JP2017008831A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷地におけるエンジン１の冷間始動時などに、ＶＶＴ８に残留しているオイル中で氷塊が生成していても、ロックピン８９の動作が阻害されないようにする。
【解決手段】エンジン１のクランクシャフト１３（出力軸）にトルクを与えて、その回転が停止する位置を調整可能な停止位置調整手段（実施例ではモータジェネレータＭＧ１）を備える。エンジン１を停止させる際に、ＶＶＴ８の油圧室８７，８８に残留するオイルの油面高さＯよりもロックピン８９の位置が高くなるように、ＭＧ１トルクを制御して、クランクシャフト１３の回転が停止する位置を調整する（ステップＳＴ２，ＳＴ３：停止位置制御手段）。
【選択図】図５

Description

本発明は、油圧動作式の可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関を停止させる際に、その出力軸の回転が停止する位置を好適に制御するための技術に関する。

従来より、車両に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）において、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の動弁時期を変更可能な油圧動作式の可変動弁機構（以下、ＶＶＴという）が知られている。一例として特許文献１に記載のＶＶＴは、吸気カムシャフトに取り付けられたベーンロータと、これを回動可能に収容するハウジングとを備えており、このハウジングにスプロケットが取り付けられて、タイミングチェーンによりクランクシャフト（出力軸）の回転が伝達されるようになっている。

そして、前記のハウジング内に形成された油圧室にエンジンオイルを供給して、ベーンロータとの間に油圧力を発生させることにより、ベーンロータとハウジングとを相対的に回動させ、吸気カムシャフトのクランク角に対する位相、即ち吸気バルブの動弁時期を変更することができる。また、ベーンロータに設けられた収容孔には、進退可能にロックピンが収容され、これがハウジングに設けられた嵌合孔に嵌め込まれることによって、両者の相対的な回動を規制するようになっている。

特開２０１４−２０２０８０号公報

ところで、一般的にエンジンの燃焼ガスには水蒸気が含まれており、例えば未暖機状態のようにエンジンの温度が低いときにはクランクケース内で凝縮水が発生して、オイルに混入することになる。特に、ハイブリッド車両のようにエンジンの起動および停止が頻発するものでは、暖機の途中でエンジンの運転が停止されることも多く、オイル中に混入した水分が蒸発せずに蓄積されるようになる。

このようにしてオイルに混入した水分は、例えば寒冷地など氷点下になる環境下では凍結することがあり、これにより生成した氷塊がＶＶＴの動作に悪い影響を及ぼすおそれがあった。すなわち、通常、エンジンの停止後もＶＶＴの油圧室には少量のオイルが残留しており、このオイルにロックピンが漬かった状態でエンジンが停止していると、前記のようにオイルに含まれている水分が凍結し、生成した氷塊がロックピンの動作を阻害することになるからである。

このような問題点を考慮して本発明の目的は、エンジンの冷間始動時などに、ＶＶＴの油圧室に残留しているオイル中で氷塊が生成していても、これによりロック部材の動作が阻害されないようにすることにある。

本発明では、内燃機関（エンジン）を停止させる際に、その出力軸の回転が停止する位置を調整して、ＶＶＴのロック部材の高さが油圧室において残留するオイルの油面よりも高くなるようにした。

すなわち、本発明は、ＶＶＴを備えた内燃機関の制御装置を対象とするもので、そのＶＶＴは、内燃機関の出力軸および動弁系のカム軸の一方とともに回転するハウジングと、当該ハウジング内に回動可能に収容されて、前記出力軸およびカム軸の他方とともに回転するロータと、前記ハウジング内に形成され、当該ハウジングおよびロータ間に相対的に回動するような油圧力を発生させる油圧室と、前記ハウジングおよびロータのいずれか一方に設けられた収容孔に、進退可能に収容されて、当該ハウジングおよびロータの他方に設けられた嵌合孔に嵌め込まれることで、両者の相対的な回動を規制するロック部材と、を備えている。

そして、本発明に係る制御装置は、前記出力軸にトルクを与えて、その回転が停止する位置を調整可能な停止位置調整手段と、内燃機関を停止させる際に、前記油圧室に残留するオイルの油面高さよりも前記ロック部材の位置が高くなるように、前記停止位置調整手段によって前記出力軸の回転が停止する位置を制御する停止位置制御手段と、を備えるものとした。

