JP5252125B2 - 内燃機関の吸排気弁制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の気筒に設けられた吸気弁及び排気弁を制御する吸排気弁制御装置に関する。

従来、このような分野の技術文献として、特開２００３−２９３７９９号公報がある。この公報には、内燃機関の気筒に備えられた吸排気弁の駆動タイミングを制御するバルブタイミング制御装置であって、吸排気弁を保持するための電磁アクチュエータの電源の電圧が低いほど、電磁アクチュエータに対する通電を早く開始することで、電源の電圧低下による電磁アクチュエータの作動遅れの発生を回避している。

特開２００３−２９３７９９号公報

ところで、前述した従来のバルブタイミング制御装置では、電磁アクチュエータに対する通電の開始後に電源の電圧が大幅に低下すると、電磁アクチュエータの駆動に必要な通電量を得るまでの時間が長くなり、電磁アクチュエータの応答性が著しく低下するという問題があった。

本発明は、電源の電圧状態の予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定することで、駆動ユニットの応答性を確保することができる内燃機関の吸排気弁制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置であって、吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方を駆動させる駆動ユニットと、駆動ユニットに電流を供給する電源と、電源の電圧状態を予測する電圧状態予測ユニットと、電圧状態予測ユニットの予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定する通電条件設定ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明に係る内燃機関の吸排気弁制御装置によれば、電源の電圧状態の予測結果に基づいて将来の電源の電圧状態に対応した通電条件を設定することができるので、現在の電源の電圧状態のみに基づいて通電条件を設定する場合と比べて、適切なタイミングにおける駆動ユニットの駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。従って、この吸排気弁制御装置によれば、適切なタイミングで駆動ユニットの駆動に必要な通電量を得ることができるので、駆動ユニットの応答性を確保することができる。

本発明においては、電源の電流が供給される駆動ユニット以外の機器の電力消費を予測する電力消費予測ユニットを更に備え、電圧状態予測ユニットは、電力消費予測ユニットの予測結果に基づいて、電源の電圧状態を予測することが好ましい。

本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、電源から電流が供給される電子機器の電力消費を予測することで、電力消費の予測結果に基づいて将来の電源の電圧状態の高精度な予測を実現することができる。従って、この吸排気弁制御装置によれば、将来の電源の電圧状態を高精度に予測することで、適切なタイミングにおける駆動ユニットの駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。

本発明に係る吸排気弁制御装置においては、通電条件設定ユニットは、通電条件として駆動ユニットに対する通電開始タイミングを設定し、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定することが好ましい。

本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、将来の電源の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早く設定するので、将来の電源の電圧状態が低くても適切なタイミングで必要な通電量を得ることができ、駆動ユニットの応答性を確保することができる。

本発明に係る吸排気弁制御装置においては、駆動ユニットに対してＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御ユニットを更に備え、通電条件設定ユニットは、通電条件としてＰＷＭ制御ユニットによるＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を設定し、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、ｄｕｔｙ比を高く設定することが好ましい。

本発明に係る吸排気弁制御装置によれば、電圧状態予測ユニットによる電源の電圧状態の予測結果が低いほど、ＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を高く設定するので、将来の電源の電圧状態が低くても予定時間までに必要な通電量を得ることができ、駆動ユニットの応答性を確保することができる。

本発明によれば、電源の電圧状態の予測結果に基づいて、駆動ユニットに対する電源の通電条件を設定することで、駆動ユニットの応答性を確保することができる。

第１の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置を示すブロック図である。 バッテリの電圧状態及びソレノイドコイルの温度が変化した場合のソレノイドに対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。 第１の実施形態に係るエンジン制御ＥＣＵの制御の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置を示すブロック図である。 ソレノイド以外の車載機器の電力消費が変化した場合のソレノイドに対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。 第２の実施形態に係るエンジン制御ＥＣＵの制御の流れを示すフローチャートである。 ｄｕｔｙ比が変化した場合のソレノイドに対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１の実施形態］
図１に示されるように、第１の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置１は、４気筒のレシプロエンジン（内燃機関）を有する車両に備えられ、各気筒の吸気弁及び排気弁の制御を行うものである。吸排気弁制御装置１は、エンジンＥＣＵ［Electronic Control Unit］２によって統括的に制御される。エンジン制御ＥＣＵ２は、演算処理を行うＣＰＵ［Central Processing Unit］３を有する電子制御ユニットである。

