JP4605037B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部から入力される切替要求に応じて、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量を予め設定された他のリフト量へと切替可能に構成された内燃機関を制御する制御装置に関する。

従来より、外部から入力される切替要求に応じて、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量を予め設定された他のリフト量へと切替可能に構成された内燃機関がある。

そして、このように構成された内燃機関を制御する制御装置の１つとして、切替要求に応じてリフト量が切り替わったと推定される推定タイミングにて、内燃機関の制御に用いる制御パラメータをリフト量の切替に応じて補正し、補正した制御パラメータを内燃機関の制御に反映するものがある。

尚、この制御装置は、本願出願時に未公開である先行出願の特願２００５−８１４６０号の明細書に記載されている。

ここで、上述したように、従来の制御装置では、推定タイミングにて制御パラメータの補正を行っていたため、推定タイミングが到来してから制御パラメータを内燃機関の制御に反映する反映タイミングが到来するまでの期間が短い場合に（例えば、内燃機関の高回転時など）、制御パラメータの補正が反映タイミングに間に合わない可能性があるという問題点があった。

尚、制御パラメータの補正が反映タイミングに間に合わない場合には、リフト量が切り替わっているにも関わらず、切替前のリフト量に応じた制御パラメータが内燃機関の制御に反映されてしまうため、リフト量の切り替わった内燃機関を適切に制御できなくなってしまう。具体的には、例えば、制御パラメータが燃料噴射量である場合には、切替前のリフト量に応じた燃料噴射量がリフト量の切替後に反映されてしまうことで、急激なトルク変動や空燃比の悪化を招いてしまう。

更に、従来の制御装置では、切替要求が入力されてから推定タイミングが到来する前の間にリフト量の切替に応じた制御パラメータを内燃機関の制御に反映できないという問題点もあった。

これにより、例えば、切替要求が入力されてから推定タイミングが到来する前の間にリフト量の切替に応じた燃料噴射量を予め決定しておき、リフト量の切り替わった吸気バルブの開放と共に、切り替わったリフト量に応じた燃料を噴射するといった制御を行うことができないため、このような制御を行うことが最適な状況に対応できなかった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量の切替に応じた制御パラメータを、内燃機関の制御に反映すべきタイミングにて確実に制御に反映可能な制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の制御装置では、外部から入力される切替要求に応じて、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量を、該吸気バルブを開閉駆動するカムもしくは該排気バルブを開閉駆動するカムのうちの少なくとも一方を切り替えることで、予め設定された他のリフト量へと切替可能に構成された内燃機関を制御するにあたって、制御パラメータ計算手段が、内燃機関の制御に用いる制御パラメータを、予め指定された計算タイミングが到来する毎に、少なくともリフト量に基づいて計算し、制御パラメータ設定手段が、該制御パラメータ計算手段によって算出された制御パラメータを予め指定された設定領域に設定する。そして、制御パラメータ反映手段が、設定領域に設定された制御パラメータを予め指定された反映タイミングが到来する毎に内燃機関の制御に反映する。

その一方で、事前推定タイミング設定手段が、切替要求が入力された入力タイミングから該切替要求に応じてリフト量が切り替わることが推定される推定タイミングが到来する前の間に事前推定タイミングを設定し、この事前推定タイミングが到来すると、制御パラメータ補正手段が、設定領域に設定されている制御パラメータをリフト量の切替後に設定領域に設定されているべき制御パラメータへと補正する。

つまり、この制御装置では、計算タイミングが到来する毎にリフト量に応じた制御パラメータを計算する一方で、推定タイミングよりも前に到来するように設定された事前推定タイミングが到来すると、リフト量の切替に応じて制御パラメータを補正する。

このため、推定タイミングが到来してから反映タイミングが到来するまでの期間が短かったり、推定タイミングの前に反映タイミングが設定されてしまうことにより、計算タイミングが到来してから反映タイミングが到来するまでにリフト量の切替に応じた制御パラメータの算出が間に合わなくても、反映タイミングが到来した際に、リフト量の切替に応じて補正した制御パラメータを内燃機関の制御に反映できる。また、計算タイミングが到来してから反映タイミングが到来するまでにリフト量の切替に応じた制御パラメータの算出が間に合えば、反映タイミングが到来した際に、算出した制御パラメータを内燃機関の制御に反映できる。

即ち、本発明によれば、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量の切替に応じた制御パラメータを、内燃機関の制御に反映すべきタイミングにて確実に制御に反映できる。

