JPH0821267A - 可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置 - Google Patents
可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置Info
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- JPH0821267A JPH0821267A JP6180880A JP18088094A JPH0821267A JP H0821267 A JPH0821267 A JP H0821267A JP 6180880 A JP6180880 A JP 6180880A JP 18088094 A JP18088094 A JP 18088094A JP H0821267 A JPH0821267 A JP H0821267A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Abstract
変更時に発生するトルクショックを抑制することを目的
とする。 【構成】 吸気バルブ3の開弁状態を変更する可変動弁
機構14a,14bが備えられたエンジン1において、
点火プラグ20の点火時期及び吸気通路5に設けられた
ISC通路11によるバイパスエア量を制御することに
より、吸気バルブ3の開弁状態の変更時における空気充
填量の変動ないしエンジントルクの変動を抑制するエン
ジンコントロールユニット16を設ける。
Description
気バルブの開弁状態としての開閉タイミングもしくは開
弁時のリフト量の少なくとも一方を変化させる可変動弁
機構を備えたエンジンの制御装置に関する。
性能や出力性能等を向上させるために、吸、排気バルブ
のクランク角度に対する開閉タイミングや開弁時のリフ
ト量等の開弁状態を運転状態に応じて最適の状態に可変
制御することが行われ、そのための可変動弁機構とし
て、例えば特開平2−271014号公報には次のよう
な構成のものが開示されている。
すように、カムシャフトAに軸方向に沿ってプロフィル
が変化するカムB…Bを形成すると共に、このカムシャ
フトAの一端に油圧アクチュエータCを備え、該アクチ
ュエータCに対する油圧の給排によりカムシャフトAを
軸方向にスライドさせるようにしたもので、これによれ
ば、カムシャフトAの軸方向のスライドにより、カムB
…BにおけるタペットD…Dの上面に当接する部位のプ
ロフィルが変化して、該タペットD…Dを介して開閉さ
れるバルブE…Eの開閉タイミングや開弁時のリフト量
が変化することになる。
弁機構を用いて、エンジンの運転領域、例えば低回転領
域、中回転領域、高回転領域に応じて予め設定した定常
時の弁作動角に制御すると共に、運転領域が変化する過
渡時には別途設定した過渡時用の弁作動角に制御するこ
とが記載されており、これによれば、過渡時における弁
作動角の切り換えがスムーズに行われて、トルクが一時
的に低下することによる運転性の悪化が回避される、と
されている。
なバルブの開閉タイミングや開弁時のリフト量等の開弁
状態、特に吸気バルブの開弁状態を変更する場合には、
スロットルバルブの開度が小さく、その下流側における
吸気の流速が音速を超えて所謂サージング状態となるよ
うな低負荷時に、開弁状態の変更速度と、その変更に伴
う吸気圧の変化の応答遅れとの関係で、空気充填量ない
しエンジントルクが一時的に変動するという問題があ
る。
ルブの閉弁時期が吸気下死点を基準として例えば−50
°の早閉じから+40°の遅閉じに切り換わるものとす
ると、燃焼室の実質容積はV1からV2に増大する(V
1<V2)と共に、燃焼室に供給される吸気の負圧はP
1からP2に減少し(P1>P2)し、理論上、V1×
P1=V2×P2の関係が成り立つのであるが、実際
は、燃焼室の実質容積は閉弁時期の変更と同時に変化す
るのに対して、吸気負圧は、特にスロットルバルブの開
度が小さい場合に、その変化が遅れ、実質容積がV2に
増大した時点でP2まで減少しておらず、図11に符号
アで示す時期に、鎖線で示す理論上の値よりも大きな状
態が生じる。
り、吸気が必要以上に燃焼室に吸入されて空気充填量が
増大することになるが、この空気充填量の増大はスロッ
トルバルブの開度が小さい低負荷時ないし吸気のサージ
ング時にはスロットルバルブより上流のエアフローセン
サによっては検出されず或は検出が遅れるから、このセ
ンサの出力に基づいて制御される燃料供給量が空気充填
量の増大に対応しないことになり、その結果、空燃比が
一時的にリーンとなるのである。
が例えば+40°の遅閉じから−50°の早閉じに切り
換わる場合には、図12に符号イで示すように、同じく
吸気負圧の変化の応答遅れのため、燃焼室の実質容積が
V1に減少した時点で負圧がP1まで増大しておらず、
該負圧が鎖線で示す理論上の値よりも小さな状態が生じ
る。そのため、この時期に吸入空気量ないし空気充填量
が不足することになるが、この場合も、空気充填量の不
足がエアフローセンサによって検出されず或は検出が遅
れるから、この空気充填量の不足に対応する燃料供給量
の補正が行われず、その結果、空燃比が一時的にリッチ
となる。そして、このような吸気バルブの開弁状態の変
更時における空気充填量ないし空燃比の一時的な変動に
よりトルクショックが発生するのである。
充填量の変動に対して燃料噴射量が補正される場合に、
その補正自体によって発生することも考えられる。
構を備えたエンジンにおいて、吸気バルブの開弁状態の
変更時におけるトルクショックを低減することを課題と
する。
め、本発明に係る可変動弁機構を備えたエンジンの制御
装置は、次のような手段を用いたことを特徴とする。
第1発明という)は、吸気バルブの開弁状態としての開
閉タイミングもしくは開弁時のリフト量の少なくとも一
方を変化させる可変動弁機構が備えられ、かつエンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該検出手段
で検出されたエンジンの運転状態に応じて上記可変動弁
機構を作動させて吸気バルブの開弁状態を変更させる開
弁状態変更手段とが設けられたエンジンにおいて、上記
開弁状態変更手段による吸気バルブの開弁状態の変更時
に、吸気圧変化の応答遅れによる空気充填量の変動を補
償する補償手段を設けたことを特徴とする。
明という)は、上記第1発明における運転状態検出手段
として、少なくとも吸気通路に設けられたスロットルバ
ルブの開度を検出するものを備えると共に、補償手段
