JP6119697B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気弁の開弁開始時期を変更可能な油圧式の吸気開弁時期変更手段を備えたエンジンの制御装置に関する。

従来から、エンジンにおいて、吸気弁を開閉駆動する吸気カムシャフトと、エンジンのクランクシャフトとの位相を変更して、吸気弁の開弁時期（吸気開弁時期）を変更するものが用いられている。

この吸気開弁時期を変更する装置としては、エンジンの回転に伴って油圧を発生するポンプから油圧の供給を受けて上記位相を変更する油圧式のものが広く用いられている。

例えば、特許文献１には、クランクシャフトに連結されるハウジング部材と、吸気カムシャフトに連結されるベーンロータとを備え、ハウジング部材とベーンとの間にポンプから作動油が供給される油圧室が形成された装置であって、この油室内の作動油圧を変更することで、ベーンロータとハウジング部材との位相、すなわち、吸気カムシャフトとクランクシャフトとの位相を変更するものが開示されている。

ここで、このような油圧式の吸気開弁時期変更装置では、ポンプから供給される油圧が低い始動時に、上記ベーンロータが振動して、吸気開弁時期が安定しないという問題が生じる。これに対して、特許文献１の装置では、ベーンロータをハウジング部材に固定するロック機構を設け、始動時にこのロック機構によってベーンロータの移動を禁止することが行われている。

特開２０１３−９６３７６号公報

上記のとおり、特許文献１の装置によれば、始動時に吸気開弁時期を安定させることができる。しかしながら、本発明者らは、始動時以外の通常運転時にも、上記ベーンロータの振動に伴って吸気開弁時期が安定せず、エンジン挙動が不安定になる可能性があることを突き止めた。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの挙動をより確実に安定させることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題に対して鋭意研究の結果、本発明者らは、始動時以外にも、吸気開弁時期変更手段に供給される作動油の温度である油温が高く作動油の粘度が低い場合には、吸気開弁時期変更手段の挙動が不安定となって吸気弁の開弁開始時期が変動し、これによりエンジン挙動が不安定になるおそれがあることを突き止めた。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、エンジンに設けられた吸気弁の開弁開始時期を変更する機構および上記吸気弁の開弁開始時期を所定の基準時期に保持するロック機構を含む油圧式の吸気開弁時期変更手段と、エンジンの回転に伴って油圧を発生して上記吸気開弁時期変更手段に油圧を供給する油圧供給手段とを備えたエンジンの制御装置であって、上記ロック機構を制御するロック機構制御手段と、上記吸気開弁時期変更手段に供給される作動油の温度である油温が予め設定された基準油温より高いか否かを判定する油温判定手段とを備え、上記ロック機構制御手段は、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温以下であると判定された場合は、エンジン回転数が予め設定された基準回転数以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させる一方、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温を超えたと判定された場合は、エンジン回転数が上記基準回転数よりも高い高温時基準回転数以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、エンジン回転数が基準回転数よりも低く、これに伴い、油圧供給手段から吸気開弁時期変更手段に供給される油圧が低く、吸気弁の開弁開始時期が変動するおそれがある低回転領域において、ロック機構により吸気弁の開弁時期が基準時期に保持（固定）されるため、吸気弁の開弁開始時期の変動によってエンジン挙動が不安定になるのを回避することができる。ただし、吸気開弁時期変更手段に供給される作動油の温度が基準油温を超えて高くなった場合には、作動油の粘度が低下するので、エンジン回転数が基準回転数以上であっても吸気弁の開弁開始時期の変動量が大きくなるおそれがある。これに対して、本発明では、作動油の高温時において、基準回転数が相対的に高い値（高温時回転数）に変更されるため、ロック機構により吸気弁の開弁開始時期が保持されるエンジン回転数領域が高回転数側に拡大されるので、油温が高くなることに起因してエンジン挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。

本発明において、上記高温時基準回転数は、上記油温が高いほど高くされるのが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、油温が高くなり吸気弁の開弁開始時期の変動量が大きくなるのに応じて、吸気弁の開弁開始時期が保持される領域が拡大されるため、より適正かつ確実にエンジン挙動が不安定になるのを回避することができる。