ここで、事前推定タイミング設定手段は、請求項２記載のように、事前推定タイミングを反映タイミングと同期したタイミングとして設定することが望ましい。
このように事前推定タイミング設定手段が設定されていれば、切替要求の入力後であってリフト量が切り替わる前に到来する反映タイミングにて、制御パラメータを確実に補正できるため、リフト量の切替後に到来する反映タイミングにて、リフト量の切替に応じた制御パラメータをより確実に内燃機関の制御に反映できる。

ところで、内燃機関は、複数の気筒を備えると共に、該気筒毎に吸気バルブと排気バルブとを備えてもよい。
この場合、請求項３記載のように、制御装置は、切替要求が入力されると、該切替要求に応じてリフト量の切替が開始される気筒を判別する気筒判別手段を備え、事前推定タイミング設定手段は、切替要求の入力タイミングから気筒判別手段によって判別された気筒にて推定タイミングが到来する前の間に事前推定タイミングを設定するとよい。

このように制御装置を構成すれば、複数の気筒を備え、各気筒毎に吸気バルブと排気バルブとを備えた内燃機関にて、リフト量の切替が行われる場合であっても、リフト量の切替が開始されるタイミングと制御パラメータを補正するタイミングとを整合させることができ、補正の精度が向上する。

また、請求項４記載のように、制御装置は、切替要求が入力されると、該切替要求に応じてリフト量の切替が開始される気筒を判別する気筒判別手段を備え、制御パラメータ補正手段は、気筒判別手段によって判別された気筒に対応する制御パラメータのみを補正対象とするとよい。

このように制御装置を構成すれば、複数の気筒を備え、各気筒毎に吸気バルブと排気バルブとを備えた内燃機関にて、リフト量の切替が行われる場合であっても、リフト量の切替が開始される気筒に対応する制御パラメータのみを補正できるため、リフト量の切替が開始されない気筒に対応する制御パラメータまで補正してしまい、内燃機関を適切に制御できなくなってしまうことを防止できる。

また、請求項５記載のように、制御パラメータが燃料噴射量または点火時期である場合、制御パラメータ補正手段は、制御パラメータを気筒毎に補正するとよい。
このように制御パラメータ補正手段を設定すれば、複数の気筒を備え、各気筒毎に吸気バルブと排気バルブとを備えた内燃機関にて、リフト量の切替が行われる場合であっても、制御パラメータを気筒毎に最適に補正できるため、リフト量の切替に応じて内燃機関をより適切に制御することができる。

ところで、制御パラメータ補正手段は、制御パラメータをどのように補正してもよいが、制御装置が、少なくともリフト量に基づいて内燃機関の状態を示す状態パラメータを推定する状態パラメータ推定手段を備える場合には、請求項６記載のように、切替前のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータと、切替後のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータとの比を設定領域に設定されている制御パラメータに乗算することで、該制御パラメータを補正すればよい。

このように制御パラメータ補正手段が設定されていれば、切替前のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータに対する、切替後のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータの比を設定領域に設定されている制御パラメータに乗算するだけで、この制御パラメータをリフト量の切替後に設定領域に設定されているべき制御パラメータと同等の値に補正することができる。

また、制御パラメータ補正手段は、請求項７記載のように、切替前のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータと、切替後のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータとの差分を設定領域に設定されている制御パラメータに加算することで、該制御パラメータを補正してもよい。

このように制御パラメータ補正手段が設定されていれば、切替前のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータと、切替後のリフト量に基づいて状態パラメータ推定手段が推定する状態パラメータとの差分を設定領域に設定されている制御パラメータに加算するだけで、この制御パラメータをリフト量の切替後に設定領域に設定されているべき制御パラメータと同等の値に補正することができる。

また、制御パラメータ補正手段は、請求項８記載のように、推定タイミングの到来後に最初に到来する計算タイミングにて補正を終了することが望ましい。
このように制御パラメータ補正手段が設定されていれば、切り替わったリフト量に基づいて新たに算出された制御パラメータを内燃機関の制御に反映することができるため、より適切な制御パラメータを用いて内燃機関をより適切に制御することができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図１は、本発明を適用したエンジン制御システム１の概略的な全体構成図である。

図１に示すように、エンジン制御システム１は、制御対象となる内燃機関であるエンジン１１と、エンジン１１を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）２１とを備える。
ここで、エンジン１１は、複数の気筒を備え、各気筒の吸気ポート１２及び排気ポート１４にはそれぞれ、吸気バルブ１３と排気バルブ１５とが配設されている。

また、エンジン１１は、当該エンジン１１のシリンダヘッドに、各気筒に対応する複数の点火プラグ１８と、全ての吸気バルブ１３のリフト量を低リフトと高リフトとの間で切り替える可変バルブリフト装置（ＣＰＳ）１６とが配設されている。