エンジン制御ＥＣＵ２は、エンジンの統括的な制御を行う。エンジン制御ＥＣＵ２は、所定のフューエルカット条件が成立した場合、気筒に対する燃料供給を停止すると共に吸気弁及び排気弁を停止状態にするフューエルカット制御を実施する。

エンジン制御ＥＣＵ２は、クランク角度センサ４、アクセル開度センサ５、バッテリ６、バッテリ状態検出部７、及びコイル温度検出部８と電気的に接続されている。また、エンジン制御ＥＣＵ２は、吸気弁ソレノイド９〜１２、排気弁ソレノイド１３〜１６、及び燃料噴射部１７と電気的に接続されている。

クランク角度センサ４は、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出する。クランク角度センサ４は、検出したクランクシャフトの回転角度に応じたクランク角度信号をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。アクセル開度センサ５は、運転者による車両のアクセル操作部の開度すなわちアクセル操作量を検出する。アクセル開度センサ５は、検出したアクセル操作部の開度に応じたアクセル開度信号をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。

バッテリ６は、車載機器を稼働させるための電力を蓄えている。バッテリ６の通常状態の電圧は、１２Ｖ（ボルト）である。バッテリ６は、吸気弁ソレノイド９〜１２及び排気弁ソレノイド１３〜１６や燃料噴射部１７に対して電流を供給する。バッテリ６による吸気弁ソレノイド９〜１２及び排気弁ソレノイド１３〜１６等に対する電流の供給は、エンジン制御ＥＣＵ２によって制御される。また、バッテリ６は、ブレーキアクチュエータやステアリングアクチュエータなどの各種車載機器に対して電流を供給する。バッテリ６は、請求の範囲に記載の電源として機能する。

バッテリ状態検出部７は、バッテリ６の電圧状態を検出する。バッテリ状態検出部７は、検出したバッテリ６の電圧状態に応じたバッテリ状態信号をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。コイル温度検出部８は、吸気弁ソレノイド９〜１２及び排気弁ソレノイド１３〜１６を構成するソレノイドコイルの温度を検出する。コイル温度検出部８は、検出したソレノイドコイルの温度に応じたコイル温度信号をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。

吸気弁ソレノイド９〜１２及び排気弁ソレノイド１３〜１６は、エンジン制御ＥＣＵ２からの命令信号に応じて、吸気弁又は排気弁の作動状態を切り替えるアクチュエータである。

吸気弁ソレノイド９〜１２は、第１吸気弁ソレノイド９、第２吸気弁ソレノイド１０、第３吸気弁ソレノイド１１、及び第４吸気弁ソレノイド１２の４つのソレノイドから構成されている。第１吸気弁ソレノイド９、第２吸気弁ソレノイド１０、第３吸気弁ソレノイド１１、及び第４吸気弁ソレノイド１２は、４つの気筒の吸気弁の弁体にそれぞれ対応している。

また、排気弁ソレノイド１３〜１６は、第１排気弁ソレノイド１３、第２排気弁ソレノイド１４、第３排気弁ソレノイド１５、及び第４排気弁ソレノイド１６の４つのソレノイドから構成されている。第１排気弁ソレノイド１３、第２排気弁ソレノイド１４、第３排気弁ソレノイド１５、及び第４排気弁ソレノイド１６は、４つの気筒の排気弁の弁体にそれぞれ対応している。

吸気弁ソレノイド９〜１２及び排気弁ソレノイド１３〜１６（以下、ソレノイド９〜１６という）は、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態と停止状態とに切り替える。ここで、駆動状態とは、エンジンのカムシャフトの回転に連動して吸気弁又は排気弁が開閉動作を繰り返す状態である。停止状態とは、吸気弁又は排気弁が閉じて停止した状態である。

ソレノイド９〜１６は、エンジンのカムシャフトと吸気弁又は排気弁との連動状態を構造的に切り離すことで、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態から停止状態に切り替える。ソレノイド９〜１６は、エンジンのカムシャフトと吸気弁又は排気弁とが連動するように接続することで、吸気弁又は排気弁の作動状態を停止状態から駆動状態に切り替える。ソレノイド９〜１６は、吸気弁又は排気弁の作動状態を停止状態から駆動状態に切り替えることで、吸気弁又は排気弁を駆動させる。ソレノイド９〜１６は、請求の範囲に記載の駆動ユニットとして機能する。

