JP2009019521A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置80は、排気バルブ18のバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構60bの駆動制御や、ノッキングが検出されたときには点火時期を遅角補正するノッキング制御や、触媒70の過熱を抑制する過熱抑制制御を行う。この過熱抑制制御の実行に際しては、機関運転状態に基づいて触媒70の推定温度を算出し、その推定温度に基づいて触媒70が過熱状態にあると判定されたときには、触媒70の過熱を抑制する抑制処理として燃料噴射量の増量補正を行う。その推定温度の算出に際して、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとでは、推定温度が異なるようにその推定温度を算出する。
【選択図】図1
【解決手段】制御装置80は、排気バルブ18のバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構60bの駆動制御や、ノッキングが検出されたときには点火時期を遅角補正するノッキング制御や、触媒70の過熱を抑制する過熱抑制制御を行う。この過熱抑制制御の実行に際しては、機関運転状態に基づいて触媒70の推定温度を算出し、その推定温度に基づいて触媒70が過熱状態にあると判定されたときには、触媒70の過熱を抑制する抑制処理として燃料噴射量の増量補正を行う。その推定温度の算出に際して、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとでは、推定温度が異なるようにその推定温度を算出する。
【選択図】図1
Description
この発明は、排気通路に設けられた触媒の過熱を抑制する内燃機関の制御装置に関する。
内燃機関の排気通路には、排気を浄化する触媒が設けられている。そして、例えば機関運転状態が高回転高負荷状態などのときには、高温の排気によって同触媒は過熱され、場合によっては、その浄化機能が低下してしまうおそれがある。
そこで、例えば特許文献1に記載の装置では、吸入空気量や機関回転速度に基づいて触媒の温度を推定し、その推定された温度が過度に高いときには、燃料噴射量を増量補正して燃料の気化熱を増大させることにより排気の温度を低下させて触媒の過熱を抑制するといった抑制制御を行うようにしている。
特開2002−47971号公報
ところで、機関出力や排気エミッション等の向上を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を備える内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ量が機関運転状態に応じて変更される。
そうしたバルブオーバラップ量について、図12を参照して説明する。ここでは、バルブオーバラップ量を、吸気バルブの開弁時期から排気バルブの閉弁時期までのクランク角、より厳密には、排気バルブの閉弁時のクランク角から吸気バルブの開弁時のクランク角を減算した値と定義する。
例えば図12(a)に示される状態では、吸気バルブの開弁後に排気バルブが閉弁されており、吸気バルブの開弁時期と排気バルブの閉弁時期との間に、双方のバルブが開弁されたバルブオーバラップ期間が存在する。上記定義によれば、このときのバルブオーバラップ量は正の値となる。
また、図12(b)に示される状態では、吸気バルブの開弁と排気バルブの閉弁とが同時に行われており、このときのバルブオーバラップ量の値は「0」となる。
一方、図12(c)に示される状態では、排気バルブの閉弁後に吸気バルブが開弁されており、排気バルブの閉弁時期と吸気バルブの開弁時期との間に双方のバルブが閉じた期間が存在する。上記定義によれば、このときのバルブオーバラップ量は負の値となる。
一方、図12(c)に示される状態では、排気バルブの閉弁後に吸気バルブが開弁されており、排気バルブの閉弁時期と吸気バルブの開弁時期との間に双方のバルブが閉じた期間が存在する。上記定義によれば、このときのバルブオーバラップ量は負の値となる。
一般的な内燃機関では、バルブオーバラップ量が負の値となるようにバルブタイミングを設定することは、ほとんど行われていない。しかし、次のような排気バルブの早閉じを実施する内燃機関では、バルブオーバラップ量が負の状態とされることがある。すなわち、排気バルブの早閉じは、排気バルブの閉弁時期を排気上死点よりも進角側の時期に設定することで、シリンダ内に残留した既燃ガスを再圧縮してその温度を高めた上で吸気ポートに吹き返すために行われる。そしてこの既燃ガスの吹き返しにより、吸気ポート壁面に付着した燃料の霧化や微粒化を促進させるようにしている。
他方、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、既燃ガスが再圧縮されてその温度が高くなるため、特に高回転高負荷時においては圧縮端温度が高くなりやすい。このように圧縮端温度が高くなるとノッキングが発生しやすくなるため、バルブオーバラップ量が負の状態では、負の状態でないときに比して、点火時期を遅角側に補正することが望ましい。
ところで、このように点火時期を遅角側に補正すると、そうした遅角補正を行わない場合と比較して、排気温度は高くなる傾向がある。しかし、上記従来の装置では、バルブオーバラップ量が負の状態のときに点火時期を遅角補正することによる排気温度の上昇については考慮されていない。そのため、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関においては、上記従来の装置による触媒温度の推定が精度よく行えず、これにより触媒の過熱を適切に抑えることができないおそれがあり、こうした点において更なる改善の余地を残すものになっている。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項1に記載の発明は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構と、排気通路に設けられた触媒とを備える内燃機関にあって、前記排気側可変動弁機構の駆動を制御する制御手段と、前記触媒の推定温度に基づき同触媒が過熱状態にあると判定されたときには前記触媒の過熱を抑える抑制処理を実行する抑制手段とを備える内燃機関の制御装置において、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、機関運転状態に基づいて前記推定温度を算出するとともに、その算出に際しては、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで前記推定温度が異なるように当該推定温度を算出する推定手段とを備えることをその要旨とする。
請求項1に記載の発明は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構と、排気通路に設けられた触媒とを備える内燃機関にあって、前記排気側可変動弁機構の駆動を制御する制御手段と、前記触媒の推定温度に基づき同触媒が過熱状態にあると判定されたときには前記触媒の過熱を抑える抑制処理を実行する抑制手段とを備える内燃機関の制御装置において、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、機関運転状態に基づいて前記推定温度を算出するとともに、その算出に際しては、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで前記推定温度が異なるように当該推定温度を算出する推定手段とを備えることをその要旨とする。
同構成によれば、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときには、圧縮端温度の上昇に起因するノッキングの発生を抑えるために、バルブオーバラップ量が負の状態にされていないときと比較して、点火時期が遅角側に変更される。
