JP2010223095A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、吸気バルブの作動角またはリフト量の気筒間バラツキに起因する気筒間の空燃比のばらつきを抑制する。
【解決手段】エンジン101は、吸気バルブ105の作動角またはリフト量を変更可能なVEL機構112を備える。エンジンコントロールユニット114は、エンジン101への燃料供給が停止される燃料カットの実施中であって、吸気バルブ105の作動角またはリフト量が燃料カットの実施前の状態とは異なる状態に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧し、検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン101は、吸気バルブ105の作動角またはリフト量を変更可能なVEL機構112を備える。エンジンコントロールユニット114は、エンジン101への燃料供給が停止される燃料カットの実施中であって、吸気バルブ105の作動角またはリフト量が燃料カットの実施前の状態とは異なる状態に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧し、検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する。
【選択図】図1
Description
本発明は、吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
複数の気筒を有する内燃機関においては、吸気管形状等が気筒毎に異なることから気筒毎に空気量がばらつき、これにより気筒間の空燃比にばらつきが存在する。このような気筒間の空燃比のばらつきを抑制するものとして、燃料カット中における気筒間の最大筒内圧のばらつきが気筒間の空気量のばらつきに相当するものとして各気筒の燃料噴射量を制御する技術が提案されている。
ところで、吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関においては、この可変動弁機構によって変更された吸気バルブの作動角またはリフト量が気筒毎でばらついてしまい、その結果、気筒間の空気量、ひいては気筒間の空燃比のばらつきを招くおそれがある。
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、吸気バルブの作動角またはリフト量の気筒間バラツキに起因する気筒間の空燃比のばらつきを抑制することを目的とする。
本発明の一側面によると、吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置は、機関への燃料供給が停止される燃料カットの実施中であって、吸気バルブの作動角またはリフト量が燃料カットの実施前の状態とは異なる第1の状態にあるときの気筒間の筒内圧ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する。
上記内燃機関の制御装置によると、機関の運転状態に応じて吸気バルブの作動角またはリフト量が変更可能な構成において、吸気バルブの作動角またはリフト量が気筒間でばらついた場合であっても、そのばらつきに応じて各気筒の燃料噴射量が補正されて気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1は、実施形態による車両用内燃機関のシステム構成図である。図1において、内燃機関(エンジン)101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、この電子制御スロットル104および吸気バルブ105を介して燃焼室106内に空気が吸入される。
図1は、実施形態による車両用内燃機関のシステム構成図である。図1において、内燃機関(エンジン)101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、この電子制御スロットル104および吸気バルブ105を介して燃焼室106内に空気が吸入される。
各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート130には、電磁式の燃料噴射弁131がそれぞれ設けられている。この燃料噴射弁131は、後述するECU114によって開弁駆動され、その開弁時間に比例する量の燃料を噴射する。なお、ここでは吸気ポート130に燃料を噴射する構成としているが、燃料噴射弁131を各気筒の燃焼室106に臨ませて配設し、燃焼室106内に燃料を直接噴射する構成としてもよい。
燃料噴射弁131から噴射された燃料は、燃焼室106内で着火して燃焼する。
燃焼排気は、燃焼室106から排気バルブ107を介して排出され、フロント触媒108およびリア触媒109で浄化された後、大気中に放出される。
燃焼排気は、燃焼室106から排気バルブ107を介して排出され、フロント触媒108およびリア触媒109で浄化された後、大気中に放出される。
排気バルブ107は、排気側カム軸110に設けられたカム111によって、その開特性、すなわち、作動角(開弁作動角)、リフト量(開弁期間中の最大リフト量)および作動角の中心位相を一定に保ったまま開閉駆動される。
一方、吸気バルブ105には、VEL(Variable valve Event and Lift)機構112およびVTC(Variable valve Timing Control)機構113が設けられおり、その開特性が可変とされる。
VEL機構112は、吸気バルブ105の作動角およびリフト量を連続的に変更できる機構であり、VTC機構113は、クランク軸120に対する吸気側カム軸3(図2を参照)の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相を連続的に変更できる機構である。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット(ECU)114は、各種センサ等からの信号を入力し、電子制御スロットル104、VEL機構112、VTC機構113および燃料噴射弁131を制御する。
上記各種センサとして、エンジン101の吸入空気量Qを検出するエアフローメータ115、アクセル開度APOを検出するアクセルセンサ116、クランク軸120から基準位置信号REFおよび単位角度信号POSを取り出すクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、エンジン101の冷却水温度TWを検出する水温センサ119、吸気側カム軸3から基準位置信号(カム信号CAMを取り出すカムセンサ132、後述するVEL機構112の制御軸13の回転角度θを検出する角度センサ133、各気筒の筒内圧Pをそれぞれ検出する筒内圧センサ134等が設けられている。なお、エンジン101の回転速度Neは、例えばクランク角センサ117から出力される基準位置信号REFの検出間隔(時間間隔)に基づいて算出される。
なお、ここではECU114がVEL機構112およびVTC機構113を制御しているが、ECU114とは別に設けたコントロールユニットによってVEL機構112および/またはVTC機構113を制御するようにしてもよい。
また、本実施形態において、電子制御スロットル104は主に吸気負圧を発生させるために設けられ、エンジン101の吸入空気量は、主にVEL機構112およびVTC機構113を制御して吸気バルブ105の開特性を変更することによって調整される。
図2は、吸気バルブ105側に設けられたVEL機構112およびVTC機構113を示している。本実施形態において、エンジン101は、各気筒に一対の吸気バルブ105を有しており、これら吸気バルブ105の上方に、クランク軸120によって回転駆動される吸気側カム軸3が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。吸気側カム軸3には、吸気バルブ105のバルブリフタ105aに当接して吸気バルブ105を開閉駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。
VEL機構112は、揺動カム4の姿勢を変化させることで吸気バルブ105の作動角およびリフト量を変更する。なお、図2においては、一対の吸気バルブ105の一方についてVEL機構112を図示することにし、他方についてはこれを省略する。また、VTC機構113は、吸気側カム軸3の一端部に配設されるが、これについては後述する。
