JP2005002920A - 車載内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車載用の内燃機関10は、吸気バルブ21のバルブリフト量を可変とする可変リフト機構50を備えて構成されている。電子制御装置25は、減速時燃料カット中にスロットルバルブ16の開度を通常のアクセルオフ時の目標開度よりも開き側に制御する開き制御を実行する。また電子制御装置25は、燃料カット復帰要求時にスロットルバルブの開き制御が実行されているときには、スロットルバルブ16に比してより短時間で吸入空気量を調整可能な可変リフト機構50を用いて、開き制御において増大された吸入空気量を速やかに低減させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載内燃機関の制御装置に関し、特にその減速時燃料カット復帰時のドライバビリティの改善に係る制御構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように多くの車載内燃機関では、燃費性能の向上を目的として、車両減速時に内燃機関への燃料供給を一時停止する減速時燃料カットが行われている。従来、減速時燃料カット中のスロットル開度を通常のアクセルオフ時の目標開度よりも開き側に制御して、シリンダの圧縮反力を減らし、ポンピングによるエンジンブレーキ力を低減させることで、車両の減速度を適度に制御したり、変速機のダウンシフトに伴うショックを抑制したりする技術が提案されている(例えば非特許文献1)。
【0003】
【非特許文献1】
発明協会公開技報公技番号2002−3784号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、減速時燃料カット中に上記のようなスロットルバルブの開き制御を実行する場合、次のような不具合が生じるおそれがある。すなわち、開き制御によってスロットル開度が通常よりも開き側とされた状態で燃料カットからの復帰がなされると、その復帰と同時にスロットル開度を閉じ側に制御したとしても、空気流動の応答遅れのため、燃料カット復帰直後の内燃機関のシリンダ内に本来よりも多量の空気が導入されてしまう。そしてその結果、燃料カット復帰直後に、運転者の意図よりも大きい走行駆動力が発生されてしまい、ドライバビリティの悪化等の不具合を招くことがある。一方、そうした走行駆動力の発生を回避すべく、シリンダ内に導入される空気量が安定するまで燃料カット復帰を遅延させれば、その分だけ走行駆動力の応答性が損なわれてしまい、やはりドライバビリティの悪化を招いてしまう。
【0005】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、減速時燃料カット中のスロットルバルブの開き制御の実行に伴う燃料カット復帰直後の運転者の意図しない走行駆動力の発生を好適に抑制することのできる車載内燃機関の制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、上述した目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項1に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量を可変とする可変リフト機構を備える車載内燃機関に適用されて、減速時燃料カット中にスロットル開度を通常のアクセルオフ時の目標開度よりも開き側に制御するスロットルバルブの開き制御を実行する車載内燃機関の制御装置において、燃料カット復帰要求時に前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、前記吸気バルブのバルブリフト量を縮小させるように前記可変リフト機構を制御するリフト量縮小手段を備えることをその要旨とする。
【0007】
上述したようにスロットル開度を縮小した場合には、スロットルバルブから燃焼室に至るまでの空気流動の遅れにより、実際に吸入空気量が低減されるまでにある程度の遅れが生じてしまう。その点、燃焼室直前に配設された吸気バルブのバルブリフト量を縮小すれば、そうした空気流動の遅れを伴うことなく速やかに、吸入空気量を低減することができる。そこで上記構成では、減速時燃料カット復帰要求時にスロットルバルブの開き制御が実行されているときには、可変リフト機構の制御を通じて吸気バルブのバルブリフト量を縮小するようにしている。そのため、燃料カット復帰要求がなされた後、速やかに吸入空気量を低減することができる。したがって減速時燃料カット中のスロットルバルブの開き制御の実行に伴う燃料カット復帰直後の運転者の意図しない走行駆動力の発生を抑制することができる。
【0008】
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記リフト量縮小手段の前記可変リフト機構の制御は、機関回転速度が所定値以上であることを条件に実行されることをその要旨とする。
【0009】
上記リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御が実行されて、内燃機関のシリンダ内に導入される空気の量が低減されると、ポンピングロスが増大して燃料カット復帰後の機関回転速度の減速度が大きくなり、状況によってエンジンストールの発生を招くおそれがある。その点、上記構成では、機関回転速度が低く、吸気バルブのバルブリフト量の縮小がエンジンストールの発生を招きやすい状況にあるときには、リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御が禁止される。そのため、そうしたエンジンストールの発生を効果的に回避することができる。
【0010】
また請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記リフト量縮小手段の前記可変リフト機構の制御は、車速が所定値以上であることを条件に実行されることをその要旨とする。
【0011】
上記構成では、車速がある程度よりも低いときには、リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御が禁止されるようになる。そのため、上記構成のよっても、上記のようなエンジンストールの発生を効果的に回避することができる。
【0012】
また請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置において、前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、燃料カット復帰に係る制御を開始する機関回転速度を高く設定することをその要旨とする。
【0013】
上記構成では、減速時燃料カット中にスロットルバルブの開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、より高い機関回転速度で燃料カット復帰に係る制御が開始されるようになる。すなわち、開き制御実行時には、非実行時に比して、より高い機関回転速度で燃料カット復帰要求がなされるようになる。したがって、上記リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御が実行されることに伴うエンジンストールの発生を好適に抑制することができる。
【0014】
また請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置において、前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、燃料カット復帰に係る制御を開始する車速を高く設定することをその要旨とする。
【0015】
上記構成では、減速時燃料カット中にスロットルバルブの開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、より高い車速で燃料カット復帰に係る制御が開始されるようになる。すなわち、開き制御実行時には、非実行時に比して、より高い機関回転速度で燃料カット復帰要求がなされるようになる。したがって、上記リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御が実行されることに伴うエンジンストールの発生を好適に抑制することができる。
【0016】
また請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置において、前記リフト量縮小手段によって前記吸気バルブのバルブリフト量が所定値以下に縮小されるまで、前記燃料カット復帰を保留させることをその要旨とする。
【0017】
可変リフト機構の作動に応答遅れがある場合、上記リフト量縮小手段の可変リフト機構の制御を開始しても、直ちにはシリンダ内に導入される空気の量を十分に低減させることができず、上述したような運転者の意図しない走行駆動力の発生を十分に抑制することができなくなるおそれがある。その点、上記構成では、可変リフト機構の制御によって内燃機関のシリンダ内に導入される空気の量が十分低減されるまでは、燃料カット復帰が保留されるため、運転者の意図しない走行駆動力の発生をより確実に抑制することができる。
【0018】
ちなみに、上記リフト量縮小手段による可変リフト機構の制御を実行しない場合にも、次のようにすれば、開き制御中の燃料カット復帰に伴う運転者の意図しない走行駆動力の発生を回避することは可能である。
・減速時燃料カット復帰要求がなされて時点で、開き制御によって増大されたスロットル開度を縮小する。
・そのスロットル開度の縮小によってシリンダ内に導入される空気の量が十分に低減されるまで、燃料カット復帰を保留させる。
