内燃機関の制御装置
【課題】始動時にＶＴＣ装置から作動油が抜け落ちている場合に生じるロータの振動およびこれに伴う異音の発生を防止する。
【解決手段】ハイブリッド車両に用いられる内燃機関は、自動停止および自動始動を繰り返し行うが、停止中にＶＴＣ装置から作動油が抜け落ちているか否かを、前回の機関停止からの経過時間および油温に基づいて判定する。ＶＴＣ装置は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備え、クランキング開始から所定の遅れ時間Δｔの経過後に、油圧制御弁の実質的な制御が開始されて進角する。作動油が充満している場合は、遅れ時間Δｔとして短い時間ｔ１を設定し、作動油が抜け落ちている場合は、遅れ時間Δｔとして長い時間ｔ２を設定する。作動油が充満している場合の発進加速性能を確保しつつ、作動油が抜け落ちている場合の異音発生を防止できる。
【解決手段】ハイブリッド車両に用いられる内燃機関は、自動停止および自動始動を繰り返し行うが、停止中にＶＴＣ装置から作動油が抜け落ちているか否かを、前回の機関停止からの経過時間および油温に基づいて判定する。ＶＴＣ装置は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備え、クランキング開始から所定の遅れ時間Δｔの経過後に、油圧制御弁の実質的な制御が開始されて進角する。作動油が充満している場合は、遅れ時間Δｔとして短い時間ｔ１を設定し、作動油が抜け落ちている場合は、遅れ時間Δｔとして長い時間ｔ２を設定する。作動油が充満している場合の発進加速性能を確保しつつ、作動油が抜け落ちている場合の異音発生を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備してなる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関においては、機関始動時に、該可変バルブタイミング装置を通常時よりもさらに大きく遅角させることで、クランキング中の筒内圧の抑制いわゆるデコンプレッション（デコンプとも略称される）を実現し、振動の少ない円滑な始動を図る技術が知られている。特許文献１には、特に、交差点での車両の停止などに伴い内燃機関の自動停止および自動始動を行うハイブリッド車両において、自動始動の際に可変バルブタイミング装置を所定のデコンプ用遅角位置まで遅角させることが開示されている。
【０００３】
このようにクランキング中のデコンプレッションを意図して設定される大幅に遅角したバルブタイミングにおいては、充填効率は低く、機関が発生し得るトルクは大幅に抑制されたものとなる。従って、クランキングにより機関が始動した段階では、可変バルブタイミング装置を本来の進角位置まで速やかに進角することが望ましい。特に、始動直後の加速性能、例えばハイブリッド車両において機関の自動停止状態からアクセルペダルを大きく踏み込んだときの自動始動を伴う発進加速性能などを確保するためには、始動後、直ちに可変バルブタイミング装置の進角制御を開始することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油圧駆動式の可変バルブタイミング装置は、一般に、カムシャフトの端部など内燃機関の比較的上方に位置しており、内燃機関の停止に伴い機関出力によって駆動されるオイルポンプが停止すると、時間経過に伴って可変バルブタイミング装置の油室（進角室もしくは遅角室）内から作動油が抜け落ち、部分的にせよ空気が侵入した状態となる。そのため、この状態で該可変バルブタイミング装置の進角制御を開始すると、ハウジングと内部のロータとが相対的に振動し、異音が発生する。
【０００６】
なお、本発明者による新たな知見によれば、仮に、可変バルブタイミング装置が機構上の最遅角位置であるデコンプ用遅角位置にロータを保持するロックピンを具備している場合であっても、進角制御の開始により油圧制御弁がいわゆる進角室をオイルポンプ吐出側へ連通させるように切り換えられたときに、作動油が充満するよりも早く進角室内の空気圧の上昇によってロックピンが抜け出てしまい、ロータが自由状態となって振動が発生する、ということが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備し、この可変バルブタイミング装置が、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えた内燃機関を前提としている。
【０００８】
そして、内燃機関の始動時に上記可変バルブタイミング装置が上記始動時デコンプ用遅角位置にある状態でクランキングを開始するように構成されているとともに、このクランキング開始時に上記可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かを判別する手段を備えており、作動油が抜け落ちている場合は、クランキング開始から上記可変バルブタイミング装置の進角開始までの遅れ時間を、作動油が充満している場合よりも長く設定する構成となっている。
【０００９】
上記遅れ時間が短ければ、吸気弁のバルブタイミングは、機関の始動後に速やかに始動時デコンプ用遅角位置から本来の進角位置へと進角する。そのため、バルブタイミングによって抑制されていた内燃機関のトルクが速やかに回復する。
【００１０】
一方、上記遅れ時間を長く与えれば、その間に、拡張状態にあるいわゆる遅角室側に油圧源から速やかに作動油が導入されるため、ロータの振動は確実に抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、クランキング開始時に可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かに応じて、始動時デコンプ用遅角位置から進角開始するタイミングが適切に与えられることになり、例えば機関停止の時間が長く、可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちている場合におけるロータの振動ならびに異音発生を回避できると同時に、始動直後の発進加速性能を可及的に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明が適用される車両の例としてハイブリッド車両の一例を示す構成説明図。
【図２】可変バルブタイミング装置の一実施例を示す横断面図。
【図３】この可変バルブタイミング装置の縦断面を油圧制御弁とともに示した断面図。
【図４】可変バルブタイミング装置の（Ａ）通常運転中の最遅角位置および（Ｂ）始動時デコンプ用遅角位置を示すバルブタイミングチャート。
【図５】始動時の制御の流れを示すフローチャート。
【図６】油温と経過時間の閾値との関係を示す特性図。
【図７】アイドルストップ状態からの自動始動の際のタイムチャート。
【図８】油温に対する遅れ時間の特性を示す特性図。
【図９】機関停止からの経過時間に対する油圧系内の油圧の変化を示す特性図。
【図１０】基本目標ＶＴＣ角度と変化速度制限後の目標ＶＴＣ角度との関係を示したタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
初めに、本発明が適用される車両の一例として、ハイブリッド車両の基本的な構成を説明する。図１は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ（ＦＲ）式の構成とした実施例のハイブリッド車両のパワートレーンを示し、１が内燃機関、２が駆動輪（後輪）である。
【００１５】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様に内燃機関１の車両前後方向後方に自動変速機３が直列に配置されており、内燃機関１のクランクシャフト１ａと自動変速機３の入力軸３ａとの間のシャフト４に、モータ／ジェネレータ５が一体に設けられている。