図3は、VEL機構112の部分断面図である。図2,3に示すように、VEL機構112は、吸気側カム軸3に対して偏心して固定された円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気側カム軸3と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸13と、この制御軸13に対して偏心して固定された円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。
制御軸13は、モータ(アクチュエータ)17によってギヤ列18を介して回転駆動される。モータ17は電動モータであって、例えばDCモータやブラシレスモータが該当する。制御軸13の外周には可動側ストッパ13aが突出形成されている。制御軸13が回転して可動側ストッパ13aが例えばシリンダヘッドに設けられた固定側ストッパ(図示省略)に当接すると、制御軸13のそれ以上の回転が制限される。ここで、可動側ストッパ13aが固定側ストッパに当接する制御軸13の回転位置(角度)は、吸気バルブ105のリフト量が最も小さくなる回転位置(角度)となっている。なお、吸気バルブ105のリフト量が最も大きくなる回転位置(角度)で当接する可動側ストッパおよび固定側ストッパをさらに設けるようにしてもよい。
このような構成により、クランク軸120に連動して吸気側カム軸3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム15が制御カム14の軸心回りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開閉駆動される。
また、モータ17を制御して制御軸13の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して、揺動カム4の姿勢が変化する。これにより、吸気バルブ105は、その作動角の中心位相を略一定としたままで、リフト量(および作動角)が連続的に変化する。
そして、ECU114は、制御軸13の目標角度(吸気バルブ105の目標リフト量に相当する)θtを設定し、角度センサ133により検出された制御軸13の回転角度(吸気バルブ105の実際のリフト量に相当する)θが上記目標回転角度θtとなるように、モータ17に出力する電流の向きや大きさを調整してVEL機構112を制御する。ここで、上記目標角度θtには、エンジン101の運転状態(例えば、アクセル開度APOおよびエンジン回転速度Ne)に基づいて設定される目標角度および所定の場合に吸気バルブ105のリフト量を強制的に所定リフト量へと制御するために設定される目標角度が含まれる。
なお、角度センサ133としては、例えば、制御軸13の端部に装着されるマグネットと、このマグネットの外周面に対向配置される磁電変換手段とを有し、制御軸13の回転に伴う磁束の変化に基づいて制御軸13の回転角度θを検出する非接触型の回転角センサを用いることができる。但し、これに限るものではなく、例えばポテンショメータを用いた接触型の回転角センサであってもよい。
図4は、VTC機構113の構造を示している。
本実施形態では、ベーン式のVTC機構113を採用している。但し、これに限るものではなく、クランク軸120に対する吸気側カム軸3の回転位相を変化させる構成の種々のVTC機構を採用することが可能である。
本実施形態では、ベーン式のVTC機構113を採用している。但し、これに限るものではなく、クランク軸120に対する吸気側カム軸3の回転位相を変化させる構成の種々のVTC機構を採用することが可能である。
図4において、VTC機構113は、クランク軸120によって図示しないタイミングチェーンまたはタイミングベルトを介して回転駆動されるカムスプロケット51と、吸気側カム軸3の端部に固定されカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、この回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60と、を備える。
カムスプロケット51は、その外周にタイミングチェーンまたはタイミングベルトが噛合する歯部を有する回転部(図示省略)と、回転部材53を回転自在に収容するハウジング56と、カバー部材(図示省略)と、を備える。
ハウジング56は、略円筒状に形成され、その両端の開口部がカバー部材によってそれぞれ閉塞される。ハウジング56の内周面には、ハウジング56の内側に向けて突出する4つ隔壁部63が周方向に90°間隔で設けられている。
回転部材53は、吸気側カム軸3の端部に固定されており、円環状の基部77と、この基部77の外周面に90°間隔で設けられた4つのベーン(第1ベーン78a〜第4ベーン78d)と、を有する。
回転部材53の第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれハウジング56に形成された各隔壁部63の間に配置される。第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれ各隔壁部63の間に形成される空間を回転方向(周方向)に2つ分けて、進角側油圧室82と遅角側油圧室83とを形成する。
油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧の供給・排出を行う第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧の供給・排出を行う第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有している。第1,第2油圧通路91,92には、油圧供給通路93と油圧排出通路94a,94bとがそれぞれ電磁式の通路切換弁95を介して接続されている。
油圧供給通路93の上流側には、オイルパン96内の作動油を圧送するオイルポンプ97が設けられており、油圧排出通路94a,94bの下流端は、オイルパン96に接続されている。
第1油圧通路91は、回転部材53の基部77内に略放射状に形成されて各進角側油圧室82に連通する4つの分岐通路91a〜91dに接続され、第2油圧通路92は、各遅角側油圧室83に開口する4つの油孔92a〜92dに接続されている。
通路切換弁95は、内部のスプール弁体によって、第1,第2油圧通路91,92と、油圧供給通路93および油圧排出通路94a,94bとの間の接続を切り換える。
ロック機構60は、吸気バルブ105の作動角の中心位相が最も遅れた位置、すなわち、吸気バルブ105の開閉タイミングが最も遅れた時期となる「最遅角位置」でVTC機構113を機械的に固定保持する。すなわち、ロック機構60は、ロックピン84を有し、回転部材53が最遅角位置に対応する回転位置となったときに、ロックピン84がピン孔(図示省略)に挿入することにより、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置をロックし、VTC機構113を機械的に固定保持する。なお、ここでは、ロック機構60によって「最遅角位置」でVTC113が機械的に固定保持されるようになっているが、これに代えてまたは加えて、「最遅角位置」よりも進角側のエンジン101の始動時に適した「始動時位置」でVTC113が機械的に固定保持されるように構成してもよい。
ロック機構60は、吸気バルブ105の作動角の中心位相が最も遅れた位置、すなわち、吸気バルブ105の開閉タイミングが最も遅れた時期となる「最遅角位置」でVTC機構113を機械的に固定保持する。すなわち、ロック機構60は、ロックピン84を有し、回転部材53が最遅角位置に対応する回転位置となったときに、ロックピン84がピン孔(図示省略)に挿入することにより、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置をロックし、VTC機構113を機械的に固定保持する。なお、ここでは、ロック機構60によって「最遅角位置」でVTC113が機械的に固定保持されるようになっているが、これに代えてまたは加えて、「最遅角位置」よりも進角側のエンジン101の始動時に適した「始動時位置」でVTC113が機械的に固定保持されるように構成してもよい。
