JP5754352B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構と車両運転状態に応じて変速比を変更する自動変速機とを備える車両制御装置に関するものである。

近年、車両の変速操作を自動的に行うための自動変速機を同車両に搭載することが多用されている。こうした車両では、車両運転状態（例えばアクセル開度や車両走行速度）に基づき自動変速機の作動が制御されて、同自動変速機の変速比が車両運転状態に応じたかたちで自動的に調節される。

また、駆動源として車両に搭載された内燃機関に、吸気バルブのバルブタイミングを変更するためのバルブタイミング変更機構を取り付けることが実用されている。こうした装置では、機関運転状態（例えば吸入空気量や機関回転速度）に基づいてバルブタイミングについての制御目標値が算出されるとともに、その制御目標値とバルブタイミングの実際値とが一致するようにバルブタイミング変更機構の作動が制御される。これにより、吸気バルブのバルブタイミングが機関運転状態に見合うタイミングに設定される。こうしたバルブタイミング変更機構の作動制御を通じて設定される吸気バルブのバルブタイミングは基本的に、内燃機関の出力トルクの要求値が大きいときほど進角側のタイミングになる。

さらに特許文献１には、自動変速機が設けられた車両において、高い加速性能を得るべく、車両の加速に際して変速機構の変速比を一時的に増大させる処理を実行する装置が提案されている。

特開２００３−１２９８７５号公報

通常、バルブタイミング変更機構の作動制御においてバルブタイミングの制御目標値が変更された場合、その後においてバルブタイミングの実際値と制御目標値とが一致するようになるまでに若干の遅れがある。そして、この動作遅れ時間は、一定ではなく、制御目標値の変更時における同制御目標値と実際値との差に応じて異なる。

そのため車両の加速に際して、動作遅れ時間が長い状況においては実際値が制御目標値より遅角側のタイミングになる状態が長く続くために車両加速度の低下を招く可能性が高いのに対して、動作遅れ時間が短い状況においては実際値が制御目標値より遅角側のタイミングになる状態が短いために車両加速度の低下を招く可能性は低くなる。

このように特許文献１に記載の装置は、バルブタイミング変更機構の動作遅れに起因して車両の加速度が不安定化することが避けられず、この点において改善の余地がある。
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した加速性能を得ることのできる車両制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の装置は、車両の変速操作を自動的に行う自動変速機と、車両の駆動源としての内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構とを備える。そして、車両の運転状態に基づく自動変速機の作動制御と内燃機関の運転状態に基づくバルブタイミング変更機構の作動制御とが実行される。

車両加速の開始時における吸気バルブのバルブタイミングが遅角側のタイミングであるときほど、バルブタイミング変更機構の作動制御におけるバルブタイミングの制御目標値と実際値との差が大きくなる可能性が高く、同バルブタイミング変更機構の動作遅れ時間が長くなり易いために、車両加速度の低下を招き易いと云える。また、自動変速機が搭載された車両では、同自動変速機の変速比を大きくすることによって車両の加速度を大きくすることができる。

上記装置では、自動変速機の作動制御が、車両の加速走行時にそうでないとき（例えば定常走行時）と比較して自動変速機の変速比を増大させるとともに、車両加速の開始時における吸気バルブのバルブタイミングが遅角側のタイミングであるときに進角側のタイミングであるときと比較して上記変速比を増大させる度合いを大きくするといったように実行される。そのため、車両加速時において自動変速機の変速比を大きくすることによって、バルブタイミング変更機構の動作遅れに起因する車両加速度の低下分を補償することが可能になる。しかも、車両加速度の低下を招き易いときに同低下を招き難いときと比較して自動変速機の変速比を増大させる度合いを大きくすることができるために、上述したバルブタイミング変更機構の動作遅れ時間のばらつきに応じたかたちで車両加速度の低下分を的確に補うことができる。したがって、バルブタイミング変更機構の動作遅れ時間にばらつきがあるとはいえ、安定した車両の加速性能を得ることができるようになる。
さらに、上記装置では、機関運転状態に基づきバルブタイミングの制御目標値が算出されるとともに同制御目標値と前記バルブタイミングの実際値とが一致するようにバルブタイミング変更機構の作動制御が実行される。そして、車両の加速時において自動変速機の変速比を増大させた後において前記制御目標値と前記実際値との差が予め定めた判定値より大きい状態が所定期間にわたって継続したときには前記変速比をさらに増大させるといったように、自動変速機の作動制御が実行される。
したがって、前記制御目標値と実際値との差が大きい状態が続いているとき、言い換えれば車両の加速度が大きく低下している可能性が高いときに、自動変速機の変速比をさらに増大させることによって車両加速度を上昇させることができるため、車両加速度の低下を好適に抑えることができる。

上記装置では、前述したように車両加速の開始時におけるバルブタイミングの制御目標値と実際値との差が大きいときにおいて車両加速度の不要な低下が問題になるものの、上記差が小さいときにはバルブタイミング変更機構の動作遅れ時間が短いために車両加速度の低下度合いが小さく、その低下がさほど問題にならない。