【００１６】
モータ／ジェネレータ５は、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなり、モータとして作用（いわゆる「力行」）するとともに、ジェネレータ（発電機）としても作用（いわゆる「回生」）するものであり、このモータ／ジェネレータ５と内燃機関１との間には、第１クラッチ６が介挿されている。この第１クラッチ６は、内燃機関１とモータ／ジェネレータ５との間を切り離し可能に結合するとともに、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成となっている。
【００１７】
また、モータ／ジェネレータ５と駆動輪２との間、より詳しくは、シャフト４と自動変速機３との間に、第２クラッチ７が介挿されており、この第２クラッチ７がモータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間を切り離し可能に結合している。
【００１８】
上記第２クラッチ７も上記第１クラッチ６と同様に、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば比例ソレノイドバルブでクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチなどからなる。
【００１９】
自動変速機３は、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）の締結・解放の組み合わせにより、前進７速後進１速等の変速段を実現するものであり、その出力はディファレンシャルギヤ装置８を介して左右の駆動輪（後輪）２へ伝達される。ここで、図示例では、第２クラッチ７として、自動変速機３内にある既存の前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素などが流用されている。なお、第２クラッチ７は必ずしも１つの摩擦要素ではなく、変速段に応じた適宜な摩擦要素が第２クラッチ７として機能する。
【００２０】
上記のハイブリッド車両においては、モータ／ジェネレータ５の動力のみを動力源として走行する電気自動車走行モード（ＥＶモード）と、内燃機関１をモータ／ジェネレータ５とともに動力源に含みながら走行するハイブリッド走行モード（ＨＥＶモード）と、が可能である。例えば停車状態からの比較的緩やかな発進時などを含む低負荷・低車速時には、ＥＶモードが要求される。このＥＶモードでは、内燃機関１が停止状態となるとともに第１クラッチ６が解放され、モータ／ジェネレータ５のみによって車両の走行がなされる。
【００２１】
また例えば高速走行時や大負荷走行時などではＨＥＶモードが要求され、このＨＥＶモードでは、第１クラッチ６および第２クラッチ７がともに締結され、内燃機関１およびモータ／ジェネレータ５の双方によるハイブリッド走行がなされる。
【００２２】
ここで、上記ＥＶモードからＨＥＶモードへ遷移するときには、第１クラッチ６を締結することで、モータ／ジェネレータ５のトルクを用いた機関の始動つまりクランキングが行われる。このとき第１クラッチ６の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、円滑なモードの遷移が可能である。
【００２３】
また、上記第２クラッチ７は、いわゆる発進クラッチとして機能し、車両発進時に伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあってもトルク変動を吸収し円滑な発進を可能としている。
【００２４】
なお、上記第２クラッチ７を独立した別個のクラッチとして、モータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間あるいは自動変速機３とディファレンシャルギヤ装置８との間などに介在させてもよい。
【００２５】
上記内燃機関１は、例えば４ストロークサイクルのガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンからなり、その吸気弁側には、カムシャフト（図示せず）の位相をクランクシャフト１ａの位相に対し相対回転させることで吸気弁の開時期および閉時期の双方を同時に遅進させるようにした油圧駆動式の可変バルブタイミング装置（以下、ＶＴＣ装置と記す）１０が設けられている。このＶＴＣ装置１０は、油圧源として内燃機関１の潤滑油を用い、内燃機関１の負荷と回転数とをパラメータとして設定された目標ＶＴＣ角度（ＶＴＣ角度とはＶＴＣ装置１０によるカムシャフトとクランクシャフト１ａとの位相差をクランク角度でもって表したものをいう）に沿うように、後述する油圧制御弁を介した油圧の導入およびドレンの切換によりカムシャフトを相対的に回転駆動する構成となっている。
【００２６】
なお、吸気弁と排気弁の双方に可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関１にあっても本発明は同様に適用でき、またハイブリッド車両ではなく内燃機関１のみで駆動される車両にあっても本発明は適用可能である。
【００２７】
上記内燃機関１は、上記ＶＴＣ装置１０を含め、エンジンコントローラ１１によって制御される。このエンジンコントローラ１１には、内燃機関１の潤滑油の油温を検出する油温センサ１２を含め、種々のセンサからの検出信号が入力される。一方、モータ／ジェネレータ５は、図示せぬモータ／ジェネレータコントローラによって制御され、第１，第２クラッチ６，７を含めハイブリッド車両全体の制御を司る統合コントローラ１３に、これらのエンジンコントローラ１１およびモータ／ジェネレータコントローラが接続されている。運転者によって操作されるイグニッションスイッチ１４は、上記統合コントローラ１３に接続されている。内燃機関１の始動・停止は、基本的に統合コントローラ１３からの指令に基づき、エンジンコントローラ１１を介して実行される。
【００２８】
図２および図３は、上記ＶＴＣ装置１０の一実施例を示している。これらの図に示すように、ＶＴＣ装置１０は、略円盤状をなすハウジング２１と、このハウジング２１内に同心状に収容されたロータ２２と、から大略構成されている。上記ハウジング２１の外周には、図示せぬカムスプロケットが設けられており、クランクシャフト１ａの図示せぬクランクスプロケットとの間に図示せぬタイミングチェーンが巻き掛けられている。また、ロータ２２は、カムシャフトの前端に、図示せぬセンターボルトによって固定されている。
【００２９】
上記ハウジング２１の内周面に設けられた４つの隔壁部３１と上記ロータ２２の外周面に設けられた４つのベーン３４とは互いに噛み合っており、これによって、上記ロータ２２と上記ハウジング２１とは、所定角度範囲だけ相対回転可能となっている。そして、隣接する２つの隔壁部３１の間には、ベーン３４を挟んで互いに対向する２つの油室つまり進角室３７と遅角室３８とが、それぞれ画成されている。つまり、進角室３７へ油圧が供給されるとバルブタイミングが進角する方向へロータ２２が相対回転し、遅角室３８へ油圧が供給されるとバルブタイミングが遅角する方向へロータ２２が相対回転する。なお、各々のベーン３４は、ロータ２２が最進角位置および最遅角位置にあるときに、その側面が上記隔壁部３１の側面に接するものであり、図２では、ロータ２２が機構上の最遅角位置に示されている。
【００３０】
４つの進角室３７は、図３に模式的に示すように外部の進角側油圧通路４１に連通している。同様に、４つの遅角室３８は、外部の遅角側油圧通路４２に連通している。そして、バルブタイミングを変化させる油圧源として機関出力により機械的に駆動されるオイルポンプ４３を備えており、このオイルポンプ４３およびドレン通路４４，４５に、スプール弁型の電磁式油圧制御弁４６を介して上記の進角側および遅角側の油圧通路４１，４２が選択的に接続されるようになっている。
