JP2006022716A - エンジンの点火時期制御装置およびエンジンの点火時期制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノック判定手段43によりエンジン10の運転点がノック領域にあると判定された場合、エンジン負荷とエンジン回転数と吸気バルブの開閉時期とによる3つのパラメータに基づいてエンジン10の点火時期を制御し、一方、ノック判定手段43によりエンジン10の運転点がノック領域外の通常運転領域にあると判定された場合、点火制御手段45が、エンジン負荷とエンジン回転数と吸気バルブの開閉時期と排気バルブの開閉時期との4つのパラメータに基づいて、エンジン10の基本点火時期を演算する。
【選択図】 図1
Description
また、このようなVVT機構を吸気バルブと排気バルブとの両方にそなえたエンジンの点火時期は、通常、エンジン回転数Ne,体積効率(エンジン負荷)Ev,吸気バルブの開閉時期(吸気VVT位相)および、排気バルブの開閉時期(排気VVT位相)に基づいて制御されるようになっている。
そして、エンジン運転時には、複数のマップ100の中から吸気VVT位相及び排気VVT位相に対応するマップを1枚選択し、選択されたマップからエンジン回転数Ne及びエンジン負荷Evに対応した基本点火時期を読み出しあるいは補間演算して点火時期を設定する。
また、大量のマップを記憶するためのメモリ容量を大容量化する必要があり、さらには、実際にエンジンを運転する際には、随時、大量のマップの中から適切なマップを選択して基本点火時期を演算する必要があるため、制御が複雑になってしまうという課題も生じている。
また、排気VVT位相毎の点火時期マップを作成する際に、ノック域についてはその作業を省略することが可能となり、点火時期マップを作成するのに要する手間や時間を削減することが可能となる。(請求項2)
また、本発明のエンジンの点火時期制御方法によれば、ノック域内にエンジンの運転点がある場合、排気バルブの開閉時期を参照することなく、エンジン負荷とエンジン回転数と吸気バルブの開閉時期との3つのパラメータに基づいて点火時期制御を行なうことができるので、エンジンの点火制御を単純化し、点火時期制御を容易に行なうことができる。(請求項3)
また、ノック域内にエンジンの運転点が含まれない場合には、エンジン負荷とエンジン回転数と吸気バルブの開閉時期と、排気バルブの開閉時期とに基づいて点火時期制御を行なうことができるので、きめ細やかな点火時期制御を行なうことができる。(請求項4)
図1に示すように、このエンジン10はインジェクタ19が吸気ポート17に設けられるタイプのエンジン(いわゆるMPI方式のエンジン)であり、このエンジン10には吸気系11,排気系12,燃焼室13,ピストン14,吸気弁15,排気弁16,吸気ポート17,排気ポート18,インジェクタ19,吸気側カムシャフト20,排気側カムシャフト21,吸気側カム22,排気側カム23,イグニッションプラグ33,クランク角センサ(図示略),エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段;図示略)およびアクセル開度センサ(図示略)などが備えられ、さらに、可変バルブタイミング機構(VVT機構)24がそなえられている。
さらに、この吸気系11には、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて燃焼室13内へ流入する吸入空気量を調節するスロットルバルブ29、吸入空気量を検出するエアフローセンサ31が設けられている。
また、VVT機構24は、吸気バルブ15を駆動する吸気側カムシャフト20と図示しない吸気側カムスプロケットとの間、および、排気バルブ16を駆動する排気側カムシャフト21と図示しない排気側スプロケットとの間に介装されている。また、これらの吸気側および排気側スプロケットは、エンジン10のクランクシャフト(図示略)とベルト等によって接続され、クランクシャフトの回転に伴って回転するようになっている。
なお、このVVT機構24には、さまざまな種類のものを適用できるので、その構造等についての詳しい説明は省略するが、吸気バルブ15と排気バルブ16とのそれぞれの開弁および閉弁時期を連続的に変更できるタイプに限らず、例えば、複数の開弁および閉弁時期をあらかじめ設定しておき、この中から適当な時期を選択するようなタイプのものであってもよい。
また、点火時期マップ記憶部42は、図2に示すように、吸気バルブ15の開閉時期(吸気VVT位相)毎にn段、そして、排気バルブ16の開閉時期(排気VVT位相)毎にm段、即ち、n×m枚の点火時期マップ50を記憶するものである。なお、これらのマップ全体を示す場合には符号「50」を用いて示し、また、個々のマップを示す場合には、n段およびm段に着目した符号(例えば、「〔n1,m1〕」、「〔n1,m2〕」、「〔nx,m1〕」等)で示す。
また、VVT制御部44は、エンジン10のエンジン回転数Ne等に応じてVVT機構24を制御し、吸気バルブ15や排気バルブ16の開閉時期を変更・調整するものである。
これは、ノック域においては、排気VVT位相に応じた点火時期制御を行なわずとも(即ち、排気VVT位相をパラメータとして用いなくとも)、吸気VVT位相に応じた点火時期制御だけで実用上十分に適格な点火制御を行なうことが可能であることが判明したことによる。以下、この点について図3を用いて説明する。
まず、図3中、符号a1で示すように、IOおよびECを0度とし、その後、符号a2で示すように、IOを0度で固定したままECを段階的に35度まで遅角させてオーバラップ量を増大していった場合、ノック点火時期は殆ど変化しない。
また、符号c1で示すように、IOを20度進角させるとともにECを0度に設定し、その後、IOを固定したまま段階的にECを35度まで遅角させてオーバラップ量を増大していった場合もノック点火時期は殆ど変化していないことがわかる。