【0019】
しかしながら、そうした場合には、スロットルバルブからシリンダに至るまでの空気流動の遅れのため、比較的長い時間、燃料カット復帰を保留させる必要があり、例えば運転者のアクセル再踏込みに応じて燃料カット復帰要求がなされたとき等の車両の走行駆動力の応答性が損なわれてしまう虞がある。その点、上記構成では、開き制御により増大された空気量を、可変リフト機構の制御によって低減させているため、燃料カット復帰の保留をより短い時間に留めることができ、ドライバビリティの悪化を好適に抑制することができる。
【0020】
更に請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の車載内燃機関の制御装置において、燃料カット復帰要求前の車両の減速度に基づいて、前記燃料カット復帰の保留が解除されるときの車速、及び前記燃料カット復帰の保留期間の車速の低下量の少なくとも一方を予測し、その予測結果に基づいて、所定の車速にて前記燃料カット復帰の保留が解除されるように、前記リフト量縮小手段による前記可変リフト機構の制御を開始する時期を設定することをその要旨とする。
【0021】
また請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の車載内燃機関の制御装置において、燃料カット復帰要求前の機関回転速度の減速度に基づいて、前記燃料カット復帰の保留が解除されるときの機関回転速度、及び前記燃料カット復帰の保留期間の機関回転速度の低下量の少なくとも一方を予測し、その予測結果に基づいて、所定の機関回転速度にて前記燃料カット復帰の保留が解除されるように、前記リフト量縮小手段による前記可変リフト機構の制御を開始する時期を設定することをその要旨とする。
【0022】
上記のように燃料カット復帰を保留すれば、その分、実際に燃料カット復帰がなされる機関回転速度、車速が低下して、エンジンストールの発生を招き易くなる。その点、上記構成では、復帰要求までの車速又は機関回転速度の減速度に基づいて、リフト量縮小手段による可変リフト機構の制御の開始時期を適宜調整することで、一定の車速、又は機関回転速度で燃料カット復帰の保留を解除させるようにしている。そのため、燃料カット復帰の保留に拘わらず、エンジンストールの発生を回避可能な適切な車速、機関回転速度にて、燃料カット復帰を果たすことが可能となり、上記のような燃料カット復帰の保留に伴うエンジンストールの発生を好適に抑制することができる。
【0023】
また請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置において、前記リフト量縮小手段によって前記吸気バルブのバルブリフト量が所定値以下に縮小されるまで、点火時期の遅角制御を実行することをその要旨とする。
【0024】
上記構成では、可変リフト機構の制御によって内燃機関のシリンダ内に導入される空気の量が十分に低減されるまでは、点火時期の遅角制御によって内燃機関の発生するトルクが低減されるようになる。そのため、上記構成によっても、上記のような可変リフト機構の作動に応答遅れに拘わらず、運転者の意図しない走行駆動力の発生をより確実に抑制することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
【0026】
図1に示すように、本実施形態の適用される車載用の内燃機関10は大きくは、吸気通路11、排気通路12、及び燃焼室13を備えて構成されている。なおここでは、内燃機関10の吸気ポート20にて燃料を噴射供給するポート噴射式の車載内燃機関への適用例を説明するが、本発明は、燃焼室13内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の車載内燃機関にも同様に適用することができる。
【0027】
内燃機関10の吸気通路11には、空気を浄化するエアクリーナ14、吸気通路11内の空気の流量を、すなわち吸入空気量GAを検出するエアフローメータ15、及び吸気通路11内の空気の流路面積を変更して吸入空気量GAを調整するスロットルバルブ16が配設されている。スロットルバルブ16の弁軸は、スロットルモータ17に駆動連結されている。またスロットルバルブ16の近傍には、同スロットルバルブ16の開度、すなわちスロットル開度TAを検出するスロットルセンサ18が配設されている。
【0028】
吸気通路11は、スロットルバルブ16の下流側において、内燃機関10のシリンダヘッド10aに形成された吸気ポート20、及びその吸気ポート20を開閉する吸気バルブ21を介して、燃焼室13に接続されている。吸気ポート20には、燃焼室13内での燃焼に供される燃料を噴射供給するインジェクタ19が配設されている。またこの内燃機関10には、吸気バルブ21のバルブリフト量を可変とする可変リフト機構50が配設されている。
【0029】
燃焼室13には、インジェクタ19から噴射供給された燃料と、吸気通路11を通じて吸入された空気との混合気を着火させる点火プラグ22が配設されている。点火プラグ22は、混合気の着火に必要な高圧電流を発生するイグナイタ22aに接続されている。燃焼室13は、内燃機関10のシリンダヘッド10aに形成された排気ポート24、及びその排気ポート24を開閉する排気バルブ23を介して排気通路12に接続されている。
【0030】
こうした内燃機関10は、電子制御装置25によって制御されている。電子制御装置25は、内燃機関10の制御に係る各種処理を実行するCPU、制御用のプログラムやその制御に必要な情報を記憶するメモリ、外部との信号の入出力を司る入力ポート及び出力ポートを備えて構成されている。
【0031】
電子制御装置25の入力ポートには、上記エアフローメータ15やスロットルセンサ18を始め、機関回転速度NEを検出するクランクセンサ26、アクセル操作量ACCPを検出するアクセルセンサ27、車速SPDを検出する車速センサ28等の機関制御に必要な情報を検出するセンサが接続されている。また電子制御装置25の出力ポートには、上記スロットルモータ17やインジェクタ19、イグナイタ22a、可変リフト機構50等が接続されている。
【0032】
<可変リフト機構>
続いて、この内燃機関10に採用される可変リフト機構50の詳細を、図2〜図6を併せ参照して説明する。
【0033】
図2に、可変リフト機構50の配設された内燃機関10上部の断面構造を示す。同図2に示すように、内燃機関10のシリンダヘッド10aには、同内燃機関10の回転に連動して回転する吸気カムシャフト40及び排気カムシャフト30が、回転可能に軸支されている。
【0034】
排気カムシャフト30の下方には、ローラ32aを備えるローラロッカーアーム32が配設されている。ローラ32aは、排気カムシャフト30に設けられた排気カム31に当接されて、その押圧を受けるようになっている。またローラロッカーアーム32の一端は、シリンダヘッド10aに固定されたラッシュアジャスタ33に支持され、もう一端は、排気バルブ23上端のタペット23aに当接されている。タペット23aに当接されるローラロッカーアーム32の端部は、排気バルブ23の弁ばね23bによって付勢されており、その付勢力により、上記ローラ32aは排気カム31に常時当接されるようになっている。こうしたローラロッカーアーム32を介して排気カム31の押圧を受ける排気バルブ23は、常に一定のバルブリフト量で開閉される。
【0035】
一方、吸気バルブ21側では、吸気カムシャフト40に設けられた吸気カム41とローラロッカーアーム42との間に、可変リフト機構50が介設されている。そして吸気バルブ21は、ローラロッカーアーム42に加え、その可変リフト機構50を介して吸気カム41の押圧が伝達されるようになっている。
【0036】
可変リフト機構50は、シリンダヘッド10aに固定された支持パイプ51に配設された入力部52及び揺動カム53を備えて構成されている。入力部52及び揺動カム53は、支持パイプ51上に、その軸心を中心として揺動可能に配設された円筒状のハウジング52a、53aをそれぞれ備えている。なおこの可変リフト機構50では、内燃機関10の気筒に設けられた2つの吸気バルブ21に対応して、1つの入力部52に対して2つの揺動カム53が設けられている。
【0037】
入力部52のハウジング52aには、入力アーム52bが径方向に突出形成されている。入力アーム52bの先端部には、吸気カム41に当接されるローラ52cが回転可能に軸支されている。また入力アーム52bの先端部は、圧縮状態で配設されたばね54によって、上記ローラ52cを吸気カム41に押し付ける側に付勢されている。
【0038】
揺動カム53のハウジング53aには、出力アーム53bがその径方向に突出形成されている。出力アーム53bの一面は、凹状に湾曲するカム面53cとなっている。カム面53cは、ハウジング53aのベース円部分、すなわち出力アーム53bの突出形成された部分以外のハウジング53aの外周面に連続して滑らかに接続されている。そしてそうしたカム面53c及びハウジング53aのベース円部分は、上記ローラロッカーアーム42のローラ42aに当接されている。
【0039】
図3に、可変リフト機構50の斜視断面構造を示す。同図に示すように、可変リフト機構50には、入力部52を間に挟んで2つの揺動カム53が配設されている。また入力部52及び揺動カム53の各ハウジング52a、53aはそれぞれ中空円筒形状に形成されており、それらの内部には支持パイプ51が挿通されている。
【0040】
入力部52のハウジング52a内周には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン52dが形成されている。また揺動カム53のハウジング53a内周には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン53dが形成されている。
