JP2001073834A - 内燃機関用制御装置 - Google Patents
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Abstract
変化量に応じて体積効率或いは点火時期を正確に求め
て、燃料噴射量及び点火時期を最適に制御する。 【解決手段】 吸気圧力及びエンジン回転数に基づいて
燃料制御パラメータ或いは点火時期パラメータを演算し
て、燃料噴射量或いは点火時期を制御する。バルブタイ
ミングの変化時に、その変化量を検出して、該変化量に
基づいて、燃料制御パラメータ或いは点火時期パラメー
タを補正し、バルブタイミングの変化量の複数の検出値
毎に、燃料制御パラメータ或いは点火時期パラメータが
吸気圧力と回転数とに基づいて予め定められた複数のデ
ータとして記憶される。燃料制御パラメータ或いは点火
時期パラメータは、前記変化量に対する変化率の変化が
最大となる点を有し、この変化率変化最大点に実質的に
対応する前記変化量毎に、燃料制御パラメータ或いは点
火時期パラメータのデータが予め定められている。
Description
弁及び排気弁の開閉タイミング(バルブタイミング)を
エンジンの運転状態に応じて可変に制御するバルブタイ
ミング可変機構(VVT)を有する内燃機関用制御装置
に関し、特に、バルブタイミングの変化に応じて燃料噴
射量或いは点火時期を制御するようにした内燃機関用制
御装置に関するものである。
制御装置においては、吸気圧力やエンジン回転数から予
め求めた体積効率や点火時期を使用して、内燃機関の燃
料噴射量や点火時期を制御することが行われている。こ
のように、Dジェトロ方式では、体積効率や点火時期を
エンジン回転数と吸気圧力とをパラメータとして求めて
いるが、複数のエンジン回転数と吸気圧力とから複数点
での体積効率や点火時期を予め求めてマップを作成して
おき、体積効率や点火時期の予め求めた値以外の値は、
マップを用いて補間することにより求めている。
求め方は、吸排気弁の開閉タイミングが一定である場合
には有効であるが、バルブタイミングを連続的に可変制
御するVVTを有する内燃機関では、エンジン回転数や
吸気圧力が一定でも、吸排気弁の開閉タイミングが変化
することにより、体積効率や最適な点火時期は変化す
る。そして、このようなバルブタイミングの変化に対す
る体積効率及び点火時期の変化は、エンジン回転数や吸
気圧力により一様ではない。従って、VVTを用いた内
燃機関では、吸排気弁の開閉タイミングが変化した場合
に、燃料噴射量や目標点火時期が最適値からずれるとい
う問題点があった。
を解消しようとするもので、VVT機構を有するDジェ
トロ方式の内燃機関用制御装置において、体積効率や点
火時期等の制御量のマップを、吸排気弁の開閉タイミン
グの変位量に応じて複数作成し、実際のバルブタイミン
グの実変位量に基づいてマップ間を補間することによ
り、吸排気弁の開閉タイミングが変化した場合でも、そ
の変位量に応じて体積効率或いは点火時期を正確に求め
ることができ、以て燃料噴射量及び点火時期を最適に制
御しうる内燃機関用制御装置を提供することを目的とす
るものである。
閉タイミングの変位量に応じて体積効率或いは点火時期
を求める際に、保持すべきデータ量を極力減少させるこ
とができる内燃機関用制御装置を提供することである。
燃機関用制御装置は、内燃機関の吸気弁及び排気弁の開
閉タイミングをエンジン運転状態に応じて可変に制御す
る内燃機関用制御装置において、燃料制御パラメータ
を、前記内燃機関の吸気圧力と回転数とに基づいて予め
定められた複数のデータとして記憶する記憶手段と、前
記内燃機関のクランク軸に同期して回転駆動されるカム
軸に設けられ、前記クランク軸の回転に同期して前記吸
気弁及び排気弁を開閉駆動する弁開閉手段と、前記カム
軸の前記クランク軸に対する回転位相を変位させる回転
位相制御手段と、前記回転位相制御手段による前記カム
軸の前記クランク軸に対する回転位相の変位量を検出す
る変位量検出手段と、前記エンジンの吸気圧力、回転
数、及び前記記憶手段に記憶された前記燃料制御パラメ
ータの複数のデータに基づいて制御データを演算し、前
記変位量検出手段の検出値に基づいて前記演算されたデ
ータを補正する補正手段と、前記燃料制御パラメータの
補正されたデータにより内燃機関の各気筒への燃料噴射
量を制御する燃料噴射量制御手段とを備え、前記燃料制
御パラメータは、前記変位量に対する変化率の変化が最
大となる変化率変化最大点を有し、前記変化率変化最大
点に実質的に対応する前記変位量毎に、前記燃料制御パ
ラメータのデータが予め定められていることを特徴とす
るものである。
たデータ以外の値は、前記変位量検出手段の検出値に応
じて、その近傍の変位量に対応する記憶された前記燃料
制御パラメータから補間演算により求めることを特徴と
するものである。
量検出手段の検出値に基づいて前記吸排気弁のオーバー
