JP2918697B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP2918697B2
JP2918697B2 JP2405091A JP40509190A JP2918697B2 JP 2918697 B2 JP2918697 B2 JP 2918697B2 JP 2405091 A JP2405091 A JP 2405091A JP 40509190 A JP40509190 A JP 40509190A JP 2918697 B2 JP2918697 B2 JP 2918697B2
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正敏 小路
修 木村
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力領域とそれ以外の
運転領域とで、それぞれ出力重視、燃費重視のエンジン
出力制御を行なうエンジンの制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、エンジンの出力制御を行なう
手段として、例えば特公昭52−35816号公報に示
されているように、エンジンのバルブタイミングを制御
してエンジンの運転状態に応じて出力と燃費の両立を図
つたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、エ
ンジンの運転状態が出力領域にあるときにオートクルー
ズ運転(定速走行)を開始する場合、この定速走行制御
を燃費重視の制御にすると走行シヨツクが発生するとい
う問題がある。即ち、燃費重視の定速走行を、例えば、
吸気弁の閉時期をより遅くすることで行なつた場合に
は、ポンピングロスの低減から燃費は向上するものの出
力が低下することから、出力領域におけるオートクルー
ズオン時に急激なトルク減少が生じ、トルクシヨツクを
招くという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決するための手段として、以下の構成を備える。即
ち、エンジンの運転状態により出力領域では出力重視の
エンジン出力制御を行ない、それ以外の領域では燃費重
視のエンジン出力制御を行う制御手段を備えるエンジン
の制御装置であって、前記制御手段は、出力領域にて運
転中にオートクルーズがオンとなったときは出力重視の
エンジン出力制御から、燃費重視のエンジン出力制御に
変更し、かつ該オートクルーズオフ時のエンジン出力制
御からオートクルーズオンによる燃費重視のエンジン出
力制御への変更速度を、オートクルーズオフ状態のとき
の同出力重視のエンジン出力制御から燃費重視のエンジ
ン出力制御への変更速度に比べて緩慢に行う。
【0005】好ましくは、前記制御手段は、吸気弁を閉
じる時期を変化させるバルブタイミング変更手段であつ
て、燃費重視のエンジン出力制御を行なうときには、出
力重視のエンジン出力制御を行なうときと比較して吸気
弁閉時期を遅くする。
【0006】
【作用】以上の構成において、出力領域での運転時にも
オートクルーズ運転において燃費の向上が図られ、かつ
出力領域でのオートクルーズオフ時からオートクルーズ
オン時への出力制御の変更速度を緩慢にして走行ショッ
クを防ぐように作用する。
【0007】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。図1は、本発明に係る実施
例であるエンジンの制御装置(以下、装置という)の要
部構成の垂直断面図であり、図2は、図1のI―II線に
沿つた断面図である。
【0008】図1、及び図2において、エンジン本体1
には複数のシリンダ2が形成され、シリンダブロツク
3、シリンダヘツド4、及びシリンダヘツドカバー5等
にて構成されている。各シリンダ2ではピストン6が摺
動しており、ピストン6の上方に燃焼室7が形成されて
いる。各燃焼室7には、それぞれ点火プラグ8が装備さ
れ、シリンダヘツド4に形成された2個の吸気ポート
9,10と2個の排気ポート11,12とが開口してお
り、これらのポートが吸気弁13,14、及び排気弁1
5,16により開閉される。吸気ポート9,10は、シ
リンダヘツド4の側端部付近にて互いに連通し、この連
通部17に燃料噴射弁18が装備されている。
【0009】エンジン本体1に対する吸気系には、エア
クリーナ(不図示)からスロツトル弁21を介して空気
を導入するサージタンク22と、このサージタンク22
から吸気ポート9,10の連通部17に接続された分岐
管23が具備されている。吸気弁13,14、及び排気
弁15,16の動弁機構は、シリンダヘツド4上に位置
するクランク軸(不図示)により回転駆動される吸気弁
用カム軸34、及び排気弁用カム軸36にて行なわれ
る。各カム軸には、カム35,37が配設され、可変バ
ルブタイミング機構40により排気弁、あるいは吸気弁
の開閉タイミングを変更させる。
【0010】この可変バルブタイミング機構40による
弁の開閉タイミングは、吸気弁14に対しては、カム軸
34を中心に回転可能な回動部材41が装備され、その
下部にが保持されている。このタペツト部材42は、カ
ム軸34に設けられたカム35と接触する上面42aが
