JP3085181B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
内燃機関の点火時期制御装置Info
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- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
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- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
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- F02D41/0002—Controlling intake air
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- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Y02T10/40—Engine management systems
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）においてその運転状態に応じた最適なクランク角で
圧縮混合気に点火するための制御を行う点火時期制御装
置に関し、より詳細には、吸気弁又は排気弁のバルブタ
イミング（弁開閉時期）を変更することを可能とする可
変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）を有する内燃機
関の点火時期制御装置に関する。
ン）においてその運転状態に応じた最適なクランク角で
圧縮混合気に点火するための制御を行う点火時期制御装
置に関し、より詳細には、吸気弁又は排気弁のバルブタ
イミング（弁開閉時期）を変更することを可能とする可
変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）を有する内燃機
関の点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用エンジンにおいて
は、運転状態に応じて最適なバルブタイミングを達成す
るために動弁系の可変機構が種々実用化されている。か
かる可変機構として主として普及しているものは、２段
切り替え式すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御式のものである。
近年においては、エンジンに対する更なる高性能化の要
求に応えるべく、このような可変バルブタイミング機構
においても、従来の２段切り替え式のものに代えて、常
時最適な任意のバルブタイミングを設定することが可能
な連続可変式のものが開発されつつある。可変バルブタ
イミング機構を有する内燃機関では、出力性能の向上に
寄与する吸入効率の観点、並びにＮＯx の低減による排
出ガス浄化性能（エミッション）の向上及びポンピング
損失の低減による燃費の向上に寄与する内部排気ガス再
循環（内部ＥＧＲ）の観点から、機関運転状態に応じて
バルブタイミングが制御される。
は、運転状態に応じて最適なバルブタイミングを達成す
るために動弁系の可変機構が種々実用化されている。か
かる可変機構として主として普及しているものは、２段
切り替え式すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御式のものである。
近年においては、エンジンに対する更なる高性能化の要
求に応えるべく、このような可変バルブタイミング機構
においても、従来の２段切り替え式のものに代えて、常
時最適な任意のバルブタイミングを設定することが可能
な連続可変式のものが開発されつつある。可変バルブタ
イミング機構を有する内燃機関では、出力性能の向上に
寄与する吸入効率の観点、並びにＮＯx の低減による排
出ガス浄化性能（エミッション）の向上及びポンピング
損失の低減による燃費の向上に寄与する内部排気ガス再
循環（内部ＥＧＲ）の観点から、機関運転状態に応じて
バルブタイミングが制御される。
【０００３】また、従来より、エンジンの運転状態に基
づいて設定される点火進角値により点火時期を電子制御
することも一般に行われており、可変バルブタイミング
機構を有するエンジンでは、バルブタイミングをも考慮
して点火時期を設定する必要がある。例えば、特開平4-
232383号公報は、バルブタイミングがエンジン回転速度
等に応じて切り換えられるとき、その切り換え前後にお
いて最適な燃焼状態（例えば最大トルクを得る燃焼状
態）とするために要求される点火時期は異なることを開
示している。
づいて設定される点火進角値により点火時期を電子制御
することも一般に行われており、可変バルブタイミング
機構を有するエンジンでは、バルブタイミングをも考慮
して点火時期を設定する必要がある。例えば、特開平4-
232383号公報は、バルブタイミングがエンジン回転速度
等に応じて切り換えられるとき、その切り換え前後にお
いて最適な燃焼状態（例えば最大トルクを得る燃焼状
態）とするために要求される点火時期は異なることを開
示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、エンジン回転速度等に基づき設定される
基本バルブタイミングに応じて最適な点火時期に設定す
る必要性を開示するものの、実バルブタイミングが基本