請求項２に記載の装置では、加速開始時におけるバルブタイミングがその進角側の制御限界と遅角側の制御限界との間の所定タイミングより遅角側のタイミングであるとき、すなわちバルブタイミングの制御目標値と実際値との差が大きくなるときには、自動変速機の変速比が増大される。そのため、このときにはバルブタイミング変更機構の動作遅れに起因する車両加速度の不要な低下を抑えることができる。しかも、加速開始時におけるバルブタイミングが所定タイミングであるときや同所定タイミングより進角側のタイミングであるとき、すなわちバルブタイミングの制御目標値と実際値との差が小さいときには自動変速機の変速比が増大されないために、車両加速度が不要に大きくなることを抑えることができる。したがって上記装置によれば、安定した車両の加速性能を得ることができるようになる。

バルブタイミング変更機構を備えた装置に、バルブタイミングの進角側の制御限界と遅角側の制御限界との間の所定タイミングで同バルブタイミングを固定する固定機構を設けることが提案されている。こうした装置では、固定機構によるバルブタイミングの固定や同固定の解除を適正に行うために、所定タイミングが制御パラメータとして予め設定されている。

請求項３に記載の装置によれば、そうしたバルブタイミングを所定タイミングで固定する固定機構を備える装置において、同所定パラメータを流用して自動変速機の変速比を増大させるか否かの判断を行うことができる。そのため、この判断を行うタイミングを新たに設定する装置と比較して、車両の運転制御にかかる制御構造の構築にかかる作業の煩雑化や同制御構造の複雑化を抑えることができる。

請求項４に記載の装置では、機関運転状態に基づいて吸気バルブのバルブタイミングの制御目標値が算出されるとともに、同制御目標値とバルブタイミングの実際値とが一致するようにバルブタイミング変更機構の作動制御が実行される。そして、バルブタイミングの制御目標値と実際値との差が予め定めた判定値より小さくなったときに、車両加速時における自動変速機の変速比の増大が停止される。同装置によれば、バルブタイミング変更機構の動作遅れに起因するバルブタイミングの制御目標値と実際値とのずれが適度に小さくなったタイミングで、車両加速度の不要な低下を抑えるための自動変速機の変速比の増大を停止させることができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる車両制御装置の概略構成を示す略図。 バルブタイミング変更機構の概略構成を示す略図。 固定機構の概略構成を示す略図。 加速時制御処理の実行手順を示すフローチャート。 加速時制御処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。 加速時制御処理の実行態様の他の例を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる車両制御装置について説明する。
図１に示すように、車両１には車両駆動源としての内燃機関１０が搭載されている。内燃機関１０の吸気通路１１にはスロットルバルブ１２が設けられている。スロットルバルブ１２には、スロットルモータ１３が連結されている。そして、このスロットルモータ１３の作動制御を通じてスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１１を通じて燃焼室１４内に吸入される空気の量（吸入空気量ＧＡ）が調節される。内燃機関１０において吸気通路１１と燃焼室１４との間は吸気バルブ１５の開閉動作によって連通・遮断される。この吸気バルブ１５はクランクシャフト１６の回転が伝達される吸気カムシャフト１７の回転に伴って開閉動作する。

内燃機関１０のクランクシャフト１６は自動変速機１８を介して車軸１９および車輪２０に連結されている。自動変速機１８としては、内燃機関１０のクランクシャフト１６に連結されたプライマリプーリ２１と上記車軸１９に連結されたセカンダリプーリ２２とそれらプーリ２１，２２に巻き掛けられたベルト２３とを備えたベルト式の無段変速機が採用されている。本実施の形態では、車両１の運転状態に基づく自動変速機１８の作動制御を通じて同車両１の変速操作が自動的に行われるようになっている。

内燃機関１０には吸気バルブ１５の開閉時期（バルブタイミング）を変更するためのバルブタイミング変更機構３０が設けられている。以下、このバルブタイミング変更機構３０について説明する。

図２に示すように、バルブタイミング変更機構３０は、内燃機関１０の吸気カムシャフト１７に固定されて同吸気カムシャフト１７ともども回転する可動部材３１と、この可動部材３１を囲むように設けられて上記内燃機関１０のクランクシャフト１６（図１参照）の回転が伝達されるケース３２とを備えている。ケース３２は、上記可動部材３１と同一の回転軸で回転するように配設されている。またケース３２の内周面には、吸気カムシャフト１７の軸線Ｌ１に向かって突出する突部３３が周方向において所定の間隔をおいて複数（本実施の形態では、四つ）形成されている。一方、可動部材３１の外周面には、吸気カムシャフト１７の軸線Ｌ１から離間する方向に突出する複数（本実施の形態では、四つ）のベーン３４がそれぞれ上記各突部３３の間に位置するように形成されている。これにより、ケース３２内における各突部３３の間に位置する部分が、ベーン３４によって進角側油圧室３５と遅角側油圧室３６とに区画されている。

そして、進角側油圧室３５にオイルを供給するとともに遅角側油圧室３６からオイルを排出すると、可動部材３１がケース３２に対して一方向（図２における右回転方向）に回転して吸気カムシャフト１７のクランクシャフト１６に対する相対回転位相が進角側（回転方向前側）に変化する。これにより、吸気カムシャフト１７によって開閉駆動される吸気バルブ１５のバルブタイミングが進角側に変化するようになる。また、遅角側油圧室３６にオイルを供給するとともに進角側油圧室３５からオイルを排出すると、可動部材３１がケース３２に対して一方向（図２における左回転方向）に回転して吸気カムシャフト１７のクランクシャフト１６に対する相対回転位相が遅角側（回転方向後側）に変化する。それによって吸気バルブ１５のバルブタイミングが遅角側に変化するようになる。

