JP4158152B2 - エンジンの可変動弁制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの可変動弁制御装置に係り、特にエンジンの低負荷域から高負荷域までバルブタイミングやバルブリフト量を連続的に変更可能とするエンジンの可変動弁制御装置に関するものである。

車両のエンジンには、バルブスプリングによってバルブ口の閉鎖方向へ常時付勢される吸気バルブ若しくは排気バルブからなるバルブを設け、このバルブをカムシャフトに設けたカムにより開閉動作する動弁装置を設けている。

このようなエンジンの動弁装置には、カムプロフィールが変化するカムをカムシャフトの軸方向に移動させることにより、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミング、バルブリフト量を連続的に変更する可変動弁装置がある。この可変動弁装置においては、特に、吸気バルブのバルブリフト量を連続的に変化させることにより、吸入空気量の制御が可能であり、吸気通路の絞り弁を廃止して吸入抵抗を減らすことにより、エンジンの出力アップが図れ、また、低負荷域では、吸気バルブを早く閉じるようにカムプロファイルを設定することで、ポンプ損失を減少することができ、また、バルブリフト量そのものを、小さくすれば、機械損失も減少することができ、燃費の面でも有利としている。
また、エンジンの吸気制御装置には、カムプロフィールをアイドル運転用から全負荷運転用まで軸方向に変化させた三次元カムを、アクセルペダルの踏込み量に連動して変化させることにより、シリンダへの吸入空気量の少なくとも一部を制御するものがある。
更に、エンジンの吸気制御装置には、吸気制御を実行する状態か否かを判定する吸気制御判定手段と、この吸気制御判定手段による判定結果に基づいて、アクセル開度とエンジン出力との対応関係を変更する対応関係変更手段とを備えたものがある。
特開平４−１８７８０７号公報 特開２００１−１８２５６３号公報 特開平８−１８９３９４号公報

ところが、従来、エンジンの可変動弁制御装置にあっては、車両としての二輪車に適用した場合に、目標カム位置を、予め、エンジン運転状態として、例えば、エンジン回転数とアクセル開度とギヤ位置とからなるマップにより設定していたが、アクセルペダルを全開付近の状態から、急激に、あるいは、ゆっくりと全閉方向に戻したときに、予め設定してあるマップの目標カム位置に戻そうとするだけでは、応答性が十分でない場合が生じ、この場合には、エンジン回転数が運転者の意図するレベルまで落ちきらず、このため、エンジンブレーキの十分な効きが得られないという不都合があった。

この発明は、カムプロフィールが軸方向に変化した三次元カムをカムシャフトの軸方向に移動させることによってバルブのバルブリフト量を連続的に変化させるカム位置移動機構を設け、前記三次元カムの実際のカム位置を検出するカム位置検出手段を設け、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段を設け、前記カム位置検出手段で検出された実際のカム位置と前記エンジン運転状態検出手段で検出されたエンジン運転状態に応じて設定された目標カム位置との偏差を算出し、この算出された偏差量に応じてカム位置を変更するように前記カム位置移動機構を駆動制御して前記バルブのバルブリフト量を変化させるエンジンの可変動弁制御装置において、アクセルペダルの踏込み量によってアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を設け、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が開放状態に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第一のマップを備えるとともに、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第二のマップを備え、この第二のマップでは、同じアクセル開度で比較した場合に、目標カム位置が前記第一のマップの目標カム位置よりも低い値に設定され、前記アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化したときには、直ちに前記第一のマップを選択するように設定する制御手段を設けたことを特徴とする。

この発明のエンジンの可変動弁制御装置は、アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が開放状態に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第一のマップを備えるとともに、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第二のマップを備え、この第二のマップでは、同じアクセル開度で比較した場合に、目標カム位置が第一のマップの目標カム位置よりも低い値に設定され、アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化したときには、直ちに第一のマップを選択するように設定することから、アクセル開度を閉じる方向に変化する場合の専用のマップを設けているので、アクセル開度を戻したときに、速やかにエンジン回転数を下げることが可能となり、これにより、エンジンブレーキ性能を向上させることが可能となり、また、アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化するときにおいては、アクセル開度の閉じる方向用のマップの目標カム位置から開放状態用マップの目標カム位置へと変更されるために、目標カム位置の増加量が、一つのマップ制御により増加する量より大きくなり、加速性を向上させることが可能となる。

この発明は、アクセル開度を戻したときに、速やかにエンジン回転数を下げるという目的を、簡単なマップによって実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜１２は、この発明の実施例を示すものである。図１２において、２は車両（図示せず）に搭載されるエンジン、４はシリンダヘッド、６は可変動弁制御装置、８は点火プラグである。

