JP4793275B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン（内燃機関）の制御装置、特に作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを最遅角位置と最進角位置との間で進遅角し得る吸気側可変バルブタイミング機構（以下ＶＴＣともいう。）を備えるエンジンの制御装置に関する。

中間ロックＶＴＣシステムを提案するものがある（特許文献１参照）。
特開２００２−３０９９７４公報

ところで、上記の中間ロックＶＴＣシステムとは、作動油の供給を受け最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置を固定位置としてこの固定位置に吸気バルブタイミングを固定し得る固定機構を有する吸気側可変バルブタイミング機構と、この吸気側可変バルブタイミング機構に作動油を供給するエンジン駆動のオイルポンプと、アイドル時に吸気バルブタイミングを最遅角位置まで遅角させる遅角制御手段とを備えるエンジンの制御装置において、エンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置へと進角させるものである。

この場合に、エンジン駆動のオイルポンプの油圧性能は作動油の油温やエンジン回転速度によって変化するので、油温が高くかつ回転速度が低い（従って固定位置までの応答時間が大きい）領域ではエンジン停止時に吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置まで進角（復帰）させ得ないことが新たに判明した。すなわち、エンジンの始動時における吸気バルブタイミングがどの位置にあればよいかは排気エミッションからの要求などエンジン仕様により予め定まり、エンジン仕様により定まるその目標位置を固定位置として設定しているのであるから、前回のエンジン停止時に吸気バルブタイミングを固定位置まで進角できていない状態のまま今回のエンジン始動を行ったのでは、エンジン始動時における吸気バルブタイミングが目標位置より遅れていることになり、望みの排気エミッションが得られなくなるのである。

そこで本発明は、吸気バルブタイミングの固定位置への復帰性を改善して中間ロックＶＴＣシステムのメリットを最大限に確保することを目的とする。

本発明は、作動油の供給を受け最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置を固定位置としてこの固定位置に吸気バルブタイミングを固定し得る固定機構（２６）を有し、作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを前記最遅角位置と前記最進角位置との間で進遅角し得る吸気側可変バルブタイミング機構（１１）と、この吸気側可変バルブタイミング機構（１１）に作動油を供給するエンジン駆動のオイルポンプ（５１）と、アイドル時に吸気バルブタイミングを前記最遅角位置から前記中間位置までの間（例えば最遅角位置）に遅角させる遅角制御手段（５３、７１）とを備えるエンジンの制御装置において、エンジン停止を予測し得る複数の条件に基づいてエンジン停止を予測し、このエンジン停止予測手段によりエンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを前記アイドル時の位置（最遅角位置）より前記固定位置へと進角させると共に、吸気バルブタイミングの前記アイドル時の位置（最遅角位置）より前記固定位置への応答速度が上がるように前記吸気側可変バルブタイミング機構に供給する作動油の油圧を上昇させるように構成する。さらに、前記複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立する毎に吸気バルブタイミングを前記固定位置に向けて所定角度ずつ段階的に進角させ、前記複数の条件のうちの全ての条件が成立したとき吸気バルブタイミングを前記固定位置まで進角させる。

本発明によれば、作動油の供給を受けて最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置を固定位置としてこの固定位置に吸気バルブタイミングを固定し得る固定機構を有し、作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを前記最遅角位置と前記最進角位置との間で進遅角し得る吸気側可変バルブタイミング機構と、この吸気側可変バルブタイミング機構に作動油を供給するエンジン駆動のオイルポンプと、アイドル時に吸気バルブタイミングを前記最遅角位置から前記中間位置までの間に遅角させる制御手段とを備えるエンジンの制御装置において、エンジン停止を予測し得る複数の条件に基づいてエンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを前記アイドル時の位置より前記固定位置へと進角させると共に、吸気バルブタイミングの前記アイドル時の位置より前記固定位置への応答速度が上がるように前記吸気側可変バルブタイミング機構に供給する作動油の油圧を上昇させ、さらに、前記複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立する毎に吸気バルブタイミングを前記固定位置に向けて所定角度ずつ段階的に進角させ、前記複数の条件のうちの全ての条件が成立したとき吸気バルブタイミングを前記固定位置まで進角させるので、エンジン停止を予測したときに固定位置への復帰性を改善することが可能となり、作動油の油温が高くかつ回転速度が低い条件においても、吸気バルブタイミングを確実に固定位置まで進角できることになった。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１はエンジンの制御装置の概略構成図である。図１において、エンジンには、作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを進遅角する吸気側可変バルブタイミング機構（以下「吸気ＶＴＣ機構」という。）１１と、クランクシャフトと排気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、同じく作動油の供給を受け排気バルブタイミングを進遅角する可変バルブタイミング機構（以下「排気ＶＴＣ機構」という。）３１とを備える。