また、本発明において、上記ロック機構制御手段は、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温以下であると判定された場合は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させる一方、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温を超えたと判定された場合は、エンジン負荷が上記基準負荷よりも高い高温時基準負荷以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させるのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、燃焼安定性が高くなく吸気弁の開弁開始時期の変動量がエンジン挙動に与える影響が大きい低負荷領域において吸気弁の開弁開始時期が上記基準時期に保持されるため、吸気弁の開弁開始時期の変動に伴うエンジン挙動の悪化を抑制することができる。しかも、油温が高くエンジン挙動がより不安定になりやすい場合には、この吸気弁の開弁開始時期がより燃焼安定性が確保される高温時基準負荷に至るまでの領域に拡大されるため、油温が高くなることに起因してエンジン挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。

上記構成において、上記高温時基準負荷は、上記油温が高いほど高くされるのが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、油温が高くなり吸気弁の開弁開始時期の変動量が大きくなるのに応じて、吸気弁の開弁開始時期が保持される領域が拡大されるため、より適正かつ確実にエンジン挙動が不安定になるのを回避することができる。

ここで、上記のように、エンジン負荷が高い場合には、燃焼安定性が高くなり油温の上昇に伴う吸気弁の開弁開始時期の変動がエンジンの挙動に与える影響は小さくなる。

そこで、本発明において、上記ロック機構制御手段は、エンジン回転数が予め設定されたロック禁止回転数以上となると、上記ロック機構による吸気弁の開弁開始時期の保持を禁止するのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、エンジン挙動を安定させつつ、エンジン回転数がロック禁止回転数以上となる運転条件下において吸気弁の開弁開始時期を運転条件に応じて変更してエンジン性能を高めることができる。

また、エンジン回転数が高く吸気開弁時期変更手段に供給される油圧が高い場合には、油温が高くとも吸気弁の開弁開始時期の変動は小さく抑えられる。

そこで、本発明において、上記ロック機構制御手段は、エンジン負荷が予め設定されたロック禁止負荷以上となると、上記ロック機構による吸気弁の開弁開始時期の保持を禁止するのが好ましい（請求項６）。

このようにすれば、エンジン挙動を安定させつつ、エンジン負荷がロック禁止負荷以上となる運転条件下において吸気弁の開弁開始時期を運転条件に応じて変更してエンジン性能を高めることができる。

また、本発明において、上記油温判定手段は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて上記油温を推定し、推定した油温と上記基準油温との比較を行うのが好ましい（請求項７）。

このようにすれば、上記油温を検出するための検出手段を設ける必要がないため、構成を簡素化することができる。

また、上記基準時期としては、上記吸気開弁時期変更手段により変更される吸気弁の開弁開始時期のうち最も遅角側の時期に設定されているものが挙げられる（請求項８）。

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、より確実にエンジンの挙動を安定させることができる。

本発明の一実施形態にかかるエンジンシステムの概略図である。 本発明の一実施形態にかかる制御系統を示したブロック図である。 吸気開弁時期が基準時期に保持される運転領域を示した図である。 吸気開弁時期を示した図である。 エンジン回転数および油温に対する吸気開弁時期の変動量を示した図である。 エンジン回転数および油温に対する吸気開弁時期の変動量を示した図である。

（１）エンジンシステムの全体構成
図１は、本発明の制御装置が適用されるエンジンシステムの一実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、複数の気筒２（図１では、１つのみを示している）を有するエンジン本体１と、エンジン本体１に空気を導入するための吸気通路３０と、エンジン本体１で生成された排気ガスを排出するための排気通路３９とを備えている。

エンジン本体１は、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上側に設けられたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上側に設けられたカムキャップ５と、気筒２に往復摺動可能に挿入されたピストン１１とを有している。

ピストン１１の上方には燃焼室１０が形成されており、燃焼室１０には、後述するインジェクタ１２（図２参照）から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が燃焼室１０で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン１１が上下方向に往復運動するようになっている。

ピストン１１は、エンジン本体１の出力軸であるクランクシャフト１５とコネクティングロッド１４を介して連結されており、上記ピストン１１の往復運動に応じてクランクシャフト１５が中心軸回りに回転するようになっている。

