとでは機関始動開始後の早期に機関出力の急上昇が求められる可能性が高い。この場合、内燃機関１の停止中に吸気バルブ１１に対するカム作用角を図４に示すように上記目標値Ｂ（図２に「Ｂ」で示される値に相当）に調整しておけば、停止状態にある内燃機関１の始動が行われた直後に機関出力の急上昇が要求されるとしても、速やかに同機関１の吸入空気量を多くして上記要求に対応することができる。

図１に示す内燃機関１の停止開始から次回の始動までの間において、上述したバルブリフト量可変機構１７の制御を含め、燃費や始動性を改善するための内燃機関１の各種制御を行おうとすると、そうした制御の実行に伴う電子制御ユニット２１の負荷が高くなることは避けられない。そして、このように電子制御ユニット２１の負荷が高くなると、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間において、電子制御ユニット２１を通じて行われる上記バルブリフト量可変機構１７の制御に係る処理に遅れが生じ、ひいては同制御によるバルブリフト量可変機構１７の駆動に応答遅れが生じるおそれがある。このため、本実施形態では、バルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値を設定する機能を上記駆動ユニット２２に持たせる。そして、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間においては、電子制御ユニット２１での上記指令値の算出が停止される一方、駆動ユニット２２により上記指令値を設定して同指令値に基づきバルブリフト量可変機構１７を駆動する。

次に、本実施形態における内燃機関１の制御装置の動作について説明する。
内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間は、電子制御ユニット２１によらずに、駆動ユニット２２のみでバルブリフト量可変機構１７の制御が行われる。このため、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間、上述したように電子制御ユニット２１の負荷が高くなることに起因して、バルブリフト量可変機構１７の制御に係る処理に遅れが生じたり、同制御によるバルブリフト量可変機構１７の駆動に応答遅れが生じたりすることを抑制できる。なお、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間、電子制御ユニット２１でバルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値の算出を行わなくてもよくなる。このため、その分だけ同電子制御ユニット２１の負荷が低減されるようになる。

図５は、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間において、バルブリフト量可変機構１７の制御元を切り換える切換処理の実行手順を示すフローチャートである。この切換処理では、まず内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間であって駆動ユニット２２のみでのバルブリフト量可変機構１７の制御の実施中であるか否かの判断に用いられるフラグＦが「０（実施中でない）」であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで肯定判定であれば、内燃機関１の停止開始時であるかが判断される（Ｓ１０２）。こうした内燃機関１の停止開始時であるか否かの判断は、例えば内燃機関１の停止指令があるか否かに基づいて行われる。なお、内燃機関１の停止指令は、内燃機関１の運転中に自動停止条件が成立したときや、運転者のイグニッションスイッチ３６による手動での機関停止操作が行われたときになされる。

そして、内燃機関１の停止指令がないことに基づき、Ｓ１０２の処理で内燃機関１の停止開始時でない旨判断されると、駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止状態とされ（Ｓ１０３）、更には電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行される（Ｓ１０４）。詳しくは、電子制御ユニット２１にてバルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値が算出される。そして、電子制御ユニット２１から出力された上記指令値に基づき駆動ユニット２２を通じてバルブリフト量可変機構１７が駆動される。一方、Ｓ１０２の処理で内燃機関１の停止開始時である旨判断されると、フラグＦが「１（実施中）」に設定される（Ｓ１０５）。その後、電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止され（Ｓ１０６）、更には駆動ユニット２２によるバルブリフト量可変機構１７の制御が開始される（Ｓ１０７）。詳しくは、電子制御ユニット２１でのバルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値の算出が停止されるとともに、駆動ユニット２２にて上記指令値の設定が行われる。そして、その設定された指令値に基づき駆動ユニット２２を通じてバルブリフト量可変機構１７が駆動される。なお、内燃機関１の停止開始時にフラグＦが「１」に設定されると、その後はＳ１０１で否定判定がなされるため、Ｓ１０２及びＳ１０５の処理をスキップしてＳ１０６に進む。

内燃機関１の停止中であって、電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止され、且つ駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行されているときには、内燃機関１の始動開始時であるか否かが判断される（Ｓ１０８）。こうした内燃機関１の始動開始時であるか否かの判断は、例えば内燃機関１の始動指令があるか否かに基づいて行われる。なお、内燃機関１の始動指令は、内燃機関１の自動停止中に自動再始動条件が成立したときや、運転者のイグニッションスイッチ３６による手動での機関始動操作が行われたときになされる。そして、内燃機関１の始動指令があることに基づき、Ｓ１０８の処理で内燃機関１の始動開始時である旨判断されると、フラグＦが「０（実施中でない）」に設定される（Ｓ１０９）。その結果、次回のＳ１０１の処理で肯定判定がなされるとともにＳ１０２で否定判定がなされるため、Ｓ１０３の処理を通じて駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止され、更にはＳ１０４の処理を通じて電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行される。

