JP3967555B2

JP3967555B2 - エンジンの点火制御装置

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Publication number: JP3967555B2
Application number: JP2001077525A
Authority: JP
Inventors: 博和清水
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002276520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが独立して連続的に可変制御されるエンジンの点火制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの燃料噴射制御において、運転性能向上のため、例えば、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、吸・排気弁のバルブタイミング（開閉時期）を連続的に可変制御する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンがある（特開平１０−１４１０２２号公報等参照）。
【０００３】
上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、運転状態の変化に伴いバルブタイミングが変更されると、吸・排気弁のバルブオーバラップ量が変化して内部ＥＧＲ量（残留既燃ガス量）が変化することなどにより、燃焼性（着火遅れ時間等）がする。したがって、前記バルブタイミングの変更による燃焼性変化を考慮して、エンジン点火時期を設定する必要がある。
【０００４】
従来、基本的には機関の運転状態（回転速度や負荷）に応じて吸・排気弁の目標バルブタイミングが設定されるため、運転領域毎に吸・排気弁のバルブタイミングも考慮して基本点火時期を設定することで対応している。
しかしながら、上記吸・排気弁のバルブタイミングを考慮した運転領域毎の点火時期の設定方式では、過渡運転時や一時的な運転変動などによって目標バルブタイミングに対して実際のバルブタイミングがずれることがある。このため、特開平９−２０９８９５号公報に示されるものでは、目標バルブタイミングと実際のバルブタイミングとの偏差に応じて点火時期補正量を設定し、点火時期補正を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方式は吸・排気弁の一方のバルブタイミングのみを可変制御するもの（通常は同公報中の実施例のように吸気弁側のみ制御）では、比較的容易に制御できるが、より高い性能向上を得るため吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを独立して連続的に可変制御するものに対しては、実用的でない。すなわち、吸気弁および排気弁のそれぞれに対して目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差を求め、これら偏差の組み合わせに対して点火時期補正量を設定する極めて複雑な制御が必要となり、メモリへのデータ記憶量も莫大となる。
【０００６】
また、エンジンの回転速度や負荷（燃料噴射量等）が同一であっても別の条件例えばエンジン温度などで目標バルブタイミングを変更しようとする場合などは、さらに制御が複雑化してしまい、実質的に実現が困難である。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが独立して連続的に可変制御されるエンジンにおいて、比較的容易な制御で、バルブタイミングの変化に対応して適切に点火時期が制御されるようにしたエンジンの点火制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、独立して連続的に可変制御されるエンジンの点火制御装置において、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを検出し、これら検出値に基づいてエンジン点火時期のバルブタイミング補正量を設定し、該設定されたバルブタイミング補正量で補正された点火時期に点火制御する一方、
前記バルブタイミング補正量は、該バルブタイミング補正量が最も遅角側に設定されるときの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを基準位置としたとき、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、該基準位置に対して吸・排気弁のバルブオーバラップ量が増大する方向又は減少する方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定されることを特徴とする
【０００８】
請求項１に係る発明によると、
センサ等により、吸気弁及び排気弁の実際のバルブタイミングが検出され、これら２つのバルブタイミング検出値に基づいて、マップデータからの検索などによって、エンジン点火時期のバルブタイミング補正量が設定され、該補正量で補正された点火時期に点火制御される。
【０００９】
このようにすれば、吸気弁および排気弁の実バルブタイミングが、それぞれの目標バルブタイミングに一致している場合は勿論、目標バルブタイミングから任意の方向に任意の量ずれた場合でも、そのときの両実バルブタイミングに応じた燃焼性に見合うように、常に最適な点火時期補正が行われる。また、運転領域以外の条件で目標バルブタイミングを設定するような場合も含めて、必要最小限のデータを用いて容易に制御することができる。