クランクシャフト１５には、オイルポンプ（油圧供給手段）４０が連結されている。このオイルポンプ４０は、後述する吸気ＶＶＴ２９等に油圧を供給するためのものである。オイルポンプ４０は、クランクシャフト１５の回転すなわちエンジン本体１の回転に伴って駆動され、この回転量に応じた油圧を発生する。オイルポンプ４０と吸気ＶＶＴ２９との間には、油圧を調整する調整バルブ４１（以下、ＯＣＶ（Ｏｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）という）が設けられており、このＯＣＶ４１により、吸気ＶＶＴ２９に供給される最終的な油圧が変更される。

シリンダヘッド４には、気筒２の燃焼室１０に向けて燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ１２と、インジェクタ１２から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ１３とが設けられている。

シリンダヘッド４には、吸気通路３０から供給される空気を各気筒２の燃焼室１０に導入するための吸気ポート６と、各気筒２の燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路３９に導出するための排気ポート７と、吸気ポート６を通じた吸気の導入を制御するために吸気ポート６の燃焼室１０側の開口を開閉する吸気弁８と、排気ポート７からのガス排出を制御するために排気ポート７の燃焼室１０側の開口を開閉する排気弁９とが設けられている。なお、当実施形態では、各気筒２に対してそれぞれ２つの吸気ポート６および吸気弁８が設けられるとともに、同じく各気筒２に対してそれぞれ２つの排気ポート７および排気弁９が設けられている。

吸気通路３０は、各気筒２の２つの吸気ポート６とそれぞれ連通する独立吸気通路３１と、各独立吸気通路３１の上流端部（吸気の流れ方向上流側の端部）に共通に接続されたサージタンク３２と、サージタンク３２から上流側に延びる１本の吸気管３３とを有している。

吸気管３３の途中部には、エンジン本体１に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ３４ａが設けられている。吸気管３３には、スロットルバルブ３４ａを駆動するためのバルブアクチュエータ３４ｂが設けられており、スロットルバルブ３４ａは、バルブアクチュエータ３４ｂにより開閉される。吸気管３３のうちスロットルバルブ３４ａよりも上流側の部分には、エアクリーナ３５が設けられている。

（２）吸気弁の駆動機構
次に、吸気弁８を開閉させるための機構について、説明する。

シリンダヘッド４には、吸気弁８を開閉させるための吸気カムシャフト２８ａと、この吸気カムシャフト２８ａと一体に回転するように設けられた吸気カム部（不図示）とを含む吸気側動弁機構２８が設けられている。吸気カムシャフト２８ａは、クランクシャフト１５の回転に連動して回転するよう構成されており、吸気弁８は、クランクシャフト１５の回転に伴い吸気カムシャフト２８ａが回転すると吸気カム部によって周期的に下方に押圧されて、開閉する。

本実施形態では、上記吸気側動弁機構２８に、吸気バルブタイミング可変機構２９（以下、吸気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）という）が設けられており、この吸気ＶＶＴ２９により吸気弁８の開弁開始時期（以下、適宜、吸気開弁時期という）が変更される。なお、本実施形態では、吸気ＶＶＴ２９は、吸気弁８の開弁期間を一定に保持した状態で吸気開弁開始時期を変更する。

吸気ＶＶＴ２９は、油圧式であって、油圧ポンプ４０から所定圧以上の油圧が供給されることで駆動し、この供給された油圧に応じて吸気開弁開始時期を変更する。この吸気ＶＶＴ２９には、吸気開弁時期を保持するロック機構が設けられている。

このような吸気ＶＶＴ２９としては、例えば、特開平９−６０５０８号公報に開示されているものを適用すればよく、ここでは、その構造について簡単な説明のみを行う。

吸気ＶＶＴ２９は、チェーンおよびチェーンスプロケットを介してクランクシャフトと一体に回転するハウジング部材と、このハウジング部材の内側に配置されてカムシャフトと一体に回転するベーンロータとを備える。ハウジング部材には、ベーンロータとその回転方向において対向するシューが設けられており、シューとベーンロータとの間には、作動油が供給される油圧室が区画されている。ベーンロータは、この油圧室に供給される作動油の油圧に応じてシューおよびシューハウジングに対して回転し、これによりクランクシャフトとベーンロータすなわちカムシャフトのとの位相が変更される。