つまり、この図3中、符号Δ1およびΔ2で示すように、ノック点火時期は、吸気バルブ15の開弁時期(即ち、IO)の変化によって大きく変化し、一方、排気バルブ16の閉弁時期(即ち、EC)の変化によっては殆ど変化しないのである。
また、点火制御部45は、通常時においては、吸気VVT位相と排気VVT位相とに基づいて適切なマップを選択して基準点火時期を算出する点火制御を行なうものの、エンジン10の運転点がノック域にある場合は、排気VVT位相に応じた点火時期マップを参照することなく、吸気VVT位相に応じた点火時期マップ〔nx,m1〕のみを参照するので、点火制御の負荷を低減することができるようになっている。
図4のフローチャートに示すように、ステップS11において、エアフローセンサ31によって検出された吸気量とエンジン回転数Neとに基づいて負荷検出部41により体積効率Ev(即ち、エンジン負荷)が検出されるとともに(エンジン負荷検出ステップ)、エンジン回転数センサによりエンジン10の回転数Neが検出され(エンジン回転数検出ステップ)、その後、ステップS12において、ノック判定部43によりエンジン10の運転点がノック域内にあるか否かが判定される(ノック領域判定ステップ)。
また、本実施形態に係る本発明のエンジンの点火時期制御方法によれば、ノック域内にエンジン10の運転点がある場合、排気バルブ16の開閉時期を参照することなく、エンジン10の体積効率Evと、エンジン回転数Neと、吸気バルブ15の開閉時期という3つのパラメータに基づいて適切な点火時期マップ〔nx,mx〕を選択し、この点火時期マップ〔nx,mx〕に従って点火時期制御を行なうことができるので、エンジン10の点火制御を単純化し、点火時期制御を容易に行なうことができる。
また、ノック域外にエンジン10の運転点がある場合には、エンジン10の体積効率Evと、エンジン回転数Neと、吸気バルブ15の開閉時期と、排気バルブ16の開閉時期という4つのパラメータに基づいて適切な点火時期マップ〔nx,mx〕を選択し、この点火時期マップ〔nx,mx〕に従って点火時期制御を行なうことができるので、きめ細やかな点火時期制御を容易に行なうことができる。
15 吸気バルブ
16 排気バルブ
24 可変バルブタイミング機構(VVT機構)
40 ECU
41 負荷検出部(負荷検出手段)
42 マップ記憶部(点火時期マップ保持手段)
43 ノック判定部(ノック判定手段)
44 VVT制御部
45 点火制御部(点火制御手段)
Claims (4)
- エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、
該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
該エンジンの吸気バルブの開閉時期と排気バルブの開閉時期とを独立して変更可能な可変バルブタイミング機構と、
該エンジンの運転点が低回転高負荷の所定のノック領域にあると判定するノック判定手段と、
該エンジンの点火時期を制御する点火制御手段とをそなえ、
該点火制御手段は、
該ノック判定手段により該エンジンの運転点が該ノック領域にあると判定された場合には、該負荷検出手段により検出された該エンジン負荷と、該エンジン回転数検出手段により検出された該エンジン回転数と、該吸気バルブの開閉時期とに基づいて該エンジンの点火時期を制御するとともに、
該エンジンの運転点が該ノック領域外の通常運転領域にあると判定された場合には、該負荷検出手段により検出された該エンジン負荷と、該エンジン回転数検出手段により検出された該エンジン回転数と、該吸気バルブの開閉時期と、該排気バルブの開閉時期とに基づいて、該エンジンの基本点火時期を制御する
ことを特徴とする、エンジンの点火時期制御装置。 - 該エンジンの負荷と該エンジンの回転数とにより該エンジンの点火時期を規定する点火時期マップを、該吸気バルブの開閉時期毎および該排気バルブの開閉時期毎に複数保持する点火時期マップ保持手段をそなえ、
該点火制御手段は、
該ノック判定手段により該エンジンの運転点が該ノック領域にあると判定された場合には、該吸気バルブの開閉時期のみに基づいて該複数の点火時期マップのいずれかを選択し該エンジンの点火時期を制御する
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの点火時期制御装置。 - エンジンの吸気バルブの開閉時期と排気バルブの開閉時期とを独立して変更可能な可変バルブタイミング機構を備えたエンジンの点火時期制御方法であって、
該エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出ステップと、
該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出ステップと、
該エンジン負荷検出ステップにより検出された該エンジンの負荷と、該エンジン回転数検出ステップにおいて検出された該エンジンの回転数とに基づき、該エンジンの運転点が所定のノック領域にあるか否かを判定するノック領域判定ステップと、
該ノック領域判定ステップにおいて、該エンジンの運転点が該ノック領域にあると判定された場合には、
該エンジン負荷検出ステップにより検出された該エンジンの負荷と、該エンジン回転数検出ステップにおいて検出された該エンジンの回転数と、該吸気バルブの開閉時期との3つのパラメータに基づいて、該エンジンの点火時期を制御する
ことを特徴とする、エンジンの点火時期制御方法。 - 該ノック領域判定ステップにおいて、該エンジンの運転点が該ノック領域にないと判定された場合には、
該エンジン負荷検出ステップにより検出された該エンジンの負荷と、該エンジン回転数検出ステップにおいて検出された該エンジンの回転数と、該吸気バルブの開閉時期と、該排気バルブの開閉時期に基づいて、該エンジンの点火時期を制御する
ことを特徴とする、請求項3記載のエンジンの点火時期制御方法。
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