バルブタイミングからずれた場合に、そのずれに応じて
どのように点火時期を補正すべきかについてまで開示す
るものではない。すなわち、可変バルブタイミング機構
を有するエンジンにおいては、ノック、デポジット付
着、吸気温、水温等に基づいてバルブタイミングが補正
されることがある他、可変バルブタイミング機構の応答
遅れもあり、実バルブタイミングが基本バルブタイミン
グに対してずれを生ずる場合が存在し、そのような場合
にどのように点火時期を制御すべきかについては、開示
されていない。
た従来技術は、エンジン回転速度等に基づき設定される
基本バルブタイミングに応じて最適な点火時期に設定す
る必要性を開示するものの、実バルブタイミングが基本
バルブタイミングからずれた場合に、そのずれに応じて
どのように点火時期を補正すべきかについてまで開示す
るものではない。すなわち、可変バルブタイミング機構
を有するエンジンにおいては、ノック、デポジット付
着、吸気温、水温等に基づいてバルブタイミングが補正
されることがある他、可変バルブタイミング機構の応答
遅れもあり、実バルブタイミングが基本バルブタイミン
グに対してずれを生ずる場合が存在し、そのような場合
にどのように点火時期を制御すべきかについては、開示
されていない。
【０００５】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、可変
バルブタイミング機構を有する内燃機関において実バル
ブタイミングが基本バルブタイミングよりずれた場合に
おいてそのずれに応じて点火時期を燃焼安定性やノック
防止の観点から最適に補正することが可能な点火時期制
御装置を提供することにある。
バルブタイミング機構を有する内燃機関において実バル
ブタイミングが基本バルブタイミングよりずれた場合に
おいてそのずれに応じて点火時期を燃焼安定性やノック
防止の観点から最適に補正することが可能な点火時期制
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】上記目的を達成すべく案
出された、本願第１の発明に係る、内燃機関の点火時期
制御装置は、バルブタイミングを変化させる可変バルブ
タイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に応じ
て基本バルブタイミングを設定する内燃機関における点
火時期制御装置であって、機関負荷、機関回転速度、及
び基本バルブタイミングに応じて基本点火時期を設定す
る基本点火時期設定手段と、内部ＥＧＲ量の変化が点火
時期に与える影響が、実圧縮比の変化が点火時期に与え
る影響よりも大きい機関負荷領域において、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が増大する方向にずれた際には機関負荷が軽負
荷であるほど該基本点火時期を進角補正し、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が減少する方向にずれた際には機関負荷が軽負
荷であるほど該基本点火時期を遅角補正する点火時期補
正手段と、を具備する。
出された、本願第１の発明に係る、内燃機関の点火時期
制御装置は、バルブタイミングを変化させる可変バルブ
タイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に応じ
て基本バルブタイミングを設定する内燃機関における点
火時期制御装置であって、機関負荷、機関回転速度、及
び基本バルブタイミングに応じて基本点火時期を設定す
る基本点火時期設定手段と、内部ＥＧＲ量の変化が点火
時期に与える影響が、実圧縮比の変化が点火時期に与え
る影響よりも大きい機関負荷領域において、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が増大する方向にずれた際には機関負荷が軽負
荷であるほど該基本点火時期を進角補正し、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が減少する方向にずれた際には機関負荷が軽負
荷であるほど該基本点火時期を遅角補正する点火時期補
正手段と、を具備する。
【０００７】また、第２の発明に係る、内燃機関の点火
時期制御装置は、バルブタイミングを変化させる可変バ
ルブタイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に
応じて基本バルブタイミングを設定する内燃機関におけ
る点火時期制御装置であって、機関負荷、機関回転速
度、及び基本バルブタイミングに応じて基本点火時期を
設定する基本点火時期設定手段と、実圧縮比の変化が点
火時期に与える影響が、内部ＥＧＲ量の変化が点火時期
に与える影響よりも大きい機関負荷領域において、実バ
ルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバルブ
オーバラップ量が増大する方向にずれた際には機関負荷
が高負荷であるほど該基本点火時期を遅角補正し、実バ
ルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバルブ
オーバラップ量が減少する方向にずれた際には機関負荷
が高負荷であるほど該基本点火時期を進角補正する点火
時期補正手段と、を具備する。
時期制御装置は、バルブタイミングを変化させる可変バ
ルブタイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に
