JP3932712B2

JP3932712B2 - エンジンの吸気制御装置

Info

Publication number: JP3932712B2
Application number: JP00528099A
Authority: JP
Inventors: 武昭小幡; 伸孝高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: EP1020625A2; EP1020625B1; EP1020625A3; DE60009177D1; DE60009177T2; JP2000204981A; US6263857B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの吸気制御装置に関し、詳しくは、吸気弁の開閉時期を制御することによってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するよう構成された車両用エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平９−２５６８２３号公報に開示されるように、エンジンの吸排気弁を電磁力により駆動し、吸排気弁の開閉時期を可変とする動弁機構があった。
【０００３】
このような動弁機構を備えたエンジンでは、吸気絞り弁を備えないか、又は、吸気絞り弁を備える場合であっても吸気絞りを極力小さくして、吸気通路内圧力を大気圧に近い状態とし、吸気弁の開弁期間で吸入空気量の制御を行なうことによって、吸気絞り弁で吸入空気量制御を行なうエンジンと比較して吸気損失（ポンピングロス）を低減することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように吸気通路内圧力を大気圧に近い状態とし、吸気弁の開弁期間で吸入空気量の制御を行なうエンジンの場合、排気行程及び吸気行程でのエンジンのマイナス仕事（ポンピングロス）が減少するために、吸気絞り弁で吸入空気量制御を行なうことで吸気通路内圧力が比較的小さい（負圧が大きい）状態で運転されるエンジンと比較した場合に、減速状態においてエンジンブレーキが小さく減速感が弱いという問題があった。
【０００５】
エンジンブレーキを大きくし減速感を確保するためにエンジンのマイナス仕事を増やすには、吸気絞り弁を絞って吸気通路内圧力を小さくするか（負圧を大きくするか）、又は、吸気弁の開弁期間を極力小さくする（吸気弁の閉時期を最大限に早める）ようにすれば良い。
【０００６】
ところが、吸気弁の閉時期を早めてエンジンのマイナス仕事を増やす構成とした場合、ピストンの下死点近傍での気筒内圧力が過度に小さくなり、潤滑油の燃焼室内への吸い上げ量が増大してしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、吸気絞り弁を絞って吸気通路内圧力を小さくしてエンジンのマイナス仕事を増やす構成とする場合も、吸気通路内圧力の変化に応じて吸気弁の閉時期を定めないと、減速時にピストンの下死点近傍での気筒内圧力が過度に小さくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、吸気弁の開期間で吸入空気量を制御するよう構成されたエンジンの吸気制御装置において、マイナス駆動力が要求される減速時等において、燃焼室内へのオイルの吸い上げ量を概ね許容量以下とし、かつ、目標吸入空気量を確保しながら、エンジンのマイナス仕事を大きくしてマイナス駆動力（エンジンブレーキ力）を大きくすることができるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明に係るエンジンの吸気制御装置は、図１に示すように構成される。
【００１０】