ラップ量を算出するオーバーラップ量算出手段を備え、
前記燃料制御パラメータは少なくともオーバーラップ量
が大きな領域で他の領域に比べて小さな値であることを
特徴とするものである。
置は、内燃機関の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを
エンジン運転状態に応じて可変に制御する内燃機関用制
御装置において、点火時期制御パラメータを、前記内燃
機関の吸気圧力と回転数とに基づいて予め定められた複
数のデータとして記憶する記憶手段と、前記内燃機関の
クランク軸に同期して回転駆動されるカム軸に設けら
れ、前記クランク軸の回転に同期して前記吸気弁及び排
気弁を開閉駆動する弁開閉手段と、前記カム軸の前記ク
ランク軸に対する回転位相を変位させる回転位相制御手
段と、前記回転位相制御手段による前記カム軸の前記ク
ランク軸に対する回転位相の変位量を検出する変位量検
出手段と、前記エンジンの吸気圧力、回転数、及び前記
記憶手段に記憶された前記燃料制御パラメータの複数の
データに基づいて制御データを演算し、前記変位量検出
手段の検出値に基づいて前記演算されたデータを補正す
る補正手段と、前記点火時期制御パラメータの補正され
たデータにより内燃機関の各気筒の点火時期を制御する
点火時期制御手段とを備え、前記点火時期制御パラメー
タは、前記変位量に対する変化率の変化が最大となる変
化率変化最大点を有し、前記変化率変化最大点に実質的
に対応する前記変位量毎に、前記点火時期制御パラメー
タのデータが予め定められていることを特徴とするもの
である。
されたデータ以外の値は、前記変位量検出手段の検出値
に応じて、その近傍の変位量に対応する記憶された前記
点火時期制御パラメータから補間演算により求めること
を特徴とするものである。
量検出手段の検出値に基づいて前記吸排気弁のオーバー
ラップ量を算出するオーバーラップ量算出手段を備え、
前記点火時期制御パラメータは少なくともオーバーラッ
プ量が大きな領域で他の領域に比べて点火時期を早める
値であること特徴とするものである。
について、添付図面を参照して説明する。
た、一般的なバルブタイミング可変機構を有する内燃機
関の概略構成を示す断面図である。
ば、4つ)の気筒からなり、内燃機関の本体を構成して
いる。ここでは、代表的にエンジン1の1気筒分のみが
図示されている。
ンダ部を形成している。シリンダヘッド3は、シリンダ
ブロック2の上部に連結されている。ピストン4は、シ
リンダブロック2内の各シリンダに収納されて、上下方
向に往復移動する。クランクシャフト5は、ピストン4
の下端部に連結されており、ピストン4の上下動により
回転させられる。
シャフト5の近傍に配設された電磁ピックアップからな
り、エンジン1の回転に同期したクランク角信号SGT
を出力する。クランク角信号SGTは、エンジン1の回
転数Neの検出に用いられるとともに、クランクシャフ
ト5が所定の基準クランク角度(°CA)にあることを
検出するために用いられる。
に一体に連結されており、シグナルロータ7の外周に
は、磁性体からなる2個の歯7aが回転角180°毎に
形成されている。各歯7aは、クランク角センサ6の前
方を通過する毎に、クランク角センサ6からパルス状の
クランク角信号SGTを発生させる。
リンダヘッド3の内壁と、ピストン4の頂部とによって
形成されており、エンジン1に吸入された混合気を燃焼
させる。点火プラグ9は、燃焼室8内に突出するよう
に、シリンダヘッド3の頂部に配設されており、放電に
より混合気に点火する。
ド3の排気側カムシャフト20(後述する)に連結して
配設されており、各シリンダ毎の点火プラグ9に点火用
の高電圧を順次印加する。イグナイタ11は、点火用の
高電圧を発生する。
ず)を介してディストリビュータ10に接続されてお
り、イグナイタ11から出力された高電圧は、ディスト
リビュータ10を介して、クランクシャフト5の回転に
同期して各点火プラグ9に分配される。
配設されており、冷却水通路を流れる冷却水の温度(冷
却水温)Wを検出する。吸気ポート13は、シリンダヘ
ッド3の吸気側に設けられており、排気ポート14は、
シリンダヘッド3の排気側に設けられている。
れており、排気通路16は、排気ポート14に連通され
ている。吸気バルブ17は、シリンダヘッド3の吸気ポ
ート13に配設されており、排気バルブ18は、シリン
ダヘッド3の排気ポート14に配設されている。
7の上方に配置されて、吸気バルブ17を開閉駆動す
る。排気側カムシャフト20は、排気バルブ18の上方
に配置されて、排気バルブ18を開閉駆動する。
ムシャフト19の一端に装着されており、排気側タイミ
ングプーリ22は、排気側カムシャフト20の一端に装
着されている。タイミングベルト23は、各タイミング
プーリ21および22をクランクシャフト5に連結して
いる。各カムシャフト19および20は、クランクシャ