応じて基本バルブタイミングを設定する内燃機関におけ
る点火時期制御装置であって、機関負荷、機関回転速
度、及び基本バルブタイミングに応じて基本点火時期を
設定する基本点火時期設定手段と、実圧縮比の変化が点
火時期に与える影響が、内部ＥＧＲ量の変化が点火時期
に与える影響よりも大きい機関負荷領域において、実バ
ルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバルブ
オーバラップ量が増大する方向にずれた際には機関負荷
が高負荷であるほど該基本点火時期を遅角補正し、実バ
ルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバルブ
オーバラップ量が減少する方向にずれた際には機関負荷
が高負荷であるほど該基本点火時期を進角補正する点火
時期補正手段と、を具備する。
【０００８】また、第３の発明によれば、第１又は第２
の発明に係る点火時期制御装置において、機関負荷、機
関回転速度、及び基本バルブタイミングに応じて設定さ
れる遅角ガード量により点火時期の遅角制限を行う遅角
制限手段と、実バルブタイミングが基本バルブタイミン
グに対して実圧縮比を増大させる方向にずれた際には該
遅角ガード量を増大補正し、実バルブタイミングが基本
バルブタイミングに対して実圧縮比を減少させる方向に
ずれた際には該遅角ガード量を減少補正する遅角ガード
量補正手段と、が更に具備される。
の発明に係る点火時期制御装置において、機関負荷、機
関回転速度、及び基本バルブタイミングに応じて設定さ
れる遅角ガード量により点火時期の遅角制限を行う遅角
制限手段と、実バルブタイミングが基本バルブタイミン
グに対して実圧縮比を増大させる方向にずれた際には該
遅角ガード量を増大補正し、実バルブタイミングが基本
バルブタイミングに対して実圧縮比を減少させる方向に
ずれた際には該遅角ガード量を減少補正する遅角ガード
量補正手段と、が更に具備される。
【０００９】通常、軽負荷領域においては、軽負荷であ
るほど、内部ＥＧＲ量の変化の影響が実圧縮比の変化の
影響よりも大きい。このような機関負荷領域において、
実バルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバ
ルブオーバラップ量が増大する方向にずれると、内部Ｅ
ＧＲ量が増大するため、燃焼速度が遅くなり、要求点火
時期は進角側に移行することとなる。一方、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が減少する方向にずれると、内部ＥＧＲ量が減
少するため、燃焼速度が速くなり、要求点火時期は遅角
側に移行することとなる。第１の発明に係る点火時期制
御装置においては、かかる状況に応じた点火時期補正が
実行される。
るほど、内部ＥＧＲ量の変化の影響が実圧縮比の変化の
影響よりも大きい。このような機関負荷領域において、
実バルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバ
ルブオーバラップ量が増大する方向にずれると、内部Ｅ
ＧＲ量が増大するため、燃焼速度が遅くなり、要求点火
時期は進角側に移行することとなる。一方、実バルブタ
イミングが基本バルブタイミングに対してバルブオーバ
ラップ量が減少する方向にずれると、内部ＥＧＲ量が減
少するため、燃焼速度が速くなり、要求点火時期は遅角
側に移行することとなる。第１の発明に係る点火時期制
御装置においては、かかる状況に応じた点火時期補正が
実行される。
【００１０】通常、高負荷領域においては、高負荷であ
るほど、実圧縮比の変化の影響が内部ＥＧＲ量の変化の
影響よりも大きい。このような機関負荷領域において、
実バルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバ
ルブオーバラップ量が増大する方向すなわち吸気弁閉じ
タイミングが早くなる方向にずれると、実圧縮比が増大
するため、燃焼速度が速くなり、要求点火時期は遅角側
に移行することとなる。一方、実バルブタイミングが基
本バルブタイミングに対してバルブオーバラップ量が減
少する方向すなわち吸気弁閉じタイミングが遅くなる方
向にずれると、実圧縮比が減少するため、燃焼速度が遅
くなり、要求点火時期は進角側に移行することとなる。
第２の発明に係る点火時期制御装置においては、かかる
状況に応じた点火時期補正が実行される。
るほど、実圧縮比の変化の影響が内部ＥＧＲ量の変化の
影響よりも大きい。このような機関負荷領域において、
実バルブタイミングが基本バルブタイミングに対してバ
ルブオーバラップ量が増大する方向すなわち吸気弁閉じ
タイミングが早くなる方向にずれると、実圧縮比が増大
するため、燃焼速度が速くなり、要求点火時期は遅角側
に移行することとなる。一方、実バルブタイミングが基
本バルブタイミングに対してバルブオーバラップ量が減
少する方向すなわち吸気弁閉じタイミングが遅くなる方
向にずれると、実圧縮比が減少するため、燃焼速度が遅
くなり、要求点火時期は進角側に移行することとなる。
第２の発明に係る点火時期制御装置においては、かかる
状況に応じた点火時期補正が実行される。
【００１１】一般に、ノック制御の誤作動による無制限
な点火時期遅角補正を防止するため、遅角補正のガード
量を設定する必要がある。その場合において、機関負
荷、機関回転速度、及び基本バルブタイミングに基づき
遅角補正ガード量を適合せしめたときに、実バルブタイ