図１において、目標吸気通路内圧力設定手段は、運転条件に応じてエンジンの目標吸気通路内圧力を設定する。
目標吸入空気量設定手段は、運転条件に応じてエンジンの目標吸入空気量を設定する。
【００１１】
ここで、目標開度設定手段は、前記目標吸気通路内圧力と前記目標吸入空気量とに基づいて吸気絞り弁の目標開度を設定し、吸気絞り弁駆動手段は、前記目標開度に基づいて前記吸気絞り弁を開閉駆動する。
【００１２】
一方、吸気通路内圧力検出手段は、エンジンの吸気通路内圧力を検出する。そして、目標開閉時期設定手段は、前記検出された吸気通路内圧力と前記目標吸入空気量とに基づいて吸気弁の目標開閉時期を設定し、吸気弁駆動手段は、前記目標開閉時期に基づいて前記吸気弁の開閉時期を制御する。ここで、前記目標開度設定手段は、前記目標吸気通路内圧力を得るための要求開度を設定すると共に、前記吸気弁の開閉時期を予め定めた最大作動角相当に固定したときに前記目標吸入空気量を得るための要求開度との大きい方を、最終的な目標開度として設定する。
【００１３】
かかる構成によると、そのときの吸気通路内圧力が検出され、この吸気通路内圧力の状態で目標吸入空気量を得るべく吸気弁の開閉時期が制御される。尚、前記吸気通路内圧力の検出には、センサを用いた直接的な検出の他、例えば目標吸気通路内圧力に対して遅れ補正を施して実際の吸気通路内圧力を推定する構成を含むものとする。
【００１４】
一方、エンジンに備えられた吸気絞り弁が、目標吸気通路内圧力と目標吸入空気量とに基づいて開閉駆動されるが、目標吸気通路内圧力を得るための要求開度よりも、吸気弁の開閉時期を予め定めた最大作動角相当に固定したときに目標吸入空気量を得るための要求開度の方が大きい場合には、目標吸気通路内圧力において吸気弁の開閉時期を最大作動角にしても目標吸入空気量に制御できず、吸気絞り弁をより開いて吸気通路内圧力を高める必要がある場合であるため、前記要求開度の大きい方を選択して、目標吸気通路内圧力より目標吸入空気量の実現を優先して吸気絞り弁の目標開度を決定する。請求項２記載の発明では、前記目標吸気通路内圧力設定手段が、減速要求時又は減速要求の発生が予測される状態において目標吸気通路内圧力をより小さい値に設定する構成とした。
【００１５】
かかる構成によると、減速時にはエンジンブレーキ力を確保できるようにすることが望まれる一方、減速以外では、ポンピングロスをなるべく小さくすることが望まれるので、減速要求時又は減速要求の発生が予測される状態では、エンジンブレーキ力を確保すべく目標吸気通路内圧力として比較的小さい値を設定し、それ以外の状態では、目標吸気通路内圧力として比較的大きな値（大気圧により近い値）を設定する。
【００１６】
請求項３記載の発明では、前記目標吸気通路内圧力設定手段が、前記減速要求の発生の予測を、車両が走行する道路状況に基づいて行なう構成とした。
かかる構成によると、例えばカーブや下り坂や渋滞などが進路上にあれば減速要求の発生が予測されることになるので、上記のような道路状況を示す各種の情報に基づいて減速要求の発生の予測を行なう。尚、道路状況の把握には、ナビゲーション装置による道路形状の情報や、路車間通信システムによる渋滞・道路形状の情報などを用いることができる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記目標吸入空気量設定手段が、所定の下限値以上に制限して前記目標吸入空気量を設定する構成とした。
かかる構成によると、目標吸入空気量が少なく吸気弁の開時期が早くなると、ピストン下死点における気筒内圧力が過度に小さくなり、燃焼室内への潤滑油の吸い上げ量が多くなるので、前記吸い上げ量を許容範囲内に抑制すべく、目標吸入空気量を下限値以上に制限する。
【００１８】
請求項５記載の発明では、前記目標吸入空気量設定手段が、減速時の要求空気量を含んで目標吸入空気量を設定する構成とした。
