JP2002155792A - 内燃機関の吸気量制御装置 - Google Patents
内燃機関の吸気量制御装置Info
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Abstract
ときに、その作動遅れに伴って吸気量の変更制御に遅れ
が生じてしまうのを抑制する。 【解決手段】 吸気量を変更制御するために吸気弁2の
開口面積を変更可能な可変バルブタイミング装置8及び
3Dカムシステム12とスロットル弁17との双方を具
備し、可変バルブタイミング装置8及び3Dカムシステ
ム12の作動遅れDLYが閾値TDLYよりも大きいと
きには、作動遅れDLYが閾値TDLY以下のとき(モ
ードB)に比べ、吸気量を制御するためにスロットル弁
開度を制御する割合を増加させる(モードA)。
Description
御装置に関する。
の吸気弁開口面積変更手段を具備し、吸気弁の開口面積
を制御することにより吸気量を制御するようにした内燃
機関の吸気量制御装置が知られている。この種の内燃機
関の吸気量制御装置の例としては、例えば特開平11−
72031号公報に記載されたものがある。特開平11
−72031号公報に記載された内燃機関の吸気量制御
装置には、吸気弁を駆動するためのカムであってそのカ
ムプロフィルがカムシャフト中心軸線方向に変化してい
る3次元のテーパ状カム(以下「3Dカム」という)を
吸気弁に対しカムシャフト中心軸線方向に移動させてバ
ルブリフト量を変更する3Dカムシステムと、バルブタ
イミングを変更する可変バルブタイミング装置とが設け
られている。特開平11−72031号公報に記載され
た内燃機関の吸気量制御装置では、3Dカムシステムに
よってバルブリフト量を変更したり、あるいは、可変バ
ルブタイミング装置によってバルブタイミングを変更し
たりすることにより所定のタイミングにおける吸気弁の
開口面積が変更せしめられ、吸気量が変更せしめられて
いる。
−72031号公報には記載されていないが、吸気量を
変更する場合、上述したように吸気弁の開口面積を変更
することによって吸気量を変更する方法の他に、スロッ
トル弁開度を変更することによって吸気量を変更する方
法が考えられる。つまり、例えば所定のタイミングにお
ける吸気量を減少させようとする場合、スロットル弁の
開口面積よりも吸気弁の開口面積を小さくし、吸気弁の
開口面積を更に減少させることにより吸気量を減少させ
ることが考えられる。その他にも、例えば所定のタイミ
ングにおける吸気量を減少させようとする場合、吸気弁
の開口面積よりもスロットル弁の開口面積を小さくし、
スロットル弁の開口面積を更に減少させることにより吸
気量を減少させることが考えられる。
は、吸気弁の開口面積を変更するために3Dカムシステ
ムが油圧によって作動される点が開示されている。つま
り、特開平11−72031号公報に記載された内燃機
関の吸気量制御装置では、3Dカムシステムが油圧によ
って作動され、その結果、バルブリフト量が変更されて
吸気弁の開口面積が変更せしめられている。従って、特
開平11−72031号公報に記載された内燃機関の吸
気量制御装置では、例えば機関始動時のような油温が低
いときや、使用されている作動油の粘性が予定されてい
た作動油の粘性よりも高いときに3Dカムシステムの作
動遅れが生じてしまい、それに伴って吸気量の変更制御
が遅れてしまう可能性がある。
には、そのようなときに吸気量の変更制御の遅れを抑制
する方法について開示されていない。従って、特開平1
1−72031号公報に記載された内燃機関の吸気量制
御装置では、吸気弁開口面積変更手段としての3Dカム
システムに作動遅れが生じたときに、その作動遅れに伴
って吸気量の変更制御に遅れが生じてしまうのを抑制す
ることができない。
積変更手段に作動遅れが生じたときに、その作動遅れに
伴って吸気量の変更制御に遅れが生じてしまうのを抑制
することができる内燃機関の吸気量制御装置を提供する
ことを目的とする。
よれば、吸気弁の開口面積を変更するための吸気弁開口
面積変更手段を具備し、吸気弁の開口面積を制御するこ
とにより吸気量を制御するようにした内燃機関の吸気量
制御装置において、機関吸気通路内にスロットル弁を配
置し、スロットル弁開度及び吸気弁の開口面積の双方を
制御することによって吸気量を制御し、吸気弁開口面積
変更手段の作動遅れが予め定められた値よりも大きいと