バルブタイミング変更機構３０には、内燃機関１０の始動に際して吸気カムシャフト１７の相対回転を規制する固定機構４０が設けられている。以下、この固定機構４０について説明する。

図２または図３に示すように、前記可動部材３１のベーン３４の一つには、吸気カムシャフト１７の軸線Ｌ１と平行に延びる段付きの収容孔４１が形成されている。この収容孔４１の内部にはロックピン４２が出没可能に配設されている。ロックピン４２は、その段部４２ａの外周面が上記収容孔４１の内周面に摺接した状態で吸気カムシャフト１７の軸線Ｌ１方向に移動可能になっている。またロックピン４２は、その先端部分が収容孔４１から脱出する方向（図３における右側）にコイルばね４３によって付勢されている。ロックピン４２の端部には拡径された形状の上記段部４２ａが形成されており、この段部４２ａと上記収容孔４１の段部４１ａとの間には環状の空間である解除用圧力室４４が形成されている。解除用圧力室４４にオイルを供給すると、同オイルの圧力によって付勢されることにより、ロックピン４２がコイルばね４３の付勢力に抗して収容孔４１内に没入する方向（図３における右側）に移動するようになる。また、解除用圧力室４４内のオイルを排出すると、コイルばね４３の付勢力によってロックピン４２が収容孔４１から脱出する方向に移動するようになる。

一方、ケース３２には、ロックピン４２の先端部分を挿入可能な凹部としてのロック穴４５が形成されている。ロック穴４５の形成位置は、クランクシャフト１６（図１参照）に対する吸気カムシャフト１７の相対回転位相がその制御可能範囲における進角側の制御限界（最も進角側の位相）と遅角側の制御限界（最も遅角側の位相）との間の中間位相である所定のロック位相になったときにおいてロックピン４２の先端部分が挿入可能になる位置に設定されている。なお、このロック位相としては、内燃機関１０の始動に適した位相が設定されている。そして、このロック穴４５の内部にロックピン４２の先端部分が挿入されることにより、バルブタイミング変更機構３０のベーン３４がケース３２に機械的に締結される。これにより、内燃機関１０のクランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト１７の相対回転位相が上記ロック位相で固定（ロック）されるようになる。

吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相になった状態で解除用圧力室４４内のオイルを排出することにより、ロックピン４２の先端部分がロック穴４５に挿入されて固定機構４０がロック状態になる。一方、ロック状態であるときに解除用圧力室４４にオイルを供給することにより、ロックピン４２がロック穴４５から脱出して固定機構４０が解除状態になる。

図２に示すように、内燃機関１０には、バルブタイミング変更機構３０および固定機構４０にオイルを圧送するためのオイルポンプ２４が設けられている。また、バルブタイミング変更機構３０や固定機構４０とオイルポンプ２４とを繋ぐ油圧回路にはオイルコントロールバルブ５０が設けられている。そして、このオイルコントロールバルブ５０の作動制御を通じて、バルブタイミング変更機構３０の進角側油圧室３５および遅角側油圧室３６や固定機構４０の解除用圧力室４４へのオイルの給排態様が制御される。

オイルコントロールバルブ５０は、オイルを貯留するためのオイルパン２５に供給通路５１を介して接続されている。この供給通路５１の途中には上記オイルポンプ２４が設けられている。そして、このオイルポンプ２４によって圧送されたオイルが供給通路５１を通じてオイルコントロールバルブ５０に供給されるようになっている。また、オイルコントロールバルブ５０は、排出通路５２を介してオイルパン２５に接続されている。この排出通路５２を通じてオイルコントロールバルブ５０内のオイルをオイルパン２５に戻すことが可能になっている。

一方、オイルコントロールバルブ５０は、進角側油路５３を介してバルブタイミング変更機構３０の進角側油圧室３５に接続されるとともに、遅角側油路５４を介して同機構３０の遅角側油圧室３６に接続されている。また、オイルコントロールバルブ５０はロック油路５５を介して固定機構４０の解除用圧力室４４に接続されている。

図１または図２に示すように、車両１には、同車両１の運転状態や内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。
各種センサとしては、例えば車両１の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出するための車速センサ６１や、アクセル操作部材２６（具体的には、アクセルペダル）の操作量（アクセル開度ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ６２が取り付けられている。また、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ６３や、内燃機関１０のクランクシャフト１６の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための回転速度センサ６４、吸入空気量ＧＡを検出するための吸気量センサ６５が取り付けられている。その他、吸気バルブ１５のバルブタイミング（バルブタイミングＶＴ）を検出するためのカムセンサ６６なども取り付けられている。

また車両１には、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置６０が取り付けられている。この電子制御装置６０は、各種センサの検出信号を取り込むとともにそれら検出信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットルモータ１３や、自動変速機１８、バルブタイミング変更機構３０ならびに固定機構４０（詳しくは、オイルコントロールバルブ５０）の作動制御など、車両１の運転にかかる各種制御を実行する。

そうした各種制御のうちの自動変速機１８の作動制御は次のように実行される。すなわち先ず、アクセル開度ＡＣＣおよび車速ＳＰＤに基づいて自動変速機１８のプライマリプーリ２１の回転速度についての制御目標値（目標回転速度Ｔｐｒ）が設定される。そして、この目標回転速度Ｔｐｒと実際のプライマリプーリ２１の回転速度とが一致するように、同プライマリプーリ２１の有効径が調節される。本実施の形態では、こうした自動変速機１８の作動制御を通じて同自動変速機１８の変速比が車両１の運転状態に応じて自動的に且つ無段階に変更される。