前記の構成により、内燃機関を停止させる際には、燃料の供給が停止されるとともに、停止位置制御手段による停止位置調整手段の制御が行われ、その出力軸の回転が停止する位置が調整される。すなわち、例えば、ＶＶＴがカムシャフトに取り付けられている場合、このＶＶＴにおいて相対的に上方（カムシャフトの軸心よりも上方）にロック部材が位置するようにして、内燃機関を停止させる。これにより、ロック部材の位置は、油圧室に残留するオイルの油面よりも高くなるので、寒冷地などでの機関始動時にＶＶＴ内に残留しているオイル中の水分が凍結し、氷塊が生成していても、この氷塊がロック部材の動作を阻害する心配はない。

より具体的に、例えばロック部材が１つであれば、これがカムシャフトの真上に位置するようなクランク角位置を基準として、その進角側および遅角側にそれぞれクランク角で所定角度（例えば１８０°）までの範囲にエンジンを停止させればよい。また、例えばロック部材が２つであれば、それらの周方向の間隔のうち短い方の中央部が、カムシャフトの真上に位置するようなクランク角位置を基準とすればよい。

前記停止位置調整手段としては、オルタネータなどの補機や変速機のクラッチを利用することができるが、好ましいのは、ハイブリッド車両の電動モータを用いることである。このような電動モータは、トルクが大きく、制御性も高いので、内燃機関の停止位置を正確に調整できる上に、その際に大きなショックが発生する心配も少ない。

本発明に係る内燃機関の制御装置によると、内燃機関を停止させるときには、停止後のＶＶＴの油圧室に残留するオイルの油面よりも高い位置に、ロック部材が位置するようにして、出力軸の回転を停止させる。これにより、その後の冷間始動時などにＶＶＴの油圧室に残留するオイル中で氷塊が生成していても、これによりロック部材の動作が阻害されることはなく、ＶＶＴの動作に不具合が生じる心配はない。

実施の形態に係る車両のハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。 エンジンの概略構成図である。 ＶＶＴの構造を示す横断面図である。 ＶＶＴの構造を示す縦断面図である。 実施の形態に係るエンジン停止位置制御の手順を示すフローチャートである。 ＭＧ１トルクマップの一例を示す模式図である。 エンジン停止位置制御における動力分割機構の動作を表す共線図である。 ロックピンが２つの他の実施形態に係る図３相当図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は一例として、本発明をハイブリッド車両に搭載されたガソリンエンジンに適用する場合について説明する。

−ハイブリッドシステムの概要−
図１に模式的に示すように本実施の形態のハイブリッドシステムは公知のものであり、エンジン１および２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を有して、そのエンジン１の出力を、無段変速機としても機能する電気駆動系５を介して駆動輪６に伝達するようになっている。エンジン１について詳しくは後述するが、電気駆動系５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の他に、リダクション機構５１、動力分割機構５２、インバータ５３、ＨＶバッテリ５４などを備えている。

前記モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、例えば交流同期電動機からなり、電動機または発電機として機能する。すなわち、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれインバータ５３を介してＨＶバッテリ５４に接続されており、モータジェネレータコントロールユニット５５（以下、ＭＧ−ＥＣＵ５５という）によるインバータ５３の制御によって、モータ動作と発電動作とに切替えられる。

例えば、動力分割機構５２に接続されているモータジェネレータＭＧ１は、エンジン１の出力により駆動されて、発電動作を行うことができる。こうして発電された電力はインバータ５３を介してＨＶバッテリ５４の充電に供され、必要に応じてモータジェネレータＭＧ２にも供給される。また、モータジェネレータＭＧ１はスタータモータとしても機能する。一方、リダクション機構５１に接続されているモータジェネレータＭＧ２は、ＨＶバッテリ５４からの電力供給を受けて走行用のモータとして機能する。モータジェネレータＭＧ２は車両の制動時には発電動作し、運動エネルギーを回生することもできる。これにより、インバータ５３を介してＨＶバッテリ５４が充電される。