ミングが基本バルブタイミングからずれてくると、その
ずれに応じて最適な遅角補正ガード量もずれてくる。第
３の発明によれば、実バルブタイミングが実圧縮比を増
大する方向にずれているときには、ノックを発生させや
すい方向にずれていることになるので、遅角補正ガード
量が増大補正されてノックの確実な防止が図られるとと
もに、一方、実バルブタイミングが実圧縮比を減少する
方向にずれているときには、ノックを発生させにくい方
向にずれていることになるので、遅角補正ガード量が減
少補正されてノック制御の誤作動による点火時期過遅角
の防止が図られ排気温の異常上昇等がなくなる。
な点火時期遅角補正を防止するため、遅角補正のガード
量を設定する必要がある。その場合において、機関負
荷、機関回転速度、及び基本バルブタイミングに基づき
遅角補正ガード量を適合せしめたときに、実バルブタイ
ミングが基本バルブタイミングからずれてくると、その
ずれに応じて最適な遅角補正ガード量もずれてくる。第
３の発明によれば、実バルブタイミングが実圧縮比を増
大する方向にずれているときには、ノックを発生させや
すい方向にずれていることになるので、遅角補正ガード
量が増大補正されてノックの確実な防止が図られるとと
もに、一方、実バルブタイミングが実圧縮比を減少する
方向にずれているときには、ノックを発生させにくい方
向にずれていることになるので、遅角補正ガード量が減
少補正されてノック制御の誤作動による点火時期過遅角
の防止が図られ排気温の異常上昇等がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例に係る点火時期
制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２で
ろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク
（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配
される。なお、その吸入空気量は、スロットルボデー４
に設けられたスロットル弁５により調節されるととも
に、熱式エアフローメータ４０により質量流量として計
測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３に
より検出される。また、吸気管圧力は、バキュームセン
サ４１によって検出される。
制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２で
ろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク
（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配
される。なお、その吸入空気量は、スロットルボデー４
に設けられたスロットル弁５により調節されるととも
に、熱式エアフローメータ４０により質量流量として計
測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ４３に
より検出される。また、吸気管圧力は、バキュームセン
サ４１によって検出される。
【００１４】また、スロットル弁５の開度は、スロット
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
【００１５】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００１６】吸気管７では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
【００１７】なお、点火ディストリビュータ６４には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン２０は、シリンダブロックの冷却水通路２２に導か
れた冷却水により冷却され、その冷却水温度は、水温セ
ンサ４４によって検出される。また、シリンダブロック
には、ノック（火炎伝播の途中で未燃焼部分の圧力が急
激に高まり、火炎の伝播を待たずに一気に燃焼してしま
う現象であり、急激な燃焼によって生ずる異常な圧力上
昇によって衝撃波が生じ、カリカリという異音が発生す
る）を振動として感知するノックセンサ５９が取り付け
られている。
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン２０は、シリンダブロックの冷却水通路２２に導か
れた冷却水により冷却され、その冷却水温度は、水温セ
ンサ４４によって検出される。また、シリンダブロック
には、ノック（火炎伝播の途中で未燃焼部分の圧力が急
激に高まり、火炎の伝播を待たずに一気に燃焼してしま
う現象であり、急激な燃焼によって生ずる異常な圧力上
昇によって衝撃波が生じ、カリカリという異音が発生す
る）を振動として感知するノックセンサ５９が取り付け
られている。
【００１８】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度を検出する空燃比センサ４５が設けられて
いる。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバー
タ３８が設けられており、その触媒コンバータ３８に
は、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素
酸化物（ＮＯx ）の還元とを同時に促進する三元触媒が