きには、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが前記値以
下のときに比べ、吸気量を制御するためにスロットル弁
開度を制御する割合を増加させるようにした内燃機関の
吸気量制御装置が提供される。
置では、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが予め定め
られた値よりも大きいときには、吸気弁開口面積変更手
段の作動遅れがその値以下のときに比べ、吸気量を制御
するためにスロットル弁開度を制御する割合が増加せし
められる。詳細には、例えば吸気弁開口面積変更手段の
作動遅れが比較的小さいときには、吸気弁の開口面積が
スロットル弁の開口面積よりも予め小さくされ、吸気量
を変更する必要が生じた場合に、スロットル弁開度は変
更されず、吸気弁の開口面積が変更されることにより吸
気量が変更せしめられる。一方、例えば吸気弁開口面積
変更手段の作動遅れが比較的大きいときには、スロット
ル弁の開口面積が吸気弁の開口面積よりも予め小さくさ
れ、吸気量を変更する必要が生じた場合に、吸気弁の開
口面積は変更されず、スロットル弁開度が変更されるこ
とにより吸気量が変更せしめられる。つまり、吸気弁開
口面積変更手段の作動遅れが予め定められた値よりも大
きいときには、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れがそ
の値以下のときに比べ、吸気量を制御するためにスロッ
トル弁開度を制御する割合が増加せしめられる。そのた
め、吸気弁開口面積変更手段に作動遅れが生じたとき
に、その作動遅れに伴って吸気量の変更制御に遅れが生
じてしまうのを抑制することができる。
開口面積を変更するための吸気弁開口面積変更手段を具
備し、吸気弁の開口面積を制御することにより吸気量を
制御するようにした内燃機関の吸気量制御装置におい
て、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、スロット
ル弁開度及び吸気弁の開口面積の双方を制御することに
よって吸気量を制御し、吸気弁開口面積変更手段の作動
遅れが大きくなるに従って吸気量を制御するためにスロ
ットル弁開度を制御する割合を増加させるようにした内
燃機関の吸気量制御装置が提供される。
置では、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが大きくな
るに従い、吸気量を制御するためにスロットル弁開度を
制御する割合が増加せしめられる。詳細には、例えば吸
気弁開口面積変更手段の作動遅れがほぼゼロのときに
は、吸気弁の開口面積がスロットル弁の開口面積よりも
予め小さくされ、吸気量を変更する必要が生じた場合
に、スロットル弁開度は変更されず、吸気弁の開口面積
が変更されることにより吸気量が変更せしめられる。一
方、例えば吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが存在す
るときには、スロットル弁の開口面積が吸気弁の開口面
積よりも予め小さくされ、吸気量を変更する必要が生じ
た場合に、吸気弁の開口面積は変更されず、スロットル
弁開度が変更されることにより吸気量が変更せしめられ
る。つまり、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが大き
くなるに従い、吸気量を制御するためにスロットル弁開
度を制御する割合が増加せしめられる。そのため、吸気
弁開口面積変更手段に作動遅れが生じたときに、その作
動遅れに伴って吸気量の変更制御に遅れが生じてしまう
のを抑制することができる。
実施形態について説明する。
の第一の実施形態の概略構成図、図2は図1に示した可
変バルブタイミング装置等の詳細図、図3は図1に示し
た3Dカムシステム等の詳細図である。図1〜図3にお
いて、1は内燃機関、2は吸気弁、3は排気弁、4は吸
気弁2を駆動するためのカム、5は排気弁3を駆動する
ためのカム、6は吸気弁駆動用カム4を担持しているカ
ムシャフト、7は排気弁駆動用カム5を担持しているカ
ムシャフトである。本実施形態の内燃機関1は直列4気
筒内燃機関であるが、他の実施形態では他の型式の内燃
機関であることも可能である。詳細には図3に示すよう
に、本実施形態の吸気弁駆動用カム4のカムプロフィル
は、カムシャフト中心軸線の方向に変化している。つま
り、本実施形態のカム4は、図3の左端のノーズ高さが
