JP6222000B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動停止および自動再始動が可能な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、始動時等のエンジンの回転数が低くこれに伴いポンプから供給される油圧が低いと、上記ベーンロータが振動して、吸気弁の開弁時期が安定せず好ましくない。そこで、このような装置では、特許文献１に開示されているように、エンジンの回転数が低い場合に、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、これによりベーンロータの移動を禁止することが行われている。

また、特許文献２には、上記のようなロック機構を有する油圧式の吸気開弁時期変更装置を、エンジンを自動停止させるいわゆるアイドルストップ機能を有する車両に用いたものが用いられている。

この特許文献２の車両では、エンジンを自動停止させる所定の条件が成立すると、吸気弁の開弁時期が上記ロック機構により保持された状態で再始動が行われるように、燃料供給および点火を停止してエンジン回転数を低下させつつ、吸気弁を上記ロック機構により保持される時期に向けて移動させる。

特開平９−６０５０８号公報 特開２０１３−９６３７６号公報

上記のとおり、特許文献２の車両では、エンジンを自動停止させる所定の条件が成立すると、燃料供給および点火を停止してエンジン回転数を低下させつつ、吸気弁を上記ロック機構により保持される時期に向けて移動させており、エンジン回転数の低下と吸気弁の移動とが同時に行われる。

そのため、吸気弁の開弁時期がロック機構により保持される時期に移行するまでにエンジンが停止してしまい、吸気弁の開弁時期が保持されていない状態でエンジンが再始動される結果、再始動時に吸気弁の開弁時期が不安定になるおそれがある。

具体的には、上記のように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吸気弁の開弁時期を変更する装置では、エンジンの回転が低下すると吸気開弁時期を変更することができなくなる。そのため、上記特許文献２のように、エンジン回転数の低下と吸気弁の移動とを同時に開始したのでは、エンジン回転数の低下に伴って吸気弁の開弁時期を変更する装置に供給される油圧が低下し、吸気弁の開弁時期の変更が不能となって吸気弁の開弁時期をロック機構により保持される時期にまで移行できなくなってしまう。

これを解決するために、例えば、吸気弁の開弁時期を予め制限しておくことが考えられるが、これではエンジン性能の低下を招くことになる。

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、エンジンの自動停止時に吸気弁の開弁開始時期を所定の時期に移行させて、エンジンの再始動時におい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。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンを自動停止および自動再始動させる自動停止制御手段と、エンジンの回転に伴って油圧を発生する油圧発生手段と、上記油圧発生手段から油圧の供給を受けて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、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、上記吸気開弁時期変更手段に供給される油圧を制御する油圧制御手段と、エンジンを自動停止させる条件である自動停止条件が成立したか否かを判定する自動停止判定手段と、上記ロック機構によって吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったか否かを判定するロック状態判定手段とを備え、上記油圧制御手段は、上記自動停止条件が成立したと判定されると、上記吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期にするための油圧を上記吸気開弁時期変更手段に供給し、上記自動停止手段は、上記自動停止条件が成立し、かつ、上記ロック状態判定手段により吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったと判定された後に、エンジンの自動停止を開始し、上記ロック状態判定手段は、吸気弁の開弁開始時期と上記基準時期との差が、予め設定された判定値以下であれば、吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったと判定し、上記判定値は、上記自動停止条件が成立したと判定されたときのエンジン回転数が高いほど大きい値に設定され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、エンジンを自動停止する条件である自動停止条件が成立した場合であっても、ロック機構によって吸気弁の開弁開始時期が基準時期に保持される状態となった後に、エンジンの自動停止が開始されるので、エンジンの自動停止中に吸気弁の開弁開始時期を基準時期により確実に保持することができ、これにより、再始動時において吸気弁の開弁開始時期ひいてはエンジンの挙動を安定させることができる。また、吸気弁の開弁時期を予め制限することがないためエンジン性能を確保できる。

本発明において、運転条件に応じて、吸気弁の開弁開始時期の目標値である目標吸気開弁時期を決定する目標吸気開弁時期決定手段を備え、上記ロック状態判定手段は、決定された上記目標吸気開弁時期と上記基準時期との差、および、吸気弁の開弁開始時期と上記基準時期との差が、いずれも、予め設定された判定値以下であれば、吸気弁が上記基準時期に保持される状態になったと判定するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、より早期にエンジンを自動停止させることができ、燃費性能を高めることができる。