吸気ＶＶＴ２９には、ロック機構として、シューハウジングに形成されたロック孔に嵌合してベーンロータを所定の位置（吸気開弁時期が基準時期となる位置）で固定（ロック）するロックピンと、このロックピンをロック孔に嵌合する方向に付勢するばね部材とが設けられている。このロック機構では、所定圧以上の油圧が供給されることで、ばね部材の付勢力に抗してロックピンがロック孔から抜け出し、ベーンロータの移動が可能となる。

このロック機構では、ロックピンがロック孔と対応する位置に配置されて吸気開弁時期が基準時期に変更されると、ばね部材の付勢力によってロックピンがロック孔に嵌合するよう構成されており、吸気開弁時期を基準時期に変更することでそのまま基準時期に保持されるようになっている。

吸気開弁時期の固定時期である上記基準時期は、始動性等に応じて適宜設定されればよい。すなわち、始動時には、ロック機構により吸気開弁時期がこの基準時期に固定されるため、この基準時期として、始動性を確保できる時期に設定されればよい。本実施形態では、この基準時期は、吸気ＶＶＴ２９によって変更可能な吸気開弁時期のうち最も遅角側の時期に設定されている。

（３）制御系統
次に、エンジンの制御系統について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部が図１および図２に示されるＥＣＵ（エンジン制御ユニット）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。

エンジンおよび車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。

例えば、シリンダブロック３には、クランクシャフト１５の回転角度（クランク角）および回転速度を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。このクランク角センサＳＮ１は、クランクシャフト１５と一体に回転するクランクプレートの回転に応じてパルス信号を出力するものであり、このパルス信号に基づいて、クランクシャフト１５の回転角度および回転速度すなわちエンジン回転数が特定されるようになっている。

カムキャップ５にはカム角センサＳＮ２が設けられている。カム角センサＳＮ２は、吸気カムシャフト２８ａと一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するものであり、吸気カムシャフト２８ａとクランクシャフトとの位相差を検出する。この検出信号により、吸気開弁時期が特定されるとともに、この検出信号とクランク角センサＳＮ１からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるかという気筒判別情報が特定される。

吸気通路３０のうちエアクリーナ３５とスロットルバルブ３４ａとの間には、各気筒２に導入される空気量を検出する吸気量センサＳＮ３が設けられている。

エンジン本体には、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＮ４（図２参照）が設けられている。

車両には、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳＮ５（図２参照）が設けられている。

ＥＣＵ５０は、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ５と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報（エンジン回転数、気筒情報、吸気量、水温、アクセル開度）を取得する。

そして、ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ５からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２、点火プラグ１３、スロットルバルブ３４ａ、吸気ＶＶＴ２９（ＯＣＶ）と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。

（４）吸気開弁時期の制御
ＥＣＵ５０は、吸気開弁時期の制御に係る機能的要素として、目標吸気開弁時期決定部５１と、吸気開弁時期変更部５２と、油温判定部（油温判定手段）５３と、ロック条件判定部５４とを有している。なお、ロック条件判定部５４と吸気開弁時期変更部５２とが、ロック機構を制御するロック機構制御手段として機能する。

目標吸気開弁時期決定部５１は、吸気開弁時期の目標値である目標吸気開弁時期を決定するものである。

油温判定部５３は、吸気ＶＶＴ２９に供給される作動油の温度である油温を推定し、この推定した油温と、予め設定された第１基準油温（基準油温）Ｐｏｉｌ＿１およびこの第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１よりも高い値に設定された第２基準油温（基準油温）Ｐｏｉｌ＿２との大小を判定するものである。例えば、第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１は１２０℃程度に設定され、第２基準油温Ｐｏｉｌ＿２は１３０℃程度に設定されている。

油温判定部５３は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて油温を推定する。本実施形態では、エンジン回転数とエンジン負荷の時間変化に応じて油温を推定する。油温判定部５３は、例えば次の方法で油温を推定する。すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて予め設定された発生熱量をマップ形式で記憶しておき、この発生熱量の時間積分値に基づいて現在の油温を推定する方法や、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて予め設定された収束油温に対して、エンジン回転数に応じて設定される所定の時定数で推定油温を遷移させることにより現在の油温を推定する方法により、油温を推定する。なお、油温推定精度向上のために、上記収束油温をエンジン水温や吸気温に応じて補正するようにしてもよい。