かかる構成によると、減速時、即ち、減速燃料カットから燃料供給が再開されるときにショックが発生しないような要求空気量が確保できるように、例えばアクセル開度等に応じて設定される基本の目標吸入空気量に対して、前記要求空気量を加算して最終的な目標吸入空気量が設定されるようにする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、マイナス駆動力が要求される減速時等において、燃焼室内へのオイルの吸い上げ量を概ね許容量以下とし、かつ、目標吸入空気量を確保しながら、エンジンのマイナス仕事を大きくしてマイナス駆動力（エンジンブレーキ力）を大きくすることができるという効果がある。
【００２２】
請求項２記載の発明によると、減速時にエンジンブレーキ力を確保すべく吸気通路内圧を小さく制御する一方、通常時には吸気通路内圧を大気圧付近に制御してポンピングロスを低減することが可能になるという効果がある。
【００２３】
請求項３記載の発明によると、カーブや下り坂が進路上にある時に運転者の減速操作を待たずに予めエンジンブレーキ力を確保できる吸気通路内圧の状態にしておくことができるという効果がある。
【００２４】
請求項４記載の発明によると、吸気弁の閉時期が過度に早くなって、ピストンの下死点における気筒内圧が過剰に小さくなり、燃焼室内への潤滑油の吸い上げ量が大幅に増大することを未然に回避できるという効果がある。
【００２５】
請求項５記載の発明によると、減速時の吸入空気量を適正量に制御でき、例えば、減速燃料カット状態からの燃料供給再開時にショックが発生することを防止できるという効果がある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図２は、実施の形態における車両用エンジンのシステム構成を示した図である。
【００２８】
この図２において、エンジン１０１には、吸気ダクト１０２、吸気コレクタ１０３、吸気マニホールド１０４を介して空気が吸引される。
前記吸気ダクト１０２には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１０５が設けられると共に、電子制御式吸気絞り弁１０６が介装されている。吸気マニホールド１０４の各ブランチ部には、燃料噴射弁１０７が設けられている。
【００２９】
各気筒に設けられる吸気弁１０８及び排気弁１０９は、図３に示すような電磁駆動式のアクチュエータにより駆動される。
各気筒の燃焼室には、点火栓１１０が設けられており、該点火栓１１０による火花着火により燃焼した排気は、前記排気弁１０９を介して排出され、排気マニホールド１１１によって導出される。前記排気マニホールド１１１の集合部には、空燃比センサ１１２が設けられ、排気中の酸素濃度を介して排気空燃比を検出する。
【００３０】
ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１１３は、前記電子制御式吸気絞り弁１０６、燃料噴射弁１０７、点火栓１１０、及び、図３に示す吸排気弁１０８、１０９の電磁駆動式アクチュエータに駆動信号を出力する一方、前記エアフローメータ１０５、空燃比センサ１１２からの検出信号を入力する。また、前記ＥＣＵ１１３には、クランク角センサ１１４、水温センサ１１５、吸気温センサ１１６、アクセル操作量センサ１１７、車速センサ１１８からの検出信号が入力される。
【００３１】
次に、図３に示した吸排気弁１０８、１０９の電磁駆動式アクチュエータについて説明する。
図３において、吸排気弁２０２（吸気弁１０８又は排気弁１０９）は、シリンダヘッド２０１に対して摺動可能に支持されている。吸排気弁２０２の軸部には、バルブリテーナ２０３が固定されている。バルブリテーナ２０３とシリンダヘッド２０１の間には、バルブスプリング２０４が圧縮されて装着されており、これにより吸排気弁２０２はシリンダヘッド２０１のポート２０１ａを閉じる方向（閉弁方向）に付勢されることになる。