また、上記のように設定したバルブタイミングの基準位置に対し、バルブオーバラップ量が増大すると、内部ＥＧＲ量が増大して着火性遅れが大きくなるため、バルブオーバラップ量が増大する方向に変化するほど点火時期を進角補正することで、適正時期に着火させることができる。
一方、バルブオーバラップ量が所定以上減少すると、今度は内部ＥＧＲ量減少による圧縮温度低下によって着火性が低下する影響が大きくなるので、基準位置よりバルブオーバラップ量が減少する方向に変化するほど、点火時期を進角補正することで、適正時期に着火させることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、独立して連続的に可変制御されるエンジンの点火制御装置において、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを検出し、これら検出値に基づいてエンジン点火時期のバルブタイミング補正量を設定し、該設定されたバルブタイミング補正量で補正された点火時期に点火制御する一方、
前記バルブタイミング補正量は、該バルブタイミング補正量が最も遅角側に設定されるときの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを基準位置としたとき、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、該基準位置に対して共に進角方向又は共に遅角方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定されることを特徴とする。
請求項２に係る発明によると、
バルブタイミングの基準位置に対して、バルブオーバラップ中心位置が進角側または遅角側のいずれの方向にずれても内部ＥＧＲ量が増加するため、点火時期を進角補正することで、適正時期に着火させることができる。
また、請求項３に係る発明は、
前記バルブタイミング補正量は、前記吸気弁及び排気弁のバルブタイミングのみに基づいて設定された補正量を基本補正量としたとき、該基本補正量とエンジン運転状態に基づいて設定された運転状態補正係数とを乗じて算出されることを特徴とする
請求項３に係る発明によると、バルブタイミングによる影響（内部ＥＧＲ量等）が、エンジン運転状態によっても変化するので、該エンジン運転状態による補正の重み付けを行うことで、より適正なバルブタイミング補正を行うことができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、
最終的に設定されるエンジン点火時期は、エンジン運転状態に基づいて設定される基本点火時期を、前記バルブタイミング補正量によって補正して設定されることを特徴とする。
請求項４に係る発明によると、エンジン運転状態に基づいて設定される基本点火時期を、前記バルブタイミング補正量によって補正して設定することで、総合的に燃焼性に最適な点火時期に制御することができる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、前記基本点火時期の設定に用いるエンジン状態のパラメータが、回転速度と負荷であることを特徴とする。
請求項５に係る発明によると、
最も代表的なエンジンの回転速度と負荷をパラメータとして、基本点火時期を最適に設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図６は、本実施形態において、エンジンに備えられる可変バルブタイミング機構を示す。
図において、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示省略）によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット１（タイミングスプロケット）と、該カムスプロケット１に対して相対回転可能に設けられたカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてカムスプロケット１内に回転自在に収容された回転部材３と、該回転部材３をカムスプロケット１に対して相対的に回転させる油圧回路４と、カムスプロケット１と回転部材３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構１０とを備えている。
【００１９】
前記カムスプロケット１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部５ａを有する回転部５と、該回転部５の前方に配置されて回転部材３を回転自在に収容したハウジング６と、該ハウジング６の前端開口を閉塞する蓋体たる円板状のフロントカバー７と、ハウジング６と回転部５との間に配置されてハウジング６の後端部を閉塞する略円板状のリアカバー８とから構成され、これら回転部５とハウジング６及びフロントカバー７，リアカバー８は、４本の小径ボルト９によって軸方向から一体的に結合されている。
【００２０】
前記回転部５は、略円環状を呈し、周方向の約９０°の等間隔位置に各小径ボルト９が螺着する４つの雌ねじ孔５ｂが前後方向へ貫通形成されていると共に、内部中央位置に後述する通路構成用のスリーブ２５が嵌合する段差径状の嵌合孔１１が貫通形成されている。更に、前端面には、前記リアカバー８が嵌合する円板状の嵌合溝１２が形成されている。
