JP4192785B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関するものである。

従来、内燃機関制御装置として、特開２００３−１８４５８７号公報に記載されるように、内燃機関の運転状態に応じて目標トルク相当の目標吸入空気量を設定し、その目標吸入空気量に基づいて可変動弁機構の目標バルブ作動特性を設定し、実際のバルブ作動特性が目標バルブ作動特性になるように可変動弁機構の駆動を制御し、目標吸入空気量とバルブ作動特性に基づいて吸気通路に設けられたスロットル弁の目標スロットル開度を設定し、その目標スロットル開度となるようにスロットル弁を制御するものが知られている。

この制御装置は、可変動弁機構によって吸入空気量の制御を実行しつつ、可変動弁機構のみで吸入空気量制御が行えない場合や負圧要求がある場合において、併せてスロットル弁を制御し、各運転状態に対応して適切な可変動弁制御及びスロットル制御を行おうとするものである。
特開２００３−１８４５８７号公報

このような内燃機関制御装置にあっては、可変動弁制御を行う可変動弁制御手段とスロットル制御を行うスロットル制御手段を別個の制御器により行う場合であって、各制御器の間の信号通信がフェイルとなったときには、可変動弁制御及びスロットル制御が適切に行えなくなるという問題点がある。

そこで本発明は、可変動弁制御器とスロットル制御器との間の通信にフェイルが生じた場合に適切な制御が行える内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る内燃機関制御装置は、少なくとも吸気弁のバルブリフト量を制御可能な可変動弁制御手段と、可変動弁制御手段と通信可能に構成され、可変動弁制御手段から送信されるバルブリフト量に応じてスロットル開度を制御するものであって、可変動弁制御手段との通信にフェイルを生じた場合にバルブリフト量が減少傾向であるか否かに基づいてスロットル開度を制御するスロットル開度制御手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、可変動弁制御手段とスロットル開度制御手段との間の通信にフェイルを生じた場合でも、バルブリフト量が減少傾向であるか否かに基づいてスロットル開度を設定してスロットル開度を制御することができる。このため、通信フェイル時に可変動弁制御手段からバルブリフト量が送信されない場合でも適切なスロットル開度制御が行える。

また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述のスロットル開度制御手段が、通信フェイルの際にバルブリフト量が減少傾向でない場合、そのフェイルの前に設定された目標スロットル開度を維持しその目標スロットル開度となるようにスロットル開度制御を行うことを特徴とする。

この発明によれば、通信フェイルの際に吸気弁のバルブリフト量が減少傾向でない場合にフェイル前に設定された目標スロットル開度を維持してスロットル開度制御することにより、通信フェイル時に可変動弁制御手段からバルブリフト量が送信されない場合でも、車両の運転者の走行要求に応じた適切なスロットル開度制御が行える。

また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述のスロットル開度制御手段が、通信フェイルの際にバルブリフト量が減少傾向である場合に、そのフェイルの前に設定された目標スロットル開度を減少させてスロットル開度制御を行うことを特徴とする。

また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述のスロットル開度制御手段が、通信フェイルの際にバルブリフト量が減少傾向である場合に、そのフェイルの前に設定された目標スロットル開度を徐々に減少させてスロットル開度制御を行うことを特徴とする。

これらの発明によれば、通信フェイルの際に吸気弁のバルブリフト量が減少傾向である場合にフェイルの前に設定されたスロットル開度を減少させてスロットル開度制御することにより、通信フェイル時に可変動弁制御手段からバルブリフト量が送信されない場合でも、車両の運転者の走行要求に応じた適切なスロットル開度制御が行える。

本発明によれば、可変動弁制御器とスロットル制御器との間の通信にフェイルが生じた場合でも適切な制御が行える内燃機関制御装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る内燃機関制御装置の構成概略図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関制御装置１は、車両に搭載される内燃機関であるエンジン２の駆動制御を行う装置である。エンジン２は、可変動弁機構３を備えている。可変動弁機構３は、吸気弁４のバルブリフト量を変更可能とするものであり、インテリジェントドライバ５から出力される駆動信号に応じて作動し、吸気弁４のバルブリフト量を変更する。この可変動弁機構３としては、例えばリフト可変用モータを具備し、このモータを駆動することにより吸気弁４のバルブリフト量を任意に変更可能なものが用いられる。