より詳細には、ＣＰＳ１６は、低リフトへの切替時に、吸気バルブ１３を開閉駆動するカムを低リフト用のカムに切り替えて吸気バルブ１３のリフト量を小さくする一方、高リフトへの切替時に、吸気バルブ１３を開閉駆動するカムを高リフト用のカムに切り替えて吸気バルブ１３のリフト量を大きくするように構成されている。

また、エンジン１１は、各気筒の吸気ポート１２の近傍にそれぞれ、燃料を噴射するインジェクタ１７が配設されている一方、当該エンジン１１のシリンダブロックに、冷却水の温度を検出する水温センサ１９と、当該エンジン１１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角センサ２０とが配設されている。

より詳細には、クランク角センサ２０は、クランク軸が一定角度（本実施形態では３０°ＣＡ）回転する毎にパルス信号を出力するように構成されている。
ところで、本実施形態において、エンジン１１は、直列６気筒の４ストローク１サイクルエンジンとして構成されており、各気筒にはそれぞれ、１〜６までの番号（＃１〜＃６）がそれぞれ割り当てられている。そして、エンジン１１では、＃２→＃４→＃１→＃５→＃３→＃６の順に各気筒にて、吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程が繰り返される。尚、本実施形態では、＃２，＃４，＃１の気筒をグループＡ、＃５，＃３，＃６の気筒をグループＢとする。

一方、ＥＣＵ２１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェイスなどを搭載した周知のコンピュータとして構成されている。
そして、ＥＣＵ２１は、当該ＥＣＵ２１の入出力インターフェイスに、上述したＣＰＳ１６、インジェクタ１７、点火プラグ１８、水温センサ１９、クランク角センサ２０の他、図１にて図示しない各種センサが接続されている。

また、ＥＣＵ２１は、当該ＥＣＵ２１の電源端子に、車載バッテリ（図示せず）に接続されたメインリレー２２における接点２２ａが接続されている一方、当該ＥＣＵ２１のメインリレーコントロール端子に、メインリレー２２におけるコイル２２ｂに接続されている。

また、ＥＣＵ２１は、当該ＥＣＵ２１のキースイッチ（キーＳＷ）端子に、車両のイグニッションスイッチ２３が接続されている。
そして、ＥＣＵ２１は、イグニッションスイッチ２３がＯＮされると、メインリレー２２をＯＮして、車載バッテリからの電力の供給を受けて、当該ＥＣＵ２１のＣＰＵなどを起動する一方、イグニッションスイッチ２３がＯＦＦされると、メインリレー２２をＯＦＦして、車載バッテリからの電力の供給を切断し、当該ＥＣＵ２１のＣＰＵなどを停止するように設定されている。

尚、ＥＣＵ２１では、当該ＥＣＵ２１のＣＰＵは、起動している間、上述の各種センサからの入力に基づいて、エンジン１１の点火時期や燃料噴射量などを制御するように設定されている。そして、本実施形態のＥＣＵ２１では、燃料噴射量の制御に本発明が適用されている。

以下、ＥＣＵ２１における本発明に係る処理について詳述する。
ここで、図２は、ＥＣＵ２１における、燃料噴射量の制御に係る機能ブロック図である。

図２に示すように、ＥＣＵ２１は、吸気量推定部２１ａと、要求ＣＰＳ状態選択部２１ｂと、ＣＰＳ状態推定部２１ｃと、事前ＣＰＳ状態推定部２１ｄと、噴射量計算部２１ｅと、噴射量補正計算部２１ｆとを備える。

より詳細には、吸気量推定部２１ａは、車両に搭載された、スロットルセンサ（図示せず）、エアフローメータ（図示せず）、吸気圧センサ（図示せず）の検出結果と、ＣＰＳ状態推定部２１ｃによって設定される後述の推定ＣＰＳ状態とに基づいて、エンジン１１の吸気量を推定し、推定結果である推定吸気量を設定する。

また、要求ＣＰＳ状態選択部２１ｂは、クランク角センサ２０から入力されるパルス信号と、吸気量推定部２１ａによって設定された推定吸気量とに基づいて、ＣＰＳ１６に要求すべき吸気バルブ１３のリフト量（低リフトもしくは高リフト）を選択し、選択したリフト量を示す要求ＣＰＳ状態を設定する。尚、要求ＣＰＳ状態選択部２１ｂは、設定した要求ＣＰＳ状態をＣＰＳ１６へ出力し、ＣＰＳ１６に吸気バルブ１３のリフト量を要求ＣＰＳ状態が示すリフト量に切替させる。