右端のノーズ高さよりも大きくなっている。すなわち、
本実施形態の吸気弁2のバルブリフト量は、バルブリフ
タがカム4の左端と接しているときよりも、バルブリフ
タがカム4の右端と接しているときの方が小さくなる。
ミングを変更するための可変バルブタイミング装置、9
は可変バルブタイミング装置8を作動する油圧を制御す
るためのオイルコントロールバルブである。つまり、可
変バルブタイミング装置8を作動することにより、吸気
弁2のバルブタイミングを進角させたり、遅角させたり
することができる。例えば、吸気弁2のバルブタイミン
グを進角させることにより、吸気弁2のバルブリフト量
が増加している期間中の所定のタイミングにおける吸気
弁2の開口面積を増加させることができる。あるいは、
吸気弁2のバルブタイミングを遅角させることにより、
吸気弁2のバルブリフト量が増加している期間中の所定
のタイミングにおける吸気弁2の開口面積を減少させる
ことができる。10は吸気弁2のバルブタイミングを把
握するために検出される歯であってカムシャフト中心軸
線の方向に延びているバルブタイミング信号歯である。
11はバルブタイミング信号歯10を検出するためのセ
ンサである。
気弁2に対してカム4をカムシャフト中心軸線CLの方
向に移動させるための3Dカムシステム、13は3Dカ
ムシステム12を作動する油圧を制御するためのオイル
コントロールバルブである。つまり、Vシステム12を
作動することにより、カム4の左端(図3)においてカ
ム4とバルブリフタとを接触させたり、カム4の右端
(図3)においてカム4とバルブリフタとを接触させた
りすることができる。例えば、カム4の左端(図3)に
おいてカム4とバルブリフタとを接触させることによ
り、吸気弁2の開弁期間中の所定のタイミングにおける
吸気弁2のバルブリフト量を増加させ、吸気弁2の開口
面積を増加させることができる。あるいは、カム4の右
端(図3)においてカム4とバルブリフタとを接触させ
ることにより、吸気弁2の開弁期間中の所定のタイミン
グにおける吸気弁2のバルブリフト量を減少させ、吸気
弁2の開口面積を減少させることができる。14は3D
カムシステム12によるカム4の移動量を把握するため
に検出される歯であってカムシャフト中心軸線のまわり
を螺旋状に延びている3Dカムシステム用信号歯であ
る。すなわち、センサ11によってバルブタイミング信
号歯10が把握されてから3Dカムシステム用信号歯1
4が把握されるまでの時間に基づき、3Dカムシステム
12によるカム4の移動量が把握されることになる。
ト、17は機関吸気通路内に配置されたスロットル弁1
7である。このスロットル弁17の開度はアクセルペダ
ルの踏み込み量とは無関係に定まる。例えば、あるタイ
ミングにおいて吸気弁2の開口面積がスロットル弁17
の開口面積よりも小さい場合、そのタイミングにおいて
単位時間当たりにシリンダ内に供給される吸気量は、吸
気弁2の開口面積によって定まる。従って、その場合に
吸気弁2のバルブタイミングやバルブリフト量が変更さ
れて吸気弁2の開口面積が更に減少せしめられると、吸
気量は更に減少することになる。一方、あるタイミング
において吸気弁2の開口面積がスロットル弁17の開口
面積よりも大きい場合、そのタイミングにおいて単位時
間当たりにシリンダ内に供給される吸気量は、スロット
ル弁17の開口面積によって定まる。従って、その場合
にスロットル弁17の開口面積が更に減少せしめられる
と吸気量は更に減少することになる。
めの冷却水温センサ、19はECU(電子制御装置)で
ある。30は可変バルブタイミング装置8に油圧を供給
するためのオイルポンプ、40はピストン、41はカム
4を左側(図3)に付勢するための第一油圧室、42は
カム4を右側(図3)に付勢するための第二油圧室であ
る。43は第一油圧室41に油圧を供給するための第一
油圧供給通路、44は第二油圧室42に油圧を供給する
ための第二油圧供給通路、45は3Dカムシステム12
に油圧を供給するためのオイルポンプである。
たフローチャートである。このルーチンは、冷却水温セ
ンサ18により検出された冷却水温が所定温度だけ変化
する毎に実行される。他の実施形態では、その代わりに
可変バルブタイミング装置8及び3Dカムシステム12
に供給される作動油温が所定温度だけ変化する毎に実行
することも可能である。更に他の実施形態では、その代
わりに機関始動後の所定期間の間、所定時間間隔で実行
することも可能である。図4に示すルーチンが開始され