他方、そのように点火時期が遅角側に変更されると排気温度が上昇するため、バルブオーバラップ量が負の状態にされるときには、負の状態にされていないときに比して、すなわちバルブオーバラップ量が正または「0」の状態にされるときに比して、触媒の温度は高くなる傾向にある。そこで、同構成では、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで触媒の推定温度が異なるように当該推定温度を算出するようにしている。これによりバルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度が算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときに算出される同推定温度についてその精度が向上するようになる。そのため、触媒の過熱判定の精度も向上し、同触媒の過熱を抑制する上記抑制処理が適切に行われるようになる。従って、バルブオーバラップ量が負の状態になることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることができるようになる。
なお、触媒の推定温度を算出する際には、請求項2に記載の発明によるように、前記推定手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記推定温度が高くなるように当該推定温度を算出する、といった構成を採用することにより、同推定温度の精度を適切に高めることができる。
また、機関運転状態に基づいて上記推定温度を算出する際には、請求項3に記載の発明によるように、前記推定手段は、機関回転速度及び機関の負荷率に基づいて前記推定温度を算出する、といった構成を採用することができる。ちなみに、同構成を採用する場合には、機関回転速度や機関の負荷率が高いときほど、推定温度が高くなるようにこれを算出することにより、同推定温度を適切に算出することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を機関運転状態に基づいて設定される増量値にて補正するものであり、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記燃料噴射量の増量値が大きくされることをその要旨とする。
同構成によれば、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、燃料噴射量が機関運転状態に基づいて増量補正される。この増量補正によって排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒の過熱を抑制することができる。ここで、同構成によれば、バルブオーバラップ量が負になっており、排気温度が高くなる傾向にあるときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、燃料噴射量の増量値が大きくされる。そのため、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒の過熱も適切に抑制することができるようになる。なお、同構成においては、機関回転速度や機関の負荷率が高いときほど、上記増量値が大きくなるようにこれを設定することにより、同増量値を適切に設定することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を前記推定温度に基づいて設定される増量値にて補正することをその要旨とする。
同構成によれば、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、燃料噴射量が触媒の推定温度に基づいて増量補正されることにより排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒の過熱を抑制することができる。ここで、上述したように、上記推定手段によって触媒の推定温度が算出されることにより、バルブオーバラップ量が負になっているときの同推定温度の精度は向上するようになる。従って、触媒の推定温度に基づいて設定される燃料噴射量の増量値も適切に設定され、これによりバルブオーバラップ量が負になっているときの触媒の過熱も適切に抑制することができるようになる。なお、同構成においては、触媒の推定温度が高いときほど、上記増量値が大きくなるようにこれを設定することにより、同増量値を適切に設定することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気側可変動弁機構をさらに備え、前記抑制手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときに算出された前記推定温度に基づいて前記触媒が過熱状態にあると判定されたときには、前記抑制処理として、前記吸気バルブの開弁時期が前記排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように前記吸気側可変動弁機構を駆動することをその要旨とする。
同構成によれば、バルブオーバラップ量が負となっているときに算出された推定温度に基づき、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、吸気バルブの開弁時期が排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように変更されることにより、バルブオーバラップ量が負になっている状態が解消される。これにより、圧縮端温度が低下してノッキングは発生しにくくなり、点火時期は進角側に変更されやすくなる。そして、このように点火時期が進角側に変更されると排気温度が低下するため、同構成によっても、触媒の過熱を適切に抑制することができるようになる。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気バルブのバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように前記排気バルブの閉弁時期は設定されており、機関の始動時及びアイドル運転時のうちの少なくとも一方の運転時と前記排気側可変動弁機構の制御異常時とにおいては、前記排気バルブのバルブタイミングが前記最進角位置となるように前記排気側可変動弁機構が駆動されることをその要旨とする。
同構成によれば、機関の始動時やアイドル運転時に、バルブオーバラップ量が負の状態にされることにより、シリンダ内に残留した既燃ガスが再圧縮され、その温度が高められた上で吸気ポートに吹き返される。この既燃ガスの吹き返しにより、機関の始動時やアイドル運転時といった低回転低負荷時においては、吸気ポート壁面に付着した燃料の霧化や微粒化が促進されるといった効果が得られる。
一方、排気側可変動弁機構の制御異常時(例えば排気バルブの実際のバルブタイミングをその目標値に制御することができないような異常時など)には、排気バルブのバルブタイミングが不安定になりやすい。そのため、同構成では、上記制御異常が発生した場合、排気バルブのバルブタイミングが最進角位置となるように排気側可変動弁機構を駆動するようにしており、これにより排気バルブのバルブタイミングについてその不安定化が抑えられるようになる。ここで、上記制御異常時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされるのであるが、同制御異常は、機関回転速度や機関負荷の状態に関係なく発生する可能性がある。そのため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生し、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、上述したように圧縮端温度が上昇して触媒の過熱を招くおそれがある。この点、同構成によれば、上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の構成を備えることにより、バルブオーバラップ量が負の状態になることのある上記内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることができるようになる。