また、ＣＰＳ状態推定部２１ｃは、要求ＣＰＳ状態選択部２１ｂによって設定された要求ＣＰＳ状態と、ＣＰＳ１６のアクチュエータの潤滑油の温度を検出する油温センサ（図示せず）の検出結果と、ＣＰＳ１６のアクチュエータの駆動電源である車載バッテリの電圧とに基づいて、吸気バルブ１３のリフト量が低リフト及び高リフトのどちらになっているのかを推定し、推定したリフト量を示す推定ＣＰＳ状態を設定する。

また、事前ＣＰＳ状態推定部２１ｄは、要求ＣＰＳ状態選択部２１ｂによって設定された要求ＣＰＳ状態と、油温センサの検出結果と、車載バッテリの電圧と、クランク角センサ２０から入力されるパルス信号とに基づいて、吸気バルブ１３のリフト量が低リフト及び高リフトのどちらに切り替わるのかをリフト量の切替前に推定し、推定したリフト量を示す事前推定ＣＰＳ状態を設定する。

また、噴射量計算部２１ｅは、予め指定された噴射量計算タイミングが到来する毎に、吸気量推定部２１ａによって設定された推定吸気量と、クランク角センサ２０から入力されるパルス信号と、ＣＰＳ状態推定部２１ｃによって設定された推定ＣＰＳ状態とに基づいて、全ての気筒に共通した燃料の噴射量を計算し、算出した噴射量を設定する。但し、本実施形態では、エンジン１１のクランク軸が予め指定された角度（例えば１２０°ＣＡ）回転したタイミングを噴射量計算タイミングとする。

また、噴射量補正計算部２１ｆは、上述の噴射量計算タイミングが到来する毎に、吸気量推定部２１ａによって設定された推定吸気量と、噴射量計算部２１ｅによって設定された噴射量と、ＣＰＳ状態推定部２１ｃによって設定された推定ＣＰＳ状態と、事前ＣＰＳ状態推定部２１ｄによって設定された事前推定ＣＰＳ状態とに基づいて、設定されている噴射量を気筒毎に補正する。更に、噴射量補正計算部２１ｆは、予め指定された反映タイミングが到来する毎に、設定されている噴射量をインジェクタ１７へ出力し、設定されている噴射量を燃料の噴射に反映する。但し、本実施形態では、各気筒におけるピストンが圧縮行程における上死点付近に到達したタイミングを反映タイミングとする。

ところで、ＥＣＵ２１において、これら機能ブロックはそれぞれ、当該ＥＣＵ２１のＣＰＵが各機能ブロックに応じた処理を順次実行することで実現されている。そして、実際上、ＥＣＵ２１のＣＰＵは、上述した推定吸気量、要求ＣＰＳ状態、推定ＣＰＳ状態、事前推定ＣＰＳ状態、噴射量をＥＣＵ２１のＲＡＭに逐次設定すると共に、ＲＡＭに設定されている噴射量及び要求ＣＰＳ状態をＥＣＵ２１の入出力インターフェイスを介して、インジェクタ１７及びＣＰＳ１６へそれぞれ出力する。

ここで、図３は、ＥＣＵ２１のＣＰＵが実行するＣＰＳ状態推定処理の流れを示すフローチャートである。尚、本処理は、所定時間（本実施形態では４ｍｓ）が経過する毎に繰り返し実行される。

図３に示すように、本処理では、まず、要求ＣＰＳ状態が切り替わっているか否かを判定することで（Ｓ１００）、ＣＰＳ１６に対してリフト量の切替が要求されたか否かを判定する。

ここで、要求ＣＰＳ状態が切り替わっていない場合には（Ｓ１００：Ｎｏ）、後述のＳ１２０へ直ちに移行する一方、切り替わっている場合には（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、クランク角センサ２０からのパルス信号に基づいてクランク軸の回転角度を計測するクランクカウンタのカウント値が予め指定されたグループＡ切替領域内であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。尚、本実施形態では、０°ＣＡ〜３３０°ＣＡに相当するクランクカウンタのカウント値がグループＢ切替領域に指定され、３６０°ＣＡ〜６９０°ＣＡに相当するクランクカウンタのカウント値がグループＡ切替領域に指定されている。

そして、クランクカウンタのカウント値がグループＡ切替領域内である場合には（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、吸気バルブ１３のリフト量の切替が開始される気筒グループ（切替開始気筒グループ）をグループＡに設定して（Ｓ１１０）、後述のＳ１２０へ移行する。一方、クランクカウンタのカウント値がグループＡ切替領域外である場合（つまり、グループＢ切替領域内である場合）には（Ｓ１０５：Ｎｏ）、切替開始気筒グループをグループＢに設定する（Ｓ１１５）。