を、吸気バルブの開弁状態の変更時に、上記運転状態検
出手段によって検出されたスロットルバルブの開度に応
じて空気充填量の変動に対する補償動作を行うように構
成したことを特徴とする。
発明という)は、上記第2発明における補償手段を、吸
気バルブの開弁状態の変更時に、運転状態検出手段によ
って検出されたスロットルバルブの開度が小さいほど大
きな補償量で空気充填量の変動に対する補償動作を行う
ように構成したことを特徴とする。
発明という)は、上記第1発明から第3発明までのいず
れかにおける補償手段として、燃料噴射量を補正するこ
とによって空気充填量の変動を補償するものを備えたこ
とを特徴とし、請求項5に係る発明(以下、第5発明と
いう)は、この補償手段として、空燃比を補正すること
によって空気充填量の変動を補償するものを備えたこと
を特徴とする。
発明という)は、上記第1発明から第4発明までのいず
れかにおける補償手段として、点火時期を補正すること
によって空気充填量の変動を補償するものを備えたこと
を特徴とし、そして、請求項7に係る発明(以下、第7
発明という)は、この補償手段として、吸入空気量を補
正することによって空気充填量の変動を補償するものを
備えたことを特徴とする。
明という)は、上記第7発明における補償手段による吸
入空気量の補正を、吸気通路に設けられたエアフローセ
ンサの上流側から取り出されて、同じく吸気通路に設け
られたスロットルバルブの下流側に供給されるバイパス
エア量の調整によって行うようにしたことを特徴とす
る。
発明という)は、以上の第1発明から第8発明までのい
ずれかにおいて、補償手段を、開弁状態変更手段による
吸気バルブの開弁状態の変更時に、この変更動作と同時
並行的に空気充填量の変動に対する補償動作を行うよう
に構成したことを特徴とし、また、請求項10に係る発
明(以下、第10発明という)は、同じく第1発明から
第8発明までのいずれかにおいて、補償手段を、空気充
填量の変動に対する補償動作をフィードバック制御によ
って行うように構成したことを特徴とする。
11発明という)は、上記第9発明または第10発明に
おける補償手段を、空気充填量の変動に対する補償動作
をエンジンの低負荷時ほど大きな補正量で行うように構
成したことを特徴とする。
12発明という)は、以上の第1発明から第11発明の
いずれかにおいて、補償手段を、吸気バルブの開弁状態
の変更に伴って空気充填量が増加する場合に、エンジン
トルクを増大させる方向に燃料噴射量を補正するように
構成したことを特徴とし、請求項13に係る発明(以
下、第13発明という)は、同じく第1発明から第11
発明のいずれかにおいて、補償手段を、吸気バルブの開
弁状態の変更に伴って空気充填量が減少する場合に、エ
ンジントルクを低減させる方向に燃料噴射量を補正する
ように構成したことを特徴とする。
4発明という)は、上記第1発明から第11発明におい
て、補償手段を、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って
空気充填量が増加する場合に、エンジントルクを低減さ
せる方向に点火時期を補正するように構成したことを特
徴とし、請求項15に係る発明(以下、第15発明とい
う)は、同じく第1発明から第11発明のいずれかにお
いて、補償手段を、吸気バルブの開弁状態の変更に伴っ
て空気充填量が減少する場合に、エンジントルクを増大
させる方向に吸入空気量を補正するように構成したこと
を特徴とする。
6発明という)は、以上の第1発明から第15発明と同
様に、吸気バルブの開弁状態としての開閉タイミングも
しくは開弁時のリフト量の少なくとも一方を変化させる
可変動弁機構が備えられ、かつエンジンの運転状態を検
出する運転状態検出手段と、該検出手段で検出されたエ
ンジンの運転状態に応じて上記可変動弁機構を作動させ
て吸気バルブの開弁状態を変更させる開弁状態変更手段
とが設けられたエンジンにおいて、上記開弁状態変更手
段による吸気バルブの開弁状態の変更時に、その変更速
度を上記可変動弁機構自体の動作速度よりも遅くする変
更遅延手段と、この変更遅延手段による変更速度の遅延
量をエンジンの低負荷時ほど大きくする遅延量設定手段
とを設けたことを特徴とする。
7発明という)は、第1発明から第15発明までのいず
れかにおいて、上記第16発明の構成、即ち開弁状態変
更手段による吸気バルブの開弁状態の変更時に、その変
更速度を可変動弁機構自体の動作速度よりも遅くする変
更遅延手段と、この変更遅延手段による変更速度の遅延
量をエンジンの低負荷時ほど大きくする遅延量設定手段
とを設ける構成を付加したことを特徴とする。
18発明という)は、上記の第16発明または第17発
明において、エンジンの運転状態がアイドル状態に変化
することに伴う吸気バルブの開弁状態の変更時に、変更
遅延手段による変更動作の遅延制御を禁止する遅延禁止
手段を設けたことを特徴とする。
によれば次のような作用が得られる。
弁状態としての開閉タイミングもしくは開弁時のリフト
量の少なくとも一方を変化させる可変動弁機構が備えら
れて、エンジンの運転状態に応じて吸気バルブの開弁状
態が変更されるように構成されたエンジンにおいて、こ
の吸気バルブの開弁状態の変更時における吸気圧変化の
応答遅れに起因して生じる空気充填量の変動が補償手段
によって補償されることになる。したがって、空気充填
量の変動に伴うエンジントルクの変化がこの補償動作に
よって相殺されることになって、吸気バルブの開弁状態
の変更時におけるトルクショックが抑制されることにな
る。
充填量の変動に対する補償動作がスロットルバルブの開
度に応じて行われ、特に第3発明によれば、スロットル
バルブの開度が小さいほど大きな補償量で行われるか
ら、スロットルバルブの開度に応じて発生し、特に該開
度が小さいほど顕著となる吸気圧変化の応答遅れに対
し、その程度に応じて補償動作が行われることになる。
したがって、吸気バルブの開弁状態の変更時における吸
気圧変化の応答遅れによる空気充填量の変動ないしこれ
に伴うトルクショックが、常に効率よく補償されること
になる。
動に伴うエンジントルクの変化が燃料噴射量の補正によ
るエンジントルクの調整によって相殺され、同様に、第
5発明によれば、空燃比の補正によるエンジントルクの
調整によって相殺される。また、第6発明によれば、こ
の空気充填量の変動に伴うエンジントルクの変化が点火
時期の補正によるエンジントルクの調整によって相殺さ
れ、さらに、第7発明によれば、吸入空気量の補正によ