燃料噴射部１７は、４つの気筒にそれぞれ対応する４つの電子制御インジェクタを備えている。燃料噴射部１７は、各インジェクタにから燃料を噴射することで気筒内に燃料を供給する。燃料噴射部１７は、エンジン制御ＥＣＵ２からの信号に応じて各インジェクタの燃料噴射又は噴射停止を制御する。

エンジン制御ＥＣＵ２のＣＰＵ３は、フューエルカット条件判定部３１、通電開始タイミング設定部３２、及び駆動制御部３３を有している。フューエルカット条件判定部３１は、クランク角度センサ４のクランク角度信号及びアクセル開度センサ５のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する。このようなフューエルカット条件としては、エンジンの回転数が所定回転数以上であり、かつエンジンのスロットルバルブが閉じている場合に成立する条件などが挙げられる。また、フューエルカット条件判定部３１は、フューエルカット条件の成立後、フューエルカット条件が成立しなくなったか否かの判定を行う。

通電開始タイミング設定部３２は、フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件が成立したと判定した場合に、バッテリ状態検出部７のバッテリ状態信号及びコイル温度検出部８のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド９〜１６に通電を開始する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う。

ここで、図２を参照して、バッテリ６の電圧状態が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図２は、バッテリ６の電圧状態が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。ソレノイド９〜１６への供給電流の大きさが保持電流Ｈに到達すると、ソレノイド９〜１６が駆動して、吸気弁又は排気弁の作動状態を駆動状態から停止状態に切り替える。その後、供給電流の大きさが保持電流Ｈの状態に維持されることで、吸気弁又は排気弁が停止状態に保持される。なお、ソレノイドコイルの温度としては、各ソレノイド９〜１６のソレノイドコイルの温度のうち最も高い温度を用いる。

図２のＶａは、バッテリ６の電圧状態が６Ｖであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の高温領域にある場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。Ｖｂは、バッテリ６の電圧状態が６Ｖであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が高温領域より低い所定の常温領域にある場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。Ｖｃは、バッテリ６の電圧状態が８Ｖであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。Ｖｄは、バッテリ６の電圧状態が８Ｖであり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。Ｖｅは、バッテリ６の電圧状態が１２Ｖ（通常状態）であり、かつ、ソレノイドコイルの温度が所定の常温領域にある場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。

図２のＴｓは、ソレノイド９〜１６の駆動により吸気弁及び排気弁の作動状態が切り替えられる予定切替時刻を示している。予定切替時刻Ｔｓは、フューエルカット制御を適切に実行できるように予め設定される。図２のＴａは、Ｖａに対応する通電開始タイミングを示している。Ｔａは、予定切替時刻Ｔｓより３９ｍｓ手前の時刻である。また、Ｔｂは、Ｖｂに対応する通電開始タイミングを示している。Ｔｂは、予定切替時刻Ｔｓより３５ｍｓ手前の時刻である。Ｔｃは、Ｖｃに対応する通電開始タイミングを示している。Ｔｃは、予定切替時刻Ｔｓより２８ｍｓ手前の時刻である。Ｔｄは、Ｖｄに対応する通電開始タイミングを示している。Ｔａは、予定切替時刻Ｔｓより２０ｍｓ手前の時刻である。Ｔｅは、Ｖｅに対応する通電開始タイミングを示している。Ｔｅは、予定切替時刻Ｔｓより１５ｍｓ手前の時刻である。

図２に示されるように、バッテリ６の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、ソレノイド９〜１６への供給電流の増加速度は遅くなる。このため、通電開始タイミング設定部３２は、バッテリ６の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。すなわち、通電開始タイミング設定部３２は、予定切替時刻Ｔｓにおける吸気弁及び排気弁の作動状態の切り替えを達成するように、通電開始タイミング設定処理を行う。通電開始タイミング設定部３２は、請求の範囲に記載の通電条件設定ユニットとして機能する。また、通電開始タイミングは、請求の範囲に記載の通電条件に相当する。