ここで、本発明は、上記基準時期が、上記吸気開弁時期変更手段によって変更される吸気弁の開弁開始時期の範囲のうち最も遅角側の時期に設定されており、エンジン回転数が所定の第１回転数以上第２回転数以下、かつ、エンジン負荷が所定の第１負荷以上第２負荷以下の領域に設定された中回転中負荷領域の領域において、吸気弁の開弁開始時期が、上記基準時期よりも予め設定された所定時期以上進角側に設定されている場合において特に有効である（請求項３）。

すなわち、本発明では、吸気弁の開弁開始時期が基準時期に保持される状態になった後にエンジンが自動停止されるため、エンジンの自動停止が行われる低回転低負荷領域に近い中回転中負荷領域において、吸気弁の開弁開始時期が基準時期よりも所定時期以上進角側の時期とされ、その後の負荷および回転の低下に伴って吸気弁の開弁開始時期を基準時期まで移行させるのに必要な時間が長くなる場合であっても、エンジンの自動停止時に吸気弁の開弁開始時期をより確実に基準時期に移行させることができ、再始動時においてエンジン挙動を安定させることができる。

また、本発明は、上記吸気開弁時期変更手段は、運転条件に応じて、吸気弁の開弁開始時期を５０クランク角以上の範囲にわたって変更し、上記基準時期は、上記吸気開弁時期変更手段によって変更される吸気弁の開弁開始時期の範囲のうち最も遅角側の時期に設定されている場合においても有効である（請求項４）。

すなわち、本発明によれば、エンジンの自動停止時において吸気弁の開弁時期をより確実に基準時期に保持することができるため、吸気弁の開弁開始時期が５０クランク角以上の広い範囲で変更され、かつ、基準時期が最遅角側の時期に設定されている場合であっても、再始動時にエンジン挙動を安定させることができる。

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、エンジンの自動停止時に吸気弁の開弁開始時期を所定の時期に移行、保持させて、エンジンの再始動時におい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。 目標吸気開弁時期のマップの例を示した図である。 エンジンの自動停止制御の流れを示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る制御を実施したときの各パラメータの時間変化を示した図である。 従来の制御を実施したときの各パラメータの時間変化を示した図である。

（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（油圧発生手段）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、オイルポンプ４０の吐出圧以下の範囲で変更される。

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（吸気開弁時期変更手段、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から所定の基準油圧Ｐｏｉｌ＿ｍｉｎ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。また、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。

このロック機構は、始動時等のエンジン回転数が低い運転条件下において、ベーンロータがハウジング部材にぶつかり騒音が発生するという問題、また、吸気開弁時期が安定しないという問題が生じるのを回避するためのものである。すなわち、ロック機構が設けられていない場合には、エンジン回転数が低い運転条件下では油圧ポンプ４０から供給される油圧が低いことに伴い、ベーンロータの動きが安定せず、上記のようにベーンロータがハウジング部材にぶつかる、また、吸気開弁時期が安定せず燃焼が不安定なるおそれがあるという問題が生じるが、上記ロック機構が設けられていれば、ベーンロータをハウジング部材に固定することができ、上記問題を回避することができる。

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）、車速を検出する車速センサＳＮ６（図２参照）等が設けられている。

ＥＣＵ５０は、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ６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、吸気開弁時期および気筒情報、吸気量、水温、アクセル開度、車速）を取得する。

そして、ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ６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）自動停止制御
本実施形態に係る車両は、燃費性能の向上等を目的としてエンジンが自動停止される（いわゆるアイドルストップされる）ように構成されている。すなわち、所定の条件となると、運転者の操作（イグニッションキーをオフにする操作等）によらず、各気筒での燃焼が停止されてエンジンが自動的に停止する自動停止が行われる。

ＥＣＵ５０は、このエンジンの自動停止制御に係る機能的要素として、自動停止判定部（自動停止判定手段）５１、ロック状態判定部（ロック状態判定手段）５２、自動停止部（自動停止手段）５３を有している。

また、ＥＣＵ５０は、吸気弁の制御に関する機能的要素として、目標吸気開弁時期決定部（目標吸気開弁時期決定手段）５４と、吸気開弁時期変更部（油圧制御手段）５５とを有している。

目標吸気開弁時期決定部５４は、吸気開弁時期（吸気弁の開弁開始時期）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。