ロック条件判定部５４は、ベーンロータをハウジング部材に固定して吸気開弁時期を基準時期に保持させる条件であるロック条件が成立しているか否かを判定するものである。本実施形態では、このロック条件判定部５４は、エンジン回転数とエンジン負荷と油温判定部５３の判定結果に基づいて、上記判定を行う。

具体的には、ロック条件判定部５４は、油温判定部５３によって上記推定油温が第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１以下であると判定された場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷が図３に示す第１運転領域Ａ１にあれば、ロック条件が成立したと判定する。一方、ロック条件判定部５４は、油温判定部５３によって上記推定油温が第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１より高く、かつ、第２基準油温Ｐｏｉｌ＿２以下であると判定された場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷が図３に示す第２運転領域Ａ２にあれば、ロック条件が成立したと判定する。また、ロック条件判定部５４は、油温判定部５３によって上記推定油温が第２基準油温Ｐｏｉｌ＿２より高いと判定された場合には、エンジン回転数およびエンジン負荷が図３に示す第３運転領域Ａ３にあれば、ロック条件が成立したと判定する。

ここで、第１運転領域Ａ１は、エンジン回転数が予め設定された第１基準回転数（基準回転数）Ｎ＿１以下、かつ、エンジン負荷が予め設定された第１基準負荷（基準負荷）Ｃｅ＿１以下の領域である。第２運転領域Ａ２は、第１基準回転数Ｎ＿１より高い第２基準回転数（高温時基準回転数）Ｎ＿２以下、かつ、エンジン負荷が第１基準負荷Ｃｅ＿１より高い第２基準負荷（高温時基準負荷）Ｃｅ＿２以下の領域である。第３運転領域Ａ３は、第２基準回転数Ｎ＿２より高い第３基準回転数（高温時基準回転数）Ｎ＿３以下、かつ、エンジン負荷が第３基準負荷Ｃｅ＿３より高い第３基準負荷（高温時基準負荷）Ｃｅ＿３以下の領域である。

このように、本実施形態では、油温が高いほど、ロック条件が成立して吸気開弁時期が保持されるエンジン回転数の上限値およびエンジン負荷の上限値が高くされて、ロック条件が成立する運転領域が高回転、高負荷側へ拡大するよう構成されている。

また、上記のように、本実施形態では、エンジン回転数が第３基準回転数Ｎ＿３以下、かつ、エンジン負荷が第３基準負荷Ｃｅ＿３以下の領域でのみロック条件が成立するよう設定されており、エンジン回転数が第３基準回転数Ｎ＿３よりも高い場合、および、エンジン負荷が第３基準負荷Ｃｅ＿３よりも高い場合には、油温によらずロック条件が不成立とされて、ベーンロータをハウジング部材に固定して吸気開弁時期を基準時期に保持することが禁止される。

目標吸気開弁時期決定部５１は、吸気開弁時期の目標値を決定するものである。上述のように、本実施形態では、吸気開弁時期を基準時期に変更することで、ロック機構により吸気開弁時期が基準時期に保持されるよう構成されている。そのため、目標吸気開弁時期決定部５１は、ロック条件判定部５４によりロック条件が成立したと判定された場合には、ロック機構により吸気開弁時期を基準時期に保持させるべく、目標吸気開弁時期を基準時期に決定する。

一方、目標吸気開弁時期決定部５１は、ロック条件判定部５４によりロック条件が不成立であると判定された場合には、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて目標吸気開弁時期を決定する。具体的には、目標吸気開弁時期決定部５１は、予め設定されたエンジン回転数とエンジン負荷とに対する目標吸気開弁時期をマップで記憶しており、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて、このマップから目標吸気開弁時期を抽出する。本実施形態では、目標吸気開弁時期は、図４に示すように、エンジン回転数およびエンジン負荷が中央値付近となる中回転数中負荷領域Ａｃにおいて最も進角側となり、この領域Ａｃから外れるほど遅角側になるように設定されている。