ると、まずステップ100において、可変バルブタイミ
ング装置8及び3Dカムシステム12の作動油温が低い
ために生じてしまう可変バルブタイミング装置8及び3
Dカムシステム12の作動遅れDLYが、冷却水温セン
サ18の出力値に基づいて算出される。
れDLYは、冷却水温が低くなるほど大きい値になる。
本実施形態では作動遅れDLYが冷却水温センサ18の
出力値に基づいて算出されるが、他の実施形態では、可
変バルブタイミング装置8及び3Dカムシステム12の
作動油温に基づいて作動遅れDLYを算出することも可
能である。更に他の実施形態では、オイルコントロール
バルブ9,13が作動されてから実際にバルブタイミン
グ及びバルブリフト量が変化するまでの時間に基づいて
作動遅れDLYを算出することも可能である。その場合
にバルブタイミング及びバルブリフト量が実際に変化し
たタイミングは、センサ11が歯10,14を検出する
ことによって把握される。更に他の実施形態では、不図
示のセンサによって可変バルブタイミング装置8及び3
Dカムシステム12の作動状態(変位、速度、加速度
等)を検出し、それに基づいて作動遅れDLYを算出す
ることも可能である。
が所定の閾値TDLYより大きいか否かが判断される。
YESのときにはステップ102に進み、NOのときに
はステップ103に進む。ステップ102では、吸気量
を変更するためにスロットル弁17の開口面積を制御す
る割合が吸気量を変更するために吸気弁2の開口面積を
制御する割合よりも高くされたモードAが選択される。
一方、ステップ103では、吸気量を変更するためにス
ロットル弁17の開口面積を制御する割合が吸気量を変
更するために吸気弁2の開口面積を制御する割合よりも
低くされたモードBが選択される。
めの図である。図5に示すように、作動遅れDLYが閾
値TDLYよりも大きいときにモードAが選択され、作
動遅れDLYが閾値TDLY以下のときにモードBが選
択されるようになっている。モードAでは、吸気量を変
更するためにスロットル弁17の開口面積を制御する割
合が吸気量を変更するために吸気弁2の開口面積を制御
する割合よりも高くされている。詳細には、スロットル
弁17の開口面積が吸気弁2の開口面積よりも小さくな
るように予め設定される。つまり、所定のタイミングに
おける吸気弁2の開口面積が比較的大きい値になるよう
に予め設定される。所定のタイミングにおける吸気弁2
の開口面積が比較的大きい値になるように予め設定する
ためには、可変バルブタイミング装置8によってバルブ
タイミングを進角させてもよく、3Dカムシステム12
によってバルブリフト量を増加させてもよい。次いで、
吸気量を変更する必要が生じた場合には、吸気弁2の開
口面積は変更されず、スロットル弁17の開口面積が変
更されることにより吸気量が変更せしめられる。つま
り、吸気量を増加させる必要が生じた場合にはスロット
ル弁17の開口面積が増加せしめられ、吸気量を減少さ
せる必要が生じた場合にはスロットル弁17の開口面積
が減少せしめられる。
めにスロットル弁17の開口面積を制御する割合が吸気
量を変更するために吸気弁2の開口面積を制御する割合
よりも低くされている。詳細には、スロットル弁17の
開口面積が吸気弁2の開口面積よりも大きくなるように
予め設定される。つまり、所定のタイミングにおける吸
気弁2の開口面積が比較的小さい値になるように予め設
定される。所定のタイミングにおける吸気弁2の開口面
積が比較的小さい値になるように予め設定するために
は、可変バルブタイミング装置8によってバルブタイミ
ングを遅角させてもよく、3Dカムシステム12によっ
てバルブリフト量を減少させてもよい。次いで、吸気量
を変更する必要が生じた場合には、スロットル弁17の
開口面積は変更されず、吸気弁2の開口面積が変更され
ることにより吸気量が変更せしめられる。つまり、吸気
量を増加させる必要が生じた場合には吸気弁2の開口面
積が増加せしめられ、吸気量を減少させる必要が生じた
場合には吸気弁2の開口面積が減少せしめられる。
ミングにおける吸気弁の開口面積が比較的大きい値にな
るように設定する際の吸気弁開口面積増加量を示した図
である。本実施形態では、図6に示すように、ステップ
102において吸気弁2の開口面積が比較的大きい値に
なるように設定する際の吸気弁開口面積増加量は、作動
遅れDLYが大きくなるに従って大きくなっている。図
7は他の実施形態の吸気弁開口面積増加量を示した図6