【００３１】
上記油圧制御弁４６は、適当な周波数の駆動信号のＯＮ−ＯＦＦデューティ比を可変制御することで、進角室３７および遅角室３８の油圧を連続的に変化させることができるものであり、特に、ソレノイドの非通電時には、リターンスプリング（図示せず）により定まるスプールの初期位置として、進角室３７がドレン通路４４に接続され、遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されるように、油圧回路が構成されている。従って、この実施例では、ソレノイドがＯＦＦとなる機関停止時には、図示するようにロータ２２が最遅角位置となる。
【００３２】
そして、上記ロータ２２のベーン３４の１つに、ロータ２２を最遅角位置で固定保持するためのロックピン４８が配置されている。このロックピン４８は、図３に示すように、一端４８ａがハウジング２１の凹部４９に入り込むことでロータ２２を固定するものであり、この凹部４９と係合する方向にコイルスプリング５０の付勢力を受け、かつ凹部４９内には、ロック解除のために上記進角側油圧通路４１から油圧が導入されている。つまり、ロータ２２が最遅角位置となったときにロックピン４８はコイルスプリング５０の付勢力でもって係合し、その後、ロータ２２を進角させるべく進角側油圧通路４１を通して進角室３７に油圧が供給されると、同時に凹部４９に導かれる油圧によって、ロックピン４８が後退し、ロックが解除される。
【００３３】
なお、本発明においては、油圧制御弁４６はデューティ比制御を伴わない単純な切換弁であってもよい。
【００３４】
ここで、上記ＶＴＣ装置１０は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えている。図４は、（Ａ）通常運転中の最遅角位置でのバルブタイミングの一例と、（Ｂ）始動時デコンプ用遅角位置でのバルブタイミングの一例と、を対比して示している。この例では、通常運転中の最遅角位置では、吸気弁開時期ＩＶＯは上死点よりも僅かに進角側にあり、かつ吸気弁閉時期ＩＶＣは下死点よりも５０〜６０°ＣＡ程度遅れた位置にあるが、始動時デコンプ用遅角位置では吸気弁開時期ＩＶＯは上死点後となり、吸気弁閉時期ＩＶＣは下死点よりも例えば９０°ＣＡ程度大きく遅れたものとなる。上記のロックピン４８によって保持される機構上の最遅角位置は、始動時デコンプ用遅角位置であり、この位置でクランキングを行うことで、筒内の実質的な吸気量が少なくなっていわゆるデコンプレッション作用が得られ、振動の少ない円滑な始動が可能となる。そして、後述するように、所定の遅れ時間の経過後に、そのときの目標ＶＴＣ角度へと進角し、これによって本来のトルクが確保されるようになる。
【００３５】
上記のようなハイブリッド車両においては、上述したように、ＥＶモードとＨＥＶモードとの間の遷移に伴い、内燃機関１の自動停止および自動始動が繰り返し実行される。例えば交差点での一時的な車両の停止時には、ＥＶモードとして内燃機関１が停止した状態となるが、その後、車両の発進時にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、直ちにＨＥＶモードに移行し、内燃機関１の自動始動が行われる。このような状況においては、上記の遅れ時間を短くし、内燃機関１のトルクが始動後直ちに立ち上がるようにすることが、発進加速性能の上で有利である。
【００３６】
一方、上記ＶＴＣ装置１０は、内燃機関１のカムシャフトの位置にあるので、内燃機関１のオイルポンプが停止している機関停止中に作動油（機関潤滑油）が抜け落ち、空気が溜まった状態となる可能性がある。このように作動油が進角室３７および遅角室３８に充満していない状態で油圧制御弁４６が進角側に切り換えられると、ロータ２２が作動油で拘束されずに振動し、異音が発生する。より詳しくは、進角室３７がオイルポンプ４３側に接続されることで、ロックピン４８に作用する凹部４９内の圧力（空気圧もしくは油圧）が上昇し、進角室３７が作動油で充満する前にロックが解除される。するとロータ２２は自由となり、不正に振動してハウジング２１との衝突により異音が生じる。
【００３７】
そこで、この発明では、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているか否かによって、上記の遅れ時間が可変的に設定される。
【００３８】
図５は、エンジンコントローラ１１において実行される内燃機関１の始動時におけるＶＴＣ装置１０の処理の流れを示したフローチャートである。まずステップ１で、始動時か否か、つまりモータ／ジェネレータ５によるクランキングが開始したか否かを判定する。ＹＥＳであれば、ステップ２で、その始動が、運転者によるイグニッションスイッチ１４のＯＮ操作に伴う初期の始動であるか、あるいは車両運転中の自動始動であるか、を判別する。この実施例では、イグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動の場合には、作動油が抜け落ちているか否かによる遅れ時間の変更は行わない。
【００３９】
自動始動であれば、ステップ３へ進み、前回の内燃機関１の自動停止からの経過時間Ｔを読み込む。次いで、ステップ４で、油温センサ１２が検出した油温に基づいて、経過時間Ｔと比較すべき閾値Ｔ１を所定のテーブルから設定する。図６は、油温と閾値Ｔ１との関係の一例を示しており、基本的に油温が高いほど閾値Ｔ１が小さくなる。これは、油温が高いほど油の粘性が低下してＶＴＣ装置１０から抜け落ち易くなる、という傾向を考慮したものである。なお、ここでは、始動の際の油温が読み込まれることとなるが、機関停止のときの油温あるいは機関停止中の平均的な油温などを考慮するようにしてもよい。
【００４０】
ステップ５では、経過時間Ｔを上記の閾値Ｔ１と比較し、閾値Ｔ１以下であれば、まだ作動油が抜け落ちていないものとみなして、ステップ６，７へ進む。ステップ６では、油温と遅れ時間との関係を定めた特性として基本的な第１の特性を選択し、この第１の特性に基づいて、油温に対応した遅れ時間Δｔを設定する。そして、ステップ７では、始動時デコンプ用遅角位置からそのときの機関運転条件に対応した値へと変化する目標ＶＴＣ角度の変化速度について、相対的に大きな第１の変化速度制限値Ｌ１を設定する。
【００４１】
一方、ステップ５で経過時間Ｔが閾値Ｔ１を超えていれば、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているものとみなして、ステップ８，９へ進む。ステップ２でイグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動と判定した場合も同様にステップ８，９へ進む。ステップ８では、油温と遅れ時間との関係を定めた特性として相対的に遅れ時間Δｔを長くした第２の特性を選択し、この第２の特性に基づいて、油温に対応した遅れ時間Δｔを設定する。そして、ステップ９では、始動時デコンプ用遅角位置からそのときの機関運転条件に対応した値へと変化する目標ＶＴＣ角度の変化速度について、相対的に小さな第２の変化速度制限値Ｌ２を設定する。
【００４２】
ステップ１０では、上記のようにして設定した遅れ時間Δｔが経過したか否かを繰り返し判定し、遅れ時間Δｔが経過した段階でステップ１１へ進む。この遅れ時間Δｔの間は、前述したように、ＶＴＣ装置１０の油圧制御弁４６は、リターンスプリングにより定まるスプールの初期位置として、進角室３７がドレン通路４４に接続され、遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されている。従って、ロータ２２は、初期の始動時デコンプ用遅角位置にロックされ続けている。ステップ１１では、ＶＴＣ装置１０の進角が許可され、ＶＴＣ装置１０の実質的な制御が開始する。
