JP2003214201A - 内燃機関の電磁駆動弁制御装置 - Google Patents
内燃機関の電磁駆動弁制御装置Info
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Abstract
し、内燃機関の始動応答性を悪化させることなく、弁休
止運転に起因する電磁駆動弁のフェールを適切に回避す
ることを目的とする。 【解決手段】 内燃機関を4サイクル運転させるための
通常の規則に従って全ての電磁駆動弁を制御する通常運
転モードと、一部の電磁駆動弁を休止状態とするための
規則に従って電磁駆動弁を制御する弁休止運転モードと
を選択的に実現する。内燃機関の始動後、所定期間T0
が経過するまでは(ステップ120)、弁休止運転モー
ドの実行を禁止する(ステップ122)。
Description
動弁制御装置に係り、特に、内燃機関の吸気弁または排
気弁として機能する電磁駆動弁を制御するための電磁駆
動弁制御装置に関する。
1号公報に開示されるように、吸気弁および排気弁が電
磁駆動弁で構成された内燃機関が知られている。このよ
うな内燃機関では、吸気弁および排気弁がカム機構によ
り駆動される内燃機関に比して、それらの駆動に関する
自由度を大きく確保することができる。このため、電磁
駆動弁を備える内燃機関では、例えば、個々の気筒に2
つずつ配置されている吸気弁の一方を休止状態とする片
弁運転や、一部の気筒を休止状態とする減筒運転、更に
は、4ストローク/1サイクル運転(以下、「4サイク
ル運転」と称す)で実行される4行程を6ストロークで
実行させる6ストローク/1サイクル運転(以下、「6
サイクル運転」と称す)などを実現することができる。
転など(以下、これらを総称して「弁休止運転」と称
す)は、適当な状況下で実行すれば、内燃機関の燃費を
改善させることができる。このため、電磁駆動弁を備え
る内燃機関は、吸気弁や排気弁をカム機構で起動する一
般的な内燃機関に比して、優れた燃費特性を実現し得る
可能性を有している。
を備える内燃機関において弁休止運転が行われている間
は、休止中の電磁駆動弁の内部に、潤滑用のオイルが不
当に滞留することがある。また、そのような状況のまま
内燃機関が停止されると、停止の時点で休止していた電
磁駆動弁が、その時点で作動していた電磁駆動弁に比し
て、動作し難い状態となることがある。
して動き難い状態にあるまま内燃機関が再始動され、そ
の状態が維持されたまま加速要求等が生ずると、動きの
悪い電磁駆動弁では、脱調などのフェールが生じ易い。
このため、電磁駆動弁を備える内燃機関において、弁休
止運転を実行する場合は、内燃機関の始動後、全ての電
磁駆動弁が円滑に動作し得る状態が速やかに作り出され
ることが望ましい。
動が要求された場合に、先ず、全ての電磁駆動弁の初期
吸引を実行し、その後、スタータを始動させる機能を有
している。この機能は、直接的には、電磁駆動弁の初期
吸引に要する電力と、スタータの駆動に要する電力との
分散を目的としたものである。しかしながら、上記の機
能によれば、内燃機関の始動前に全ての電磁駆動弁を動
作させることができる。つまり、この内燃機関によれ
ば、始動の際に動き難い状態になっている電磁駆動弁が
存在していても、スタータの始動前にその電磁駆動弁を
動作させることにより、その電磁駆動弁の動作特性を改
善することができる。この点、上述した従来の内燃機関
は、弁吸気運転の実行に起因する電磁駆動弁のフェール
を回避するうえでも、ある程度の効果を発揮することが
予想される。
既述の通り、全ての電磁駆動弁の初期吸引がスタータの
始動前に実行されることとなっている。換言すると、上
記従来の内燃機関では、車両の運転者が内燃機関の始動
を要求した後、全ての電磁駆動弁の初期吸引が終了する
までは、内燃機関の始動が開始されないという不都合、
すなわち、内燃機関の始動に、運転者が違和感を覚える
に十分な長い時間を要するという不都合が生ずる。この
ため、上記従来の内燃機関において採用されている制御
手法は、弁休止運転に起因するフェールを回避する手法
としては、必ずしも適切なものではなかった。
めになされたもので、内燃機関の始動応答性を悪化させ
ることなく、弁休止運転に起因する電磁駆動弁のフェー
ルを適切に回避することのできる電磁駆動弁制御装置を
提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気弁または排
気弁として機能する電磁駆動弁の制御装置であって、内
燃機関を4サイクル運転させるための通常運転モードで
全ての電磁駆動弁を制御する通常制御手段と、前記通常
運転モードと比較した場合に、一部の電磁駆動弁が休止
状態であるとみなせる弁休止運転モードで前記電磁駆動
弁を制御する弁休止制御手段と、内燃機関の始動後所定
期間は、前記弁休止運転モードでの制御を禁止する弁休
止運転禁止手段と、を備えることを特徴とする。
燃機関の電磁駆動弁制御装置であって、内燃機関の温度
条件を検出する温度条件検出手段と、前記温度条件に基
づいて、前記所定期間を設定する所定期間設定手段と、
を備えることを特徴とする。
または排気弁として機能する電磁駆動弁の制御装置であ
って、内燃機関を4サイクル運転させるための通常運転
モードで全ての電磁駆動弁を制御する通常制御手段と、
前記通常運転モードと比較した場合に、一部の電磁駆動
弁が休止状態であるとみなせる弁休止運転モードで前記
電磁駆動弁を制御する弁休止制御手段と、個々の電磁駆
動弁が正常に動作することをチェックするチェック手段
と、内燃機関の始動後、全ての電磁駆動弁のチェックが
終了するまで、前記吸気運転モードでの制御を禁止する
弁休止運転禁止手段と、を備えることを特徴とする。
何れか1項記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置であっ
て、個々の電磁駆動弁は、弁体のリフト量を検出するリ
フトセンサを備え、内燃機関の始動後、前記弁休止運転
モードでの制御が禁止されている間に、全ての電磁駆動
弁について、前記リフトセンサのキャリブレーションを
実行するキャリブレーション手段を備えることを特徴と
する。
何れか1項記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置であっ
て、内燃機関に対する停止指令を検出する停止指令検出
手段と、前記停止指令の発生後、全ての電磁駆動弁に所
定の動作を実行させる停止時駆動手段と、を備えること