これら吸気ＶＴＣ機構１１、排気ＶＴＣ機構３１の基本的構成そのものは、特開平２００２−３０９９７４号公報等により公知である。ここでは、吸気ＶＴＣ機構１１、排気ＶＴＣ機構３１の基本的構成を概説し、その後に本発明部分に言及する。ただし、吸気ＶＴＣ機構１１と排気ＶＴＣ機構３１とでは基本的構成に変わりないので、吸気ＶＴＣ機構１１のほうを主に説明する。

図２は、吸気ＶＴＣ機構１１の正面断面構造の概略構成を示している。図２に示すように、吸気ＶＴＣ機構１１の内部に設けられた内部ロータ１２は、吸気カムシャフト２の先端にボルト等で締結されることで吸気カムシャフト２と一体回転可能とされる。この内部ロータ１２の外周には、４枚の羽根体（ベーン）１３が放射状に形成されている。

また、内部ロータ１２の外周を覆うようにハウジング１５が設けられている。このハウジング１５は、複数の取り付けボルト１６により吸気カムスプロケット（不図示）に固定されることで、吸気カムスプロケットと一体回転可能とされる。なお、ハウジング１５の内周には、内部ロータ１２のベーン１３と同数（４つ）の凸部１５ａが形成されており、隣り合った凸部１５ａの間に形成された凹部１５ｂ内に個々のベーン１３が収容されている。

ベーン１３の先端は凹部１５ｂの内周と摺接し、凸部１５ａの先端は内部ロータ１２の外周と摺接している。その結果、内部ロータ１２及び吸気カムシャフト２と、吸気カムスプロケット及びハウジング１５は、互いに同一の軸心を中心として相対回動可能となる。

また、凹部１５ｂには、ベーン１５によって区画されることで２つの空間１７，１８が形成されている。これら２つの空間１７，１８のうち、ベーン１３に対して吸気カムシャフト２の回転方向（矢指α方向）側の空間１８を進角油圧室、その反対側の空間１７を遅角油圧室という。

内部ロータ１２内には、後述する進角油路Ｐ５と連通しているカムシャフト方向の油路１９と、この油路１９と進角油圧室１８とを連通する径方向の油路２０とが形成されている。また、後述する遅角油路Ｐ４と連通しているカムシャフト方向の油路（不図示）と、この油路と遅角油圧室１７とを連通する径方向の油路２２とが形成されている。なお、図２では太い矢印で遅角油圧室１７、進角油圧室１８に作動油が供給される様子を示しているが、実際には２つの油圧室１７、１８に同時に作動油が供給されることはない。

また、ハウジング１５には径方向に沿って収容孔２５が形成されている。収容孔２５にはロックキー２６が収容されている。ロックキー２６は、内部ロータ１２及びハウジング１５を特定の相対位置に固定する機能を有する。

図１に戻り、右側に示す排気ＶＴＣ機構３１の構成は、左側に示す吸気ＶＴＣ機構１１の構成と同様である。ただし、排気ＶＴＣ機構３１にロックキーは備えられていない点が相違している。

このように構成された一方の吸気ＶＴＣ機構１１では、遅角油圧室１７や進角油圧室１８等、各部位に供給される油圧の制御を通じて、両回転部１２，１５間の相対位相が自在に変更あるいは保持され、また他方の排気ＶＴＣ機構３１では、遅角油圧室３７や進角油圧室３８等、各部位に供給される油圧の制御を通じて、両回転部３２，３５間の相対位相が自在に変更あるいは保持される。

次に、吸気ＶＴＣ機構１１、排気ＶＴＣ機構機構３１の各部位に供給する油圧を制御する油圧制御系について説明する。吸気ＶＴＣ機構１１及び排気ＶＴＣ機構３１を働かせる油圧制御系については、全体としてオイルポンプは１つであり、吸気ＶＴＣ機構１１と排気ＶＴＣ機構３１とでオイルポンプ５１からの作動油を並列的に供給する構成である。ここでは吸気ＶＴＣ機構１１に対する油圧制御系を先に説明する。

図１において、オイルポンプ５１は、クランクシャフトの回転力に基づき機械的に駆動され、オイルパン５２内の作動油を吸引し、供給油路Ｐ１を介して第１オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）５３に作動油を供給する。

第１オイルコントロールバルブ５３はデューティ制御に基づき開度制御される４ポート弁であり、上記供給油路Ｐ１に加え、作動油をオイルパン５２に還流する２本の排出油路Ｐ２，Ｐ３と、上記吸気ＶＴＣ機構１１の遅角油圧室１７に連通する遅角油路Ｐ４と、進角油圧室１８に連通する進角油路Ｐ５とがこの第１オイルコントロールバルブ５３に接続されている。第１オイルコントロールバルブ５３は、図示しないが、往復摺動可能に配設されたスプールと、同スプールを付勢するコイルバネと、電圧を印加されることによってスプールを吸引する電磁ソレノイドを内蔵する。