ECU114は、通路切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量をデューティ信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、オイルポンプ97から圧送された作動油が第1油圧通路91を通って進角側油圧室82に供給され、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92を通って油圧排出通路94bからオイルパン96に排出される。この場合、進角側油圧室82内の圧力が高くなり、遅角側油圧室83内の圧力が低くなるため、回転部材53は、第1〜第4ベーン78a〜78dを介して進角側に最大に回転する。これにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相は最進角位置となり、吸気バルブ105の開閉タイミングが早くなる。
例えば、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、オイルポンプ97から圧送された作動油が第1油圧通路91を通って進角側油圧室82に供給され、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92を通って油圧排出通路94bからオイルパン96に排出される。この場合、進角側油圧室82内の圧力が高くなり、遅角側油圧室83内の圧力が低くなるため、回転部材53は、第1〜第4ベーン78a〜78dを介して進角側に最大に回転する。これにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相は最進角位置となり、吸気バルブ105の開閉タイミングが早くなる。
一方、電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、オイルポンプ97から圧送された作動油が第2油圧通路92を通って遅角側油圧室83に供給され、進角側油圧室82内の作動油が第1油圧通路91を通って油圧排出通路94aからオイルパン96に排出される。この場合、遅角側油圧室83内の圧力が高くなり、進角側油圧室82内の圧力が低くなるため、回転部材53は、第1〜第4ベーン78a〜78dを介して遅角側へと最大に回転する。これにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相は最遅角位置となり、吸気バルブ105の開閉タイミングが遅くなる。
そして、ECU114は、吸気バルブ105の作動角の目標中心位相を設定し、吸気バルブ105の作動角の中心位相(実際値)が上記目標中心位相となるように電磁アクチュエータ99をフィードバック制御する。本実施形態において、上記目標中心位相は上記「最遅角位置」からの進角量として設定され、吸気バルブ105の作動角の中心位相(実際値)は、クランク角センサ117から出力される基準位置信号REFと、カムセンサ132から出力されるカム信号CAMとの位相差とに基づいて算出される。また、上記目標中心位相には、エンジン101の運転状態に基づいて設定される目標中心位相および所定の場合に吸気バルブ105の作動角の中心位相を強制的に所定位置(時期)へと制御するために設定される目標中心位相が含まれる。
ところで、本実施形態のように、VEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量を変更可能な構成においては、吸気バルブ105のリフト量が気筒毎にばらつき、これにより、気筒毎に吸入空気量がばらつくおそれがある。
各気筒における燃料噴射量は、各気筒の吸入空気量が等しいものとして設定されるため、気筒間の吸入空気量にばらつきが生じると、空燃比も気筒間でばらつくこととなり、その結果、トルク変動等が生じ易くなる。
そこで、ECU114は、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出し、検出した筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて気筒別補正値を算出し、この算出した気筒別補正値に基づいて各気筒の燃料噴射量を補正することにより、気筒間における吸気バルブ105のリフト量のばらつきによる気筒間の空燃比のばらつきを抑制する。
本実施形態において、ECU114は、減速走行時にエンジン101への燃料供給を停止する減速燃料カットの実施中に気筒別補正値を算出し、この算出した気筒別補正値を用いて気筒毎に燃料噴射量を補正する。さらに言えば、算出した気筒別補正値が前回算出された気筒別補正値と異なる場合にはこれを更新し、エンジン101への燃料供給の再開時およびその後においては、最新の気筒別補正値(更新された気筒別補正値)を用いて各気筒の燃料噴射量を補正する。
また、ECU114は、例えば(a)アクセルがオフされている(減速走行である)こと、(b)エンジン回転速度が第1回転速度Ne1以上であること、を条件として燃料カット(減速燃料カット)を実施し、減速燃料カットの実施中にエンジン回転速度が第2回転速度Ne2(<Ne1)以下となると、エンジン101への燃料供給を再開する。このエンジン101への燃料供給の再開を以下の説明では「燃料カットリカバー」という。
次に、ECU114によって実行される気筒別補正値の算出・更新処理を説明する。
図5は、第1実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理を示すフローチャートである。図5において、ステップS1では、減速燃料カットの実施中であるか否かを判定し、減速燃料カットの実施中であればステップS2に進む。
図5は、第1実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理を示すフローチャートである。図5において、ステップS1では、減速燃料カットの実施中であるか否かを判定し、減速燃料カットの実施中であればステップS2に進む。
ここで、ECU114は、アクセルがオフとされて車両の走行状態が通常走行から減速走行へと切り替わった場合には、吸入空気量を絞るために吸気バルブ105のリフト量を小さくするようにVEL機構112を制御すると共に、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が下死点に近づくようにVTC機構113を制御する。
本実施形態において、通常走行から減速走行へと切り替わったときにVEL機構112によって変更される吸気バルブ105のリフト量、すなわち、減速走行時に設定される吸気バルブ105のリフト量(以下「減速時リフト量」という)は、アイドル運転時に設定される吸気バルブ105のリフト量(以下「アイドル時リフト量」という)よりも小さいものとする。また、減速走行時には、VTC機構113によって吸気バルブ105の作動角の中心位相が最遅角位置に変更されるものとする。但し、VTC機構113が始動時位置で機械的に固定保持される場合には、減速走行時にVTC機構113によって吸気バルブ105の作動角の中心位相が始動時位置に変更されるものとすることができる。
ステップS2では、吸気バルブ105のリフト量(実際値)が減速時リフト量に変更されているか否かを判定し、減速時リフト量になっていればステップS3に進む。かかる判定は、例えば、角度センサ133により検出された制御軸13の回転角度と、減速時リフト量に対応する制御軸13の回転角度とを比較することによって行う。但し、これに限るものではなく、例えば、車両が通常走行から減速走行へと切り替わった時点、すなわち、ECU114がVEL機構112に減速時リフト量に対応する制御信号を出力した時点から所定時間が経過したときに、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量に変更されたものと判定するようにしてもよい。
上記ステップS1およびS2によって、減速燃料カットの実施中であって、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量に変更されたことが確認される。また、減速燃料カットの実施中に吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量となる期間(すなわち、減速時リフト量を維持する期間)が含まれることになる。
ステップS3では、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧として、最大筒内圧P1max(i)(iは、気筒番号)を検出する。ここでは、エンジン101を6気筒エンジンとし、第1気筒#1〜第6気筒#6の最大筒内圧をP1max(1)〜P1max(6)とする。図6に示すように、圧縮上死点における筒内圧が最大筒内圧となるので、基本的には、各気筒#1〜#6において圧縮上死点に同期した筒内圧を検出すればよい。