リダクション機構５１は公知の遊星歯車機構であって、エンジン１やモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発生した動力をデファレンシャル７および車軸を介して駆動輪６に伝達する。リダクション機構５１は、駆動輪６の回転力をエンジン１やモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に伝達することもできる。動力分割機構５２も公知の遊星歯車機構であって、エンジン１からの動力をモータジェネレータＭＧ２とモータジェネレータＭＧ１とに分配する。一例として動力分割機構５２では、リングギヤがモータジェネレータＭＧ２に連結され、サンギヤがモータジェネレータＭＧ１に連結され、キャリアがエンジン１に連結されている。

前記のようなシステムの全体的な制御は、パワーマネジメントコントローラ２００（以下、ＰＭＣ２００という）によって行われる。例えば、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度等に基づいて、ＰＭＣ２００が車両の駆動に必要なトルク、目標エンジン出力、目標モータトルクなどを計算し、エンジンコントロールユニット１００（以下、ＥＧ−ＥＣＵ１００という）やおよびＭＧ−ＥＣＵ５５に制御指令として出力する。これを受けてＥＧ−ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転制御を行い、ＭＧ−ＥＣＵ５５はインバータ５３によりモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作制御を行う。これにより駆動輪６の駆動力および回転数などが制御される。

−エンジンの概要−
図２にはエンジン１の概略構成を示す。本実施の形態のエンジン１は例えば４気筒のガソリンエンジンであって、各気筒２（図には１つのみ示す）には燃焼室１１を区画するようにピストン１２が収容されている。ピストン１２とクランクシャフト１３（出力軸）はコンロッド１４によって連結されており、そのクランクシャフト１３の回転角（クランク角）を検出するクランク角センサ１０１が、シリンダブロック１５の下部に配設されている。また、シリンダブロック１５の側壁には、ウォータジャケットに臨んで冷却水温度を検出する水温センサ１０２が配設されている。

一方、シリンダブロック１５の上端にはシリンダヘッド１６が組み付けられており、各気筒２内に臨むように点火プラグ２０が配設されて、イグナイタ２１からの電力の供給により火花放電するようになっている。また、シリンダヘッド１６には、各気筒２内の燃焼室１１に連通するように吸気ポート３０および排気ポート４０が形成され、それぞれの気筒２内に臨む開口部が吸気バルブ３１および排気バルブ４１によって開閉されるようになっている。

これら吸気バルブ３１および排気バルブ４１を動作させる動弁系は、吸気および排気の２本のカムシャフト３２，４２（カム軸）を備えており、これらがタイミングチェーン（図示せず）およびスプロケット８３（図３を参照）を介して、クランクシャフト１３により回転される。また、吸気カムシャフト３２の近傍には、特定の気筒２が所定クランク角位置（例えば第１気筒２が圧縮ＴＤＣ近傍）にあるときにパルス状の信号を発生するように、カム角センサ１０３が設けられている。

吸気カムシャフト３２（および排気カムシャフト４２）は、クランクシャフト１３の半分の速度で回転するので、クランクシャフト１３が２回転（クランク角で７２０°変化）する毎に、カム角センサ１０３は少なくとも１回、パルス信号を出力する。そして、このカム角センサ１０３の信号と、前記クランク角センサ１０１の信号とに基づいて、各気筒２のクランク角位置（吸気、圧縮、膨張および排気の４つの行程からなる燃焼サイクルにおける現在の位置）を認識することができる。

また、本実施の形態では吸気カムシャフト３２に、その回転角（カム角）のクランク角に対する位相を連続的に変更可能な可変動弁機構８（以下、ＶＶＴ８という）が取り付けられている。詳しくは図３などを参照して後述するように、ＶＶＴ８は、いわゆる油圧動作式のものであり、吸気カムシャフト３２とスプロケット８３とを相対的に回動させることによって、吸気バルブ３１の動弁時期を進角側または遅角側に変更することができる。

そして、前記吸気ポート３０の上流側（吸気の流れの上流側）に連通する吸気通路３には、エアフローメータ１０４、吸気温センサ１０５（エアフローメータ１０４に内蔵）、および、電子制御式のスロットルバルブ３３が配設されている。このスロットルバルブ３３はスロットルモータ３４によって駆動され、吸気の流れを絞ってエンジン１の吸気量を調整するものである。また、吸気通路３の下流側には、各気筒２毎に吸気ポート３０に燃料を噴射するようにインジェクタ３５も配設されている。