目標吸気開弁時期決定部５４は、後述する自動停止条件が成立していない通常運転時は、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５４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３に示すように、エンジン回転数が第１回転数Ｎ１以上第２回転数Ｎ２以下、かつ、エンジン負荷が所定の第１負荷Ｃｅ１以上第２負荷Ｃｅ２以下の領域に設定された中回転中負荷領域Ａ１において最も進角側となり、この領域Ａ１からエンジン回転数およびエンジン負荷が小さくなるほど、また、大きくなるほど、遅角側になるように設定されている。そして、最遅角側の時期と最進角側の時期との差が約５０°ＣＡと比較的広い範囲に設定されている。すなわち、中回転中負荷領域Ａ１における吸気弁の開弁開始時期が最遅角時期である基準時期よりも約５０°ＣＡ以上進角側に設定されている。

一方、目標吸気開弁時期決定部５４は、後述する自動停止条件が成立すると、目標吸気開弁時期を上記ロック機構により保持される基準時期（最遅角時期）に決定する。すなわち、本実施形態では、エンジンが自動停止すると吸気開弁時期を上記基準時期にして、ロック機構によって吸気開弁時期をこの基準時期に保持させる。これは、始動時と同様にエンジンの自動停止後の再始動時においても、上記のようにベーンロータがハウジング部材にぶつかり騒音が発生するという問題、また、吸気開弁時期が安定しないという問題が生じるおそれがあるためであり、本実施形態では、この問題を回避するべく再始動時においてもロック機構により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。

吸気開弁時期変更部５５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、ＯＣＶ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５５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ＯＣＶを制御する。

自動停止判定部５１は、エンジンを自動停止させる条件である自動停止条件が成立したか否かを判定するものである。本実施形態では、自動停止判定部５１は、エンジン水温が所定温度以上であってエンジンが暖機状態であり、アクセル開度が全閉であり、車速が所定値（例えば４ｋｍ／ｈ）以下である等の条件が全て成立した場合に、自動停止条件が成立したと判定する。

ロック状態判定部５２は、吸気ＶＶＴ２９のロック機構によって吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあるか否かを判定するものである。

ここで、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあるとは、ベーンロータがハウジング部材に完全に固定、保持された状態のみをいうのではなく、まだ完全に固定、保持されてはいないがその後自然に固定、保持されることが確実な状態を含む。すなわち、本実施形態では、上記のように、ロック機構の上記ロックピンがロック孔に嵌合することでベーンロータの固定および吸気開弁時期の保持が行われるよう構成されており、このロックピンがある程度ロック孔に近づくと、ばね部材の付勢力および慣性によってロックピンは確実にロック孔に嵌合する。そこで、本実施形態では、このように、ベーンロータとロック孔との距離が近くなった状態、すなわち、吸気開弁時期が基準時期に近くなった状態も、ベーンロータがハウジング部材に固定される状態および吸気開弁時期が基準時期に保持される状態に含める。

具体的には、ロック状態判定部５２は、吸気開弁時期と基準時期との差が予め設定された判定時期（判定値）以下となると、ベーンロータをハウジング部材に固定可能な状態、すなわち、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあると判定する。上記判定時期は、例えば、およそ３°ＣＡに設定される。上記吸気開弁時期は、上記のとおり、カム角センサＳＮ２の検出値に基づいて特定される。

自動停止部５３は、エンジンを自動停止させるための制御を実施するものである。自動停止部５３は、インジェクタ１２からの燃料噴射を停止し、点火プラグ１３による点火を停止することで、エンジンを自動停止させる。

ここで、本実施形態では、自動停止部５３は、上記自動停止条件が成立しただけでは、エンジンの自動停止を開始せず、自動停止条件が成立し、かつ、ロック状態判定部５２によって、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあると判定された場合にのみ、エンジンを自動停止させる。すなわち、自動停止部５３は、自動停止条件が成立する一方吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態になっていないと判定された場合には、インジェクタ１２からの燃料噴射を継続するとともに点火プラグ１３による点火を維持する。そして、吸気開弁時期が基準時期に保持される状態にあると判定されるのを待って、インジェクタ１２からの燃料噴射を停止し、点火プラグ１３による点火を停止する。