本実施形態では、図7に示すように、各気筒において圧縮上死点に同期した筒内圧の検出を複数回(n回)行い、これらを平均処理したものを各気筒の最大筒内圧P1max(i)={(P1max(i)1+P1max(i)2+・・・+P1max(i)n)/n}としている。但し、これに限るものではなく、圧縮上死点に同期した筒内圧の検出に代えて、圧縮上死点の前後の所定範囲内(例えば、圧縮上死点の前後30°CA内)における筒内圧の最大値を圧縮上死点圧力に相当する筒内圧として検出してもよい。この場合においても各気筒において筒内圧の最大値の検出を複数回行い、これらを平均化したものを各気筒の最大筒内圧P1max(i)とする。
なお、ここでは各気筒に設けられた筒内圧センサ134によって筒内圧の検出を行っているが、これに限るものではなく、演算等によって圧縮上死点圧力に相当する筒内圧(最大筒内圧)を推定するようにしてもよい。例えば、本出願人による先の出願(特願2007−252956号)に記載されているように、クランク軸120が所定角度変化するのに要する時間からクランク回転速度を求め、このクランク回転速度に基づいて各気筒の筒内圧(最大筒内圧)を推定することができる。
ステップS4では、ステップS3で検出した各気筒の最大筒内圧P1max(1)〜P1max(6)を平均処理して最大筒内圧平均値P1max{=(P1max(1)+P1max(2)+P1max(3)+P1max(4)+P1max(5)+P1max(6))/6}を算出する。
ステップS5では、ステップS3で検出した各気筒の最大筒内圧P1max(1)〜P1max(6)およびステップS4で算出した最大筒内圧平均値P1maxに基づいて、各気筒の最大筒内圧P1max(i)の最大筒内圧平均値P1maxからのずれ(ここでは、最大筒内圧平均値P1maxに対する比)をa(i){=(P1max(i)/P1max)}として算出する。ここで算出された値a(i)を以下では「各気筒の最大筒内圧のばらつき」という。
ステップS6では、次式によって加重平均処理を行い、その結果を、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量に制御されたときの、各気筒の燃料噴射量補正係数(気筒別補正値)A(i)とする。そして、ここで算出された気筒別補正値A(i)と、前回の減速燃料カット時に算出された気筒別補正値との差が所定値以上である場合に、気筒別補正値を更新する。
A(i)=a(i)の前回値×(1−KEISUU#)+a(i)の今回値×KEISUU# (KEISUU#:加重平均係数)
ステップS7では、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量を減速時リフト量とは異なるリフト量に変更する。ここでは、燃料カットリカバー時、すなわち、エンジン101への燃料供給を再開するときのリフト量(以下「燃料カットリカバーリフト量」という)へと予め変更しておくものとする。なお、燃料カットリカバーリフト量>アイドル時リフト量>減速時リフト量である。但し、これに限るものではなく、本ステップS7において変更されるリフト量は、例えば、VEL112によって変更可能なリフト量の中央値よりも小さく、かつ、アイドル時リフト量以上のものも大きいものとすることができる。この場合には、その後(燃料カットリカバー前)に吸気バルブ101のリフト量を燃料カットリカバーリフト量に変更することになる。
ステップS7では、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量を減速時リフト量とは異なるリフト量に変更する。ここでは、燃料カットリカバー時、すなわち、エンジン101への燃料供給を再開するときのリフト量(以下「燃料カットリカバーリフト量」という)へと予め変更しておくものとする。なお、燃料カットリカバーリフト量>アイドル時リフト量>減速時リフト量である。但し、これに限るものではなく、本ステップS7において変更されるリフト量は、例えば、VEL112によって変更可能なリフト量の中央値よりも小さく、かつ、アイドル時リフト量以上のものも大きいものとすることができる。この場合には、その後(燃料カットリカバー前)に吸気バルブ101のリフト量を燃料カットリカバーリフト量に変更することになる。
ステップS8では、吸気バルブ105のリフト量(実際値)が燃料カットリカバーリフト量に変更されたか否かを判定し、燃料カットリカバーリフト量に変更されていればステップS9に進む。かかる判定は、ステップS2と同様にして行う。
上記ステップS7およびS8により、減速燃料カットの実施中であってVEL機構112により吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量から燃料カットリカバーリフト量に変更されたことが確認される。また、減速燃料カットの実施中に吸気バルブ105のリフト量が燃料カットリカバーリフト量となる期間(すなわち、燃料カットリカバーリフト量を維持する期間)が含まれることになる。
ステップS9〜S12では、ステップS3〜S6と同様にして、各気筒における圧縮上死点圧力に相当する筒内圧(最大筒内圧)P2max(1)〜P2max(6)を検出し、検出した各気筒の最大筒内圧P2max(1)〜P2max(6)を平均処理して最大筒内圧平均値P2maxを算出し、各気筒の最大筒内圧のばらつきb(i)=(P2max(i)/P2max)を算出し、さらに加重平均処理を行って吸気バルブ105のリフト量が燃料カットリカバーリフト量に制御されたときの、各気筒の燃料噴射量補正係数(気筒別補正値)B(i)とする。なお、かかる気筒別補正値B(i)も前回値との差が所定値以上であるときに更新される。
そして、ECU114は、各気筒に燃料噴射を行う際には(燃料カットリカバー時を含む)、図8に示すように、算出した気筒別補正値A(i)およびB(i)に基づいて補間計算を行って、吸気バルブ105の各リフト量(すなわち、制御軸13の各回転角度)に応じた気筒別補正値β(i)を求め、この気筒別補正値β(i)を用いて各気筒の燃料噴射量を補正する。
具体的には、ECU114は、吸気バルブ105のリフト量(制御量)を判断し、基本噴射パルスTp(=Q/Ne)に対して、気筒別補正値β(i)を含む各種補正値を用いた補正を行って気筒別燃料パルスCTI(i)を算出し、この算出した気筒別燃料パルスCTI(i)を用いて各気筒の燃料噴射弁を駆動する。なお、気筒別燃料パルスCTI(i)は、例えば、次式によって算出する。
CTI(i)=(Tp×TFBYA+KATHOS)×(ALPFA+KBLRC+β(i)−1)+TS+CHOS(i)
但し、TFBYA:目標当量比、KATHOS:燃料フィードフォワード補正量、ALPHA:空燃比フィードバック補正係数、KBLRC:空燃比学習値、TS:無効噴射パルス幅、CHOS(i):気筒別燃料フィードフォワード補正量、である。
但し、TFBYA:目標当量比、KATHOS:燃料フィードフォワード補正量、ALPHA:空燃比フィードバック補正係数、KBLRC:空燃比学習値、TS:無効噴射パルス幅、CHOS(i):気筒別燃料フィードフォワード補正量、である。
ここで、ECU114は、吸気バルブ105のリフト量が予め設定された所定値(例えば、燃料カットリカバーリフト量)以下となる低いリフト領域において気筒別補正値β(i)を用いた燃料噴射量の補正を行い、吸気バルブ105のリフト量が上記所定値を超える場合にはリフト量のバラツキによる影響が小さくなるので気筒別補正値β(i)を用いた燃料噴射量の補正は行わない。