一方、スロットルモータ１３の作動制御は次のように実行される。すなわち先ず、アクセル開度ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいて吸入空気量ＧＡについての制御目標値（要求吸入空気量Ｔｇａ）が算出される。その後、要求吸入空気量Ｔｇａおよび機関回転速度ＮＥに基づいてスロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）が算出される。そして、この目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにスロットルモータ１３の作動が制御される。

他方、オイルコントロールバルブ５０の作動制御は以下のように実行される。
内燃機関１０の運転中においては、基本的に、固定機構４０の解除用圧力室４４内部にオイルが供給されるようにオイルコントロールバルブ５０の作動が制御されて同固定機構４０が解除状態にされる。また、上記要求吸入空気量Ｔｇａおよび機関回転速度ＮＥに基づいてバルブタイミングＶＴについての制御目標値（目標バルブタイミングＴｖｔ）が算出されるとともに、この目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとが一致するようにオイルコントロールバルブ５０の作動制御が実行される。こうしたオイルコントロールバルブ５０の作動制御は、内燃機関１０の燃焼室１４内に吸入空気を効率よく導入することなどを目的に実行される。

なお本実施の形態では、要求吸入空気量Ｔｇａと機関回転速度ＮＥとが共に中程度になる内燃機関１０の中回転中負荷領域において、圧縮比より膨張比が大きい燃焼サイクル（いわゆるアトキンソンサイクル）での機関運転が実行される。具体的には、バルブタイミングＶＴを制御可能範囲における最も遅角側のタイミング（あるいは最も遅角側のタイミングに近いタイミング）に制御することにより、吸気バルブ１５の閉弁時期が圧縮行程中の所定時期（具体的には、圧縮行程中期）に設定されてアトキンソンサイクルでの機関運転が実現される。このようにしてアトキンソンサイクルでの機関運転を行うことにより、圧縮比と膨張比とが等しい通常の燃焼サイクル（いわゆるオットーサイクル）での機関運転と比較して熱効率が高くなるため、燃費性能の向上が図られる。

内燃機関１０の運転停止過程や始動過程においては、吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相になるように、且つ解除用圧力室４４からオイルが排出されるように、オイルコントロールバルブ５０の作動制御が実行される。これにより、内燃機関１０の運転停止過程においては固定機構４０による吸気カムシャフト１７の相対回転位相のロック位相でのロックが適正に行われるようになる。また内燃機関１０の始動過程においては吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相（すなわち機関始動に適した位相）で保持されるため、同内燃機関１０の始動が適正に行われるようになる。

ここで、本実施の形態において採用されている油圧作動式のバルブタイミング変更機構３０には動作遅れがある。すなわち内燃機関１０の運転状態が変化して目標バルブタイミングＴｖｔが変化すると、その後において目標バルブタイミングＴｖｔと実際値（バルブタイミングＶＴ）とが一致するようになるまでに若干の遅れがある。こうしたバルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間は、一定ではなく、目標バルブタイミングＴｖｔの変化時における同目標バルブタイミングＴｖｔとバルブタイミングＶＴとの差が大きいときほどバルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間は長くなるといったように、同差に応じて異なる。

そのため車両１の加速に際して、上記動作遅れ時間が長い状況においては実際のバルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＴｖｔより遅角側のタイミングになる状態が長く続くために車両１の加速度の低下を招く可能性が高い。これに対して、上記動作遅れ時間が短い状況においては実際のバルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＴｖｔより遅角側のタイミングになる時間が短いために車両加速度の低下を招く可能性は低くなる。このように本実施の形態の装置では、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因して車両１の加速度合いが不安定になるおそれがある。

本実施の形態の装置では、アトキンソンサイクルでの機関運転を実現するべく、バルブタイミングＶＴの制御可能範囲が遅角側に広くなっている。詳しくは、アトキンソンサイクルでの機関運転が実行されない比較例の装置における制御可能範囲と比較して、吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相より遅角側になる制御範囲の分だけ、バルブタイミングＶＴの制御可能範囲が広くなっている。したがって本実施の形態の装置は、上記比較例の装置よりも目標バルブタイミングＴｖｔとバルブタイミングＶＴとの差が大きくなり易く、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間が長くなり易いために、車両加速度の低下を招き易いと云える。

アクセル操作部材２６の操作を通じて車両１が加速される際には、要求吸入空気量Ｔｇａの増加に伴って目標バルブタイミングＴｖｔが進角側のタイミングに変化するため、加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが遅角側のタイミングであるときほど、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が大きくなる可能性が高い。そのため、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間が長くなり易く、車両加速度の低下を招き易いと云える。その一方で、本実施の形態の装置では自動変速機１８の変速比を大きくすることによって車両１の加速度を大きくすることができる。

この点をふまえて本実施の形態の装置では、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下を抑えるために、車両１の加速走行時にそうでないとき（例えば定常走行時）と比較して自動変速機１８の変速比を増大させるようにしている。詳しくは、自動変速機１８の変速比を増大させる処理を、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときには実行する一方、同所定タイミングであるときや所定タイミングより進角側のタイミングであるときには実行しないようにしている。なお所定タイミングとしては、吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相になるバルブタイミングＶＴが設定される。