【００２１】
また、前記ハウジング６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の９０°位置には、４つの隔壁部１３が突設されている。この隔壁部１３は、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング６の軸方向に沿って設けられて、各両端縁がハウジング６の両端縁と同一面になっていると共に、基端側には、小径ボルト９が挿通する４つのボルト挿通孔１４が軸方向へ貫通形成されている。更に、各隔壁部１３の内端面中央位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝１３ａ内に、コ字形のシール部材１５と該シール部材１５を内方へ押圧する板ばね１６が嵌合保持されている。
【００２２】
更に、前記フロントカバー７は、中央の比較的大径なボルト挿通孔１７が穿設されていると共に、前記ハウジング６の各ボルト挿通孔１４と対応する位置に４つのボルト孔１８が穿設されている。
また、リアカバー８は、後端面に前記回転部材５の嵌合溝１２内に嵌合保持される円板部８ａを有していると共に、中央にスリーブ２５の小径な円環部２５ａが嵌入する嵌入孔８ｃが穿設され、更に、前記ボルト挿通孔１４に対応する位置に４つのボルト孔１９が同じく形成されている。
【００２３】
前記カムシャフト２は、シリンダヘッド２２の上端部にカム軸受２３を介して回転自在に支持され、外周面の所定位置に、バルブリフターを介して吸気弁を開動作させるカム（図示省略）が一体に設けられていると共に、前端部にはフランジ部２４が一体に設けられている。
前記回転部材３は、フランジ部２４と嵌合穴１１にそれぞれ前後部が嵌合した前記スリーブ２５を介して軸方向から挿通した固定ボルト２６によってカムシャフト２の前端部に固定されており、中央に前記固定ボルト２６が挿通するボルト挿通孔２７ａを有する円環状の基部２７と、該基部２７の外周面周方向の９０°位置に一体に設けられた４つのベーン２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとを備えている。
【００２４】
前記第１〜第４ベーン２８ａ〜２８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部１３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン２８ａ〜２８ｄの両側と各隔壁部１３の両側面との間に、進角側油圧室３２と遅角側油圧室３３を構成する。また、各ベーン２８ａ〜２８ｄの外周面の中央に軸方向に切欠された保持溝２９にハウジング６の内周面６ａに摺接するコ字形のシール部材３０と該シール部材３０を外方に押圧する板ばね３１がそれぞれ嵌着保持されている。
【００２５】
前記ロック機構１０は、前記回転部５の嵌合溝１２の外周側所定位置に形成された係合溝２０と、前記係合溝２０に対応した前記リアカバー８の所定位置に貫通形成されて、内周面がテーパ状の係合孔２１と、該係合孔２１に対応した前記１つのベーン２８の略中央位置に内部軸方向に沿って貫通形成された摺動用孔３５と、該１つのベーン２８の前記摺動用孔３５内に摺動自在に設けられたロックピン３４と、該ロックピン３４の後端側に弾装されたばね部材であるコイルスプリング３９と、ロックピン３４と摺動用孔３５との間に形成された受圧室４０とから構成されている。
【００２６】
前記ロックピン３４は、中央側の中径状の本体３４ａと、該本体３４ａの先端側に略先細り円錐状に形成された係合部３４ｂと、本体３４ａの後端側に形成された段差大径状のストッパ部３４ｃとから構成されており、ストッパ部３４ｃの内部凹溝３４ｄの底面とフロントカバー７の内端面との間に弾装された前記コイルスプリング３９のばね力によって係合孔２１方向へ付勢されるようになっていると共に、前記本体３４ａとストッパ部３４ｃとの間の外周面及び摺動用孔３５の内周面との間に形成された受圧室４０内の油圧によって、係合孔２１から抜け出る方向に摺動するようになっている。また、この受圧室４０は、前記ベーン２８の側部に形成された通孔３６によって前記遅角側油圧室３３に連通している。また、ロックピン３４の係合部３４ｂは、回転部材３の最大遅角側の回動位置において係合部３４ｂが係合孔２１内に係入するようになっている。
【００２７】
前記油圧回路４は、進角側油圧室３２に対して油圧を給排する第１油圧通路４１と、遅角側油圧室３３に対して油圧を給排する第２油圧通路４２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路４１，４２には、供給通路４３とドレン通路４４とがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁４５を介して接続されている。前記供給通路４３には、オイルパン４６内の油を圧送するオイルポンプ４７が設けられている一方、ドレン通路４４の下流端がオイルパン４６に連通している。
【００２８】
前記第１油圧通路４１は、シリンダヘッド２２内からカムシャフト２の軸心内部に形成された第１通路部４１ａと、固定ボルト２６内部の軸線方向を通って頭部２６ａ内で分岐形成されて第１通路部４１ａと連通する第１油路４１ｂと、頭部２６ａの小径な外周面と回転部材３の基部２７内に有するボルト挿通孔２７ａの内周面との間に形成されて第１油路４１ｂに連通する油室４１ｃと、回転部材３の基部２７内に略放射状に形成されて油室４１ｃと各進角側油圧室３２に連通する４本の分岐路４１ｄとから構成されている。