そのインジェクタ３５によって吸気ポート３０に噴射された燃料は、吸気と混じり合いながら吸気行程の気筒２内に吸入され、圧縮行程で圧縮された後に点火プラグ２０により点火されて燃焼する。これにより発生した既燃ガスは、気筒２の排気行程で排気ポート４０に流出する。この排気ポート４０の下流側（排気の流れの下流側）に連通する排気通路４には、排気浄化用の触媒４３が配設され、その上流側には空燃比センサ１０６が配設されている。

−ＶＶＴ−
次に、図３および図４を参照してＶＶＴ８について説明する。このＶＶＴ８は、円筒状のハウジング８０と、その内部に回動可能に収容されたロータ８１とを備えていて、ロータ８１がセンタボルト８２によって吸気カムシャフト３２の端部に固定されている一方、ハウジング８０は、ボルト８４によってスプロケット８３に固定されている。スプロケット８３はタイミングチェーンを介してクランクシャフト１３に連係されている。

図３に表れているように、ロータ８１の外周には放射状に突出する４つのベーン８５が設けられている一方、ハウジング８０の周壁には内方に向かって延びる４つの区画壁８６が設けられていて、それらのベーン８５および区画壁８６の間に複数の油圧室８７，８８が形成されている。このうち、ベーン８５を挟んで回転方向（図の時計回り）の後側に位置する油圧室８７が、進角側の油圧室８７であり、反対に回転方向の前側に位置する油圧室８８が、遅角側の油圧室８８である。

すなわち、ロータ８１は、油圧室８７，８８に供給されるエンジンオイル（以下、単にオイルという）の油圧が電磁制御弁（図示せず）によって調整されることにより、油圧室８７，８８の油圧力をベーン８５に受けて、ハウジング８０に対して相対回動する。例えば、進角側の油圧室８７の油圧力が増大すると、ロータ８１はハウジング８０に対して吸気カムシャフト３２の回転方向前側に回動し、吸気バルブ３１の動弁時期が進角側に変更される。反対に遅角側の油圧室８８の油圧力が増大すれば、吸気バルブ３１の動弁時期は遅角側に変更される。

そのように油圧室８７，８８にオイルを供給または排出するための油路は、ロータ８１、吸気カムシャフト３２、および軸受け部１７（図４にのみ示す）に亘って形成されている。詳しくは、ロータ８１には油圧室８７，８８にそれぞれ連通するロータ内油路８１ａ，８１ｂが形成され、これらが吸気カムシャフト３２内を軸心の方向に延びるシャフト内油路３２ａ，３２ｂ（図４にのみ示す）にそれぞれ連通している。また、シャフト内油路３２ａ，３２ｂはそれぞれ、カムジャーナル３２ｃに形成された環状の凹部３２ｄ，３２ｅを介して、軸受け部１７内の油路１７ａ，１７ｂに連通し、図示しない電磁制御弁に至る。

また、ロータ８１のベーン８５の１つには、段差付きの貫通孔８５ａ（収容孔）が形成され、ここにはフランジ付きのロックピン８９が進退可能に収容されている。このロックピン８９は、図４にのみ示す圧縮コイルばね９０の弾性力によって付勢されており、その先端部と対向するようにハウジング８０には嵌合孔８０ａが形成されている。そして、ロックピン８９の先端部が嵌合孔８０ａに嵌め込まれることで、ロータ８１およびハウジング８０の相対的な回動が規制されるようになっている。

つまり、前記のロックピン８９が、ハウジング８０およびロータ８１の相対的な回動を制限するロック部材であり、本実施の形態においてロックピン８９と嵌合孔８０ａとは、吸気カムシャフト３２の位相が最遅角位相になったときに合致して、ロックピン８９の先端部が嵌合孔８０ａに嵌め込まれるようになっている。