シリンダヘッド４の上部には、吸気カムシャフト１０が軸支して設けられ、また、この吸気カムシャフト１０と平行に排気カムシャフト１２が軸支して設けられている。吸気カムシャフト１０の端部位には、吸気カムスプロケット１４が取り付けられている。また、排気カムシャフト１２の端部位には、排気カムスプロケット１６が取り付けられている。

吸気カムシャフト１０と排気カムシャフト１２とは、吸気カムスプロケット１４と排気カムスプロケット１６とに巻き掛けたタイミングチェーン（図示せず））を介してエンジン２のクランクシャフト（図示せず）の回転と同期して回転されるものである。

吸気カムシャフト１０には、三次元カムである吸気カム１８が所定範囲で軸方向移動可能で且つ回転不可能に設けられている。また、排気カムシャフト１２には、一対の排気カム２０−１・２０−２が設けられている。

吸気カム１８は、外周面に、カムプロフィールが軸方向に変化するカムとして、三次元的に変化するカムプロフィールのカム面１８Ａを有し、軸方向に所定長さで円筒形状に形成され、内周面に形成したカムスプライン２２が吸気カムシャフト１０の外周面の一部に軸方向に形成した所定長さのシャフトスプライン２４に係合され、吸気カムシャフト１０上で移動停止フランジ（図示せず）まで軸方向移動可能で且つ回転不可能に設けられている。

この吸気カム１８は、図１０、１１に示す如く、カム面１８Ａに、基礎円面部１８Ｂと、傾斜突部１８Ｃで吸気カムシャフト１０の軸心に対して所定に傾斜した突出傾斜面部１８Ｄと、この基礎円面部１８Ｂと突出傾斜面部１８Ｄとを連続する側面部１８Ｅとが形成されている。突出傾斜面部１８Ｄは、傾斜突部１８Ｃの外周面で、図１０の右側の一端部１８−１のから左側の他端部１８−２に向かって漸次所定に大きくなるように傾斜して形成されている。

この吸気カム１８は、カム位置移動機構（バルブリフト変更機構）２６によって吸気カムシャフト１０上で軸方向移動される。

このカム位置移動機構２６は、図１２に示す如く、カムプロフィールが軸方向に変化した吸気カム１８を吸気カムシャフト１０の軸方向に移動させることによって、バルブとしての吸気バルブ（図示せず）のバルブリフト量を連続的に変化させるものである。この吸気バルブは、吸気カム１８に接して燃焼室（図示せず）を開閉するものである。

このカム位置移動機構２６は、吸気カム１８の軸方向の他端側に形成した円周溝形状のフォークガイド２８に係合されるフォーク３０と、このフォーク３０が一端側に取り付けられるとともに吸気カムシャフト１０に対して平行移動可能にシリンダヘッド４に保持されたねじ軸３２とを備え、また、シリンダヘッド４に回転可能且つ軸方向移動不可能に保持されたねじ筒３４と、このねじ筒３４のドリブンギヤ３６に噛合されたドライブギヤ３８を駆動するようにシリンダヘッド４に取り付けられた制御モータ４０とを有している。

そして、このカム位置移動機構２６は、制御モータ４０によりドライブギヤ３８及びドリブンギヤ３６を介してねじ筒３４を回転し、吸気カムシャフト１０に対して平行移動するねじ軸３２に連結したフォーク３０によって吸気カム１８を吸気カムシャフト１０の軸方向に移動させることにより、吸気カム１８のカムプロフィールが三次元的に変化するカム面１８Ａによってエンジン２の運転状態に応じて吸気バルブのバルブタイミングとバルブリフト量とを連続的に変化させる。

従って、吸気カムシャフト１０の回転に伴う吸気カム１８の回転により、吸気カム１８が吸気バルブ１０に作用していると、つまり、突出傾斜面１８Ｄが吸気カムのカム当接部（図示せず）に接しているときに、吸気バルブが開状態となり、一方、吸気カム１８が吸気バルブに作用していないと、つまり、基礎円面部１８Ｂがカム当接部に接しているときに、吸気バルブが閉状態となる。また、図１２に示す如く、カム位置移動機構２６の駆動により、吸気カム１８が図１２の左方向に移動されると、突出量が小さな一端部１８−１側の基礎円面部１８Ｂがカム当接部に接し、吸気バルブのバルブリフト量が小さくなり、燃焼室に吸入される空気量が減り、逆に、吸気カム１８が図１２の右方向に移動されると、突出量が大きな他端部１８−２側の突出傾斜面１８Ｄがカム当接部に接し、吸気バルブのバルブリフト量が大きくなり、燃焼室に吸入される空気量が増える。