と同様の図である。図7に示す実施形態では、吸気弁開
口面積増加量は、作動遅れDLYが閾値TDLYよりも
大きいときには一定値になっている。
手段としての可変バルブタイミング装置8及び3Dカム
システム12の作動遅れDLYが予め定められた値TD
LYよりも大きくステップ102においてモードAが選
択されるときには、作動遅れDLYがその値TDLY以
下であってステップ103においてモードBが選択され
るときに比べ、吸気量を制御するためにスロットル弁1
7の開口面積を制御する割合が増加せしめられる(図
5)。そのため、吸気弁開口面積変更手段に作動遅れが
生じたときに、その作動遅れに伴って吸気量の変更制御
に遅れが生じてしまうのを抑制することができる。
の第二の実施形態について説明する。本実施形態の構成
は図1〜図3に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様
である。図8は本実施形態の吸気量制御方法を示したフ
ローチャートである。このルーチンは、冷却水温センサ
18により検出された冷却水温が所定温度だけ変化する
毎に実行される。他の実施形態では、その代わりに可変
バルブタイミング装置8及び3Dカムシステム12に供
給される作動油温が所定温度だけ変化する毎に実行する
ことも可能である。更に他の実施形態では、その代わり
に機関始動後の所定期間の間、所定時間間隔で実行する
ことも可能である。図8に示すルーチンが開始される
と、まずステップ100において、可変バルブタイミン
グ装置8及び3Dカムシステム12の作動油温が低いた
めに生じてしまう可変バルブタイミング装置8及び3D
カムシステム12の作動遅れDLYが、冷却水温センサ
18の出力値に基づいて算出される。
れDLYは、冷却水温が低くなるほど大きい値になる。
本実施形態では作動遅れDLYが冷却水温センサ18の
出力値に基づいて算出されるが、他の実施形態では、可
変バルブタイミング装置8及び3Dカムシステム12の
作動油温に基づいて作動遅れDLYを算出することも可
能である。更に他の実施形態では、オイルコントロール
バルブ9,13が作動されてから実際にバルブタイミン
グ及びバルブリフト量が変化するまでの時間に基づいて
作動遅れDLYを算出することも可能である。その場合
にバルブタイミング及びバルブリフト量が実際に変化し
たタイミングは、センサ11が歯10,14を検出する
ことによって把握される。更に他の実施形態では、不図
示のセンサによって可変バルブタイミング装置8及び3
Dカムシステム12の作動状態(変位、速度、加速度
等)を検出し、それに基づいて作動遅れDLYを算出す
ることも可能である。
0において算出された作動遅れDLYに基づいて適正ス
ロットル弁開口面積制御割合が算出される。詳細には、
作動遅れDLYが大きくなるに従って、算出される適正
スロットル弁開口面積制御割合が大きくなる。次いで、
ステップ201では、ステップ200において算出され
た適正スロットル弁開口面積制御割合に対応するモード
iが選択される。
モードiを説明するための図である。図9に示すよう
に、作動遅れDLYが大きくなるに従って、モード5、
モード4、モード3、モード2、モード1が選択される
ようになっている。モードが小さくなるに従って、吸気
量を変更するためにスロットル弁17の開口面積を制御
する割合が増加せしめられている。詳細には、例えば可
変バルブタイミング装置8及び3Dカムシステム12の
作動遅れDLYがほぼゼロのときには、ステップ201
においてモード5が選択される。そのモード5が実行さ
れると、吸気弁2の開口面積がスロットル弁17の開口
面積よりも予め小さくされる。次いで、吸気量を変更す
る必要が生じた場合には、スロットル弁17の開口面積
は変更されず、吸気弁2の開口面積が変更されることに
より吸気量が変更せしめられる。
及び3Dカムシステム12の作動遅れDLYが大きいと
きには、ステップ201においてモード1が選択され
る。そのモード1が実行されると、スロットル弁17の
開口面積が吸気弁2の開口面積よりも予め小さくされ
る。次いで、吸気量を変更する必要が生じた場合には、
吸気弁2の開口面積は変更されず、スロットル弁17の
開口面積が変更されることにより吸気量が変更せしめら
れる。つまり、本実施形態においても、可変バルブタイ
ミング装置8及び3Dカムシステム12の作動遅れDL
Yが大きくなるに従い、吸気量を制御するためにスロッ
トル弁17の開口面積を制御する割合が増加せしめられ