フト5の1/2の速度で回転する。
ャフト5の回転駆動力は、タイミングベルト23、各タ
イミングプーリ21および22を介して各カムシャフト
19および20に伝達されており、各カムシャフト19
および20を回転させる。
ルブ18は、クランクシャフト5の回転およびピストン
4の上下動に同期して開閉駆動される。
ンジン1における吸気行程、圧縮行程、爆発(膨張)行
程および排気行程からなる一連の4行程に同期して、所
定の開閉タイミングで駆動される。
19の近傍に配設されており、吸気バルブ17の動作タ
イミング(バルブタイミング)を検出するためのカム角
信号SGCを出力する。
ト19に一体に連結されており、シグナルロータ25の
外周には、磁性体からなる4個の歯25aが回転角90
°毎に形成されている。各歯25aは、カム角センサ2
4の前方を通過する毎に、カム角センサ24からパルス
状のカム角信号SGCを発生させる。
途中に配設されており、アクセルペダル(図示せず)に
連動して開閉駆動されることにより、エンジン1への空
気流量すなわち吸入空気量Qを調整する。スロットルセ
ンサ27は、スロットルバルブ26に連結されており、
スロットル開度θを検出する。
6の下流側に配設されており、スロットルバルブ26の
下流側の吸気通路15内の吸気圧力Pbを検出する。サ
ージタンク29は、スロットルバルブ26の下流側に形
成されており、吸気脈動を抑制する。
ート13の近傍に個別に配設されており、燃料を噴射し
て燃焼室8内に混合気を供給する。各インジェクタ30
は、通電により開放される電磁バルブからなり、各イン
ジェクタ30には、燃料ポンプ(図示せず)から圧送さ
れる燃料が供給されている。
5に空気が取り込まれると同時に、各インジェクタ30
は、吸気ポート13に向けて燃料を噴射する。この結
果、吸気ポート13において混合気が生成され、この混
合気は、吸入行程において、吸気バルブ17の開放によ
り燃焼室8内に吸入される。
と称する)40は、吸気側カムシャフト19に連結され
ており、作動油(エンジン1の潤滑油)により駆動され
て、吸気バルブ17(または、吸気バルブ17および排
気バルブ18の少なくとも一方)のバルブタイミングを
変更する。
1に対する吸気側カムシャフト19の変位角度を変化さ
せることにより、吸気バルブ17のバルブタイミングを
連続的に変更させる。オイルコントロールバルブ(以
下、OCVと称する)80は、VVT40に作動油を供
給するとともに、作動油の油量を調整する。
る)100は、マイクロコンピュータからなり、エンジ
ン1の運転状態を示す各種センサ信号(吸入圧力Pb、
スロットル開度θ、冷却水温W、クランク角信号SG
T、カム角信号SGCなど)に基づいて、各種アクチュ
エータ(インジェクタ30、イグナイタ11、OCV8
0など)を駆動し、エンジン1に対する燃料噴射量、点
火時期、バルブタイミングなどを制御する。
GTに基づいてエンジン回転数Neを演算し、そのエン
ジン回転数Neと吸気圧センサ28により検出された吸
気圧力Pbとに基づいて、燃料制御パラメータとして
の、各気筒に吸入される吸入空気の体積効率EVを求
め、その体積効率EVに基づいて各インジェクタ30よ
り噴射する燃料量を演算する。
シャフト20、吸気側タイミングプーリ21、排気側タ
イミングプーリ22、及びタイミングベルト23は内燃
機関のクランク軸5に同期して回転駆動されるカム軸1
9、20に設けられ、前記クランク軸5の回転に同期し
て吸気弁17及び排気弁18を開閉駆動する弁開閉手段
を構成する。また、VVT40及びOCV80はカム軸
19、20のクランク軸5に対する回転位相を変位させ
る回転位相制御手段を構成する。
関用制御装置におけるECU100の機能的構成を表す
ブロック図である。図2に示すように、ECU100
は、クランク角センサ6の出力信号SGT及びカム角セ
ンサ24の出力信号SGCから、回転位相制御手段によ
るカム軸19のクランク軸5に対する回転位相の変位量
を検出する変位量検出手段100Aと、複数の変位量
(吸気バルブタイミングVT0乃至VT4)毎に、燃料
制御パラメータとしての体積効率EVを、吸気圧力Pb
とエンジン回転数Neとに基づいて予め定められた複数
のデータとして記憶する記憶手段100Bと、吸気圧力
Pb、エンジン回転数Ne、及び記憶手段100Bに記
憶された体積効率EVの複数のデータに基づいて制御デ
ータを演算し、変位量検出手段100Aの検出値に基づ
いて、演算されたデータを補正する補正手段100C
と、体積効率EVの補正されたデータにより内燃機関の
各気筒への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段1
00Dとを備える。後述するように、燃料制御パラメー
タとしての体積効率EVは、変位量に対する変化率の変
化が最大となる変化率変化最大点を有し、その変化率変
