JP2000257481A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- valves
- intake
- internal combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2201/00—Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
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- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
- F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Electromagnetism (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関始動時のおける電磁駆動型の吸気弁
及び／または排気弁の作動制御を適切に行い、バッテリ
の出力電流を抑制して出力電圧の低下を最小限の留め、
電磁駆動される弁を正確に作動させる。 【解決手段】 イグニッションスイッチがオンされると
スタータ４２の作動を禁止し、吸気弁１Ｉ１から排気弁
４Ｅ２まで順次初期吸引を実行する（Ｓ１２〜Ｓ２
９）。このとき、各弁の初期吸引動作が重複しないよう
に制御する。すべての弁の初期吸引が完了したとき、ス
タータ４２の作動を許可し、エンジンの始動を開始する
（Ｓ３０，Ｓ３１）。
及び／または排気弁の作動制御を適切に行い、バッテリ
の出力電流を抑制して出力電圧の低下を最小限の留め、
電磁駆動される弁を正確に作動させる。 【解決手段】 イグニッションスイッチがオンされると
スタータ４２の作動を禁止し、吸気弁１Ｉ１から排気弁
４Ｅ２まで順次初期吸引を実行する（Ｓ１２〜Ｓ２
９）。このとき、各弁の初期吸引動作が重複しないよう
に制御する。すべての弁の初期吸引が完了したとき、ス
タータ４２の作動を許可し、エンジンの始動を開始する
（Ｓ３０，Ｓ３１）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に電磁駆動型の吸気弁及び／または排気弁
を備えた内燃機関の制御装置に関する。
置に関し、特に電磁駆動型の吸気弁及び／または排気弁
を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スプリングとソレノイドで弁体を駆動す
るようにした電磁駆動型の吸気弁及び排気弁を備えた内
燃機関において、スプリングの共振現象を利用すること
により、機関始動時のソレノイドによる電力消費を低減
するようにした制御装置が従来より知られている（特開
平９−１９５７３６号公報）。機関始動時においては、
オルタネータからの電力供給がないので、バッテリから
の電力供給に依存せざるを得ず、電磁駆動型の弁を作動
させるための電力はできるだけ小さくすることが望まれ
るからである。またこのような共振現象を利用する制御
装置において、始動時における弁とピストンとの干渉を
防止するため、クランク角度位置に応じて弁の駆動開始
時期を決定することが知られている（特開平９−３０３
１２２号公報）。
るようにした電磁駆動型の吸気弁及び排気弁を備えた内
燃機関において、スプリングの共振現象を利用すること
により、機関始動時のソレノイドによる電力消費を低減
するようにした制御装置が従来より知られている（特開
平９−１９５７３６号公報）。機関始動時においては、
オルタネータからの電力供給がないので、バッテリから
の電力供給に依存せざるを得ず、電磁駆動型の弁を作動
させるための電力はできるだけ小さくすることが望まれ
るからである。またこのような共振現象を利用する制御
装置において、始動時における弁とピストンとの干渉を
防止するため、クランク角度位置に応じて弁の駆動開始
時期を決定することが知られている（特開平９−３０３
１２２号公報）。
【０００３】また、特開平８−１７０５０９号公報に
は、電磁駆動型の吸気弁及び排気弁と、ピストンとの干
渉を防止するために、始動開始前にすべての弁を閉弁さ
せる初期吸引を実行し、その後に機関の始動を許可する
ようにした制御装置が示されている。
は、電磁駆動型の吸気弁及び排気弁と、ピストンとの干
渉を防止するために、始動開始前にすべての弁を閉弁さ
せる初期吸引を実行し、その後に機関の始動を許可する
ようにした制御装置が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平９−１９５
７３６号公報あるいは特開平９−３０２１２２号公報に
示されるようにスプリングの共振現象を利用すれば電力
消費を低減できるが、これらの公報に示された制御装置
では、スタータを作動させながら弁の作動を開始させる
ため、バッテリの出力電流が増大し、バッテリが劣化し
ている場合には、出力電圧低下して始動が困難になるお
それがあった。
７３６号公報あるいは特開平９−３０２１２２号公報に
示されるようにスプリングの共振現象を利用すれば電力
消費を低減できるが、これらの公報に示された制御装置
では、スタータを作動させながら弁の作動を開始させる
ため、バッテリの出力電流が増大し、バッテリが劣化し
ている場合には、出力電圧低下して始動が困難になるお
それがあった。
【０００５】一方特開平８−１７０５０９号公報に示さ
れた制御装置では、クランキング開始前に弁を閉弁させ
る、すなわち初期吸引を実行するようにしているので、
初期吸引とスタータの作動とが重複することがない。し
かし、すべての弁を同時に閉弁させるようにしているた
め、バッテリの出力電流が一時的に急増し、出力電圧が
低下して初期吸引が不十分なものとなる可能性があっ
た。