続いて、要求ＣＰＳ状態が示すリフト量が推定ＣＰＳ状態が示すリフト量と不一致であるか否かを判定し（Ｓ１２０）、一致している場合には（Ｓ１２０：Ｎｏ）、後述のＳ１５５へ直ちに移行する。一方、不一致である場合には（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、要求ＣＰＳ状態が切り替わってから経過した時間を計測するＣＰＳ切替カウンタのカウント値（初期値＝０）を１だけカウントアップする（Ｓ１２５）。

そして、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値が予め設定された事前切替判定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。尚、事前切替判定値としては、エンジン１１のクランク軸が１回転するのに要する時間をＣＰＳ１６のアクチュエータの応答時間から差し引いた時間に相当するカウント値が設定されている。但し、クランク軸が１回転するのに要する時間は、クランク角センサ２０からのパルス信号に基づいて予め算出され、ＣＰＳ１６のアクチュエータの応答時間は、油温センサの検出結果と車載バッテリの電圧とに基づいて予め算出される。

ここで、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値が事前切替判定値未満である場合には（Ｓ１３０：Ｎｏ）、後述のＳ１４５へ直ちに移行する一方、事前切替判定値以上である場合には（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、クランクカウンタのカウント値が予め設定された事前切替タイミングを越えたか否かを判定する（Ｓ１３５）。尚、事前切替タイミングとしては、切替開始気筒グループがグループＡに設定されている場合には、グループＡにおいてリフト量の切替が最初に行われる＃２気筒の１つ前に噴射量の反映タイミングが到来する気筒であるグループＢの＃６気筒に対する噴射量の反映タイミングに相当するカウント値が設定される。一方、切替開始気筒グループがグループＢに設定されている場合には、グループＢにおいてリフト量の切替が最初に行われる＃５気筒の１つ前に噴射量の反映タイミングが到来する気筒であるグループＡの＃１気筒に対する噴射量の反映タイミングに相当するカウント値が設定される。

そして、クランクカウンタのカウント値が事前切替タイミングを越えていない場合には（Ｓ１３５：Ｎｏ）、後述のＳ１４５へ直ちに移行する一方、事前切替タイミングを越えている場合には（Ｓ１３５：Ｙｅｓ）、事前推定ＣＰＳ状態が示すリフト量を要求ＣＰＳ状態が示すリフト量に設定する（Ｓ１４０）。

続いて、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値がＣＰＳ１６のアクチュエータの応答時間に相当するカウント値を越えているか否かを判定し（Ｓ１４５）、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値がアクチュエータの応答時間に相当するカウント値を越えていない場合には（Ｓ１４５：Ｎｏ）、本処理を直ちに終了する。

一方、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値がアクチュエータの応答時間に相当するカウント値を越えている場合には（Ｓ１４５：Ｙｅｓ）、推定ＣＰＳ状態が示すリフト量を要求ＣＰＳ状態が示すリフト量に設定したのち（Ｓ１５０）、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値を０にリセットして（Ｓ１５５）、本処理を終了する。

このようなＣＰＳ状態推定処理を実行することにより、ＥＣＵ２１は、例えば図４に示すように動作する。
ここで、図４は、吸気バルブ１３のリフト量の切替に関わるＥＣＵ２１の動作の一例を示すタイミングチャートである。

図４に示すように、ＥＣＵ２１は、要求ＣＰＳ状態を低リフトから高リフトへと切り替え、ＣＰＳ１６に対して吸気バルブ１３のリフト量を低リフトから高リフトへと切り替えるように要求した際に、クランクカウンタのカウント値がグループＡ切替領域内であれば、切替開始気筒グループをグループＡに設定すると共に、ＣＰＳ切替カウンタによるカウントを開始する。その後、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値が事前切替判定値を越え、クランクカウンタのカウント値がグループＡに対する事前切替タイミングと一致した時点（つまり、＃６気筒に対する噴射量の反映タイミング）で、事前推定ＣＰＳ状態を低リフトから高リフトへと切り替える。そして、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値がＣＰＳ１６のアクチュエータの応答時間に到達した時点で、推定ＣＰＳ状態を低リフトから高リフトへと切り替える。

また、要求ＣＰＳ状態を高リフトから低リフトへと切り替え、ＣＰＳ１６に対して吸気バルブ１３のリフト量を高リフトから低リフトへと切り替えるように要求した際に、クランクカウンタのカウント値がグループＢ切替領域内であれば、切替開始気筒グループをグループＢに設定すると共に、ＣＰＳ切替カウンタによるカウントを開始する。その後、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値が事前切替判定値を越え、クランクカウンタのカウント値がグループＢに対する事前切替タイミングと一致した時点（つまり、＃１気筒に対する噴射量の反映タイミング）で、事前推定ＣＰＳ状態を高リフトから低リフトへと切り替える。そして、ＣＰＳ切替カウンタのカウント値がＣＰＳ１６のアクチュエータの応答時間に到達した時点で、推定ＣＰＳ状態を高リフトから低リフトへと切り替える。