−制御系−
以上のように構成されたエンジン１は、ＰＭＣ２００との協調の下、ＥＧ−ＥＣＵ１００によって制御される。すなわち、ＥＧ−ＥＣＵ１００とＰＭＣ２００とは、エンジン制御およびモータジェネレータ制御に必要な情報を互いに送受可能に接続されている。また、ＰＭＣ２００にはＭＧ−ＥＣＵ５５も接続されていて、モータジェネレータ制御に必要な情報を互いに送受可能になっている。

前記ＥＧ−ＥＣＵ１００、ＰＭＣ２００およびＭＧ−ＥＣＵ５５はそれぞれ、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成である。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップＲＡＭは例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。

図２を参照して上述したように、ＥＧ−ＥＣＵ１００には、クランク角センサ１０１、水温センサ１０２、カム角センサ１０３、エアフローメータ１０４、吸気温センサ１０５、空燃比センサ１０６などが接続されている。また、図１にのみ示すがＰＭＣ２００には、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１０７の他、車輪速センサ１０８などが接続されている。

そして、ＰＭＣ２００は、アクセル開度センサ１０７の出力に基づいてアクセル開度を算出し、車輪速センサ１０８の出力に基づいて、駆動輪６の回転数や車速を算出し、さらに、車両の駆動に必要なトルク、目標エンジン出力、目標モータトルクなどを算出する。これらの目標エンジン出力、目標モータトルクなどに基づく制御指令が、ＰＭＣ２００からＥＧ−ＥＣＵ１００およびＭＧ−ＥＣＵ５５に出力される。

ＥＧ−ＥＣＵ１００は、上述した各種センサなどから入力される信号と、ＰＭＣ２００からの制御指令とに基づいて種々の制御プログラムを実行することにより、イグナイタ２１による点火時期の制御、スロットルモータ３４によるスロットル開度の制御（即ち、吸気量の制御）、およびインジェクタ３５による燃料噴射制御を実行する。また、ＥＧ−ＥＣＵ１００はエンジン１の運転状態の変化に応じてＶＶＴ８を動作させ、吸気バルブ３１の動弁時期を変更する。

さらに、ＥＧ−ＥＣＵ１００は、例えば車両のドライバの操作などに応じて、ハイブリッドシステムにおいてエンジン１の停止要求が生じた場合、インジェクタ３５による燃料噴射およびイグナイタ２１による点火を停止するとともに、以下に説明するようにモータジェネレータＭＧ１のトルク（以下、「ＭＧ１トルク」ということもある）を制御して、クランクシャフト１３の回転が停止する位置（エンジン１の停止位置）を調整する。

−エンジンの停止位置の制御−
以下に、本実施の形態の特徴とするエンジン停止位置制御について説明する。この制御は、例えば寒冷地などにおけるエンジン１の冷間始動時などに、オイル中に氷塊が含まれていてもＶＶＴ８の動作に不具合が生じないようにするためのものである。具体的には、エンジン１を停止させるときに、ロックピン８９が吸気カムシャフト３２よりも上方に位置するように、クランクシャフト１３の回転が停止する位置を調整する。

すなわち、一般的にエンジン１の燃焼ガスには水蒸気が含まれているので、例えば未暖機状態のようにエンジン１の温度が低いときには、クランクケース内で発生した凝縮水がオイルに混入するようになる。特に、本実施の形態のようなハイブリッド車両のエンジン１は、始動および停止が頻発するため、暖機途中でエンジン１の運転が停止されることも多く、オイル中に混入した水分が蒸発せずに蓄積される。

このようにしてオイル中に蓄積した水分は、例えば寒冷地において凍結することがあり、これにより生成した氷塊がＶＶＴ８のロックピン８９の動作を阻害するおそれがあった。すなわち、エンジン１の停止後、ＶＶＴ８の油圧室８７，８８内のオイルは、ロータ内油路８１ａ，８１ｂやシャフト内油路３２ａ，３２ｂを介して排出されるが、オイルの一部は油圧室８７，８８内に残留するようになる。このオイルの油面の高さを図３に一点鎖線Ｏで示す。

そして、仮にその油面Ｏよりも下方にロックピン８９が位置していると、前記のように寒冷地などにおいてオイル中の水分が凍結し、生成した氷塊がロックピン８９の動作を阻害することがあり、これによってＶＶＴ８の動作に不具合が生じるおそれがあった。これに対し、本実施の形態では、エンジン１を停止させるときに、クランクシャフト１３に作用するＭＧ１トルクを制御して、その回転が停止する位置を調整し、ＶＶＴ８のロックピン８９の位置が油面Ｏよりも高くなるようにしている。