上記点火時期補正手段によって点火時期を遅角側に補正する際には、例えば、バルブオーバラップ量が負になっているときには、点火時期を予め設定された補正量の分だけ遅角側に変更するといった構成を採用することも可能であるが、この他、請求項8に記載の発明によるように、ノッキングが検出されたときに点火時期を遅角補正するノッキング制御によって実行される、といった構成を採用することもできる。この場合には、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときの点火時期の遅角補正量を、ノッキングの発生状況に対応させて適切に設定することができるようになる。
なお、上記「バルブオーバラップ量が負になっているとき」とは、排気バルブの閉弁時期が排気上死点よりも進角側の時期となっている状態において、同排気バルブの閉弁時のクランク角から吸気バルブの開弁時のクランク角を減算した値が負になっているときのことをいう。
(第1実施形態)
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第1実施形態について、図1〜図7に基づいて詳細に説明する。
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第1実施形態について、図1〜図7に基づいて詳細に説明する。
図1は、本実施の形態にかかる内燃機関の制御装置が適用されるエンジン1の概略構成を示している。
エンジン1のシリンダブロック2には、複数のシリンダ3を備えている(図1には1つのみ図示)。そのシリンダ3内に設けられたピストン4は、コンロッド6を介してクランクシャフト5に連結されている。このコンロッド6によりピストン4の往復運動がクランクシャフト5の回転運動へと変換される。
エンジン1のシリンダブロック2には、複数のシリンダ3を備えている(図1には1つのみ図示)。そのシリンダ3内に設けられたピストン4は、コンロッド6を介してクランクシャフト5に連結されている。このコンロッド6によりピストン4の往復運動がクランクシャフト5の回転運動へと変換される。
上記シリンダブロック2の上部には、シリンダヘッド7が取り付けられている。そして、上記シリンダ3においてピストン4の上端とシリンダヘッド7との間には、燃焼室8が形成されている。
上記燃焼室8には、点火プラグ11が設けられている。上記燃焼室8に対応して設けられた吸気ポート12及び排気ポート13には、それぞれ吸気通路14及び排気通路15が接続されている。また、上記燃焼室8に対応して吸気ポート12に設けられたインジェクタ16からは燃料が噴射される。
上記燃焼室8に対応して設けられた吸気バルブ17及び排気バルブ18は、前記吸気ポート12及び排気ポート13をそれぞれ開閉する。同吸気バルブ17及び排気バルブ18は、それぞれ吸気側カムシャフト31及び排気側カムシャフト32の回転に伴い、同カムシャフト31、32に設けられたカムが回転することによって開閉動作する。前記各カムシャフト31、32の先端に各々設けられたタイミングプーリ33、34は、タイミングベルト35を介してクランクシャフト5に駆動連結されており、クランクシャフト5が2回転すると各タイミングプーリ33、34は1回転するようになっている。そして、エンジン1の運転時には、クランクシャフト5の回転力はタイミングベルト35及び各タイミングプーリ33、34を介して前記吸気側カムシャフト31及び排気側カムシャフト32に伝達される。こうして、吸気バルブ17、及び排気バルブ18はクランクシャフト5の回転に同期して、すなわち各ピストン4の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。
また、吸気側カムシャフト31に設けられたタイミングプーリ33には、吸気側可変動弁機構(以下、IN−VVT機構という)60aが設けられている。このIN−VVT機構60aが駆動されることで、クランクシャフト5に対する吸気側カムシャフト31の相対回転位相が変更されて吸気バルブ17のバルブタイミングが変更される。また、排気側カムシャフト32に設けられたタイミングプーリ34には排気側可変動弁機構(以下、EX−VVT機構という)60bが設けられている。このEX−VVT機構60bが駆動されることで、クランクシャフト5に対する排気側カムシャフト32の相対回転位相が変更されて排気バルブ18のバルブタイミングが変更される。
前記吸気通路14の一部には、吸気の脈動を抑えるためのサージタンク51が設けられている。サージタンク51の上流側には、アクセルペダル52の操作に基づいて開度が変更されるスロットルバルブ53が設けられている。このスロットルバルブ53の開度を変更することにより燃焼室8内へ吸入される空気量が調節されるようになっている。
前記点火プラグ11には、イグナイタ46から出力される高電圧が供給される。点火プラグ11の点火タイミングは、イグナイタ46からの高電圧の出力タイミングにより決定される。そして、この点火プラグ11によって、吸気通路14からの吸入空気とインジェクタ16から噴射される燃料とからなる混合気が点火プラグ11によって点火されることにより、同混合気は燃焼室8内で燃焼されて機関出力が発生する。この混合気の燃焼に起因する燃焼ガスは排気通路15へ排出される。その排気通路15の途中には、燃焼室8からの排気(燃焼ガス)を浄化する触媒70が設けられている。
エンジン1には各種センサが設けられている。例えばクランクシャフト5の近傍にはクランク角センサ41が設けられている。このクランク角センサ41は、クランクシャフト5の回転位相(クランク角)を検出しており、その検出結果に基づいて機関回転速度NEが検出される。また、吸気側カムシャフト31の近傍にはカム角センサ42aが設けられており、同カム角センサ42a及びクランク角センサ41の出力信号に基づいて吸気側カムシャフト31の回転位相が検出され、ひいては吸気バルブ17のバルブタイミングが検出される。同様に、排気側カムシャフト32の近傍にはカム角センサ42bが設けられており、同カム角センサ42b及びクランク角センサ41の出力信号に基づいて排気側カムシャフト32の回転位相が検出され、ひいては排気バルブ18のバルブタイミングが検出される。上記スロットルバルブ53には、その開度を検出するスロットル開度センサ54が取り付けられている。また、スロットルバルブ53の上流側には、エンジン1に吸入される吸入空気量GAに応じた出力が得られるエアフロメータ56が設けられている。さらに、シリンダブロック2の外壁には、燃焼室8内で発生したノッキングを検出するノックセンサ57も設けられている。
上記エンジン1の点火時期制御、燃料噴射量制御、あるいはIN−VVT機構及びEX−VVT機構の位相制御に基づく吸気バルブ17及び排気バルブ18のバルブタイミング制御等といった各種制御は、制御装置80によって行われる。この制御装置80は中央処理制御装置(CPU)を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置80には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)が設けられている。また制御装置80には、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存するためのバックアップRAM、入力インターフェース、出力インターフェース等も設けられている。そして、上記各種センサからの出力信号が入力インターフェースを通じて入力されることにより、エンジン1の運転状態が検出される。
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介してインジェクタ16、イグナイタ46、IN−VVT機構60a及びEX−VVT機構60bの駆動アクチュエータ等に接続されている。そして、制御装置80は、上記各種センサ等からの信号に基づき、ROM内に格納された制御プログラム及び初期データに従い、それらインジェクタ16、イグナイタ46、IN−VVT機構60a、及びEX−VVT機構60b等を制御する。