るエンジントルクの調整によって相殺され、いずれの場
合にも、吸気バルブの開弁状態の変更時におけるトルク
ショックが抑制されることになる。
いて吸入空気量を補正することによって空気充填量の変
動を補償する際に、この吸入空気量の補正が、吸気通路
に設けられたエアフローセンサの上流側から取り出され
て、同じく吸気通路に設けられたスロットルバルブの下
流側に供給されるバイパスエア量の調整によって行われ
ることになるが、この場合、吸入空気の補正量がエアフ
ローセンサによって検出されないから、このエアフロー
センサの出力に基づいて設定される燃料噴射量が変更さ
れることはなく、吸入空気量のみが上記空気充填量の変
動を抑制するように単独で補正されることになる。つま
り、吸入空気量の補正によって燃料噴射量も変化する
と、これを補償する補正がさらに必要となり、制御が徒
に複雑化することになるが、この第8発明により、この
ような制御の複雑化が回避されることになるのである。
から第8発明までのいずれかにおいて、補償手段が、開
弁状態変更手段による吸気バルブの開弁状態の変更時
に、この変更動作と同時並行的に空気充填量の変動を補
償するように動作するので、この補償動作が応答遅れを
生じることなく行われて、トルクショックが確実に抑制
されることになる。
明から第8発明までのいずれかにおいて、補償手段が、
空気充填量の変動に対する補償動作をフィードバック制
御によって行うから、この補償動作が吸気バルブの開弁
状態の変化に追随しながら行われることになり、開弁状
態の変化に伴う空気充填量の変動に精度良く対応してそ
の補償動作が行われることになる。
たは第10発明における補償手段による空気充填量の変
動に対する補償動作が、エンジンの低負荷時ほど、即ち
スロットルバルブの開度が小さく、したがって吸気バル
ブの開弁状態の変更時における吸気圧の変化の応答遅れ
が著しい場合ほど、大きな補正量で行われるので、この
吸気圧の応答遅れによる空気充填量の変動ないしこれに
伴うエンジントルクの変動が効果的に抑制されることに
なる。
発明から第11発明までのいずれかにおいて、補償手段
が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填量が
増加する場合に、エンジントルクを増大させる方向に燃
料噴射量の補正を行い、また、第13発明によれば、補
償手段が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充
填量が減少する場合に、エンジントルクを低減させる方
向に燃料噴射量の補正を行うから、前者の場合における
空燃比のリーン化によるエンジントルクの一時的な低
下、及び後者の場合における空燃比のリッチ化によるエ
ンジントルクの一時的な上昇がいずれも相殺されること
になり、いずれの場合にも、吸気バルブの開弁状態の変
更時におけるトルクショックが抑制されることになる。
明から第11発明までのいずれかにおいて、補償手段
が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填量が
増加する場合に、エンジントルクを低減させる方向に点
火時期の補正を行い、また、第15発明によれば、補償
手段が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填
量が減少する場合に、エンジントルクを増大させる方向
に吸入空気量の補正を行うから、前者の場合における空
気充填量の増加ないしこれに伴う燃料噴射量の増加によ
るエンジントルクの一時的な上昇、及び後者の場合にお
ける空気充填量の減少ないしこれに伴う燃料噴射量の減
少によるエンジントルクの一時的な低下がいずれも相殺
されることになり、吸気バルブの開弁状態の変更時にお
けるトルクショックが抑制されることになる。
第15発明と同様に、吸気バルブの開弁状態としての開
閉タイミングもしくは開弁時のリフト量の少なくとも一
方を変化させる可変動弁機構が備えられて、エンジンの
運転状態に応じて吸気バルブの開弁状態が変更されるよ
うに構成されたエンジンにおいて、吸気バルブの開弁状
態の変更時に、その変更速度が変更遅延手段により上記
可変動弁機構自体の動作速度よりも遅くされるから、こ
の開弁状態の変更による燃焼室の実質容積の変化速度と
吸気圧の変化速度とが対応することになる。したがっ
て、燃焼室の実質容積の変化に対して吸気圧の変化が遅
れることによる空気充填量の一時的な増加もしくは減少
が抑制されて、この空気充填量の変動によるトルクショ
ックが低減されることになる。
変更速度は、エンジンの低負荷時ほど遅くされるから、
この変更速度が、低負荷時ほど著しくなる吸気圧変化の
応答遅れに対応することになり、したがって、燃焼室の
実質容積の変化速度と吸気圧の変化速度とが常に精度よ
く対応して、空気充填量の一時的な増加もしくは減少な
いしこれに伴うトルクショックが一層効果的に低減され
ることになる。
発明における変更遅延手段の作用によって空気充填量の
変動自体が抑制されるから、第1発明から第15発明ま
でのいずれかの発明における補償手段による空気充填量
の変動に対する補償動作が小幅なもので足りることにな
って、この補償動作を精度よく行うことが可能となり、
したがって、空気充填量の変動が一層確実に抑制される
ことになる。
発明または第17発明において、エンジンの運転状態が
アイドル状態に変化することに伴って吸気バルブの開弁
状態が変更される場合には、この変更動作の遅延制御が
禁止されて、目標開弁状態に速やかに移行されることに
なるから、運転状態が不安定になり易いアイドル領域
で、吸気バルブの開弁状態の変更を遅延させることによ
る一層の不安定化が回避されることになる。
する。
て説明すると、図1に示すように、この実施例における
エンジン1の燃焼室2には、吸気バルブ3及び排気バル
ブ4を介してそれぞれ吸気通路5及び排気通路6が連通
され、このうち吸気通路5には、上流側から、吸入空気
を濾過するエアクリーナ7と、吸入空気量を検出するエ
アフローセンサ8と、該吸入空気量ないしエンジン出力
をコントロールするスロットルバルブ9と、燃焼室2に
燃料を供給する燃料噴射弁10とが設置されている。ま
た、該吸気通路5にはスロットルバルブ9をバイパスす
るバイパス通路11が設けられ、該バイパス通路11に
バイパスエア量を調節するアイドルスピードコントロー
ルバルブ(以下、ISCバルブという)12が設置され
ている。なお、排気通路6には、排ガス浄化用の触媒コ
ンバータ13が配設されている。
の図10に示したような可変動弁機構(以下、VVT機