駆動制御部３３は、通電開始タイミング設定部３２が通電開始タイミングを設定した場合、ソレノイド９〜１６の駆動制御を行う。駆動制御部３３は、ＰＷＭ［Pulse Width Modulation］制御によってソレノイド９〜１６を制御する。ＰＷＭ制御とは、ソレノイド９〜１６に対する通電をパルス信号として行う制御である。ＰＷＭ制御では、パルス信号のパルス幅を変化させることによりソレノイド９〜１６の制御を行う。なお、駆動制御部３３は、通常、パルス信号の一周期におけるＨＩＧＨとＬＯＷとの比であるｄｕｔｙ比を５０％としてＰＷＭ制御を行う。

駆動制御部３３は、通電開始タイミング設定部３２の設定した通電開始タイミングからソレノイド９〜１６に対する通電を開始することで、予定切替時刻Ｔｓに吸気弁及び排気弁の作業状態を切り替える切替処理を行う。駆動制御部３３は、吸気弁及び排気弁の作動状態が停止状態に切り替えられた場合、燃料噴射部１７を制御して燃料の供給を停止する燃料供給停止処理を行いフューエルカット制御を実施する。駆動制御部３３は、フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件が成立しなくなったか否かの判定した場合、フューエルカット制御を終了する。駆動制御部３３は、請求の範囲に記載の制御ユニットとして機能する。

次に、第１の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２のフューエルカット制御について図３を参照して説明する。

図３に示されるように、エンジンＥＣＵ２は、まず各種センサ類４〜８から各種情報を取得する（Ｓ１）。次に、エンジンＥＣＵ２のフューエルカット条件判定部３１は、クランク角度センサ４のクランク角度信号及びアクセル開度センサ５のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２）。フューエルカット条件判定部３１は、フューエルカット条件が成立しないと判定した場合、Ｓ１に戻って各種情報の取得を繰り返させる。

フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件は成立したと判定した場合、通電開始タイミング設定部３２は、バッテリ状態検出部７のバッテリ状態信号及びコイル温度検出部８のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド９〜１６に通電を開始する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う（Ｓ３）。通電開始タイミング設定部３２は、バッテリ６の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。

Ｓ４において、駆動制御部３３は、切替処理及び燃料供給停止処理を行う。駆動制御部３３は、通電開始タイミング設定部３２の設定した通電開始タイミングに基づいてソレノイド９〜１６に対する通電を開始することで、予定切替時刻Ｔｓに吸気弁及び排気弁の作業状態の切り替える切替処理を行う。駆動制御部３３は、吸気弁及び排気弁の作動状態を切り替えた後に燃料供給を停止する燃料供給停止処理を行うことでフューエルカット制御を実施する。その後、駆動制御部３３は、フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件は成立しなくなったと判定するまでフューエルカット制御を継続する。

以上説明した第１の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置１によれば、バッテリ６の電圧状態に基づいて、ソレノイド９〜１６に対するバッテリ６の通電開始タイミングを早く設定することで、バッテリ６の電圧状態の低下に起因してソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができる。また、この吸排気弁制御装置１によれば、ソレノイドコイルの温度に基づいて通電開始タイミングを設定するので、ソレノイドコイルの温度の高温化に起因してソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができる。従って、この吸排気弁制御装置１によれば、バッテリ６の電圧状態やソレノイドコイルの温度に起因してソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量の確保が遅れる事態を避けることができるので、ソレノイド９〜１６の応答性を確保することが可能になる。

この吸排気弁制御装置１によれば、ソレノイド９〜１６の応答性を確保することができるので、フューエルカット制御を実施する際に、吸気弁及び排気弁の停止が遅れて空気が気筒内に進入し、触媒の劣化が生じる事態を回避することができる。また、この吸排気弁制御装置１によれば、バッテリ６の電圧状態の低下に備えて、多めのバッテリ容量を用意する必要がなくなるので、バッテリ６の低コスト化に有利である。

［第２の実施形態］
図４に示されるように、第２の実施形態に係る内燃機関の吸排気弁制御装置２１は、第１の実施形態に係る吸排気弁制御装置１と比較して、バッテリ状態検出部１８の機能と、車両センサ１９及びナビゲーションシステム２０を備える点と、ＣＰＵ３がバッテリ状態予測部３４を有する点と、通電開始タイミング設定部３５の機能と、が主に相違する。