つまり、ＥＣＵ２１では、ＣＰＳ状態推定処理を実行することにより、ＣＰＳ１６に対して要求したリフト量の切替に応じて吸気バルブ１３のリフト量が切り替わったと推定される推定タイミング（推定ＣＰＳ状態の切替タイミング）と、この推定タイミングよりも前に到来する事前推定タイミング（事前推定ＣＰＳ状態の切替タイミング）とを設定できる。尚、ＣＰＳ状態推定処理では、事前切替判定値を設けているため、事前推定タイミングが到来してから推定タイミングが到来するまでの間にエンジン１１のクランク軸が１回転以上することがない。

次に、図５は、ＥＣＵ２１のＣＰＵが実行する噴射量補正処理の流れを示すフローチャートである。尚、本処理は、上述の噴射量計算タイミングが到来する毎に繰り返し実行される。

図５に示すように、本処理では、まず、噴射量の計算を開始したのち（Ｓ２００）、事前推定ＣＰＳ状態が示すリフト量と推定ＣＰＳ状態が示すリフト量とが不一致であるか否かを判定することにより（Ｓ２０５）、事前推定タイミングが到来したか否かを判定する。

ここで、事前推定ＣＰＳ状態が示すリフト量と推定ＣＰＳ状態が示すリフト量とが不一致であり（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、事前推定タイミングが到来している場合には、事前推定ＣＰＳ状態が高リフトを示しているか否かを判定し（Ｓ２１０）、高リフトを示している場合には（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、低リフトの推定吸気量に対する高リフトの推定吸気量の比を補正係数に設定したのち（Ｓ２１５）、後述のＳ２２５へ移行する。

一方、事前推定ＣＰＳ状態が高リフトを示していない場合（つまり、低リフトを示している場合）には（Ｓ２１０：Ｎｏ）、高リフトの推定吸気量に対する低リフトの推定吸気量の比を補正係数に設定したのち（Ｓ２２０）、噴射量の補正対象とする気筒（対象気筒）を＃１気筒に設定する（Ｓ２２５）。

そして、設定された対象気筒が上述のＣＰＳ状態推定処理にて設定された切替開始気筒グループの気筒であるか否かを判定し（Ｓ２３０）、切替開始気筒グループの気筒である場合には（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、設定されている噴射量（補正前の噴射量）に上述の補正係数を乗算して補正したものを対象気筒の噴射量に設定し（Ｓ２３５）、後述のＳ２４５へ移行する。つまり、Ｓ２３５にて、設定されている噴射量をリフト量の切替後に設定されているべき噴射量と同等の値に補正する。

一方、設定された対象気筒が切替開始気筒グループの気筒でない場合には（Ｓ２３０：Ｎｏ）、設定されている噴射量をそのまま対象気筒の噴射量に設定し（Ｓ２４０）、全気筒に対して噴射量の設定が終了したか否かを判定する（Ｓ２４５）。

ここで、全気筒に対して噴射量の設定が終了していなければ（Ｓ２４５：Ｎｏ）、対象気筒を次の気筒に設定し（Ｓ２５０）、上述のＳ２３０へ再度移行する一方、全気筒に対して噴射量の設定が終了していれば（Ｓ２４５：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

一方、Ｓ２０５にて、事前推定ＣＰＳ状態が示すリフト量が推定ＣＰＳ状態が示すリフト量と一致し（Ｓ２０５：Ｎｏ）、事前推定タイミングが到来していない場合には、補正係数を１に設定し（Ｓ２５５）、設定されている噴射量をそのまま各気筒の噴射量に設定して（Ｓ２６０）、本処理を終了する。

このような噴射量補正処理を実行することにより、ＥＣＵ２１は、例えば図６，７に示すように動作する。
ここで、図６，７は、噴射量の補正に関わるＥＣＵ２１の動作の一例を示すタイミングチャートである。但し、図６，７では、最初にリフト量が切り替わる気筒が＃２気筒である場合のＥＣＵ２１の動作を示している。

まず、図６に示すように、ＥＣＵ２１では、噴射量計算タイミングが到来する毎に、噴射量の計算を開始し、反映タイミングが到来する毎に、設定されている噴射量を各気筒における燃料の噴射に反映する。そして、事前推定ＣＰＳ状態が切り替わり、事前推定タイミングが到来すると、最初に到来する噴射量計算タイミングにて、設定されている噴射量を補正する。その後、推定ＣＰＳ状態が切り替わり、推定タイミングが到来すると、最初に到来する噴射量計算タイミングにて、切り替わったリフト量に基づいた噴射量の計算を開始する。ここで、次の反映タイミングが到来するまでに噴射量の算出が間に合えば、次の反映タイミングが到来するまでに、補正した噴射量に替えて、算出した噴射量を設定し、各気筒における燃料の噴射に反映する。