構という)14a,14bが上記吸気バルブ3側及び排
気バルブ4側にそれぞれ備えられて、これらのバルブ
3,4のクランク角度に対する開閉タイミングや開弁時
のリフト量等の開弁状態が運転状態に応じて可変制御さ
れるようになっていると共に、該VVT機構14a,1
4bによって軸方向にスライド移動されて吸気バルブ3
及び排気バルブ4の開弁状態を決定するカムシャフトの
位置を検出するカムシャフト位置センサ15が備えられ
ている。
のコントロールユニット(以下、ECUという)16が
備えられている。このECU16は、上記エアフローセ
ンサ8からの吸入空気量信号と、スロットルバルブ9の
開度を検出するスロットル開度センサ17からのスロッ
トル開度信号と、エンジン回転数を検出するクランクア
ングルセンサ18からのエンジン回転数信号と、吸気通
路5におけるスロットルバルブ9の下流のブースト圧を
検出するブースト圧センサ19からのブースト圧信号
と、上記カムシャフト位置センサ15からのカムシャフ
ト位置信号とを入力し、これらの信号に基づいて、VV
T機構14a,14bによる吸、排気バルブ3,4の開
弁状態の変更を制御すると共に、燃料噴射弁10に対す
る燃料噴射制御、ISCバルブ12に対するバイパスエ
ア制御、点火プラグ19に対する点火時期制御等を行う
ようになっている。
御の一環として、上記吸気バルブ3の閉弁タイミング変
更制御をフローチャートに従って説明する。
テップS1で上記各センサ8,15,17,18,19
からの信号に基づいて吸入空気量Q、カムシャフト位置
に対応する吸気バルブ3の閉弁タイミングP0、スロッ
トル開度TVO、エンジン回転数Ne及びブースト圧B
0を読み込んだ上で、ステップS2で、次式(1),
(2)に基づいて基本空気充填量Ce及び基本燃料噴射
量Teを算出し、また、エンジン回転数Neとスロット
ル開度TVOとをパラメータとして予め定められたマッ
プに基づいて、基本点火時期IGeを求める。
換等のための係数である。
バルブ3の閉弁タイミングを変更するか否かを例えば図
3に示すように予め設定されたマップに基づいて判定す
る。
Neとスロットル開度TVOとをパラメータとするエン
ジンの運転領域に応じて吸気バルブ3の閉弁タイミング
P−1〜P−5を設定したマップが記憶されており、こ
のマップに今回計測したエンジン回転数Neとスロット
ル開度TVOとを当てはめて求められる閉弁タイミング
が、上記ステップS1で読み込んだ現時点の閉弁タイミ
ングP0と一致しているか否かを判定するのである。こ
こで、このマップにおける各値はP−2<P−1<P−
3<P−4<P−5とされており、P−2の領域がもっ
とも早閉じ、P−5の領域が最も遅閉じとなる。
ングと現時点の閉弁タイミングP0とが一致していると
きには、このタイミングを変更する必要がないから、E
CU16は今回の制御を終了し、これに対して、マップ
から求めた閉弁タイミングと現時点の閉弁タイミングP
0とが一致していないときには、ECU16はステップ
S4以下の制御を実行する。
から求めた現在のエンジン回転数Neとスロットル開度
TVOとに応じた閉弁タイミングを目標タイミングPと
して設定し、また、この目標タイミングPと現時点の閉
弁タイミングP0とをパラメータとして予め設定された
マップから目標ブースト圧Bを算出する。
の変化量ΔPを次式(3)にしたがって算出すると共
に、この変化量ΔPと目標ブースト圧Bとに基づいて次
式(4)にしたがって空気充填量の変化量ΔCeを算出
する。
に基づいて次式(5)にしたがって燃料噴射量の補正量
ΔTeを算出する。
数K1,K2と同様の係数である。
の基本量Teと補正量ΔTeとに基づいて、次式(6)
にしたがって実燃料噴射量Tを算出する。
正量ΔTeは空気充填量の変化量ΔCeに比例するか
ら、この空気充填量の変化に対する燃料噴射量の補正に
より、燃焼室内における空燃比が一定に保持されること
になる。
気充填量の変化に対応するエンジントルクの変化比Rを
次式(7)に基づいて算出する。
うに、ΔPが正の値、即ち現タイミングP0より目標タ
イミングPの方が大きく、吸気バルブ3の閉弁タイミン
グを遅くする場合には、空気充填量Ceが増加すること
になって(ΔCe>0)、トルク変化比Rが1より大き
くなり、逆に、ΔPが負の値、即ち現タイミングP0よ
り目標タイミングPの方が小さく、吸気バルブ3の閉弁
タイミングを早くする場合には、空気充填量Ceが減少
することになって(ΔCe<0)、トルク変化比Rが1
より小さくなる。そこで、ECU16は、ステップS9
で、このトルク変化比Rが1より大きいか否かを判定す
る。
バルブ3の閉弁タイミングを遅くすることに伴って空気
充填量が増加し、これに伴って燃料噴射量ないしエンジ
ントルクが増加する場合には、このエンジントルクの増
加を相殺するように点火時期の補正を行う。
したがって点火時期の補正量ΔIGを算出する。
eとスロットル開度TVOとをパラメータとして予め設
定されたマップから読み取った補正量の基準値を示し、
これに上記トルク変化比Rを掛けることにより補正量Δ
IGを求めるのである。したがって、この補正量ΔIG
はエンジントルクの増加に対応した値となる。
正量ΔIGとステップS2で算出した基本点火時期IG
eとに基づいて、次式(9)に従って実点火時期IGを
算出する。
り、これに伴って空気充填量、燃料噴射量ないしエンジ
ントルクが増大するときに、そのエンジントルクの増大
を相殺するように点火時期が補正(リタード)されるこ
とになり、したがって、トルクの一時的な増加によるシ
ョックの発生が防止されると共に、燃料噴射量の増加に
伴う排気性能の悪化も抑制されることになる。
の閉弁タイミングを早くすることに伴って空気充填量が
減少する場合には、ECU16は、ステップS12,S
13を実行する。
化量(減少量)ΔCeに基づいて、次式(10)にした
がって吸入空気量の変化量(減少量)ΔQを算出すると
共に、ステップS13で、この吸入空気量の減少を補う
ためのISCバルブ12の開度の補正量を予め設定され
たマップから求める。
る。
量Ceの減少が補われると共に、上記ISCバルブ12
を介して供給されるバイパスエアの量は吸気通路5を通
過する吸入空気量に加算されてエアフローセンサ8によ
って計測されるから、補正された吸入空気量ないし空気
充填量に対応する燃料噴射量が得られることになる。し
たがって、空気充填量が減少することによるエンジント
ルクの低下が回避されることになる。
充填量ないしエンジントルクの変動を抑制する制御を行