車両１の加速時において自動変速機１８の変速比を大きくすることによって同車両１の加速度が大きくなるため、その増大分によってバルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下分を補償することが可能になる。しかも、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるとき、すなわち車両１の加速度合いの低下を招き易いときには、その低下を抑えるべく、自動変速機１８の変速比を増大させることができる。また車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングであるときや同所定タイミングより進角側のタイミングであるとき、すなわち車両１の加速度合いの低下を招き難いときには、自動変速機１８の変速比を増大させる処理が実行されない。このように本実施の形態によれば、上述したバルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間のばらつきに応じたかたちで車両加速度の低下分を的確に補うことができる。したがって、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間にばらつきがあるとはいえ、安定した車両１の加速性能を得ることができるようになる。

以下、自動変速機１８の変速比を増大させる処理を含む車両１の加速時において実行される処理（加速時制御処理）について詳しく説明する。
図４に上記加速時制御処理の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は上記加速時制御処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御装置６０により実行される。

図４に示すように、この処理では先ず、以下の［条件イ］および［条件ロ］が共に満たされるか否かが判断される（ステップＳ１０１およびステップＳ１０２）。
［条件イ］アクセル開度ＡＣＣが予め定められた所定開度（例えば、６０％開度）未満の状態から同所定開度以上の状態になったこと（ステップＳ１０１）。
［条件ロ］バルブタイミングＶＴが前記所定タイミングより遅角側のタイミングであること（ステップＳ１０２）。

そして、［条件イ］および［条件ロ］が共に満たされる場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ且つステップＳ１０２：ＹＥＳ）、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下を招くおそれがあるとして、自動変速機１８の変速比を増大させる処理（変速比増大処理）が実行される（ステップＳ１０３）。

上記［条件イ］が満たされることをもって、このとき車両１を加速させるべくアクセル操作部材２６が操作されており、且つ目標バルブタイミングＴｖｔとして制御可能範囲の中でも進角側のタイミングが設定されると判断される。また［条件ロ］が満たされることをもって、このときバルブタイミングＶＴがアトキンソンサイクルでの機関運転に際して設定されるタイミング、すなわちバルブタイミングＶＴの制御可能範囲における遅角側の限界に近いタイミングになっていると判断される。そして、これら［条件イ］および［条件ロ］が共に満たされることをもって、直後において車両加速度が大きくなる状況であり、且つ目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が大きくなる状況であると判断される。

このときの変速比増大処理（ステップＳ１０３）においては具体的には、自動変速機１８のプライマリプーリ２１の目標回転速度Ｔｐｒについての補正項Ｋｐｒとして予め定められた一定の値（所定値Ａ）が設定される。そして、以後においては、そのときどきの車両１の運転状態に基づき算出された目標回転速度Ｔｐｒに補正項Ｋｐｒを加算した値（＝Ｔｐｒ＋Ｋｐｒ）を新たな目標回転速度Ｔｐｒとして設定するといったように、補正項Ｋｐｒによって目標回転速度Ｔｐｒを高い速度に補正する処理が実行される。こうした補正処理を実行することにより、プライマリプーリ２１の実際の回転速度が高くなるように同プライマリプーリ２１の有効径が大きくなるため、自動変速機１８の変速比が大きくなる。なお本実施の形態では、車両加速度の不要な増加を抑えつつバルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下を適正に抑えることの可能な目標回転速度Ｔｐｒの増大補正量が各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められるとともに、同増大補正量が上記所定値Ａとして電子制御装置６０に記憶されている。

このように本実施の形態の装置では、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるとき、すなわち目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が大きくなるときに変速比増大処理が実行される。

図５に、そうした場合における加速時制御処理の実行態様の一例を示す。
図５に示す例では、その時刻ｔ１１において、アクセル操作部材２６が操作されてアクセル開度ＡＣＣが所定開度より大きくなると、目標バルブタイミングＴｖｔが急変するのに対して実際のバルブタイミングＶＴが若干の遅れをもって変化するために、それら目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が大きくなる。

本例では、アクセル操作部材２６の操作時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるために、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下が問題になるとして、自動変速機１８の変速比を増大させるための処理が実行される。

これにより、時刻ｔ１１以降においては、自動変速機１８の変速比の増大によって車両加速度が大きくなるため、その増大分によってバルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下分を補償することができる。そのため、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の不要な低下が抑えられる。

一方、図４に示すように、［条件イ］が満たされない場合や（ステップＳ１０１：ＮＯ）、［条件ロ］が満たされない場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ）、変速比増大処理を実行することなく（ステップＳ１０３の処理がジャンプされて）、本処理は終了される。この場合には上記補正項Ｋｐｒによる補正を実行することなく、車両１の運転状態に基づき算出された目標回転速度Ｔｐｒをもとに自動変速機１８の作動制御が実行される。

［条件イ］が満たされない場合には、車両１を加速させるべくアクセル操作部材２６が操作されていない、もしくは車両１を加速させるべくアクセル操作部材２６が操作されたとはいえ操作後のアクセル開度ＡＣＣが小さいために目標バルブタイミングＴｖｔがそれほど進角側のタイミングにならないと判断される。［条件ロ］が満たされない場合には、このときのバルブタイミングＶＴが比較的進角側のタイミングになっていると判断される。そして、これら［条件イ］および［条件ロ］のいずれかかが満たされないことをもって、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が大きくなる可能性がごく低いために、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下を招く可能性もごく低いと判断される。