れた制御装置では、クランキング開始前に弁を閉弁させ
る、すなわち初期吸引を実行するようにしているので、
初期吸引とスタータの作動とが重複することがない。し
かし、すべての弁を同時に閉弁させるようにしているた
め、バッテリの出力電流が一時的に急増し、出力電圧が
低下して初期吸引が不十分なものとなる可能性があっ
た。
【０００６】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、機関始動時のおける電磁駆動型の吸気弁及び／ま
たは排気弁の作動制御を適切に行い、バッテリの出力電
流を抑制して出力電圧の低下を最小限の留め、電磁駆動
される弁を正確に作動させることができる制御装置を提
供することを目的とする。
あり、機関始動時のおける電磁駆動型の吸気弁及び／ま
たは排気弁の作動制御を適切に行い、バッテリの出力電
流を抑制して出力電圧の低下を最小限の留め、電磁駆動
される弁を正確に作動させることができる制御装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方を電磁力により開閉する電磁駆動手段
を備えた内燃機関の制御装置において、前記機関の始動
信号を検出する始動信号検出手段を備え、該始動信号検
出後に、前記電磁駆動手段により駆動される複数の弁の
吸引動作が重ならないように順次初期吸引を実行し、前
記電磁駆動手段により駆動されるすべての弁の初期吸引
が完了したときに、前記機関の始動を開始することを特
徴とする。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方を電磁力により開閉する電磁駆動手段
を備えた内燃機関の制御装置において、前記機関の始動
信号を検出する始動信号検出手段を備え、該始動信号検
出後に、前記電磁駆動手段により駆動される複数の弁の
吸引動作が重ならないように順次初期吸引を実行し、前
記電磁駆動手段により駆動されるすべての弁の初期吸引
が完了したときに、前記機関の始動を開始することを特
徴とする。
【０００８】この構成によれば、始動信号検出後に、電
磁駆動手段により駆動される複数の弁の吸引動作が重な
らないように順次初期吸引が実行され、電磁駆動手段に
より駆動されるすべての弁の初期吸引が完了したとき
に、機関の始動が開始されるので、初期吸引動作による
最大消費電流を低減し、バッテリの出力電圧の低下を最
小限に留め、電磁駆動される弁を正確に作動させること
ができる。その結果バッテリが若干劣化したような場合
でも初期吸引及び機関始動を確実に実行することが可能
となる。
磁駆動手段により駆動される複数の弁の吸引動作が重な
らないように順次初期吸引が実行され、電磁駆動手段に
より駆動されるすべての弁の初期吸引が完了したとき
に、機関の始動が開始されるので、初期吸引動作による
最大消費電流を低減し、バッテリの出力電圧の低下を最
小限に留め、電磁駆動される弁を正確に作動させること
ができる。その結果バッテリが若干劣化したような場合
でも初期吸引及び機関始動を確実に実行することが可能
となる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記電磁駆動手段によ
り駆動される弁の位置を検出する弁位置検出手段を備
え、該弁位置検出手段により弁の全閉状態または全開状
態を検出した時点から所定時間経過後に、前記初期吸引
が完了したと判定することを特徴とする。
の内燃機関の制御装置において、前記電磁駆動手段によ
り駆動される弁の位置を検出する弁位置検出手段を備
え、該弁位置検出手段により弁の全閉状態または全開状
態を検出した時点から所定時間経過後に、前記初期吸引
が完了したと判定することを特徴とする。
【００１０】ここで「所定時間」は、電磁駆動手段によ
り駆動される弁の弁体が中立位置から全閉位置または全
開位置に移動した後の状態が安定するまでの時間とし、
実験的に決定される。この構成によれば、弁位置検出手
段により弁の全閉状態または全開状態が検出された時点
から所定時間経過後に、初期吸引が完了したと判定され
るので、弁が全閉状態または全開状態となってから前記
所定時間の間初期吸引電流が保持され、確実な初期吸引
動作が可能となる。
り駆動される弁の弁体が中立位置から全閉位置または全
開位置に移動した後の状態が安定するまでの時間とし、
実験的に決定される。この構成によれば、弁位置検出手
段により弁の全閉状態または全開状態が検出された時点
から所定時間経過後に、初期吸引が完了したと判定され
るので、弁が全閉状態または全開状態となってから前記
所定時間の間初期吸引電流が保持され、確実な初期吸引
動作が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかか
る内燃機関（以下「エンジン」という）の電磁駆動型吸
気弁の構造を示す断面図であり、図２は、電磁駆動型の
吸気弁及び排気弁を備えるエンジン１０と、その制御装
置の構成を示す図である。本実施形態のエンジン１０
は、４気筒を有し、各気筒に電磁駆動型吸気弁及び電磁
駆動型排気弁が２個ずつ設けられている。＃１気筒の２
つの吸気弁を１Ｉ１，１Ｉ２とし、同気筒の２つの排気
弁を１Ｅ１，１Ｅ２とし、以下同様に＃２〜＃４気筒の
吸気弁をそれぞれ２Ｉ１，２Ｉ２、３Ｉ１，３Ｉ２、４
Ｉ１，４Ｉ２とし、＃２〜＃４気筒の排気弁をそれぞれ
２Ｅ１，２Ｅ２、３Ｅ１，３Ｅ２、４Ｅ１，４Ｅ２とす
る。
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかか
る内燃機関（以下「エンジン」という）の電磁駆動型吸
気弁の構造を示す断面図であり、図２は、電磁駆動型の
吸気弁及び排気弁を備えるエンジン１０と、その制御装
置の構成を示す図である。本実施形態のエンジン１０
は、４気筒を有し、各気筒に電磁駆動型吸気弁及び電磁