図9は、第1実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理時のタイミングチャートである。図9に示すように、アクセルがオフとされると(t1)、車両は通常走行から減速走行へと切り替わる。この切り替わりに伴うエンジン101の運転状態の変化により、吸気バルブ105のリフト量は、VEL機構112によって減速時リフト量へと制御(変更)される。また、エンジン回転速度が第1回転速度Ne1以上であれば、所定の遅延時間が経過した後に燃料カットが実施される(t2)。燃焼カットが実施された後、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量となっていれば、各気筒の最大筒内圧が検出され、気筒別補正値A(i)が算出される(A(i)算出期間)。その後、エンジン回転速度が第3回転速度Ne3(=(Ne2+α)<Ne1)まで低下すると、VEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量が燃料カットリカバーリフト量に制御(変更)される(t3)。そして、吸気バルブ105のリフト量が燃料カットリカバーリフト量となったことが確認されると(t4)、各気筒の最大筒内圧が検出され、気筒別補正値B(i)が算出される(B(i)算出期間)。さらにエンジン回転速度が低下して第2回転速度Ne2となると、燃料カットが終了されて燃料供給が再開される(t5)。このとき、気筒別補正値A(i)およびB(i)に基づき燃料カットリカバーリフト量に対応する気筒別補正値β(i)が算出されて各気筒の燃料噴射量が補正される。また、その後においては、吸気バルブ105のリフト量(制御量)に応じた気筒別補正値β(i)が算出されて各気筒の燃料噴射量が補正される。例えば、アイドル運転時には、アイドル時リフト量に応じた気筒別補正値β(i)が算出されて各気筒の燃料噴射量が補正される。
本実施形態において、VEL機構112が本発明の「可変動弁機構」に相当し、ECU114が図5のフローチャートに基づく処理を実行することで本発明の「可変動弁機構制御手段」、「気筒別補正値設定手段」および「筒内圧検出手段」が実現される。また、ECU114および燃料噴射弁131が本発明の「燃料供給手段」に相当する。
実施形態によると、減速燃料カットの実施中に各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を最大筒内圧として検出し、全気筒の平均最大筒内圧に対する各気筒の最大筒内圧のばらつきを算出する。そして、この各気筒の最大筒内圧のばらつきが気筒間の吸入空気量のばらつきを表すものとして、燃料カットリカバー時およびその後において、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する。
燃料カットの実施中は、燃料噴射量や残留ガス量等の変動の影響を排除して筒内圧を検出することができる。また、減速走行時には吸気バルブ105が低リフト領域に制御されるため、図10に示すように、吸気バルブ105の閉時期(IVC)による吸入空気量(体積効率)の変化が抑制されて、ほぼ吸気バルブ105のリフト量(最大リフト時に形成される流路断面積)に応じた吸入空気量となることが確認されている。そのため、減速燃料カットの実施中における各気筒の最大筒内圧のばらつきは、吸気バルブ105のリフト量のばらつきによって生じる気筒間の吸入空気量のばらつきを表すものとなり、この各気筒の最大筒内圧のばらつきに基づく気筒別補正値を用いて各気筒の燃料噴射量を補正することで、気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。
また、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量であるときおよび燃料カットリカバーリフト量であるときのそれぞれにおいて気筒別補正値を算出し、これらに基づく補間計算によって各リフト量に応じた気筒別補正値を求めるので、低リフト領域における各リフト量で適切な燃料噴射量の補正を行うことができ、気筒間の空燃比のばらつきを効果的に抑制できる。
ここで、減速時リフト量および燃料カットリカバーリフト量は、減速燃料カットが実施されると設定されるリフト量であるので、気筒別補正値の算出を目的としてVEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量を変更する必要がない。これにより、例えば、従来の制御プログラム等に対する変更が少なくて済むという利点がある。特に、燃料カットリカバーリフト量>アイドル時リフト量>減速時リフト量となっているので、補完計算によって、低リフト領域のアイドル時リフト量を含む各リフト量に応じた気筒別補正値を求めることができ、低リフト領域において気筒間の空燃比のばらつきを効果的に抑制できる。
なお、本実施形態では、吸気バルブ105のリフト量が「減速時リフト量」であるときおよび「燃料カットリカバーリフト量」であるときのそれぞれにおいて気筒別補正値を算出しているが、いずれか一方のみで気筒別補正値を算出してもよい。この場合、本実施形態に比べて、精度は劣るものの、その分、演算負荷を低減することができる。
また、本実施形態では、減速燃料カットの実施中に、この減速燃料カットが実施されることによって設定される吸気バルブのリフト量(すなわち、減速時リフト量および燃料カットリカバーリフト量)において各気筒の最大筒内圧を検出して気筒別補正値を求めるようにしている。
しかし、これに限るものではなく、減速走行時以外であって運転性などへの影響が小さいときに燃料カットを実施すると共に該燃料カットの実施中に吸気バルブ105のリフト量を所定量に制御して気筒別補正値を求めることもできる。この場合においては、燃料カットの実施中における吸気バルブ105のリフト量を、アイドル時リフト量よりも小さい第1リフト量(第1の状態)と、アイドル時リフト量よりも大きい第2リフト量(第2の状態)とのそれぞれに制御することが好ましい。ここで、特に低リフト領域において各気筒の燃料噴射量を補正する必要性が高くなることから、第2リフト量は、VEL112によって変更可能なリフト量の中央値よりも小さいことが好ましい。また、燃料カットの実施中における吸気バルブ105のリフト量が第1リフト量および第2リフト量となればよく、燃料カットの実施前にVEL機構112による吸気バルブ105のリフト量の変更を開始させてもよい。具体的には、VEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量を第1リフト量に変更した後に燃料カットを実施し、燃料カットの実施中にVEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量を第1リフト量から第2リフト量に変更するようにしてもよい。
図11は、第2実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理を示すフローチャートである。本実施形態は、上記第1実施形態およびその変形例に対して、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が所定時期よりも遅角されたことを判定した後に、各気筒の最大筒内圧の検出を開始する点が相違し、その他については同様である。
図11において、ステップS21,S22は、図5のステップS1,S2と同様の処理を行う。
ステップS23では、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が所定時期よりも遅角側になったか否かを判定し、所定時期よりも遅角側となっていればステップS24に進む。かかる判定は、VEL機構112およびVTC機構113によって変更された開特性から算出される吸気バルブ105の実際の閉時期(IVC)と、上記所定時期と、を比較することにより行う。ここで、図10に示すように、低リフト領域においては、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が160°CA ATDCよりも遅角側となると、吸気バルブ105の閉時期(IVC)の変化による吸入空気量(体積効率)の変化が小さくなることが確認されている。そこで、本実施形態では上記所定時期を「160°CA ATDC」とする。但し、上記所定時期は160°CA ATDCに限定されるものではなく、160°CA ATDCよりも遅角側となる所定時期(例えば、下死点となる180°CA ATDC)とすることができる。また、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が遅角し過ぎると、ピストンの上昇により吸入空気量(体積効率)が小さくなる方向に変化するため、VEL機構112およびVTC機構113によって制御される吸気バルブ105の閉時期(IVC)は、200°CA ATDCを遅角側の限界として、160°CA ATDC〜200°CA ATDCの範囲内で制御されることが好ましく、これに応じて上記所定時期も当該範囲内に設定されることが好ましい。