制御装置80は、ノックセンサ57の信号に基づいてノッキングの発生が検出されたときには、機関負荷率KL(全負荷時の吸入空気量GAに対する現在の吸入空気量GAの割合)や機関回転速度NE等に基づいて設定される基本点火時期を遅角補正する、いわゆるノッキング制御を上記点火時期制御の1つとして行う。このノッキング制御では、ノッキングが検出されていないときには、基本点火時期が徐々に進角側に補正される。一方、ノッキングが検出されると、そのノッキングが検出されなくなるまで、予め設定された補正量の分ずつ基本点火時期が遅角側に補正される。
また、制御装置80は、触媒70の熱劣化によってその浄化機能が低下することを抑えるために、同触媒70の温度が過度に高いときには、インジェクタ16から噴射される燃料噴射量を増量補正して燃料の気化熱を増大させることにより排気の温度を低下させて触媒70の過熱を抑えるといった過熱抑制制御を行う。
また、制御装置80は、吸気バルブ17及び排気バルブ18のバルブタイミング制御を、基本的には次の態様にて行う。すなわち、制御装置80は、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づいて、バルブオーバラップ量及び吸気バルブ17のバルブタイミングの目標値である目標オーバラップ量OLT、及び目標吸気バルブタイミングInVTTをそれぞれ算出する。そして制御装置80は、実際の吸気バルブ17のバルブタイミング(実吸気バルブタイミングInVTR)が最終的に目標吸気バルブタイミングInVTTとなるように、吸気側可変動弁機構60aの動作をフィードバック制御する。その一方、制御装置80は、実際のバルブオーバラップ量(実オーバラップ量OLR)が最終的に目標オーバラップ量OLTとなるように、排気側可変動弁機構60bの動作をフィードバック制御する。以上により、吸気バルブ17及び排気バルブ18のバルブタイミングやバルブオーバラップ量が機関運転状態に応じた最適値に調整される。
なお、本実施形態では、吸気バルブ17のバルブタイミングは、同吸気バルブ17のバルブタイミングの変更範囲の最遅角位置を基準「0°」としたバルブタイミングの進角量(クランク角[°])にて表わすようにしている。また、バルブオーバラップ量は、排気バルブ18の閉弁時のクランク角から吸気バルブ17の開弁時のクランク角を減算した値として表わすようにしている。従って、吸気バルブ17の開弁前に排気バルブ18が閉弁されて、排気バルブ18の閉弁時期と吸気バルブ17の開弁時期との間に双方のバルブが共に閉じられた期間が存在するときには、バルブオーバラップ量は負の値となる。
ところで、本実施形態の制御装置では、エンジン1の始動時やアイドル運転時には、排気バルブ18の早閉じを実施するようにしている。このときの吸排気バルブのバルブタイミングは、図2に示すように設定される。すなわち、このときの吸気バルブ17のバルブタイミング(実吸気バルブタイミングInVTR)は、その最遅角位置である「0°」に設定される。また、このときのバルブオーバラップ量(実オーバーラップ量OLR)は、その可変範囲の最小値である初期値OLinit(<0°)に設定される。そしてこれにより、排気バルブ18のバルブタイミングは、同排気バルブ18の閉弁時期が排気上死点よりも進角側(例えば20°程度)の時期となる最進角位置に設定される。このように排気バルブ18が排気上死点よりも進角側で閉弁されることにより、シリンダ3内に残留した既燃ガスは再圧縮が行われてその温度が高められた状態で、吸気ポート12に吹き返される。そしてその既燃ガスの吹き返しにより、吸気ポート12の壁面等に付着した燃料の霧化や微粒化を促進するようにしている。なお、エンジン1では、こうした始動時及びアイドル運転時以外は、バルブオーバラップ量が「0」若しくは正となるように各バルブのバルブタイミングが設定される。
他方、排気側可変動弁機構60bの制御異常時(例えば排気バルブ18のバルブタイミングを目標バルブオーバラップ量OLTに対応した目標値に制御することができないような異常時など)には、排気バルブ18のバルブタイミングを適切に制御することができず、同バルブタイミングは不安定になりやすい。
そこで、制御装置80は、上記制御異常が発生した場合、吸気バルブ17のバルブタイミングが最遅角位置で固定されるように吸気側可変動弁機構60aを駆動するとともに、排気バルブ18のバルブタイミングが最進角位置に固定されるように排気側可変動弁機構60bを駆動する。このように排気バルブ18のバルブタイミングが最進角位置で固定されることにより、排気バルブ18のバルブタイミングが不安定になることを抑えるようにしている。
ところで、バルブオーバラップ量が負の状態では、既燃ガスが再圧縮されてその温度が高くなるため、特に高回転高負荷時においては圧縮端温度が高くなりやすく、ノッキングが発生しやすくなる。そのため、バルブオーバラップ量が負の状態では、バルブオーバラップ量が負の状態ではないときに比して、上記ノッキング制御による点火時期の遅角補正が行われやすくなる。そして、その結果、バルブオーバラップ量が負の状態では、バルブオーバラップ量が負の状態ではないときに比して、排気温度は高くなる傾向にある。
ここで、上記制御異常時には、吸気バルブ17のバルブタイミングは最遅角位置で固定されるとともに、排気バルブ18のバルブタイミングは最進角位置に固定されることにより、バルブオーバラップ量は負の状態にされる。そうした制御異常は、機関回転速度NEや機関負荷率KLの状態に関係なく発生する可能性があるため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生してバルブオーバラップ量が負の状態にされると、バルブオーバラップ量が正または「0」の状態のときと比較して、排気温度はさらに高くなる。そこで、本実施形態では、そうした排気温度の違いを考慮して上記過熱抑制制御を行うことで、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのあるエンジン1において、触媒70の過熱を適切に抑えるようにしている。
図3に、上記過熱抑制制御についてその処理手順を示す。なお、この処理は制御装置80によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。この排気側フェイルフラグFexは、上述したような排気側可変動弁機構60bの制御異常が発生した場合に「OFF」から「ON」に変更される。
本処理が開始されるとまず、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。この排気側フェイルフラグFexは、上述したような排気側可変動弁機構60bの制御異常が発生した場合に「OFF」から「ON」に変更される。
そして、排気側フェイルフラグFexが「OFF」にされており、排気側可変動弁機構60bの制御が正常に行われている場合には(S100:NO)、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、制御装置80のROMに記憶された2次元マップである第1温度マップTmap1を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S110)。ここで、機関回転速度NEが高いときほど、あるいは機関負荷率KLが高いときほど、排気温度は高くなる傾向にあり、触媒70の温度も高くなる。そこで、第1温度マップTmap1は、図4に示すように、機関回転速度NEが高くなるほど推定温度Tが高くなるように設定されており、また、図5に示すように、機関負荷率KLが高くなるほど推定温度Tが高くなるように設定されている。
次に、ステップS110で算出された推定温度Tが過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S120)。この過熱判定値αとしては、触媒70が熱劣化してしまうおそれのある温度が適宜設定されている。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S120:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