【００２９】
一方、第２油圧通路４２は、シリンダヘッド２２内及びカムシャフト２の内部一側に形成された第２通路部４２ａと、前記スリーブ２５の内部に略Ｌ字形状に折曲形成されて第２通路部４２ａと連通する第２油路４２ｂと、回転部材５の嵌合孔１１の外周側孔縁に形成されて第２油路４２ｂと連通する4つの油通路溝４２ｃと、リアカバー８の周方向の約９０°の位置に形成されて、各油通路溝４２ｃと遅角側油圧室３３とを連通する４つの油孔４２ｄとから構成されている。
【００３０】
前記電磁切換弁４５は、内部のスプール弁体が各油圧通路４１，４２と供給通路４３及びドレン通路４４ａ，４４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、コントローラ４８からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。
具体的には、図４〜図６に示すように、シリンダブロック４９の保持孔５０内に挿通固定された筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディ５１内の弁孔５２に摺動自在に設けられて流路を切り換えるスプール弁体５３と、該スプール弁体５３を作動させる比例ソレノイド型の電磁アクチュエータ５４とから構成されている。
【００３１】
前記バルブボディ５１は、周壁の略中央位置に前記供給通路４３の下流側端と弁孔５２とを連通する供給ポート５５が貫通形成されていると共に、該供給ポート５５の両側に前記第１，第２油圧通路４１，４２の他端部と弁孔５２とを連通する第１ポート５６及び第２ポート５７がそれぞれ貫通形成されている。また、周壁の両端部には、両ドレン通路４４ａ，４４ｂと弁孔５２とを連通する第３，第４ポート５８，５９が貫通形成されている。
【００３２】
前記スプール弁体５３は、小径軸部の中央に供給ポート５５を開閉する略円柱状の第１弁部６０を有していると共に、両端部に第３，第４ポート５８，５９を開閉する略円柱状の第２，第３弁部６１，６２を有している。また、スプール弁体５３は、前端側の支軸５３ａの一端縁に有する傘部５３ｂと弁孔５２の前端側内周壁に有するスプリングシート５１ａとの間に弾装された円錐状の弁ばね６３によって、図中右方向、つまり第１弁部６０で供給ポート５５と第２油圧通路４２とを連通する方向に付勢されている。
【００３３】
前記電磁アクチュエータ５４は、コア６４，移動プランジャ６５，コイル６６，コネクタ６７などを備え、移動プランジャ６５の先端に前記スプール弁体５３の傘部５３ｂを押圧する駆動ロッド６５ａが固定されている。
前記コントローラ４８は、機関回転速度を検出する回転センサ１０１や吸入空気量を検出するエアフローメータ１０２からの信号によって現在の運転状態（負荷、回転）を検出すると共に、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号によってカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置、即ち、クランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相を検出する。
【００３４】
前記コントローラ４８は、前記電磁アクチュエータ５４に対する通電量をデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、コントローラ４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力で図４に示す位置、つまり、最大右方向に移動する。これによって、第１弁部６０が供給ポート５５の開口端５５ａを開成して第２ポート５７と連通させると同時に、第２弁部６１が第３ポート５８の開口端を開成すると共に、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する。このため、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、供給ポート５５，弁孔５２，第２ポート５７，第２油圧通路４２を通って遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油が、第１油圧通路４１，第１ポート５６，弁孔５２，第３ポート５８を通って第１ドレン通路４４ａからオイルパン４６内に排出される。
【００３５】
従って、遅角側油圧室３３の内圧が高、進角側油圧室３２の内圧が低となって、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｂを介して最大一方向に回転する。これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは一方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気弁の開時期が遅くなり、排気弁とのオーバーラップが小さくなる。
【００３６】