った上で、ステップS14でVVT機構14aを作動さ
せて、吸気バルブ3の閉弁タイミングを目標タイミング
Pとなるように制御する。その場合に、このVVT機構
14aの目標タイミングまでの作動制御中においてもエ
ンジントルクが変動しないように、ECU16はステッ
プS15以下の制御を行う。
シャフト位置センサ15及びブースト圧センサ19から
の信号に基づいてVVT機構14aの作動中である現時
点の閉弁タイミングP1及びブースト圧B1を計測し、
次いでステップS17で、このタイミングP1及びブー
スト圧B1がそれぞれの目標値P,Bに等しくなったか
否かを判定する。そして、両者とも目標値に等しくなる
までは、ステップS18のVVT機構作動中におけるト
ルク変動抑制制御を実行する。
として示すフローチャートにしたがって行われ、まず、
現時点の閉弁タイミングPが目標タイミングP1に等し
くなるまでは図4の制御が行われる。
センサ15,19からの信号に基づいて現時点の吸気バ
ルブ3の閉弁タイミングP0′及びブースト圧B0′を
読み込んだ上で、ステップS22〜S25で、前述の図
2に示すフローチャートのステップS5〜S8と同様に
して、閉弁タイミングの変化量ΔP′,空気充填量の変
化量ΔCe′、燃料噴射量の補正量ΔTe′、及び実燃
料噴射量T′を求めると共に、エンジントルクの変化比
R′を算出する。
R′が1より大きいか否かを判定し、まず、R′>1の
場合、即ち、吸気バルブ3の閉弁タイミングを遅くする
ことに伴って空気充填量が増加し、これに伴って燃料噴
射量ないしエンジントルクが増加する場合には、ステッ
プS27,S28で、図2のフローチャートのステップ
S10,S11と同様にして、エンジントルクの増加を
相殺するように点火時期をリタードさせる補正制御を行
う。したがって、この場合もエンジントルクの増大が点
火時期の補正によって相殺されることになり、吸気バル
ブ3の閉弁タイミングを遅くすることに伴うエンジント
ルクの一時的な増加によるショックの発生や、燃料噴射
量の増加に伴う排気性能の悪化が抑制されることにな
る。
3の閉弁タイミングを早くすることに伴って空気充填量
が減少する場合には、ECU16は、ステップS29,
S30の制御を実行する。
ップS12,S13と同様にして行われ、空気充填量の
減少がISCバルブ12の開度を増加させる制御によっ
て補われると共に、これに対応して燃料噴射量も補われ
て、エンジントルクの低下が回避されることになるので
ある。
バルブ3の閉弁タイミングPが目標タイミングP1に等
しくなったが、ブースト圧B1が目標ブースト圧B1に
等しくなっていない状態が生じた場合には、ECU16
は図5に示す制御を実行する。
であるから、ECU16は、図5のフローチャートのス
テップS31でセンサ19からの信号に基づいて現時点
のブースト圧B0″を読み込んだ上で、ステップS32
〜S35で、ブースト圧の変化量ΔB″、空気充填量の
変化量ΔCe、燃料噴射量の補正量ΔTe″、及び実燃
料噴射量T″を求めると共に、エンジントルクの変化比
R″を算出する。
に、ステップS36で、上記エンジントルクの変化比
R″が1より大きいか否かを判定し、R″>1の場合、
即ち、吸気バルブ3の閉弁タイミングを遅くすることに
伴って空気充填量が増加し、これに伴って燃料噴射量な
いしエンジントルクが増加する場合には、ステップS3
7,S38で、エンジントルクの増加を相殺するように
点火時期をリタードさせる補正制御を行う。したがっ
て、この場合もエンジントルクの増大が点火時期の補正
によって相殺されることになり、トルクショックの発生
や排気性能の悪化が抑制されることになる。
3の閉弁タイミングを早くすることに伴って空気充填量
が減少する場合には、ECU16は、ステップS39,
S40の制御を実行し、空気充填量の減少をISCバル
ブ12の開度を増加させる制御によって補い、これに対
応して燃料噴射量も補われることにより、エンジントル
クの低下が回避されることになるのである。
吸気バルブ3の閉弁タイミングの変更時に、そのタイミ
ングを遅くすることにより空気充填量が減少する場合に
は、点火時期の補正制御によってエンジントルクを抑制
する制御を行うことにより、また、閉弁タイミングを早
くすることによって空気充填量が減少する場合には、吸
入空気量(バイパスエア量)を増量することによってエ
ンジントルクを増大させることにより、いずれの場合に
も吸気バルブ3の閉弁タイミングの変更に伴うトルクシ
ョックが抑制されることになる。
プS13、図4のステップS30及び図5のステップS
40におけるバイパスエア量の補正は、ISCバルブ1
2とは別にスロットルバルブ9をバイパスする通路にバ
イパスエアコントロールバルブ(以下、BACバルブと
いう)が備えられている場合には、このBACバルブに
よって行うようにしてもよい。
エアフローセンサ8の上流側から分岐されてスロットル
バルブ9の下流側に通じるバイパス通路21を設けると
共に、この通路21上にBACバルブ22を備え、バイ
パスエア量の補正をこのバルブ22の制御によって行う
ようにしてもよく、この場合、吸入空気の補正量がエア
フローセンサ8によって検出されないから、このエアフ
ローセンサ8の出力に基づいて設定される燃料噴射量が
変更されることはなく、したがって吸入空気量のみが空
気充填量の変動を抑制するように単独で補正されること
になる。
閉弁タイミングが遅くなることに伴って空気充填量が増
加する場合には、エンジントルクを抑制する方向に補正
制御を行い、吸気バルブ3の閉弁タイミングが早くなる
ことに伴って空気充填量が減少する場合には、エンジン
トルクを増大させる方向に補正制御を行うようにした
が、これとは逆に、吸気バルブ3の閉弁タイミングの変
更時における吸気負圧の変化の応答遅れのため、該タイ
ミングを遅くする場合には空気充填量が一時的に増加
し、これに対して燃料噴射量の増加が遅れることにより
空燃比が一時的にリーンとなる場合には、エンジントル
クを増大させる方向に補正制御を行い、また、上記タイ
ミングを早くする場合において空気充填量が一時的に減
少し、これに対して燃料噴射量の減少が遅れることによ
り空燃比が一時的にリッチとなる場合には、エンジント
ルクを抑制する方向に補正制御を行うことになる。
の抑制は点火時期の補正制御により、エンジントルクの
増大は吸入空気量(バイパスエア量)の増加によりそれ
ぞれ行うようにしたが、これに限らず、点火時期、燃料
噴射量、吸入空気量、空燃比等をエンジントルクの変動
を相殺する方向に補正制御すればよい。