次に、内燃機関１の停止中に行われる駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御について、図６のタイムチャートを参照して詳しく説明する。
内燃機関１の停止が開始されると（タイミングＴ１）、図６（ａ）に示すように機関回転速度が低下して「０」になる。また、内燃機関１の停止開始時には、図６（ｂ）に示すように電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行から停止に切り換えられるとともに、図６（ｃ）に示すように駆動ユニット２２によるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止から実行に切り換えられる。そして、停止状態にある内燃機関１の始動が開始されると（タイミングＴ２）、図６（ａ）に示すように機関回転速度が「０」から上昇する。また、内燃機関１の始動開始時には、図６（ｂ）に示すように電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止から実行に切り換えられるとともに、図６（ｃ）に示すように駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行から停止に切り換えられる。

従って、内燃機関１の停止開始（Ｔ１）から次回の始動開始（Ｔ２）までの期間には、電子制御ユニット２１によるバルブリフト量可変機構１７の制御が停止される一方、駆動ユニット２２のみによるバルブリフト量可変機構１７の制御が実行される。ここで、上記期間中の駆動ユニット２２は、吸気バルブ１１に対するカム作用角が内燃機関１の停止時に対応する目標値（この例では目標値Ａもしくは目標値Ｂ）となるようバルブリフト量可変機構１７を駆動するための指令値を設定し、その指令値に基づきバルブリフト量可変機構１７を駆動する。こうしたバルブリフト量可変機構１７の制御により、吸気バルブ１１に対するカム作用角が上記目標値に調整される。

内燃機関１の停止開始時、駆動ユニット２２は、内燃機関１の始動が遠いと判断される状況のときには、吸気バルブ１１に対するカム作用角の目標値として上記目標値Ａを採用する。なお、内燃機関１の始動が遠いと判断される状況としては、例えば手動による内燃機関１の停止が行われた状況があげられる。ここで、内燃機関１の停止中に同機関１の始動が遠いと判断される状況のときには、次回の内燃機関１の始動が機関低温状態のもとで行われる可能性が高い。こうした状況のもとでの内燃機関１の始動性を良好なものとすべく、内燃機関１の停止中における吸気バルブ１１に対するカム作用角の目標値として上述したように目標値Ａが採用される。このため、図６（ｄ）に実線で示すように、内燃機関１の停止中に上記カム作用角が目標値Ａに調整される。この場合、内燃機関１の停止中、吸気バルブ１１の閉弁時期を下死点付近の時期としておくことができ、内燃機関１の次回の始動開始直後の圧縮比が高められる。その結果、内燃機関１の始動開始直後における筒内（燃焼室２内）での燃料の着火を良好に行うことができるとともに、同着火直後の機関出力トルクを低温時の内燃機関１のフリクションに抗し得る値とすることができ、内燃機関１の始動性を良好なものとすることができる。

また、内燃機関１の停止開始時、駆動ユニット２２は、内燃機関１の始動が近いと判断される状況のときには、吸気バルブ１１に対するカム作用角の目標値として上記目標値Ｂを採用する。なお、内燃機関１の始動が近いと判断される状況としては、例えば自動停止による内燃機関１の停止が行われた状況があげられる。ここで、内燃機関１の停止中に同機関１の始動が近いと判断される状況のときには、同機関１の停止及び始動が頻繁に行われている状況である可能性が高く、こうした状況のもとでは機関始動開始後の早期に機関出力の急上昇が求められる可能性が高い。これに対応して、内燃機関１の停止中に同機関の始動が近いと判断される状況のときには、図６（ｄ）に二点鎖線で示すように吸気バルブ１１に体する上記カム作用角が目標値Ａよりも大きい目標値Ｂに調整される。このようにカム作用角が目標値Ｂに調整されている状況のもとでは、停止中の内燃機関１の始動が行われた直後に機関出力の急上昇が要求されるとしても、速やかに同機関１の吸入空気量を多くして上記要求に対応することができる。なお、カム作用角が上述したように目標値Ｂに調整された状態のもと、停止状態にある内燃機関１の温度が低下するほど同機関１の始動が行われない状況が長く続いた場合には、同機関１の低温時の始動性を考慮して上記カム作用角の目標値が目標値Ｂから目標値Ａに変更される。その結果、内燃機関１の停止中の上記カム作用角度が目標値Ａに調整される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間は、電子制御ユニット２１によらずに、駆動ユニット２２のみでバルブリフト量可変機構１７の制御が行われる。このため、内燃機関１の停止開始から次回の始動開始までの間、バルブリフト量可変機構１７の制御を含めて燃費や始動性を改善するための内燃機関１の各種制御を行うことに起因して電子制御ユニット２１の負荷が高くなることを抑制できる。更に、このように電子制御ユニット２１の負荷が高くなることに起因して、バルブリフト量可変機構１７の制御に係る処理に遅れが生じたり、同制御によるバルブリフト量可変機構１７の駆動に応答遅れが生じたりすることを抑制できる。