つまり、吸気カムシャフト１０の回転により吸気カム１８が吸気バルブに作用し、この吸気バルブの開閉を行い、吸気カム１８が、カム位置移動機構２６により、図１２の右方向に移動すると、吸気バルブのバルブリフト量が大きくなり、燃焼室に吸入される空気量が増え、逆に、図１２の左方向に移動すると、バルブリフト量が小さくなる。カム位置移動機構２６には、吸気カム１８のフォークガイド２８にひっかけて吸気カム１８を吸気カムシャフト１０の軸方向に移動させるためのフォーク３０と、吸気カムシャフト１０と平行に設けられフォーク３０を螺着させたねじ軸３２と、このねじ軸３２を回転させるための制御モータ４０が設けられ、制御手段４２から出力される制御信号（制御量）により駆動される。

この制御手段４２には、図１２に示す如く、吸気カム１８の実際のカム位置を検出するカム位置検出手段であるカム位置検出センサ４４と、エンジン２の運転状態を検出するように、例えば、吸気カムシャフト１０の回転でカム角信号を検出しエンジン回転数を算出させるエンジン運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ４６と、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段である水温センサ４８と、運転者によるアクセルペダル（図示せず）の踏込み量によってアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段であるアクセル開度センサ５０と、ギヤ位置を検出するギヤポジション検出センサ５２とが連絡している。

また、制御手段４２には、図９に示す如く、目標カム位置を算出する目標カム位置算出部５４と、この目標カム位置算出部５４で算出された目標カム位置に対してカム位置検出センサ４４からの実際のカム位置を入力して、目標カム位置と実際のカム位置との偏差量を算出する偏差算出部５６と、最終的なカム位置の制御信号（制御量）を算出してこの制御量をカム位置移動機構２６の制御モータ４０に出力する制御量算出部５８とが備えられている。

これにより、この制御手段４２は、カム位置検出センサ４４で検出された実際のカム位置とエンジン運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ４６で検出されたエンジン回転数に応じて設定された目標カム位置との偏差を算出し、この算出された偏差量に応じてカム位置を変更するように、制御モータ４０を駆動してカム位置移動機構２６を駆動制御して吸気バルブのバルブリフト量を変化させる。

つまり、制御手段４２は、アクセル開度、エンジン回転数等からの情報を基に、目標カム位置算出部５４により目標となるバルブリフト量及び作用角を算出し、このバルブリフト量及び作用角に応じて決定されるカム位置を算出し、そして、カム位置検出手段４４により実際のカムシャフト位置を検出し、このカムシャフト位置により決定されるバルブリフト量及び作用角を検出し、目標カム位置と実際のカム位置の偏差を偏差算出部５６にて算出し、この偏差に応じた制御量を制御量算出部５８で算出し、カム位置移動機構２６に出力する。

また、制御手段４２は、図５のマップに示す如く、アクセル開度センサ５０で検出されたアクセル開度が開放状態に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第一のマップ（以下「Ｋ３マップ」という）を備えるとともに、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第二のマップ（以下「Ｄ１マップ」という）を備えている。

制御手段４２においては、この図５の第二のマップ（Ｄ１マップ）で、同じアクセル開度で比較した場合に、目標カム位置が図５の第一のマップの目標カム位置よりも低い値に設定され、そして、アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化したときには、直ちに前記第一のマップ（Ｋ３マップ）を選択するように設定する。

また、図５の第二のマップ（Ｄ１マップ）は、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率に応じて、複数設定されている（図６参照）。

更に、図５の第二のマップ（Ｄ１マップ）は、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率と、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化量とに応じて、複数設定されている（図８参照）。

次に、この実施例の作用を説明する。

図５に示す如く、アクセル開度等から目標カム位置を決定するためのマップを、例として、２種類用意しておき、片方のマップを、通常時の目標カム位置を算出するための第一のマップ（Ｋ３マップとし、もう一方のマップを、アクセル開度が閉じ方向変化時専用の第二マップ（Ｄ１マップ）とする。ただし、同じアクセル開度における各マップ内の目標カム位置の値は、軒並み、Ｋ３マップ≧Ｄ１マップを満足するように設定する。

図５に基づいて、実際の動作について説明をする。

例として、アクセル開度がＸＶＴＡ１→ＸＶＴＡ２に変化した場合を考える。Ｋ３マップの１種類しかマップが存在しない場合に、ＸＣＡＭ１＿Ｋ３→ＸＣＡＭ２＿Ｋ３に目標カム位置が変化する（矢印Ｉ参照）。それに対して、Ｋ３マップ以外にも、Ｄｌマップを有するこの実施例においては、アクセル開度が閉じ方向に変化したと判断した時点で、即座に、Ｋ３マップ→Ｄ１マップに移行する。

このため、先ず、ＸＣＡＭ１＿Ｋ３→ＸＣＡＭ１＿Ｄ１に、目標カム位置が変化し（矢印ＩＩ参照）、その後、アクセル開度が、ＸＶＴＡ１→ＸＶＴＡ２に変化するのに追従して、目標カム位置は、ＸＣＡＭ１＿Ｄ１→ＸＣＡＭ２＿Ｄ１に変化する。この後、直ぐに、Ｄ１マップ→Ｋ３マップに移行してしまうと、エンジン回転数が、完全に落ちきらないため、エンジンブレーキの効きが充分ではない。