駆動型排気弁が２個ずつ設けられている。＃１気筒の２
つの吸気弁を１Ｉ１，１Ｉ２とし、同気筒の２つの排気
弁を１Ｅ１，１Ｅ２とし、以下同様に＃２〜＃４気筒の
吸気弁をそれぞれ２Ｉ１，２Ｉ２、３Ｉ１，３Ｉ２、４
Ｉ１，４Ｉ２とし、＃２〜＃４気筒の排気弁をそれぞれ
２Ｅ１，２Ｅ２、３Ｅ１，３Ｅ２、４Ｅ１，４Ｅ２とす
る。
【００１２】図１は吸気弁１Ｉ１の構成を示すが、他の
吸気弁及び排気弁の構成もこれと同様である。吸気弁１
Ｉ１は、アーマチャ１４が固定された弁体１２とこれを
駆動するアクチュエータ１１とからなり、エンジン１０
の燃焼室の吸気口１８を開閉すべく、燃焼室上部に装着
される。また排気弁１Ｅ１，１Ｅ２等も同一の構造を有
し、燃焼室の排気口を開閉すべく燃焼室上部に装着され
る。
吸気弁及び排気弁の構成もこれと同様である。吸気弁１
Ｉ１は、アーマチャ１４が固定された弁体１２とこれを
駆動するアクチュエータ１１とからなり、エンジン１０
の燃焼室の吸気口１８を開閉すべく、燃焼室上部に装着
される。また排気弁１Ｅ１，１Ｅ２等も同一の構造を有
し、燃焼室の排気口を開閉すべく燃焼室上部に装着され
る。
【００１３】アクチュエータ１１は、対向する２つのソ
レノイド（電磁石）、すなわち弁体１２を閉弁方向に付
勢する閉弁ソレノイド１５及び弁体１２を開弁方向に付
勢する開弁ソレノイド１６と、スプリング１７とを主た
る構成要素とする。閉弁ソレノイド１５は、コイル１５
ａ及び磁性体１５ｂからなり、開弁ソレノイド１６は、
コイル１６ａ及び磁性体１６ｂからなる。スプリング１
７は、アーマチャ１４が中立位置（図示の位置）にある
とき、弁体１２に対する付勢力がゼロとなり、中立位置
より上に位置するときは弁体１２を開弁方向に付勢し、
中立位置より下に位置するときは弁体１２を閉弁方向に
付勢するように構成されている。
レノイド（電磁石）、すなわち弁体１２を閉弁方向に付
勢する閉弁ソレノイド１５及び弁体１２を開弁方向に付
勢する開弁ソレノイド１６と、スプリング１７とを主た
る構成要素とする。閉弁ソレノイド１５は、コイル１５
ａ及び磁性体１５ｂからなり、開弁ソレノイド１６は、
コイル１６ａ及び磁性体１６ｂからなる。スプリング１
７は、アーマチャ１４が中立位置（図示の位置）にある
とき、弁体１２に対する付勢力がゼロとなり、中立位置
より上に位置するときは弁体１２を開弁方向に付勢し、
中立位置より下に位置するときは弁体１２を閉弁方向に
付勢するように構成されている。
【００１４】上記構成によれば、閉弁ソレノイド１５ま
たは開弁ソレノイド１６に通電することにより、弁体１
２が、吸気口１８を閉塞する全閉位置と弁体のリフト量
が最大となる全開位置との間を移動する。またソレノイ
ド１５，１６に通電していないときは、弁体１２は、全
閉位置と全開位置の間の中立位置に位置する。
たは開弁ソレノイド１６に通電することにより、弁体１
２が、吸気口１８を閉塞する全閉位置と弁体のリフト量
が最大となる全開位置との間を移動する。またソレノイ
ド１５，１６に通電していないときは、弁体１２は、全
閉位置と全開位置の間の中立位置に位置する。
【００１５】各吸気弁１Ｉ１〜４Ｉ２及び排気弁ＩＥ１
〜４Ｅ２のアクチュエータ１１は、電子コントロールユ
ニット（以下「ＥＣＵ」という）７に接続されており、
ＥＣＵ７によりその作動が制御される。また各吸気弁及
び排気弁１Ｉ１〜４Ｉ２，ＩＥ１〜４Ｅ２のそれぞれの
弁体１２の位置を検出する位置センサからなるバルブ位
置検出部８が設けられている。このバルブ位置検出部８
は、ＥＣＵ７に接続されており、その検出信号がＥＣＵ
７に供給される。位置センサとしては、例えば渦電流式
センサやインダクタンス変化を検出するタイプのセンサ
が使用される。
〜４Ｅ２のアクチュエータ１１は、電子コントロールユ
ニット（以下「ＥＣＵ」という）７に接続されており、
ＥＣＵ７によりその作動が制御される。また各吸気弁及
び排気弁１Ｉ１〜４Ｉ２，ＩＥ１〜４Ｅ２のそれぞれの
弁体１２の位置を検出する位置センサからなるバルブ位
置検出部８が設けられている。このバルブ位置検出部８
は、ＥＣＵ７に接続されており、その検出信号がＥＣＵ
７に供給される。位置センサとしては、例えば渦電流式
センサやインダクタンス変化を検出するタイプのセンサ
が使用される。
【００１６】アクチュエータ１１の駆動電力はバッテリ
４１から供給され、バッテリ４１は始動開始時にエンジ
ン１０を回転駆動するスタータ４２に駆動電力を供給す
るように構成されている。エンジン１０の各気筒に対応
した吸気マニホールドには、それぞれ燃料噴射弁５が設
けられ、また各気筒の燃焼室には点火プラグ６が設けら
れている。燃料噴射弁５及び点火プラグ６は、ＥＣＵ７
に接続されており、ＥＣＵ７によりその作動が制御され
る。
４１から供給され、バッテリ４１は始動開始時にエンジ
ン１０を回転駆動するスタータ４２に駆動電力を供給す
るように構成されている。エンジン１０の各気筒に対応
した吸気マニホールドには、それぞれ燃料噴射弁５が設
けられ、また各気筒の燃焼室には点火プラグ６が設けら
れている。燃料噴射弁５及び点火プラグ６は、ＥＣＵ７
に接続されており、ＥＣＵ７によりその作動が制御され
る。
【００１７】エンジン１０が搭載された車両の運転者の
エンジン１０に対する要求負荷（要求出力）を示すパラ
メータとしてのアクセルペダルの踏み込み量（以下「ア
クセル開度」という）ＡＣＣを検出するアクセル開度セ
ンサ３１、エンジン回転数（回転速度）ＮＥを検出する
エンジン回転数ＮＥセンサ３２、エンジン冷却水温ＴＷ
を検出するエンジン水温センサ３３、吸気温ＴＡを検出
する吸気温センサ３４、バッテリ電圧ＶＢを検出するバ
ッテリ電圧センサ３５、クランク軸の回転角度を検出す
るクランク角度位置センサ３６等の各種センサ、及びイ
グニッションスイッチ３７等の各種スイッチがＥＣＵ７