上記電磁ソレノイドに印加される電圧は、エンジンコントローラ７１によってデューティ制御されている。電磁ソレノイドが発生する吸引力は、印加される電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイドが発生する吸引力とコイルバネの付勢力との釣り合いによって、スプールの位置が決められる。

スプールが移動することによって、遅角油路Ｐ４及び進角油路Ｐ５と、供給油路Ｐ１及び排出油路Ｐ２，Ｐ３との連通量が変化し、遅角油路Ｐ４及び進角油路Ｐ５に対して供給される作動油の量、あるいはこれら油路Ｐ４，Ｐ５より排出される作動油の量が変化する。エンジンコントローラ７１では、このようにして上記遅角油圧室１７及び進角油圧室１８内の油圧を調節することにより、内部ロータ１２及びハウジング１５の相対的な動きを制御する。

他方、オイルポンプ５１によって吸引された作動油の一部は、供給油路Ｐ１から分岐する油路Ｐ６を通じてオイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）５４に供給される。オイルスイッチングバルブ５４は、第１オイルコントロールバルブ５３と同様、電磁ソレノイド及びコイルバネの協働によって往復動するスプールを内蔵し、電磁ソレノイドへの供給電圧がエンジンコントローラ７１によってデューティ制御されることで開度制御される３ポート弁である。オイルスイッチングバルブ５４には、上記油路Ｐ６に加え、作動油をオイルパン５２に還流する排出油路Ｐ７と、内部ロータ１２内の所定部位に連通するロックキー制御油路Ｐ８とが接続されている。エンジンコントローラ７１では、第１オイルコントロールバルブ５３と同様、ロックキー制御油路Ｐ８を通じて供給する作動油の油圧を調節することにより、ロックキー２６の作動状態を制御する。

なお、ハウジング１５（吸気カムスプロケット）に対する内部ロータ１２（吸気カムシャフト２）の相対位相が矢指方向αに向かって最も進んだ状態は、吸気バルブタイミングが最も進角された状態にあたる。このときの吸気バルブタイミングの位置を「最進角位置」という。一方、ハウジング１５に対する内部ロータ１２の相対位相が矢指方向αに向かって最も遅れた状態は、吸気バルブタイミングが最も遅角された状態にあたる。このときの吸気バルブタイミングの位置を「最遅角位置」という。例えば最遅角位置で吸気バルブ閉時期（ＩＶＣ）が吸気下死点よりも大きく遅れるようにし、これによって吸気バルブの開期間と排気バルブの開期間とが重複しないようにする（オーバーラップをなくす）。また、最進角位置で吸気バルブ閉時期を吸気下死点に近づけ、これによってオーバーラップを大きくする。すなわち、本実施形態のエンジンでは、「最進角位置」および「最遅角位置」間で吸気バルブタイミング（吸気バルブ閉時期や吸気バルブ開時期）が可動となる。そして、ロックキー２６は、このように内部ロータ１２及びハウジング１５の相対位相によって決定づけられる吸気バルブタイミングがその可変範囲内の中間状態にあるところで、内部ロータ１２及びハウジング１５の相対位相を固定する。このときの吸気バルブタイミングの位置を「固定位置」という。

次に、排気ＶＴＣ機構３１に対する油圧制御系を説明する。

図１において、オイルポンプ５１は、供給油路Ｐ１から分岐される供給油路Ｐ１１を介して第２オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６３に作動油を供給する。

第２オイルコントロールバルブ６３はデューティ制御に基づき開度制御される４ポート弁であり、上記供給油路Ｐ１１に加え、作動油をオイルパン５２に還流する２本の排出油路Ｐ１２，Ｐ１３と、上記排気ＶＴＣ機構３１の遅角油圧室３７に連通する遅角油路Ｐ１４と、進角油圧室３８に連通する進角油路Ｐ１５とがこの第２オイルコントロールバルブ６３に接続されている。第２オイルコントロールバルブ６３は、図示しないが、往復摺動可能に配設されたスプールと、同スプールを付勢するコイルバネと、電圧を印加されることによってスプールを吸引する電磁ソレノイドを内蔵する。

上記電磁ソレノイドに印加される電圧は、エンジンコントローラ７１によってデューティ制御されている。電磁ソレノイドが発生する吸引力は、印加される電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイドが発生する吸引力とコイルバネの付勢力との釣り合いによって、スプールの位置が決められる。