そこで、ギヤポジションやアクセル開度等の情報を基に、カム位置がＸＣＡＭ２＿Ｋ３になった時を想定して、予想エンジン回転数を、予め計算・記憶しておく。

そして、エンジン回転数が予想エンジン回転数に到達したときに、Ｄ１マップ→Ｋ３マップに移行して、ＸＣＡＭ２＿Ｄ１→ＸＣＡＭ２＿Ｋ３に目標カムが変化する（矢印ＩＩＩ参照）。

これにより、図５に示す如く、矢印Ｉに比べて、矢印ＩＩ〜ＩＩＩの方が、電圧値が低い、すなわち、バルブリフト量が小さい目標カム位置を通過するために、より速やかにエンジン回転数を下げることができる。

なお、ここでは、例として、ＸＶＴＡ１→ＸＶＴＡ２の場合を考えたが、この場合に限らず、他のアクセル開度の場合でも、アクセル開度を閉じたと判断する限りは、同様の動作をする、

次いで、図１〜４のフローチャートに基づいて、目標カム位置算出用マップ選択の流れを説明する。

図１に示す如く、制御手段４２のプログラムがスタートすると（ステップ１０２）、先ず、アクセル開度が閉じ方向か否かを判断し（ステップ１０４）、このステップ１０４がＹＥＳで、アクセル開度が閉じ方向に変化するときには、Ｄ１マップを基に目標カム位置を算出し（ステップ１０６）、そして、現在Ｄｌマップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｄ１に設定し（ステップ１０８）、プログラムをエンドとする（ステップ１１０）。

このアクセル開度が閉じ方向に変化時と判定する方法は、図７、８に示す如く、例えば、現在（時刻ｔ）におけるアクセル開度センサ５０の検出値であるＺＴＰＳ（ｔ）の値と、時間Ｔ１前のアクセル開度センサ５０の検出値であるＺＴＰＳ（ｔ−Ｔ１）の値との差が、アクセル開度が閉じ方向変化判定基準値ＸＴＰＳ＿Ｄ１以上のとき、すなわち、（ＺＴＰＳ（ｔ−Ｔ１）−ＺＴＰＳ（ｔ））≧ＸＴＰＳ＿Ｄ１のとき、アクセル開度が閉じ方向に変化時と判定する。同様に、アクセル開度が開け方向変化判定基準値を、ＸＴＰＳ＿Ｕ１としたとき、（ＺＴＰＳ（ｔ）−ＺＴＰＳ（ｔ−Ｔｌ））≧ＸＴＰＳ＿Ｕ１のとき、アクセル開度が開け方向に変化時と判定する。

前記ステップ１０４がＮＯで、アクセル開度が開け方向に変化時のときには、アクセル開度が開け方向か否かを判断し（ステップ１１２）、このステップ１１２がＹＥＳで、アクセル開度が開け方向の場合には、Ｋ３マップを基に目標カム位置を算出し（ステップ１１４）、そして、現在Ｋ３マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｋ３に設定し（ステップ１１６）、プログラムをエンドとする（ステップ１１８）。

前記ステップ１１２がＮＯで、アクセル開度が閉じ方向に変化でも開け時方向に変化でもなく、アクセル開度が固定の場合には、選択マップフラグ≠Ｋ３を判断し（ステップ１２０）、このステップ１２０がＮＯの場合には、前記ステップ１１４に移行する。

前記ステップ１２０がＹＥＳの場合には、予想エンジン回転数（ＺＮＥＰ）を算出する（ステップ１２２）。つまり、様々なギヤポジションやスロットル開度の状態における選択したＫ３マップから算出される目標カム位置になったとき、予想されるエンジン回転数を、予め記憶しておき、現在の状態に該当するエンジン回転数を、その中から呼び出して予想エンジン回転数（ＺＮＥＰ）とする。

そして、この予想エンジン回転数（ＺＮＥＰ）と現在のエンジン回転数（ＮＥ）とを比較して、つまり、ＮＥ≧ＺＮＥＰを判断し（ステップ１２４）、このステップ１２４がＹＥＳの場合には、そのまま、プログラムをエンドとする（ステップ１２６）。

しかし、このステップ１２４がＮＯで、ＮＥ≦ＺＮＥＰの場合には、前記ステップ１１４に移行し、Ｋ３マップを基に目標カム位置を算出した後、現在Ｋ３マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｋ３に設定する（ステップ１１６）。