ステップS23では、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が所定時期よりも遅角側になったか否かを判定し、所定時期よりも遅角側となっていればステップS24に進む。かかる判定は、VEL機構112およびVTC機構113によって変更された開特性から算出される吸気バルブ105の実際の閉時期(IVC)と、上記所定時期と、を比較することにより行う。ここで、図10に示すように、低リフト領域においては、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が160°CA ATDCよりも遅角側となると、吸気バルブ105の閉時期(IVC)の変化による吸入空気量(体積効率)の変化が小さくなることが確認されている。そこで、本実施形態では上記所定時期を「160°CA ATDC」とする。但し、上記所定時期は160°CA ATDCに限定されるものではなく、160°CA ATDCよりも遅角側となる所定時期(例えば、下死点となる180°CA ATDC)とすることができる。また、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が遅角し過ぎると、ピストンの上昇により吸入空気量(体積効率)が小さくなる方向に変化するため、VEL機構112およびVTC機構113によって制御される吸気バルブ105の閉時期(IVC)は、200°CA ATDCを遅角側の限界として、160°CA ATDC〜200°CA ATDCの範囲内で制御されることが好ましく、これに応じて上記所定時期も当該範囲内に設定されることが好ましい。
ステップS24〜S33は、図5のステップS3〜S12と同様の処理を行う。
図12は、第2実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理時のタイミングチャートである。図12に示すように、第1実施形態に対して、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量となっていることに加えて、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が160°CA ATDC(160ATDCと記す)よりも遅角側になったことが確認されると(t2′)、各気筒の最大筒内圧が検出され、気筒別補正値A(i)が算出される(A(i)算出期間)。その他については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
図12は、第2実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理時のタイミングチャートである。図12に示すように、第1実施形態に対して、吸気バルブ105のリフト量が減速時リフト量となっていることに加えて、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が160°CA ATDC(160ATDCと記す)よりも遅角側になったことが確認されると(t2′)、各気筒の最大筒内圧が検出され、気筒別補正値A(i)が算出される(A(i)算出期間)。その他については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、VEL機構112が本発明の「第1可変動弁機構」に相当し、VTC機構113が本発明の「第2可変動弁機構」に相当する。
本実施形態によると、IVC位置による吸入空気量の変動が抑制されるので、吸気バルブ105のリフト量のばらつきによって生じる気筒間の空燃比のばらつきを、さらに効果的に抑制できる。また、より高いリフト量に適合する気筒別補正値を算出することが可能となり、第1実施形態に比べて、広いリフト量範囲において気筒間の空燃比のばらつきを抑制できる。
本実施形態によると、IVC位置による吸入空気量の変動が抑制されるので、吸気バルブ105のリフト量のばらつきによって生じる気筒間の空燃比のばらつきを、さらに効果的に抑制できる。また、より高いリフト量に適合する気筒別補正値を算出することが可能となり、第1実施形態に比べて、広いリフト量範囲において気筒間の空燃比のばらつきを抑制できる。
なお、本実施形態では、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が160°CA ATDCよりも遅角側になったことを判定しているが、少なくとも吸気バルブ105の作動角の中心位相が下死点に近づく方向に変更されたことを判定すればよく、例えば減速走行時に設定される目標位置、すなわち、本実施形態においては最遅角位置または始動時位置になったことを判定するようにしてもよい。
図13は、第3実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理を示すフローチャートである。本実施形態においては、減速燃料カットの実施中にVEL機構112によって吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に変更し、アイドル運転時の各気筒の燃料噴射量の補正に用いることができる気筒別補正値C(i)を算出する。
図13において、ステップS41では、図5ステップS1と同様の処理を行う。
ステップS42では、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に変更する。
ステップS42では、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に変更する。
ステップS43では、吸気バルブ105のリフト量(実際値)がアイドル時リフト量に変更されたか否かを判定し、アイドル時リフト量に変更されていればステップS44に進む。
上記ステップS41〜S43によって、減速燃料カットの実施中であって、VEL機構112により吸気バルブ105のリフト量がアイドル時リフト量に変更されたことが確認される。また、減速燃料カットの実施中に吸気バルブ105のリフト量がアイドル時リフト量となる期間(アイドル時リフト量を維持する期間)が含まれることになる。
ステップS44〜S47では、図5のステップS3〜S6またはS9〜S12と同様の処理を行う。すなわち、各気筒の最大筒内圧P3max(i)を検出し、最大筒内圧平均値P3maxを算出し、各気筒の最大筒内圧のばらつきc(i)を算出し、気筒別補正値C(i)を算出する。これにより、吸気バルブ105のリフト量がアイドル時リフト量に制御されたときの、各気筒の燃料噴射量補正係数(気筒別補正値)C(i)が算出・更新される。
そして、ECU114は、アイドル運転時においては、算出した気筒別補正値C(i)を用い、例えば次式によって気筒別燃料パルスCTI(i)を算出する。
CTI(i)=(Tp×TFBYA+KATHOS)×(ALPFA+KBLRC+C(i)−1)+TS+CHOS(i)
本実施形態によると、減速燃料カットの実施中に、吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に制御した上で気筒別補正値を算出・更新するので、アイドル運転時における気筒間の空燃比のばらつきやこれに伴うトルク変動を効果的に抑制できる。低リフト領域の中でも、吸気バルブ105のリフト量がアイドル時リフト量に制御される機会は、他のリフト量に制御される機会に比べて多いので、気筒間の空燃比のばらつきを効率的に抑制することができる。
CTI(i)=(Tp×TFBYA+KATHOS)×(ALPFA+KBLRC+C(i)−1)+TS+CHOS(i)
本実施形態によると、減速燃料カットの実施中に、吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に制御した上で気筒別補正値を算出・更新するので、アイドル運転時における気筒間の空燃比のばらつきやこれに伴うトルク変動を効果的に抑制できる。低リフト領域の中でも、吸気バルブ105のリフト量がアイドル時リフト量に制御される機会は、他のリフト量に制御される機会に比べて多いので、気筒間の空燃比のばらつきを効率的に抑制することができる。