スプールが移動することによって、遅角油路Ｐ１４及び進角油路Ｐ１５と、供給油路Ｐ１１及び排出油路Ｐ１２，Ｐ１３との連通量が変化し、遅角油路Ｐ１４及び進角油路Ｐ１５に対して供給される作動油の量、あるいはこれら油路Ｐ１４，Ｐ１５より排出される作動油の量が変化する。エンジンコントローラ７１では、このようにして上記遅角油圧室３７及び進角油圧室３８内の油圧を調節することにより、内部ロータ３２及びハウジング３５の相対的な動きを制御する。

なお、ハウジング３５（排気カムスプロケット）に対する内部ロータ３２（排気カムシャフト４）の相対位相が矢指方向αに向かって最も進んだ状態は、排気バルブタイミングが最も進角された状態にあたる。このときの排気バルブタイミングの位置を「最進角位置」という。一方、ハウジング３５に対する内部ロータ３２の相対位相が矢指方向αに向かって最も遅れた状態は、排気バルブのバルブタイミングが最も遅角された状態にあたる。このときの排気バルブタイミングの位置を「最遅角位置」という。すなわち、本実施形態のエンジンでは、「最進角位置」および「最遅角位置」間で排気バルブタイミングが可動となる。

次に、上記ロックキー２６の構造及び機能を説明する。

図２に示すように、収容孔２５は、その内部においてロックキー２６が往復動可能となるように形成されている。

内部ロータ１２側には、ロックキー２６の先端部２６ａと係合する形状を有する係止孔１２ａが設けられている。係止孔１２ａは、ハウジング１５と対峙する方向に向かって開口する。また、係止孔１２ａは、この係止孔１２ａと連通する周方向の通路１２ｂを介してロックキー制御油路Ｐ８と連通している。一方、ロックキー２６の後端部にはコイルバネ２７を収容するバネ収容孔２８が設けられている。コイルバネ２７は、収容孔２８内に収容されたロックキー２６をハウジング１５側から内部ロータ１２側に向けて付勢する。

ここで、オイルスイッチングバルブ５４によるロックキー制御油路Ｐ８への作動油（油圧）供給が行われていない状態では、コイルバネ２７のバネ力により、ロックキー２６の先端部２６ａが係止孔１２ａに係合し、内部ロータ１２及びハウジング１５の相対位相つまり吸気バルブタイミングが固定位置に固定される。

一方、ロックキー制御油路Ｐ８を通じて十分高い油圧が付与されると、この油圧がコイルバネ２７のバネ力に打ち勝ってロックキー２６の先端部２６ａを係止孔１２ａから離間させる。

例えば、エンジンの始動時或いは始動時直後においては、ロックキー２６により吸気バルブタイミングは内部ロータ１２及びハウジング１５の相対位相の可変範囲内の中間状態にある固定位置に固定されている。その後、作動油の温度が上昇し、所定値を上回る（作動油の粘性がある程度低下する）ようになると、エンジンコントローラ７１の油圧制御に基づき、ロックキー２６による吸気バルブタイミングの固定機能が解除され、通常の運転状態が持続する限りこの解除状態が保持されることになる。

続いて、エンジンコントローラ７１による吸気ＶＴＣ機構１１及び排気ＶＴＣ機構３１の作動制御について説明する。

エンジンコントローラ７１は、クランク角センサ７２等の各種センサの検出結果より把握されるエンジンの運転状態に基づき、吸気バルブタイミングの目標値（目標吸気バルブタイミング）を逐次更新・算出する。そして、エンジンコントローラ７１ではクランク角センサ７２とカム角センサ７３との出力信号から把握される実際の吸気バルブタイミングと上記目標吸気バルブタイミングとの比較に基づきデューティ指令値を算出する。さらに、エンジンコントローラ７１では、この算出したデューティ指令値に応じたデューティ比の指令信号（電圧）を第１オイルコントロールバルブ５３の電磁ソレノイドに印加する。こうして第１オイルコントロールバルブ５３の開度を調節することで、吸気ＶＴＣ機構１１の各油圧室１７，１８内の油圧を適宜調節し、吸気ＶＴＣ機構１１を作動させる。上記のような態様で、エンジンコントローラ７１では吸気ＶＴＣ機構１１の作動を制御（フィードバック制御）し、実際の吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングに収束させる。排気ＶＴＣ機構３１の作動制御については説明しないが、吸気ＶＴＣ機構１１の作動制御と同様である。

ところで、ロックキー２６の機能を利用し、吸気バルブタイミングを特定の位相に固定した状態でエンジンの始動を行うためには、エンジンが始動する以前に吸気バルブタイミングを固定しておく必要がある。ところが、停止状態にあるエンジンでは、エンジン出力によって駆動されるオイルポンプ５１も作動しなくなるため、この状態で吸気ＶＴＣ機構１１を駆動するのは困難である。また、運転中のエンジンでは、吸気バルブタイミングの変更制御を継続的に実施することにより、可能な限りエンジンの運転状態の最適化を図ることが望まれる。その一方、エンジンが停止すれば作動油の油圧は急速に失われるため、たとえエンジンの停止直後に吸気バルブタイミングを固定位置まで進角させるよう試みたとしても、吸気バルブタイミングをその固定位置まで確実に到達させることは保証し得ない。