【００４３】
図７は、例えば、車両の一時停止による内燃機関１の停止（いわゆるアイドルストップ）状態から、アクセル開度ＡＰＯが比較的急に増加した場合を例に示しているが、図示するように、アクセル開度ＡＰＯの増加により内燃機関１が始動して機関回転数ＮＥが立ち上がるのに対して、ＶＴＣ装置１０は、上記の遅れ時間Δｔの間、始動時デコンプ用遅角位置を維持する。
【００４４】
図８は、上記のステップ６およびステップ８における第１の特性と第２の特性をまとめて示した特性図である。実線は、基本的な第１の特性を示しており、図示するように、油温に応じて遅れ時間Δｔが与えられる。この第１の特性では、油温が６０℃以上の領域では、遅れ時間Δｔは、発進加速性能を考慮した比較的短い時間ｔ１となる。６０℃よりも低温側の領域では、遅れ時間Δｔが長く設定されるが、この油温６０℃は、ＥＶモードとしてアイドルストップ（内燃機関１の自動停止）を許可するための条件の１つ（暖機条件）に対応しており、従って、油温６０℃未満の領域は、基本的に自動始動に際して使用されることはない。
【００４５】
作動油が抜け落ちている場合の第２の特性は、図８に破線でもって示されているが、実線と重なり合っている４０℃未満の領域では、第１の特性と変わりがない。この第２の特性では、油温が４０℃以上の領域で、遅れ時間Δｔとして、４０℃未満の領域と同じ比較的長い時間ｔ２となる。
【００４６】
内燃機関１の停止中にＶＴＣ装置１０の進角室３７や遅角室３８から作動油が抜け落ちていた場合、上記の遅れ時間Δｔの間は、油圧制御弁４６を介して遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されているので、クランキングに伴いオイルポンプ４３による油圧が立ち上がると、遅角室３８が速やかに作動油で充満する。従って、ロータ２２（ベーン３４）が作動油でもって機構上の最遅角位置（始動時デコンプ用遅角位置）に確実に拘束され、振動を生じることがない。なお、図示例では、このときにロックピン４８がロータ２２を固定しているが、ロックピン４８の有無に拘わらず、ロータ２２の振動が防止される。
【００４７】
このように、上記実施例では、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているか否かを内燃機関１の停止時間から判定し、各々で遅れ時間Δｔを最適に設定するので、作動油の抜け落ちがないと考えられる短時間の停止であれば、内燃機関１の始動後直ちに十分なトルクが得られ、発進加速性能が高く得られる。他方、長時間の停止により作動油の抜け落ちが生じていても、ロータ２２の振動ひいては異音の発生を回避できる。
【００４８】
ところで、上記実施例のハイブリッド車両においては、上述したように、車両発進時に第２クラッチ７の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルク変動を吸収して円滑な発進を可能としている。この車両発進時における第２クラッチ７のスリップ締結の期間、換言すれば、内燃機関１の自動始動を伴う発進の際に第２クラッチ７が完全締結となる時間は、本実施例では、図８に示すように、第１の特性に沿った時間ｔ１と第２の特性に沿った時間ｔ２との中間の時間ｔ３となる。つまり、遅れ時間Δｔが時間ｔ１の場合は、第２クラッチ７がスリップ締結状態である間にＶＴＣ装置１０の進角がなされるので、進角に伴うトルク変化が容易に吸収される。これに対し、遅れ時間Δｔが時間ｔ２の場合は、第２クラッチ７が完全締結した後にＶＴＣ装置１０が進角し、これによるトルク変化が生じる。
【００４９】
このようなトルク変化による車両のショックを回避するために、上記実施例では、図５のステップ７，９で説明したように、始動時デコンプ用遅角位置から進角する際の目標ＶＴＣ角度の変化速度について、それぞれ異なる変化速度制限値Ｌ１，Ｌ２を設定する。
【００５０】
つまり、図１０に示すように、図５のステップ１１で進角が許可されたときに、機関運転条件に対応した基本目標ＶＴＣ角度はステップ的に変化するが、実際に目標値として与えられる目標ＶＴＣ角度は、その変化速度（図１０では傾き）が制限され、徐々に進角していく。そして、作動油が抜け落ちているとして遅れ時間Δｔが長く設定される場合には、目標ＶＴＣ角度の変化速度がより緩慢となる。従って、車両のショックが可及的に抑制される。
【００５１】
他方、作動油が抜け落ちておらずに遅れ時間Δｔが短く設定される場合には、第２クラッチ７がスリップ締結状態にある間にＶＴＣ装置１０の進角が完了するように、相対的に大きな変化速度とすることが有利となる。
【００５２】
上記の目標ＶＴＣ角度の変化速度は、さらに他のパラメータ、例えば燃料がハイオクガソリンであるかレギュラーガソリンであるか等によって変更してもよく、さらには、アクセル開度ＡＰＯが大きいほど大きな変化速度とするなども可能である。
【００５３】
なお、上記実施例では、イグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動の場合には、基本的に発進加速性能への影響がないので、作動油が抜け落ちているか否かの判定を行っていないが、自動始動の場合と同様に、前回の機関停止からの経過時間Ｔに基づいて遅れ時間Δｔを異ならせるようにすることもできる。
【００５４】
また、上記実施例では、内燃機関１の停止時間に基づき作動油が抜け落ちているか否かを間接的に判定しているが、ＶＴＣ装置１０の油圧経路（例えば進角側油圧通路４１）に油圧センサを設け、その油圧から作動油が抜け落ちているか否かを判定することも可能である。つまり、図９に示すように、例えば進角側油圧通路４１の油圧は、機関停止後の時間経過に伴って徐々に低下していき、ある油圧Ｐ１以下となると、ＶＴＣ装置１０に作動油が充満した状態を維持できずに作動油の抜け落ちが生じる。従って、実際に検出した油圧に基づいて、作動油が抜け落ちているか否かを判定できる。
【００５５】
なお、図９から明らかなように、油圧Ｐ１に低下するまでの経過時間が前述した実施例の閾値に相当することとなる。
【符号の説明】
【００５６】
１…内燃機関
５…モータ／ジェネレータ
７…第２クラッチ
１０…ＶＴＣ装置
１１…エンジンコントローラ
３７…進角室
３８…遅角室
４６…油圧制御弁
４８…ロックピン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備してなる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関においては、機関始動時に、該可変バルブタイミング装置を通常時よりもさらに大きく遅角させることで、クランキング中の筒内圧の抑制いわゆるデコンプレッション（デコンプとも略称される）を実現し、振動の少ない円滑な始動を図る技術が知られている。特許文献１には、特に、交差点での車両の停止などに伴い内燃機関の自動停止および自動始動を行うハイブリッド車両において、自動始動の際に可変バルブタイミング装置を所定のデコンプ用遅角位置まで遅角させることが開示されている。
【０００３】
このようにクランキング中のデコンプレッションを意図して設定される大幅に遅角したバルブタイミングにおいては、充填効率は低く、機関が発生し得るトルクは大幅に抑制されたものとなる。従って、クランキングにより機関が始動した段階では、可変バルブタイミング装置を本来の進角位置まで速やかに進角することが望ましい。特に、始動直後の加速性能、例えばハイブリッド車両において機関の自動停止状態からアクセルペダルを大きく踏み込んだときの自動始動を伴う発進加速性能などを確保するためには、始動後、直ちに可変バルブタイミング装置の進角制御を開始することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油圧駆動式の可変バルブタイミング装置は、一般に、カムシャフトの端部など内燃機関の比較的上方に位置しており、内燃機関の停止に伴い機関出力によって駆動されるオイルポンプが停止すると、時間経過に伴って可変バルブタイミング装置の油室（進角室もしくは遅角室）内から作動油が抜け落ち、部分的にせよ空気が侵入した状態となる。そのため、この状態で該可変バルブタイミング装置の進角制御を開始すると、ハウジングと内部のロータとが相対的に振動し、異音が発生する。