る。なお、この実施例におけるシステムの構成は図1に
示す第1実施例と同様であり、したがって各構成要素に
ついては第1実施例と同じ符号を用いて説明する。
7に示すフローチャートにしたがって動作する。
で、センサ17,18からの信号に基づいてスロットル
開度TVO及びエンジン回転数Neを読み込み、次い
で、ステップS43で吸気バルブ3の閉弁タイミングを
変化するか否かの判定を行う。
例えば図3に示すように予め設定されたマップに基づい
て行われ、今回計測したスロットル開度TVOとエンジ
ン回転数Neとに対応するマップ上の閉弁タイミングと
現時点の閉弁タイミングとが一致しているか否かを判定
し、一致していない場合に、閉弁タイミングを変更する
必要があると判定して、ステップS44でマップ上の閉
弁タイミングを目標タイミングPとして設定する。
ECU16は、次にステップS45でVVT機構14a
を作動させる際の制御ゲインGを後述するサブルーチン
にしたがって設定した上で、ステップS46で該VVT
機構14aを作動させると共に、ステップS47で現時
点のタイミングP2を計測し、ステップS48で、この
現時点の閉弁タイミングP2が目標タイミングPに等し
くなったと判定した時点で制御を終了する。
グがスロットル開度TVOとエンジン回転数Neとに対
応したタイミングに変更されることになるが、このと
き、上記ゲインGが適切に設定されることにより、閉弁
タイミングの切り換え動作がVVT機構自体の動作速度
よりも遅くされるようになっている。したがって、この
遅延制御により閉弁タイミングの変更による燃焼室2の
実質容積の変化速度と吸気負圧の変化速度とが対応する
ことになって、燃焼室2の実質容積の変化に対して吸気
負圧の変化が遅れることによる空気充填量の一時的な増
加もしくは減少が抑制されることになり、この空気充填
量の変動によるトルクショックが低減されることにな
る。
度TVOが小さいほど小さくして、吸気バルブ3の閉弁
タイミングの変更速度を遅くするようにすれば、この変
更速度が、低スロットル開度時ほど著しくなる吸気負圧
の変化の応答遅れに対応することになる。したがって、
燃焼室2の実質容積の変化速度と吸気負圧の変化速度と
が常に精度よく対応して、空気充填量の一時的な増加も
しくは減少ないしこれに伴うトルクショックが一層効果
的に低減されることになる。
45による制御ゲインGの設定は、図8に示すフローチ
ャートにしたがって行われるようになっている。
ットル開度TVO及びエンジン回転数Neを読み込むと
共に、ステップS53で、これらの計測値に応じた目標
タイミングPを前述の図3に示すマップに基づいて設定
し、また、ステップS54で現時点の閉弁タイミングP
2を読み込む。
ミングPより小さい場合、即ち吸気バルブ3の閉弁タイ
ミングを遅らせる方向に制御している場合において、エ
ンジン回転数Ne及びスロットル開度TVOが所定値L
i,L2より小さく、現在の運転状態が図9に示すアイ
ドル領域Iに属する場合には、ECU16は、ステップ
S55からステップS56を実行して上記VVT機構1
4aの制御ゲインGをG1に設定し、それ以外の場合に
は、ステップS57を実行して該制御ゲインGをG2に
設定する。
上記のように閉弁タイミングを遅らせる方向の制御にお
いて、運転領域がアイドル領域Iに属するときには、V
VT機構14aの作動速度が速くされることになり、換
言すれば、該VVT機構14aの作動速度を遅くする上
記の遅延制御が禁止されることになる。これは、燃焼状
態が不安定となり易いアイドル領域Iにおいては、VV
T機構14aの作動を遅らせる場合に、その動作を遅く
すると燃焼状態が一層不安定になるからであり、そこ
で、この遅延制御を禁止することにより、このようなア
イドル領域Iでの燃焼状態の悪化を回避するのである。
ブの開弁状態としての開閉タイミングもしくは開弁時の
リフト量の少なくとも一方を変化させる可変動弁機構が
備えられて、エンジンの運転状態に応じて吸気バルブの
開弁状態が変更されるように構成されたエンジンにおい
て、次のような効果が得られる。
弁状態の変更時における吸気圧変化の応答遅れに起因し
て生じる空気充填量の変動が補償手段によって補償され
ることにより、空気充填量の変動に伴うエンジントルク
の変化が相殺されて、吸気バルブの開弁状態の変更時に
おけるトルクショックが抑制されることになる。
量の変動に対する補償動作がスロットルバルブの開度に
応じて行われ、また、第3発明によれば、スロットルバ
ルブの開度が小さいほど大きな補償量で行われるから、
スロットルバルブの開度が小さいほど顕著となる吸気圧
変化の応答遅れに対し、その程度に応じて補償動作が行
われることになり、したがって、吸気バルブの開弁状態
の変更時における吸気圧変化の応答遅れによる空気充填
量の変動ないしこれに伴うトルクショックが、常に効率
よく補償されることになる。
動に伴うエンジントルクの変化が燃料噴射量の補正によ
るエンジントルクの調整によって相殺され、第5発明に
よれば、空燃比の補正によるエンジントルクの調整によ
って相殺され、第6発明によれば、点火時期の補正によ
るエンジントルクの調整によって相殺され、さらに、第
7発明によれば、吸入空気量の補正によるエンジントル
クの調整によって相殺され、いずれの場合にも、吸気バ
ルブの開弁状態の変更時におけるトルクショックが抑制
されることになる。
いて吸入空気量を補正することによって空気充填量の変
動を補償する際に、この吸入空気量の補正が、吸気通路
におけるエアフローセンサの上流側から取り出されてス
ロットルバルブの下流側に供給されるバイパスエア量の
調整によって行われるので、吸入空気の補正量がエアフ
ローセンサによって検出されないことになって、このエ
アフローセンサの出力に基づいて設定される燃料噴射量
の変更等の制御の複雑化が回避されることになる。
から第8発明までのいずれかにおいて、補償手段が、開
弁状態変更手段による吸気バルブの開弁状態の変更時
に、この変更動作と同時並行的に空気充填量の変動を補
償するように動作するので、この補償動作が応答遅れを
生じることなく行われて、トルクショックが確実に抑制
されることになる。
明から第8発明までのいずれかにおいて、補償手段が、
空気充填量の変動に対する補償動作をフィードバック制
御によって行うから、この補償動作が吸気バルブの開弁
状態の変化に追随しながら行われることになり、開弁状
態の変化に伴う空気充填量の変動に精度良く対応してそ
の補償動作が行われることになる。
たは第10発明における補償手段による空気充填量の変