そこで、エンジンの停止に先立って実施される予備的な事象をエンジンコントローラ７１が認識し、この認識に基づき、ロックキー２６によって吸気バルブタイミングを固定位置に固定する操作をエンジン１が停止する直前に実行するものがある。

さて、図３は横軸に油温を、縦軸にアイドル状態からのエンジン停止時に吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置まで進角させるのに要する応答時間を採った実験結果である。縦軸の応答時間はエンジンの回転速度によって変化し、回転速度が遅くなるほど応答時間が長くなる。また、エンジンの油温が高くなるほど作動油がさらさらになり油圧が低下してゆく。このように、オイルポンプ５１の油圧性能は作動油の油温やエンジン回転速度によって変化するので、油温が高く（５０℃以上）かつ回転速度が低い（応答時間が大きい）領域が、エンジン停止時に吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置まで進角（復帰）させることが不能になる領域として生じている。

そこで本実施形態では、エンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを最遅角位置より前記固定位置へと進角させると共に、吸気バルブタイミングの最遅角位置より固定位置への応答速度が上がるように吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させるようにする。

エンジンコントーラ７１で実行されるこの制御についてフローチャートを参照して詳述する。

図４のフローチャートはエンジン停止を予測するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１〜８では次の５つのいずれかの条件が成立するか否かをみて一つでも成立すれば、エンジン停止が予測できると判断しステップ１０に進んでエンジン停止予測フラグ（エンジン始動時にゼロに初期設定）＝１とする。いずれの条件も成立しないときにはステップ９に進んでエンジン停止予測フラグ＝０とする。

〈１〉パーキングブレーキフラグ（エンジン始動時にゼロに初期設定）＝０でありパ ーキングブレーキが操作された。

〈２〉Ｐレンジフラグ（エンジン始動時にゼロに初期設定）＝０でありシフトレバー 位置がＰレンジになった。

〈３〉消費電力低下フラグ（エンジン始動時にゼロに初期設定）＝０でありバッテリ の消費電力が低下した。

〈４〉車速が所定値より小さい。

〈５〉パワステアリングが大きく操作された。

〈１〉のパーキングブレーキが操作されたか否かはパーキングブレーキセンサ７４により検出する。〈２〉のシフトレバー位置がＰレンジになったか否かはインヒビタースイッチ７５により検出する。〈３〉のバッテリの消費電力が低下したか否かはバッテリからの消費電流を検出するセンサ７６により検出する。〈４〉の車速が所定値より小さいか否かは車速センサ７７により検出する。〈５〉のパワステアリングが大きく操作されたか否かは舵角センサ７８により検出する。

ここで〈１〉〜〈５〉はエンジン停止を予測し得る複数の条件である。〈３〉については、エンジン停止前に点灯していたヘッドライトや作動していたエアコンを切る操作が行われるが、これらの操作によりバッテリの消費電力が低下する。従って、バッテリの消費電力が低下したとき、エンジンが停止されると予測することができる。〈４〉についてはエンジン停止前に車両をストップするため減速する。よって、車速が所定値より小さくなったときエンジンが停止されると予測することができる。〈５〉についてはエンジン停止前には車両を駐車場に入れるため、車両走行中には考えられないほどステアリングが大きく切られる。よって、ステアリングが大きく切られたときエンジンが停止されると予測することができる。

また、上記の〈１〉〜〈３〉の各条件が成立したときには、ステップ１１、１２、１３に進んでパーキングブレーキフラグ＝１、Ｐレンジフラグ＝１、消費電力低下フラグ＝１とする。

パーキングブレーキフラグ＝１により、次回にはステップ１よりステップ１４に進み、パーキングブレーキをみる。パーキングブレーキが操作されたままである限りステップ１１に進んでステップ１１の操作を実行し、途中でパーキングブレーキが操作されていない状態になったときにはステップ１４よりステップ１５に進んでパーキングブレーキフラグ＝０に戻す。

同様にしてＰレンジフラグ＝１により、次回にはステップ３よりステップ１６に進み、シフトレバー位置をみる。シフトレバー位置がＰレンジにある限りステップ１２に進んでステップ１２の操作を実行し、途中でシフトレバー位置がＰレンジ以外に切換えられたときにはステップ１６よりステップ１７に進んでＰレンジフラグ＝０に戻す。