このように本実施の形態の装置では、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングであるときや同所定タイミングより進角側のタイミングであるとき、すなわち目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が小さいときには変速比増大処理が実行されない。

図６に、そうした場合における加速時制御処理の実行態様の一例を示す。
図６に示す例では、その時刻ｔ２１において、アクセル操作部材２６が操作されてアクセル開度ＡＣＣが所定開度より大きくなると、目標バルブタイミングＴｖｔの変化に対して実際のバルブタイミングＶＴの変化が若干遅れるために、それら目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴに差が生じる。

ただし本例では、アクセル操作部材２６の操作時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより進角側のタイミングであるために上記差が小さく、同差に起因する車両加速度の低下度合いが小さいことから仮に車両加速度の低下を招いたとしてもさほど問題にならないとして、自動変速機１８の変速比を増大させるための処理が実行されない。

これにより、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れによる影響が殆ど無いのにもかかわらず自動変速機１８の変速比が不要に増大されるといった状況になることが抑えられるために、車両加速度が不要に大きくなることを抑えることができる。

このように本実施の形態の装置によれば、加速開始時におけるバルブタイミングＶＴと所定タイミングとの関係に基づき変速比増大処理の実行と非実行とのいずれかが選択されるために、安定した車両１の加速性能を得ることができるようになる。

また本実施の形態では、そうした変速比増大処理の実行と非実行とのいずれかを選択するための閾値として所定タイミングが用いられる。この所定タイミングは、固定機構４０によるバルブタイミングＶＴのロックや同ロックの解除を適正に行うために必要な値であるために、機関制御に用いる制御パラメータとして予め設定されて電子制御装置６０に記憶されている。本実施の形態によれば、そうした制御パラメータを流用して変速比増大処理を実行するか否かの判断を行うことができるために、車両１の運転制御にかかる制御構造の構築にかかる作業の煩雑化や同制御構造の複雑化を抑えることができる。

本実施の形態の加速時制御処理において、変速比増大処理が実行されると（図４のステ
ップＳ１０３）、同処理を通じて自動変速機１８の変速比を増大させた後に所定時間Ｔ１が経過するまでの期間にわたり（ステップＳ１０４：ＮＯ）、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が予め定められた判定値Ｊｓｐより小さくなったか否かが判断される（ステップＳ１０６）。そして、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が判定値Ｊｓｐより小さくなったと判断されると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、変速比増大処理を通じた自動変速機１８の変速比の増大が停止された後（ステップＳ１０７）、本処理は終了される。

図５に示す例では、その時刻ｔ１１以降において、バルブタイミングＶＴが進角側に変化するとともに、その変化に伴い目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が徐々に小さくなる。そして時刻ｔ１３において、目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が判定値Ｊｓｐより小さくなると、同差が車両加速度に対する影響が殆どない程度に小さくなったとして、自動変速機１８の変速比の増大が停止される。これにより、時刻ｔ１３以降においては補正項Ｋｐｒによる補正を実行することなく、車両１の運転状態に基づき算出された目標回転速度Ｔｐｒをもとに自動変速機１８の作動制御が実行される。

このように本実施の形態の装置によれば、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとのずれが適度に小さくなったタイミングで、変速比増大処理を通じた自動変速機１８の変速比の増大を停止させることができる。

なお本実施の形態の加速時制御処理（図４）において、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が判定値Ｊｓｐより小さくなる前に（ステップＳ１０６：ＮＯ）、上記変速比増大処理を通じて変速比を増大させた後の経過時間が所定時間Ｔ１に達すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、このときの上記差が予め定められた判定値Ｊｕｐ（ただし、判定値Ｊｕｐ＞判定値Ｊｓｐ）より大きいか否かが判断される（ステップＳ１０５）。

そして、このときの上記差が判定値Ｊｕｐより大きい場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、変速比増大処理が再度実行される（ステップＳ１０３）。この場合、具体的には前記補正項Ｋｐｒに前記所定値Ａが加算される。そして、以後において、大きい値になった補正項Ｋｐｒによって自動変速機１８のプライマリプーリ２１についての目標回転速度Ｔｐｒを高い速度に補正する処理が実行される。これにより、目標回転速度Ｔｐｒが所定値Ａの分だけさらに高い速度に補正されるため、自動変速機１８の変速比がさらに大きくなる。

このように本実施の形態の装置によれば、変速比増大処理の実行後において目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が大きい状態が続いているとき、言い換えれば車両１の加速度が大きく低下している可能性が高いときに、自動変速機１８の変速比をさらに増大させることによって車両加速度を上昇させることができる。そのため、車両加速度の低下を好適に抑えることができる。

なお図５に示す例では、自動変速機１８の変速比を増大させる処理の実行が開始された後に所定時間Ｔ１が経過したタイミング（時刻ｔ１２）において既に目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が判定値Ｊｕｐを下回っているために、自動変速機１８の変速比をさらに増大させる処理は実行されない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）車両１の加速走行時に同車両１の定常走行時と比較して自動変速機１８の変速比を増大させる処理を、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときには実行する一方、同所定タイミングであるときや所定タイミングより進角側のタイミングであるときには実行しないようにした。そのため、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間にばらつきがあるとはいえ、安定した車両１の加速性能を得ることができる。