【０００６】
なお、本発明者による新たな知見によれば、仮に、可変バルブタイミング装置が機構上の最遅角位置であるデコンプ用遅角位置にロータを保持するロックピンを具備している場合であっても、進角制御の開始により油圧制御弁がいわゆる進角室をオイルポンプ吐出側へ連通させるように切り換えられたときに、作動油が充満するよりも早く進角室内の空気圧の上昇によってロックピンが抜け出てしまい、ロータが自由状態となって振動が発生する、ということが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備し、この可変バルブタイミング装置が、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えた内燃機関を前提としている。
【０００８】
そして、内燃機関の始動時に上記可変バルブタイミング装置が上記始動時デコンプ用遅角位置にある状態でクランキングを開始するように構成されているとともに、このクランキング開始時に上記可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かを判別する手段を備えており、作動油が抜け落ちている場合は、クランキング開始から上記可変バルブタイミング装置の進角開始までの遅れ時間を、作動油が充満している場合よりも長く設定する構成となっている。
【０００９】
上記遅れ時間が短ければ、吸気弁のバルブタイミングは、機関の始動後に速やかに始動時デコンプ用遅角位置から本来の進角位置へと進角する。そのため、バルブタイミングによって抑制されていた内燃機関のトルクが速やかに回復する。
【００１０】
一方、上記遅れ時間を長く与えれば、その間に、拡張状態にあるいわゆる遅角室側に油圧源から速やかに作動油が導入されるため、ロータの振動は確実に抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、クランキング開始時に可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かに応じて、始動時デコンプ用遅角位置から進角開始するタイミングが適切に与えられることになり、例えば機関停止の時間が長く、可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちている場合におけるロータの振動ならびに異音発生を回避できると同時に、始動直後の発進加速性能を可及的に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明が適用される車両の例としてハイブリッド車両の一例を示す構成説明図。
【図２】可変バルブタイミング装置の一実施例を示す横断面図。
【図３】この可変バルブタイミング装置の縦断面を油圧制御弁とともに示した断面図。
【図４】可変バルブタイミング装置の（Ａ）通常運転中の最遅角位置および（Ｂ）始動時デコンプ用遅角位置を示すバルブタイミングチャート。
【図５】始動時の制御の流れを示すフローチャート。
【図６】油温と経過時間の閾値との関係を示す特性図。
【図７】アイドルストップ状態からの自動始動の際のタイムチャート。
【図８】油温に対する遅れ時間の特性を示す特性図。
【図９】機関停止からの経過時間に対する油圧系内の油圧の変化を示す特性図。
【図１０】基本目標ＶＴＣ角度と変化速度制限後の目標ＶＴＣ角度との関係を示したタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
初めに、本発明が適用される車両の一例として、ハイブリッド車両の基本的な構成を説明する。図１は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ（ＦＲ）式の構成とした実施例のハイブリッド車両のパワートレーンを示し、１が内燃機関、２が駆動輪（後輪）である。
【００１５】
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様に内燃機関１の車両前後方向後方に自動変速機３が直列に配置されており、内燃機関１のクランクシャフト１ａと自動変速機３の入力軸３ａとの間のシャフト４に、モータ／ジェネレータ５が一体に設けられている。
【００１６】
モータ／ジェネレータ５は、ロータに永久磁石を用いた同期型モータからなり、モータとして作用（いわゆる「力行」）するとともに、ジェネレータ（発電機）としても作用（いわゆる「回生」）するものであり、このモータ／ジェネレータ５と内燃機関１との間には、第１クラッチ６が介挿されている。この第１クラッチ６は、内燃機関１とモータ／ジェネレータ５との間を切り離し可能に結合するとともに、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成となっている。
【００１７】
また、モータ／ジェネレータ５と駆動輪２との間、より詳しくは、シャフト４と自動変速機３との間に、第２クラッチ７が介挿されており、この第２クラッチ７がモータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間を切り離し可能に結合している。
【００１８】
上記第２クラッチ７も上記第１クラッチ６と同様に、伝達トルク容量を連続的に変更可能な構成であり、例えば比例ソレノイドバルブでクラッチ作動油圧を連続的に制御することで伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチなどからなる。
【００１９】
自動変速機３は、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）の締結・解放の組み合わせにより、前進７速後進１速等の変速段を実現するものであり、その出力はディファレンシャルギヤ装置８を介して左右の駆動輪（後輪）２へ伝達される。ここで、図示例では、第２クラッチ７として、自動変速機３内にある既存の前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素などが流用されている。なお、第２クラッチ７は必ずしも１つの摩擦要素ではなく、変速段に応じた適宜な摩擦要素が第２クラッチ７として機能する。
【００２０】
上記のハイブリッド車両においては、モータ／ジェネレータ５の動力のみを動力源として走行する電気自動車走行モード（ＥＶモード）と、内燃機関１をモータ／ジェネレータ５とともに動力源に含みながら走行するハイブリッド走行モード（ＨＥＶモード）と、が可能である。例えば停車状態からの比較的緩やかな発進時などを含む低負荷・低車速時には、ＥＶモードが要求される。このＥＶモードでは、内燃機関１が停止状態となるとともに第１クラッチ６が解放され、モータ／ジェネレータ５のみによって車両の走行がなされる。
【００２１】
また例えば高速走行時や大負荷走行時などではＨＥＶモードが要求され、このＨＥＶモードでは、第１クラッチ６および第２クラッチ７がともに締結され、内燃機関１およびモータ／ジェネレータ５の双方によるハイブリッド走行がなされる。
【００２２】