この図１のフローチャートは、一定時間毎に実施される。

この図１のフローチャートにおいては、前記ステップ１２２、ステップ１２４を省略することにより、アクセル開度が閉じ方向では、Ｄ１マップを、アクセル開度が開き方向では、Ｋ３マップを、それ以外のときは、前回のマップを選択するという制御にしても良い。

つまり、エンジン回転数が予想エンジン回転数に達したら、Ｋ３マップに戻したが、Ｋ３マップに戻さず、Ｄ１マップのまま維持し、次回のアクセル開度が開き方向に変化したと判断したときに、Ｋ３マップに移行することも可能である。また、図５においては、二種類のマップを設定したが、図６に示す如く、さらにマップをいくつか追加して複数のマップを設定し、図８に示す如く、アクセル開度変化率によって選択するマップを切り替えることも可能である。つまり、アクセル開度変化率が大きい程、低い目標カム位置を選択することも可能である。

アクセル開度変化率△Ｔｐｓの判定としては、例えば、図８に示す如く、ある時刻ｔにおいて、時間Ｔ１前のアクセル開度センサ５０の検出値ＺＴＰＳ（ｔ−Ｔ１）と現在のアクセル開度センサ５０の検出値ＺＴＰＳ（ｔ）の値との差を、所定の値ＸＴＰＳ＿Ｄ１、ＸＴＰＳ＿Ｄ２、…と比較したり、あるいは、アクセル開度が所定の量ＸＴＰＳ＿Ｄ１だけ減少するのにかかった時間ＺＴＡを、所定の時間ＸＴ１、ＸＴ２、…と比較する等の方法が考えられる。このようにして、アクセル開度の開度度変化率△ＴＰＳ＝（ＺＴＰＳ（ｔ−Ｔ１）−ＺＴＰＳ（ｔ））／Ｔ１ないしＸＴＰＳ＿Ｄ／ＺＴＡを求める。その際、図１のフローチャートのステップ１０６、ステップ１０８の代わりに、図２を入れたフローチャートに従って制御を実施する。

即ち、図２のフローチャートに示す如く、図１のステップ１０４がＹＥＳで（ステップ２０２）、アクセル開度が閉じ方向に変化時のときには、△ＴＰＳ≧ＸＡ１、又は、選択マップフラグ＝Ｄ１を判断し（ステップ２０４）、このステップ２０４がＹＥＳの場合には、Ｄ１マップを基に目標カム位置を算出し（ステップ２０６）、現在Ｄ１マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｄ１に設定し（ステップ２０８）、プログラムをエンドとする（ステップ２１０）。

前記ステップ２０４がＮＯで、△ＴＰＳ＜ＸＡ１且つ選択マップフラグ≠Ｄ１の場合には、△ＴＰＳ≧ＸＡ２又は選択マップフラグ＝Ｄ２か否かを判断し（ステップ２１２）、このステップ２１２がＹＥＳの場合には、Ｄ２マップを基に目標カム位置を算出し（ステップ２１４）、現在Ｄ２マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｄ２に設定し（ステップ２１６）、プログラムをエンドとする（ステップ２１８）。

そして、前記ステップ２１２がＮＯの場合には、マップの個数ｎだけ、同様の作業を繰り返す（ステップ２２０）。ここで、ＸＡ１≧ＸＡ２≧ＸＡ３≧…≧ＸＡｎとする。

次に、アクセル開度が閉じ方向の変化時を判定する方法について詳しく説明すると、図３のアクセル開度が閉じ方向判定フローチャートにおいて、プログラムがスタートすると（ステップ３０２）、随時、アクセル開度暫定最大値ｚｔｐｓｍａｘ及びアクセル開度暫定最小値ｚｔｐｓｍｉｎを更新するように、アクセル開度センサ５０の検出値ｚｔｐｓとアクセル開度暫定最大値ｚｔｐｓｍａｘとを比較して、ｚｔｐｓ＞ｚｔｐｓｍａｘを判断し（ステップ３０４）、このステップ３０４がＹＥＳで、ｚｔｐｓ＞ｚｔｐｓｍａｘのときには、ｚｔｐｓｍａｘにｚｔｐｓを代入、つまり、ｚｔｐｓｍａｘ＝ｚｔｐｓとする（ステップ３０６）。

一方、前記ステップ３０４がＮＯの場合には、アクセル開度センサ５０の検出値ｚｔｐｓとアクセル開度暫定最小値ｚｔｐｓｍｉｎとを比較して、ｚｔｐｓ＜ｚｔｐｓｍｉｎを判断し（ステップ３０８）、このステップ３０８がＹＥＳのときには、ｚｔｐｓｍｉｎにｚｔｐｓを代入、つまり、ｚｔｐｓｍｉｎ＝ｚｔｐｓとする（ステップ３１０）。