【0041】
入力部52及び2つの揺動カム53の各ハウジング52a、53aによって形成される一連の内部空間には、スライダギア55が配設されている。スライダギア55は略中空円柱状に形成され、支持パイプ51上に、その軸方向に往復動可能、且つその軸回りに相対回動可能に外嵌されている。
【0042】
スライダギア55の軸方向中央部の外周面には、右ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン55aが形成されており、入力部52のハウジング52a内周に形成された上記ヘリカルスプライン52dと噛合わされている。またその軸方向両端部の外周面には、左ねじの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン55bがそれぞれ形成されており、揺動カム53のハウジング53a内周に形成された上記ヘリカルスプライン53dと噛合わされている。
【0043】
スライダギア55外周の上記ヘリカルスプライン55aと両ヘリカルスプライン55bとの間には、それらヘリカルスプライン55a、55bに比して小さい外径に形成された小径部55cがそれぞれ形成されている。それら小径部55cの一方には、周方向に延びる長穴55dが形成されている。
【0044】
更に支持パイプ51の内部には、その軸方向に摺動可能にコントロールシャフト56が挿通されている。コントロールシャフト56は、油圧駆動式や電動式等のアクチュエータによって、支持パイプ51に対して軸方向に往復動されるようになっている。
【0045】
コントロールシャフト56には、係止ピン56aがその径方向に突出形成されている。支持パイプ51に形成されたその軸方向に延びる長穴を介して、上記長穴55dに挿通されている。これにより、係止ピン56aは、支持パイプ51に対するスライダギア55の回動を許容しつつも、その軸方向への往復動に応じてスライダギア55を軸方向に移動させることができるようになっている。
【0046】
以上のように構成された可変リフト機構50では、アクチュエータによるコントロールシャフト56の軸方向への移動に応じて、吸気バルブ21のバルブリフト量を連続的に可変とすることができる。以下、そうした可変リフト機構50の作用を、図4〜6を併せ参照して説明する。
【0047】
図4(A)には、吸気カム41のベース円部分が、可変リフト機構50の入力部52の上記ローラ52cに当接されているときの状態が示されている。このときのローラロッカーアーム42のローラ42aは、揺動カム53の出力アーム53bには当接されておらず、その出力アーム53bに隣接したハウジング53aのベース円部分に当接されている。そしてこのときの吸気バルブ21は、吸気ポート20を閉じた状態となっている。
【0048】
ここで吸気カムシャフト40が回転して吸気カム41のリフト部分が入力部52のローラ52cを押し下げると、入力部52が支持パイプ51に対して、同図4(A)の反時計回り方向に回動され、それと共に、スライダギア55及び揺動カム53も一体となって回動される。その結果、揺動カム53の出力アーム53bに形成されたカム面53cがローラロッカーアーム42のローラ42aに当接され、図4(B)に示すように、カム面53cの押圧によってローラ42aが押し下げられる。これにより、ローラロッカーアーム42は、ラッシュアジャスタ33との当接部を中心として揺動され、吸気バルブ21が開かれる。
【0049】
さて可変リフト機構50において、コントロールシャフト56がアクチュエータによって軸方向に変位されると、それに連動して上記スライダギア55も軸方向に変位される。そしてその変位に応じてスライダギア55に対してスプライン係合された上記入力部52及び揺動カム53は、スライダギア55に対して相対回動される。このときの入力部52と揺動カム53とは、上記ヘリカルスプラインの形成方向の違いにより、互いに反対方向に回動される。そのため、支持パイプ51軸心回りの入力アーム52bと出力アーム53bとの挟み角φが変更されるようになる。
【0050】
同図5(A)には、図4(A)に比して上記挟み角φが縮小された状態において、吸気カム41のベース円部分が入力部52のローラ52cに当接したときの状態が示されている。このときの揺動カム53におけるローラ42aの当接位置は、図4(A)の場合に比して、カム面53cから離れた位置となっている。
【0051】
ここで吸気カムシャフト40が回転して吸気カム41のリフト部分が入力部52のローラ52cを押し下げると、揺動カム53は、入力部52と一体に回動される。ただしこのときには、上記の如く図5(A)の状態での揺動カム53におけるローラ42aの当接位置がカム面53cから離れている分、揺動カム53が十分に回動されるまでは、カム面53cによるローラロッカーアーム42のローラ42aの押し下げは開始されないようになる。また吸気カム41のリフト部分の押し下げに伴い、ローラ42aと当接されるカム面53cの範囲も、出力アーム53bの基端側の一部のみに縮小されるようになる。そのため、このときの吸気カム41のリフト部分によるローラ52cの押し下げに応じたローラロッカーアーム42の揺動量は小さくなり、図5(B)に示すように、吸気バルブ21は、より小さいバルブリフト量にて開弁されるようになる。
【0052】
こうして可変リフト機構50は、図6に示されるように、吸気バルブ21のバルブリフト量を連続的に可変としている。可変リフト機構50による吸気バルブ21のバルブリフト量の制御は、電子制御装置25によって行われている。電子制御装置25は、バルブリフト量の制御目標値である目標リフト量を機関運転状態に応じて算出し、上記アクチュエータを駆動制御して、コントロールシャフト56の変位量を調整することで、吸気バルブ21のバルブリフト量を制御している。
【0053】
<減速時制御>
続いて、以上のように構成された本実施形態の内燃機関10において、車両減速時に実行される減速時制御について、図7及び図8を併せ参照して説明する。
【0054】
この内燃機関10では、車両の燃費性能の向上を目的として、車両減速時に燃料供給を停止する減速時燃料カットが実行されている。電子制御装置25は、下記(A1)、(A2)が共に成立することをその実行条件(燃料カット条件)として、減速時燃料カットを実行し、インジェクタ19からの燃料の噴射供給、及び点火プラグ22による混合気の点火を一時停止させる。
(A1)内燃機関10がアイドル状態にある。本実施形態では、アクセル操作量ACCPの値が「0」、すなわちアクセルオフとなっており、且つアクセルオフ操作後の機関回転速度NEの変動が十分収束されたことを条件に、内燃機関10がアイドル状態にあるとの判定が行われている。
(A2)機関回転速度NEが予め設定された燃料カット実行速度以上である。
【0055】
また減速時燃料カットからの復帰、すなわち停止した燃料供給の再開は、減速時燃料カットの実行中に、下記(B1)、(B2)のいずれかの成立をその実行条件(復帰条件)として実行される。
(B1)運転者のアクセルペダルの再踏込み等によって内燃機関10がアイドル状態でなくなる。
(B2)機関回転速度NEが予め設定された燃料カット復帰回転速度以下となる。なお、ここでの燃料カット復帰回転速度とは、実際に燃料カット復帰がなされる機関回転速度ではなく、燃料カット復帰に係る制御を開始する機関回転速度、或いは燃料カット復帰を要求する機関回転速度を意味している。
【0056】
更にこの内燃機関10では、減速時燃料カットの実行中に、燃料供給の停止された内燃機関10のポンピングロスによるエンジンブレーキの強さを適宜に調整するためのスロットルバルブ16の開き制御が併せ実行されている。スロットルバルブ16の開き制御は、燃料カット中に内燃機関10のポンピングロスが過剰に大きくなるような機関運転条件にあるとき、或いは燃料カット中に変速機のシフトダウンがなされたりしたときに実行される。
【0057】
スロットルバルブ16の開き制御が実行されると、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAを、アクセル操作量ACCPに応じた通常の目標開度よりも十分大きい開度に設定する。ちなみに、上記のようにアクセルオフを条件に実行される減速時燃料カット時には、通常の目標開度tTAは、全閉付近の小さい開度に設定される。
【0058】
図7は、そうしたスロットルバルブ16の開き制御の実行に係る電子制御装置25の処理手順を示した開き制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンの処理は、電子制御装置25により周期的に実行される。
【0059】
本ルーチンのステップS100において、電子制御装置25は、減速時燃料カット中であるか否かを判断する。また電子制御装置25は、ステップS105において、上記開き制御の実行条件が成立しているか否かを判断する。
【0060】
ここでそれらステップS100、及びS105のいずれかにおいて否定判断されたときには、電子制御装置25は、ステップS110の処理に移行し、開き制御実行フラグをオフとする。そして電子制御装置25は、続くステップS115において、アクセル操作量ACCPに基づいてスロットルバルブ16の目標開度tTAを設定して、本ルーチンを一旦終了する。なお詳しくは、上記ステップS115での目標開度tTAの設定は、下式(1)に基づき行われる。ここで「tTAb」は、基本目標開度であり、その値はアクセル操作量ACCPに応じて算出される。また「TAiac」は、アイドル運転時のスロットル開度TAの学習値であるISC要求開度を示している。