ここで、上記ＥＶモードからＨＥＶモードへ遷移するときには、第１クラッチ６を締結することで、モータ／ジェネレータ５のトルクを用いた機関の始動つまりクランキングが行われる。このとき第１クラッチ６の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、円滑なモードの遷移が可能である。
【００２３】
また、上記第２クラッチ７は、いわゆる発進クラッチとして機能し、車両発進時に伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルクコンバータを具備しないパワートレーンにあってもトルク変動を吸収し円滑な発進を可能としている。
【００２４】
なお、上記第２クラッチ７を独立した別個のクラッチとして、モータ／ジェネレータ５と自動変速機３との間あるいは自動変速機３とディファレンシャルギヤ装置８との間などに介在させてもよい。
【００２５】
上記内燃機関１は、例えば４ストロークサイクルのガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンからなり、その吸気弁側には、カムシャフト（図示せず）の位相をクランクシャフト１ａの位相に対し相対回転させることで吸気弁の開時期および閉時期の双方を同時に遅進させるようにした油圧駆動式の可変バルブタイミング装置（以下、ＶＴＣ装置と記す）１０が設けられている。このＶＴＣ装置１０は、油圧源として内燃機関１の潤滑油を用い、内燃機関１の負荷と回転数とをパラメータとして設定された目標ＶＴＣ角度（ＶＴＣ角度とはＶＴＣ装置１０によるカムシャフトとクランクシャフト１ａとの位相差をクランク角度でもって表したものをいう）に沿うように、後述する油圧制御弁を介した油圧の導入およびドレンの切換によりカムシャフトを相対的に回転駆動する構成となっている。
【００２６】
なお、吸気弁と排気弁の双方に可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関１にあっても本発明は同様に適用でき、またハイブリッド車両ではなく内燃機関１のみで駆動される車両にあっても本発明は適用可能である。
【００２７】
上記内燃機関１は、上記ＶＴＣ装置１０を含め、エンジンコントローラ１１によって制御される。このエンジンコントローラ１１には、内燃機関１の潤滑油の油温を検出する油温センサ１２を含め、種々のセンサからの検出信号が入力される。一方、モータ／ジェネレータ５は、図示せぬモータ／ジェネレータコントローラによって制御され、第１，第２クラッチ６，７を含めハイブリッド車両全体の制御を司る統合コントローラ１３に、これらのエンジンコントローラ１１およびモータ／ジェネレータコントローラが接続されている。運転者によって操作されるイグニッションスイッチ１４は、上記統合コントローラ１３に接続されている。内燃機関１の始動・停止は、基本的に統合コントローラ１３からの指令に基づき、エンジンコントローラ１１を介して実行される。
【００２８】
図２および図３は、上記ＶＴＣ装置１０の一実施例を示している。これらの図に示すように、ＶＴＣ装置１０は、略円盤状をなすハウジング２１と、このハウジング２１内に同心状に収容されたロータ２２と、から大略構成されている。上記ハウジング２１の外周には、図示せぬカムスプロケットが設けられており、クランクシャフト１ａの図示せぬクランクスプロケットとの間に図示せぬタイミングチェーンが巻き掛けられている。また、ロータ２２は、カムシャフトの前端に、図示せぬセンターボルトによって固定されている。
【００２９】
上記ハウジング２１の内周面に設けられた４つの隔壁部３１と上記ロータ２２の外周面に設けられた４つのベーン３４とは互いに噛み合っており、これによって、上記ロータ２２と上記ハウジング２１とは、所定角度範囲だけ相対回転可能となっている。そして、隣接する２つの隔壁部３１の間には、ベーン３４を挟んで互いに対向する２つの油室つまり進角室３７と遅角室３８とが、それぞれ画成されている。つまり、進角室３７へ油圧が供給されるとバルブタイミングが進角する方向へロータ２２が相対回転し、遅角室３８へ油圧が供給されるとバルブタイミングが遅角する方向へロータ２２が相対回転する。なお、各々のベーン３４は、ロータ２２が最進角位置および最遅角位置にあるときに、その側面が上記隔壁部３１の側面に接するものであり、図２では、ロータ２２が機構上の最遅角位置に示されている。
【００３０】
４つの進角室３７は、図３に模式的に示すように外部の進角側油圧通路４１に連通している。同様に、４つの遅角室３８は、外部の遅角側油圧通路４２に連通している。そして、バルブタイミングを変化させる油圧源として機関出力により機械的に駆動されるオイルポンプ４３を備えており、このオイルポンプ４３およびドレン通路４４，４５に、スプール弁型の電磁式油圧制御弁４６を介して上記の進角側および遅角側の油圧通路４１，４２が選択的に接続されるようになっている。
【００３１】
上記油圧制御弁４６は、適当な周波数の駆動信号のＯＮ−ＯＦＦデューティ比を可変制御することで、進角室３７および遅角室３８の油圧を連続的に変化させることができるものであり、特に、ソレノイドの非通電時には、リターンスプリング（図示せず）により定まるスプールの初期位置として、進角室３７がドレン通路４４に接続され、遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されるように、油圧回路が構成されている。従って、この実施例では、ソレノイドがＯＦＦとなる機関停止時には、図示するようにロータ２２が最遅角位置となる。
【００３２】
そして、上記ロータ２２のベーン３４の１つに、ロータ２２を最遅角位置で固定保持するためのロックピン４８が配置されている。このロックピン４８は、図３に示すように、一端４８ａがハウジング２１の凹部４９に入り込むことでロータ２２を固定するものであり、この凹部４９と係合する方向にコイルスプリング５０の付勢力を受け、かつ凹部４９内には、ロック解除のために上記進角側油圧通路４１から油圧が導入されている。つまり、ロータ２２が最遅角位置となったときにロックピン４８はコイルスプリング５０の付勢力でもって係合し、その後、ロータ２２を進角させるべく進角側油圧通路４１を通して進角室３７に油圧が供給されると、同時に凹部４９に導かれる油圧によって、ロックピン４８が後退し、ロックが解除される。
【００３３】
なお、本発明においては、油圧制御弁４６はデューティ比制御を伴わない単純な切換弁であってもよい。
【００３４】
ここで、上記ＶＴＣ装置１０は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えている。図４は、（Ａ）通常運転中の最遅角位置でのバルブタイミングの一例と、（Ｂ）始動時デコンプ用遅角位置でのバルブタイミングの一例と、を対比して示している。この例では、通常運転中の最遅角位置では、吸気弁開時期ＩＶＯは上死点よりも僅かに進角側にあり、かつ吸気弁閉時期ＩＶＣは下死点よりも５０〜６０°ＣＡ程度遅れた位置にあるが、始動時デコンプ用遅角位置では吸気弁開時期ＩＶＯは上死点後となり、吸気弁閉時期ＩＶＣは下死点よりも例えば９０°ＣＡ程度大きく遅れたものとなる。上記のロックピン４８によって保持される機構上の最遅角位置は、始動時デコンプ用遅角位置であり、この位置でクランキングを行うことで、筒内の実質的な吸気量が少なくなっていわゆるデコンプレッション作用が得られ、振動の少ない円滑な始動が可能となる。そして、後述するように、所定の遅れ時間の経過後に、そのときの目標ＶＴＣ角度へと進角し、これによって本来のトルクが確保されるようになる。
【００３５】
上記のようなハイブリッド車両においては、上述したように、ＥＶモードとＨＥＶモードとの間の遷移に伴い、内燃機関１の自動停止および自動始動が繰り返し実行される。例えば交差点での一時的な車両の停止時には、ＥＶモードとして内燃機関１が停止した状態となるが、その後、車両の発進時にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、直ちにＨＥＶモードに移行し、内燃機関１の自動始動が行われる。このような状況においては、上記の遅れ時間を短くし、内燃機関１のトルクが始動後直ちに立ち上がるようにすることが、発進加速性能の上で有利である。