動に対する補償動作が、エンジンの低負荷時ほど、即ち
スロットルバルブの開度が小さく、したがって吸気バル
ブの開弁状態の変更時における吸気圧の変化の応答遅れ
が著しい場合ほど、大きな補正量で行われるので、この
吸気圧の応答遅れによる空気充填量の変動ないしこれに
伴うエンジントルクの変動が効果的に抑制されることに
なる。
発明から第11発明までのいずれかにおいて、補償手段
が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填量が
増加する場合に、エンジントルクを増大させる方向に燃
料噴射量の補正を行い、また、第13発明によれば、補
償手段が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充
填量が減少する場合に、エンジントルクを低減させる方
向に燃料噴射量の補正を行うから、前者の場合における
空燃比のリーン化によるエンジントルクの一時的な低
下、及び後者の場合における空燃比のリッチ化によるエ
ンジントルクの一時的な上昇がいずれも相殺されること
になり、いずれの場合にも、吸気バルブの開弁状態の変
更時におけるトルクショックが抑制されることになる。
明から第11発明までのいずれかにおいて、補償手段
が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填量が
増加する場合に、エンジントルクを低減させる方向に点
火時期の補正を行い、また、第15発明によれば、補償
手段が、吸気バルブの開弁状態の変更に伴って空気充填
量が減少する場合に、エンジントルクを増大させる方向
に吸入空気量の補正を行うから、前者の場合における空
気充填量の増加ないしこれに伴う燃料噴射量の増加によ
るエンジントルクの一時的な上昇、及び後者の場合にお
ける空気充填量の減少ないしこれに伴う燃料噴射量の減
少によるエンジントルクの一時的な低下がいずれも相殺
されることになり、吸気バルブの開弁状態の変更時にお
けるトルクショックが抑制されることになる。
の開弁状態の変更時に、その変更速度が変更遅延手段に
より上記可変動弁機構自体の動作速度よりも遅くされる
から、この開弁状態の変更による燃焼室の実質容積の変
化速度と吸気圧の変化速度とが対応することになる。し
たがって、燃焼室の実質容積の変化に対して吸気圧の変
化が遅れることによる空気充填量の一時的な増加もしく
は減少が抑制されて、この空気充填量の変動によるトル
クショックが低減されることになる。
変更速度は、エンジンの低負荷時ほど遅くされるから、
この変更速度が、低負荷時ほど著しくなる吸気圧変化の
応答遅れに対応することになり、したがって、燃焼室の
実質容積の変化速度と吸気圧の変化速度とが常に精度よ
く対応して、空気充填量の一時的な増加もしくは減少な
いしこれに伴うトルクショックが一層効果的に低減され
ることになる。
発明における変更遅延手段の作用によって空気充填量の
変動自体が抑制されるから、第1発明から第15発明ま
でのいずれかの発明における補償手段による空気充填量
の変動に対する補償動作が小幅なもので足りることにな
って、この補償動作を精度よく行うことが可能となり、
したがって、空気充填量の変動が一層確実に抑制される
ことになる。
発明または第17発明において、エンジンの運転状態が
アイドル状態に変化することに伴って吸気バルブの開弁
状態が変更される場合には、この変更動作の遅延制御が
禁止されて、目標開弁状態に速やかに移行されることに
なるから、運転状態が不安定になり易いアイドル領域
で、吸気バルブの開弁状態の変更を遅延させることによ
る一層の不安定化が回避されることになる。
ム図である。
である。
ート図である。
ーチャート図である。
ステム図である。
ローチャート図である。
ート図である。
である。
遅閉じに変更する場合の問題点の説明図である。
じから早閉じに変更する場合の問題点の説明図である。
遅延手段、遅延禁止手段(エンジンコントロールユニッ
ト)
Claims (18)
- 【請求項1】 吸気バルブの開弁状態としての開閉タイ
ミングもしくは開弁時のリフト量の少なくとも一方を変
化させる可変動弁機構が備えられ、かつエンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段と、該検出手段で検出
されたエンジンの運転状態に応じて上記可変動弁機構を
作動させて吸気バルブの開弁状態を変更させる開弁状態
変更手段とが設けられた可変動弁機構を備えたエンジン
の制御装置であって、上記開弁状態変更手段による吸気
バルブの開弁状態の変更時に、吸気圧変化の応答遅れに
よる空気充填量の変動を補償する補償手段が設けられて
いることを特徴とする可変動弁機構を備えたエンジンの
制御装置。 - 【請求項2】 運転状態検出手段は、少なくとも吸気通
路に設けられたスロットルバルブの開度を検出し、補償
手段は、吸気バルブの開弁状態の変更時に、上記運転状
態検出手段によって検出されたスロットルバルブの開度
に応じて空気充填量の変動に対する補償動作を行うよう
に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の可
変動弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項3】 補償手段は、吸気バルブの開弁状態の変
更時に、運転状態検出手段によって検出されたスロット
ルバルブの開度が小さいほど大きな補償量で空気充填量
の変動に対する補償動作を行うように構成されているこ
とを特徴とする請求項2に記載の可変動弁機構を備えた
エンジンの制御装置。 - 【請求項4】 補償手段は、燃料噴射量を補正すること
によって空気充填量の変動を補償するものであることを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の可
変動弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項5】 補償手段は、空燃比を補正することによ
って空気充填量の変動を補償するものであることを特徴
とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の可変動
弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項6】 補償手段は、点火時期を補正することに
よって空気充填量の変動を補償するものであることを特
徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の可変
動弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項7】 補償手段は、吸入空気量を補正すること
によって空気充填量の変動を補償するものであることを
特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の可
変動弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項8】 補償手段による吸入空気量の補正は、吸
気通路に設けられたエアフローセンサの上流側から取り
出されて、同じく吸気通路に設けられたスロットルバル
ブの下流側に供給されるバイパスエア量の調整によって
行われることを特徴とする請求項7に記載の可変動弁機
構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項9】 補償手段は、開弁状態変更手段による吸
気バルブの開弁状態の変更時に、この変更動作と同時並
行的に空気充填量の変動に対する補償動作を行うように
構成されていることを特徴とする請求項1から請求項8
のいずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制
御装置。 - 【請求項10】 補償手段は、空気充填量の変動に対す
る補償動作をフィードバック制御によって行うように構
成されていることを特徴とする請求項1から請求項8の
いずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御
装置。 - 【請求項11】 補償手段は、空気充填量の変動に対す
る補償動作を、エンジンの低負荷時ほど大きな補正量で
行うように構成されていることを特徴とする請求項9ま
たは請求項10に記載の可変動弁機構を備えたエンジン
の制御装置。 - 【請求項12】 補償手段は、吸気バルブの開弁状態の
変更に伴って空気充填量が増加する場合に、エンジント
ルクを増大させる方向に燃料噴射量を補正するように構
成されてることを特徴とする請求項1から請求項11の
いずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御
装置。 - 【請求項13】 補償手段は、吸気バルブの開弁状態の
変更に伴って空気充填量が減少する場合に、エンジント
ルクを低減させる方向に燃料噴射量を補正するように構
成されてることを特徴とする請求項1から請求項11の
いずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御
装置。 - 【請求項14】 補償手段は、吸気バルブの開弁状態の
変更に伴って空気充填量が増加する場合に、エンジント
ルクを低減させる方向に点火時期を補正するように構成
されてることを特徴とする請求項1から請求項11のい
ずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御装
置。 - 【請求項15】 補償手段は、吸気バルブの開弁状態の
変更に伴って空気充填量が減少する場合に、エンジント
ルクを増大させる方向に吸入空気量を補正するように構
成されてることを特徴とする請求項1から請求項11の
いずれかに記載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御
装置。 - 【請求項16】 吸気バルブの開弁状態としての開閉タ
イミングもしくは開弁時のリフト量の少なくとも一方を
変化させる可変動弁機構が備えられ、かつエンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段と、該検出手段で検
出されたエンジンの運転状態に応じて上記可変動弁機構
を作動させて吸気バルブの開弁状態を変更させる開弁状
態変更手段とが設けられた可変動弁機構を備えたエンジ
ンの制御装置であって、上記開弁状態変更手段による吸
気バルブの開弁状態の変更時に、その変更速度を上記可
変動弁機構自体の動作速度よりも遅くする変更遅延手段
と、この変更遅延手段による変更速度の遅延量をエンジ
ンの低負荷時ほど大きくする遅延量設定手段とが設けら
れていることを特徴とする可変動弁機構を備えたエンジ
ンの制御装置。 - 【請求項17】 開弁状態変更手段による吸気バルブの
開弁状態の変更時に、その変更速度を上記可変動弁機構
自体の動作速度よりも遅くする変更遅延手段と、この変
更遅延手段による変更速度の遅延量をエンジンの低負荷
時ほど大きくする遅延量設定手段とが設けられているこ
とを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記
載の可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置。 - 【請求項18】 エンジンの運転状態がアイドル状態に
変化することに伴う吸気バルブの開弁状態の変更時に、
変更遅延手段による変更動作の遅延制御を禁止する遅延
禁止手段が設けられていることを特徴とする請求項16
または請求項17に記載の可変動弁機構を備えたエンジ
ンの制御装置。
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JP18088094A JP3508218B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置 |
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JP18088094A JP3508218B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0821267A true JPH0821267A (ja) | 1996-01-23 |
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ID=16090957
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JP18088094A Expired - Fee Related JP3508218B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置 |
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