に接続されており、それらのセンサの検出信号あるいは
スイッチの切換信号がＥＣＵ７に供給される。クランク
角度位置センサ３６は、エンジン１０の特定の気筒の所
定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パ
ルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸
入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角
度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクラン
ク角１８０度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣ
センサ及びＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク角周
期（例えば３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫ信号
パルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、Ｃ
ＹＬ信号パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パル
スがＥＣＵ７に供給される。これらの信号パルスは、燃
料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御に使用さ
れる。
エンジン１０に対する要求負荷（要求出力）を示すパラ
メータとしてのアクセルペダルの踏み込み量（以下「ア
クセル開度」という）ＡＣＣを検出するアクセル開度セ
ンサ３１、エンジン回転数（回転速度）ＮＥを検出する
エンジン回転数ＮＥセンサ３２、エンジン冷却水温ＴＷ
を検出するエンジン水温センサ３３、吸気温ＴＡを検出
する吸気温センサ３４、バッテリ電圧ＶＢを検出するバ
ッテリ電圧センサ３５、クランク軸の回転角度を検出す
るクランク角度位置センサ３６等の各種センサ、及びイ
グニッションスイッチ３７等の各種スイッチがＥＣＵ７
に接続されており、それらのセンサの検出信号あるいは
スイッチの切換信号がＥＣＵ７に供給される。クランク
角度位置センサ３６は、エンジン１０の特定の気筒の所
定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パ
ルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸
入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角
度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクラン
ク角１８０度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣ
センサ及びＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク角周
期（例えば３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫ信号
パルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、Ｃ
ＹＬ信号パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パル
スがＥＣＵ７に供給される。これらの信号パルスは、燃
料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御に使用さ
れる。
【００１８】ＥＣＵ７は、上記各種センサ及びスイッチ
が接続され、入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定
レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変
換する等の機能を有する入力インターフェース２４、中
央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）２１、ＣＰＵ
２１で実行される各種演算プログラム及び演算結果等を
記憶するためのＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３、前記吸気弁
及び排気弁のアクチュエータ１１、燃料噴射弁５、及び
点火プラグ６に駆動信号を供給する出力インターフェー
ス７等から構成される。
が接続され、入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定
レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変
換する等の機能を有する入力インターフェース２４、中
央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）２１、ＣＰＵ
２１で実行される各種演算プログラム及び演算結果等を
記憶するためのＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３、前記吸気弁
及び排気弁のアクチュエータ１１、燃料噴射弁５、及び
点火プラグ６に駆動信号を供給する出力インターフェー
ス７等から構成される。
【００１９】図３は、エンジン１０の始動時における制
御手順を説明するためのフローチャートであり、この制
御はＥＣＵ７のＣＰＵ２１により実行される。先ずステ
ップＳ１１では、イグニッションスイッチ３７の出力を
読み込み、該イグニッションスイッチ３７がオンされた
か否かを判別する（ステップＳ１２）。オンされていな