ＥＣＵ５０により実施される。上記のエンジンを自動停止させるための制御の流れを図４に示す。

まず、ステップＳ１にて、水温センサＳＮ４、アクセル開度センサＳＮ５、車速センサＳＮ６の検出値である水温（エンジン冷却水温度）、アクセル開度、車速等を読み込む。

次にステップＳ２にて、自動停止条件が成立したか否かを判定する。この判定がＮＯであれば、ステップＳ１に戻る。一方、この判定がＹＥＳであれば、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、目標吸気開弁時期を基準時期に設定するとともに、吸気開弁時期がこの基準時期となるようにＯＣＶに指令を出す。

ステップＳ３の後に進むステップＳ４では、ベーンロータがハウジング部材に固定される状態および吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態になったか否かの判定を行う。上記のとおり、本実施形態では、目標吸気開弁時期および実吸気開弁開始時期と基準時期との差が、上記判定時期以下であれば、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態になったと判定する。

ステップＳ４の判定がＮＯであれば、ステップＳ３に戻り、吸気開弁時期を基準時期に向けて遅角させる。

一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳであって目標吸気開弁時期および実吸気開弁開始時期と基準時期との差が上記判定時期以下となれば、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、エンジンが自動停止される。すなわち、インジェクタ１２からの燃料噴射を停止し、点火プラグ１３による点火を停止する。

（５）作用等
以上のように、本実施形態では、エンジンを自動停止する条件である自動停止条件が成立した場合であっても、吸気ＶＶＴ２９のロック機構によってベーンロータをハウジング部材に固定可能となり吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態になった後に、はじめてエンジンの自動停止が開始されるので、エンジンの自動停止中に、ロック機構によってベーンロータをハウジング部材により確実に固定し、かつ、吸気開弁開始時期を基準時期により確実に保持することができる。そのため、再始動時においてベーンロータの挙動および吸気開弁開始時期を安定させることができ、ベーンロータがハウジング部材にぶつかって振動が生じるのを回避すること、および、燃焼が不安定にな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。

図５、図６を用いて具体的に説明する。図５および図６は、エンジンが所定の運転条件から自動停止し、その後再始動する際の各パラメータの時間変化を示した図である。これら図５および図６において、自動停止フラグは、自動停止条件が成立している場合に１となり、自動停止条件が成立していない場合には０となるフラグである。また、図５においてロック判定フラグは、吸気ＶＶＴ２９のロック機構によって吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態になった場合に１となり、それ以外の場合には０となるフラグである。図５は、本実施形態に係る制御を実施した場合の図であり、図６は、従来の制御を実施した場合、すなわち、自動停止条件が成立するとすぐさまエンジンの自動停止を開始した場合の図である。

図６では、時刻ｔ１において自動停止条件が成立するとほぼ同時にエンジンの自動停止が開始される。そのため、時刻ｔ１からエンジン回転数が低下し始め、同様に、吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が時刻ｔ１から低下し始める。ここで、時刻ｔ１にて自動停止条件が成立すると、吸気ＶＶＴ２９は、ロック機構により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最遅角時期（基準時期）に保持させるべく、吸気開弁時期を最遅角時期（基準時期）に向けて変化させ始める。しかしながら、この図６に示した場合では、上述のように、時刻ｔ１にてエンジンの自動停止が開始されるのに伴い吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が時刻ｔ１から低下し始める。そのため、吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）に到達するまでの時刻ｔ２１にて、吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が吸気ＶＶＴ２９を作動させることが可能な所定の基準油圧Ｐｏｉｌ＿ｍｉｎより低くなってしまい、時刻ｔ２１以後、吸気開弁時期を変更することができなくなる。従って、この図６に示した場合では、ロック機構によって吸気弁開始時期が最遅角時期（基準時期）に保持されずベーンロータがハウジング部材に固定されていない状態でエンジンが自動停止する。

このようにしてエンジンが自動停止すると、図６に示すように、時刻ｔ３にてエンジンが再始動されてから、エンジン回転数が所定の回転数に到達して吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が上記基準油圧Ｐｏｉｌ＿ｍｉｎに到達する時刻ｔ２２までの間、ベーンロータの動きが安定せず、吸気開弁時期が変動する。そして、このように吸気開弁時期が変動すると、各気筒２に吸入される空気量が安定せず燃焼が不安定となる。

なお、図６において、再始動後時刻ｔ４まではアイドル運転がなされており、時刻ｔ２２以後時刻ｔ４までは、吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が確保されることで吸気開弁時期は最遅角時期（基準時期）に変更される。そして、時刻ｔ４以後は、吸気開弁時期は運転条件に応じて設定された時期に変更される。