【0061】
tTA←tTAb+TAisc ・・・(1)
一方、上記ステップS100、及びS105のいずれにおいても肯定判断されたときには、電子制御装置25は、ステップS120の処理に移行し、開き制御フラグをオンとする。そして電子制御装置25は、続くステップS125において、ポンピングロスを低減可能な十分大きい開度を、スロットルバルブ16の目標開度tTAとして設定して、本ルーチンを一旦終了する。なお詳しくは、上記ステップS125での目標開度tTAの設定は、下式(2)に基づき行われる。ここで「tTAe」は、ECT要求開度であり、その値は機関回転速度NE等に基づき算出される。なお、このときのECT要求開度tTAeは、アクセルオフ時における上記基本要求開度tTAbに比して十分大きい値に設定される。
【0062】
tTA←tTAe+TAisc ・・・(2)
図8に、減速時燃料カット中のスロットルバルブ16の開き制御の制御例を示す。同図の時刻t1までは、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAを、上式(1)にて算出されたアクセル操作量ACCPに応じた開度に設定する。
【0063】
時刻t1に上記開き制御の実行条件が成立すると、電子制御装置25は、開き制御実行フラグをオンとし、目標開度tTAを上式(2)にて算出される十分大きい開度に変更する。これにより、スロットルバルブ16が開かれ、吸入空気量が増大されて、内燃機関10のポンピングロスが低減される。
【0064】
時刻t2に上記開き制御の実行条件が不成立となると、電子制御装置25は、開き制御実行フラグをオフとし、時刻t1において増大した目標開度tTAを上式(2)にて算出される開度に低減する。なお本実施形態では、このときの目標開度tTAを、同図に示すように徐々に低減させることで、ポンピングロスの急激な増大を抑え、目標開度tTAの低減に伴うショックの発生を抑制するようにしている。
【0065】
以上のようなスロットルバルブ16の開き制御を減速時燃料カット中に行うことで、過剰なエンジンブレーキ力の発生や、変速機のダウンシフトに伴うショックの発生が抑制されるようになる。
【0066】
ところで、そうした開き制御によってスロットル開度が大きくされているときに、燃料カット復帰がなされると、直ちにスロットル開度を低減したとしても、スロットルバルブ16から燃焼室13に至るまでの空気の流動遅れのため、しばらくは本来よりも多い空気が燃焼室13内に導入される。そしてその結果、燃料カット復帰の直後に、上述したような運転者の意図よりも大きい走行駆動力が発生されてしまう虞がある。
【0067】
一方、上記のように可変リフト機構50を備える内燃機関10では、その可変リフト機構50による吸気バルブ21のバルブリフト量の制御によっても、シリンダ内に導入される空気量を低減させることができる。こうしたバルブリフト量の制御によれば、空気流動の応答遅れをほとんど伴うことなく、シリンダ内に導入される空気量を速やかに低減させることができる。
【0068】
そこで本実施形態では、燃料カット復帰の要求時にスロットルバルブ16の開き制御が実行中であれば、可変リフト機構50による吸気バルブ21のバルブリフト量の制御によってシリンダ内に導入される空気量を低減させた後、燃料供給を再開するようにしている。そしてこれにより、上記のような運転者の意図よりも大きい走行駆動力の発生を抑制するようにしている。
【0069】
<復帰制御>
以下、上記開き制御の実行中に燃料カット復帰要求がなされたときの復帰制御の詳細を説明する。復帰制御は、詳しくは下記態様で実行される。
【0070】
図9及び図10には、以上説明した復帰制御の制御例がそれぞれ示されている。これらの図に示される減速時制御実行フラグは、減速時燃料カットの実行中であることを示すフラグで、減速時燃料カットの開始時にオンとされ、復帰要求がなされた時点でオフとされる。また復帰制御実行フラグは、上記復帰制御の実行中であることを、復帰禁止フラグは、同復帰制御によって燃料供給の再開が保留されていることを、それぞれ示すフラグとなっている。
【0071】
まずは、図9を参照して、運転者のアクセル再踏込みによって燃料カット復帰がなされるときの復帰制御の態様を説明する。同図の制御例では、減速時燃料カットがなされ、且つ上記スロットルバルブ16の開き制御を実行中の時刻t10に、運転者のアクセル再踏込みに応じて燃料カットからの復帰条件が成立した場合を示している。この時刻t10までは、減速時制御実行フラグ、開き制御実行フラグ、及び復帰禁止フラグがそれぞれオンとされ、スロットルバルブ16の目標開度tTAは、通常のアクセルオフ時の値に比して十分大きい値に設定されている。
【0072】
さて時刻t10に復帰条件が成立すると、電子制御装置25は、減速時制御実行フラグをオフとする。このとき、上記スロットルバルブ16の開き制御が実行されていなければ、電子制御装置25は、この時点で復帰禁止フラグをオフとして直ちに燃料供給を再開する。一方、復帰条件成立時に開き制御が実行されているのであれば(開き制御実行フラグ:オン)、電子制御装置25は、同図に示すように、この時点では、復帰禁止フラグをオフとせず、燃料供給の再開を一時保留するとともに、復帰制御実行フラグをオンとして上記復帰制御を開始する。
【0073】
復帰制御が開始されると、電子制御装置25は、吸気バルブ21のバルブリフト量の制御目標値である目標リフト量tVLを、その可変範囲の最小値である最小リフト量VLMINに低減させる。これにより、吸気バルブ21のバルブリフト量が縮小され、燃焼室13内に導入される空気量が速やかに低減される。その一方、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAについては、この時刻t10においては低減させず、上記開き制御での大きい開度のままに一時保持させる。
【0074】
その時刻t10から所定の時間T1が経過した時刻t11において、電子制御装置25は、復帰禁止フラグをオフとし、燃料供給を再開する。ここで燃料供給の再開を保留する時間T1には、可変リフト機構50の作動の応答遅れを考慮して、上記最小リフト量VLMINへの目標リフト量tVLの変更後、燃焼室13に導入される空気量を十分に低減可能な時間が予め設定されている。
【0075】
燃料供給を再開した時刻t11以降、電子制御装置25は、上記のように開き制御時の大きい開度に保持されたスロットルバルブ16の目標開度tTAを、上式(1)にて算出されるアクセル操作量ACCPに応じた通常の値となるまで、徐々に低下させる。そして時刻t12に目標開度tTAが上記通常の値まで低減されると、電子制御装置25は、開き制御実行フラグをオフとする。こうして開き制御実行フラグがオフとされて以降は、スロットルバルブ16の目標開度tTAは、上式(1)にて算出された通常の値に設定される。
【0076】
一方、燃料供給を再開した時刻t11以降、電子制御装置25は、最小リフト量VLMINに低減された吸気バルブ21の目標リフト量tVLを、本来の目標値まで徐々に増大させる。このときの目標リフト量tVLの増大は、上記のような目標開度tTAの低減に伴うスロットル開度TAの変化に応じて、一定の増加割合で吸入空気量が増大されるように行われる。これにより、内燃機関10のトルクは、一定の割合で増加されるようになる。
【0077】
その後、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTA及び吸気バルブ21の目標リフト量tVLの双方が通常の値になった時刻t13において、復帰制御実行フラグをオフとし、復帰制御を終了する。
【0078】
続いて図10を参照して、減速時燃料カット中に上記開き制御が実行されている状態で、機関回転速度NEが上記燃料カット復帰回転速度以下に低下したことで燃料カット復帰がなされるときの復帰制御の態様を説明する。
【0079】
同図に示すように、減速時燃料カットがなされ、且つ上記開き制御の実行中の時刻t15に上記機関回転速度NEの低下によって復帰条件が成立すると、電子制御装置25は、図9の場合と同様に、減速時制御実行フラグをオフとし、復帰制御実行フラグをオンとして上記復帰制御を開始する。またこの場合にも、この時刻t15には、復帰禁止フラグはオフとされず、燃料供給の再開は一時保留される。
【0080】
復帰制御が開始されると、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAを上記開き制御での大きい開度に一時保持したまま、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを最小リフト量VLMINに低減させる。そしてその時刻t15から上記時間T1の経過した時刻t16に、電子制御装置25は、復帰禁止フラグをオフとし、燃料供給を再開する。
【0081】
この時刻t16以降、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAを、上式(1)にて算出されるアクセル操作量ACCPに応じた通常の値となるまで、徐々に低下させる。そして電子制御装置25は、これによるスロットル開度の低下に応じて、燃焼室13に実際に導入される空気量が一定に保持されるように、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを、本来の目標値まで徐々に増大させる。
【0082】
その後、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTA及び吸気バルブ21の目標リフト量tVLの双方が通常の値になった時刻t17において、復帰制御実行フラグをオフとし、復帰制御を終了する。