を特徴とする。
燃機関の電磁駆動弁制御装置であって、前記停止指令の
発生後、前記電磁駆動弁が所定の動作を行っている間
に、当該電磁駆動弁の作動に関する学習を行う停止時学
習手段を備えることを特徴とする。
燃機関の電磁駆動弁制御装置であって、前記停止時学習
手段は、点火終了した気筒に対応する電磁駆動弁が所定
の動作を行っている間に、当該電磁駆動弁の作動に関す
る学習を行う点火後学習手段を含むことを特徴とする。
記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置であって、前記停
止時学習手段は、前記電磁駆動弁を適正に動作させるた
めの駆動電流を学習する駆動電流学習手段を含むことを
特徴とする。
何れか1項記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置であっ
て、個々の電磁駆動弁は、弁体のリフト量を検出するリ
フトセンサを備え、前記停止指令の発生後、前記電磁駆
動弁が所定の動作を行っている間に、前記リフトセンサ
の出力特性を検出する出力特性検出手段を備えることを
特徴とする。
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
態1の構成を説明するための図である。図1に示す構成
は、内燃機関10を備えている。内燃機関10には、吸
気通路12および排気通路14が連通している。吸気通
路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備えてい
る。エアフィルタ16には、吸気温センサ18が組み付
けられている。
ータ20が配置されている。エアフロメータ20は、吸
気通路12を流れる吸入空気量Gaを検出するセンサであ
る。エアフロメータ20の下流には、スロットルバルブ
22が設けられている。スロットルバルブ22は、アク
セル開度に応じたスロットル開度を実現する機械式のス
ロットルバルブであっても、また、アクセル開度とは別
個にスロットル開度を制御し得る電子制御式スロットル
バルブであってもよい。スロットルバルブ22の近傍に
は、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ24
が配置されている。
タンク28が設けられている。また、サージタンクの更
に下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射す
るための燃料噴射弁30が配置されている。排気通路1
4には、触媒32が連通している。また、触媒32の上
流には、排気O2センサ34が配置されている。
動する吸気電磁駆動弁38、および排気弁40を電磁力
で駆動する排気電磁駆動弁42を備えている。吸気電磁
駆動弁38には、吸気弁36のリフト量を検出するリフ
トセンサ44が組み込まれている。同様に、排気電磁駆
動弁42には、排気弁40のリフト量を検出するリフト
センサ46が組み込まれている。
とする)の機関であり、個々の気筒には、吸気弁36お
よび排気弁40がそれぞれ複数設けられている。ここで
は、説明の便宜上、内燃機関10の4つの気筒のそれぞ
れに、2つの吸気電磁駆動弁38と2つの排気電磁駆動
弁42とが設けられているものとする。個々の気筒に
は、更に、先端部を筒内に露出させた点火プラグ48が
配置されている。
弁36を中立位置、すなわち、半開位置に維持し、外部
から供給される駆動信号を受けて、吸気弁36を全開位
置および前閉位置に移動させることができる。同様に、
排気電磁駆動弁42は、非通電時には排気弁40を中立
位置に維持し、外部から供給される駆動信号を受けて、
排気弁40を全開位置および全閉位置に移動させること
ができる。
42には、図示しない油圧ポンプより、潤滑用のオイル
が供給されている。吸気電磁駆動弁38および排気電磁
駆動弁42の内部には、それぞれ、吸気弁36や排気弁
40の弁軸を保持する湿式の摺動軸受けが組み込まれて
いる。油圧ポンプから供給される上記のオイルは、吸気
電磁駆動弁38および排気電磁駆動弁42の内部で、上
記の軸受けに供給される。
に、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。
ECU50には、上述した各種センサと共に、イグニッシ
ョンスイッチ(IGスイッチ)52、および水温センサ5
4が接続されている。また、燃料噴射弁30、吸気電磁
駆動弁38、および排気電磁駆動弁42などは、ECU5
0により制御されている。更に、点火プラグ44は、EC
U50により決定されたタイミングで点火の処理を行
う。
態のシステムの動作を説明する。本実施形態の内燃機関
10は、運転状況に応じて、通常運転のモードと、弁休
止運転のモードとを切り替える機能を有している。ここ
で、通常運転とは、個々の気筒が、吸入行程、圧縮行
程、爆発行程、および排気行程の4行程(1サイクル)
を、ピストンが4ストローク動作する毎(クランク角が
720度変化する毎)に実行する4ストローク/1サイ
クル運転(4サイクル運転)を意味する。また、弁休止
運転とは、個々の気筒に2つずつ配置されている吸気弁
36(または排気弁40)の一方を休止状態とする片弁
運転や、一部の気筒を休止状態とする減筒運転、更に
は、上記の1サイクルを、ピストンが6ストローク(4
行程と、2回の無駄行程)動作する毎(クランク角が1
080度変化する毎)に実行する6ストローク/1サイ
クル運転(6サイクル運転)などを意味する。
記の弁休止運転モードを実現するために実行する制御ル
ーチンのフローチャートである。図2に示すルーチンで
は、先ず、内燃機関10の運転状況が、片弁運転を要求
するものであるか否かが判別される(ステップ10
0)。その結果、片弁運転が要求されていると判別され
た場合は、片弁運転モードの実行が指令される(ステッ
プ102)。この場合、以後、個々の気筒では、一方の
吸気弁36(または排気弁40)だけを開閉させるモー
ドで運転が継続される。これに対して、片弁運転が要求
されていないと判別された場合は、上記ステップ102
の処理がジャンプされ、全ての吸気弁36(または排気
弁40)を用いた運転が継続される。
10の運転状況が、減筒運転を要求するものであるか否
かが判別される(ステップ104)。その結果、減筒運
転が要求されていると判別された場合は、減筒運転モー
ドの実行が指令される(ステップ106)。この場合、