収容されている。こうして触媒コンバータ３８において
浄化された排気ガスが大気中に排出される。
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度を検出する空燃比センサ４５が設けられて
いる。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバー
タ３８が設けられており、その触媒コンバータ３８に
は、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素
酸化物（ＮＯx ）の還元とを同時に促進する三元触媒が
収容されている。こうして触媒コンバータ３８において
浄化された排気ガスが大気中に排出される。
【００１９】ここで、吸気弁２４及び排気弁２６の開閉
機構について説明する。ピストン２３は、コネクティン
グロッド８０を介してクランクシャフト８１に接続され
ている。そして、クランクシャフト８１の端部には、タ
イミングプーリ８４が設置されている。吸気弁２４及び
排気弁２６は、カムシャフト８５及び８６に取り付けら
れたカム８７及び８８によって駆動される。そして、カ
ムシャフト８５及び８６の端部には、タイミングプーリ
８９及び９０が設置されている。タイミングプーリ８９
及び９０は、タイミングベルト９１を介して前記したタ
イミングプーリ８４と連結されている。こうして、クラ
ンクシャフト８１によってカムシャフト８５及び８６が
回転駆動せしめられ、吸気弁２４及び排気弁２６が一定
のクランク角において開閉せしめられる。なお、クラン
クシャフト８１には、磁性体８２が埋め込まれており、
クランクシャフト８１に近接して配置された第１の磁気
センサ５４から基準パルスが出力される。また、吸気弁
２４のカムシャフト８５には、磁性体９３が埋め込まれ
ており、カムシャフト８５に近接して配置された第２の
磁気センサ５５から基準パルスが出力される。
機構について説明する。ピストン２３は、コネクティン
グロッド８０を介してクランクシャフト８１に接続され
ている。そして、クランクシャフト８１の端部には、タ
イミングプーリ８４が設置されている。吸気弁２４及び
排気弁２６は、カムシャフト８５及び８６に取り付けら
れたカム８７及び８８によって駆動される。そして、カ
ムシャフト８５及び８６の端部には、タイミングプーリ
８９及び９０が設置されている。タイミングプーリ８９
及び９０は、タイミングベルト９１を介して前記したタ
イミングプーリ８４と連結されている。こうして、クラ
ンクシャフト８１によってカムシャフト８５及び８６が
回転駆動せしめられ、吸気弁２４及び排気弁２６が一定
のクランク角において開閉せしめられる。なお、クラン
クシャフト８１には、磁性体８２が埋め込まれており、
クランクシャフト８１に近接して配置された第１の磁気
センサ５４から基準パルスが出力される。また、吸気弁
２４のカムシャフト８５には、磁性体９３が埋め込まれ
ており、カムシャフト８５に近接して配置された第２の
磁気センサ５５から基準パルスが出力される。
【００２０】特に、吸気弁２４のカムシャフト８５とタ
イミングプーリ８９との間には、一般的に公知の連続可
変バルブタイミング機構９２が設けられている。これ
は、カムシャフト８５とタイミングプーリ８９とを相対
回転せしめるものである。詳細には、連続可変バルブタ
イミング機構９２は、カムシャフト８５とタイミングプ
ーリ８９とを外歯とし、ヘリカル歯を有する中間歯車を
介して両者を連結し、この中間歯車を軸線方向に移動さ
せることによって、前述の相対回転を実現する。この中
間歯車の移動は、例えば油圧源から供給される油圧力を
制御することによってなされ、その油圧力制御のために
油圧制御弁６８が設けられている。なお、連続可変バル
ブタイミング機構の詳細は、例えば、「トヨタクラウン
MAJESTA 新型車解説書」（1995年８月発行）に説明され
ている（「クラウン」及び「MAJESTA 」は商標名）。
イミングプーリ８９との間には、一般的に公知の連続可
変バルブタイミング機構９２が設けられている。これ
は、カムシャフト８５とタイミングプーリ８９とを相対
回転せしめるものである。詳細には、連続可変バルブタ
イミング機構９２は、カムシャフト８５とタイミングプ
ーリ８９とを外歯とし、ヘリカル歯を有する中間歯車を
介して両者を連結し、この中間歯車を軸線方向に移動さ
せることによって、前述の相対回転を実現する。この中
間歯車の移動は、例えば油圧源から供給される油圧力を
制御することによってなされ、その油圧力制御のために
油圧制御弁６８が設けられている。なお、連続可変バル
ブタイミング機構の詳細は、例えば、「トヨタクラウン
MAJESTA 新型車解説書」（1995年８月発行）に説明され
ている（「クラウン」及び「MAJESTA 」は商標名）。
【００２１】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御、バルブタイミング制御等を実行するマイク
ロコンピュータシステムであり、そのハードウェア構成
は、図２のブロック図に示される。リードオンリメモリ
（ＲＯＭ）７３に格納されたプログラム及び各種のマッ
プに従って、中央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種セン
サ及びスイッチからの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入