以下、図５〜７を参照して、本実施の形態においてＥＧ−ＥＣＵ１００により行われるエンジン停止位置制御の具体的な手順を説明する。この制御を実行することによってＥＧ−ＥＣＵ１００は、エンジン１を停止させるときにモータジェネレータＭＧ１（停止位置調整手段）によって、ＶＶＴ８のロックピン８９の位置が油圧室８７，８８に残留するオイルの油面高さＯよりも高くなるように、クランクシャフト１３の停止位置を制御する停止位置制御手段を構成する。

図５のフローに示す処理は、エンジン停止要求の発生に応じて割り込み処理として実行される。なお、エンジン停止要求は、例えば、車両の停車中にドライバがパワースイッチをＯＦＦ操作（パワースイッチを押し込み操作）した場合に生じる。また、車両の停車中にエンジン１が自動停止し、その後に、ドライバがパワースイッチをＯＦＦ操作した場合にもエンジン停止要求が生じたと判定される。

こうしてエンジン停止要求が生じて、処理がスタートすると、まず、ステップＳＴ１において、水温センサ１０２から出力される信号に基づいて、エンジン１の冷却水温度を算出する。続いてステップＳＴ２において、予めＥＧ−ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されているＭＧ１トルクマップに従って、冷却水温度およびクランク角位置に対応するＭＧ１トルク（目標ＭＧ１トルク）を算出する。なお、ＭＧ１トルクマップは、クランクシャフト１３に与えるべき好適なＭＧ１トルクを予め実験、シミュレーションによって適合したものである。

図６に一例を示すようにＭＧ１トルクマップには、冷却水温度およびクランク角位置に対応づけてＭＧ１トルクの制御目標値（目標ＭＧ１トルク）が設定されている。図の例では横軸に目標停止位置の範囲Ｘを示しており、この範囲Ｘ内においてクランクシャフト１３の回転が停止すれば、ＶＶＴ８のロックピン８９の高さは油面Ｏよりも高くなる。言い換えると、そうなるように予め実験、シミュレーションによって目標停止置の範囲Ｘが設定されている。

詳しくは、ＶＶＴ８が最遅角位相になる状態で、図３に示すようにロックピン８９が吸気カムシャフト３２の真上に位置するときのクランク角位置θ１を基準とし、ここから進角側（図３の右側）および遅角側（図３の左側）にそれぞれ１２０°（クランク角では２４０°）までの角度範囲にあれば、ロックピン８９の位置は油面Ｏよりも高くなる。本実施の形態では余裕を持たせて、吸気カムシャフト３２の真上から進角側および遅角側にそれぞれクランク角で１８０°までの範囲を、目標停止位置範囲Ｘとしている。

図６のＭＧ１トルクマップにおいては、実線および破線のグラフで示すように、クランク角位置が目標停止位置範囲Ｘに達するまで、つまり、この範囲Ｘよりも進角側（図６の左側）では、その範囲Ｘに近づくほどＭＧ１トルクが小さくなっていき、範囲Ｘに入るとＭＧ１トルクは「０」になる。また、クランク角位置が目標停止位置範囲Ｘよりも遅角側（図６の右側）では、この範囲Ｘから離れるほどＭＧ１トルクは大きくなっている。

また、ＭＧ１トルクマップにおける実線のグラフは、冷却水温度が比較的高い（例えば８０℃）場合のものであり、破線のグラフは、冷却水温度が比較的低い（例えば３０℃）場合のものである。目標停止位置範囲Ｘよりも進角側では、冷却水温度が低いほどＭＧ１トルクが大きくなっており、これは、冷却水温度が低い場合はフリクションが大きいので、範囲Ｘに達するまでにクランクシャフト１３の回転が停止してしまうことを防止するためである。