ここで、図４の破線は、上記第１〜第３運転領域Ａ１〜Ａ３を示したものである。この図４に示されるように、本実施形態では、油温が高い場合において吸気開弁時期を基準時期に保持する運転領域は、上記中回転中負荷領域Ａｃ付近の運転領域であって目標吸気開弁時期が最遅角時期よりも所定値以上進角側となる運転領域よりもエンジン回転数が低くエンジン負荷が低い領域にのみ設定されている。

吸気開弁時期変更部５４は、吸気開弁時期が上記目標吸気開弁時期となるように、吸気ＶＶＴ２９を制御するものである。本実施形態では、上記のように、ＯＣＶ４１によって吸気開弁時期が変更されるよう構成されており、吸気開弁時期変更部５４は、目標吸気開弁時期が実現される油圧が吸気ＶＶＴ２９に供給されるようにＯＣＶ４１を制御する。

（５）作用等
以上のように構成されていることで、本実施形態では、上記推定油温が第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１以下の場合には、第１運転領域Ａ１にて吸気開弁開始時期が基準時期に保持され、推定油温が第１基準油温Ｐｏｉｌ＿１を超えると、第２運転領域Ａ２にて吸気開弁開始時期が基準時期に保持され、さらに、推定油温が第２基準油温Ｐｏｉｌ＿２を超えると第３運転領域Ａ３にて吸気開弁開始時期が基準時期に保持される。そして、第３運転領域Ａ３よりも高回転数高負荷側では、油温によらず吸気開弁開始時期は基準時期に保持されずエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた時期に変更される。

そのため、吸気開弁開始時期の変動によってエンジン挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。

図５と図６を用いて具体的に説明する。

図５、図６は、エンジン回転数および油温に対する吸気開弁時期の変動量の一例を示したものである。図５と図６とではエンジン負荷が異なっており、図６は、図５よりもエンジン負荷が高い場合の図である。なお、図５と図６とにおいて縦軸のスケールは同一である。これら図において横軸はエンジン回転数であり縦軸は吸気開弁時期の変動量である。

これらの図に示すように、エンジン回転数が低いほど吸気開弁時期の変動量は大きくなる。これは、エンジン回転数が低いほど吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が低くなるためである。また、油温が高いほど吸気開弁時期の変動量は大きくなる。これは、油温が高いほど吸気ＶＶＴ２９に供給される作動油の粘度が低くなるためである。また、図５および図６に示した破線は、許容できる吸気開弁時期の変動量の上限値であり、失火等を回避してエンジンを安定して駆動させることのできる上記変動量の上限値である。図５の破線と図６の破線との比較から明らかなように、エンジン回転数が比較的低い領域では、エンジン負荷が低いときの方が高いときよりも許容できる吸気開弁時期の変動量の上限値は小さく、吸気開弁時期の変動がエンジン挙動に与える影響は大きくなる。これは、エンジン負荷が低いほど燃焼安定性が低くなるためである。

このように、油温が高くなるほど、エンジン回転数が低くなるほど、エンジン負荷が低くなるほど、吸気開弁時期の変動に伴ってエンジン挙動は悪化しやすくなる。

これに対して、本実施形態では、上記のように、エンジン回転数が所定の基準回転数以下、エンジン負荷が所定の基準負荷以下、かつ、上記推定油温が所定の温度以上の場合にロック機構によって吸気開弁時期が基準時期に保持されるため、吸気開弁時期の変動によってエンジン挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。

また、本実施形態では、上記推定温度すなわち吸気ＶＶＴ２９に供給される油温が高くなると、吸気開弁時期が基準時期に保持される運転領域が、第１運転領域Ａ１から第２運転領域Ａ２、また、第２運転領域Ａ２から第３運転領域Ａ３へと、高回転数側かつ高負荷側へと拡大されて、油圧および燃焼安定性がより高くより確実にエンジン挙動を安定させることができる回転数および負荷に至るまでの領域において、吸気開弁時期が基準時期に保持されるため、エンジン挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。また、このように構成すること、すなわち、吸気開弁時期が基準時期に保持される領域を油温に応じて変更して、この保持領域を最小限に抑えることで、吸気開弁時期をエンジン回転数およびエンジン負荷に応じた適正な時期に変更できる機会を増やすことができるため、エンジン挙動を安定させつつエンジン性能を確保することができる。