力インタフェース回路７６を介して入力し、その入力信
号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき
駆動制御回路７７ａ〜７７ｄを介して各種アクチュエー
タ用制御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）７４は、その演算・制御処理過程における一時的
なデータ記憶場所として使用される。また、バックアッ
プＲＡＭ７９は、バッテリ（図示せず）に直接接続され
ることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチ
がオフの状態においても保持されるべきデータ（例え
ば、各種の学習値）を格納するために使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、
データバス、及びコントロールバスからなるシステムバ
ス７２によって接続されている。
Ｕ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御、バルブタイミング制御等を実行するマイク
ロコンピュータシステムであり、そのハードウェア構成
は、図２のブロック図に示される。リードオンリメモリ
（ＲＯＭ）７３に格納されたプログラム及び各種のマッ
プに従って、中央処理装置（ＣＰＵ）７１は、各種セン
サ及びスイッチからの信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入
力インタフェース回路７６を介して入力し、その入力信
号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき
駆動制御回路７７ａ〜７７ｄを介して各種アクチュエー
タ用制御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）７４は、その演算・制御処理過程における一時的
なデータ記憶場所として使用される。また、バックアッ
プＲＡＭ７９は、バッテリ（図示せず）に直接接続され
ることにより電力の供給を受け、イグニションスイッチ
がオフの状態においても保持されるべきデータ（例え
ば、各種の学習値）を格納するために使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、
データバス、及びコントロールバスからなるシステムバ
ス７２によって接続されている。
【００２２】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
【００２３】燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１
回転当たりの吸入空気質量に基づいて、所定の目標空燃
比を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁６０による
噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃
料を噴射すべく、駆動制御回路７７ａを介して燃料噴射
弁６０を制御するものである。なお、エンジン１回転当
たりの吸入空気質量は、熱式エアフローメータ４０によ
り計測される吸入空気質量流量とクランク角センサ５１
から得られるエンジン回転速度とから算出される。そし
て、かかる燃料噴射量演算の際には、スロットル開度セ
ンサ４２、吸気温センサ４３、水温センサ４４等の各セ
ンサからの信号に基づく基本的な補正、Ｏ2 センサ４５
からの信号に基づく空燃比フィードバック補正、そのフ
ィードバック補正値の中央値が理論空燃比となるように
する空燃比学習補正等が加えられる。
回転当たりの吸入空気質量に基づいて、所定の目標空燃
比を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁６０による
噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃
料を噴射すべく、駆動制御回路７７ａを介して燃料噴射
弁６０を制御するものである。なお、エンジン１回転当
たりの吸入空気質量は、熱式エアフローメータ４０によ
り計測される吸入空気質量流量とクランク角センサ５１
から得られるエンジン回転速度とから算出される。そし
て、かかる燃料噴射量演算の際には、スロットル開度セ
ンサ４２、吸気温センサ４３、水温センサ４４等の各セ
ンサからの信号に基づく基本的な補正、Ｏ2 センサ４５
からの信号に基づく空燃比フィードバック補正、そのフ
ィードバック補正値の中央値が理論空燃比となるように
する空燃比学習補正等が加えられる。
【００２４】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
【００２５】また、点火時期制御は、クランク角センサ
５１から得られるエンジン回転速度、熱式エアフローメ
ータ４０から得られる吸入空気質量流量、及びその他の
センサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判
定し、最適な点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを
介してイグナイタ６２に点火信号を送るものである。こ
の点火時期制御には、点火時期をエンジンのノック限界
に入らせず、しかもそれに極めて近い位置に制御するこ
とにより、エンジン効率の向上、出力性能の向上、燃費