一方、推定温度Tが過熱判定値α以上となっている場合には(S120:YES)、触媒70が過熱状態にあると判断され、次に機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、制御装置80のROMに記憶された2次元マップである第1増量マップDmap1を参照して燃料噴射量の増量値Dが算出される(S130)。ここで、上述したように、機関回転速度NEが高いときほど、あるいは機関負荷率KLが高いときほど、排気温度は高くなる傾向にあり、触媒70の温度も高くなるため、そうした排気温度の上昇傾向に合わせて燃料噴射量の増量値Dを設定する必要がある。そこで、第1増量マップDmap1は、図6に示すように、機関回転速度NEが高くなるほど増量値Dが大きくなるように設定されており、また、図7に示すように、機関負荷率KLが高くなるほど増量値Dが大きくなるように設定されている。このようにして増量値Dが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Dの分だけ増量補正されることにより、触媒70の過熱が抑制される。
上記ステップS100にて、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされている場合には(S100:YES)、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
そして、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、制御装置80のROMに記憶された2次元マップである第2温度マップTmap2を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S140)。この第2温度マップTmap2も、先の図4に示すように、機関回転速度NEが高くなるほど推定温度Tが高くなるように設定されており、また、先の図5に示すように、機関負荷率KLが高くなるほど推定温度Tが高くなるように設定されている。また、排気側可変動弁機構60bに制御異常が発生しており、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときには、バルブオーバラップ量が負の状態になっていないとき、すなわちバルブオーバラップ量が正または「0」の状態になっているときと比較して、排気温度が高くなる傾向にある。そこで、この第2温度マップTmap2では、先の図4及び図5に示すように、上記第1温度マップTmap1と比較して、同一の機関回転速度NEにおいて設定される推定温度Tや、同一の機関負荷率KLにおいて設定される推定温度Tはより高い値となるように設定されている。
このように、同一の機関回転速度NEや機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、推定温度Tがより高くなるように算出される。換言すれば、バルブオーバラップ量が負になっているときと、バルブオーバラップ量が負になっていないときとでは、同一の機関回転速度NEや機関負荷率KLであっても、推定温度Tは異なるように当該推定温度Tが算出される。これにより、バルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度Tが算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負になっているときの推定温度Tについてその精度が向上するようになる。
次に、ステップS140で算出された推定温度Tが上記過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S150)。ここでは、上記第2温度マップTmap2による推定温度Tの算出によって、同推定温度Tの精度は高くなっているため、推定温度Tと過熱判定値αとの比較判定による触媒70の過熱判定の精度、すなわち触媒70が過熱状態にあるか否かの判定精度も自ずと高くなる。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S150:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
一方、推定温度Tが上記過熱判定値α以上となっている場合には(S150:YES)、触媒70が過熱状態にあると判断され、次に機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、制御装置80のROMに記憶された2次元マップである第2増量マップDmap2を参照して燃料噴射量の増量値Dが算出される(S160)。この第2増量マップDmap2も、先の図6に示すように、機関回転速度NEが高くなるほど増量値Dは大きくなるように設定されており、また、先の図7に示すように、機関負荷率KLが高くなるほど増量値Dは大きくなるように設定されている。また、上述したように、排気側可変動弁機構60bに制御異常が発生しており、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときと比較して、排気温度が高くなる傾向にある。そこで、この第2増量マップDmap2では、先の図6及び図7に示すように、上記第1増量マップDmap1と比較して、同一の機関回転速度NEにおいて設定される増量値Dや、同一の機関負荷率KLにおいて設定される増量値Dがより大きい値となるように設定されている。このように、同一の機関回転速度NEや機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、増量値Dがより大きくなるように算出される。
こうして増量値Dが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量がステップS160で算出された増量値Dの分だけ増量補正される。このときの増量補正に際しては、バルブオーバラップ量が負となっており、その増量値Dは、バルブオーバラップ量が負となっていないときと比較して、より大きくされている。従って、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の過熱も適切に抑制される。
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
(1)機関運転状態に基づいて触媒70の推定温度Tを算出し、その推定温度Tに基づいて触媒70の過熱が判定されたときには、触媒70の過熱を抑制する抑制処理を実行するようにしている。そして、バルブオーバラップ量が負になっているときと、バルブオーバラップ量が負になっていないときとでは、算出される上記推定温度Tが異なるように当該推定温度Tを算出するようにしている。より詳細には、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、算出される推定温度Tがより高くなるようにしている。これによりバルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度Tが算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときに算出される同推定温度Tについてその精度が向上するようになる。そのため、触媒70の過熱判定の精度も向上し、同触媒70の過熱を抑制する上記抑制処理も適切に行われるようになる。従って、バルブオーバラップ量が負の状態になることのあるエンジン1において、触媒70の過熱を適切に抑えることができるようになる。
(1)機関運転状態に基づいて触媒70の推定温度Tを算出し、その推定温度Tに基づいて触媒70の過熱が判定されたときには、触媒70の過熱を抑制する抑制処理を実行するようにしている。そして、バルブオーバラップ量が負になっているときと、バルブオーバラップ量が負になっていないときとでは、算出される上記推定温度Tが異なるように当該推定温度Tを算出するようにしている。より詳細には、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、算出される推定温度Tがより高くなるようにしている。これによりバルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度Tが算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときに算出される同推定温度Tについてその精度が向上するようになる。そのため、触媒70の過熱判定の精度も向上し、同触媒70の過熱を抑制する上記抑制処理も適切に行われるようになる。従って、バルブオーバラップ量が負の状態になることのあるエンジン1において、触媒70の過熱を適切に抑えることができるようになる。