第２の実施形態に係るバッテリ状態検出部１８は、バッテリ６の電圧状態を検出する他に、車両がバッテリ６を交換してからの走行距離と交換後の年月とを記録している。バッテリ状態検出部１８は、検出したバッテリ６の電圧状態と記録したバッテリ交換後の走行距離及び年月とに応じたバッテリ状態信号をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。

車両センサ１９は、車速センサ、ブレーキセンサ、加速度センサ、ステアリングセンサ、スロットルバルブセンサ、車室内温度センサ、車外温度センサ等から構成されている。車両センサ１９は、走行速度などの車両情報を取得する。車両センサ１９は、取得した車両情報をエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。

ナビゲーションシステム２０は、車両の現在位置や走行方向の検出及び目的地までの経路案内などを行うシステムである。ナビゲーションシステム２０は、各種道路情報が記録された道路情報データベースを有している。ナビゲーションシステム２０は、道路情報データベースから車両が走行する経路の道路情報を取得する。ナビゲーションシステム２０は、取得した道路情報や経路案内情報をナビ情報としてエンジン制御ＥＣＵ２に出力する。

第２の実施形態に係るＣＰＵ３のバッテリ状態予測部３４は、クランク角度センサ４のクランク角度信号、アクセル開度センサ５のアクセル開度信号、車両センサ１９の車両情報、及びナビゲーションシステム２０のナビ情報に基づいて、バッテリ６が電流を供給するソレノイド９〜１６以外の車載機器の電力消費を予測する。

具体的には、バッテリ状態予測部３４は、クランク角度センサ４のクランク角度信号から燃料噴射部１７のインジェクタやイグナイタの電力消費を予測する。また、バッテリ状態予測部３４は、車両センサ１９の車両情報に含まれる車室内温度と車外温度の情報に基づいて、エアコンディショナーのコンプレッサーの電力消費を予測する。また、バッテリ状態予測部３４は、ナビゲーションシステム２０のナビ情報に含まれる道路傾斜情報に基づいて、シフト切替アクチュエータの電力消費を予測する。バッテリ状態予測部３４は、その他の車載機器についても周知の方法により電力消費を予測する。

バッテリ状態予測部３４は、車載機器の電力消費を予測した場合、電力消費の予測結果に基づいて、バッテリ６の電圧状態を予測するバッテリ電圧予測処理を行う。バッテリ状態予測部３４は、車載機器の電力消費の予測結果が大きいほど、バッテリ６の電圧状態を低く予測する。バッテリ状態予測部３４は、請求の範囲に記載の電圧状態予測ユニット及び電力消費予測ユニットとして機能する。

通電開始タイミング設定部３５は、バッテリ状態予測部３４によるバッテリ６の電圧状態の予測結果、バッテリ状態検出部７のバッテリ状態信号、及びコイル温度検出部８のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド９〜１６に対する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う。

ここで、図５を参照して、ソレノイド９〜１６以外の車載機器の電力消費が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図５は、車載機器の電力消費が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。なお、図５において、バッテリ６の現在の電圧状態は通常状態であり、ソレノイドコイルの温度は常温である。

図５のＶＡは、車載機器の電力消費が１００Ｗ（ワット）であり、バッテリ６の電圧状態が８Ｖに低下すると予測された場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。ＶＢは、車載機器の電力消費が５０Ｗであり、バッテリ６の電圧状態が１０Ｖに低下すると予測された場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。ＶＣは、車載機器の電力消費が０Ｗであり、バッテリ６の電圧状態は１２Ｖのまま低下しないと予測された場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。

図５のＴＡは、ＶＡに対応する通電開始タイミングを示している。また、ＴＢは、ＶＢに対応する通電開始タイミングを示している。ＴＣは、ＶＣに対応する通電開始タイミングを示している。

図５に示されるように、車載機器の電力消費の予測結果が高いほど、バッテリ６の電圧状態の予測結果は低くなり、ソレノイド９〜１６への供給電流の増加速度は遅くなる。このため、通電開始タイミング設定部３５は、バッテリ６の電圧状態の予測結果が低いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定する。