これに対して、図５に示すように、本実施形態では、時刻ｔ１において自動停止条件が成立してもエンジンの自動停止は開始されず、まず、吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）に変更される。この変更は時刻ｔ１から開始され、時刻ｔ１にて目標吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）に変更され、この目標吸気開弁時期となるように吸気ＶＶＴ２９が吸気開弁時期の変更を開始する。そして、時刻ｔ２にて、実際の吸気開弁時期と最遅角時期（基準時期）との差が上記判定時期となり、ロック判定フラグが１となってから、エンジンの自動停止が開始される。すなわち、時刻ｔ２以後において初めてエンジン回転数および吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が低下し始める。

従って、本実施形態では、時刻ｔ３の再始動時において、ロック機構によっ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最遅角時期（基準時期）に保持した状態で、時刻ｔ３において再始動することができ、再始動時であって吸気ＶＶＴ２９に供給される油圧が低い状態においても、ベーンロータが振動するのを回避することができるとともに、吸気開弁時期を最遅角時期（基準時期）に維持して各気筒２に吸入される空気量および各気筒２内での燃焼を安定させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、目標吸気開弁時期と最遅角時期（基準時期）との差および実際の吸気開弁時期と最遅角時期（基準時期）との差が０より大きい値に設定された上記判定時期以下になると、吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）に保持可能な状態になったと判定してエンジンの自動停止を開始している。そのため、吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）に移行させつつ、より早期にエンジンの自動停止を開始させることができ、燃費性能を高めることができる。

ここで、吸気ＶＶＴ２９により変更される吸気開弁時期の範囲すなわち最遅角側の時期と最進角側の時期との差は、約５０°ＣＡに限らない。ただし、本実施形態では、自動停止条件成立時の吸気開弁時期と基準時期との差の大小によらずエンジンの自動停止時において確実に吸気開弁時期を基準時期に保持させることができる。そのため、このように吸気開弁時期の範囲を少なくとも３０°ＣＡ以上とすれば、エンジンの自動停止時に吸気開弁時期を基準時期に保持させて再始動時の燃焼安定性の悪化を抑制しつつ、吸気開弁時期を運転条件に応じてより適正に制御して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、基準時期を最遅角時期とし、中回転中負荷領域Ａ１にて吸気開弁時期が最進角時期に設定される場合について説明したが、基準時期および各領域での具体的な吸気開弁時期はこれに限らない。ただし、各時期が上記のように設定されている場合において本実施形態に係る構成を適用すれば、より効果的に再始動時のエンジン挙動を安定させることができる。

具体的には、上記実施形態では、基本的には、低回転低負荷領域（エンジン回転数およびエンジン負荷がそれぞれ所定の値よりも低い運転領域）でエンジンの自動停止が実施されることが多いが、例えば、エアコンなどの外部負荷が大きく、走行途中にエンジンの自動停止を行う場合などには、中回転中負荷領域Ａ１でエンジンの自動停止が実施されることがある。そのため、各時期が上記のように設定されており、かつ、中回転中負荷領域Ａ１にてエンジンの自動停止が行われる場合において、図６に示した従来の制御（エンジンの自動停止と吸気開弁時期の基準時期への変更を同時に開始する制御）が実施されると、吸気開弁時期が基準時期に到達せず再始動時にエンジン挙動が不安定となる可能性が高い。これに対して、本実施形態に係る構成であれば、各時期が上記のように設定されており、かつ、中回転中負荷領域Ａ１にてエンジンの自動停止が行われる場合であっても、吸気開弁時期を基準時期に到達させることができるので、再始動時のエンジン挙動を安定させることができる。

ここで、上述のように、また、図３に示したように、上記実施形態において、吸気開弁時期は、上記領域Ａ１からエンジン回転数およびエンジン負荷が小さくなるほど、また、大きくなるほど、遅角側になるように設定されており、この領域Ａ１の周囲の運転領域においても、吸気開弁時期は最遅角時期よりも所定時期以上進角側の時期となる。そのため、上記領域Ａ１においてエンジンの自動停止が実施される場合に限らず、領域Ａ１の周囲の領域でエンジンの自動停止が実施される場合においても、もちろん、本実施形態が適用されることで、再始動時のエンジン挙動を安定させることができる。すなわち、本発明は、中回転中負荷領域Ａ１において吸気開弁時期が最進角時期に設定されている場合に限らず、中回転中負荷領域Ａ１において吸気開弁時期が最遅角時期（基準時期）よりも所定時期以上進角側に設定されたものにおいても有効であり、中回転中負荷領域Ａ１における吸気開弁時期がこのように設定されてもよい。なお、この場合には、所定時期は少なくとも上記判定時期よりも長く設定される。