また、可変動弁機構３は、吸気弁４の作動におけるバルブリフト量検出センサ３１を備えている。リフト量検出センサ３１は、吸気弁４のバルブリフト量を検出するセンサであり、例えば吸気弁４を往復移動させるカムシャフト（図示なし）の作用角を検出するものが用いられる。

インテリジェントドライバ５は、可変動弁機構３の作動制御を行う可変動弁制御手段として機能するものであり、可変動弁機構３に駆動信号を出力することにより吸気弁４のリフト量を制御する。このインテリジェントドライバ５は、駆動部５１、制御部５２及び通信部５３を備えている。

駆動部５１は、可変動弁機構３に駆動信号を出力する駆動手段であり、ドライバ回路などにより構成されている。制御部５２は、インテリジェントドライバ５全体を制御する制御手段であり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。この制御部５２は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６から送信された要求バルブリフト量に応じて制御信号を生成し、その制御信号を駆動部５１に出力する。駆動部５１はその制御信号に応じて駆動信号を生成し、可変動弁機構３に対して駆動信号を出力する。

また、制御部５２は、バルブリフト量検出センサ３１の検出信号を入力して信号処理を行う。そして、その検出信号に基づいてフィードバック制御を行い、吸気弁４の実バルブリフト量が要求バルブリフト量となるようにバルブリフト量を制御する。また、制御部５２は、エンジンＥＣＵ６との通信異常を判断し、不揮発性メモリに通信異常フラグを立てて通信異常を記憶する。

インテリジェントドライバ５は、通信部５３を備えている。通信部５３は、エンジンＥＣＵ６との通信を行う通信手段であり、エンジンＥＣＵ６から要求バルブリフト量の情報信号を受信し、エンジンＥＣＵ６に対して吸気弁４の実バルブリフト量を送信する。

エンジンＥＣＵ６は、エンジン２の駆動など各種のエンジン制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。エンジンＥＣＵ６は、インテリジェントドライバ５と信号の送受信可能な通信機能を備えている。また、エンジンＥＣＵ６は、スロットル作動部７に電気的に接続されている。スロットル作動部７は、スロットルモータなどを備えて構成され、エンジンＥＣＵ６からの作動信号に従ってスロットルバルブ７１を作動させるものである。その際、エンジンＥＣＵ６は、スロットル開度制御手段として機能する。

エンジンＥＣＵ６は、アクセル操作状態やエンジン回転数などに基づいてスロットルバルブ７１の開きによる吸入空気量とバルブリフトによる吸入空気量の振り分けを決定する。そして、決定された吸入空気量となるスロットル開度及びバルブリフト量がそれぞれ設定される。

次に本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る内燃機関制御装置におけるスロットル開度制御処理のフローチャートである。この図２における制御処理は、エンジンＥＣＵ６により所定時間ごとに繰り返し実行される。

図２にＳ１０に示すように、スロットルバルブ７１の現実のスロットル開度が所定値Ａ以上であるか否かが判断される。このスロットル開度は、例えばスロットルポジションセンサ（図示なし）の出力信号を読み込んだものが用いられる。所定値Ａは、エンジンＥＣＵ６に予め設定される設定値であり、例えばアイドル回転数に相当するスロットル開度が設定される。

Ｓ１０にて現実のスロットル開度が所定値Ａ以上でないと判断されたときには、制御処理を終了する。一方、Ｓ１０にて現実のスロットル開度が所定値Ａ以上であると判断されたときには、要求バルブリフト量が前回の要求バルブリフト量より小さいか否かが判断される（Ｓ１２）。このＳ１２にて要求バルブリフト量が前回の要求バルブリフト量より小さくないときには、バルブリフト量が減少傾向でないと判断され、Ｓ１６に移行する。

一方、Ｓ１２にて要求バルブリフト量が前回の要求バルブリフト量より小さいときには、バルブリフト量が減少傾向であると判断され、バルブリフト量減少要求フラグがセットされる（Ｓ１４）。そして、Ｓ１６に移行し、エンジンＥＣＵ６とインテリジェントドライバ５との通信が異常となっているか否かが判断される。この判断は、通信異常フラグがセットされているか否かによって判断される。