一方、各種エンジン制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力に抗して図６に示すように左方向へ最大に摺動して、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止すると同時に、第４弁部６２が第４ポート５９を開成すると共に、第１弁部６０が、供給ポート５５と第１ポート５６とを連通させる。このため、作動油は、供給ポート５５、第１ポート５６、第１油圧通路４１を通って進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油が第２油圧通路４２、第２ポート５７、第４ポート５９、第２ドレン通路４４ｂを通ってオイルパン４６に排出され、遅角側油圧室３３が低圧になる。
【００３７】
このため、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｄを介して他方向へ最大に回転し、これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは他方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気弁の開時期が早くなり（進角され）、排気弁とのオーバーラップが大きくなる。
前記ＥＣＵ４８は、第１弁部６０が供給ポート５５を閉止し、かつ、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止し、かつ、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する位置となるデューティ比をベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとする一方、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号に基づいて検出されるカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置（回転位相）と、運転状態に応じて設定した前記相対回動位置（回転位相）の目標値（目標進角値）とを一致させるためのフィードバック補正分ＵＤＴＹを設定し、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとフィードバック補正分ＵＤＴＹとの加算結果を最終的なデューティ比ＶＴＣＤＴＹとし、該デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制御信号を電磁アクチュエータ５４に出力するようにしてある。
【００３８】
なお、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹは、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９が共に閉止され、いずれの油圧室３２，３３でも油の給排が行われないデューティ比範囲の略中央値（例えば５０％）に設定されている。
つまり、前記相対回動位置（回転位相）を遅角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が減少され、オイルポンプ４７から圧送された作動油が遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油がオイルパン４６内に排出されるようになり、逆に、前記相対回動位置（回転位相）を進角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が増大され、作動油が進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油がオイルパン４６に排出されるようになる。そして、前記相対回動位置（回転位相）を現状の状態に保持する場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹの絶対値が減ることで、ベースデューティ比付近のデューティ比に戻るよう制御され、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９の閉止（油圧の給排の停止）により各油圧室３２，３３の内圧を保持するように制御される。
【００３９】
ここで、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹは、例えば、通常のＰＩＤ制御当によって設定される。すなわち、前記検出されるカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置（回転位相）を可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の実角度ＶＴＣＮＯＷ、その目標値をＶＴＣの目標角度ＶＴＣＴＲＧとしてとき、両者の偏差ＶＴＣＥＲＲ（＝ＶＴＣＮＯＷ−ＶＴＣＴＲＧ）に対して比例分Ｐ、積分分Ｉ、微分分Ｄを設定して制御する。
【００４０】
図７は、上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのシステム構成を示す。
図において、吸気弁側と排気弁側とに上記可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１２１、１２２が設けられる。エンジン２０１の吸気通路２０２には、気筒毎に燃料噴射する燃料噴射弁２０３が設けられており、該燃料噴射弁２０３から噴射される燃料と空気とが予混合し、シリンダ内に吸気弁２０４を介して吸引される。シリンダ内の燃焼混合気は、点火栓２０５による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁２０６を介して排気通路２０７に排出される。