一方、図７に示すように、反映タイミングが到来するまでに噴射量の算出が間に合わなければ、補正した噴射量をそのまま各気筒における燃料の噴射に反映する。
以上に述べたように、本実施形態のＥＣＵ２１によれば、反映タイミングに同期した事前推定タイミングが到来すると、設定されている噴射量をリフト量の切替に応じて補正するため、推定タイミングが到来してから反映タイミングが到来するまでの期間が短く、切り替わったリフト量に応じた噴射量の算出が間に合わなくても、リフト量の切替に応じた噴射量をリフト量の切替後に到来する反映タイミングにて確実に燃料の噴射に反映できる。

また、本実施形態のＥＣＵ２１によれば、リフト量の切替が開始される気筒を判別し、それに応じて事前推定タイミングを設定しているため、リフト量の切替が開始されるタイミングと噴射量を補正するタイミングとを整合させることができる。

また、本実施形態のＥＣＵ２１によれば、リフト量の切替が開始される気筒に対応する噴射量のみを補正するため、リフト量の切替が開始されない気筒に対応する噴射量まで補正してしまい、エンジン１１を適切に制御できなくなってしまうことを防止できる。

また、本実施形態のＥＣＵ２１によれば、推定タイミングの到来後に最初に到来する噴射量計算タイミングにて、補正係数を１に設定して、補正を終了するため、切り替わったリフト量に基づいて新たに算出した噴射量を燃料の噴射に反映することができる。つまり、より適切な噴射量を用いてエンジン１１をより適切に制御することができる。

尚、本実施形態では、エンジン１１が本発明における内燃機関に相当し、噴射量計算部２１ｅが本発明における制御パラメータ計算手段及び制御パラメータ設定手段に相当し、ＥＣＵ２１のＲＡＭが本発明における設定領域に相当する。

また、本実施形態では、噴射量補正計算部２１ｆが本発明における制御パラメータ反映手段及び制御パラメータ補正手段に相当し、事前ＣＰＳ状態推定部２１ｄが本発明における事前推定タイミング設定手段に相当する。

また、本実施形態では、ＣＰＳ状態推定処理のＳ１０５が本発明における気筒判別手段に相当し、吸気量推定部２１ａが本発明における状態パラメータ推定手段に相当する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、ＥＣＵ２１は、推定タイミングの到来後に反映タイミングが到来するように設定されていたが、推定タイミングの到来前に反映タイミングが到来するように設定されていてもよい。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ２１は、同一の補正係数を用いて補正対象の気筒に対する噴射量を補正していたが、補正対象の気筒毎に個別に算出した補正係数を用いて、補正対象の気筒に対する噴射量を個別に補正してもよい。このようにＥＣＵ２１を設定すれば、補正対象の気筒に対する噴射量を個別に最適に補正できるため、リフト量の切替に応じてエンジン１１をより適切に制御することができる。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ２１は、リフト量の切替前の推定吸気量に対するリフト量の切替後の推定吸気量の比を設定されている噴射量に乗算して噴射量を補正していたが、リフト量の切替前の推定吸気量とリフト量の切替後の推定吸気量との差分を設定されている噴射量に加算して噴射量を補正してもよい。

また、上記実施形態では、燃料噴射量の制御に本発明を適用したが、例えば、点火時期などの他の制御に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１１は、吸気バルブ１３のリフト量を切替可能に構成されていたが、排気バルブ１５のリフト量を切替可能に構成されていてもよい。そして、排気バルブ１５のリフト量の切替に応じてエンジン１１を制御してもよい。

また、上記実施形態では、直列６気筒の４ストローク１サイクルエンジンの制御に本発明を適用したが、これとは異なる他の形態であって、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量を予め設定された他のリフト量に切替可能に構成された内燃機関の制御に本発明を適用してもよい。