【0083】
以上説明した復帰制御では、スロットルバルブ16から燃焼室13に至るまでの空気の流動遅れが無い分、スロットルバルブ16よりも短時間で吸入空気量を調整可能な可変リフト機構50を利用して、開き制御において増大された吸入空気量を低減させている。そのため、復帰要求後、速やかに吸入空気量を低減させることができ、燃料カット復帰直後の運転者の意図しない走行駆動力の発生を抑制することができる。
【0084】
図11は、減速時燃料カットの実行、及び復帰制御実行の有無の判定に係る減速時制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、電子制御装置25によって周期的に実行される。
【0085】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、減速時制御実行フラグがオンとされているか否か、すなわち減速時燃料カットの実行中であるか否かが判断される。ここで減速時制御実行フラグがオフであれば(NO)、処理がステップS210に移行され、オンであれば(YES)、処理がステップS220に移行される。
【0086】
ステップS210において電子制御装置25は、上記減速時燃料カットの実行条件が成立しているか否かを判断する。ここで減速時燃料カットの実行条件が不成立であれば(NO)、電子制御装置25はそのまま本ルーチンの処理を一旦終了する。一方、その実行条件が成立していれば(YES)、電子制御装置25は、処理をステップS212に移行し、減速時制御実行フラグをオンとする。また電子制御装置25は、ステップS214において復帰禁止フラグをオンとし、更にステップS216において内燃機関10への燃料供給を停止させた後、本ルーチンの処理を一旦終了する。これにより減速時燃料カットが実行される。
【0087】
一方、減速時制御実行フラグがオンのときには(S200:YES)、電子制御装置25は、ステップS220において上記燃料カット復帰の実行条件が成立しているか否かを判断する。ここでその実行条件が成立していれば(YES)、電子制御装置25は、処理をステップS222に移行し、そうでなければ(NO)、そのまま本ルーチンの処理は一旦終了する。
【0088】
ステップS222に処理を移行すると、電子制御装置25は、減速時制御実行フラグをオフとする。そして電子制御装置25は、続くステップS224において、開き制御実行フラグがオンであるか否かを、すなわち燃料カット復帰要求時にスロットルバルブ16の開き制御が実行されているか否かを判断する。
【0089】
ここで開き制御実行フラグがオフであれば(NO)、電子制御装置25は、ステップS226において復帰禁止フラグをオフとし、ステップS228において燃料供給を再開させた後、本ルーチンの処理を一旦終了する。すなわち、燃料カット復帰要求時に開き制御が実行されていなければ、復帰要求とともに直ちに燃料供給が再開される。
【0090】
一方、開き制御実行フラグがオンであれば(YES)、電子制御装置25は、ステップS230にて復帰制御実行フラグをオンとした後、本ルーチンの処理を一旦終了する。これにより、上述した復帰制御が実行されることとなる。
【0091】
図12は、上記復帰制御に係る電子制御装置25の処理手順を示した復帰制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンの処理は、上記復帰制御実行フラグがオンとされていることを条件に、上記減速時制御に続いて電子制御装置25によって実行される。
【0092】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS300において、復帰禁止フラグがオンであるか否かが判断される。
ここで復帰禁止フラグがオンであれば(YES)、電子制御装置25は、処理をステップS310に移行して、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを上記最小リフト量VLMINに設定する。また電子制御装置25は、ステップS312及びステップS314の処理を通じて、スロットルバルブ16の目標開度tTAを、開き制御にて設定された大きい開度に保持させる。
【0093】
その後、電子制御装置25は、ステップS316において、復帰要求後、上記所定の時間T1が経過しているか否かを判断する。ここで時間T1が経過していなければ(NO)、電子制御装置25は、そのまま本ルーチンの処理を一旦終了する。また時間T1が経過していれば(YES)、電子制御装置25は、ステップS318において復帰禁止フラグをオフとし、ステップS319において燃料供給を再開させた後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0094】
一方、上記ステップS300において復帰禁止フラグがオフであると判断されたときには(NO)、電子制御装置25は、ステップS320において実際のスロットル開度TAが、アクセル操作量ACCPに応じて設定される通常の目標開度(=tTAb+TAisc)を超えているか否かを判断する。ここで否定判断されたときには(NO)、すなわちスロットルバルブ16の開度が未だ通常の目標開度まで低減されていないときには、電子制御装置25は、ステップS322及びステップS324の処理を通じて、スロットルバルブ16の目標開度tTAを所定値β分低減させた後、処理をステップS330に移行する。一方、ステップS320で肯定判断されたときには(YES)、電子制御装置25は、ステップS326で開き制御実行フラグをオフとし、ステップS328で目標開度tTAを上記通常の目標開度に設定した後、処理をステップS330に移行する。
【0095】
ステップS330において、電子制御装置25は、そのときの実際のスロットル開度TAに基づき、ECT要求リフト量tVLeを算出する。ECT要求リフト量tVLeは、復帰制御中のスロットル開度の変更に拘わらず、実際の吸入空気量が滑らかに変化しつつ、最終的にアクセル操作量ACCPに応じた量となるようにその値が設定される。
【0096】
続くステップS332では、こうして算出されたECT要求リフト量tVLeが、基本要求リフト量tVLb以上であるか否かが判断される。基本要求リフト量tVLbは、復帰制御中以外の通常の制御において設定される吸気バルブ21のバルブリフト量の制御目標値で、機関回転速度NEや機関負荷に基づき算出される。
【0097】
ここでECT要求リフト量tVLeが基本リフト量tVLb未満であれば(NO)、電子制御装置25は、処理をステップS334に移行し、上記ECT要求リフト量tVLeを目標リフト量tVLに設定して、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0098】
一方、ここでECT要求リフト量tVLeが基本リフト量tVLb以上となっていれば(YES)、復帰制御の開始とともに最小リフト量VLMINに低減された吸気バルブ21の目標リフト量tVLが、通常の値に復帰されたこととなる。このときには、電子制御装置25は、ステップS336にて、基本要求リフト量tVLbを目標リフト量tVLに設定する。そして、このときに開き制御実行フラグがオフとなっていれば(S340:YES)、すなわちスロットルバルブ16の目標開度tTAも通常の値に復帰されていれば、電子制御装置25は、ステップS342において復帰制御実行フラグをオフとして、今回の復帰制御を終了する。
【0099】
なお、以上説明した本実施形態では、上記復帰制御ルーチンの処理を通じて、スロットルバルブ16の開き制御の実行中に燃料カット復帰要求がなされたときに、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを低減させる電子制御装置25が上記リフト量縮小手段に相当する構成となっている。
【0100】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、スロットルバルブ16の開き制御中に燃料カット復帰要求がなされたときには、スロットルバルブ16に比してより短時間で吸入空気量を調整可能な可変リフト機構50を用いて、開き制御において増大された吸入空気量を低減させている。そのため、復帰要求後、速やかに吸入空気量を低減させることができ、燃料カット復帰直後の運転者の意図しない走行駆動力の発生を効果的に抑制することができる。
【0101】
(2)本実施形態では、上記復帰条件の成立時に、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを低減させた後、所定の時間T1が経過して吸気バルブ21のバルブリフト量が十分に縮小されるまで、燃料供給の再開を、すなわち燃料カット復帰を保留させている。そのため、可変リフト機構50の作動の応答遅れに拘わらず、運転者の意図しない走行駆動力の発生を確実に抑制することができる。
【0102】
(3)本実施形態では、復帰制御中に燃料供給が再開された後、スロットル開度の変化に拘わらず、吸入空気量が滑らかに変化するように、吸気バルブ21の目標リフト量tVLをスロットル開度の変化に応じて設定している。そのため、燃料供給再開後の内燃機関10のトルク変動を好適に回避することができる。
【0103】
(第2実施形態)
続いて、本発明を具体化した第2実施形態を、図13及び図14を併せ参照して、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0104】