【００４１】
排気通路２０７には、三元触媒２０８が介装されており、該三元触媒２０８で排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが浄化される。
前記三元触媒２０８の上流側には、排気空燃比の変化に対して出力値が変化する特性を有することにより空燃比を検出する空燃比センサ２０９が介装されている。
【００４２】
また、吸気通路２０２には、吸入空気量を制御するスロットル弁２１０が介装されると共に、該スロットル弁１２０の開度を検出するスロットルセンサ２１１が設けられ、更にその上流には吸入空気量を検出する前記エアフローメータ１０２が設けられる。その他、エンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２１２が設けられる。
【００４３】
前記各センサの検出信号は，前記ＥＣＵ４８に入力され、該ＥＣＵ４８は、前記ＶＴＣ１２１による吸気弁２０４のバルブタイミング制御の他、前記燃料噴射弁２０３による燃料噴射量制御、点火栓２０５による点火制御などを行う。
以下、前記本発明にかかる点火制御について、図８以下のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４４】
点火制御のメインルーチンを示す図８において、ステップ１では、前記クランク角センサ１０１によって検出されたエンジン回転速度Ｎｅ、別ルーチンで算出されたエンジン負荷としての基本燃料噴射量Ｔｐ、前記カムセンサ１０４によって検出される吸気弁２０４および排気弁２０６の実際のバルブタイミングＶＴＣＮＯＷ（ｉｎｔ）、ＶＴＣＮＯＷ（ｅｘｈ）などを読み込む。
【００４５】
ステップ２では、前記エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｔｐ等により、基本点火時期ＡＤＶｂを、予め設定されたマップからの検索等によって設定する。
ステップ３では、点火時期のＶＴＣ制御に応じたＶＴＣ補正量ＡＤＶｖｔｃを算出する。
【００４６】
ステップ４では、次式により最終的なエンジン点火時期ＡＤＶを次式により設定する。
ＡＤＶ＝ＡＤＶｂ＋ＡＤＶｖｔｃ
ステップ５では、前記点火時期ＡＤＶで点火栓２０５に点火信号を出力し、スパーク火花によって点火させる。
【００４７】
図９は、前記ステップ３における補正量ＡＤＶｖｔｃを算出するサブルーチンのフローチャートを示す。
ステップ１１では、吸気弁２０４および排気弁２０６の実バルブタイミングＶＴＣＮＯＷ（ｉｎｔ）、ＶＴＣＮＯＷ（ｅｘｈ）に基づいて、ＶＴＣ基本補正量ＡＤＶｖｔｃｂを、予め図１０に示したようなマップから検索する。
【００４８】
ここで、前記マップで設定されるＶＴＣ基本補正量ＡＤＶｖｔｃｂの特性について説明する。
いま、ＶＴＣ基本補正量ＡＤＶｖｔｃｂが最も遅角側に設定されるときの吸気弁２０４および排気弁２０６のバルブタイミングを基準位置とすると、まず、該基準位置に対して吸・排気弁のバルブオーバラップ量が増大する方向（図示ａ方向）、すなわち吸気弁２０４が進角すると共に排気弁２０６が遅角する方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定される。すなわち、バルブオーバラップ量が増大すると、内部ＥＧＲ量が増大して着火性遅れが大きくなるため、点火時期を進角補正するのである。
【００４９】
また、吸気弁２０４及び排気弁２０６のバルブタイミングが基準位置に対して共に進角方向（図示ｂ方向）又は共に遅角方向（図示ｃ方向）に変化するほど、それぞれ点火時期を進角側に大きく補正するように設定される。これらの方向は、バルブオーバラップ量は変化しないが、基準位置に対してバルブオーバラップ中心位置が進角側または遅角側のいずれの方向にずれても内部ＥＧＲ量が増加するため、点火時期を進角補正するのである。
【００５０】
また、前記基準位置に対して吸・排気弁のバルブオーバラップ量が減少する方向（図示ｄ方向）、すなわち吸気弁２０４が遅角すると共に排気弁２０６が進角する方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定される。この場合は、バルブオーバラップ量が減少するが、内部ＥＧＲ量の減少によって圧縮温度が低下することによる着火遅れの影響の方が大きくなるので、点火時期を進角側に大きく補正するように設定される。
【００５１】
ステップ１２では、エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｔｐ（負荷）により、予め図１１に示したようなマップから運転状態補正係数Ｋｖｔｃを設定する。ここで、運転状態補正係数Ｋｖｔｃは、エンジン回転速度Ｎｅおよび負荷が大きいときほど、１より大きい値に設定されている。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅおよび負荷が大きいときほど、同じバルブオーバラップ量であっても、内部ＥＧＲ量が大きく、バルブオーバラップ量の変化量に対する内部ＥＧＲ量の変化量の割合も増大するので、点火時期を進角側により大きく補正するように設定されるのである。
【００５２】
ステップ１３では、ステップ１１で設定したＶＴＣ基本補正量ＡＤＶｖｔｃｂと、ステップ１２で設定した運転状態補正係数Ｋｖｔｃとに基づいて、次式により最終的なＶＴＣ補正量ＡＤＶｖｔｃを設定する。