【００３２】
シリンダヘッド２０１には装置の筐体部材２０５，２０６，２０７が固定されており、筐体内には電磁石２０８，２０９が設けられている。電磁石２０８，２０９は、直接筐体部材２０６，２０７に固定されて設置されている。また、電磁石２０８，２０９には、それぞれ電気コイル２０８ａ，２０９ａが設けられており、駆動回路により各電気コイルに電流が流されることで、電磁石２０８，２０９の吸引面２０８ｂ，２０９ｂが吸引力を発生することになる。
【００３３】
電磁石２０８，２０９の中心部には、シャフト２１０が摺動可能に設置されており、該シャフト２１０の中間部分には、電磁石２０８の吸引面２０８ｂと電磁石２０９の吸引面２０９ｂとの間に、磁性体からなる可動板２１１が固定されている。これにより、電磁石２０８，２０９の何れに対して通電させるかにより、前記可動板２１１をシャフト２１０と一体に図で上下方向に駆動し得る構成となっている。
【００３４】
また、シャフト２１０のシリンダヘッド２０１と反対側の端部にはスプリングシート２１４が固定されており、筐体に固定されたスプリングカバー２１６との間に圧縮されて設置された開弁スプリング２１５の作用により、シャフト２１０は開弁方向（図の下向き）に付勢されている。
【００３５】
シャフト２１０は、吸排気弁２０２の軸部と同軸上に設けられており、シャフト２１０のシリンダヘッド側の端部は、吸排気弁２０２の軸の頂面２０２ａと対向している。そのため、シャフト２１０に開弁方向（図の下向き）の力が作用した場合には、シャフト２１０が吸排気弁２０２を押し、吸排気弁２０２を開弁することになり、逆にシャフト２１０が閉弁方向（図の上向き）に移動した場合には、吸排気弁２０２はポート２０１ａを塞くまで閉弁方向に変位することになる。
【００３６】
このようにして、電磁石２０８，２０９の吸引動作により、バルブの開閉を可能にしている。変位センサ２１７は、シャフト２１０の変位を計測するセンサであり、例えばポテンショメータを使用してシャフト２１０の変位を検出する。
【００３７】
以下に、本実施の形態における吸入空気量の制御法を、マイクロコンピュータで実行されるプログラムを示すフローチャート等の図面に基づいて説明する。
図４は吸入空気量の制御の全体を示すフローチャートであり、例えば、１０msec毎に実行される。
【００３８】
Ｓ５０１（目標吸気通路内圧力設定手段）では、目標吸気管内圧力(目標吸気路内圧力)を設定し、Ｓ５０２（目標吸入空気量設定手段）では、目標吸入空気量を設定し、Ｓ５０３では、前記目標吸気管内圧力及び目標吸入空気量に基づいて吸気絞り弁開度を算出する。
【００３９】
また、Ｓ５０４（吸気通路内圧力検出手段）では、吸気管内圧力を検出し、Ｓ５０５（目標開閉時期設定手段）では、Ｓ５０４で検出した吸気管内圧力及び前記目標吸入空気量に基づいて吸気弁１０８の開閉時期を算出して処理を終了する。
【００４０】
図５は、前述の図４において目標吸気管内圧力を設定するＳ５０１（目標吸気通路内圧力設定手段）での処理内容を詳細に示したフローチャートである。
Ｓ６０１ではアクセル操作量を読み込み、Ｓ６０２では車速を読み込む。そして、Ｓ６０３では、アクセル操作量と車速に基づいて減速状態であるか否かを判別する。具体的には、アクセル操作量が所定値以下であり、かつ、車速が所定速度を越える状態を減速状態であると判断する。
【００４１】
Ｓ６０３でマイナスの駆動力を必要とする減速状態（減速要求時）であると判断された場合には、Ｓ６０４へ進み、目標吸気管内圧力を例えば−５００mmＨｇなどの比較的小さい圧力（比較的大きな負圧）となるように設定する。一方、Ｓ６０３において減速状態ではないと判断された場合には、Ｓ６０５において目標吸気管内圧力を例えば−５０mmＨｇなどの大気圧に近い大きな値に設定する。