また、消費電力低下フラグ＝１により、次回にはステップ５よりステップ１８に進み、バッテリの消費電力をみる。消費電力が低下したままである限りステップ１３に進んでステップ１３の操作を実行し、途中でバッテリの消費電力が上昇したときにはステップ１８よりステップ１９に進んで消費電力低下フラグ＝０に戻す。

これらパーキングブレーキフラグ、Ｐレンジフラグ、消費電力低下フラグの３つのフラグは後述する図５で用いられる。

図５のフローチャートは、エンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置への応答速度が上がるように、吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させるためのもので、図４に続けて一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ２１では、エンジン停止予測フラグ（図４により設定済み）をみる。エンジン停止予測フラグ＝０であるときにはそのまま今回の処理を終了する。

エンジン停止予測フラグ＝１であるときにはステップ２２に進み、次の３つの操作のうち少なくとも一つを実行する。

〈１１〉アイドル回転速度を上昇させる。

〈１２〉アシストオイルポンプ５５を作動させる。

〈１３〉排気ＶＴＣ機構３１への油供給をストップする。

エンジンの運転中、アイドル回転速度は所定の目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに維持されるのであるが、上記〈１１〉はエンジン停止が予測されたときに、この目標アイドル回転速度ＮＳＥＴよりも高いアイドル回転速度へとエンジン回転速度を上昇させるものである。アイドル回転速度を上昇させると、エンジン駆動のオイルポンプ５１の回転速度が高くなりオイルポンプ５１により吐出される作動油の油圧を上昇させることができる。

〈１２〉のアシストオイルポンプ５５は図１に示したように、エンジン駆動のオイルポンプ５１と直列に接続され、エンジンコントローラ７１からの信号を受けるモータ５６により駆動されるオイルポンプである。エンジンが停止すればエンジン駆動のオイルポンプ５１が停止して作動油の油圧が急速に失われるのであるが、〈１２〉はエンジン停止が予測されたときにモータ５６に通電してアシストポンプ５５を作動させることで、吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させるものである。これにより、作動油の油圧が急速に失われることを防ぎ、吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置へと進角させ得る油圧を確保することができる。

〈１３〉は第２オイルコントロールバルブ６３を操作して、通路１４、１５を遮断し、これにより吸気ＶＴＣ機構１１への作動油の供給量を増やし、吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させるものである。これによって吸気バルブタイミングを最遅角位置より固定位置へと進角させ得る油圧を確保することができる。なお、吸気ＶＴＣ機構１１では、アイドル時に吸気バルブタイミングが最遅角位置にあるのに対して、排気ＶＴＣ機構３１ではアイドル時に排気バルブタイミングが最進角位置（初期位置）にある。従って、エンジン停止が予測されたときに排気ＶＴＣ機構３１への油供給を停止しても問題が生じることはない。

これら各操作によってエンジン停止が予測されたときに吸気バルブタイミングの最遅角位置より中間位置までの応答時間を現状より短縮させることができる。

図６のフローチャートは、吸気バルブタイミングの固定位置への復帰位置（進角途中位置）を段階的に設定するためのもので、図４に続けて一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ３１では、エンジン停止予測フラグ（図４により設定済み）をみてエンジン停止予測フラグ＝１であるときにはステップ３２に進み、パーキングブレーキフラグ、Ｐレンジフラグ、消費電力低下フラグの３つのフラグの値（図４により設定済み）を読み込み、ステップ３３においてこれら３つのフラグの値に基づいて復帰位置を段階的に設定する。ここでは、図７に示したように復帰位置を３段階に設定している。すなわち、アイドル状態で設定される最遅角位置と、エンジン停止時の位置である固定位置との間を３等分し、図示のように復帰位置１、復帰位置２、復帰位置３（＝固定位置）を定めており、図８に示したように、３つあるフラグのうちの１つの値が１であるときに復帰位置１、３つあるフラグのうちの２つの値が１であるときに復帰位置２、３つあるフラグの値が全て１のときに復帰位置３（＝固定位置）とする。

エンジン停止を予測したときに吸気バルブタイミングを最遅角位置から固定位置へと一気に進角させるのではなく、このように段階的に進角させるようにしているのは、次の理由からである。すなわち、吸気バルブタイミングが最遅角位置にある状態での燃費が最もよいので、吸気バルブタイミングが固定位置にある状態での燃費は吸気バルブタイミングが最遅角位置にある状態での燃費よりも悪くなる。従って、吸気バルブタイミングを段階的に固定位置へと進角させるほうが、吸気バルブタイミングを最遅角位置から固定位置へと一気に遅角させる場合よりも、燃費を良くすることができるためである。

このように、エンジン停止予測にはエンジン停止を予測し得る複数の条件を設定し、そのうちの１つの条件が成立する毎に段階的に固定位置へと吸気バルブタイミングを進角（復帰）させ、複数の条件の全てが成立すれば固定位置まで進角させる。