本発明を適用したエンジン制御システム１の概略的な全体構成図である。 ＥＣＵ２１における、燃料噴射量の制御に係る機能ブロック図である。 ＥＣＵ２１のＣＰＵが実行するＣＰＳ状態推定処理の流れを示すフローチャートである。 吸気バルブ１３のリフト量の切替に関わるＥＣＵ２１の動作の一例を示すタイミングチャートである。 ＥＣＵ２１のＣＰＵが実行する噴射量補正処理の流れを示すフローチャートである。 噴射量の補正に関わるＥＣＵ２１の動作の一例を示すタイミングチャートである。 噴射量の補正に関わるＥＣＵ２１の動作の一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…エンジン制御システム、１１…エンジン、１２…吸気ポート、１３…吸気バルブ、
１４…排気ポート、１５…排気バルブ、１６…ＣＰＳ、１７…インジェクタ、１８…点火プラグ、１９…水温センサ、２０…クランク角センサ、２１…ＥＣＵ、２１ａ…吸気量推定部、２１ｂ…要求ＣＰＳ状態選択部、２１ｃ…ＣＰＳ状態推定部、２１ｄ…事前ＣＰＳ状態推定部、２１ｅ…噴射量計算部、２１ｆ…噴射量補正計算部、２２…メインリレー、２２ａ…接点、２２ｂ…コイル、２３…イグニッションスイッチ。

Claims (8)

1. 外部から入力される切替要求に応じて、吸気バルブもしくは排気バルブのうちの少なくとも一方のリフト量を、該吸気バルブを開閉駆動するカムもしくは該排気バルブを開閉駆動するカムのうちの少なくとも一方を切り替えることで、予め設定された他のリフト量へと切替可能に構成された内燃機関を制御する制御装置であって、
   前記内燃機関の制御に用いる制御パラメータを、予め指定された計算タイミングが到来する毎に、少なくとも前記リフト量に基づいて計算する制御パラメータ計算手段と、
   該制御パラメータ計算手段によって算出された前記制御パラメータを予め指定された設定領域に設定する制御パラメータ設定手段と、
   前記設定領域に設定された前記制御パラメータを予め指定された反映タイミングが到来する毎に前記内燃機関の制御に反映する制御パラメータ反映手段と、
   前記切替要求が入力された入力タイミングから該切替要求に応じて前記リフト量が切り替わることが推定される推定タイミングが到来する前の間に事前推定タイミングを設定する事前推定タイミング設定手段と、
   該事前推定タイミング設定手段によって設定された前記事前推定タイミングが到来すると、前記設定領域に設定されている前記制御パラメータを前記リフト量の切替後に前記設定領域に設定されているべき前記制御パラメータへと補正する制御パラメータ補正手段と
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記事前推定タイミング設定手段は、
   前記事前推定タイミングを前記反映タイミングと同期したタイミングとして設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 前記内燃機関は、
   複数の気筒を備えると共に、該気筒毎に前記吸気バルブと前記排気バルブとを備え、
   当該制御装置は、
   前記切替要求が入力されると、該切替要求に応じて前記リフト量の切替が開始される気筒を判別する気筒判別手段を備え、
   前記事前推定タイミング設定手段は、
   前記切替要求の前記入力タイミングから前記気筒判別手段によって判別された気筒にて前記推定タイミングが到来する前の間に前記事前推定タイミングを設定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の制御装置。
4. 前記内燃機関は、
   複数の気筒を備えると共に、該気筒毎に前記吸気バルブと前記排気バルブとを備え、
   当該制御装置は、
   前記切替要求が入力されると、該切替要求に応じて前記リフト量の切替が開始される気筒を判別する気筒判別手段を備え、
   前記制御パラメータ補正手段は、
   前記気筒判別手段によって判別された気筒に対応する前記制御パラメータのみを補正対象とする
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載の制御装置。
5. 前記内燃機関は、
   複数の気筒を備えると共に、該気筒毎に前記吸気バルブと前記排気バルブとを備え、
   前記制御パラメータは、燃料噴射量または点火時期であり、
   前記制御パラメータ補正手段は、
   前記制御パラメータを前記気筒毎に補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか記載の制御装置。
6. 少なくとも前記リフト量に基づいて前記内燃機関の状態を示す状態パラメータを推定する状態パラメータ推定手段を備え、
   前記制御パラメータ補正手段は、
   切替前の前記リフト量に基づいて前記状態パラメータ推定手段が推定する前記状態パラメータと、切替後の前記リフト量に基づいて前記状態パラメータ推定手段が推定する前記状態パラメータとの比を前記設定領域に設定されている前記制御パラメータに乗算することで、該制御パラメータを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか記載の制御装置。
7. 少なくとも前記リフト量に基づいて前記内燃機関の状態を示す状態パラメータを推定する状態パラメータ推定手段を備え、
   前記制御パラメータ補正手段は、
   切替前の前記リフト量に基づいて前記状態パラメータ推定手段が推定する前記状態パラメータと、切替後の前記リフト量に基づいて前記状態パラメータ推定手段が推定する前記状態パラメータとの差分を前記設定領域に設定されている前記制御パラメータに加算することで、該制御パラメータを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか記載の制御装置。
8. 前記制御パラメータ補正手段は、
   前記推定タイミングの到来後に最初に到来する前記計算タイミングにて補正を終了する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか記載の制御装置。

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