例えば、インテリジェントドライバ５から実バルブリフト量の信号が正常に送信されておらず通信異常フラグがセットされているときには、通信異常であると判断される。このとき、実バルブリフト量の信号が１回正常に送信されない場合に仮異常とし、その後連続して正常に送信されない場合に本異常として通信異常フラグをセットすることが好ましい。これに対し、インテリジェントドライバ５から実バルブリフト量の信号が正常に送信されており通信異常フラグがリセットされているときには、通信異常でないと判断される。

Ｓ１６にてエンジンＥＣＵ６とインテリジェントドライバ５との通信が異常でないと判断されたときには、制御処理を終了する。一方、エンジンＥＣＵ６とインテリジェントドライバ５との通信が異常であると判断されたときには、要求スロットル開度記憶フラグがリセットされているか否かが判断される（Ｓ１８）。要求スロットル開度記憶フラグがリセットされていないと判断されたときには、Ｓ２２に移行する。

一方、Ｓ１８にてスロットル開度記憶フラグがリセットされていると判断されたときには、現在のスロットル開度の読み込みが行われ、そのスロットル開度が要求スロットル開度（目標スロットル開度）としてセットされ、要求スロットル開度記憶フラグがセットされる（Ｓ２０）。スロットル開度の読み込みは、例えばスロットルポジションセンサ（図示なし）の検出信号に基づいて行われる。

そして、Ｓ２２に移行し、バルブリフト量減少要求フラグがセットされているか否かが判断される。バルブリフト量減少要求フラグがセットされていると判断されたときには、要求スロットル開度の低減処理が行われる（Ｓ２４）。要求スロットル開度低減処理は、要求スロットル開度を低減する処理であり、例えば現在セットされている要求スロットル開度に対し所定値Ｂを減じたものをセットすることにより行われる。これにより、スロットル開度が徐々に減少するように制御される。所定値Ｂは、エンジンＥＣＵ６に予め設定される設定値であり、正の適合値が設定される。Ｓ２４の処理完了後、制御処理を終了する。

一方、Ｓ２２にてバルブリフト量減少要求フラグがセットされていないと判断されたときには、要求スロットル開度の維持処理が行われる（Ｓ２６）。要求スロットル開度維持処理は、要求スロットル開度を維持する処理であり、例えば現在セットされている要求スロットル開度を変更せずにそのままにセットしておく処理である。これにより、スロットル開度が現状の状態に維持される。Ｓ２６の処理完了後、制御処理を終了する。

このように、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、上述したスロットル開度制御処理を行うことにより、インテリジェントドライバ５とエンジンＥＣＵ６との間の通信にフェイルを生じてインテリジェントドライバ５からエンジンＥＣＵ６にバルブリフト量の信号が送信されない場合でも、先のバルブリフト量に基づいて要求スロットル開度を設定し、スロットル開度を適切に制御することができる。このため、通信フェイル時においても適切に内燃機関の制御が可能となり、装置の信頼性が向上する。

また、スロットル開度制御処理によれば、通信フェイル（通信異常）の際にバルブリフト量が減少傾向でない場合には通信フェイルの前に設定された要求スロットル開度（目標スロットル開度）を維持してスロットル開度制御を行うことにより、通信フェイルによってインテリジェントドライバ５からエンジンＥＣＵ６に実バルブリフト量の信号が送信されない場合でも、車両の運転者の走行要求に応じたスロットル開度制御が行える。

また、スロットル開度制御処理によれば、通信フェイル（通信異常）の際にバルブリフト量が減少傾向である場合には通信フェイルの前に設定された要求スロットル開度（目標スロットル開度）を減少させてスロットル開度制御を行うことにより、通信フェイルによってインテリジェントドライバ５からエンジンＥＣＵ６に実バルブリフト量の信号が送信されない場合でも、車両の運転者の走行要求に応じたスロットル開度制御が行える。

例えば、図３に示すように、アクセル踏み込み量が一定に維持されスロットル開度が増加傾向でバルブリフト量が減少傾向のときに、通信フェイルが生じた場合、スロットル開度を低減するように制御することによって、車両が加速することを防止でき、車両の飛び出し感を感ずるなど運転者に運転操作上の違和感を与えることを防止できる。