化最大点の近傍の(実質的に対応する)変位量毎に、体
積効率EVのデータが予め定められている。また、EC
U100は、変位量検出手段100Aの検出値に基づい
て吸排気弁のオーバーラップ量を算出するオーバーラッ
プ量算出手段100Eを備え、燃料制御パラメータは少
なくともオーバーラップ量が大きな領域では他の領域に
比べて小さな値に設定されている。
ジン回転数、吸気圧力及び体積効率の関係を表すマップ
である。図3において、N1〜Nmはm個のエンジン回
転数Ne(rmp)、P1〜Pnはn個の吸気圧力Pb
(mmHg)、EV11〜EVmnはm・n個の体積効
率EVを表しており、EVijは、エンジン回転数Ne
がNiで、吸気圧力PbがPjのときの目標(最適)体
積効率EVを表しており、実験により求めたものであ
る。
VT2及びVT3においてそれぞれ作成された体積効率
マップであり、これらのマップは記憶手段100Bに記
憶されている。
Pbを一定にした場合の体積効率EVと吸気弁開閉タイ
ミングとの関係を示しており、(1)は低エンジン回転
数及び低吸気圧力の時の体積効率・吸気弁開閉タイミン
グ、(2)は中エンジン回転数及び中吸気圧力の時の体
積効率・吸気弁開閉タイミング、(3)は高エンジン回
転数及び高吸気圧力の時の体積効率・吸気弁開閉タイミ
ングをそれぞれ表している。
Ne及び吸気圧力Pbを一定にした場合には、体積効率
EVは、吸気弁開閉タイミングVTが可変範囲の最遅角
位置に対応する位置VT0(吸気弁及び排気弁が共に開
弁状態にあるバルブオーバーラップの期間が最小の状
態)から最進角位置に対応する位置VT4(バルブオー
バーラップの期間が最大の状態)まで変化するにつれ
て、実質的に直線的に増大して最高点に達し、そこから
実質的に直線的に減少する。各体積効率・吸気弁開閉タ
イミング曲線(1)乃至(3)において、体積効率EV
の変化率の変化が最大になる点が変化率変化最大点VT
1乃至VT3であり、図示例では、各変化率変化最大点
VT1乃至VT3の前後で、体積効率EVは実質的に直
線的な増加から実質的に直線的な減少に転じている。体
積効率EVのこのような特性は、バルブオーバラップ期
間中に排気通路の空気が吸入される、いわゆる内部EG
Rの量がバルブオーバラップ期間の増加に伴い増加して
吸気通路から吸入される吸気量が少なくなることや、エ
ンジンに吸い込まれる空気が吸排気弁の開閉動作に伴っ
て脈動を生じ、この脈動が吸気弁の開閉タイミングと合
致した場合に吸気量が多くなること等に起因するもので
ある。図5に示す例では、エンジンの高回転及び高吸気
圧力では、吸気弁開閉タイミングが比較的遅角側のVT
1で体積効率EVのピーク(最大値)が現れ、中回転数
及び中吸気圧力では、吸気弁開閉タイミングがVT1よ
りも進角側のVT2で体積効率EVのピークが現れ、ま
た低回転数及び低吸気圧力では、吸気弁開閉タイミング
がVT2よりも進角側のVT3で体積効率EVのピーク
が現れる。一例として、体積効率EVのピークすなわち
変化率変化最大点は、エンジン回転数及び吸気圧力が高
いほど遅角側で現れ、エンジン回転数及び吸気圧力が低
くなるほど進角側に移動する傾向がある。図5において
実線で示す曲線(1)乃至(3)における変化率変化最
大点VT1乃至VT3は、体積効率EVの変化率が正か
ら負に変化する変曲点であるが、エンジンの回転数や吸
気圧力によっては、図5に一点鎖線で示すように、体積
効率EVの曲線は、吸気弁開閉タイミングが進角側へ向
かうにつれて体積効率EVが単調減少して、変化率が正
から負に変わる変曲点を持たない場合もあり、このよう
な場合には、変化率変化最大点VT6は、変化率の変化
が最大になる点である。
が可変範囲の最遅角位置に対応する位置VT0及び最進
角位置に対応する位置VT4のマップは示されていない
が、VT1乃至VT3と同様に、VT0及びVT4に対
応するマップが記憶手段100Bに格納されている。
100Cによる複数の体積効率マップを使用した体積効
率EVの補正の仕方を具体的に説明する。
ミングがVT5である場合について説明すると、補正手
段100Cは、VT5が図5の4つの領域VT0〜VT
1、VT1〜VT2、VT2〜VT3、及びVT3〜V
T4の何れにあるかを判定する。そして、VT5に近い
遅角側及び進角側の吸気弁開閉タイミングを選択する。
この場合、図5に破線で示すように、便宜的に、VT5
が領域VT2〜VT3に在り、これに近い遅角側及び進
角側の吸気弁開閉タイミングが、VT2及びVT3であ
ると仮定すると、記憶手段100Bに格納された図4の
弁開閉タイミングVT2及びVT3の体積効率マップを
使用して(読み出して)、VT5に対する体積効率EV
を求める。具体的には、吸気弁開閉タイミングVT5に
おけるエンジン回転数Ni及び吸気圧力Pjは次のよう
にして求める。
ップから、Ni及びPjに対応する体積効率EVij
(VT2)を求めると共に、開閉タイミングVT3の体