ただし、吸気バルブタイミングの固定位置への進角速度が遅いのでは、エンジン停止直前に固定位置へと動かすことができない事態が生じ得るが、本実施形態では、図５で示したように吸気バルブタイミングが最遅角位置より固定位置へと応答する速度を上昇させるようにしているので、吸気バルブタイミングを段階的に固定位置へと進角させる場合であっても、吸気バルブタイミングを確実に固定位置へと進角させることができる。

一方、パーキングブレーキフラグ、Ｐレンジフラグ、消費電力低下フラグの３つの各フラグは、ゼロより１に切換わった後に再びゼロにもどることはない、というものでなく、１となった後にゼロに切換わることがあり得る。例えば、駐車のためシフトレバーをＰレンジに入れ、かつエアコンを切ったところが、暑くてエンジンを停止させることなくエアコンを入れ直すことがある。このときには、Ｐレンジフラグと消費電力低下フラグがともに１である状態から、Ｐレンジフラグは１のまま消費電力低下フラグが１よりゼロに切換わる。この場合に、吸気バルブタイミングを復帰位置２にそのまま保持させておく方法と、吸気バルブタイミングを復帰位置１へと遅角させる方法とが考えられるが、吸気バルブタイミングを復帰位置１へと遅角させるほうが、吸気バルブタイミングを復帰位置２にそのまま保持させておくより燃費がよくなるので、本実施形態では、それまで成立していたエンジン停止を予測し得る条件の一つが不成立となった場合には、不成立となる前の復帰位置をそのまま保持するのではなく不成立となった状態に応じた復帰位置へと遅角することで、燃費低減効果が低下してしまうことを少しでも防止する。

ここで本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、作動油の供給を受け最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置を固定位置としてこの固定位置に吸気バルブタイミングを固定し得る固定機構（ロックキー２６）を有し、作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを最遅角位置と最進角位置との間で進遅角し得る吸気ＶＴＣ機構１１（吸気側可変バルブタイミング機構）と、この吸気ＶＴＣ機構１１に作動油を供給するエンジン駆動のオイルポンプ５１と、アイドル時に吸気バルブタイミングを最遅角位置（最遅角位置から前記中間位置までの間）に遅角させる遅角制御手段（オイルコントロールバルブ５３とエンジンコントローラ７１）とを備えるエンジンの制御装置において、エンジン停止を予測したとき（図４のステップ１〜８、１０参照）、吸気バルブタイミングを最遅角位置（アイドル時の位置）より固定位置へと進角させる（図６のステップ３１〜３３、図８参照）と共に、吸気バルブタイミングの最遅角位置（アイドル時の位置）より固定位置への応答速度が上がるように吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させる（図５のステップ２１、２２参照）ので、エンジン停止を予測したときに固定位置への復帰性を改善することが可能となり、作動油の油温が５０℃を超えて高くかつ回転速度が低い条件においても、吸気バルブタイミングを確実に固定位置まで進角できることになった。

本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、油圧上昇手段は、エンジン停止を予測したとき、アイドル回転速度を上昇させる手段であるので、特に部品の追加を行うことなく、吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させることができる。

本実施形態（請求項４に記載の発明）よれば、油圧上昇手段は、エンジン停止を予測したとき、排気ＶＴＣ機構３１への作動油の供給を停止する手段であるので、既に排気ＶＴＣ機構３１を備えていれば、特に部品の追加を行うことなく、吸気ＶＴＣ機構１１に供給する作動油の油圧を上昇させることができる。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、エンジン停止の予測を、エンジン停止を予測し得る複数の条件に基づいて行うので（図４のステップ１〜８参照）、エンジン停止予測の確実性を増すことができる。

信号待ちでシフトレバーがＮレンジに入れられることがあり、こうした場合にはエンジン停止を予測することはできない。こうした場合にも吸気バルブタイミングを固定位置に進角させてしまったのでは、燃費が悪くなるのであるが、本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、エンジン停止を予測し得る複数の条件が３つの条件であり、そのうちの第１の条件はパーキングブレーキが操作されたこと、第２の条件はシフトレバー位置がＰレンジになったこと、第３の条件はバッテリの消費電力が低下したことである（図４のステップ１〜６参照）、つまりエンジン停止を予測し得る条件にシフトレバー位置がＮレンジになったことを入れていないので、信号待ちでシフトレバーがＮレンジに入れられた場合に、吸気バルブタイミングが固定位置へと進角されることがなくなり、これによって燃費の悪化を防止できる。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、エンジン停止を予測し得る複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立する毎に吸気バルブタイミングを固定位置に向けて所定角度ずつ段階的に進角させ、複数の条件のうちの全ての条件が成立したとき吸気バルブタイミングを固定位置まで進角させるので（図６のステップ３１〜３３、図７、図８参照）、複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立したとき、吸気バルブタイミングを固定位置まで一気に進角させる場合よりも燃費の悪化を抑制できる。