また、図４に示すように、アクセル踏み込み量が低減されスロットル開度が一定でバルブリフト量が減少傾向のときに、通信フェイルが生じた場合、スロットル開度を低減するように制御することによって、車両が減速しないような事態を回避でき、車両の減速感がないなど運転者に運転操作の違和感を与えることを防止できる。

図５は、本実施形態に係る内燃機関制御装置におけるバルブリフト制御処理のフローチャートである。この図５における制御処理は、インテリジェントドライバ５により所定時間ごとに繰り返し実行される。

図５にＳ３０に示すように、エンジンＥＣＵ６との通信に異常が生じているか否かが判断される。この判断は、例えば通信異常フラグがセットされているか否かに基づいて行われる。エンジンＥＣＵ６から要求バルブリフト量が正常に送信されてこない場合に通信異常フラグがセットされ、エンジンＥＣＵ６から要求バルブリフト量が正常に送信されている場合に通信異常フラグがリセットされる。

このＳ３０にてエンジンＥＣＵ６との通信に異常が生じていないと判断されたときには、エンジンＥＣＵ６との通信によって送信されたバルブリフト量が要求バルブリフト量としてセットされる（Ｓ３２）。一方、Ｓ３０にてエンジンＥＣＵ６との通信に異常が生じていると判断されたときには、現実のバルブリフト量が所定値Ｂより小さいか否かが判断される（Ｓ３４）。現実のバルブリフト量が所定値Ｂより小さくないと判断されたときには、Ｓ３８に移行する。一方、現実のバルブリフト量が所定値Ｂより小さいと判断されたときには、要求バルブリフト量が最大のバルブリフト量にセットされ、イグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）時通信異常制御フラグがセットされる（Ｓ３６）。

そして、Ｓ３８に移行し、吸気弁４のバルブリフト量が要求バルブリフト量となるようにバルブリフト制御が行われる。そして、制御処理を終了する。

このように、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、上述したバルブリフト制御処理を行うことにより、インテリジェントドライバ５とエンジンＥＣＵ６との間の通信にフェイルを生じた場合に吸気弁４のバルブリフト量を最大に設定することにより、通信フェイルによりエンジンＥＣＵ６から要求バルブリフト量が送信されてこなくてもバルブリフト制御を行うことができる。

また、通信フェイル後に内燃機関が停止され再始動されたときには、バルブリフト量が最大として制御されるので、その始動を確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関制御装置の構成概要図である。 図１の内燃機関制御装置におけるスロットル開度制御処理のフローチャートである。 図１の内燃機関制御装置におけるスロットル開度制御処理の説明図である。 図１の内燃機関制御装置におけるスロットル開度制御処理の説明図である。 図１の内燃機関制御装置におけるバルブリフト制御処理のフローチャートである。

符号の説明

１…内燃機関制御装置、２…エンジン、３…可変動弁機構、４…吸気弁、５…インテリジェントドライバ（可変動弁制御手段）、６…エンジンＥＣＵ（スロットル開度制御手段）、７…スロットル作動部、５３…通信部、７１…スロットルバルブ。

Claims (4)

1. 少なくとも吸気弁のバルブリフト量を制御可能な可変動弁制御手段と、
   前記可変動弁制御手段と通信可能に構成され、前記可変動弁制御手段から送信される前記バルブリフト量に応じてスロットル開度を制御するものであって、前記可変動弁制御手段との通信にフェイルを生じた場合に前記バルブリフト量が減少傾向であるか否かに基づいてスロットル開度を制御するスロットル開度制御手段と、
   を備えた内燃機関制御装置。
2. 前記スロットル開度制御手段は、前記フェイルの際に前記バルブリフト量が減少傾向でない場合、前記フェイルの前に設定された目標スロットル開度を維持しその目標スロットル開度となるようにスロットル開度制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記スロットル開度制御手段は、前記フェイルの際に前記バルブリフト量が減少傾向である場合に、前記フェイルの前に設定された目標スロットル開度を減少させてスロットル開度制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記スロットル開度制御手段は、前記フェイルの際に前記バルブリフト量が減少傾向である場合に、前記フェイルの前に設定された目標スロットル開度を徐々に減少させてスロットル開度制御を行うこと、
   を特徴とする請求項３に記載の内燃機関制御装置。
   

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