積効率マップから、Ni及びPjに対応する体積効率E
Vij(VT3)を求める。次に、EVij(VT2)
とEVij(VT3)とから、次式を使用して補間演算
によりEVij(VT5)を求める。 EVij(VT5)=EVij(VT2)+(EVij
(VT3)−EVij(VT2))・(VT5−VT
2)/(VT3−VT2)
にして求めた体積効率EVを使用して、次のようにして
目標(最適)燃料噴射量Qinj及び目標インジェクタ
駆動時間Tinjを求める。すなわち、エンジン回転数
Ni、吸気圧力Pjのときの目標(最適)噴射燃料量Q
ingは、基本的には、体積効率EVij(VT5)と
吸気圧力Pjとから、次式により求められる。 Qinj=Kq・(Pj・EVij(VT5)) ここで、Kqは燃料供給量変換係数[mcc/mmH
g]であり、Pj・EVij(VT5)は吸入空気量に
相当する。実際には、この他に、フィードバック補正係
数Kfb、空気密度等を補正する補正係数Ketcが在
るため、目標(最適)噴射燃料量Qinjは、 Qinj=Kq・(Pj・EVij(VT5))・Kf
b・Ketc となる。
は、排気ガス中の酸素濃度を酸素センサ(図示せず)に
より検出し、この検出結果によりインジェクタ30から
の供給(噴射)燃料量の過不足をフィードバック制御す
るためのものである。従って、このようなフィードバッ
ク制御により、上記体積効率の補間演算による多少のズ
レはフィードバック補正係数Kfbにより補正可能であ
るが、このズレが大きすぎると、フィードバック補正係
数Kfbによる補正が不可能になる。フィードバック補
正係数Kfbは補間演算によるズレのみを補正するもの
ではないので、補間演算によるズレはフィードバック補
正係数Kfbによる補正範囲の1/4程度以内にするの
が望ましい。フィードバック補正係数Kfbによる補正
範囲は通常20〜30%程度であるので、許容される補
間演算のズレは+−5〜7%以下が好ましい。
乃至(3)における変化率変化最大点VT1乃至VT3
は、体積効率EVの曲線(1)乃至(3)をその両端の
点(VT0、VT4)を結ぶ直線で近似した場合のズレ
(偏差)が5〜7%を超える最大点であり、このズレの
最大点の前後で直線近似し直すことにより、新たなズレ
を5〜7%以下に抑えることができる。
/オフ制御で行うため、出力値としてはインジェクタ駆
動時間Tinjとなる。 Tinj=Kinj・Qinj ここで、Kinjはインジェクタ30の吐出量Qinj
を駆動時間Tinjへ変換する変換係数[msec/m
cc]である。
角センサ6の出力信号SGTより求めたタイミングで、
インジェクタ30をインジェクタ駆動時間Tinjだけ
駆動して各気筒の吸気通路15内に、演算された量の燃
料Qinjを噴射させる。
を体積効率として説明したが、体積効率の代わりに、燃
料制御パラメータとして、上述のように求めた燃料噴射
量やインジェクタ駆動時間等を用いてもよい。
発明を体積効率により燃料噴射量を演算する場合に適用
したが、本実施の形態2は本発明を内燃機関の点火時期
を演算する場合に適用したものである。この場合、EC
U200は、エンジン回転数Ne及び吸気圧力Pbに基
づいて、点火時期制御パラメータとしての、各気筒に対
する目標点火時期Tを求めて、エンジンの運転状態も加
味して各気筒毎に設けられた点火プラグ9の点火時期を
最適に制御する。
関用制御装置のECU200の機能的構成を表すブロッ
ク図である。図6に示すように、ECU200は、クラ
ンク角センサ6の出力信号SGT及びカム角センサ24
の出力信号SGCから、回転位相制御手段によるカム軸
19のクランク軸5に対する回転位相の変位量を検出す
る変位量検出手段200Aと、複数の変位量(複数の吸
気バルブタイミングVT0乃至VT4)毎に、点火時期
制御パラメータとしての点火時期Tを、吸気圧力Pbと
エンジン回転数Neとに基づいて予め定められた複数の
データとして記憶する記憶手段200Bと、吸気圧力P
b、エンジン回転数Ne、及び記憶手段200Bに記憶
された点火時期Tの複数のデータに基づいて制御データ
を演算し、変位量検出手段200Aの検出値に基づい
て、演算されたデータを補正する補正手段200Cと、
点火時期Tの補正されたデータにより内燃機関の各気筒
の点火時期を制御する点火時期制御手段200Dとを備
える。点火時期制御パラメータとしての点火時期Tは、
変位量に対する変化率の変化が最大となる変化率変化最
大点を有し、その変化率変化最大点の近傍(実質的に対
応する)変位量毎に、点火時期Tのデータが予め定めら
れている。また、ECU200は、変位量検出手段20
0Aの検出値に基づいて吸排気弁のオーバーラップ量を
算出するオーバーラップ量算出手段200Eを備え、点
火時期制御パラメータは少なくともオーバーラップ量が
大きな領域では他の領域に比べて点火時期を早める値に
設定されている。