【００４２】
尚、上記ではアクセル操作量に基づいて運転者の減速要求(エンジンブレーキを必要としている状態)を判断する構成としたが、アクセル操作量と共に、又は、アクセル操作量に代えてブレーキ操作の有無を判断させるようにしても良い。
【００４３】
更に、車両にナビゲーション装置を搭載して、該ナビゲーション装置の地図情報に基づいて進路上にカーブや下り坂などがあることを検出した場合に、減速要求の発生を予測し、目標吸気管内圧力を小さく設定することを行なっても良く、また、路車間通信システム（ＶＩＣＳ）の情報に基づいて進路上にカーブや下り坂などがあるかの知り、また、減速要求が発生する状況として渋滞状況を検知して、目標吸気管内圧力を小さく設定することを行なっても良い。
【００４４】
また、特開平８−８２３６５号公報に開示されるように、降坂時に手動シフトダウンしたことをナビゲーション装置で検出される走行位置の情報と共に学習記憶し、手動シフトダウンされた走行位置を再び通過する際に、自動的にシフトダウンさせる構成において、手動シフトダウンを学習した結果としての自動的なシフトダウンを減速要求として判断し、目標吸気管内圧力を小さく設定するようにしても良い。
【００４５】
以下に前記手動シフトダウンした走行位置の学習を図６のフローチャートに従って詳細に説明する。
Ｓ３１では、以前の手動シフトダウン時と同一の状態であるか否か、即ち、アクセル操作量ＴＶＯが０で、車両の走行位置，ギヤポジション，車速の変化量ΔＶＳＰが同一の学習情報をメモリから検索する。
【００４６】
ここで、車速の変化量ΔＶＳＰが同一であることを条件としたのは、降坂時にエンジンブレーキを効かせるために運転者が手動でシフトダウンするまでのアクセル操作量は略０であるので、車速ＶＳＰの一階差分は同一の場所であれば、運転者によらずに所定の正の値となるからである。
【００４７】
以前のシフトダウン時と同一でないと判断された場合、Ｓ３２へ進み、運転者が手動選択したレンジの変化がシフトダウン方向であるか否かを判断する。そして、シフトダウン方向でない場合には本ルーチンを終了させ、シフトダウンである場合には、Ｓ３３へ進み、手動のシフトダウン前後のギヤポジションを記憶する。
【００４８】
次にそのときのアクセル操作量が０であるか否かをＳ３４において判断し、０でないと判断された場合には本ルーチンを終了させ、０であれば、Ｓ３５へ進んで車速変化量ΔＶＳＰが正の値になっているか否かを判別する。
【００４９】
車速変化量ΔＶＳＰが正の値でない場合には本ルーチンを終了させ、正の値であるときにはＳ３６へ進み、ナビゲーション装置によって測位された車両の現在の走行位置（走行方向を含む）をメモリに記憶させる。
【００５０】
次にＳ３７では、Ｓ３６で記憶された車両の走行位置，そのときの車速変化量ΔＶＳＰ及び前記記憶されたギヤポジションを、運転者が新たに減速即ちシフトダウンを要求した場所としてメモリに記憶し、このルーチンを終了させる。
【００５１】
上記の学習記憶させた結果は、同じ走行位置を通過するときに読み出され、アクセル操作量が０で、かつ、ギヤポジション及び車速変化量ΔＶＳＰの条件が学習時の条件と同じであれば、手動シフトダウンされたパターンと同じパターンで自動シフトダウンを行なわせる。
【００５２】
そして、この自動シフトダウン時に、減速要求時であると判断して前記目標吸気管内圧力を小さく設定すれば良い。
一方、Ｓ３１で以前の手動シフトダウン時と同一の状態であると判断された場合は、Ｓ３８へ進み、前記手動シフトダウンを学習した結果に基づいて自動シフトダウンさせる前に車両が減速されたか否かを、セレクトレバーがシフトダウン方向に操作されるか、ブレーキ操作が行なわれたか否かに基づいて判断する。自動シフトダウン前に減速操作が行なわれた場合には、Ｓ３９へ進み、自動シフトダウンさせる位置をより前に修正する。