の低減等を図るノック制御が含まれる。ノック制御にお
いては、ノック判別回路７８（図２）が、ノックセンサ
５９からの出力信号に基づいてノックの有無を判別す
る。ノック判別回路７８は、ノックセンサ５９からの出
力より７kHz 付近の周波数帯域の信号のみを通過させる
帯域通過フィルタ、その帯域通過フィルタの出力を半波
整流する整流回路、その整流回路の出力を積分して比較
基準値信号を作成する積分回路、及びその整流回路の出
力と前記積分回路の出力とを比較する比較器（以上いず
れも図示せず）よりなり、一定の振幅以上の振動を検知
した場合にノック検知信号を出力する。ノック判別回路
７８からノック検知信号が出力されると、ＣＰＵ７１
は、点火進角値遅角補正量ＡＫＮＫを算出し、ＡＫＮＫ
だけ点火時期を遅らせる。
５１から得られるエンジン回転速度、熱式エアフローメ
ータ４０から得られる吸入空気質量流量、及びその他の
センサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判
定し、最適な点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを
介してイグナイタ６２に点火信号を送るものである。こ
の点火時期制御には、点火時期をエンジンのノック限界
に入らせず、しかもそれに極めて近い位置に制御するこ
とにより、エンジン効率の向上、出力性能の向上、燃費
の低減等を図るノック制御が含まれる。ノック制御にお
いては、ノック判別回路７８（図２）が、ノックセンサ
５９からの出力信号に基づいてノックの有無を判別す
る。ノック判別回路７８は、ノックセンサ５９からの出
力より７kHz 付近の周波数帯域の信号のみを通過させる
帯域通過フィルタ、その帯域通過フィルタの出力を半波
整流する整流回路、その整流回路の出力を積分して比較
基準値信号を作成する積分回路、及びその整流回路の出
力と前記積分回路の出力とを比較する比較器（以上いず
れも図示せず）よりなり、一定の振幅以上の振動を検知
した場合にノック検知信号を出力する。ノック判別回路
７８からノック検知信号が出力されると、ＣＰＵ７１
は、点火進角値遅角補正量ＡＫＮＫを算出し、ＡＫＮＫ
だけ点火時期を遅らせる。
【００２６】また、バルブタイミング制御は、運転状態
に応じて吸気弁２４の目標バルブタイミング（弁開閉時
期）を設定して連続可変バルブタイミング機構９２を制
御するものであり、具体的には、吸気弁２４のカムシャ
フト８５がクランクシャフト８１に対して所望の回転位
相を保つように、前記した第１の磁気センサ５４及び第
２の磁気センサ５５からの信号に基づいて油圧制御弁６
８をフィードバック制御する。
に応じて吸気弁２４の目標バルブタイミング（弁開閉時
期）を設定して連続可変バルブタイミング機構９２を制
御するものであり、具体的には、吸気弁２４のカムシャ
フト８５がクランクシャフト８１に対して所望の回転位
相を保つように、前記した第１の磁気センサ５４及び第
２の磁気センサ５５からの信号に基づいて油圧制御弁６
８をフィードバック制御する。
【００２７】図３は、吸気弁２４及び排気弁２６の開閉
時期をクランク角により表したバルブタイミング図であ
る。この図に示されるように、排気弁２６は、固定の開
弁時期ＥＶＯ（本実施例では、排気下死点前５０°）に
て開弁せしめられるとともに、固定の閉弁時期ＥＶＣ
（本実施例では、排気上死点後３°）にて閉弁せしめら
れる。一方、吸気弁２４については、その開弁期間は一
定であるが、その開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣは
可変であり、最も遅角側の開閉時期（同図のＩＶＯｒ及
びＩＶＣｒ）を基準位置として、ともに進角方向へ任意
の量だけ変位したタイミングに設定することができる。
ただし、バルブタイミング変位量ＶＴＤの最大値は、本
実施例では６０°である。そして、この基準位置からの
バルブタイミング変位量ＶＴＤが制御目標量とされる。
ここで、本実施例においては、基準位置としては、基準
開弁時期ＩＶＯｒが排気上死点後３°であり、基準閉弁
時期ＩＶＣｒが吸気下死点後６５°である。したがっ
て、この場合、バルブタイミング変位量ＶＴＤが例えば
３０°ＣＡ（クランク角）のときには、ＩＶＯは排気上
死点前２７°となり、ＩＶＣは吸気下死点後３５°とな
る。なお、本実施例では、吸気弁２４の基準開弁時期Ｉ
ＶＯｒと排気弁２６の閉弁時期ＥＶＣとは、ともに排気
上死点後３°と同一であるため、バルブタイミング変位
量ＶＴＤは、バルブオーバラップ量と一致することとな
る。ただし、図３では、一般性を考慮し、かつ、理解を
容易にするため、ＩＶＯｒとＥＶＣとは一致しないよう
に描かれている。
時期をクランク角により表したバルブタイミング図であ
る。この図に示されるように、排気弁２６は、固定の開
弁時期ＥＶＯ（本実施例では、排気下死点前５０°）に
て開弁せしめられるとともに、固定の閉弁時期ＥＶＣ
（本実施例では、排気上死点後３°）にて閉弁せしめら
れる。一方、吸気弁２４については、その開弁期間は一
定であるが、その開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣは
可変であり、最も遅角側の開閉時期（同図のＩＶＯｒ及
びＩＶＣｒ）を基準位置として、ともに進角方向へ任意
の量だけ変位したタイミングに設定することができる。
ただし、バルブタイミング変位量ＶＴＤの最大値は、本
実施例では６０°である。そして、この基準位置からの
バルブタイミング変位量ＶＴＤが制御目標量とされる。