プを表しており、このマップは、或る弁開閉タイミング
におけるエンジン回転数、吸気圧力及び点火時期の関係
を表している。図7において、N1〜Nmはm個のエン
ジン回転数Ne(rmp)、P1〜Pnはn個の吸気圧
力Pb(mmHg)、T11〜Tmnはm・n個の点火
時期を表しており、Tijは、エンジン回転数NeがN
iで、吸気圧力PbがPjのときの最適な基準点火時期
(圧縮行程の上死点を基準としたクランク角)を表して
おり、実験により求めたものである。
VT2及びVT3においてそれぞれ作成された点火時期
マップであり、これらのマップは記憶手段200Bに格
納されている。
Pbを一定にした場合の最適点火時期と吸気弁開閉タイ
ミングとの関係を示しており、(1)は低エンジン回転
数及び低吸気圧力の時の点火時期・吸気弁開閉タイミン
グ、(2)は中エンジン回転数及び中吸気圧力の時の点
火時期・吸気弁開閉タイミング、(3)は高エンジン回
転数及び高吸気圧力の時の点火時期・吸気弁開閉タイミ
ングをそれぞれ表している。
0Cは、任意の吸気弁開閉タイミングVTにおける最適
な点火時期Tを、前記実施の形態1の場合と同様に、そ
れに近い遅角側及び進角側の吸気弁開閉タイミングにお
ける2つの点火時期マップから補間演算により求める。
この点火時期Tの具体的な演算方法は、実施の形態1の
体積効率の演算方法と全く同様であり、すなわち、実施
の形態1の体積効率EVを点火時期Tに置き換えただけ
であるので、詳細な説明は省略する。
のようにして求めた点火時期Tを目標基本点火時期θb
及び制御上の種々の補正項θetcより、目標点火時期
θadvを次式より求める。 θadv=θb+θetc ここで、補正項θetcは、車両発進時のノッキングを
防止するための点火時期の遅角量、車両の運転状態に応
じて目標点火時期を進角或いは遅角させるための進角量
或いは遅角量、吸入空気量によってはノッキングを生じ
やすくなることがあるのでそれを防止するための遅角量
等である。
して演算された目標点火時期θadvにイグナイタ11
により高電圧を発生させ、ディストリビュータ10を介
して各気筒の点火プラグ9に高電圧を印加してスパーク
を発生させて、吸気弁17の開弁時にインジェクタ30
より吸気ポート13を介して各気筒の燃焼室8に供給さ
れた空気/燃料の混合気に点火するものである。
ータとしての点火時期Tを、圧縮行程の上死点を基準位
置としたクランク角として説明したが、このようなクラ
ンク角の代わりに、点火時期制御パラメータとして、基
準位置からの時間で表した点火時期を用いてもよい。
ブタイミング可変機構として、油圧駆動式の制御機構を
用いたが、これに限らず、電磁式や機械式の制御機構を
用いても良く、カム軸とクランク軸との間の回転位相を
変位させることができるものであればどのような機構を
採用しても、本発明を適用できるものである。
の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングをエンジン運転状
態に応じて可変に制御する内燃機関用制御装置におい
て、燃料制御パラメータを、前記内燃機関の吸気圧力と
回転数とに基づいて予め定められた複数のデータとして
記憶する記憶手段と、前記内燃機関のクランク軸に同期
して回転駆動されるカム軸に設けられ、前記クランク軸
の回転に同期して前記吸気弁及び排気弁を開閉駆動する
弁開閉手段と、前記カム軸の前記クランク軸に対する回
転位相を変位させる回転位相制御手段と、前記回転位相
制御手段による前記カム軸の前記クランク軸に対する回
転位相の変位量を検出する変位量検出手段と、前記エン
ジンの吸気圧力、回転数、及び前記記憶手段に記憶され
た前記燃料制御パラメータの複数のデータに基づいて制
御データを演算し、前記変位量検出手段の検出値に基づ
いて前記演算されたデータを補正する補正手段と、前記
燃料制御パラメータの補正されたデータにより内燃機関
の各気筒への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段
とを備え、前記燃料制御パラメータは、前記変位量に対
する変化率の変化が最大となる変化率変化最大点を有
し、前記変化率変化最大点に実質的に対応する前記変位
量毎に、前記燃料制御パラメータのデータが予め定めら
れているので、吸排気弁の開閉タイミングが変化した場
合でも、その変位量に応じて燃料制御パラメータを正確
に求めることができ、従って各気筒への噴射燃料量を正
確に制御することができる。
たデータ以外の値は、前記変位量検出手段の検出値に応
じて、その近傍の変位量に対応する記憶された前記燃料
制御パラメータから補間演算により求めるので、保持す
べきデータ量を極力減少させることができる。
弁及び排気弁の開閉タイミングをエンジン運転状態に応
じて可変に制御する内燃機関用制御装置において、点火
時期制御パラメータを、前記内燃機関の吸気圧力と回転
数とに基づいて予め定められた複数のデータとして記憶