また、バッテリ６の経年劣化が進むと、車載機器の電力消費が高くなくてもバッテリ６の電圧状態は大きく低下する。このため、通電開始タイミング設定部３５は、バッテリ状態信号に含まれるバッテリ６を交換してからの車両の走行距離及び交換後の年月に基づいて、バッテリ６の電圧状態の予測結果に重み付けを行い、通電開始タイミングをより早いタイミングに設定する。

次に、第２の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２のフューエルカット制御について図６を参照して説明する。

図６に示されるように、第２の実施形態に係るエンジンＥＣＵ２は、まず各種センサ類４〜６，８，１８〜２０から各種情報を取得する（Ｓ１１）。次に、エンジンＥＣＵ２のフューエルカット条件判定部３１は、クランク角度センサ４のクランク角度信号及びアクセル開度センサ５のアクセル開度信号に基づいて、所定のフューエルカット条件が成立したか否かを判定する（Ｓ１２）。フューエルカット条件判定部３１は、フューエルカット条件が成立しないと判定した場合、Ｓ１１に戻って各種情報の取得を繰り返させる。

フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件は成立したと判定した場合、バッテリ状態予測部３４は、クランク角度センサ４のクランク角度信号、アクセル開度センサ５のアクセル開度信号、車両センサ１９の車両情報、及びナビゲーションシステム２０のナビ情報に基づいて、バッテリ６が電流を供給するソレノイド９〜１６以外の車載機器の電力消費を予測する電量消費予測処理を行う（Ｓ１３）。その後、バッテリ状態予測部３４は、車載機器の電力消費の予測結果に基づいて、バッテリ６の電圧状態を予測するバッテリ電圧予測処理を行う（Ｓ１４）。

通電開始タイミング設定部３５は、バッテリ状態予測部３４によるバッテリ６の電圧状態の予測結果、バッテリ状態検出部７のバッテリ状態信号、及びコイル温度検出部８のコイル温度信号に基づいて、ソレノイド９〜１６に対する通電開始タイミングを設定する通電開始タイミング設定処理を行う（Ｓ１５）。

Ｓ１６において、駆動制御部３３は、切替処理及び燃料供給停止処理を行う。駆動制御部３３は、通電開始タイミング設定部３５の設定した通電開始タイミングに基づいてソレノイド９〜１６に対する通電を開始することで、予定切替時刻Ｔｓに吸気弁及び排気弁の作業状態の切り替える切替処理を行う。駆動制御部３３は、吸気弁及び排気弁の作動状態を切り替えた後に燃料供給を停止する燃料供給停止処理を行うことでフューエルカット制御を実施する。その後、駆動制御部３３は、フューエルカット条件判定部３１がフューエルカット条件は成立しなくなったと判定するまでフューエルカット制御を継続する。

以上説明した内燃機関の吸排気弁制御装置２１によれば、バッテリ６の電圧状態の予測結果に基づいて将来のバッテリ６の電圧状態に対応した通電開始タイミングを設定することができるので、現在のバッテリ６の電圧状態のみに基づいて通電開始タイミングを設定する場合と比べて、予定切替時刻Ｔｓにおけるソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。従って、この吸排気弁制御装置２１によれば、予定切替時刻Ｔｓまでにソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量を得ることができるので、ソレノイド９〜１６の応答性を確保することができる。

また、この吸排気弁制御装置２１では、ソレノイド９〜１６以外の車載機器の電力消費を予測する電量消費予測処理を行うことで、電量消費予測処理の予測結果から将来のバッテリ６の電圧状態の高精度な予測を実現することができる。従って、この吸排気弁制御装置２１によれば、将来のバッテリ６の電圧状態を高精度に予測することで、予定切替時刻Ｔｓにおけるソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量の確保をより確実に達成することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、請求の範囲に記載の通電条件は、通電開始タイミングに限られない。通電条件として、ソレノイド９〜１６のＰＷＭ制御におけるｄｕｔｙ比を用いても良い。

ここで、図７を参照して、ｄｕｔｙ比が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化について説明する。図７は、ｄｕｔｙ比が変化した場合のソレノイド９〜１６に対する通電開始後の供給電流の時間変化を示すグラフである。