（２）吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相になるバルブタイミングＶＴである所定タイミングを、変速比増大処理の実行と非実行とのいずれかを選択するための閾値として用いるようにした。そのため、機関制御に用いる値として予め設定されている制御パラメータを流用して変速比増大処理を実行するか否かの判断を行うことができ、車両１の運転制御にかかる制御構造の構築にかかる作業の煩雑化や同制御構造の複雑化を抑えることができる。

（３）変速比増大処理を通じて自動変速機１８の変速比を増大させた後において目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が判定値Ｊｕｐより大きい状態が所定時間Ｔ１にわたって継続されたときに、自動変速機１８の変速比をさらに増大させるようにした。そのため、車両加速度が大きく低下している可能性が高いときに、自動変速機１８の変速比をさらに増大させることによって車両加速度を上昇させることができ、車両加速度の低下を好適に抑えることができる。

（４）目標バルブタイミングＴｖｔおよびバルブタイミングＶＴの差が判定値Ｊｓｐより小さくなったときに、自動変速機１８の変速比の増大を停止させるようにした。そのため、バルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとのずれが適度に小さくなったタイミングで、変速比増大処理を通じた自動変速機１８の変速比の増大を停止させることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では車両１を加速させるべくアクセル操作部材２６が操作されたことを判断するための条件として［条件イ］（図４のステップＳ１０１）を設定したが、例えば［条件ハ］や［条件ニ］を設定するなど、車両１の加速開始を判断することのできる条件であれば、［条件イ］に代えて任意の条件を設定することができる。
［条件ハ］アクセル開度ＡＣＣの拡大速度が所定速度以上になったこと。
［条件ニ］要求吸入空気量Ｔｇａの増加速度が所定速度以上になったこと。

・上記実施の形態では、加速時制御処理における変速比増大処理（図４のステップＳ１０３の処理）として、目標回転速度Ｔｐｒについての補正項Ｋｐｒとして予め定められた一定値（所定値Ａ）を設定するようにした。これに代えて、補正項Ｋｐｒとして、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときほど連続的に大きくなる値を設定したり、段階的に大きくなる値を設定したりしてもよい。同装置によれば、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときほど、すなわちバルブタイミング変更機構３０の動作遅れに起因する車両加速度の低下分が多くなるときほど、自動変速機１８の変速比を大きくすることによる車両加速度の増加分を多くすることができる。そのため、車両加速度についての上記増加分による上記低下分の補償を的確に行うことができる。

・車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングであるときや同所定タイミングより進角側の位相であるときにおいて、以下の［条件ホ］が満たされるのであれば、自動変速機１８の変速比を増大させる処理を実行するようにしてもよい。
［条件ホ］車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側の位相であるときの補正項Ｋｐｒと比較して、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングであるときや同所定タイミングより進角側の位相であるときの補正項Ｋｐｒが小さい値になる。

こうした装置によれば、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが遅角側のタイミングであるとき（車両１の加速度合いの低下を招き易いとき）に、進角側のタイミングであるとき（車両１の加速度合いの低下を招き難いとき）と比較して、自動変速機１８の変速比を増大させる度合いを大きくすることができる。したがって、上述したバルブタイミング変更機構３０の動作遅れ時間に起因する車両加速度の低下分を的確に補うことができる。

・自動変速機１８の変速比を増大させる処理として、目標回転速度Ｔｐｒについての補正項Ｋｐｒを設定して同目標回転速度Ｔｐｒを補正する処理を実行することに代えて、自動変速機１８の変速比を増大させることの可能な処理であれば、任意の処理を実行することができる。そうした処理としては次のような処理が挙げられる。マップ演算を通じて目標回転速度Ｔｐｒを算出するようにするとともに、演算用のマップとして変速比を増大させない通常時用のマップと変速比を増大させる増大時用のマップとを各別に設定する。そして、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときには、通常時用のマップに代えて増大時用のマップを選択する。そして、その後において目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が判定値Ｊｓｐより小さくなるまでの間、増大時用のマップに基づき目標回転速度Ｔｐｒを算出する。また、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が判定値Ｊｓｐより小さくなった後や、車両１の加速開始時におけるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときには、通常時用のマップを選択するとともに、同マップに基づき目標回転速度Ｔｐｒを算出する。

・車両１の加速開始時における吸気バルブ１５のバルブタイミングが所定タイミングより遅角側のタイミングであることを、カムセンサ６６によって検出されるバルブタイミングＶＴが所定タイミングより遅角側のタイミングであることをもって判断する（前記［条件ロ］）ことに代えて、車両１の加速開始時や加速開始直前における同車両１の運転状態に基づき判断するようにしてもよい。こうした装置によれば、カムセンサ６６により検出されるバルブタイミングＶＴを用いることなく、加速時制御処理を実行することができる。上記実施の形態の装置では、目標バルブタイミングＴｖｔが要求吸入空気量Ｔｇａおよび機関回転速度ＮＥに基づき算出される。そのため、車両１の加速開始時における吸気バルブ１５の実際のバルブタイミングは、同車両１の加速開始時における吸入空気量ＧＡ（あるいは加速開始直前における要求吸入空気量Ｔｇａや吸入空気量ＧＡ）と機関回転速度ＮＥとに基づいて精度良く推定することが可能である。この場合には、車両１の加速開始直前（あるいは加速開始時）における同車両１の運転状態が特定の運転状態（詳しくは、吸気バルブ１５のバルブタイミングが所定タイミングより遅角側のタイミングになる運転状態）であったときに自動変速機１８の変速比を増大させる処理を実行するといった構成を採用してもよい。こうした構成によっても、車両１の加速開始時における吸気バルブ１５のバルブタイミングが所定タイミングより遅角側のタイミングであるときに自動変速機１８の変速比を増大させる処理を実行するといった構成を実現することができる。