(2)機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づいて上記推定温度Tを算出するようにしている。より詳細には、機関回転速度NEや機関負荷率KLが高いときほど、推定温度Tが高くなるようにこれを算出するようにしており、同推定温度Tを適切に算出することができる。
(3)上記抑制処理として、インジェクタ16から噴射される燃料噴射量を、機関運転状態に基づいて設定される増量値Dにて補正するようにしている。そして、バルブオーバラップ量が負になっており、排気温度が高くなる傾向にあるときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、上記増量値Dが大きくされるようにしている。そのため、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の過熱を適切に抑制することができるようになる。
(4)排気バルブ18のバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように同排気バルブ18の閉弁時期は設定されており、エンジン1の始動時やアイドル運転時においては、排気バルブ18のバルブタイミングが上記最進角位置となるように排気側可変動弁機構60bを駆動するようにしている。これにより、エンジン1の始動時やアイドル運転時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされ、そうした低回転低負荷時においては、吸気ポート12の壁面に付着した燃料の霧化や微粒化を促進させることができる。
また、排気側可変動弁機構60bの制御異常時にも、排気バルブ18のバルブタイミングが上記最進角位置となるように排気側可変動弁機構60bを駆動するようにしている。これにより、そうした制御異常時における排気バルブ18のバルブタイミングの不安定化が抑えられるようになる。ここで、上記制御異常時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされるのであるが、同制御異常は、機関回転速度NEや機関負荷率KLの状態に関係なく発生する可能性がある。そのため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生し、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、上述したように圧縮端温度が上昇して触媒70の過熱を招くおそれがある。この点、本実施形態によれば、そのようにしてバルブオーバラップ量が負の状態になることのあるエンジン1において、触媒70の過熱を適切に抑えることができるようになる。
(5)バルブオーバラップ量が負の状態にされているときには、圧縮端温度の上昇に起因するノッキングの発生を抑えるために、バルブオーバラップ量が負の状態にされていないときと比較して、点火時期を遅角側に補正するようにしている。この点火時期の遅角側への補正を、上記ノッキング制御の実行を通じて行うようにしている。従って、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときの点火時期の遅角補正量を、ノッキングの発生状況に対応させて適切に設定することができるようになる。
(第2実施形態)
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第2実施形態について、図8及び図9に基づいて説明する。
(第2実施形態)
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第2実施形態について、図8及び図9に基づいて説明する。
上記第1実施形態の過熱抑制制御では、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づいて燃料噴射量の増量値Dを設定するようにした。これに対して、本実施形態の過熱抑制制御では、上述した触媒70の推定温度Tに基づいて増量値Dを設定するようにしており、この点以外は、基本的に第1実施形態と同様である。そこで以下では、その相違点を中心に、本実施形態で実施される過熱抑制制御を説明する。
図8に、本実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示す。なお、この処理も制御装置80によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。
そして、排気側フェイルフラグFexが「OFF」にされており、排気側可変動弁機構60bの制御が正常に行われている場合には(S100:NO)、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第1温度マップTmap1を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S110)。
一方、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされている場合には(S100:YES)、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
そして、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第2温度マップTmap2を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S140)。
そして、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第2温度マップTmap2を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S140)。
上記ステップS110またはステップS140にて推定温度Tが算出されると、その推定温度Tが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S120)。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S120:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
一方、推定温度Tが過熱判定値α以上となっている場合には(S120:YES)、触媒70が過熱状態にあると判断され、次に推定温度Tに基づき、制御装置80のROMに記憶された1次元マップである第3増量マップDmap3を参照して燃料噴射量の増量値Dが算出される(S200)。この第3増量マップDmap3は、図9に示すように、推定温度Tが高くなるほど増量値Dが大きくなるように設定されている。このようにして増量値Dが算出されると、本処理は一旦終了される。
そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Dの分だけ増量補正される。