ＡＤＶｖｔｃ＝ＡＤＶｖｔｃｂ×Ｋｖｔｃ
このようにすれば、エンジン点火時期を、吸気弁と排気弁の実際のバルブタイミングに基づき、必要最小限のマップデータを用いて得られた燃焼性に見合ったバルブタイミング補正量によって、最適に制御することができる。
【００５３】
なお、可変バルブタイミング機構として、上記油圧制御式の他、電磁ブレーキによりカムシャフトの回転位相を可変制御するもの、さらには、吸・排気弁を直接電磁駆動するものなどにも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】上記可変バルブタイミング機構の分解斜視図。
【図４】上記可変バルブタイミング機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図５】上記可変バルブタイミング機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図６】上記可変バルブタイミング機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図７】上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのシステム構成を示す図。
【図８】上記エンジンの点火制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図９】上記点火時期のＶＴＣ補正量ＡＤＶｖｔｃを算出するサブルーチンを示すフローチャート。
【図１０】上記点火時期のＶＴＣ基本補正量ＡＤＶｖｔｃｂを設定したマップ。
【図１１】上記点火時期の運転状態補正係数Ｋｖｔｃを設定したマップ。
【符号の説明】
１０１…回転センサ
１０２…エアフローメータ
１０３…クランク角センサ
１０４…カムセンサ
１２１，１２２…可変バルブタイミング機構
２０１…エンジン
２０４…吸気弁
２０５…点火栓
２０６…排気弁

Claims

吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、独立して連続的に可変制御されるエンジンの点火制御装置において、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを検出し、これら検出値に基づいてエンジン点火時期のバルブタイミング補正量を設定し、該設定されたバルブタイミング補正量で補正された点火時期に点火制御する一方、
前記バルブタイミング補正量は、該バルブタイミング補正量が最も遅角側に設定されるときの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを基準位置としたとき、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、該基準位置に対して吸・排気弁のバルブオーバラップ量が増大する方向又は減少する方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定されることを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、独立して連続的に可変制御されるエンジンの点火制御装置において、
吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを検出し、これら検出値に基づいてエンジン点火時期のバルブタイミング補正量を設定し、該設定されたバルブタイミング補正量で補正された点火時期に点火制御する一方、
前記バルブタイミング補正量は、該バルブタイミング補正量が最も遅角側に設定されるときの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを基準位置としたとき、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングが、該基準位置に対して共に進角方向又は共に遅角方向に変化するほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定されることを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
前記バルブタイミング補正量は、前記吸気弁及び排気弁のバルブタイミングのみに基づいて設定された補正量を基本補正量としたとき、該基本補正量とエンジン運転状態に基づいて設定された運転状態補正係数とを乗じて算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの点火制御装置。
前記運転状態補正係数は、エンジンの回転速度が高いほど、また、負荷が大きいほど、点火時期を進角側に大きく補正するように設定されることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの点火時期制御装置。
最終的に設定されるエンジン点火時期は、エンジン運転状態に基づいて設定される基本点火時期を、前記バルブタイミング補正量によって補正して設定されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの点火時期制御装置。
前記基本点火時期の設定に用いるエンジン状態のパラメータが、回転速度と負荷であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの点火制御装置。