する記憶手段と、前記内燃機関のクランク軸に同期して
回転駆動されるカム軸に設けられ、前記クランク軸の回
転に同期して前記吸気弁及び排気弁を開閉駆動する弁開
閉手段と、前記カム軸の前記クランク軸に対する回転位
相を変位させる回転位相制御手段と、前記回転位相制御
手段による前記カム軸の前記クランク軸に対する回転位
相の変位量を検出する変位量検出手段と、前記エンジン
の吸気圧力、回転数、及び前記記憶手段に記憶された前
記点火時期制御パラメータに基づいて制御データを演算
し、前記変位量検出手段の検出値に基づいて前記演算さ
れたデータを補正する補正手段と、前記点火時期制御パ
ラメータの補正されたデータにより内燃機関の各気筒の
点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、前記点
火時期制御パラメータは、前記変位量に対する変化率の
変化が最大となる変化率変化最大点を有し、前記変化率
変化最大点に実質的に対応する前記変位量毎に、前記点
火時期制御パラメータのデータが予め定められているの
で、吸排気弁の開閉タイミングが変化した場合でも、そ
の変位量に応じて点火時期パラメータを正確に求めるこ
とができ、従って各気筒の点火時期を正確に制御するこ
とができる。
の記憶されたデータ以外の値は、前記変位量検出手段の
検出値に応じて、その近傍の変位量に対応する記憶され
た前記点火時期制御パラメータから補間演算により求め
ることができるので、保持すべきデータ量を極力減少さ
せることができる。
内燃機関の概略構成を示す断面図である。
ロック図である。
数、吸気圧力及び体積効率の関係を表すマップである。
VT3においてそれぞれ作成された体積効率マップであ
る。
にした場合の体積効率と吸気弁開閉タイミングとの関係
を示す図である。
ロック図である。
数、吸気圧力及び点火時期の関係を表すマップである。
VT3においてそれぞれ作成された点火時期マップであ
る。
にした場合の点火時期と吸気弁開閉タイミングとの関係
を示す図である。
側カムシャフト(弁開閉手段)、21 吸気側タイミン
グプーリ(弁開閉手段)、22 排気側タイミングプー
リ(弁開閉手段)、23 タイミングベルト(弁開閉手
段)、40 VVT(回転位相制御手段)、80 OC
V(回転位相制御手段)、100A 変位量検出手段、
100B 記憶手段、100C 補正手段、100D
燃料噴射量制御手段、100E オーバーラップ量算出
手段、200A 変位量検出手段、200B 記憶手
段、200C 補正手段、200D 点火時期制御手
段、200E オーバーラップ量算出手段。
8)
制御装置は、内燃機関の吸気弁及び排気弁の開閉タイミ
ングをエンジン運転状態に応じて可変に制御する内燃機
関用制御装置において、点火時期制御パラメータを、前
記内燃機関の吸気圧力と回転数とに基づいて予め定めら
れた複数のデータとして記憶する記憶手段と、前記内燃
機関のクランク軸に同期して回転駆動されるカム軸に設
けられ、前記クランク軸の回転に同期して前記吸気弁及
び排気弁を開閉駆動する弁開閉手段と、前記カム軸の前
記クランク軸に対する回転位相を変位させる回転位相制
御手段と、前記回転位相制御手段による前記カム軸の前
記クランク軸に対する回転位相の変位量を検出する変位
量検出手段と、前記エンジンの吸気圧力、回転数、及び
前記記憶手段に記憶された前記燃料制御パラメータの複
数のデータに基づいて制御データを演算し、前記変位量
検出手段の検出値に基づいて前記演算されたデータを補
正する補正手段と、前記点火時期制御パラメータの補正
されたデータにより内燃機関の各気筒の点火時期を制御
する点火時期制御手段とを備え、前記点火時期制御パラ
メータは、前記変位量に対する変化率の変化が最大とな
る変化率変化最大点を有し、前記変化率変化最大点に実
質的に対応する前記変位量毎に、前記点火時期制御パラ
メータのデータが予め定められていることを特徴とする
ものである。
の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングをエンジン運転状
態に応じて可変に制御する内燃機関用制御装置におい
て、点火時期制御パラメータを、前記内燃機関の吸気圧
力と回転数とに基づいて予め定められた複数のデータと
して記憶する記憶手段と、前記内燃機関のクランク軸に
同期して回転駆動されるカム軸に設けられ、前記クラン
ク軸の回転に同期して前記吸気弁及び排気弁を開閉駆動
する弁開閉手段と、前記カム軸の前記クランク軸に対す
る回転位相を変位させる回転位相制御手段と、前記回転
位相制御手段による前記カム軸の前記クランク軸に対す
る回転位相の変位量を検出する変位量検出手段と、前記
エンジンの吸気圧力、回転数、及び前記記憶手段に記憶
された前記点火時期制御パラメータに基づいて制御デー
タを演算し、前記変位量検出手段の検出値に基づいて前