図７のＶＤは、車載機器の電力消費が１００Ｗであり、バッテリ６の電圧状態が８Ｖに低下すると予測された場合のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。このＶＤのｄｕｔｙ比は５０％である。一方、ＶＥは、ｄｕｔｙ比が１００％であること以外はＶＤと同じ条件下のソレノイド９〜１６に対する供給電流の時間変化を示している。図７のＴＤは、ＶＤに対応する通電開始タイミングを示している。また、ＴＥは、ＶＥに対応する通電開始タイミングを示している。

図７に示されるように、ソレノイド９〜１６に対する供給電流の増加速度は、ｄｕｔｙ比を５０％から１００％に変更することで著しく改善される。このため、通電開始タイミング設定部３２，３５において、通電開始タイミングの設定と共にｄｕｔｙ比の設定を行うことで、ソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量を短時間で得ることが可能となる。具体的には、通電開始タイミング設定部３２，３５は、現在又は将来のバッテリ６の電圧状態が低く、ソレノイドコイルの温度が高いほど、通電開始タイミングを早いタイミングに設定すると共にｄｕｔｙ比を高く設定する。これによって、駆動制御部３３では、予定切替時刻Ｔｓまでにソレノイド９〜１６の駆動に必要な通電量を得ることができ、ソレノイド９〜１６の応答性を確保することができる。なお、通電開始タイミングの設定をすることなく、ｄｕｔｙ比の設定のみを行う態様であっても良い。

また、通電条件としてｄｕｔｙ比を設定する場合において、ソレノイド９〜１６以外の車載機器による電力消費が大きく、バッテリ６の電圧状態の著しい低下が予測される場合には、ｄｕｔｙ比を低く設定しても良い。これにより、ソレノイド９〜１６への電力供給のためにバッテリ６の電圧状態が更に低下して種々の問題が生じることを避けることができる。なお、この場合には、通電開始タイミングをより早いタイミングに設定することで、ｄｕｔｙ比の低下を補うことが好ましい。

また、本発明の吸排気弁制御装置１，２１が備えられる内燃機関は、４気筒のレシプロエンジンに限定されず、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えるエンジンであれば良い。また、請求の範囲に記載の駆動ユニットは、吸気弁又は排気弁の作動状態を切り替えるソレノイド９〜１６に限られない。

本発明は、吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置に利用可能である。

１，２１…吸排気弁制御装置 ２…エンジン制御ＥＣＵ ３…ＣＰＵ ４…クランク角度センサ ５…アクセル開度センサ ６…バッテリ（電源） ７，１８…バッテリ状態検出部 ８…コイル温度検出部 ９〜１６…ソレノイド（駆動ユニット） １７…燃料噴射部 １９…車両センサ ２０…ナビゲーションシステム ３１…フューエルカット条件判定部 ３２，３５…通電開始タイミング設定部（通電条件設定ユニット） ３３…駆動制御部（制御ユニット） ３４…バッテリ状態予測部（電圧状態予測ユニット，電力消費予測ユニット）

Claims (3)

1. 吸気弁及び排気弁を有する気筒を備えた内燃機関の吸排気弁制御装置であって、
   前記吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方を駆動させる駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットに電流を供給する電源と、
   前記電源の電圧状態を予測する電圧状態予測ユニットと、
   前記電圧状態予測ユニットの予測結果に基づいて、前記駆動ユニットに対する前記電源の通電条件を設定する通電条件設定ユニットと、
   前記電源の電流が供給される前記駆動ユニット以外の機器の電力消費を予測する電力消費予測ユニットと、を備え、
   前記電圧状態予測ユニットは、前記電力消費予測ユニットの予測結果に基づいて、前記電源の電圧状態を予測することを特徴とする内燃機関の吸排気弁制御装置。
2. 前記通電条件設定ユニットは、前記通電条件として前記駆動ユニットに対する通電開始タイミングを設定し、前記電圧状態予測ユニットによる前記電源の電圧状態の予測結果が低いほど、前記通電開始タイミングを早いタイミングに設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸排気弁制御装置。
3. 前記駆動ユニットに対してＰＷＭ制御を行う制御ユニットを更に備え、
   前記通電条件設定ユニットは、前記通電条件として前記制御ユニットによるＰＷＭ制御のｄｕｔｙ比を設定し、前記電圧状態予測ユニットによる前記電源の電圧状態の予測結果が低いほど、前記ｄｕｔｙ比を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸排気弁制御装置。

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