また、本実施形態では、第３運転領域より高回転数側および高負荷側において吸気開弁時期を基準時期に保持することを禁止しているため、この領域において吸気開弁時期をエンジン回転数およびエンジン負荷に応じた適正な時期に変更してエンジン性能を確保することができる。

（６）変形例
ここで上記実施形態では、吸気開弁時期を基準時期に保持する運転領域を３つ（第１〜第３運転領域Ａ１〜Ａ３）設けた場合について説明したが、これらは４つ以上設けられてもよい。あるいは、２つとされてもよい。ただし、この運転領域をより多くして、より細かく油温に応じて吸気開弁時期を基準時期に保持する運転領域を設定すれば、エンジン挙動を安定させつつ、吸気開弁時期が基準時期に保持される機会を少なく抑えることができエンジン性能を高めることができる。

また、上記実施形態では、各運転領域（第１〜第３運転領域Ａ１〜Ａ３）をエンジン回転数とエンジン負荷とについて設定した場合について説明したが、これら運転領域をエンジン回転数によってのみ分けるようにしてもよい。ただし、上記のとおり、エンジン負荷に応じて燃焼安定性は変化し、エンジン負荷に応じて吸気開弁時期の変動がエンジン挙動に与える影響が変化するため、エンジン回転数に加えてエンジン負荷についても上記運転領域を分けるようにすれば、エンジン挙動を安定させつつ吸気開弁時期が基準時期に保持される機会を少なく抑えることができエンジン性能を高めることができる。

また、上記実施形態では、吸気ＶＶＴ２９に供給される作動油の温度を推定する場合について説明したが、この温度をセンサにより直接検出するようにしてもよい。ただし、油温の推定を行えば、油温を検出するためのセンサを設ける必要がなく、構成を簡素化およびコストを低減することができる。

１ エンジン本体
８ 吸気弁
２９ 吸気ＶＶＴ（吸気開弁時期変更手段）
４０ オイルポンプ（油圧供給手段）
５２ 吸気開弁時期変更部（ロック機構制御手段）
５４ ロック条件判定部（ロック機構制御手段）
５３ 油温判定部（油温判定手段）

Claims (8)

1. エンジンに設けられた吸気弁の開弁開始時期を変更する機構および上記吸気弁の開弁開始時期を所定の基準時期に保持するロック機構を含む油圧式の吸気開弁時期変更手段と、エンジンの回転に伴って油圧を発生して上記吸気開弁時期変更手段に油圧を供給する油圧供給手段とを備えたエンジンの制御装置であって、
   上記ロック機構を制御するロック機構制御手段と、
   上記吸気開弁時期変更手段に供給される作動油の温度である油温が予め設定された基準油温より高いか否かを判定する油温判定手段とを備え、
   上記ロック機構制御手段は、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温以下であると判定された場合は、エンジン回転数が予め設定された基準回転数以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させる一方、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温を超えたと判定された場合は、エンジン回転数が上記基準回転数よりも高い高温時基準回転数以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
   上記高温時基準回転数は、上記油温が高いほど高くされることを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
   上記ロック機構制御手段は、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温以下であると判定された場合は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させる一方、上記油温判定手段によって上記油温が上記基準油温を超えたと判定された場合は、エンジン負荷が上記基準負荷よりも高い高温時基準負荷以下となる運転領域で上記ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期に保持させることを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの制御装置において、
   上記高温時基準負荷は、上記油温が高いほど高くされることを特徴とするエンジンの制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、
   上記ロック機構制御手段は、エンジン回転数が予め設定されたロック禁止回転数以上となると、上記ロック機構による吸気弁の開弁開始時期の保持を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、
   上記ロック機構制御手段は、エンジン負荷が予め設定されたロック禁止負荷以上となると、上記ロック機構による吸気弁の開弁開始時期の保持を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、
   上記油温判定手段は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて上記油温を推定し、推定した油温と上記基準油温との比較を行うことを特徴とするエンジンの制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、
   上記基準時期は、上記吸気開弁時期変更手段により変更される吸気弁の開弁開始時期のうち最も遅角側の時期に設定されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

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