前記ステップ３０６の処理後、前記ステップ３１０の処理後、及び、前記ステップ３０８がＮＯの場合には、アクセル開度の減少分を示す値ｚｇｅｎｓｈｏｕ、及び、アクセル開度の増加分を示す値ｚｚｏｕｋａを算出し、つまり、ｚｇｅｎｓｈｏｕ＝ｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓ（ステップ３１２）、ｚｚｏｕｋａ＝ｚｔｐｓ−ｚｔｐｓｍｉｎ（ステップ３１４）、また、判定しきい値到達時間算出用カウンタｚｒｅｓｔｉｍｅを、インクリメント、つまり、ｚｒｅｓｔｉｍｅ＋＋する（ステップ３１６）。

そして、アクセル開度の増加分を示す値ｚｚｏｕｋａが開け方向判定しきい値ＴＰＳＨＳ１よりも大きいか否か、つまり、ｚｚｏｕｋａ＞ＴＰＳＨＳ１を判断し（ステップ３１８）、このステップ３１８がＹＥＳの場合には、ｚｚｏｕｋａを０クリアし（ステップ３２０）、ｚｔｐｓｍａｘにｚｔｐｓを代入、つまり、ｚｔｐｓｍａｘ＝ｚｔｐｓとし（ステップ３２２）、ｚｇｅｎｓｈｏｕを０クリアし（ステップ３２４）、ｚｒｅｓｔｉｍｅを０クリアし（ステップ３２６）、そして、アクセル開度が開き方向と判定し（ステップ３２８）、プログラムをエンドとする（ステップ３３０）。

前記ステップ３０８でＮＯの場合には、ｚｇｅｎｓｈｏｕが閉じ方向判定しきい値ＴＰＳＨＳ２よりも大きいか否か、つまり、ｚｇｅｎｓｈｏｕ＜ＴＰＳＨＳ２を判断し（ステップ３３２）、このステップ３３２がＮＯの場合には、プログラムをエンドとする（ステップ３３４）。

しかし、前記ステップ３３２がＹＥＳの場合には、ｚｚｏｕｋａを０クリアし（ステップ３３６）、ｚｔｐｓｍｉｎにｚｔｐｓを代入、つまり、ｚｔｐｓｍｉｎ＝ｚｔｐｓとし（ステップ３３８）、ｚｇｅｎｓｈｏｕを０クリアし（ステップ３４０）、そして、図４のフローチャートを実行し（ステップ３４２）、ｚｒｅｓｔｉｍｅを０クリアし（ステップ３４４）、アクセル開度が閉じ方向と判定し（ステップ３４６）、プログラムをエンドとする（ステップ３４８）。

図３のフローチャートのステップ３４２において、図２のフローチャートでは、変化率△ＴＰＳとしか説明がなかったので、その点を、後述の図４のフローチャートに基づいてさらに詳しく説明したものであり、目標カム位置の算出用マップの選択方法を示すものである。

即ち、図４のフローチャートに示す如く、プログラムがスタートすると（ステップ４０２）、判定しきい値到達時間算出用カウンタｚｒｅｓｔｉｍｅを、Ｄ１マップ選択判定用時間ＧＥＮＴＩＭＥ１と比較し、つまり、ｚｒｅｓｔｉｍｅ≦ＧＥＮＴＩＭＥ１を判断し（ステップ４０４）、このステップ４０４がＹＥＳの場合には、アクセル変化量ｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓをＤ１マップ選択判定用変化量ＨＥＮＫＡ１と比較、つまり、ｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓ≧ＨＥＮＫＡ１を判断し（ステップ４０６）、このステップ４０６がＹＥＳの場合には、アクセル変化割合（変化率）ｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘをＤ１マップ選択判定用変化割合ＷＡＲＩＡＩ１と比較、つまり、ｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘ≧ＷＡＲＩＡＩ１を判断し（ステップ４０８）、そして、このように、ｚｒｅｓｔｉｍｅ≦ＧＥＮＴＩＭＥ１且つｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓ≧ＨＥＮＫＡ１且つｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘ≧ＷＡＲＩＡＩ１を満たすときには、Ｄｌマップを基に目標カム位置を算出し（ステップ４１０）、現在Ｄ１マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｄ１に設定し（ステップ４１２）、プログラムをエンドすると（ステップ４１４）。

しかし、前記ステップ４０４、４０６、４０８のいずれかがＮＯの場合には、選択マップフラグ≠Ｄ１を判断し（ステップ４１６）、このステップ４１６がＮＯの場合には、プログラムをエンドとする（ステップ４１８）。