・加速時制御処理のステップＳ１０４の処理とステップＳ１０５の処理とを省略してもよい。
・上記実施の形態では、自動変速機１８の変速比の増大を停止させる条件として、「目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとの差が判定値Ｊｓｐより小さくなったこと」といった条件を採用した（図４のステップＳ１０６）。これに代えて、「バルブタイミングＶＴが所定タイミングになったこと」といった条件や「バルブタイミングＶＴが所定タイミングより進角側のタイミングになったこと」といった条件を採用することができる。

・上記実施の形態における所定タイミングとして、クランクシャフト１６に対する吸気カムシャフト１７の相対回転位相がロック位相になるバルブタイミングＶＴを設定することに限らず、バルブタイミングＶＴの制御可能範囲における進角側の制御限界と遅角側の制御限界とを除く任意のタイミングを設定することができる。

・上記実施の形態にかかる車両制御装置は、固定機構４０が設けられていない内燃機関にも適用することができる。
・上記実施の形態にかかる車両制御装置は、ベルト式の無段変速機が搭載された車両に限らず、他の方式（例えばトロイダル式）の無段変速機が搭載された車両や、複数の変速段を車両の運転状態に応じて自動的に切り換える多段変速機が搭載された車両にも適用することができる。要は、車両の変速操作を自動的に行う自動変速機が搭載された装置であれば、上記実施の形態にかかる車両制御装置はその構成を適宜変更したうえで適用することができる。なお、多段式の自動変速機が搭載された車両に上記実施の形態にかかる車両制御装置を適用する場合には、次のように自動変速機の変速比を増大させるようにすればよい。すなわち、車両の加速走行時にそうでないときと比較して自動変速機の変速段を低速側の低い変速段に設定することによって同自動変速機の変速比を増大させるとともに、このときの変速段を、車両の加速開始時における吸気バルブのバルブタイミングが遅角側のタイミングであるときに進角側のタイミングであるときと比較して低い変速段に設定する。こうした装置によっても、上記実施の形態に準じた作用効果を得ることができる。

・本発明は、アトキンソンサイクルでの機関運転が実行されない内燃機関が搭載された車両にも適用可能である。

１…車両、１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットルバルブ、１３…スロットルモータ、１４…燃焼室、１５…吸気バルブ、１６…クランクシャフト、１７…吸気カムシャフト、１８…自動変速機、１９…車軸、２０…車輪、２１…プライマリプーリ、２２…セカンダリプーリ、２３…ベルト、２４…オイルポンプ、２５…オイルパン、２６…アクセル操作部材、３０…バルブタイミング変更機構、３１…可動部材、３２…ケース、３３…突部、３４…ベーン、３５…進角側油圧室、３６…遅角側油圧室、４０…固定機構、４１…収容孔、４１ａ…段部、４２…ロックピン、４２ａ…段部、４３…コイルばね、４４…解除用圧力室、４５…ロック穴、５０…オイルコントロールバルブ、５１…供給通路、５２…排出通路、５３…進角側油路、５４…遅角側油路、５５…ロック油路、６０…電子制御装置、６１…車速センサ、６２…アクセルセンサ、６３…スロットルセンサ、６４…回転速度センサ、６５…吸気量センサ、６６…カムセンサ。

Claims (4)

1. 車両変速操作を自動的に行う自動変速機と車両駆動源としての内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構とを備えた車両に適用されて、車両運転状態に基づく前記自動変速機の作動制御と機関運転状態に基づく前記バルブタイミング変更機構の作動制御とを実行する車両制御装置において、
   当該装置は、
   前記機関運転状態に基づき前記バルブタイミングの制御目標値を算出するとともに、同制御目標値と前記バルブタイミングの実際値とが一致するように前記バルブタイミング変更機構の作動制御を実行するものであり、
   前記車両の加速走行時にそうでないときと比較して前記自動変速機の変速比を増大させるとともに、前記変速比を増大させる度合いを、前記車両の加速開始時における前記バルブタイミングが遅角側のタイミングであるときに進角側のタイミングであるときと比較して大きくするといったように前記自動変速機の作動制御を実行し、
   前記変速比を増大させた後において前記制御目標値と前記実際値との差が予め定めた判定値より大きい状態が所定期間にわたって継続したときに前記変速比をさらに増大させる、といったように前記自動変速機の作動制御を実行する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   当該装置は、前記加速開始時における前記バルブタイミングがその進角側の制御限界と遅角側の制御限界との間の所定タイミングより遅角側のタイミングであるときには前記自動変速機の変速比を増大させる一方、前記加速開始時における前記バルブタイミングが前記所定タイミングであるときおよび同所定タイミングより進角側のタイミングであるときには前記自動変速機の変速比を増大させない、といったように前記自動変速機の作動制御を実行する
   ことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置において、
   当該装置は、前記バルブタイミングを前記所定タイミングで固定する固定機構を備えてなる
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置において、
   当該装置は、前記制御目標値と前記実際値との差が予め定めた判定値より小さくなったときに前記変速比の増大を停止させる
   ことを特徴とする車両制御装置。