以後、例えば♯1気筒と♯4気筒とが休止状態とされ、
♯2気筒および♯3気筒のみでの運転が行われる。これ
に対して、減筒運転が要求されていないと判別された場
合は、上記ステップ106の処理がジャンプされ、全て
の気筒を使った運転が継続される。
10の運転状況が、多サイクル運転、より具体的には6
サイクル運転を要求するものであるか否かが判別される
(ステップ108)。その結果、6サイクル運転が要求
されていると判別された場合は、6サイクル運転モード
の実行が指令される(ステップ110)。この場合、以
後、クランク角が1080度変化する毎に吸気、圧縮、
爆発、排気が繰り返される6サイクル運転が実行され
る。これに対して、6サイクル運転が要求されていない
と判別された場合は、クランク角が720度変化する毎
に上記の4行程が繰り返される4サイクル運転が継続さ
れる。
燃機関10の運転状況に応じて、適宜適切な弁休止運転
が実行される。このため、本実施形態のシステムによれ
ば、常に通常の運転、すなわち、全弁、全気筒、4サイ
クル運転が実行される場合に比して、内燃機関10の燃
費特性を改善することができる。
て、休止中の電磁駆動弁38,42の内部には、潤滑用
のオイルが不適当な部位に滞留することがある。そのよ
うな状況のまま内燃機関が停止されると、休止状態にあ
った電磁駆動弁38,42は、内燃機関10の再始動時
に、円滑に動作できない状態となっていることがある。
許容されるとすれば、円滑に動くことのできない電磁駆
動弁38,42が、その状態を維持したまま内燃機関1
0が運転を開始する事態が生じ得る。そして、この場合
は、内燃機関10に大きな出力が要求され、内燃機関1
0の運転モードが弁休止運転のモードから通常の運転モ
ードに切り替えられた時点でそれらの電磁駆動弁38,
42に作動が要求される。
モードから通常の運転モードに切り替えられる状況で
は、一般に電磁駆動弁38,42に高速の動作が要求さ
れる。円滑に動くことのできない電磁駆動弁38,42
に、このような高速動作が要求されると、それらの電磁
駆動弁38,42には、脱調等のフェールが生じ易い。
このため、本実施形態のシステムでは、内燃機関10が
始動された後、電磁駆動弁38,42に高速動作が要求
される以前に、全ての電磁駆動弁38,42が円滑に動
作し得る状態を作り出しておくことが望ましい。
50が実行する始動制御ルーチンのフローチャートであ
る。図3に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の始
動開始後の経過時間が、所定時間T0より短いか否かが
判別される。より具体的には、内燃機関10のイグニッ
ションスイッチ(IGスイッチ)がオンとされ、スタータ
が始動し始めてからの経過時間が、所定時間T0より短
いか否かが判別される(ステップ120)。尚、この始
動後時間は、内燃機関の始動完了が判定されてからの時
間、すなわち、完爆判定後の経過時間であってもよい。
と判別された場合は、弁休止運転の実行が禁止される
(ステップ122)。本ステップ122の処理が実行さ
れた場合、上記図2に示すルーチンにより弁休止運転が
要求されても、その実行は禁止され、内燃機関10の運
転モードは通常の運転モード、すなわち、全弁、全気
筒、4サイクル運転のモードに維持される。
後経過時間がT0より短くないと判別された場合は、上
記ステップ122の処理がジャンプされる。この場合、
図2に示すルーチンで弁休止運転が要求されれば、その
要求に応じて、片弁運転モード、減筒運転モード、或い
は多サイクル運転モードの実行が許容される。
ば、内燃機関10が始動された後、少なくとも所定時間
T0の間は、弁休止運転の実行を禁止すること、すなわ
ち、全ての電磁駆動弁38,42を通常運転のモードで
動作させることができる。所定時間T0は、動き難い状
態にある電磁駆動弁38,42を、円滑に作動し得る状
態とするために必要な回数だけ、開弁動作および閉弁動
作を繰り返すことのできる時間(開弁動作および閉弁動
作の双方を1回以上実行できる時間)として、実験的若
しくは経験的に定められた時間である。
ば、内燃機関10の始動時に、仮に弁休止運転の影響で
動き難い状態となっている電磁駆動弁38,42が存在
していたとしても、その電磁駆動弁38,42を、アイ
ドル状態が想定される始動直後の期間中に、速やかに円
滑に動作し得る状態に移行させることができる。従っ
て、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の運
転状況に応じて適宜弁休止運転を実行しつつ、その実行
に起因する吸気電磁駆動弁38および排気電磁駆動弁4
2のフェールを有効に防止することができる。
機関10が始動された後、所定時間T0の間は、全ての
電磁駆動弁38,42が作動状態とされる。本実施形態
のシステムは、この間に、全ての電磁駆動弁38,42
について、リフトセンサ44,46のキャリブレーショ
ンを完了させる機能を有している。
50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
このルーチンは、内燃機関10が始動された後、電磁駆
動弁38,42のそれぞれについて個別に実行されるル
ーチンである。従って、本実施形態のシステムでは、個
々の気筒において、図4に示すルーチンが4回ずつ実行
されることになる。尚、それら4回のルーチンのうち、
2つの吸気電磁駆動弁38を対象として実行すべき2回
のルーチン、および2つの排気電磁駆動弁42を対象と
して実行すべき2回のルーチンは、ECU50の仕様に応
じて、同時に実行することにしても、或いは順次実行す
ることにしてもよい。
象である電磁駆動弁38または42について、内燃機関
10の始動後、既にキャリブレーションが実行済みであ
るか否かが判別される(ステップ130)。
済みであるされていると判別された場合は、以後、本ル
ーチンの処理を進める実益がないため、今回の処理サイ
クルが速やかに終了される。一方、未だキャリブレーシ
ョンが実行済みではないと判別された場合は、次に、吸
気弁36または排気弁40のリフト量の最大値Maxおよ
び最小値Minが検出される。より具体的には、吸気弁3
6または排気弁40が全開位置に保持されているときに
リフトセンサ44または46が出力する値、およびそれ
らが全閉位置に保持されているときにリフトセンサ44
または46が出力する値が、それぞれリフト量の最大値
Maxおよび最小値Minとして検出される(ステップ13