いときは、エンジン１０の始動は行わない。
御手順を説明するためのフローチャートであり、この制
御はＥＣＵ７のＣＰＵ２１により実行される。先ずステ
ップＳ１１では、イグニッションスイッチ３７の出力を
読み込み、該イグニッションスイッチ３７がオンされた
か否かを判別する（ステップＳ１２）。オンされていな
いときは、エンジン１０の始動は行わない。
【００２０】イグニッションスイッチ３７がオンされた
ときは、エンジン１０を回転駆動するスタータ４２の作
動を禁止し（ステップＳ１３）、次いで＃１気筒の吸気
弁１Ｉ１から吸気弁１Ｉ２，排気弁１Ｅ１，１Ｅ２，吸
気弁２Ｉ１，…，というように初期吸引、すなわち弁体
１２を全閉位置まで移動させる処理を実行し、＃４気筒
の排気弁４Ｅ２まで順次実行する（ステップＳ１４〜Ｓ
２９）。このとき、それぞれの弁に対する初期吸引処理
は、互いに重複しないように実行する。すなわち、吸気
弁１Ｉ１の初期吸引が完了した時点から吸気弁１Ｉ２の
初期吸引を開始し、その吸気弁１Ｉ２の初期吸引が完了
した時点から排気弁１Ｅ１の初期吸引を開始し、以下同
様にして各弁に対する初期吸引の実行期間が重複しない
ように制御する。そしてすべての弁の初期吸引が終了し
た時点でスタータ４２の作動を許可し（ステップＳ３
０）、エンジン１０の始動、すなわちクランキングを開
始する（ステップＳ３１）。
ときは、エンジン１０を回転駆動するスタータ４２の作
動を禁止し（ステップＳ１３）、次いで＃１気筒の吸気
弁１Ｉ１から吸気弁１Ｉ２，排気弁１Ｅ１，１Ｅ２，吸
気弁２Ｉ１，…，というように初期吸引、すなわち弁体
１２を全閉位置まで移動させる処理を実行し、＃４気筒
の排気弁４Ｅ２まで順次実行する（ステップＳ１４〜Ｓ
２９）。このとき、それぞれの弁に対する初期吸引処理
は、互いに重複しないように実行する。すなわち、吸気
弁１Ｉ１の初期吸引が完了した時点から吸気弁１Ｉ２の
初期吸引を開始し、その吸気弁１Ｉ２の初期吸引が完了
した時点から排気弁１Ｅ１の初期吸引を開始し、以下同
様にして各弁に対する初期吸引の実行期間が重複しない
ように制御する。そしてすべての弁の初期吸引が終了し
た時点でスタータ４２の作動を許可し（ステップＳ３
０）、エンジン１０の始動、すなわちクランキングを開
始する（ステップＳ３１）。
【００２１】図３に示す各初期吸引は、図４に示すよう
にＣＰＵ２１の制御により実行される。すなわち先ず閉
弁ソレノイド１５のコイル１５ａに初期吸引電流ＩＩＮ
Ｉの供給を開始し（ステップＳ４１）、バルブ位置検出
部８の対応する位置センサの出力を読み込んで弁体１２
が全閉位置に達したか否かを判別する（ステップＳ４
２，Ｓ４３）。そして、弁体１２が全閉位置に達すると
その時点から所定時間ＴＤＬＹが経過するまで、初期吸
引電流の供給を継続する（ステップＳ４４）。所定時間
ＴＤＬＹが経過した時点で初期吸引完了と判定し、初期
吸引電流ＩＩＮＩを保持電流ＩＨＬＤ（＜ＩＩＮＩ）に
変更する（ステップＳ４５）。
にＣＰＵ２１の制御により実行される。すなわち先ず閉
弁ソレノイド１５のコイル１５ａに初期吸引電流ＩＩＮ
Ｉの供給を開始し（ステップＳ４１）、バルブ位置検出
部８の対応する位置センサの出力を読み込んで弁体１２
が全閉位置に達したか否かを判別する（ステップＳ４
２，Ｓ４３）。そして、弁体１２が全閉位置に達すると
その時点から所定時間ＴＤＬＹが経過するまで、初期吸
引電流の供給を継続する（ステップＳ４４）。所定時間
ＴＤＬＹが経過した時点で初期吸引完了と判定し、初期
吸引電流ＩＩＮＩを保持電流ＩＨＬＤ（＜ＩＩＮＩ）に
変更する（ステップＳ４５）。
【００２２】図５は図３の制御を説明するためのタイム
チャートであり、時刻ｔ０にイグニッションスイッチ３
７がオンされると、時刻ｔ１に吸気弁１Ｉ１が全閉とな
り、時刻ｔ１から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若
干遅れた時刻ｔ２において吸気弁１Ｉ２が全閉となり、
時刻ｔ２から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若干遅
れた時刻ｔ３において排気弁１Ｅ１が全閉となり、時刻
ｔ３から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若干遅れた
時刻ｔ４において排気弁１Ｅ２が全閉となるというよう
に順次各弁が全閉状態へ移行する（時刻ｔ５〜ｔ１
６）。そして、排気弁４Ｅ２が全閉となった時刻ｔ１６
において、スタータ４２の作動が許可されてエンジン１
０のクランキングが開始される。
チャートであり、時刻ｔ０にイグニッションスイッチ３
７がオンされると、時刻ｔ１に吸気弁１Ｉ１が全閉とな
り、時刻ｔ１から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若
干遅れた時刻ｔ２において吸気弁１Ｉ２が全閉となり、
時刻ｔ２から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若干遅
れた時刻ｔ３において排気弁１Ｅ１が全閉となり、時刻
ｔ３から所定時間ＴＤＬＹ経過した時点より若干遅れた
時刻ｔ４において排気弁１Ｅ２が全閉となるというよう
に順次各弁が全閉状態へ移行する（時刻ｔ５〜ｔ１
６）。そして、排気弁４Ｅ２が全閉となった時刻ｔ１６
において、スタータ４２の作動が許可されてエンジン１
０のクランキングが開始される。
【００２３】図５に示す例では、＃１気筒から燃料噴射
が開始され、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順に燃料
噴射とそれに続く吸気、圧縮、膨張、排気の各工程が繰
り返される。なお、図５においては上向きの矢印で示し
た時点が点火の実行タイミングを示している。