記演算されたデータを補正する補正手段と、前記点火時
期制御パラメータの補正されたデータにより内燃機関の
各気筒の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備
え、前記点火時期制御パラメータは、前記変位量に対す
る変化率の変化が最大となる変化率変化最大点を有し、
前記変化率変化最大点に実質的に対応する前記変位量毎
に、前記点火時期制御パラメータのデータが予め定めら
れているので、吸排気弁の開閉タイミングが変化した場
合でも、その変位量に応じて点火時期パラメータを正確
に求めることができ、従って各気筒の点火時期を正確に
制御することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 内燃機関の吸気弁及び排気弁の開閉タイ
ミングをエンジン運転状態に応じて可変に制御する内燃
機関用制御装置において、 燃料制御パラメータを、前記内燃機関の吸気圧力と回転
数とに基づいて予め定められた複数のデータとして記憶
する記憶手段と、 前記内燃機関のクランク軸に同期して回転駆動されるカ
ム軸に設けられ、前記クランク軸の回転に同期して前記
吸気弁及び排気弁を開閉駆動する弁開閉手段と、 前記カム軸の前記クランク軸に対する回転位相を変位さ
せる回転位相制御手段と、 前記回転位相制御手段による前記カム軸の前記クランク
軸に対する回転位相の変位量を検出する変位量検出手段
と、 前記エンジンの吸気圧力、回転数、及び前記記憶手段に
記憶された前記燃料制御パラメータの複数のデータに基
づいて制御データを演算し、前記変位量検出手段の検出
値に基づいて前記演算されたデータを補正する補正手段
と、 前記燃料制御パラメータの補正されたデータにより内燃
機関の各気筒への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御
手段と、 を備え、 前記燃料制御パラメータは、前記変位量に対する変化率
の変化が最大となる変化率変化最大点を有し、前記変化
率変化最大点に実質的に対応する前記変位量毎に、前記
燃料制御パラメータのデータが予め定められていること
を特徴とする内燃機関用制御装置。 - 【請求項2】 前記燃料制御パラメータの記憶されたデ
ータ以外の値は、前記変位量検出手段の検出値に応じ
て、その近傍の変位量に対応する記憶された前記燃料制
御パラメータから補間演算により求めることを特徴とす
る請求項1記載の内燃機関用制御装置。 - 【請求項3】 前記変位量検出手段の検出値に基づいて
前記吸排気弁のオーバーラップ量を算出するオーバーラ
ップ量算出手段を備え、前記燃料制御パラメータは少な
くともオーバーラップ量が大きな領域で他の領域に比べ
て小さな値であることを特徴とする請求項1記載の内燃
機関用制御装置。 - 【請求項4】 内燃機関の吸気弁及び排気弁の開閉タイ
ミングをエンジン運転状態に応じて可変に制御する内燃
機関用制御装置において、 点火時期制御パラメータを、前記内燃機関の吸気圧力と
回転数とに基づいて予め定められた複数のデータとして
記憶する記憶手段と、 前記内燃機関のクランク軸に同期して回転駆動されるカ
ム軸に設けられ、前記クランク軸の回転に同期して前記
吸気弁及び排気弁を開閉駆動する弁開閉手段と、 前記カム軸の前記クランク軸に対する回転位相を変位さ
せる回転位相制御手段と、 前記回転位相制御手段による前記カム軸の前記クランク
軸に対する回転位相の変位量を検出する変位量検出手段
と、 前記エンジンの吸気圧力、回転数、及び前記記憶手段に
記憶された前記点火時期制御パラメータの複数のデータ
に基づいて制御データを演算し、前記変位量検出手段の
検出値に基づいて前記演算されたデータを補正する補正
手段と、 前記点火時期制御パラメータの補正されたデータにより
内燃機関の各気筒の点火時期を制御する点火時期制御手
段と、 を備え、 前記点火時期制御パラメータは、前記変位量に対する変
化率の変化が最大となる変化率変化最大点を有し、前記
変化率変化最大点に実質的に対応する前記変位量毎に、
前記点火時期制御パラメータのデータが予め定められて
いることを特徴とする内燃機関用制御装置。 - 【請求項5】 前記点火時期制御パラメータの記憶され
たデータ以外の値は、前記変位量検出手段の検出値に応
じて、その近傍の変位量に対応する記憶された前記点火
時期制御パラメータから補間演算により求めることを特
徴とする請求項4記載の内燃機関用制御装置。 - 【請求項6】 前記変位量検出手段の検出値に基づいて
前記吸排気弁のオーバーラップ量を算出するオーバーラ
ップ量算出手段を備え、前記点火時期制御パラメータは
少なくともオーバーラップ量が大きな領域で他の領域に
比べて点火時期を早める値であること特徴とする請求項
4記載の内燃機関用制御装置。
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