2)。
参照値が読み出される(ステップ134)。ECU50
は、後述の如く、内燃機関10が十分に暖機された状態
でリフトセンサ44,46が出力する最大値Maxおよび
最小値Minをリフトセンサ44,46の特性値として記
憶している。本ステップ134では、それらの値が参照
値として読み出される。
inを、読み出された参照値と比較することにより、リフ
トセンサ44または46の出力に重畳している誤差を相
殺するためのキャリブレーション計算が行われる(ステ
ップ136)。より具体的には、リフトセンサ44また
は46の出力から現実のリフト量を算出するための補正
計数が算出される。以後、ECU50は、その補正係数を
用いてリフトセンサ44または46の出力に基づいて吸
気弁36または排気弁40のリフト量を検出する。
駆動弁38または42については、キャリブレーション
が実行済みであることを表すべく、適当なフラグ処理が
実行される(ステップ138)。本ステップ138の処
理が実行されると、以後、図4に示すルーチンが起動さ
れた場合に、上記ステップ130の条件が成立し、ステ
ップ132〜138の処理がジャンプされる。
燃機関10が始動された後、全ての電磁駆動弁38,4
2について実行される。また、このルーチンによるキャ
リブレーションは、電磁駆動弁38,42が全開状態と
全閉状態とを1度ずつ実現することで完了できる。この
ため、このキャリブレーションは、弁休止運転が禁止さ
れる所定時間T0の間に完了させることができる。従っ
て、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10が始
動された後即座に、全ての電磁駆動弁38,42を円滑
に動作し得る状態とすることができ、かつ、全ての電磁
駆動弁38,42につきリフトセンサ44,46のキャ
リブレーションを完了させることができる。
転の実行に起因する電磁駆動弁38,42のフェールを
回避するために、内燃機関10の停止時に実行する処理
について説明する。
8,42が内燃機関10の始動時に円滑に動作できない
状態となるのは、既述した通り、それらの電磁駆動弁3
8,42が休止状態のまま内燃機関10が停止された場
合である。より具体的には、それらの電磁駆動弁38,
42は、その内部の不適当な部位にオイルが滞留したま
ま内燃機関10が停止されることにより円滑に動作し難
い状態となる。従って、内燃機関10の停止が要求され
た場合に、全ての電磁駆動弁38,42を一旦作動さ
せ、その後、全ての電磁駆動弁38,42を停止させる
こととすれば、休止状態にあった電磁駆動弁38,42
が動き難い状態となるのを有効に防ぐことができる。
50が実行する停止制御ルーチンのフローチャートであ
る。図5に示すルーチンでは、先ず、IGスイッチ52が
オフとされたか否か、すなわち、内燃機関10の停止が
要求されたか否かが判別される(ステップ140)。
いないと判別された場合は、以後何ら処理が進められる
ことなく今回の処理サイクルが終了される。一方、IGス
イッチがオフとされていると判別された場合は、次に、
電磁駆動弁38,42に潤滑用のオイルを供給していた
油圧ポンプの動作が停止される(ステップ142)。
全ての電磁駆動弁38,42を所定回数だけ開閉させる
運転(「全弁運転」と称す)が開始される(ステップ1
44)。本実施形態のシステムでは、IGスイッチ52が
オフされると同時に、燃料噴射や点火の処理は終了され
るため、上記の全弁運転は、筒内で燃焼が起こらない状
況下で実行される。この場合、吸気弁36および排気弁
40は、必ずしも4サイクル運転の規則に従って開閉す
る必要がない。そこで、本実施形態では、全弁運転で
は、クランク角が180度変化する毎に吸気行程と排気
行程とが繰り返されるように、吸気弁36と排気弁40
とを2ストローク/1サイクル運転(以下、「2サイク
ル運転」と称す)の規則に従って動作させることとして
いる。
が終了したか否かが判別される(ステップ144)。
定回数の開閉動作が実行されると、上記ステップ144
において、全弁動作が終了したと判別される。図5に示
すルーチンでは、この判定がなされた後に、内燃機関1
0が完全に停止状態(全ての電磁駆動弁38,42の停
止を含む)とされる(ステップ148)。
ば、IGスイッチ52がオフとされた後、油圧ポンプを停
止させた状態で全ての電磁駆動弁38,42を所定回数
だけ開閉動作させることができる。IGオフ時に休止して
いた電磁駆動弁38,42の内部に滞留していたオイル
は、その作動の間に排出される。その結果、それらの電
磁駆動弁38,42は、IGオフ時に作動していた電磁駆
動弁38,42とほぼ同じ状態となって完全停止状態と
なる。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃
機関10の再始動時に、一部の電磁駆動弁38,42が
円滑に動作できないという不都合が生ずるのを有効に防
ぐことができる。
全弁運転の実行中に行う学習制御の内容について説明す
る。本実施形態において、ECU50は、吸気弁36およ
び排気弁40の動作特性(移動速度やタイミング)を、
吸気電磁駆動弁38、或いは排気電磁駆動弁42に供給
する駆動電流により制御している。また、ECU50は、
吸気弁36や排気弁40の現実の動作特性を、理想の動
作特性と比較して、前者が後者に近づくように吸気電磁
駆動弁38や排気電磁駆動弁42に供給する駆動電流の
プロファイルを学習する機能を有している。
特性は、吸気電磁駆動弁38や排気電磁駆動弁42に供
給される駆動電流のプロファイルに影響される他、それ
らの動作する際の筒内圧力により大きく影響される。こ
のため、筒内で燃焼が行われる通常の運転時には、吸気
弁36や排気弁40の現実の動作特性から、理想の動作
特性を実現するための駆動電流プロファイルを学習する
ことが容易ではない。
実行中は、筒内で燃焼が行われない環境下で吸気弁36
および排気弁40が開閉動作を繰り返す。この場合、吸
気弁36や排気弁40は、燃焼圧に影響されることなく
動作することができる。このため、吸気電磁駆動弁38
に供給する駆動電流のプロファイル、および排気電磁駆
動弁42に供給する駆動電流のプロファイルを、全弁運
転の実行中に学習することとすれば、燃焼圧のばらつき
に影響されることなく、それらのプロファイルを精度良
く学習することができる。
が実行する駆動電流学習ルーチンのフローチャートであ