が開始され、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順に燃料
噴射とそれに続く吸気、圧縮、膨張、排気の各工程が繰
り返される。なお、図５においては上向きの矢印で示し
た時点が点火の実行タイミングを示している。
【００２４】図６は、図４の制御を説明するためのタイ
ムチャートであり、図６（ａ）はコイル１５ａを流れる
電流ＩＣＯＩＬ１の推移を示し、同図（ｂ）は弁リフト
量ＬＦＴの推移を示す。時刻ｔ２１から電流の供給を開
始すると若干遅れてコイル電流ＩＣＯＩＬが初期吸引電
流ＩＩＮＩに達する。そして時刻ｔ２２に位置センサの
出力により弁体１２が全閉位置に達したことが検出さ
れ、その時点から所定時間ＴＤＬＹの間初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩが保持される。所定時間ＴＤＬＹ経過した時刻ｔ
２３において初期吸引完了と判定され、初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩが保持電流ＩＨＬＤに変更される。その結果コイ
ル電流ＩＣＯＩＬ１は、若干遅れて保持電流ＩＨＬＤま
で減少する。
ムチャートであり、図６（ａ）はコイル１５ａを流れる
電流ＩＣＯＩＬ１の推移を示し、同図（ｂ）は弁リフト
量ＬＦＴの推移を示す。時刻ｔ２１から電流の供給を開
始すると若干遅れてコイル電流ＩＣＯＩＬが初期吸引電
流ＩＩＮＩに達する。そして時刻ｔ２２に位置センサの
出力により弁体１２が全閉位置に達したことが検出さ
れ、その時点から所定時間ＴＤＬＹの間初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩが保持される。所定時間ＴＤＬＹ経過した時刻ｔ
２３において初期吸引完了と判定され、初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩが保持電流ＩＨＬＤに変更される。その結果コイ
ル電流ＩＣＯＩＬ１は、若干遅れて保持電流ＩＨＬＤま
で減少する。
【００２５】このように弁体１２が全閉位置に達してか
ら所定時間ＴＤＬＹの間初期吸引電流ＩＩＮＩを保持す
ることにより、確実な初期吸引動作が可能となる。ここ
で、所定時間ＴＤＬＹは、アクチュエータ１１により駆
動される弁体１２が中立位置から全閉位置に移動した後
の状態が安定するまでの時間とし、例えば２０ｍｓｅｃ
程度に設定される。
ら所定時間ＴＤＬＹの間初期吸引電流ＩＩＮＩを保持す
ることにより、確実な初期吸引動作が可能となる。ここ
で、所定時間ＴＤＬＹは、アクチュエータ１１により駆
動される弁体１２が中立位置から全閉位置に移動した後
の状態が安定するまでの時間とし、例えば２０ｍｓｅｃ
程度に設定される。
【００２６】以上のように本実施形態では、イグニッシ
ョンスイッチ３７がオンされた直後は、スタータ４２の
作動を禁止するとともに、各弁の初期吸引を実行する期
間が重複しないように制御するようにしたので、バッテ
リ４１の出力電流のピーク値を低下させることができ、
バッテリ電圧ＶＢの低下を最小限に抑制することができ
る。その結果、バッテリ４１が若干劣化したような場合
でも初期吸引及びエンジン始動を確実に実行することが
可能となる。
ョンスイッチ３７がオンされた直後は、スタータ４２の
作動を禁止するとともに、各弁の初期吸引を実行する期
間が重複しないように制御するようにしたので、バッテ
リ４１の出力電流のピーク値を低下させることができ、
バッテリ電圧ＶＢの低下を最小限に抑制することができ
る。その結果、バッテリ４１が若干劣化したような場合
でも初期吸引及びエンジン始動を確実に実行することが
可能となる。
【００２７】本実施形態では、アクチュエータ１１が電
磁駆動手段に相当し、バルブ位置検出部８が弁位置検出
手段に相当する。また、ＥＣＵ７のＣＰＵ２１により実
行される図３及び４に示す制御が、始動信号検出手段及
び「始動信号検出後に、前記電磁駆動手段により駆動さ
れる複数の弁の吸引動作が重ならないように順次初期吸
引を実行し、前記電磁駆動手段により駆動されるすべて
の弁の初期吸引が完了したときに、前記機関の始動を開
始する」制御に相当する。
磁駆動手段に相当し、バルブ位置検出部８が弁位置検出
手段に相当する。また、ＥＣＵ７のＣＰＵ２１により実
行される図３及び４に示す制御が、始動信号検出手段及
び「始動信号検出後に、前記電磁駆動手段により駆動さ
れる複数の弁の吸引動作が重ならないように順次初期吸
引を実行し、前記電磁駆動手段により駆動されるすべて
の弁の初期吸引が完了したときに、前記機関の始動を開
始する」制御に相当する。
【００２８】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、初期吸引
動作は、図６に示すように比較的大きな初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩをコイル１５ａに供給することに代えて、開弁側
コイル１６ａに図７（ａ）に示すようなコイル電流ＩＣ
ＯＩＬ２を供給し、閉弁側コイル１５ａに同図（ｂ）に
示すようなコイル電流ＩＣＯＩＬ１を供給することによ
り、スプリング１７及び弁体１２で構成される振動系の
固有振動を利用して、弁体１２を全閉位置まで移動させ
るようにしてもよい。この場合には、時刻ｔ２２ａにお
いて全閉位置の検出がなされ、この時点から所定時間Ｔ
ＤＬＹ経過後の時刻ｔ２３ａにおいて、初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩａ（＜ＩＩＮＩ）から保持電流ＩＨＬＤへの切換
が行われる。これにより、コイル電流が減少し、バッテ
リ４１の出力電流をより一層低減することができる。