【００５３】
Ｓ３８で自動シフトダウン前に減速されなかったと判断されたときには、Ｓ４０へ進み、自動シフトダウン後に車両が加速したか否かを判別し、加速されたときには自動シフトダウンさせる位置を後に修正する。
【００５４】
図７は、前述の図４において目標吸入空気量の算出を行なうＳ５０２（目標吸入空気量設定手段）での処理内容を詳細に示したフローチャートである。
まず、Ｓ７０１においてアイドル保持空気流量を読み込む。
【００５５】
このアイドル保持空気流量は、減速時に燃料噴射を停止した場合の空気流量、すなわち、燃料噴射を再開した際にショック等が発生しないようなエンジン出力が得られる空気流量を含んで設定される。
【００５６】
Ｓ７０２では、前記アイドル保持空気流量に対して、ソニック流状態でのスロットル通過流量とスロットル開口面積の関係を表わす係数を乗算してアイドル保持空気流量分のスロットル開口面積Ａｉを求める。
【００５７】
Ｓ７０３では、アクセル操作量を読み込み、Ｓ７０４では、アクセル操作量をスロットル開口面積に変換するマップから運転者要求出力分スロットル開口面積Ａａを算出する。
【００５８】
Ｓ７０５では、アイドル分スロットル開口面積Ａｉとアクセル分スロットル開口面積Ａａとからスロットル開口面積Ａを求める。
Ｓ７０６では、スロットル開口面積Ａ、エンジン回転速度Ｎｅ、排気量Ｖを用いてスロットル開口面積Ａを回転速度Ｎｅと排気量Ｖで除算した値Ａ／（Ｎｅ・Ｖ）を算出する。
【００５９】
Ｓ７０７では、目標吸入空気量に相当する目標体積流量比（行程容積に対する新気量の標準状態での体積）のマップを検索し、前記Ａ／（Ｎｅ・Ｖ）に相当する目標体積流量比ｔＱＨ０を算出する。ここで、目標体積流量比のマップは、例えば吸気弁１０８の開時期ＩＶＯを上死点、閉時期ＩＶＣを下死点とした場合の機械駆動式吸排気弁を有するエンジンに相当する特性として設定されている。
【００６０】
Ｓ７０８では、燃焼室内へのオイル吸い上げ量が概ね所定範囲内になるような吸入空気量の下限値ＱＨ０ｍｉｎを算出し、前記Ｓ７０７で求めた目標体積流量比ｔＱＨ０が、前記下限値ＱＨ０ｍｉｎよりも小さい場合には、目標体積流量比ｔＱＨ０に前記下限値ＱＨ０ｍｉｎをセットする。
【００６１】
前記燃焼室内へのオイルの吸い上げ量は、気筒内圧力によって決定され、下死点における最小気筒内圧は吸入空気量で決まるので、前記下限値ＱＨ０ｍｉｎは、例えば下死点における気筒内の圧力が許容最小値となる吸入空気量として設定される。ここで、エンジン回転速度によって吸気膨張行程の時間が異なるので、回転速度Ｎｅに基づいて下限値ＱＨ０ｍｉｎをマップ検索することによって算出している。
【００６２】
図８は、前述の図４において目標絞り弁開度の算出を行うＳ５０３（目標開度設定手段）における処理内容を詳細に示したフローチャートである。
Ｓ８０１では、目標体積流量比ｔＱＨ０を読み込み、Ｓ８０２では、目標吸気管内圧力ｔＰｍａｎを読み込む。
【００６３】
次にＳ８０３〜Ｓ８０８での演算を、図９を用いて説明する。
吸気管内圧力を一定とした場合、吸気絞り弁開口面積Ａを回転速度Ｎｅと排気量Ｖで除算した値Ａ／（Ｎｅ・Ｖ）と体積流量比ＱＨ０は比例関係となり、図９に直線で示される関係となる。ここで、吸気管内圧力が目標値となるように絞り弁開口面積Ａを求めることになるが、その吸気管内圧力の状態で吸気弁の開閉時期を制御して吸入できる空気量には限界（ＱＨＯｍａｘ）があるため、限界以上の要求空気量に対しては、吸気弁の閉時期ＩＶＣを下死点ＢＤＣ固定とし、吸気管内圧力を目標よりも高くして対応する。
【００６４】
これを行うため、Ｓ８０３では、図９の直線の傾き（吸気管内圧力が一定時のＡ／（Ｎｅ・Ｖ）とＱＨ０との比率）を、そのときの目標吸気管内圧力に基づき予め定めたマップを参照して算出する。
【００６５】