第1実施形態では、復帰制御開始から燃料供給再開までの期間、スロットル開度を開き制御で設定された大きい開度(tTAe+TAisc)に保持し、その後、スロットル開度を徐々に低減するようにしていた。そしてアクセル操作量ACCPに応じた開度(tTAb+TAisc)までスロットル開度が低減された時点で、スロットルバルブ16の目標開度tTAがアクセル操作量ACCPに応じた開度に設定されていた。
【0105】
このような場合、燃料供給再開から目標開度tTAがアクセル操作量ACCPに応じた開度に設定されるようになるまでの復帰制御の過渡期間(図9の時刻t12〜t13の期間、図10の時刻t16〜t17の期間)、スロットル開度は運転者のアクセル操作とは無関係に設定される。そのため、内燃機関10が運転者のアクセル操作に対応した挙動を示さなくなることがある。例えば上記過渡期間に、運転者がアクセル操作量ACCPを低減させるような操作を行ったとしても、内燃機関10のトルクは低減されず、場合によっては運転者の操作とは逆にトルクが増大されることもある。
【0106】
そこで本実施形態では、そうした運転者の操作に対応しない内燃機関10の挙動を抑制すべく、復帰制御中のスロットルバルブ16の目標開度tTA、及び吸気バルブ21の目標リフト量tVLを、下記態様で設定するようにしている。すなわち本実施形態では、復帰制御開始後、目標開度tTAを、上式(1)で算出されるアクセル操作量ACCPに応じた開度に設定するようにしている。ただし、復帰制御中のスロットル開度TAがある程度よりも小さくなると、ポンピングロスが過増して、復帰制御中に機関回転速度NEが過剰に低下してしまうおそれがある。そのため、ここでは、復帰制御中の目標開度tTAに、下限値TALOWを設定し、上式(1)で算出された目標開度tTAがその下限値TALOW未満となるときには、目標開度tTAとしてその下限値TALOWを設定するようにしている。
【0107】
図13に、こうした本実施形態の復帰制御の制御例を示す。この制御例では、減速時燃料カットがなされ、且つ上記開き制御の実行中の時刻t20に復帰条件が成立し、復帰制御が開始されている。
【0108】
さて時刻t20に復帰条件が成立すると、電子制御装置25は、減速時制御実行フラグをオフとし、復帰制御実行フラグをオンとして上記復帰制御を開始する。なおこの時点では、復帰禁止フラグはオフとされず、燃料供給の再開は一時保留される。
【0109】
復帰制御が開始されると、電子制御装置25は、開き制御中に大きい開度(tTAe+TAisc)に設定されたスロットルバルブ16の目標開度tTAを、下限値TALOWを下限として、アクセル操作量ACCPに応じた開度(tTAb+TAisc)に近づけるように低減させる。また、これとともに電子制御装置25は、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを所定値VLLOWまで低減させる。なお本実施形態では、上記のような目標開度tTAの設定によって、復帰制御の開始直後からスロットル開度TAが低減されるため、復帰制御開始後のスロットル開度TAを開き制御中の開度に保持する第1実施形態の場合に比して、このときの目標リフト量tVLを大きい値に設定するようにしている。
【0110】
復帰制御の開始から所定の時間T2が経過した時刻t21において、電子制御装置25は、復帰禁止フラグをオフとし、燃料供給を再開する。ここで燃料供給の再開を保留する時間T2には、第1実施形態の上記時間T1と同様に、可変リフト機構50の作動に係る応答遅れを考慮して、燃焼室13に導入される空気量を十分に低減可能な時間が予め設定されている。ただし本実施形態では、第1実施形態の場合に比して、復帰制御開始後の吸気バルブ21の目標リフト量tVLとしてより大きい値が設定されている分、この時間T2は、時間T1よりも短い時間に設定されている。
【0111】
また時刻t22において、上式(1)にて算出されるアクセル操作量ACCPに応じた開度(tTAb+TAisc)が上記下限値TALOW以上となると、電子制御装置25は、開き制御実行フラグをオフとし、以後の目標開度tTAをアクセル操作量ACCPに応じて求まる通常の値に設定する。
【0112】
一方、上記時刻t21での燃料供給の再開後、電子制御装置25は、上記所定値VLLOWに低減された吸気バルブ21の目標リフト量tVLを、本来の値まで徐々に増大させる。このときの目標リフト量tVLの増大は、上記のような目標開度tTAの低減に伴うスロットル開度TAの変化に応じて、一定の増加割合で吸入空気量が増大されるように行われる。これにより、内燃機関10のトルクは、一定の割合で増加されるようになる。
【0113】
その後、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTA及び吸気バルブ21の目標リフト量tVLの双方が通常の値になった時刻t23において、復帰制御実行フラグをオフとし、復帰制御を終了する。
【0114】
図14に、そうした本実施形態の復帰制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理も第1実施形態のものと同様に、上記復帰制御実行フラグがオンとされていることを条件に、上記減速時制御に続いて電子制御装置25によって実行される。
【0115】
本ルーチンの処理が開始されると、電子制御装置25は、まずステップS400において、開き制御実行フラグがオンであるか否かを判断する。ここで開き制御フラグがオフであれば(NO)、電子制御装置25は、処理をステップS402に移行する。
【0116】
処理がステップS402に移行されると、電子制御装置25は、目標開度tTAを、上式(1)に基づき算出されるアクセル操作量ACCPに応じた開度(tTAb+TAisc)に設定して、ステップS420に移行する。
【0117】
また開き制御フラグがオンであれば(YES)、電子制御装置25は、ステップS404に移行し、上式(1)に基づき算出された開度(tTAb+TAisc)が上記下限値TALOW以上であるか否かを判断する。ここで肯定判断されれば(YES)、電子制御装置25は、ステップS408において目標開度tTAを下限値TALOWに設定した後、処理をステップS420に移行する。また否定判断されれば(NO)、電子制御装置25は、ステップS406において開き制御フラグをオフした後、上記ステップS402の処理に移行する。
【0118】
ステップS420において電子制御装置25は、復帰禁止フラグがオンであるか否かを判断する。ここで電子制御装置25は、復帰禁止フラグがオンであれば(YES)、処理をステップS422に移行し、復帰禁止フラグがオフであれば(NO)、処理を図12のステップS330に移行する。なお、ステップS330に移行した後の電子制御装置25の処理は、上述した通りである。
【0119】
ステップS422の処理に移行すると、電子制御装置25は、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを上記所定値VLLOWに設定する。更に電子制御装置25は、復帰要求後、すなわち復帰制御の開始後、上記所定の時間T2が経過していれば(S424:YES)、ステップS426において復帰禁止フラグをオフとして燃料供給を再開させて、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0120】
以上説明した本実施形態によれば、上記(1)〜(3)に記載の効果に加え、更に復帰制御中の運転者の操作に対応しない内燃機関10の挙動を抑制するという効果を得ることができる。
【0121】
(第3実施形態)
続いて、本発明を具体化した第3実施形態を、図15及び図16を併せ参照して、上記各実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0122】
上述したように吸気バルブ21のバルブリフト量の制御によれば、スロットルバルブ16の開度制御に比して、速やかに燃焼室13内に導入される空気量を調整することができる。ただし、可変リフト機構50の作動には応答遅れがあり、開き制御によって増大された吸入空気量を瞬時には低減させることができない。そのため、上記各実施形態では、復帰制御開始後、所定の時間T1、T2が経過する迄、燃料供給の再開を保留させており、運転者のアクセル再踏込み後の車両の加速が若干もたつくことがある。そこで本実施形態の復帰制御では、復帰条件の成立後、直ちに燃料供給を再開させるとともに、点火時期の遅角制御を実施して内燃機関10のトルクを制限することで、過剰な走行駆動力の発生を抑えつつ、上記加速のもたつきを解消するようにしている。
【0123】
図15は、こうした本実施形態の復帰制御の制御例を示している。
この制御例では、減速時燃料カットがなされ、且つ上記開き制御の実行中の時刻t30に復帰条件が成立し、復帰制御が開始されている。復帰制御が開始されると、電子制御装置25は、減速時制御実行フラグをオフとし、復帰制御実行フラグをオンとして上記復帰制御を開始する。またこの時刻t30に電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAをそれ迄の値に保持しつつ、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを所定値VLLOWまで低減させることで、燃焼室13内に導入される空気量を低減させる。また本実施形態では電子制御装置25は、このとき同時に復帰禁止フラグをオフとして、燃料供給を再開させる。
【0124】
なお上記のような可変リフト機構50の作動の応答遅れのため、吸気バルブ21のバルブリフト量(実リフト量)が、上記変更された目標リフト量tVLまで実際に縮小されるのは、時刻t31となってからであり、それまで燃焼室13内には、本来よりも多い空気が導入されている。