また、上記実施形態では、吸気開弁時期と基準時期との差が予め設定された判定時期以下となると、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあると、判定する場合について説明したが、その他の手順、例えば、吸気開弁時期の実値が所定時期以下（所定時期よりも遅角側）となった時に吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあると判定する手順を採用してもよい。

また、上記判定時期、あるいは、吸気開弁時期の実値と比較する上記所定時期を、エンジンの自動停止前（例えば、自動停止条件が成立した時点）のエンジン回転数に応じて上記判定時期を変化させてもよい。すなわち、エンジン回転数が高いほど吸気ＶＶＴ２９に供給されている油圧は高く、この油圧が基準油圧Ｐｏｉｌ＿ｍｉｎに低下するまでの時間、すなわち、エンジンを停止してから吸気ＶＶＴ２９による吸気開弁時期の変更が不可能となるまでの時間、換言すると、エンジン停止後であっても吸気開弁時期を基準時期に移動させることが可能な時間、は長くなる。そのため、エンジンの自動停止前のエンジン回転数が高いほど、上記判定時期が進角側になるように設定してもよい。このようにすれば、吸気開弁時期が基準時期に保持可能な状態にあるとの判定をより迅速に行うことができ、より早期にエンジンを自動停止させて、燃費性能を高めることができる。

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（油圧発生手段）
５１ 自動停止判定部（自動停止判定手段）
５２ ロック状態判定部（ロック状態判定手段）
５３ 自動停止部（自動停止手段）
５４ 目標吸気開弁時期決定部（目標吸気開弁時期決定手段）
５５ 吸気開弁時期変更部（油圧制御手段）

Claims (4)

1. エンジンを自動停止および自動再始動させる自動停止制御手段と、
   エンジンの回転に伴って油圧を発生する油圧発生手段と、
   上記油圧発生手段から油圧の供給を受けて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、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、
   上記吸気開弁時期変更手段に供給される油圧を制御する油圧制御手段と、
   エンジンを自動停止させる条件である自動停止条件が成立したか否かを判定する自動停止判定手段と、
   上記ロック機構によって吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったか否かを判定するロック状態判定手段とを備え、
   上記油圧制御手段は、上記自動停止条件が成立したと判定されると、上記吸気弁の開弁開始時期を上記基準時期にするための油圧を上記吸気開弁時期変更手段に供給し、
   上記自動停止手段は、上記自動停止条件が成立し、かつ、上記ロック状態判定手段により吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったと判定された後に、エンジンの自動停止を開始し、
   上記ロック状態判定手段は、吸気弁の開弁開始時期と上記基準時期との差が、予め設定された判定値以下であれば、吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったと判定し、
   上記判定値は、上記自動停止条件が成立したと判定されたときのエンジン回転数が高いほど大きい値に設定され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、
   運転条件に応じて、吸気弁の開弁開始時期の目標値である目標吸気開弁時期を決定する目標吸気開弁時期決定手段を備え、
   上記ロック状態判定手段は、決定された上記目標吸気開弁時期と上記基準時期との差、および、吸気弁の開弁開始時期と上記基準時期との差が、いずれも、予め設定された判定値以下であれば、吸気弁が上記基準時期に保持可能な状態になったと判定す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、
   上記基準時期は、上記吸気開弁時期変更手段によって変更される吸気弁の開弁開始時期の範囲のうち最も遅角側の時期に設定されており、
   エンジン回転数が所定の第１回転数以上第２回転数以下、かつ、エンジン負荷が所定の第１負荷以上第２負荷以下の領域に設定された中回転中負荷領域の領域において、吸気弁の開弁開始時期は、上記基準時期よりも予め設定された所定時期以上進角側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。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、
   上記吸気開弁時期変更手段は、運転条件に応じて、吸気弁の開弁開始時期を５０クランク角以上の範囲にわたって変更し、
   上記基準時期は、上記吸気開弁時期変更手段によって変更される吸気弁の開弁開始時期の範囲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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