【００３６】
一方、上記ＶＴＣ装置１０は、内燃機関１のカムシャフトの位置にあるので、内燃機関１のオイルポンプが停止している機関停止中に作動油（機関潤滑油）が抜け落ち、空気が溜まった状態となる可能性がある。このように作動油が進角室３７および遅角室３８に充満していない状態で油圧制御弁４６が進角側に切り換えられると、ロータ２２が作動油で拘束されずに振動し、異音が発生する。より詳しくは、進角室３７がオイルポンプ４３側に接続されることで、ロックピン４８に作用する凹部４９内の圧力（空気圧もしくは油圧）が上昇し、進角室３７が作動油で充満する前にロックが解除される。するとロータ２２は自由となり、不正に振動してハウジング２１との衝突により異音が生じる。
【００３７】
そこで、この発明では、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているか否かによって、上記の遅れ時間が可変的に設定される。
【００３８】
図５は、エンジンコントローラ１１において実行される内燃機関１の始動時におけるＶＴＣ装置１０の処理の流れを示したフローチャートである。まずステップ１で、始動時か否か、つまりモータ／ジェネレータ５によるクランキングが開始したか否かを判定する。ＹＥＳであれば、ステップ２で、その始動が、運転者によるイグニッションスイッチ１４のＯＮ操作に伴う初期の始動であるか、あるいは車両運転中の自動始動であるか、を判別する。この実施例では、イグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動の場合には、作動油が抜け落ちているか否かによる遅れ時間の変更は行わない。
【００３９】
自動始動であれば、ステップ３へ進み、前回の内燃機関１の自動停止からの経過時間Ｔを読み込む。次いで、ステップ４で、油温センサ１２が検出した油温に基づいて、経過時間Ｔと比較すべき閾値Ｔ１を所定のテーブルから設定する。図６は、油温と閾値Ｔ１との関係の一例を示しており、基本的に油温が高いほど閾値Ｔ１が小さくなる。これは、油温が高いほど油の粘性が低下してＶＴＣ装置１０から抜け落ち易くなる、という傾向を考慮したものである。なお、ここでは、始動の際の油温が読み込まれることとなるが、機関停止のときの油温あるいは機関停止中の平均的な油温などを考慮するようにしてもよい。
【００４０】
ステップ５では、経過時間Ｔを上記の閾値Ｔ１と比較し、閾値Ｔ１以下であれば、まだ作動油が抜け落ちていないものとみなして、ステップ６，７へ進む。ステップ６では、油温と遅れ時間との関係を定めた特性として基本的な第１の特性を選択し、この第１の特性に基づいて、油温に対応した遅れ時間Δｔを設定する。そして、ステップ７では、始動時デコンプ用遅角位置からそのときの機関運転条件に対応した値へと変化する目標ＶＴＣ角度の変化速度について、相対的に大きな第１の変化速度制限値Ｌ１を設定する。
【００４１】
一方、ステップ５で経過時間Ｔが閾値Ｔ１を超えていれば、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているものとみなして、ステップ８，９へ進む。ステップ２でイグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動と判定した場合も同様にステップ８，９へ進む。ステップ８では、油温と遅れ時間との関係を定めた特性として相対的に遅れ時間Δｔを長くした第２の特性を選択し、この第２の特性に基づいて、油温に対応した遅れ時間Δｔを設定する。そして、ステップ９では、始動時デコンプ用遅角位置からそのときの機関運転条件に対応した値へと変化する目標ＶＴＣ角度の変化速度について、相対的に小さな第２の変化速度制限値Ｌ２を設定する。
【００４２】
ステップ１０では、上記のようにして設定した遅れ時間Δｔが経過したか否かを繰り返し判定し、遅れ時間Δｔが経過した段階でステップ１１へ進む。この遅れ時間Δｔの間は、前述したように、ＶＴＣ装置１０の油圧制御弁４６は、リターンスプリングにより定まるスプールの初期位置として、進角室３７がドレン通路４４に接続され、遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されている。従って、ロータ２２は、初期の始動時デコンプ用遅角位置にロックされ続けている。ステップ１１では、ＶＴＣ装置１０の進角が許可され、ＶＴＣ装置１０の実質的な制御が開始する。
【００４３】
図７は、例えば、車両の一時停止による内燃機関１の停止（いわゆるアイドルストップ）状態から、アクセル開度ＡＰＯが比較的急に増加した場合を例に示しているが、図示するように、アクセル開度ＡＰＯの増加により内燃機関１が始動して機関回転数ＮＥが立ち上がるのに対して、ＶＴＣ装置１０は、上記の遅れ時間Δｔの間、始動時デコンプ用遅角位置を維持する。
【００４４】
図８は、上記のステップ６およびステップ８における第１の特性と第２の特性をまとめて示した特性図である。実線は、基本的な第１の特性を示しており、図示するように、油温に応じて遅れ時間Δｔが与えられる。この第１の特性では、油温が６０℃以上の領域では、遅れ時間Δｔは、発進加速性能を考慮した比較的短い時間ｔ１となる。６０℃よりも低温側の領域では、遅れ時間Δｔが長く設定されるが、この油温６０℃は、ＥＶモードとしてアイドルストップ（内燃機関１の自動停止）を許可するための条件の１つ（暖機条件）に対応しており、従って、油温６０℃未満の領域は、基本的に自動始動に際して使用されることはない。
【００４５】
作動油が抜け落ちている場合の第２の特性は、図８に破線でもって示されているが、実線と重なり合っている４０℃未満の領域では、第１の特性と変わりがない。この第２の特性では、油温が４０℃以上の領域で、遅れ時間Δｔとして、４０℃未満の領域と同じ比較的長い時間ｔ２となる。
【００４６】
内燃機関１の停止中にＶＴＣ装置１０の進角室３７や遅角室３８から作動油が抜け落ちていた場合、上記の遅れ時間Δｔの間は、油圧制御弁４６を介して遅角室３８がオイルポンプ４３に接続されているので、クランキングに伴いオイルポンプ４３による油圧が立ち上がると、遅角室３８が速やかに作動油で充満する。従って、ロータ２２（ベーン３４）が作動油でもって機構上の最遅角位置（始動時デコンプ用遅角位置）に確実に拘束され、振動を生じることがない。なお、図示例では、このときにロックピン４８がロータ２２を固定しているが、ロックピン４８の有無に拘わらず、ロータ２２の振動が防止される。
【００４７】
このように、上記実施例では、ＶＴＣ装置１０から作動油が抜け落ちているか否かを内燃機関１の停止時間から判定し、各々で遅れ時間Δｔを最適に設定するので、作動油の抜け落ちがないと考えられる短時間の停止であれば、内燃機関１の始動後直ちに十分なトルクが得られ、発進加速性能が高く得られる。他方、長時間の停止により作動油の抜け落ちが生じていても、ロータ２２の振動ひいては異音の発生を回避できる。
【００４８】
ところで、上記実施例のハイブリッド車両においては、上述したように、車両発進時に第２クラッチ７の伝達トルク容量を可変制御してスリップ締結させることにより、トルク変動を吸収して円滑な発進を可能としている。この車両発進時における第２クラッチ７のスリップ締結の期間、換言すれば、内燃機関１の自動始動を伴う発進の際に第２クラッチ７が完全締結となる時間は、本実施例では、図８に示すように、第１の特性に沿った時間ｔ１と第２の特性に沿った時間ｔ２との中間の時間ｔ３となる。つまり、遅れ時間Δｔが時間ｔ１の場合は、第２クラッチ７がスリップ締結状態である間にＶＴＣ装置１０の進角がなされるので、進角に伴うトルク変化が容易に吸収される。これに対し、遅れ時間Δｔが時間ｔ２の場合は、第２クラッチ７が完全締結した後にＶＴＣ装置１０が進角し、これによるトルク変化が生じる。