フラツトに、下面42bがカム軸を中心とする円弧面、
もしくは球面状に形成されており、下面42bに吸気弁
14のバルブステム14aの上端が当接している。
【0011】回動部材41の上端突出部43には、カム
軸34と平行な制御ロツド44が貫通し、制御ロツド4
4には制御レバー45が係合している。この制御レバー
45は、制御ロツド44の軸方向と直交する方向に摺動
可能であり、シリンダヘツドバー5の側壁に取付けられ
たアクチユエータ46により作動される。アクチユエー
タ46は、エンジン制御部(ECU)30からの制御信
号を受けて動作する。
【0012】一方、他の吸気弁13も同様な機構を有
し、ECU30の制御により吸気弁14と同じ作動をす
る。上述のアクチユエータ46により制御レバー45、
及び制御ロツド44を介して回動部材41が回動される
と、それに伴いタペツト部材42とカム35との相対位
置が変更されて、吸気弁14の開閉タイミングが変更さ
れる。即ち、回動部材41がカム軸34の回転方向(図
1にて、×で示した方向)と同方向に回動されたときに
は、開閉タイミングは遅らされ、これとは逆方向に回動
されたときには、開閉タイミングが早められる。
【0013】尚、排気弁15,16は、上記吸気弁と同
様な機構を有し、アクチユエータ47がECU30の制
御を受けて排気弁を、吸気弁と同様に作動させるので、
ここではその図示、及び説明を省略する。エアフロメー
タ50での吸入空気量は、吸入空気量信号として、また
ブースト圧センサ(不図示)からのブースト圧、及びエ
ンジン回転数NeもECU30に入力される。さらにE
CU30は、内蔵するメモリ30aに、後述する運転状
態に対応するエンジン制御領域マツプ等を格納する。
【0014】次に、本実施例の装置におけるエンジンの
出力制御について詳細に説明する。図3は、本実施例に
係るエンジンのバルブタイミング制御マツプを示す。こ
れは、エンジン回転数Neとエンジン負荷(吸気管圧
力)Pbとの相互関係から決まる運転状態を示すもの
で、後述するように吸気弁、及び排気弁のバルブタイミ
ングを変化させることで各運転状態を実現する。
【0015】図4は、本実施例に係る装置における可変
バルブタイミング機構による排気弁、及び吸気弁のバル
ブのタイミングを示す図である。同図において、左側が
排気弁(Ex.と略記)、右側が吸気弁(In.と略
記)のリフトカーブである。尚、横軸はクランク角を表
わしており、TDCは上死点、BDCは下死点を意味す
る。また、縦軸は弁揚程(リフト量)である。
【0016】上述の如く、回転部材41の回転方向を調
整して排気弁、及び吸気弁の閉タイミングを遅らせるよ
う制御するとポンピングロス低減となり、排気弁、及び
吸気弁は破線にて示したタイミングで動作するので燃費
重視での運転が可能となる。また、実線にて示されるタ
イミングのように閉タイミングを早め、吸入空気充填量
が最大のバルブタイミングにすると出力重視の運転が可
能となる。
【0017】図5は、本実施例における運転領域変更制
御手順を示すフローチヤートである。同図において、E
CU30は、ステツプS1でエンジン回転数Ne、ステ
ツプS2でエンジン負荷として吸気管圧力Pbをそれぞ
れ入力する。そして、ステツプS3では、図3に示し
た、ECU30に内蔵するメモリ30aに格納されたエ
ンジンのバルブタイミング制御マツプに従い、運転領域
が出力領域か、それ以外の領域(燃費領域)かの判定を
行なう。
【0018】ステツプS3での判定がYESであれば、
エンジン出力制御を燃費重視としてステツプS4に進
み、図4の破線にて示すように吸気弁、及び排気弁の閉
タイミングを遅らせる。しかし、ステツプS3での判定
がNOであればエンジン出力制御が出力重視であるとし
てステツプS5に進み、オートクルーズがオンであるか
否かを判定する。ここでの判定がNOであれば、ステツ
プS8に進み、吸気弁、及び排気弁の閉タイミングを早
める出力重視運転を行なう。しかし、ステツプS5での
判定がYESであれば、次のステツプS6で、前回のオ
ートクルーズの状態、即ち、今回の処理で初めてオート
クルーズがオフからオンになつたのかどうかの判定を行
なう。
【0019】前回の処理でもオートクルーズがオンであ
ればステツプS6での判定はYESとなるので、ECU
30は処理をステツプS4に進める。逆に、ステツプS
6の判定がNO、つまり今回の処理で初めてオートクル
ーズがオフからオンになつたときには、エンジン出力制
御を燃費重視の制御に移行させる。即ち、ステツプS7
で、遅延制御としてスロツトルWOTスイツチをオフに
し、バルブタイミングを、エンジン出力制御が出力重視
から燃費重視に移行する状態変更速度を緩慢にして走行
シヨツクを防止するよう制御する。ステツプS7での処
理後は、ステツプS4にて燃費重視での運転、つまり吸
気弁、及び排気弁の閉タイミングを遅らせるバルブタイ
ミング制御を実行する。
【0020】ステツプS9では、ECU13はエンジン
負荷が勾配登坂中等で増大する方向、つまりエンジン負
荷Pbが所定値Pc以上か否かを判定する。ステツプS
9で、エンジン負荷が所定値以上ではないと判定される
か、あるいは所定値以上でも次のステツプS10でオー