なお、図６の例では目標停止位置範囲Ｘよりも遅角側では、冷却水温度が低いほどＭＧ１トルクが小さくなっているが、これに限らず、遅角側でも冷却水温度が低いほどＭＧ１トルクを大きく設定してもよい。また、前記実線および破線のグラフでそれぞれ示す冷却水温度（３０℃および８０℃）以外であれば、補間計算によって現在の冷却水温度に応じたＭＧ１トルクが算出される。

このようにして目標ＭＧ１トルクを算出した後にステップＳＴ３では、そのＭＧ１トルクの制御指令をＭＧ−ＥＣＵ５５に出力する。すなわち、制御指令はＥＧ−ＥＣＵ１００からＰＭＣ２００を介してＭＧ−ＥＣＵ５５に出力され、このＭＧ−ＥＣＵ５５によってモータジェネレータＭＧ１が制御されることにより、クランクシャフト１３に与えられるＭＧ１トルクが制御される。

一例として図７には、停車状態においてエンジン１を停止させるときの動力分割機構５２の動作を表している。この共線図に実線αとして示す状態からエンジン１を停止させる場合、燃料の供給および点火を停止した状態でモータジェネレータＭＧ１をモータ動作させ、動力分割機構５２のサンギヤ（Ｓ）を正回転させながら、このモータジェネレータＭＧ１のトルク（ＭＧ１トルク）をピニオンギヤおよびキャリヤ（Ｃ）を介して、エンジン１のクランクシャフト１３に与える。

これにより、図７にＥＧとして示すようにクランクシャフト１３の回転速度が徐々に低下してゆくので、ステップＳＴ５では、クランク角センサ１０１の信号に基づいて、クランクシャフト１３の回転が停止したか否か判定する（エンジン停止？）。そして、未だクランクシャフト１３の回転が停止しておらず、否定判定（ＮＯ）であればステップＳＴ２に戻って、再び冷却水温度およびクランク角位置に応じた目標ＭＧ１トルクを算出する。図６を参照して上述したように目標ＭＧ１トルクは、目標停止位置範囲Ｘに近づくほど小さくなっていく。

これにより、図７において破線βとして示すようにモータジェネレータＭＧ１の回転速度を低下させ、ピニオンギヤおよびキャリヤ（Ｃ）を介してエンジン１のクランクシャフト１３に与えるＭＧ１トルクを減少させることができる。よって、目標停止位置範囲Ｘに近づくほどクランクシャフト１３の回転速度は低下してゆく。一方、目標停止位置範囲Ｘを超えるとＭＧ１トルクは大きくなっていくので、図７において一点鎖線γとして示すようにモータジェネレータＭＧ１の回転速度を上昇させてゆき、エンジン１のクランクシャフト１３に付与するトルクを増大させることができる。

このようにして、クランク角位置が目標停止位置範囲Ｘに近づいていくときには、クランクシャフト１３の回転速度を低下させる一方、目標停止位置範囲Ｘを超えてしまえば、次の目標停止位置範囲Ｘに向けて、クランクシャフト１３の回転速度を上昇させる。そして、いずれかの目標停止位置範囲Ｘにおいてクランクシャフト１３の回転が停止し、前記のステップＳＴ５において肯定判定（ＹＥＳ）すれば、エンジン１の停止位置制御を終了する（エンド）。

以上、説明したように本実施の形態では、エンジン１を停止させる際にＭＧ１トルクを制御して、クランクシャフト１３の回転が停止する位置を調整し、ＶＶＴ８のロックピン８９の位置が油圧室８７，８８に残留するオイルの油面Ｏよりも高くなるようにしたので、寒冷地などにおけるエンジン１の始動時に、ＶＶＴ８に残留するオイル中に氷塊が含まれていても、ロックピン８９の動作が阻害されることはなく、ＶＶＴ８の動作に不具合が生じる心配はない。

また、本実施の形態では、ハイブリッド車両においてエンジン１のクランクシャフト１３に連結されたモータジェネレータＭＧ１を利用して、クランクシャフト１３の回転が停止する位置を調整している。モータジェネレータＭＧ１はトルクが大きく、制御性も高いので、クランクシャフト１３の停止位置を正確に調整できる上に、その際に大きなショックが発生する心配も少ない。