本実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、エンジン停止を予測し得る複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立した後に、その同じ条件が不成立となった場合には、吸気バルブタイミングを最遅角位置（アイドル時の位置）に向けて所定角度遅角させるので（図４のステップ１、１４、１５、ステップ３、１６、１７、ステップ５、１８、１９、図６のステップ３１〜３３、図８参照）、エンジン停止を予測し得る複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立した後に、その同じ条件が不成立となった場合に、不成立となる前の位置に吸気バルブタイミングを保持させる場合より燃費を向上できる。

請求項１の遅角制御手段はオイルコントロールバルブ５３とエンジンコントローラ７１により、エンジン停止予測手段の機能は図４のステップ１〜８、１０により、進角制御手段の機能は図４のステップ１〜６、１１〜１３、図６のステップ３１〜３３、図８により、油圧上昇手段の機能は図５のステップ２１、２２によりそれぞれ果たされている。

本発明の第１実施形態のエンジンの制御装置の概略構成図。 吸気ＶＴＣ機構の正面断面構造の概略構成図。 固定位置復帰可能領域と、固定位置復帰不可能領域とを示す特性図。 エンジン停止予測を説明するためのフローチャート。 吸気ＶＴＣ機構に供給する作動油の油圧上昇を説明するためのフローチャート。 復帰位置の段階的設定を説明するためのフローチャート。 段階的な復帰位置を説明するための図。 複数のフラグの値と復帰位置との関係を示す表図。

符号の説明

１１ 吸気ＶＴＣ機構（吸気側可変バルブタイミング機構）
２６ ロックキー（固定機構）
３１ 排気ＶＴＣ機構（排気側可変バルブタイミング機構）
５１ オイルポンプ
５３ 第１オイルコントロールバルブ
５４ オイルスイッチングバルブ
５５ アシストオイルポンプ
６３ 第２オイルコントロールバルブ
７１ エンジンコントローラ

Claims (6)

1. 作動油の供給を受け最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置を固定位置としてこの固定位置に吸気バルブタイミングを固定し得る固定機構を有し、作動油の供給を受けクランクシャフトと吸気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブタイミングを前記最遅角位置と前記最進角位置との間で進遅角し得る吸気側可変バルブタイミング機構と、
   この吸気側可変バルブタイミング機構に作動油を供給するエンジン駆動のオイルポンプと、
   アイドル時に吸気バルブタイミングを前記最遅角位置から前記中間位置までの間に遅角させる遅角制御手段と
   を備えるエンジンの制御装置において、
   エンジン停止を予測し得る複数の条件に基づいてエンジン停止を予測するエンジン停止予測手段と、
   このエンジン停止予測手段によりエンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングを前記アイドル時の位置より前記固定位置へと進角させる進角制御手段と、
   同じく前記エンジン停止予測手段によりエンジン停止を予測したとき、吸気バルブタイミングの前記アイドル時の位置より前記固定位置への応答速度が上がるように前記吸気側可変バルブタイミング機構に供給する作動油の油圧を上昇させる油圧上昇手段と
   を設け、
   前記複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立する毎に吸気バルブタイミングを前記固定位置に向けて所定角度ずつ段階的に進角させ、前記複数の条件のうちの全ての条件が成立したとき吸気バルブタイミングを前記固定位置まで進角させることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記油圧上昇手段は、前記オイルポンプと直列に配置される電気駆動式のアシストオイルポンプと、前記エンジン停止を予測したとき、このアシストオイルポンプを作動させる作動手段とからなることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記油圧上昇手段は、前記エンジン停止を予測したとき、アイドル回転速度を上昇させる手段であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記エンジン駆動のオイルポンプからの作動油の供給を受けクランクシャフトと排気側カムシャフトの回転位相差を連続的に可変制御して、排気バルブのバルブタイミングを最遅角位置と最進角位置との間で進遅角し得る排気側可変バルブタイミング機構を備え、
   前記油圧上昇手段は、前記エンジン停止を予測したとき、この排気側可変バルブタイミング機構への作動油の供給を停止する手段であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記複数の条件が３つの条件であり、そのうちの第１の条件はパーキングブレーキが操作されたこと、第２の条件はシフトレバー位置がＰレンジになったこと、第３の条件はバッテリの消費電力が低下したことであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
6. 前記複数の条件のうちのいずれか一つの条件が成立した後に、その同じ条件が不成立となった場合には、吸気バルブタイミングを前記アイドル時の位置に向けて前記所定角度遅角させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。