このように、触媒70の過熱が判定されたときには、燃料噴射量が触媒70の推定温度Tに基づいて増量補正されることにより排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒70の過熱を抑制することができる。ここで、バルブオーバラップ量が負となっているときには上記第2温度マップTmap2を用いて推定温度Tが算出され、バルブオーバラップ量が負になっていないときには、上記第1温度マップTmap1を用いて推定温度Tが算出される。これにより、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒70の推定温度Tがより高くなるように算出され、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の温度についてその推定精度が向上する。従って、その推定温度Tに基づいて設定される増量値Dも適切に設定される。より具体的には、同一の機関回転速度NE及び機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒70の推定温度Tがより高くなるように算出される。従って、同一の機関回転速度NE及び機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、増量値Dがより大きくされ、同増量値Dは適切に設定される。このように、本実施形態によっても、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の過熱を適切に抑制することができるようになる。
(第3実施形態)
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第3実施形態について、図10及び図11に基づいて説明する。
このように、触媒70の過熱が判定されたときには、燃料噴射量が触媒70の推定温度Tに基づいて増量補正されることにより排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒70の過熱を抑制することができる。ここで、バルブオーバラップ量が負となっているときには上記第2温度マップTmap2を用いて推定温度Tが算出され、バルブオーバラップ量が負になっていないときには、上記第1温度マップTmap1を用いて推定温度Tが算出される。これにより、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒70の推定温度Tがより高くなるように算出され、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の温度についてその推定精度が向上する。従って、その推定温度Tに基づいて設定される増量値Dも適切に設定される。より具体的には、同一の機関回転速度NE及び機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒70の推定温度Tがより高くなるように算出される。従って、同一の機関回転速度NE及び機関負荷率KLであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、増量値Dがより大きくされ、同増量値Dは適切に設定される。このように、本実施形態によっても、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒70の過熱を適切に抑制することができるようになる。
(第3実施形態)
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第3実施形態について、図10及び図11に基づいて説明する。
上記第1実施形態では、触媒70の過熱を抑制する抑制処理として、燃料噴射量の増量補正を行うようにした。これに対し、本実施形態では、バルブオーバラップ量が負になっていないときの抑制処理としては、燃料噴射量の増量補正を行い、バルブオーバラップ量が負になっているときの抑制処理としては、吸気バルブ17のバルブタイミングを進角側に変更するようにしており、この点以外は、基本的に第1実施形態と同様である。そこで以下では、その相違点を中心に、本実施形態で実施される過熱抑制制御を説明する。
図10に、本実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示す。なお、この処理も制御装置80によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているか否かが判定される(S100)。
そして、排気側フェイルフラグFexが「OFF」にされており、排気側可変動弁機構60bの制御が正常に行われている場合には(S100:NO)、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第1温度マップTmap1を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S110)。
次に、ステップS110で算出された推定温度Tが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S120)。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S120:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
一方、推定温度Tが上記過熱判定値α以上となっている場合には(S120:YES)、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第1増量マップDmap1を参照して燃料噴射量の増量値Dが算出されて(S130)、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Dの分だけ増量補正されることにより、触媒70の過熱が抑制される。
他方、上記ステップS100にて、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされている場合には(S100:YES)、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
そして、機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づき、上述した第2温度マップTmap2を参照して触媒70の推定温度Tが算出される(S140)。
次に、ステップS140で算出された推定温度Tが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S150)。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S150:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
次に、ステップS140で算出された推定温度Tが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される(S150)。そして、推定温度Tが過熱判定値α未満である場合には(S150:NO)、触媒70は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
一方、推定温度Tが上記過熱判定値α以上となっている場合には(S150:YES)、触媒70が過熱状態にあると判断され、吸気バルブ17のバルブタイミングが進角側に変更される(S300)。このステップS300では、吸気バルブ17の開弁時期が排気バルブ18の閉弁時期よりも進角側の時期となるように上記目標吸気バルブタイミングInVTTが設定され、上記実吸気バルブタイミングInVTRが目標吸気バルブタイミングInVTTとなるように上記吸気側可変動弁機構60aが駆動される。そして、本処理は一旦終了される。
このように、上記過熱抑制制御によれば、排気側フェイルフラグFexが「ON」にされているとき、すなわちバルブオーバラップ量が負となっているときに触媒70が過熱状態にあると判定されたときには、図11に示すように、吸気バルブ17の開弁時期が排気バルブ18の閉弁時期よりも進角側の時期となるように変更される。これによりバルブオーバラップ量が負になっている状態は解消される。こうしてバルブオーバラップ量が負ではない状態にされることにより、圧縮端温度が低下してノッキングは発生しにくくなり、点火時期は進角側に変更されやすくなる。このように点火時期が進角側に変更されると排気温度は低下するため、本実施形態においても、触媒70の過熱を適切に抑制することができるようになる。