【0125】
そこで本実施形態では、そうして過剰導入された空気量によって増大された分のトルクを低減するため、時刻t30から時刻t31までの期間、電子制御装置25は、同図のように点火時期補正量を設定して、点火時期の遅角補正を行う。このときの点火時期補正量は、同図に示されるような実リフト量の推移を考慮して、時刻t30に所定値ARに設定された後、徐々に0へと戻される。
【0126】
更に復帰制御の開始から上記時間T1が経過した時刻t32以降、電子制御装置25は、スロットルバルブ16の目標開度tTAを、上式(1)にて算出されるアクセル操作量ACCPに応じた通常の値(tTAb+TAisc)となるまで、徐々に低下させる。そして時刻t33に目標開度tTAがアクセル操作量ACCPに応じた値まで低減されると、電子制御装置25は、開き制御実行フラグをオフとする。
【0127】
一方、電子制御装置25は、上記時刻t32以降、スロットル開度TAの推移に応じて、一定の割合で滑らかに吸入空気量が増大されるように、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを徐々に増加させる。その後、スロットルバルブ16の目標開度tTA及び吸気バルブ21の目標リフト量tVLの双方が通常の値に戻った時刻t34に、復帰制御実行フラグをオフとし、復帰制御を終了する。
【0128】
図16は、こうした本実施形態の復帰制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理も第1実施形態のものと同様に、上記復帰制御実行フラグがオンとされていることを条件に、上記減速時制御に続いて電子制御装置25によって実行される。
【0129】
さて本ルーチンの処理が開始されると、電子制御装置25は、ステップS500において、復帰禁止フラグがオンであるか否かを判断する。
ここで電子制御装置25は、復帰禁止フラグがオンであれば(YES)、ステップS510に移行し、点火時期補正量ΔAを上記所定値ARに設定する。そして続くステップS512において、電子制御装置25は、復帰禁止フラグをオフとして、ステップS520の処理に移行する。
【0130】
一方、電子制御装置25は、復帰禁止フラグがオフであれば(S500:NO)、ステップS514に移行し、復帰要求後、所定の時間T1が経過した否かを判断する。ここで所定の時間T1が経過していなければ(NO)、電子制御装置25はステップS516に進み、点火時期補正量ΔAを所定値γ加増して、ステップS520に処理を移行する。一方、所定の時間T1が経過していれば(S514:YES)、電子制御装置25は、図12のステップS320の処理に移行する。ここでステップS320に移行して以降の電子制御装置25の処理は、上述した通りである。
【0131】
ステップS520において、電子制御装置25は、吸気バルブ21の目標リフト量tVLを上記最小リフト量VLMINに設定する。そして電子制御装置25は、ステップS522及びステップS524において、復帰制御の開始に先立つ開き制御中のスロットル開度が保持されるように、目標開度tTAを設定した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0132】
以上説明した本実施形態の復帰制御によれば、運転者の意図しない走行駆動力の発生を好適に抑制しながらも、復帰要求後、直ちに燃料カットからの復帰を果たすことができる。
【0133】
(その他の実施形態)
上記各実施形態の復帰制御を実行すれば、上述したような運転者の意図しない走行駆動力の発生を好適に抑制することができるが、その結果、燃料カット復帰の時期や復帰後の機関回転速度NEの立ち上がりが遅れ、復帰前後の機関回転速度NEの低下度合いによってはエンジンストールを招く虞がある。こうしたエンジンストールの発生は、下記(イ)〜(ヘ)の対策の少なくとも1つを併せ実施することで、好適に抑制することができる。
【0134】
(イ)復帰要求時の車速SPDがある程度よりも低いときには、復帰制御の実行を禁止する。
(ロ)復帰要求時の機関回転速度NEがある程度よりも低いときには、復帰制御の実行を禁止する。
【0135】
(ハ)復帰制御が実行される状況、すなわちスロットルバルブ16の開き制御の実行中には、上記燃料カット復帰に係る制御を開始する機関回転速度、或いは車速をそうでないときに比して高く設定する。すなわち、復帰制御が実行される状況では、そうでないときに比して高い機関回転速度、又は車速で、燃料カット復帰を要求する。
【0136】
(ニ)復帰制御前の車両の減速度等に基づいて、復帰制御終了時の車速、或いは復帰制御期間の車速の低下量を予測する。そして、その予測結果に基づいて、エンジンストールを回避可能な所定の車速にて復帰制御が終了するように、復帰制御を開始する時期を設定する。
【0137】
(ホ)復帰制御前の機関回転速度の減速度等に基づいて、復帰制御終了時の機関回転速度、或いは復帰制御期間の機関回転速度の低下量を予測する。そして、その予測結果に基づいて、エンジンストールを回避可能な所定の機関回転速度にて復帰制御が終了するように、復帰制御を開始する時期を設定する。
【0138】
(ヘ)上記復帰制御の開始時からの車速/機関回転速度の減速度の測定結果に基づいて、復帰制御終了時の車速/機関回転速度を予測する。そして予測された復帰制御終了時の車速/機関回転速度がエンジンストールを招くような低い値であるときには、復帰制御での燃料供給再開後における吸気バルブ21の目標リフト量tVLの増大率を、そうでないときに比して大きくする。これにより、復帰後の吸入空気量の増加率(トルクの上昇率)を増大させ、復帰制御の終了時期を早める。
【0139】
図17に、上記対策(イ)の適用された本発明の一実施形態における該対策に係る処理のフローチャートを示す。同図の処理は、上記減速時制御ルーチン(図11)のステップS222の処理に続き、電子制御装置25によって実行される。
【0140】
同図の処理に移行すると電子制御装置25は、まずステップS600において、開き制御実行フラグがオンであるか否かを判断する。ここで電子制御装置25は、開き制御実行フラグがオンであれば(YES)、処理をステップS620に進め、オフであれば(NO)、処理をステップS610に進める。
【0141】
処理がステップS610に移行すると、電子制御装置25は、復帰禁止フラグをオフとし、続くステップS620で燃料供給を再開させた後、本ルーチンの処理を一旦終了する。すなわちこのときには、復帰制御を実行せずに、直ちに燃料カットからの復帰がなされることとなる。
【0142】
一方、処理がステップS620に移行すると、電子制御装置25は、そのときの車速SPDが所定の判定値SP1以下であるか否かを判断する。判定値SP1は、現状で復帰制御が実行された場合に、エンジンストールを招くことなく復帰制御を終了可能な復帰制御開始時の車速SPDの下限値が設定されている。ここで電子制御装置25は、車速SPDが所定の判定値SP1以下であれば(YES)、処理を上記ステップS610に進める。また電子制御装置25は、車速SPDが所定の判定値SP1を超えていれば(NO)、処理をステップS625に進めて、復帰制御実行フラグをオンとした後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0143】
以上の処理によれば、復帰制御は、復帰要求時の車速SPDが上記判定値SP1を上回っているときに限り実行され、そうでなければ、たとえそのとき開き制御が実行されていても、復帰要求後、直ちに復帰がなされる。そのため、上記処理によれば、復帰制御の実行に伴うエンジンストールの発生を好適に回避することができる。
【0144】
一方、図18は、上記対策(ロ)の適用された本発明の一実施形態における該対策に係る処理のフローチャートを示す。同図の処理では、図17の処理のステップS620における、復帰制御を実行するか、直ちに燃料カットから復帰させるかの判断が、車速SPDに代えて機関回転速度NEに基づいてなされるようになっている。
【0145】
すなわち、同図の処理において電子制御装置25は、上記ステップS600において、開き制御実行フラグがオンであると判断されたとき(YES)に処理が進められるステップS630で、そのときの機関回転速度NEが所定の判定値NE1以下であるか否かを判断する。そして電子制御装置25は、機関回転速度NEが判定値NE1以下であれば(YES)、処理を上記ステップS610に進め、判定値NE1を超えていれば(NO)、処理をステップS625に進める。ここでの判定値NE1には、現況で復帰制御が実行された場合に、エンジンストールを招くことなく復帰制御を終了可能な復帰制御開始時の機関回転速度NEの下限値が設定されている。
【0146】
以上の処理によれば、復帰制御は、復帰要求時の機関回転速度NEが十分に高いときに限り実行され、そうでなければ、たとえそのとき開き制御が実行されていても、復帰要求後、直ちに復帰がなされる。そのため、上記処理によっても、復帰制御の実行に伴うエンジンストールの発生を好適に回避することができる。
【0147】
更に図19に、上記対策(ハ)に係る燃料カット復帰回転速度の設定についての制御ルーチンの一例を示す。同ルーチンの処理は、電子制御装置25によって周期的に実行される。なお、本ルーチンで設定される燃料カット復帰回転速度は、状況によって実際に燃料カット復帰がなされる機関回転速度とは一致しないことがあり、厳密には、燃料カット復帰に係る制御を開始する機関回転速度、或いは復帰要求がなされる機関回転速度を意味している。
【0148】