Ｓ８０４では、目標体積流量比ＱＨ０に前記の傾きを乗算して、目標吸気管内圧力におけるＡ／（Ｎｅ・Ｖ）を算出し、これをＡＮＶｅにセットする。
一方、Ｓ８０５では，吸気弁閉時期ＩＶＣを下死点ＢＤＣ固定とした場合のＡ／（Ｎｅ・Ｖ）を、図９の曲線で示したデータをマップとして持たせて算出し、これをＡＮＶｍにセットする。
【００６６】
Ｓ８０６では、前記ＡＮＶｅとＡＮＶｍの大小を比較して、Ｓ８０７又はＳ８０８においてその値の大きい方に対してエンジン回転速度Ｎｅと排気量Ｖを乗算して目標絞り弁開口面積Ａｔを算出する。
【００６７】
Ｓ８０９では、目標絞り弁開口面積Ａｔを目標絞り弁開度に変換するマップを検索し、目標絞り弁開度を算出する。吸気絞り弁駆動手段としての機能を有するＥＣＵ１１３は、前記目標絞り弁開度に基づく駆動信号を前記電子制御式吸気絞り弁１０６に出力し、吸気絞り弁１０６の開度を目標絞り弁開度に制御する。
【００６８】
図１０は、前述の図４において吸気弁の開閉時期の算出を行なうＳ５０５（目標開閉時期設定手段）における処理内容を示すフローチャートである。本実施例では、排気弁開時期ＥＶＯを下死点ＢＤＣ、排気弁閉時期ＥＶＣを上死点ＴＤＣ、吸気弁開時期ＩＶＯを上死点ＴＤＣとし、吸気弁閉時期ＩＶＣを図１０において演算するものとする。
【００６９】
Ｓ９０１（吸気通路内圧検出手段）では、そのときの吸気管内圧力Ｐｍａｎを読み込む。
吸気管内圧の検出は、吸気マニホールド１０４に圧力センサを取り付けて計測するか、あるいは、吸気絞り弁１０６の開度変化に対して吸気管内圧力が変化する特性を実機のデータに基づいて確認し、その特性を例えば一次遅れで近似し、前述の目標吸気管内圧力に対して一次遅れ処理を施して、実際の吸気管内圧力を推定した値を使用してもよい。
【００７０】
次に、Ｓ９０２では、前記検出した吸気管内圧力で吸入することができる最大体積流量比ＱＨ０ｍａｘを算出する。これは図９に示したようなＱＨＯｍａｘの値を吸気管内圧力に応じて予め定めておいたマップを検索することによって行なう。
【００７１】
そして、Ｓ９０３では、目標体積流量比ｔＱＨＯを読み込み、Ｓ９０４では、目標体積流量比ｔＱＨ０と最大目標体積流量比ｔＱＨＯｍａｘとに基づいて吸気弁開弁期間を算出して、吸気弁閉時期を決定する。
【００７２】
吸気弁開弁期間＝１８０°ＣＡ×ｔＱＨ０／ｔＱＨＯｍａｘ
吸気弁駆動手段としての機能を有するＥＣＵ１１３は、前記吸気弁閉時期に基づく駆動信号を前記電磁駆動式アクチュエータに出力し、上死点で吸気弁１０８を開き、前記決定された閉時期で吸気弁１０８を閉じる。
【００７３】
以上のような方法で、減速時の吸気絞り弁開度と吸気弁閉時期ＩＶＣを算出した場合の効果を、排気行程と吸気行程とにおける燃焼室内の圧力と体積との関係を示す図１１に基づいて説明する。
【００７４】
減速状態に入る直前に、例えば一５０ｍｍＨｇの吸気管内圧力のもとで吸気弁閉時期ＩＶＣをＩＶＣ（１）として運転していたとする。減速状態に入ると、目標吸気管内圧力は例えば一５００ｍｍＨｇに設定され、吸気絞り弁開度が減少される。
【００７５】
ここで、吸気弁閉時期ＩＶＣはその時点での吸気管内圧力においてオイル吸い上げ量が所定範囲内となるような吸入空気量となるように設定される。換言すれば、Ｐ一Ｖ線図においてオイル吸い上げ量で決まる吸入空気量一定となるようなＰ・Ｖ＝一定の曲線上をトレースするように設定される。よって、吸気弁閉時期ＩＶＣは、ＩＶＣ（２），ＩＶＣ（３），ＩＶＣ（４）と遷移する。
【００７６】
一方、吸気弁閉時期ＩＶＣを目標吸気管内圧力に基づいて演算した場合には、吸気弁閉時期ＩＶＣは図１２においてＩＶＣ（５），ＩＶＣ（６），ＩＶＣ（４）と遷移するので、排気行程と吸気行程におけるエンジンのマイナス仕事（図１１及び図１２のハッチングをかけた部分の面積）は、図１１の場合よりも小さい。