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、初期吸引
動作は、図６に示すように比較的大きな初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩをコイル１５ａに供給することに代えて、開弁側
コイル１６ａに図７（ａ）に示すようなコイル電流ＩＣ
ＯＩＬ２を供給し、閉弁側コイル１５ａに同図（ｂ）に
示すようなコイル電流ＩＣＯＩＬ１を供給することによ
り、スプリング１７及び弁体１２で構成される振動系の
固有振動を利用して、弁体１２を全閉位置まで移動させ
るようにしてもよい。この場合には、時刻ｔ２２ａにお
いて全閉位置の検出がなされ、この時点から所定時間Ｔ
ＤＬＹ経過後の時刻ｔ２３ａにおいて、初期吸引電流Ｉ
ＩＮＩａ（＜ＩＩＮＩ）から保持電流ＩＨＬＤへの切換
が行われる。これにより、コイル電流が減少し、バッテ
リ４１の出力電流をより一層低減することができる。
【００２９】また上述した実施形態では、初期吸引動作
は弁体１２を中立位置から全閉位置に移動させ、弁を全
閉状態に移行させることとしたが、構造上ピストンと弁
体との干渉がない場合には、中立位置から全開位置に移
動させ、弁を全開状態に移行させることとしてもよい。
また初期吸引を実行する順序は、上述したものに限るも
のではなく、２以上の弁の初期吸引動作が重複しないよ
うに実行すれば、順序は問わない。
は弁体１２を中立位置から全閉位置に移動させ、弁を全
閉状態に移行させることとしたが、構造上ピストンと弁
体との干渉がない場合には、中立位置から全開位置に移
動させ、弁を全開状態に移行させることとしてもよい。
また初期吸引を実行する順序は、上述したものに限るも
のではなく、２以上の弁の初期吸引動作が重複しないよ
うに実行すれば、順序は問わない。
【００３０】また上述した実施形態では、４気筒の内燃
機関で、吸気弁及び排気弁がともに電磁駆動される例を
示したが、本発明は、気筒数を問わず、また吸気弁また
は排気弁のいずれか一方のみを電磁駆動する場合であっ
ても、電磁駆動される弁が２以上設けられている場合に
適用可能である。
機関で、吸気弁及び排気弁がともに電磁駆動される例を
示したが、本発明は、気筒数を問わず、また吸気弁また
は排気弁のいずれか一方のみを電磁駆動する場合であっ
ても、電磁駆動される弁が２以上設けられている場合に
適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載した
発明によれば、始動信号検出後に、電磁駆動手段により
駆動される複数の弁の吸引動作が重ならないように順次
初期吸引が実行され、電磁駆動手段により駆動されるす
べての弁の初期吸引が完了したときに、機関の始動が開
始されるので、初期吸引動作による最大消費電流を低減
し、バッテリの出力電圧の低下を最小限に留め、電磁駆
動される弁を正確に作動させることができる。その結果
バッテリが若干劣化したような場合でも初期吸引及びク
ランキングを確実に実行することが可能となる。
発明によれば、始動信号検出後に、電磁駆動手段により
駆動される複数の弁の吸引動作が重ならないように順次
初期吸引が実行され、電磁駆動手段により駆動されるす
べての弁の初期吸引が完了したときに、機関の始動が開
始されるので、初期吸引動作による最大消費電流を低減
し、バッテリの出力電圧の低下を最小限に留め、電磁駆
動される弁を正確に作動させることができる。その結果
バッテリが若干劣化したような場合でも初期吸引及びク
ランキングを確実に実行することが可能となる。
【００３２】請求項２に記載した発明によれば、弁位置
検出手段により弁の全閉状態又は全開状態が検出された
時点から所定時間経過後に、初期吸引が完了したと判定
されるので、弁が全閉状態または全開状態となってから
前記所定時間の間初期吸引電流が保持され、確実な初期
吸引動作が可能となる。
検出手段により弁の全閉状態又は全開状態が検出された
時点から所定時間経過後に、初期吸引が完了したと判定
されるので、弁が全閉状態または全開状態となってから
前記所定時間の間初期吸引電流が保持され、確実な初期
吸引動作が可能となる。
【図１】本発明の一実施形態にかかる電磁駆動型吸気弁
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】電磁駆動型の吸気弁及び排気弁を備える内燃機
関とその制御装置の構成を示す図である。
関とその制御装置の構成を示す図である。
【図３】エンジンの始動時の制御処理のフローチャート
である。
である。
【図４】吸気弁及び排気弁の初期吸引処理のフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】図３の処理を説明するためのタイムチャートで
ある。
ある。
【図６】図４の処理を説明するためのタイムチャートで
ある。
ある。
【図７】図６に示す初期吸引動作と異なる初期吸引動作
を説明するためのタイムチャートである。
を説明するためのタイムチャートである。
１Ｉ１，１Ｉ２，２Ｉ１，２Ｉ２，３Ｉ１，３Ｉ２，４
Ｉ１，４Ｉ２ 吸気弁 １Ｅ１，１Ｅ２，２Ｅ１，２Ｅ２，３Ｅ１，３Ｅ２，４
Ｅ１，４Ｅ２ 排気弁 ７ 電子コントロールユニット ８ バルブ位置検出部 １０ 内燃機関 １１ アクチュエータ（電磁駆動手段）
Ｉ１，４Ｉ２ 吸気弁 １Ｅ１，１Ｅ２，２Ｅ１，２Ｅ２，３Ｅ１，３Ｅ２，４