前記ステップ４１６がＹＥＳの場合には、判定しきい値到達時間算出用カウンタｚｒｅｓｔｉｍｅをＤ２マップ選択判定用時間ＧＥＮＴＩＭＥ２と比較し、つまり、ｚｒｅｓｔｉｍｅ≦ＧＥＮＴＩＭＥ２を判断し（ステップ４２０）、このステップ４２０がＹＥＳの場合には、アクセル変化量ｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓをＤ２マップ選択判定用変化量ＨＥＮＫＡ２と比較、つまり、ｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓ≧ＨＥＮＫＡ２を判断し（ステップ４２２）、このステップ４２２がＹＥＳの場合には、アクセル変化割合（変化率）ｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘをＤ２マップ選択判定用変化割合ＷＡＲＩＡＩ２と比較、つまり、ｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘ≧ＷＡＲＩＡＩ２を判断し（ステップ４２４）、そして、このように、ｚｒｅｓｔｉｍｅ≦ＧＥＮＴＩＭＥ２且つｚｔｐｓｍａｘ−ｚｔｐｓ≧ＨＥＮＫＡ２且つｚｔｐｓ／ｚｔｐｓｍａｘ≧ＷＡＲＩＡＩ２を満たすときには、Ｄ２マップを基に目標カム位置を算出し（ステップ４２６）、現在Ｄ２マップを基に目標カム位置を算出していることを表すために、選択マップフラグを、選択マップフラグ＝Ｄ２に設定し（ステップ４２８）、プログラムをエンドとする（ステップ４３０）。

しかし、前記ステップ４２０、４２２、４２４のいずれかがＮＯの場合には、選択マップフラグ≠Ｄ２を判断し（ステップ４３２）、以下に、同様に、マップの数だけＤ３、Ｄ４、…と実施する（ステップ４３４）。

図４のフローチャートのステップ４１６、ステップ４３２が存在することにより、Ｄ１→Ｄ２等のマップに、直接は移行しない。一度アクセル開度が開け方向と判定し、Ｋ３マップに移行しない限りは、アクセル開度が閉じ方向専用マップのカム山の高いマップには、移行しないことになる。例えば、ＨＥＮＫＡ１、ＨＥＮＫＡ２、ＨＥＮＫＡ３、…をすべて０に設定しておくことにより、ステップ４０６やステップ４２２の変化量による判定条件を省略する等しても良い。

つまり、図２にように、単位時間当たりの変化量（図４のステップ４０４に該当）のみで判断すると、運転者がアクセルペダルを一定にしているつもりでも、微小な量を不用意に素早く動かしてしまった場合に、Ｋ３マップからカム位置の低いマップに移行してしまい、エンジン回転数が不安定になってぎくしゃくしてしまうので、スピードだけでなく、図４のステップ４０６、ステップ４０８のように、変化量及び変化割合（変化率）も加味することによって、より安定した走行を実施することができる。

この場合、基本的には、以下の条件を満たすように設定する。
ＧＥＮＴＩＭＥ１≦ＧＥＮＴＩＭＥ２≦ＧＥＮＴＩＭＥ３≦…
ＨＥＮＫＡ１ ≧ＨＥＮＫＡ２ ≧ＨＥＮＫＡ３ ≧…
ＷＡＲＩＡＩ１ ≧ＷＡＲＩＡＩ２ ≧ＷＡＲＩＡＩ３ ≧…

この結果、この実施例によれば、アクセルペダルの踏込み量によってアクセル開度を検出するアクセル開度センサ５０を設け、アクセル開度センサ５０で検出されたアクセル開度が開放状態に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第一のマップ（Ｋ３マップ）を備えるとともに、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第二のマップ（Ｄ１マップ）を備え、この第二のマップ（Ｄ１マップ）では、同じアクセル開度で比較した場合に、目標カム位置が第一のマップ（Ｋ３マップ）の目標カム位置よりも低い値に設定され、アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化したときには、直ちに第一のマップ（Ｋ３マップ）を選択するように設定することから、アクセル開度を閉じる方向に変化する場合の専用のマップを設けているので、アクセルペダルを戻したときに、速やかにエンジン回転数を下げることが可能となり、これにより、エンジンブレーキ性能を向上させることが可能となり、また、アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化するときにおいては、アクセル開度の閉じる方向用のマップの目標カム位置から開放状態用マップの目標カム位置へと変更されるために、目標カム位置の増加量が、一つのマップ制御により増加する量より大きいため、加速性を向上させることが可能となる。

また、前記第二のマップ（Ｄ１マップ）は、図６に示す如く、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率に応じて、複数設定されていることから、アクセル開度が閉じる方向に変化する変化率に応じて、マップが複数設定されているので、精度の高いバルブリフト量制御が実施可能である。

更に、前記第二のマップ（Ｄ１マップ）は、図８に示す如く、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率と、アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化量とに応じて、複数設定されていることから、二つのパラメータにより、アクセル開度が閉じる方向用マップを選択するかどうかを判定しているため、運転者の意図に反したマップが選択されることはなく、これにより、運転性が向上することが可能となる。