る。このルーチンは、上述した図4に示すルーチンと同
様に、電磁駆動弁38,42のそれぞれについて個別に
実行されるルーチンである。従って、図6に示すルーチ
ンは、個々の気筒において4回ずつ実行されることにな
る。
チンのうち、2つの吸気電磁駆動弁38を対象として実
行すべき2回のルーチン、および2つの排気電磁駆動弁
42を対象として実行すべき2回のルーチンは、ECU5
0の処理能力上可能である場合には、同時に実行するこ
とにしても、或いは順次実行することにしてもよい。
に従って行われるため、♯1気筒の電磁駆動弁38,4
2と♯4気筒の電磁駆動弁38,42とは、同じタイミ
ングで動作する。このため、それらの気筒の吸気電磁駆
動弁38を対象とする2つのルーチン、或いは、それら
の気筒の駆動排気電磁駆動弁42を対象とする2つのル
ーチンは、それぞれ同時に実行することも可能である。
同様に、♯2気筒の吸気電磁駆動弁38を対象とするル
ーチンと♯3気筒の吸気電磁駆動弁38を対象とするル
ーチン、或いは、それらの気筒の排気電磁駆動弁42を
対象とする2つのルーチンは、それぞれ同時に実行する
ことも可能である。従って、ECU50の処理能力上、そ
れらの同時処理が可能である場合には、複数のルーチン
処理を同時に実行することとしてもよい。
動弁38,42に対して、順番に実行することとしても
よい。このような手法によれば、複数の電磁駆動弁3
8,42に関する駆動電流の学習が同時に実行される場
合に比して、ECU50が受ける負荷を軽減することがで
き、ECU50のコストを低減し、また、その安定性を高
めることができる。
チ52がオフとされたか否かが判別される(ステップ1
50)。
ないと判別された場合は、速やかに今回の処理が終了さ
れる。一方、IGスイッチ52がオフされていると判別さ
れた場合は、次に、処理の対象である電磁駆動弁38ま
たは42が属する気筒において、最後の点火が終了して
いるか否かが判別される(ステップ151)。個々の気
筒の点火処理は、IGオフのタイミングによっては、IGス
イッチ52がオフされた後に実行されることがある。本
ステップ151では、そのようなタイミングで実行され
る点火処理を含めて、最後の点火処理が終了しているか
否かが判別される。
理が終了していないと判別された場合は、速やかに今回
の処理サイクルが終了される。これに対して、最終点火
処理が終了していると判別された場合は、処理の対象で
ある電磁駆動弁38または42が、開弁動作を開始した
か否かが判別される(ステップ152)。
において、開弁動作が開始されたと判別された場合は、
次に、開弁動作の検出処理が実行される(ステップ15
4)。本ステップ154では、具体的には、当該電磁駆
動弁38または42に駆動される吸気弁36または排気
弁40が、どのようなプロファイルで全閉位置から全開
位置まで作動したかが判別される。
弁動作と、予めECU50に記憶されている理想の開弁動
作とが比較され、その比較の結果に基づいて、開弁時の
駆動電流のプロファイルが学習される。より具体的に
は、吸気弁36または排気弁40が全閉位置から全開位
置まで移動する際のプロファイルが、理想のプロファイ
ルに近づくように、当該電磁駆動弁38または42に供
給される開弁時の駆動電流のプロファイルが修正される
(ステップ156)。
2において、当該電磁駆動弁38または42において開
弁動作が開始されていないと判別された場合は、次に、
その電磁駆動弁38または42において、閉弁動作が開
始されたか否かが判別される(ステップ158)。
において、閉弁動作が開始されたと判別された場合は、
次に、閉弁動作の検出処理が実行される(ステップ16
0)。本ステップ160では、具体的には、当該電磁駆
動弁38または42に駆動される吸気弁36または排気
弁40が、どのようなプロファイルで全開位置から全閉
位置まで作動したかが判別される。
弁動作と、予めECU50に記憶されている理想の閉弁動
作とが比較され、その比較の結果に基づいて、閉弁時の
駆動電流のプロファイルが学習される。より具体的に
は、吸気弁36または排気弁40が全開位置から全閉位
置まで移動する際のプロファイルが、理想のプロファイ
ルに近づくように、当該電磁駆動弁38または42に供
給される閉弁時の駆動電流のプロファイルが修正される
(ステップ162)。
よれば、IGスイッチ52がオフとされた後、かつ、個々
の気筒において最後の点火処理が終了した後、全ての電
磁駆動弁38,42が全弁運転により駆動されている間
に、すなわち、全ての電磁駆動弁38,42が燃焼圧の
影響を受けずに動作している間に、それらの開閉動作を
理想のプロファイルとするための学習を進めることがで
きる。このため、本実施形態のシステムによれば、全て
の電磁駆動弁38,42について、理想的な動作特性を
実現するための駆動電流を精度良く学習することができ
る。
のシステムは、内燃機関10が始動された後、弁休止運
転の禁止期間中に、全ての電磁駆動弁38,42につい
てリフトセンサ44,46のキャリブレーションを実行
する。また、このキャリブレーションは、ECU50に記
憶されている参照値と、現実に検出されたリフト量の最
大値Maxおよび最小値Minとを比較することにより行われ
る。
するために実行する参照値更新ルーチンのフローチャー
トである。尚、このルーチンは、図4に示すルーチン、
或いは図6に示すルーチンと同様に、全ての電磁駆動弁
38,42につき、それぞれ実行されるルーチンであ
る。
チ52がオフとされたか否かが判別される(ステップ1
70)。
ないと判別された場合は、速やかに今回の処理が終了さ
れる。一方、IGスイッチ52がオフされていると判別さ
れた場合は、次に、内燃機関10の運転継続時間が所定
時間T1以上であるか否かが判別される(ステップ17
2)。
センサ44,46の出力は、信号処理の過程で増幅器に
より増幅される。従って、その出力は、増幅器の暖機状
態により多少の変動を示す。上記ステップ172におい
て用いられる所定時間T1は、その増幅器の暖機が完了
する時間に比して長い時間である。従って、ステップ1
72の条件が成立する場合は、増幅器の暖機も完了して
おり、リフトセンサ44,46が安定した出力を発して
いると判断することができる。
72の条件が成立しないと判別された場合は、参照値を
更新することなくそのまま今回の処理サイクルが終了さ
れる。一方、上記ステップ172の条件が成立すると判
別された場合は、次に、全弁運転の実行中にリフトセン