Ｅ１，４Ｅ２ 排気弁 ７ 電子コントロールユニット ８ バルブ位置検出部 １０ 内燃機関 １１ アクチュエータ（電磁駆動手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０Ｂ (72)発明者 鳥居 稔 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 波多野 治巳 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G084 BA15 BA23 CA01 DA02 DA27 EA07 EC08 FA00 FA10 FA36 FA38 3G092 AA11 BB06 DA01 DA02 DF06 DG09 EA17 FA24 FB06 GA01 HA04Z HA13Y HA13Z HE01Z HE03Z HE04Z HE08Z HF02Z HF08Z HF19Z 3G301 HA19 JA02 JB09 KA01 LA07 LC10 MA18 NB11 NE23 PA10Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PE10B PE10Z PF03Z PF16Z PG01Z
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくと
も一方を電磁力により開閉する電磁駆動手段を備えた内
燃機関の制御装置において、 前記機関の始動信号を検出する始動信号検出手段を備
え、 該始動信号検出後に、前記電磁駆動手段により駆動され
る複数の弁の吸引動作が重ならないように順次初期吸引
を実行し、前記電磁駆動手段により駆動されるすべての
弁の初期吸引が完了したときに、前記機関の始動を開始
することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項２】 前記電磁駆動手段により駆動される弁の
位置を検出する弁位置検出手段を備え、該弁位置検出手
段により弁の全閉状態または全開状態を検出した時点か
ら所定時間経過後に、前記初期吸引が完了したと判定す
ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056339A JP2000257481A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内燃機関の制御装置 |
| DE10009320A DE10009320C2 (de) | 1999-03-04 | 2000-02-28 | Steuersystem für einen Verbrennungsmotor |
| US09/518,718 US6202608B1 (en) | 1999-03-04 | 2000-03-03 | Control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056339A JP2000257481A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000257481A true JP2000257481A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13024473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056339A Withdrawn JP2000257481A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6202608B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000257481A (ja) |
| DE (1) | DE10009320C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2835016A1 (fr) | 2002-01-21 | 2003-07-25 | Toyota Motor Co Ltd | Unite de commande de soupape electromagnetique d'un moteur a combustion interne |
| JP2015524539A (ja) * | 2012-08-06 | 2015-08-24 | カムコン・オート・リミテッドＣａｍｃｏｎ Ａｕｔｏ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 内燃機関用の弁制御システムおよびその動作方法 |
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| JP3733782B2 (ja) * | 1999-04-05 | 2006-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電磁駆動弁の制御装置 |
| DE19918094A1 (de) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Siemens Ag | Steueranlage und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
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| US7055483B2 (en) | 2004-03-19 | 2006-06-06 | Ford Global Technologies, Llc | Quick starting engine with electromechanical valves |
| US7032545B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Multi-stroke cylinder operation in an internal combustion engine |
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