−他の実施の形態−
前記した実施の形態では、ＶＶＴ８においてロータ８１のベーン８５に設けた貫通孔８５ａにロックピン８９を収容し、ハウジング８０に設けた嵌合孔８０ａに嵌め込むように構成しているが、これに限らず、ロックピン８９を、ハウジング８０側に設けた貫通孔に収容し、ロータ８１側に設けた嵌合孔８０ａに嵌め込むように構成してもよい。

また、例えば図８に示すように２つのロックピン９１、９２を備え、前記実施の形態のように最遅角位相でのロック（ハウジング８０およびロータ８１の相対的な回動を規制する）以外に、より進角側の位相においてもロック（中間ロック）できるようにしたものであっても、本発明を適用することができる。なお、図８に示す他の実施形態の基本的な構造は前記実施の形態のＶＶＴ８と同じなので、ハウジング８０やロータ８１などには同一の符号を付す。

図８に示す他の実施形態においては、２つのロックピン９１、９２が略同じ高さにあって、いずれも吸気カムシャフト３２の軸心よりも高くなるようにして、クランクシャフト１３を停止させればよい。すなわち、図８に示す中間ロック位相の状態、或いは、図示しない最遅角位相のロック状態のいずれかにおいて、２つのロックピン９１、９２の周方向の間隔のうち、短い方の中央部Ｃがカムシャフト３２の真上に位置するようなクランク角位置を基準とする。

そして、その基準となるクランク角位置から進角側（図８の右側）および遅角側（図８の左側）にそれぞれ３０°（クランク角では６０°）くらいまでの角度範囲であれば、ロックピン９１、９２の両方の位置が油面Ｏよりも高くなるので、この範囲を、目標停止位置範囲Ｘとして、前記実施の形態と同様にクランクシャフト１３の停止位置を制御すればよい。

さらに、前記実施の形態では吸気カムシャフト３２の端部にＶＶＴ８を固定した場合について説明したが、これにも限定されず、例えば排気カムシャフト４２の端部にＶＶＴを固定した場合についても、本発明を適用することができる。

さらにまた、前記実施の形態ではモータジェネレータＭＧ１を用いてクランクシャフト１３にトルクを与え、その回転が停止する位置を調整するようにしているが、これにも限定されない。ハイブリッドシステムを搭載しない車両においては、例えばオルタネータなどのエンジン補機や変速機のクラッチを利用して、クランクシャフト１３にトルクを与えるようにしてもよい。

本発明は、エンジンの停止位置を好適に制御することによって、例えば寒冷地などでの始動時にＶＶＴ８に残留するオイル中で氷塊が生成していても、その動作に不具合が生じないようにすることができるので、自動車に搭載されたエンジンに適用して効果が高い。

１ エンジン（内燃機関）
８ 可変動弁機構（ＶＶＴ）
８０ ハウジング
８０ａ 嵌合孔
８１ ロータ
８５ ベーン
８５ａ 貫通孔（収容孔）
８７，８８ 油圧室
８９，９１，９２ ロックピン（ロック部材）
１３ クランクシャフト（出力軸）
３２ 吸気カムシャフト（動弁系のカム軸）
１００ ＥＧ−ＥＣＵ（停止位置制御手段）
ＭＧ１ モータジェネレータ（停止位置調整手段）
Ｏ ＶＶＴ内に残留するオイルの油面高さ

Claims (1)

1. 可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記可変動弁機構は、
   内燃機関の出力軸および動弁系のカム軸の一方とともに回転するハウジングと、
   当該ハウジング内に回動可能に収容されて、前記出力軸およびカム軸の他方とともに回転するロータと、
   前記ハウジング内に形成され、当該ハウジングおよびロータ間に相対的に回動するような油圧力を発生させる油圧室と、
   前記ハウジングおよびロータのいずれか一方に設けられた収容孔に、進退可能に収容されて、当該ハウジングおよびロータの他方に設けられた嵌合孔に嵌め込まれることで、両者の相対的な回動を規制するロック部材と、を備えており、
   前記出力軸にトルクを与えて、その回転が停止する位置を調整可能な停止位置調整手段と、
   内燃機関を停止させる際に、前記油圧室に残留するオイルの油面高さよりも前記ロック部材の位置が高くなるように、前記停止位置調整手段によって前記出力軸の回転が停止する位置を制御する停止位置制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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