【００７７】
このように、本実施の形態によると、マイナス駆動力の要求される減速時等において、燃焼室内へのオイルの吸い上げ量を概ね許容量以下としながら、エンジンのマイナス仕事を大きくしてマイナス駆動力（エンジンブレーキ力）を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態のエンジンを示すシステム構成図。
【図３】吸排気弁の電磁駆動式アクチュエータを示す断面図。
【図４】吸入空気量の制御の様子を示すフローチャート。
【図５】目標吸気管内圧力の設定を示すフローチャート。
【図６】手動シフトダウンした走行位置の学習を示すフローチャート。
【図７】目標吸入空気量の設定を示すフローチャート。
【図８】目標絞り弁開度の算出を示すフローチャート。
【図９】Ａ／（Ｎｅ・Ｖ）と目標体積流量比との相関を示す線図。
【図１０】吸排気弁開閉時期の算出を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態における燃焼室内の圧力とシリンダ容積との相関を吸気弁の閉時期に応じて示す線図。
【図１２】吸気弁閉時期ＩＶＣを目標吸気管内圧力に基づいて演算した場合における燃焼室内の圧力とシリンダ容積との相関を吸気弁の閉時期に応じて示す線図。
【符号の説明】
１０１…エンジン
１０２…吸気ダクト
１０３…吸気コレクタ
１０４…吸気マニホールド
１０５…エアフローメータ
１０６…電子制御式吸気絞り弁
１０７…燃料噴射弁
１０８…吸気弁
１０９…排気弁
１１０…点火栓
１１１…排気マニホールド
１１２…空燃比センサ
１１３…ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）
１１４…クランク角センサ
１１５…水温センサ
１１６…吸気温センサ
１１７…アクセル操作量センサ
１１８…車速センサ

Claims

運転条件に応じてエンジンの目標吸気通路内圧力を設定する目標吸気通路内圧力設定手段と、
運転条件に応じてエンジンの目標吸入空気量を設定する目標吸入空気量設定手段と、
前記目標吸気通路内圧力と前記目標吸入空気量とに基づいて吸気絞り弁の目標開度を設定する目標開度設定手段と、
前記目標開度に基づいて前記吸気絞り弁を開閉駆動する吸気絞り弁駆動手段と、
エンジンの吸気通路内圧力を検出する吸気通路内圧力検出手段と、
前記検出された吸気通路内圧力と前記目標吸入空気量とに基づいて吸気弁の目標開閉時期を設定する目標開閉時期設定手段と、
前記目標開閉時期に基づいて前記吸気弁の開閉時期を制御する吸気弁駆動手段と、
を含んで構成され、
前記目標開度設定手段が、前記目標吸気通路内圧力を得るための要求開度を設定すると共に、前記吸気弁の開閉時期を予め定めた最大作動角相当に固定したときに前記目標吸入空気量を得るための要求開度との大きい方を、最終的な目標開度として設定することを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
前記目標吸気通路内圧力設定手段が、減速要求時又は減速要求の発生が予測される状態において目標吸気通路内圧力をより小さい値に設定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気制御装置。
前記目標吸気通路内圧力設定手段が、前記減速要求の発生の予測を、車両が走行する道路状況に基づいて行なうことを特徴とする請求項２記載のエンジンの吸気制御装置。
前記目標吸入空気量設定手段が、所定の下限値以上に制限して前記目標吸入空気量を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気制御装置。
前記目標吸入空気量設定手段が、減速時の要求空気量を含んで目標吸入空気量を設定することを特徴とする請求項２又は３記載のエンジンの吸気制御装置。