尚、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・機関負荷率KLを他のパラメータ、例えば基本燃料噴射量やアクセルペダル52の操作量、あるいはスロットルバルブ53の開度などに基づいて算出するようにしてもよい。
・機関負荷率KLを他のパラメータ、例えば基本燃料噴射量やアクセルペダル52の操作量、あるいはスロットルバルブ53の開度などに基づいて算出するようにしてもよい。
・触媒70の推定温度Tを機関回転速度NE及び機関負荷率KLに基づいて算出するようにしたが、機関運転状態に関連する他のパラメータに基づいて同推定温度Tを算出するようにしてもよい。例えば、排気温度を検出する排気温度センサを排気通路15に設け、その検出される排気温度に基づいて触媒70の推定温度Tを算出するようにしてもよい。
・推定温度Tや増量値Dを、マップを用いて算出するようにしたが、適宜の関係式を用いて算出するようにしてもよい。
・バルブオーバラップ量が負の状態になっているか否かを排気側フェイルフラグFexの値に基づいて判定するようにしたが、実オーバラップ量OLRや目標オーバラップ量OLTに基づいてそうした判定を行うようにしてもよい。
・バルブオーバラップ量が負の状態になっているか否かを排気側フェイルフラグFexの値に基づいて判定するようにしたが、実オーバラップ量OLRや目標オーバラップ量OLTに基づいてそうした判定を行うようにしてもよい。
・第3実施形態において、バルブオーバラップ量が負となっているときに触媒70が過熱状態にあると判定されたときには、ステップS300の処理を行うとともに、同ステップS300の実行による排気温度の低下分を考慮しつつ、燃料噴射量の増量補正を行うようにしてもよい。
・吸気側可変動弁機構60aを備えておらず、吸気バルブ17のバルブタイミングが固定とされた内燃機関であっても、排気行程の途中で排気バルブ18が閉弁され、その後、吸気バルブ17が開弁される場合には、排気バルブ18の閉弁時期と吸気バルブ17の開弁時期との間に双方のバルブが閉じた期間が生じ、バルブオーバラップ量は負になる。従って、そのように吸気バルブ17のバルブタイミングが固定とされた内燃機関においても第1及び第2実施形態を適用することにより、各実施形態に準ずる作用効果を得ることができる。
・上記各実施形態では、バルブオーバラップ量が負になっているときの点火時期の遅角側への補正を、上記ノッキング制御の実行を通じて行うようにしたが、この他の態様にて、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。例えば、バルブオーバラップ量が負になっているときには、点火時期を予め設定された補正量の分だけ遅角側に変更するようにしてもよい。この場合にも、バルブオーバラップ量が負の状態にされて圧縮端温度が上昇することに起因するノッキングの発生を抑えることができる。
・上記エンジン1は、機関の始動時やアイドル運転時、あるいは排気側可変動弁機構の制御異常時においてバルブオーバラップ量が負の状態にされる内燃機関であったが、この他の状態においてバルブオーバラップ量が負の状態にされる内燃機関についても、本発明は同様に適用することができる。
・上記各実施形態における可変動弁機構は、吸気バルブ17や排気バルブ18のバルブタイミングのみを変更する機構であった。この他、例えば、吸気バルブ17や排気バルブ18の最大リフト量とバルブタイミングとを共に変更する可変動弁機構を備える内燃機関にも、本発明は同様に適用することができる。
1…エンジン、2…シリンダブロック、3…シリンダ、4…ピストン、5…クランクシャフト、6…コンロッド、7…シリンダヘッド、8…燃焼室、11…点火プラグ、12…吸気ポート、13…排気ポート、14…吸気通路、15…排気通路、16…インジェクタ、17…吸気バルブ、18…排気バルブ、31…吸気側カムシャフト、32…排気側カムシャフト、33、34…タイミングプーリ、35…タイミングベルト、41…クランク角センサ、42a…カム角センサ、42b…カム角センサ、46…イグナイタ、51…サージタンク、52…アクセルペダル、53…スロットルバルブ、54…スロットル開度センサ、56…エアフロメータ、57…ノックセンサ、60a…吸気側可変動弁機構(IN−VVT機構)、60b…排気側可変動弁機構(EX−VVT機構)、70…触媒、80…制御装置。
Claims (8)
- 排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構と、排気通路に設けられた触媒とを備える内燃機関にあって、前記排気側可変動弁機構の駆動を制御する制御手段と、前記触媒の推定温度に基づき同触媒が過熱状態にあると判定されたときには前記触媒の過熱を抑える抑制処理を実行する抑制手段とを備える内燃機関の制御装置において、
バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、
機関運転状態に基づいて前記推定温度を算出するとともに、その算出に際しては、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで前記推定温度が異なるように当該推定温度を算出する推定手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記推定手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、機関運転状態に基づいて算出される前記推定温度が高くなるように当該推定温度を算出する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記推定手段は、機関回転速度及び機関の負荷率に基づいて前記推定温度を算出する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を機関運転状態に基づいて設定される増量値にて補正するものであり、
バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記燃料噴射量の増量値が大きくされる
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を前記推定温度に基づいて設定される増量値にて補正する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気側可変動弁機構をさらに備え、
前記抑制手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときに算出された前記推定温度に基づいて前記触媒が過熱状態にあると判定されたときには、前記抑制処理として、前記吸気バルブの開弁時期が前記排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように前記吸気側可変動弁機構を駆動する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気バルブのバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように前記排気バルブの閉弁時期は設定されており、
機関の始動時及びアイドル運転時のうちの少なくとも一方の運転時と前記排気側可変動弁機構の制御異常時とにおいては、前記排気バルブのバルブタイミングが前記最進角位置となるように前記排気側可変動弁機構が駆動される
請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記点火時期補正手段による点火時期の遅角側への補正は、ノッキングが検出されたときに点火時期を遅角補正するノッキング制御によって実行される
請求項1〜7のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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JP2007180947A JP2009019521A (ja) | 2007-07-10 | 2007-07-10 | 内燃機関の制御装置 |
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