なお、本実施形態では、減速燃料カットの実施中に、VEL機構112によって、吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に変更して気筒別補正値を算出しているが、減速走行以外に燃料カットを実施して気筒別補正値を算出してもよいし、吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量以外のリフト量(第3リフト量)に変更して気筒別補正値を算出してもよい。この第3リフト量は、減速燃料カットの実施前のリフト量とは異なるもの、好ましくは減速燃料カット前のリフト量よりも小さいものであり、例えばVEL機構12によって制御可能なリフト量範囲の最小リフト量としたり、VEL機構12において可動側ストッパ13が固定ストッパに当接したときのリフト量(本実施形態では最小リフト量と同じ)としたりすることができる。
さらに、第3リフト量は、低リフト領域を代表するリフト量として予め設定されたもの、例えば、吸気バルブ105のリフト量のばらつきが吸入空気量の変動に与える影響が大きい範囲、すなわち、気筒別補正値を用いた燃料噴射量の補正を行うリフト量範囲の中央値とすることができる。
また、ステップS42の前に図5のステップS2に相当するステップを追加し、減速時リフト量に変更されたことを確認した後に、吸気バルブ105のリフト量をアイドル時リフト量に変更するようにしてもよい。
図14は、第4実施形態による気筒別補正値の算出・更新処理を示すフローチャートである。本実施形態は、上記第3実施形態およびその変形例に対し、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が所定時期よりも遅角されたことを判定した後に、各気筒の最大筒内圧の検出を開始する点が相違し、その他については同様である。
すなわち、ステップS51では図5のステップS1(図13のステップS42)と同様の処理を行い、ステップS52では図11のステップS23と同様の処理を行い、ステップS53,S54では図13のステップS42,S43と同様の処理を行い、ステップS55〜S58では図5のステップS3〜S6またはS9〜S12(図13のステップS44〜S47)と同様の処理を行う。
これにより、IVC位置による吸入空気量の変動が抑制されるので、アイドル運転時における気筒間の空燃比のばらつきやこれに伴うトルク変動をさらに効果的に抑制できる。
ここで、減速走行以外に燃料カットを実施して気筒別補正値を算出する場合、ECU114は、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が下死点に近づくように、例えば最遅角位置または始動時位置となるようにVTC機構113を制御する。また、図14において、ステップS52の処理を、ステップS53の処理の後またはステップS54の処理の後に行うようにしてもよい。
ここで、減速走行以外に燃料カットを実施して気筒別補正値を算出する場合、ECU114は、吸気バルブ105の閉時期(IVC)が下死点に近づくように、例えば最遅角位置または始動時位置となるようにVTC機構113を制御する。また、図14において、ステップS52の処理を、ステップS53の処理の後またはステップS54の処理の後に行うようにしてもよい。
なお、以上説明した各実施形態では、吸気バルブ105の作動角とリフト量とを連動させて変更するVEL機構112を採用しているが、VEL機構112に代えて、リフト量を略一定としたまま作動角を変更する機構としたり、作動角を略一定としたままリフト量を変更する機構としたりしてもよい。ここで、リフト量を略一定としたまま作動角を変更する機構の場合には、例えば、上記各実施形態の説明における「リフト量」を「作動角」に読み替えることになる。
ここで、上記各実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
(イ)前記燃料カットは、減速走行時に実施される減速燃料カットである、請求項1〜5のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(イ)前記燃料カットは、減速走行時に実施される減速燃料カットである、請求項1〜5のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
上記(イ)によれば、減速燃料カットが実施される毎に気筒別補正値の算出・更新が行なわれるので、気筒間の空燃比のばらつきを効果的に抑制できる。
(ロ)前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態は、減速走行時に設定される減速時作動角または減速時リフト量である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(ハ)前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態は、機関への燃料供給が再開される燃料カットリカバー時に設定される燃料カットリバー作動角または燃料カットリカバーリフト量である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(ニ)前記第1の状態は、減速走行時に設定される減速時作動角もしくは減速時リフト量であり、前記第2の状態は、機関への燃料供給が再開される燃料カットリカバー時に設定される燃料カットリバー作動角もしくは燃料カットリカバーリフト量である、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
(ロ)前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態は、減速走行時に設定される減速時作動角または減速時リフト量である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(ハ)前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態は、機関への燃料供給が再開される燃料カットリカバー時に設定される燃料カットリバー作動角または燃料カットリカバーリフト量である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(ニ)前記第1の状態は、減速走行時に設定される減速時作動角もしくは減速時リフト量であり、前記第2の状態は、機関への燃料供給が再開される燃料カットリカバー時に設定される燃料カットリバー作動角もしくは燃料カットリカバーリフト量である、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
上記(ロ)〜(ニ)によれば、VEL機構112による吸気バルブの開特性の変更によって吸入空気量を調整する構成において、VEL機構112による新たな制御を追加することなく、減速燃料カット時に設定されるリフト量を利用して、気筒別補正値の算出・更新を行うことができる。
(ホ)前記燃料カットの実施前の作動角またはリフト量よりも小さい状態は、アイドル運転時に設定されるアイドル時作動角もしくはアイドル時リフト量、または、前記可変動弁機構によって制御可能な範囲の最小作動角もしくは最小リフト量である、請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
(ホ)前記燃料カットの実施前の作動角またはリフト量よりも小さい状態は、アイドル運転時に設定されるアイドル時作動角もしくはアイドル時リフト量、または、前記可変動弁機構によって制御可能な範囲の最小作動角もしくは最小リフト量である、請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
上記(ホ)によれば、アイドル運転時における気筒間の空燃比のばらつきを精度よく抑制でき、アイドル運転時のトルク変動等が低減できる。また、吸気バルブの作動角またはリフト量のばらつきによる影響が大きい最小作動角または最小リフト量における空燃比のばらつきを精度よく抑制できる。
(ヘ)前記筒内圧検出手段は、前記吸気バルブの閉時期が所定位置よりも遅角側に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能である、請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
(ト)前記筒内圧検出手段は、前記吸気バルブの作動角の中心位相が最も遅角側の最遅角位置または機関始動時に設定される始動時位置に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能である、請求項2または上記(ト)に記載の内燃機関の制御装置。