る。
手段としての可変バルブタイミング装置8及び3Dカム
システム12の作動遅れDLYが大きくなるに従い、吸
気量を制御するためにスロットル弁17の開口面積を制
御する割合が増加せしめられる(図9)。そのため、吸
気弁開口面積変更手段としての可変バルブタイミング装
置8及びVシステム12に作動遅れDLYが生じたとき
に、その作動遅れDLYに伴って吸気量の変更制御に遅
れが生じてしまうのを抑制することができる。
吸気弁開口面積変更手段に作動遅れが生じたときに、そ
の作動遅れに伴って吸気量の変更制御に遅れが生じてし
まうのを抑制することができる。
施形態の概略構成図である。
細図である。
る。
ーチャートである。
る。
ける吸気弁の開口面積が比較的大きい値になるように設
定する際の吸気弁開口面積増加量を示した図である。
図6と同様の図である。
ーチャートである。
説明するための図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 吸気弁の開口面積を変更するための吸気
弁開口面積変更手段を具備し、吸気弁の開口面積を制御
することにより吸気量を制御するようにした内燃機関の
吸気量制御装置において、機関吸気通路内にスロットル
弁を配置し、スロットル弁開度及び吸気弁の開口面積の
双方を制御することによって吸気量を制御し、吸気弁開
口面積変更手段の作動遅れが予め定められた値よりも大
きいときには、吸気弁開口面積変更手段の作動遅れが前
記値以下のときに比べ、吸気量を制御するためにスロッ
トル弁開度を制御する割合を増加させるようにした内燃
機関の吸気量制御装置。 - 【請求項2】 吸気弁の開口面積を変更するための吸気
弁開口面積変更手段を具備し、吸気弁の開口面積を制御
することにより吸気量を制御するようにした内燃機関の
吸気量制御装置において、機関吸気通路内にスロットル
弁を配置し、スロットル弁開度及び吸気弁の開口面積の
双方を制御することによって吸気量を制御し、吸気弁開
口面積変更手段の作動遅れが大きくなるに従って吸気量
を制御するためにスロットル弁開度を制御する割合を増
加させるようにした内燃機関の吸気量制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000351175A JP2002155792A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 内燃機関の吸気量制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000351175A JP2002155792A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 内燃機関の吸気量制御装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005258335A Division JP2005351279A (ja) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | 内燃機関の吸気量制御装置 |
Publications (1)
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JP2000351175A Pending JP2002155792A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 内燃機関の吸気量制御装置 |
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JP2008087758A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Mazda Motor Corp | ハイブリッド電気自動車のパワートレインの制御方法 |
JP2009174544A (ja) * | 2009-05-12 | 2009-08-06 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン |
-
2000
- 2000-11-17 JP JP2000351175A patent/JP2002155792A/ja active Pending
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