サ44または46から出力される最大値Maxおよび最小
値Minが、処理の対象である電磁駆動弁38または42
についての参照値として記録される。
よれば、個々の電磁駆動弁38,42に組み込まれたリ
フトセンサ44,46が、安定した出力を発生する状況
下で、その最大値Maxおよび最小値Minを、キャリブレー
ションのための参照値として記録することができる。こ
のため、本実施形態のシステムによれば、上記図4に示
すルーチンを実行することにより、個々の電磁駆動弁3
8,42に組み込まれているリフトセンサ44,46の
キャリブレーションを、極めて精度良く行うことができ
る。
は、IGスイッチ52がオフとされた後、2サイクル運転
の規則に従って全気筒の電磁駆動弁38,42を作動さ
せることとしているが、その作動方法はこれに限定され
るものではない。例えば、4サイクル運転の規則で全気
筒の電磁駆動弁38,42を作動させることとしても、
或いは、全ての電磁駆動弁38,42をランダムに作動
させることとしても、更に、それらを一斉に同時に作動
させることとしてもよい。
リフトセンサ44,46のキャリブレーションに用いる
参照値を、IGオフ後の全弁運転期間中に取得することと
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、その参照値は、ECU50に予め記憶させてあ
る設計値で代用することとしてもよい。
弁休止運転の1例である多サイクル運転を、6サイクル
運転に限定しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。すなわち、多サイクル運転は、8サイクル運
転など、4ストロークより多くのストロークで4行程
(1サイクル)を実行するものであればよい。
内燃機関10の始動後、弁休止運転の禁止される所定時
間T0を、固定の時間としているが、本発明はこれに限
定されるものではない。すなわち、その所定時間T
0は、始動時における内燃機関10の温度に応じて適宜
設定することとしてもよい。弁休止運転を禁止すべき期
間は、フェールを起こしやすい状態となっている電磁駆
動弁38,42の動き難さに応じて伸縮されることが望
ましい。所定時間T0を温度に応じて設定することとす
れば、このような要求を満たして、弁休止期間を過不足
なく適正な長さにすることができる。
U50が、全ての電磁駆動弁38,42を、4サイクル
運転の規則に従って動作させることにより、前記請求項
1記載の「通常制御手段」が、上記ステップ102,1
06または110の処理を実行することにより前記請求
項1記載の「弁休止制御手段」が、上記ステップ120
および122の処理を実行することにより前記請求項1
記載の「弁休止運転禁止手段」が、それぞれ実現されて
いる。
水温センサ54が前記請求項2記載の「温度条件検出手
段」に相当していると共に、ECU50が、内燃機関10
の温度条件に基づいて所定時間T0を設定することによ
り、前記請求項2記載の「所定期間設定手段」が実現さ
れている。
ECU50が、図4に示すルーチンを実行することにより
前記請求項4記載の「キャリブレーション手段」が、上
記図5に示すルーチン中、上記ステップ140の処理を
実行することにより前記請求項5記載の「停止指令検出
手段」が、上記ステップ144の処理を実行することに
より前記請求項5記載の「停止時駆動手段」が、それぞ
れ実現されている。
ECU50が、上記図6に示すルーチンを実行することに
より、前記請求項6記載の「停止時学習手段」が、上記
ステップ151〜162の処理を実行することにより前
記請求項7記載の「点火後学習手段」が、上記ステップ
154および160の処理を実行することにより前記請
求項8記載の「駆動電流学習手段」が、上記図7に示す
ルーチンを実行することにより前記請求項9記載の「出
力特性検出手段」が、それぞれ実現されている。
照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実
施形態のシステムは、実施の形態1のシステムにおい
て、ECU50に、上記図3に示すルーチンに代えて、図
8および図9に示すルーチンを実行させることにより実
現することができる。
10の始動後、所定期間T0に渡って全ての電磁駆動弁
38,42を動作させれば、動き難い状態にある電磁駆
動弁38,42も、円滑に動作し得る状態に移行すると
の仮定を前提としている。これに対して、本実施形態の
システムは、全ての電磁駆動弁38,42が、現実に円
滑に動作し始めるまで、弁休止運転の実行を禁止する点
に特長を有している。
て、ECU50が、内燃機関10が始動された後、所望の
期間だけ弁休止運転の実行を禁止するために実行する始
動制御ルーチンのフローチャートである。図8に示すル
ーチンでは、先ず、全ての気筒について、電磁駆動弁3
8,42の動作チェックが終了したか否かが判別される
(ステップ180)。
個々の電磁駆動弁38,42について、円滑に動作して
いることが認められた時点で、その電磁駆動弁38,4
2のチェック終了が判定される。従って、上記ステップ
180の条件は、全ての電磁駆動弁38,42が円滑に
動作し得ることが確認された時点で成立する。一方、何
れかの電磁駆動弁38,42について、円滑な動作が可
能であることが確認できていない場合は、上記ステップ
180において、全気筒のチェックが未だ終了していな
いと判断される。
80の条件が成立する(全電磁駆動弁が正常)と、以後
速やかに今回の処理サイクルが終了される。この場合、
その後、弁休止運転の実行が許容される。
全気筒のチェックが終了していないと判別された場合
は、次に、内燃機関10の始動後の経過時間が、フェー
ル判定時間T2より短いか否かが判別される(ステップ
182)。
なっている電磁駆動弁38,42が、円滑に動作し得る
状態となるために要する最長の時間として設定された時
間である。従って、始動後経過時間がT2より短くない
と判別された場合は、何れかの電磁駆動弁38,42に
円滑な動作を妨げる恒常的なフェールが生じていると判
断できる。図8に示すルーチンでは、この場合、フェー
ル処理が実行された後(ステップ184)、今回の処理
サイクルが終了される。
後経過時間が未だT2に達していないと判別された場合
は、動き難い状態にある電磁駆動弁38,42の動作特
性が改善されるのを待つ必要があると判断できる。図8
に示すルーチンでは、この場合、弁休止運転の実行禁止