トクルーズがオンでなければ、リターンして処理を終え
る。しかし、ステツプS9,S10にてエンジン負荷が
所定値以上で、かつオートクルーズがオンであると判定
されれば、ステツプS11にてスロツトルWOTスイツ
チをオンにし、ステツプS8に進んで運転を燃費領域か
ら出力領域へ戻す。
【0021】図6は、図5のフローチヤートにて示した
運転領域変更制御時におけるバルブタイミング、スロツ
トル開度、そして車速相互の関係を示す図である。図6
において、時刻Aにオートクルーズがオンにされたとす
ると、バルブタイミングは実線にて示すように出力運転
から燃費運転へ遅延時間Tdを持たせて緩慢、かつ直線
的に変化させる。このバルブタイミングの状態変化に伴
いスロツトル開度は徐々に増加し、遅延時間Td経過後
は一定開度に保たれ、車速もオートクルーズとして設定
した速度に保持される。
【0022】一方、出力運転時にオートクルーズがオン
となつたとき、一点鎖線にて示すようにバルブタイミン
グの状態変化に遅延時間を持たせないで制御した場合、
スロツトル開度は、そのバネの影響を受けて振動を起こ
し、車速もわずかに揺れながら、やがて一定値(オート
クルーズ設定速度)に落ち着く。以上説明したように、
本実施例によれば、出力領域にて運転中にオートクルー
ズがオンとなつたとき、燃費領域へのバルブタイミング
状態変化速度を通常の運転時に比べて緩慢にすること
で、状態変化に伴う走行シヨツクを防止することができ
るという効果がある。
【0023】また、バルブタイミング状態変化速度に遅
延を持たせることでスロツトル制御が円滑に進むので、
高速定常走行における燃費を改善することができるとい
う効果がある。以上説明したように、本発明によれば、
高速定常走行での燃費改善を図ると共に、運転領域移行
時の走行シヨツクを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例であるエンジンの制御装置
の要部構成の垂直断面図である。
【図2】図1のI―II線に沿つた断面図である。
【図3】本実施例に係るエンジンのバルブタイミング制
御マツプを示す図である。
【図4】本実施例に係る装置の可変バルブタイミング機
構によるバルブタイミングを示す図である。
【図5】本実施例における運転領域変更制御手順を示す
フローチヤートである。
【図6】運転領域変更制御時におけるバルブタイミン
グ、スロツトル開度、車速の相互の関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 シリンダ 3 シリンダブロツク 4 シリンダヘツド 5 シリンダヘツドカバー 6 ピストン 7 燃焼室 8 点火プラグ 9,10 吸気ポート 11,12 排気ポート 13,14 吸気弁 15,16 排気弁 17 連通部 18 燃料噴射弁 21 スロツトル弁 22 サージタンク 23 分岐管 30 エンジン制御部(ECU) 34 吸気弁用カム軸 36 排気弁用カム軸 35,37 カム 40 可変バルブタイミング機構 41 回動部材 42 タペツト部材 44 制御ロツド 45 制御レバー 46 アクチユエータ 50 エアフロメータ
フロントページの続き (72)発明者 田中 和明 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−285138(JP,A) 特開 平1−178753(JP,A) 特開 平2−92738(JP,A) 特開 平4−54230(JP,A) 特公 平6−39215(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 13/02 - 45/00 B60K 31/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの運転状態により出力領域では
    出力重視のエンジン出力制御を行ない、それ以外の領域
    では燃費重視のエンジン出力制御を行う制御手段を備え
    るエンジンの制御装置であって、 前記制御手段は、出力領域にて運転中にオートクルーズ
    がオンとなったときは出力重視のエンジン出力制御か
    ら、燃費重視のエンジン出力制御に変更し、かつ該オー
    トクルーズオフ時のエンジン出力制御からオートクルー
    ズオンによる燃費重視のエンジン出力制御への変更速度
    を、オートクルーズオフ状態のときの同出力重視のエン
    ジン出力制御から燃費重視のエンジン出力制御への変更
    速度に比べて緩慢に行うことを特徴とするエンジンの制
    御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、吸気弁を閉じる時期を
    変化させるバルブタイミング変更手段であって、燃費重
    視のエンジン出力制御を行なうときには、出力重視のエ
    ンジン出力制御を行なうときと比較して吸気弁閉時期を
    遅くすることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの
    制御装置。
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