（２）内燃機関１の停止開始時、駆動ユニット２２は、内燃機関１の始動が遠いと判断される状況、例えば手動による内燃機関１の停止が行われた状況のときには、吸気バルブ１１に対するカム作用角の目標値として上記目標値Ａを採用する。これにより、内燃機関１の停止中に同機関１の始動が遠く、次回の内燃機関１の始動が機関低温状態のもとで行われる可能性が高いとき、吸気バルブ１１の閉弁時期を下死点付近の時期としておくことができ、内燃機関１の次回の始動開始直後の圧縮比が高められる。その結果、内燃機関１の始動開始直後における筒内（燃焼室２内）での燃料の着火を良好に行うことができるとともに、同着火直後の機関出力トルクを低温時の内燃機関１のフリクションに抗し得る値とすることができ、内燃機関１の始動性を良好なものとすることができる。

（３）内燃機関１の停止開始時、内燃機関１の始動が近いと判断される状況、例えば自動停止による内燃機関１の停止が行われた状況のときには、同機関１の停止及び始動が頻繁に行われている状況である可能性が高く、機関始動開始後の早期に機関出力の急上昇が求められる可能性が高い。これに対応して、内燃機関１の停止中に同機関の始動が近いと判断される状況のときには、駆動ユニット２２は、吸気バルブ１１に対する上記カム作用角を目標値Ａよりも大きい目標値Ｂに調整する。このようにカム作用角が目標値Ｂに調整されている状況のもと、停止中の内燃機関１の始動が行われた直後に機関出力の急上昇が要求されるとしても、速やかに同機関１の吸入空気量を多くして上記要求に対応することができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・内燃機関１の停止中に駆動ユニットにより制御される被駆動機器としてバルブリフト量可変機構１７を例示したが、バルブタイミング可変機構１６などの他の機器を上記被駆動機器とすることも可能である。

・自動停止及び自動再始動が行われない内燃機関に本発明を適用してもよい。この場合には、内燃機関の停止中における吸気バルブに対するカム作用角の目標値を上記目標値Ａに固定することが好ましい。

・内燃機関とモータとを原動機とするハイブリッド車両に搭載された内燃機関に本発明を適用してもよい。

１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、３ａ…吸気ポート、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、１０…スタータ、１１…吸気バルブ、１２…吸気カムシャフト、１３…スロットルバルブ、１４…排気バルブ、１５…排気カムシャフト、１６…バルブタイミング可変機構、１７…バルブリフト量可変機構、２１…電子制御ユニット、２２…駆動ユニット、２５…水温センサ、２６…車速センサ、２７…アクセルペダル、２８…アクセルポジションセンサ、２９…ブレーキペダル、２９ａ…ブレーキスイッチ、３０…スロットルポジションセンサ、３１…シフトポジションセンサ、３２…エアフローメータ、３３…カムポジションセンサ、３４…クランクポジションセンサ、３５…シフトレバー、３６…イグニッションスイッチ、３７…駆動量検出センサ、３８…排気温センサ、３９…電圧センサ。

Claims (5)

1. 内燃機関に設けられた被駆動機器を駆動するための指令値を機関運転状態に基づき算出する電子制御ユニットと、その電子制御ユニットから出力される前記指令値に基づき前記被駆動機器を駆動する駆動ユニットとを備える内燃機関の制御装置において、
   前記駆動ユニットは、前記指令値を設定する機能を有するものであり、
   内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間は、前記電子制御ユニットでの前記指令値の算出を停止する一方、前記駆動ユニットにより前記指令値を設定して同指令値に基づき前記被駆動機器を駆動する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記被駆動機器は、内燃機関の吸気バルブに対するカム作用角を可変とする可変動弁機構であり、
   前記駆動ユニットは、前記カム作用角が内燃機関の停止時に対応する目標値となるよう前記指令値を設定し、その指令値に基づき前記可変動弁機構を駆動する
   請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記駆動ユニットは、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間、前記カム作用角が前記吸気バルブの閉弁時期を下始点付近の時期とし得る目標値Ａとなるよう前記指令値を設定する
   請求項２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記駆動ユニットは、内燃機関の停止開始から次回の始動開始までの間、同機関の始動が近いと判断される状況のときには前記カム作用角の目標値として前記目標値Ａよりも大きい目標値Ｂを採用し、同機関の始動が遠いと判断される状況のときには前記カム作用角の目標値として前記目標値Ａを採用する
   請求項３記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、手動によって停止及び始動が行われる他、運転中における自動停止条件の成立に基づく自動停止、及び、自動停止中における自動再始動条件の成立に基づく自動再始動も行われるものであり、
   前記駆動ユニットは、手動による内燃機関の停止操作時、もしくは前記自動停止条件の成立時になされる内燃機関の停止指令に基づき、前記指令値の設定及び同指令値に基づく前記被駆動機器の駆動を開始する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。