本ルーチンの処理が開始されると電子制御装置25は、ステップS700において、開き制御実行フラグがオンであるか否かを判断する。そして電子制御装置25は、開き制御実行フラグがオフであれば(NO)、すなわちスロットルバルブ16の開き制御が実行中でなければ、処理をステップS720に進め、燃料カット復帰回転速度として所定の値NELを設定する。一方、そうでなければ(S700:YES)、電子制御装置25は、処理をステップS710に進め、上記値NELよりも高い所定の値NEHを燃料カット復帰回転速度として設定する。こうしてスロットルバルブ16の開き制御の実行の有無に応じて燃料カット復帰回転速度を設定した後、電子制御装置25は、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【0149】
よって本ルーチンの処理によれば、復帰制御が実行される開き制御の実行中には、そうでないときに比して高い機関回転速度NEで燃料カットの復帰要求がなされるようになる。そのため、復帰制御が実行されないときの燃料カット期間を十分に確保しながらも、上記エンジンストールを好適に回避可能な十分に高い機関回転速度NEで復帰制御を開始することができる。
【0150】
なお、上記各実施形態は次のように変更して実行することもできる。
・第1実施形態及び第2実施形態の復帰制御では、その開始から所定の時間T1、T2が経過する迄、燃料供給の再開を保留させているが、可変リフト機構50の作動に伴う応答遅れが無視できるのであれば、復帰制御の開始と同時に燃料供給を再開させるようにしても良い。
【0151】
・第1実施形態では、復帰制御の開始とともに吸気バルブ21の目標リフト量tVLをその可変範囲の最小値である最小リフト量VLMINとしていたが、このときの目標リフト量tVLの設定値は、適用される内燃機関10の構成等に応じて適宜変更して実施しても良い。要は、その設定値は、燃料供給再開後、上述した運転者の意図しない過剰な走行駆動力の発生を回避可能なように、内燃機関10の吸入空気量を十分低減できるまで、吸気バルブ21のバルブリフト量が縮小されるように設定されていれば良い。
【0152】
・上記各実施形態では、スロットルバルブ16の開き制御中に、運転者のアクセル操作によって復帰制御が実行されるときに、燃料供給再開後の吸気バルブ21の目標リフト量tVLを燃焼室13内に導入される空気量が一定の割合で増大されるように設定していた。こうした目標リフト量tVLの設定は、内燃機関10の吸入空気量(トルク)の急激な変化をもたらさないのであれば、これに限らず適宜に変更しても良い。またスロットルバルブ16の開き制御中に、機関回転速度NEが燃料カット復帰回転速度以下に低下して復帰制御が実行されたときの燃料供給再開後の目標リフト量tVLの設定についても、同様に適宜変更しても良い。
【0153】
・上記各実施形態での減速時燃料カットの実行条件、燃料カット復帰の実行条件は、上記例示したものに限らず、適宜変更しても良い。またスロットルバルブ16の開き制御の実行条件も、適宜変更しても良い。
【0154】
・可変リフト機構50の構成は、上記実施形態で例示したものに限らず、適宜変更しても良い。要は、吸気バルブ21のバルブリフト量を可変とすることのできる機構を備える車載内燃機関であれば、本発明の適用により、上述したような燃料カット復帰直後の運転者の意図しない走行駆動力の発生を好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の適用される内燃機関及びその制御系の模式図。
【図2】同実施形態の適用される内燃機関の上部の断面構造を示す断面図。
【図3】同実施形態に採用される可変リフト機構の斜視断面図。
【図4】(A)、(B)バルブリフト量拡大時の可変リフト機構の動作態様を示す図。
【図5】(A)、(B)バルブリフト量縮小時の可変リフト機構の動作態様を示す図。
【図6】可変リフト機構によるバルブリフト量の変更態様を示す図。
【図7】第1実施形態に適用されるスロットルバルブの開き制御ルーチンのフローチャート。
【図8】同開き制御ルーチンの制御例を示すタイムチャート。
【図9】同実施形態における燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート。
【図10】同じく同実施形態における燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート。
【図11】同実施形態に適用される減速時制御ルーチンのフローチャート。
【図12】同実施形態に適用される復帰制御ルーチンのフローチャート。
【図13】第2実施形態における燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート。
【図14】同実施形態に適用される復帰制御ルーチンのフローチャート。
【図15】第3実施形態における燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート。
【図16】同実施形態に適用される復帰制御ルーチンのフローチャート。
【図17】エンジンストール対策の適用された実施形態における復帰制御ルーチンの変更部分のフローチャート。
【図18】別のエンジンストール対策の適用された実施形態における復帰制御ルーチンの変更部分のフローチャート。
【図19】更なるエンジンストール対策の適用された実施形態に適用される燃料カット復帰回転速度設定ルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
10…内燃機関、11…吸気通路、12…排気通路、13…燃焼室、16…スロットルバルブ、17…スロットルモータ、18…スロットルセンサ、19…インジェクタ、20…吸気ポート、21…吸気バルブ、22…点火プラグ、22a…イグナイタ、23…排気バルブ、24…排気ポート、25…電子制御装置、26…クランクセンサ、27…アクセルセンサ、28…車速センサ、30…排気カムシャフト、31…排気カム、31b…弁ばね、32…ローラロッカーアーム(排気側;32a…ローラ)、33…ラッシュアジャスタ、40…吸気カムシャフト、41…吸気カム、42…ローラロッカーアーム(吸気側;42a…ローラ)、50…可変リフト機構(51…支持パイプ、52…入力部(52a…ハウジング、52b…入力アーム、52c…ローラ、52d…ヘリカルスプライン)、53…揺動カム(53a…ハウジング、53b…出力アーム、53c…カム面、53d…ヘリカルスプライン)、54…ばね、55…スライダギア(55a、55b…ヘリカルスプライン、55c…小径部、55d…長穴)、56…コントロールシャフト(56a…係止ピン))。
Claims (9)
- 吸気バルブのバルブリフト量を可変とする可変リフト機構を備える車載内燃機関に適用されて、減速時燃料カット中にスロットル開度を通常のアクセルオフ時の目標開度よりも開き側に制御するスロットルバルブの開き制御を実行する車載内燃機関の制御装置において、
燃料カット復帰要求時に前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、前記吸気バルブのバルブリフト量を縮小させるように前記可変リフト機構を制御するリフト量縮小手段を備える
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。 - 前記リフト量縮小手段の前記可変リフト機構の制御は、機関回転速度が所定値以上であることを条件に実行される請求項1に記載の車載内燃機関の制御装置。
- 前記リフト量縮小手段の前記可変リフト機構の制御は、車速が所定値以上であることを条件に実行される請求項1又は2に記載の車載内燃機関の制御装置。
- 前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、燃料カット復帰に係る制御を開始する機関回転速度を高く設定する請求項1〜3のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置。
- 前記開き制御が実行されているときには、同制御が実行されていないときに比して、燃料カット復帰に係る制御を開始する車速を高く設定する請求項1〜4のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置。
- 前記リフト量縮小手段によって前記吸気バルブのバルブリフト量が所定値以下に縮小されるまで、前記燃料カット復帰を保留させる請求項1〜5のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置。
- 燃料カット復帰要求前の車両の減速度に基づいて、前記燃料カット復帰の保留が解除されるときの車速、及び前記燃料カット復帰の保留期間の車速の低下量の少なくとも一方を予測し、その予測結果に基づいて、所定の車速にて前記燃料カット復帰の保留が解除されるように、前記リフト量縮小手段による前記可変リフト機構の制御を開始する時期を設定する請求項6に記載の車載内燃機関の制御装置。
- 燃料カット復帰要求前の機関回転速度の減速度に基づいて、前記燃料カット復帰の保留が解除されるときの機関回転速度、及び前記燃料カット復帰の保留期間の機関回転速度の低下量の少なくとも一方を予測し、その予測結果に基づいて、所定の機関回転速度にて前記燃料カット復帰の保留が解除されるように、前記リフト量縮小手段による前記可変リフト機構の制御を開始する時期を設定する請求項6に記載の車載内燃機関の制御装置。
- 前記リフト量縮小手段によって前記吸気バルブのバルブリフト量が所定値以下に縮小されるまで、点火時期の遅角制御を実行する請求項1〜8のいずれかに記載の車載内燃機関の制御装置。
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