状態が維持されたまま(ステップ186)、今回の処理
サイクルが終了される。
燃機関10が始動された後、フェール処理が実行される
場合を除き、原則として、全ての電磁駆動弁38,42
が正常に作動していることがチェックされるまで、弁休
止運転の実行を禁止することができる。そして、全ての
電磁駆動弁38,42につき、上記のチェックが終了す
ると、その時点で弁休止運転の実行を許可することがで
きる。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃
機関10が始動された後、弁休止運転の実行を、常に過
不足のない最適な期間だけ禁止することができる。
8,42につき、円滑動作が可能であることをチェック
するために実行する始動時チェックルーチンのフローチ
ャートである。このルーチンは、電磁駆動弁38,42
のそれぞれについて個別に実行されるルーチンである。
象である電磁駆動弁38または42につき、円滑動作が
可能であるとのチェックが終了しているか否かが判別さ
れる(ステップ190)。
についてはチェックが終了していると判別された場合
は、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。
一方、未だチェックが終了していないと判別された場合
は、次に、当該電磁駆動弁38,42が、開弁動作を開
始したか否かが判別される(ステップ192)。
動弁38または42の開弁動作が開始されたと判別され
た場合は、次に、開弁動作の検出処理が実行される(ス
テップ194)。本ステップ194では、具体的には、
当該電磁駆動弁38または42に駆動される吸気弁36
または排気弁40が、どのようなプロファイルで全閉位
置から全開位置まで作動したかが判別される。
弁動作が、正常動作として認めうる許容範囲に収まって
いるか否か、すなわち、その開弁動作が正常(円滑)で
あるか否かが判断される(ステップ196)。
動弁38または42の開弁動作が正常でないと判別され
た場合は、以後、チェック終了の判定がなされることな
く、今回の処理サイクルが終了される。一方、開弁動作
が正常であるとの判断がなされた場合は、次に、その状
態を表すべく開弁OKフラグがオンとされる(ステップ1
98)。
ラグがオンとなっているか否かが判別される(ステップ
200)。
動弁38または42につき、閉弁動作が正常であること
が認識された場合にオンとされるフラグである。従っ
て、上記ステップ200において、閉弁OKフラグがオン
であると判別された場合は、その時点で、当該電磁駆動
弁38または42は、開弁動作も閉弁動作も正常である
ことが認識できる。この場合、当該電磁駆動弁38また
は42につき、正常動作のチェックが終了したことを表
すためのフラグ処理が実行された後(ステップ20
2)、今回の処理サイクルが終了される。
閉弁OKフラグがオンされていないと判別された場合は、
ステップ202がジャンプされ、チェック終了のフラグ
処理が実行されることなく今回の処理サイクルが終了さ
れる。
2において、当該電磁駆動弁38または42において開
弁動作が開始されていないと判別された場合は、次に、
その電磁駆動弁38または42において、閉弁動作が開
始されたか否かが判別される(ステップ204)。
において、閉弁動作が開始されたと判別された場合は、
次に、閉弁動作の検出処理が実行される(ステップ20
6)。本ステップ206では、具体的には、当該電磁駆
動弁38または42に駆動される吸気弁36または排気
弁40が、どのようなプロファイルで全開位置から全閉
位置まで作動したかが判別される。
弁動作が、正常動作として認めうる許容範囲に収まって
いるか否か、すなわち、その閉弁動作が正常(円滑)で
あるか否かが判断される(ステップ208)。
動弁38または42の閉弁動作が正常でないと判別され
た場合は、以後、チェック終了の判定がなされることな
く、今回の処理サイクルが終了される。一方、閉弁動作
が正常であるとの判断がなされた場合は、次に、その状
態を表すべく閉弁OKフラグがオンとされる(ステップ2
10)。
ラグがオンとなっているか否かが判別される(ステップ
212)。
動弁38または42につき、開弁動作が正常であること
が認識された場合にオンとされるフラグである。従っ
て、上記ステップ212において、開弁OKフラグがオン
であると判別された場合は、その時点で、当該電磁駆動
弁38または42は、開弁動作も閉弁動作も正常である
ことが認識できる。この場合、当該電磁駆動弁38また
は42につき、正常動作のチェックが終了したことを表
すため、上記ステップ202の処理が実行される。
開弁OKフラグがオンされていないと判別された場合は、
ステップ202がジャンプされ、チェック終了のフラグ
処理が実行されることなく今回の処理サイクルが終了さ
れる。
々の電磁駆動弁38または42につき、開弁動作と閉弁
動作が共に正常に実行されていることが認識された時点
で、当該電磁駆動弁38または42のチェック終了を判
定することができる。上記図8に示すルーチン中、ステ
ップ180では、全ての電磁駆動弁38,42につき、
チェック終了が判定されているか否かを判定することが
必要である。本実施形態のシステムでは、全ての電磁駆
動弁38,42につき、図9に示すルーチンを実行する
ことで、上記の要求に応えることができる。
U50が、全ての電磁駆動弁38,42を、4サイクル
運転の規則に従って動作させることにより、前記請求項
3記載の「通常制御手段」が、上記ステップ102,1
06または110の処理を実行することにより前記請求
項3記載の「弁休止制御手段」が、上記図9に示すルー
チンを実行することにより前記請求項3記載の「チェッ
ク手段」が、上記ステップ180および186の処理を
実行することにより前記請求項3記載の「弁休止運転禁
止手段」が、それぞれ実現されている。
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項1
記載の発明によれば、内燃機関の始動後所定期間は、弁
休止運転モードでの制御を禁止することで、全ての電磁
駆動弁を作動状態とすることができる。このため、本発
明によれば、内燃機関の始動応答性を悪化させることな
く、この所定期間中に、全ての電磁駆動弁を、円滑に動
作し得る状態とすることができる。
モードでの制御が禁止される所定期間を、内燃機関の温
度条件に基づいて設定することができる。このため、本