(ヘ)前記筒内圧検出手段は、前記吸気バルブの閉時期が所定位置よりも遅角側に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能である、請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
(ト)前記筒内圧検出手段は、前記吸気バルブの作動角の中心位相が最も遅角側の最遅角位置または機関始動時に設定される始動時位置に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能である、請求項2または上記(ト)に記載の内燃機関の制御装置。
上記(ヘ)、(ト)によれば、吸気バルブの閉時期の変動による吸入空気量のばらつきが抑制されるので、気筒別補正値を精度よく算出できる。
(チ)算出された気筒別補正値によって補正した燃料噴射量で機関への燃料供給を再開する燃料供給手段を備える請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
(チ)算出された気筒別補正値によって補正した燃料噴射量で機関への燃料供給を再開する燃料供給手段を備える請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
上記(チ)によれば、気筒間の空燃比のばらつきが速やかに抑制され、トルク変動が低減されるなど安定した燃料カットリカバーを実現できる。
3…吸気カム軸、13…制御軸、17…モータ、101…内燃機関(エンジン)、105…吸気バルブ、112…VEL機構、113…VTC機構、114…エンジンコントロールユニット(ECU)、132…カムセンサ、133…角度センサ、134…筒内圧センサ
Claims (5)
- 吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関の運転状態に応じて前記可変動弁機構を制御する可変動弁機構制御手段と、
機関への燃料供給が停止される燃料カットの実施中であって、前記吸気バルブの作動角またはリフト量が前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能な筒内圧検出手段と、
検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する気筒別補正値算出手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。 - 吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な第1可変動弁機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を変更可能な第2可変動弁機構と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関の運転状態に応じて前記第1可変動弁機構および前記第2可変動弁機構を制御する可変動弁機構制御手段と、
機関への燃料供給が停止される燃料カットの実施中であって、前記吸気バルブの作動角またはリフト量が前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態に変更され、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相が下死点に近づく方向に変更された後に、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能な筒内圧検出手段と、
検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する気筒別補正値算出手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。 - 吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関への燃料供給が停止される燃料カットの実施中に、前記吸気バルブの作動角またはリフト量が前記燃料カットの実施前の作動角またはリフト量よりも小さい状態を維持する期間を含むように前記可変動弁機構を制御する可変動弁機構制御手段と、
前記維持された状態において各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能な筒内圧検出手段と、
検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する気筒別補正値算出手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。 - 吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関への燃料供給が停止される燃料カットの実施中に、前記吸気バルブの開弁作用角またはリフト量が第1の状態となる期間および該第1の状態とは異なる第2の状態となる期間を含むように前記可変動弁機構を制御する可変動弁機構制御手段と、
前記第1の状態および前記第2の状態のそれぞれにおいて、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能な筒内圧検出手段と、
前記第1の状態において検出された筒内圧の気筒間ばらつきおよび前記第2の状態において検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、前記吸気バルブの作動角またはリフト量に応じて各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出する気筒別補正値算出手段と、
を備え、
前記第1の状態および前記第2の状態のうちの一方は、前記吸気バルブの作動角またはリフト量がアイドル運転時に設定されるアイドル時作動角またはアイドル時リフト量よりも小さい状態であり、他方は、前記吸気バルブの作動角またはリフト量が前記アイドル時作動角または前記アイドル時リフト量よりも大きい状態である、内燃機関の制御装置。 - 吸気バルブの作動角またはリフト量を変更可能な可変動弁機構を備え、この可変動弁機構を制御して吸入空気量を調整する内燃機関の制御装置であって、
燃料供給停止条件が成立したときに機関への燃料供給を停止する燃料カットを実施する一方、前記燃料カットの実施中に燃料供給再開条件が成立すると機関への燃料供給を再開する燃料供給手段と、
前記燃料カットの実施中であって、前記吸気バルブの作動角またはリフト量が前記燃料カットの実施前の状態とは異なる状態にあるときに、各気筒の圧縮上死点圧力に相当する筒内圧を検出可能な筒内圧検出手段と、
検出された筒内圧の気筒間ばらつきに基づいて、各気筒の燃料噴射量をそれぞれ補正する気筒別補正値を算出して更新する気筒別補正値算出手段と、
を備え、
前記燃料供給手段は、更新された気筒別補正値によって補正した燃料噴射量で機関への燃料供給を再開する、内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009071164A JP2010223095A (ja) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009071164A JP2010223095A (ja) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
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JP2010223095A true JP2010223095A (ja) | 2010-10-07 |
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ID=43040561
Family Applications (1)
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JP2009071164A Pending JP2010223095A (ja) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010223095A (ja) |
-
2009
- 2009-03-24 JP JP2009071164A patent/JP2010223095A/ja active Pending
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