即ち、この実施例においては、複数の目標カムポジションマップを用意し、アクセル開度が閉じ方向時は専用のマップを選択し、そして、アクセル開度の変化率により、マップを選択、つまり、Ｄ１マップ、Ｄ２マップ、…とすることにより、アクセル開度が閉じ方向時は、より大きな偏差として制御するので、速やかにエンジン回転数を下げることができる。

また、エンジン回転数が予想エンジン回転数まで下がりきってから、通常のマップ（Ｋ３マップ）を選択することから、エンジンブレーキを向上することができる。

更に、アクセル開度が開け時と判定しない限り、通常のマップ（Ｋ３マップ）に戻さずに、アクセル開度の閉じ時の専用マップ（Ｄｌマップ）を維持することから、次回のアクセル開度の開け時には、目標カム位置の増加分が大きくなるため、加速性を向上することができる。

更にまた、アクセル開度が閉じ方向の判定は、アクセル開度変化率とアクセル開度変化量との両方で判定し、また、複数のマップがある場合に、マップ選択方法はアクセル開度変化率とアクセル開度変化量との両方で判定することから、アクセル開度変化率のみで判定した場合に、運転者がアクセルペダルを一定にしたつもりでも、無意識に急激な速さでわずかな量を動かした場合に、必要以上に低いマップを選択するために、ぎくしゃくしていたが、そのような不具合が生ずるおそれがない。

また、アクセル開度変化量も、純粋な電圧の変化量（図４のステップ４０６を参照）、及び、変化割合（変化率）（図４のステップ４０８を参照）の両方に対応することができることから、同じ変化量でも、アクセル開度の高い部分と低い部分では意味合いが違うが、それも考慮することができる。例えば、アクセル開度の電圧を、３．５Ｖから３．０Ｖに下げた場合と、２．５Ｖから２．０Ｖに下げた場合とでは、同じ変化量０．５Ｖにもかかわらず、変化量のみで判定する場合と同じように判断してしまう。しかし、適切な変化割合（変化率）を設定しておくことにより、３．５Ｖから３．０Ｖに下げた場合には、閉じ方向に判定せずに、２．５Ｖから２．０Ｖに下げた場合には、閉じ方向を判定する等が可能となる。

なお、この発明においては、通常マップの値に対してアクセル閉じ方向の変化率に応じた補正係数を掛けて、必要な専用マップの値を算出し、この専用マップの値によって速やかにエンジン回転数を下げることも可能である。

三次元カムの動きによってバルブのリフト量を変化させてエンジンブレーキ性能を向上する制御を、他の可変動弁制御装置にも適用することができる。

目標カム位置算出用マップを選択する第１のフローチャートである。 目標カム位置算出用マップを選択する第２のフローチャートである。 アクセル開度閉じ方向を判定するフローチャートである。 アクセル開度閉じ方向を判定する他のフローチャートである。 二種類のマップの図である。 複数のマップの図である。 アクセル開度の開放方向・閉じ方向を判定するタイムチャートである。 アクセル開度の開度の変化量・変化率のタイムチャートである。 制御手段のブロック図である。 吸気カムの側面図である。 吸気カムの正面図である。 可変動弁制御装置のシステム構成図である。

符号の説明

２ エンジン
４ シリンダヘッド
６ 可変動弁制御装置
１０ 吸気カムシャフト
１８ 吸気カム
２６ カム位置移動機構
４０ 制御モータ
４２ 制御手段
４４ カム位置検出センサ
４６ エンジン回転数センサ
４８ 水温センサ
５０ アクセル開度センサ

Claims (3)

1. カムプロフィールが軸方向に変化した三次元カムをカムシャフトの軸方向に移動させることによってバルブのバルブリフト量を連続的に変化させるカム位置移動機構を設け、前記三次元カムの実際のカム位置を検出するカム位置検出手段を設け、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段を設け、前記カム位置検出手段で検出された実際のカム位置と前記エンジン運転状態検出手段で検出されたエンジン運転状態に応じて設定された目標カム位置との偏差を算出し、この算出された偏差量に応じてカム位置を変更するように前記カム位置移動機構を駆動制御して前記バルブのバルブリフト量を変化させるエンジンの可変動弁制御装置において、アクセルペダルの踏込み量によってアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を設け、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が開放状態に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第一のマップを備えるとともに、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合におけるアクセル開度に応じて目標カム位置を設定する第二のマップを備え、この第二のマップでは、同じアクセル開度で比較した場合に、目標カム位置が前記第一のマップの目標カム位置よりも低い値に設定され、前記アクセル開度が閉じる方向から開放状態に変化したときには、直ちに前記第一のマップを選択するように設定する制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの可変動弁制御装置。
2. 前記第二のマップは、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率に応じて、複数設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁制御装置。
3. 前記第二のマップは、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化率と、前記アクセル開度が閉じる方向に変化する場合の変化量とに応じて、複数設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁制御装置。

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