発明によれば、内燃機関の状態に応じて、過不足なく弁
休止運転を禁止することができる。
始動後、全ての電磁駆動弁のチェックが終了するまでは
弁休止運転モードでの制御を禁止することができる。こ
のため、本発明によれば、内燃機関の始動応答性を悪化
させることなく、その間に全ての電磁駆動弁を、円滑に
動作し得る状態とすることができる。
始動後、全ての電磁駆動弁が動作している間に、それら
の電磁駆動弁のリフトセンサのキャリブレーションを終
了させることができる。
対する停止指令が発せられた後に、全ての電磁駆動弁を
強制的に動作させることができる。このため、本発明に
よれば、停止指令が発せられた時点で弁休止運転が行わ
れていたとしても、全ての電磁駆動弁を同じ状態とした
後にそれらを停止状態とすることができる。
対する停止指令が発せられた後、電磁駆動弁が所定の動
作を行っている間に、それらの作動に関する学習を行う
ことができる。停止指令が発せられた後は、筒内での燃
焼が行われないため、電磁駆動弁の動作に、燃焼のばら
つきの影響が及ばない。このため、本発明によれば、極
めて精度良く電磁駆動弁の動作に関する学習を行うこと
ができる。
対する停止指令が発せられ、その後、個々の気筒におい
て点火が終了した後に、電磁駆動弁の作動に関する学習
を行うことができる。このため、本発明によれば、停止
指令後に点火の行われる気筒においても極めて精度良く
上記の学習を行うことができる。
発せられた後の学習処理によって、電磁駆動弁を適正に
動作させるための駆動電流を精度良く学習することがで
きる。
対する停止指令が発せられた後、電磁駆動弁が所定の動
作を行っている間に、それらのリフト量を検出するリフ
トセンサの出力特性を検出することができる。停止指令
が発せられた後は、筒内での燃焼が行われないため、電
磁駆動弁の動作に、燃焼のばらつきの影響が及ばない。
このため、本発明によれば、極めて精度良くリフトセン
サの特性を検出することができる。
の図である。
転モード制御ルーチンのフローチャートである。
動制御ルーチンのフローチャートである。
ャリブレーションルーチンのフローチャートである。
止制御ルーチンのフローチャートである。
動電流学習ルーチンのフローチャートである。
照値更新ルーチンのフローチャートである。
動制御ルーチンのフローチャートである。
動時チェックルーチンのフローチャートである。
Claims (9)
- 【請求項1】 内燃機関の吸気弁または排気弁として機
能する電磁駆動弁の制御装置であって、 内燃機関を4サイクル運転させるための通常運転モード
で全ての電磁駆動弁を制御する通常制御手段と、 前記通常運転モードと比較した場合に、一部の電磁駆動
弁が休止状態であるとみなせる弁休止運転モードで前記
電磁駆動弁を制御する弁休止制御手段と、 内燃機関の始動後所定期間は、前記弁休止運転モードで
の制御を禁止する弁休止運転禁止手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の電磁駆動弁制御装
置。 - 【請求項2】 内燃機関の温度条件を検出する温度条件
検出手段と、 前記温度条件に基づいて、前記所定期間を設定する所定
期間設定手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の電
磁駆動弁制御装置。 - 【請求項3】 内燃機関の吸気弁または排気弁として機
能する電磁駆動弁の制御装置であって、 内燃機関を4サイクル運転させるための通常運転モード
で全ての電磁駆動弁を制御する通常制御手段と、 前記通常運転モードと比較した場合に、一部の電磁駆動
弁が休止状態であるとみなせる弁休止運転モードで前記
電磁駆動弁を制御する弁休止制御手段と、 個々の電磁駆動弁が正常に動作することをチェックする
チェック手段と、 内燃機関の始動後、全ての電磁駆動弁のチェックが終了
するまで、前記吸気運転モードでの制御を禁止する弁休
止運転禁止手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の電磁駆動弁制御装
置。 - 【請求項4】 個々の電磁駆動弁は、弁体のリフト量を
検出するリフトセンサを備え、 内燃機関の始動後、前記弁休止運転モードでの制御が禁
止されている間に、全ての電磁駆動弁について、前記リ
フトセンサのキャリブレーションを実行するキャリブレ
ーション手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3
の何れか1項記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項5】 内燃機関に対する停止指令を検出する停
止指令検出手段と、 前記停止指令の発生後、全ての電磁駆動弁に所定の動作
を実行させる停止時駆動手段と、 を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項
記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項6】 前記停止指令の発生後、前記電磁駆動弁
が所定の動作を行っている間に、当該電磁駆動弁の作動
に関する学習を行う停止時学習手段を備えることを特徴
とする請求項5記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項7】 前記停止時学習手段は、点火終了した気
筒に対応する電磁駆動弁が所定の動作を行っている間
に、当該電磁駆動弁の作動に関する学習を行う点火後学
習手段を含むことを特徴とする請求項6記載の内燃機関
の電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項8】 前記停止時学習手段は、前記電磁駆動弁
を適正に動作させるための駆動電流を学習する駆動電流
学習手段を含むことを特徴とする請求項6または7記載
の内燃機関の電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項9】 個々の電磁駆動弁は、弁体のリフト量を
検出するリフトセンサを備え、 前記停止指令の発生後、前記電磁駆動弁が所定の動作を
行っている間に、前記リフトセンサの出力特性を検出す
る出力特性検出手段を備えることを特徴とする請求項5
乃至8の何れか1項記載の内燃機関の電磁駆動弁制御装
置。
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