【００４９】
このようなトルク変化による車両のショックを回避するために、上記実施例では、図５のステップ７，９で説明したように、始動時デコンプ用遅角位置から進角する際の目標ＶＴＣ角度の変化速度について、それぞれ異なる変化速度制限値Ｌ１，Ｌ２を設定する。
【００５０】
つまり、図１０に示すように、図５のステップ１１で進角が許可されたときに、機関運転条件に対応した基本目標ＶＴＣ角度はステップ的に変化するが、実際に目標値として与えられる目標ＶＴＣ角度は、その変化速度（図１０では傾き）が制限され、徐々に進角していく。そして、作動油が抜け落ちているとして遅れ時間Δｔが長く設定される場合には、目標ＶＴＣ角度の変化速度がより緩慢となる。従って、車両のショックが可及的に抑制される。
【００５１】
他方、作動油が抜け落ちておらずに遅れ時間Δｔが短く設定される場合には、第２クラッチ７がスリップ締結状態にある間にＶＴＣ装置１０の進角が完了するように、相対的に大きな変化速度とすることが有利となる。
【００５２】
上記の目標ＶＴＣ角度の変化速度は、さらに他のパラメータ、例えば燃料がハイオクガソリンであるかレギュラーガソリンであるか等によって変更してもよく、さらには、アクセル開度ＡＰＯが大きいほど大きな変化速度とするなども可能である。
【００５３】
なお、上記実施例では、イグニッションスイッチ１４のＯＮ操作による初期の始動の場合には、基本的に発進加速性能への影響がないので、作動油が抜け落ちているか否かの判定を行っていないが、自動始動の場合と同様に、前回の機関停止からの経過時間Ｔに基づいて遅れ時間Δｔを異ならせるようにすることもできる。
【００５４】
また、上記実施例では、内燃機関１の停止時間に基づき作動油が抜け落ちているか否かを間接的に判定しているが、ＶＴＣ装置１０の油圧経路（例えば進角側油圧通路４１）に油圧センサを設け、その油圧から作動油が抜け落ちているか否かを判定することも可能である。つまり、図９に示すように、例えば進角側油圧通路４１の油圧は、機関停止後の時間経過に伴って徐々に低下していき、ある油圧Ｐ１以下となると、ＶＴＣ装置１０に作動油が充満した状態を維持できずに作動油の抜け落ちが生じる。従って、実際に検出した油圧に基づいて、作動油が抜け落ちているか否かを判定できる。
【００５５】
なお、図９から明らかなように、油圧Ｐ１に低下するまでの経過時間が前述した実施例の閾値に相当することとなる。
【符号の説明】
【００５６】
１…内燃機関
５…モータ／ジェネレータ
７…第２クラッチ
１０…ＶＴＣ装置
１１…エンジンコントローラ
３７…進角室
３８…遅角室
４６…油圧制御弁
４８…ロックピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備し、この可変バルブタイミング装置は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えてなる内燃機関において、
内燃機関の始動時に上記可変バルブタイミング装置が上記始動時デコンプ用遅角位置にある状態でクランキングを開始するとともに、
このクランキング開始時に上記可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かを判別する手段を備え、
作動油が抜け落ちている場合は、クランキング開始から上記可変バルブタイミング装置の進角開始までの遅れ時間を、作動油が充満している場合よりも長く設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前回の機関停止からの経過時間に基づいて、作動油が抜け落ちているか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
作動油が抜け落ちているか否かを判別する経過時間の閾値が、作動油の油温に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
可変バルブタイミング装置の油圧経路に油圧センサを備え、この油圧センサが検出する油圧に基づき作動油が抜け落ちているか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
車両の運転条件に基づいて内燃機関の自動停止および自動始動を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関から駆動輪に至る動力伝達系に、内燃機関の自動始動時にスリップ締結状態に制御されるクラッチが介在したハイブリッド車両に用いられ、
作動油の抜け落ちに伴い上記遅れ時間を長く設定したときに、さらに、進角開始時の可変バルブタイミング装置の変化速度を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
吸気弁の開時期および閉時期を遅進させる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を具備し、この可変バルブタイミング装置は、通常運転中の最遅角位置よりもさらに遅角側に始動時デコンプ用遅角位置を備えてなる内燃機関において、
内燃機関の始動時に上記可変バルブタイミング装置が上記始動時デコンプ用遅角位置にある状態でクランキングを開始するとともに、
このクランキング開始時に上記可変バルブタイミング装置から作動油が抜け落ちているか否かを判別する手段を備え、
作動油が抜け落ちている場合は、クランキング開始から上記可変バルブタイミング装置の進角開始までの遅れ時間を、作動油が充満している場合よりも長く設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前回の機関停止からの経過時間に基づいて、作動油が抜け落ちているか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
作動油が抜け落ちているか否かを判別する経過時間の閾値が、作動油の油温に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
可変バルブタイミング装置の油圧経路に油圧センサを備え、この油圧センサが検出する油圧に基づき作動油が抜け落ちているか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
車両の運転条件に基づいて内燃機関の自動停止および自動始動を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関から駆動輪に至る動力伝達系に、内燃機関の自動始動時にスリップ締結状態に制御されるクラッチが介在したハイブリッド車両に用いられ、
作動油の抜け落ちに伴い上記遅れ時間を長く設定したときに、さらに、進角開始時の可変バルブタイミング装置の変化速度を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
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【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８０８１５（Ｐ２０１２−１８０８１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５８５５（Ｐ２０１１−４５８５５）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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