ここで、本実施例においては、基準位置としては、基準
開弁時期ＩＶＯｒが排気上死点後３°であり、基準閉弁
時期ＩＶＣｒが吸気下死点後６５°である。したがっ
て、この場合、バルブタイミング変位量ＶＴＤが例えば
３０°ＣＡ（クランク角）のときには、ＩＶＯは排気上
死点前２７°となり、ＩＶＣは吸気下死点後３５°とな
る。なお、本実施例では、吸気弁２４の基準開弁時期Ｉ
ＶＯｒと排気弁２６の閉弁時期ＥＶＣとは、ともに排気
上死点後３°と同一であるため、バルブタイミング変位
量ＶＴＤは、バルブオーバラップ量と一致することとな
る。ただし、図３では、一般性を考慮し、かつ、理解を
容易にするため、ＩＶＯｒとＥＶＣとは一致しないよう
に描かれている。
【００２８】さて、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大
きくなると、前述のように吸気弁閉じタイミングが進角
せしめられることとなるため、図４に示されるように、
実圧縮比は高くなり、燃焼速度が増す。その結果、ノッ
クが発生しやすくなるため、実圧縮比の観点から考えれ
ば、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きくなると要求
点火時期は遅角側に移行することとなる。また、一方に
おいては、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きくなる
と、前述のように吸気弁開きタイミングが進角せしめら
れることとなるため、バルブオーバラップ量が増大して
内部ＥＧＲ量が増大し、その結果、燃焼速度が遅くな
る。従って、内部ＥＧＲ量の観点から考えれば、バルブ
タイミング変位量ＶＴＤが大きくなると要求点火時期は
進角側に移行することとなる。このように、バルブタイ
ミング変位量ＶＴＤが変化すると、実圧縮比及び内部Ｅ
ＧＲ量が変化して、燃焼状態が変わる。
きくなると、前述のように吸気弁閉じタイミングが進角
せしめられることとなるため、図４に示されるように、
実圧縮比は高くなり、燃焼速度が増す。その結果、ノッ
クが発生しやすくなるため、実圧縮比の観点から考えれ
ば、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きくなると要求
点火時期は遅角側に移行することとなる。また、一方に
おいては、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きくなる
と、前述のように吸気弁開きタイミングが進角せしめら
れることとなるため、バルブオーバラップ量が増大して
内部ＥＧＲ量が増大し、その結果、燃焼速度が遅くな
る。従って、内部ＥＧＲ量の観点から考えれば、バルブ
タイミング変位量ＶＴＤが大きくなると要求点火時期は
進角側に移行することとなる。このように、バルブタイ
ミング変位量ＶＴＤが変化すると、実圧縮比及び内部Ｅ
ＧＲ量が変化して、燃焼状態が変わる。
【００２９】図５は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジ
ン負荷（エンジン１回転当たりの吸入空気質量）ＧＮが
ある一定値で外気温が常温という条件の下での点火時期
（点火進角値）とトルクとの関係を、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが４０°の場合（曲線）及び３０°の場
合（曲線）について示す特性図である。ノックが発生
する点火時期は、ＶＴＤ＝４０°の場合の曲線ではタ
イミングＡ’となり、ＶＴＤ＝３０°の場合の曲線で
はタイミングＢ’となる。要求点火時期は、ノックが発
生することなく最大トルクが得られるタイミングである
ため、ＶＴＤ＝４０°の場合の曲線ではタイミング
Ａ’より直ぐ遅角側のタイミングＡとなるが、一方、Ｖ
ＴＤ＝３０°の場合の曲線ではタイミングＢ’より比
較的離れた遅角側のタイミングＢとなる。
ン負荷（エンジン１回転当たりの吸入空気質量）ＧＮが
ある一定値で外気温が常温という条件の下での点火時期
（点火進角値）とトルクとの関係を、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが４０°の場合（曲線）及び３０°の場
合（曲線）について示す特性図である。ノックが発生
する点火時期は、ＶＴＤ＝４０°の場合の曲線ではタ
イミングＡ’となり、ＶＴＤ＝３０°の場合の曲線で
はタイミングＢ’となる。要求点火時期は、ノックが発
生することなく最大トルクが得られるタイミングである
ため、ＶＴＤ＝４０°の場合の曲線ではタイミング
Ａ’より直ぐ遅角側のタイミングＡとなるが、一方、Ｖ
ＴＤ＝３０°の場合の曲線ではタイミングＢ’より比
較的離れた遅角側のタイミングＢとなる。
【００３０】このように、回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮが
一定であっても、バルブタイミング変位量ＶＴＤが異な
れば、要求点火時期は異なってくる。そのため、回転速
度ＮＥ及び負荷ＧＮがある値をとるときに、それに応じ
た一定のバルブタイミング変位量ＶＴＤを仮定して、そ
れらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴＤに基づき点火時期を適合せ
しめた場合、実際のバルブタイミング変位量がずれてく
ると、点火時期をそのずれに応じて補正することが必要
となる。
一定であっても、バルブタイミング変位量ＶＴＤが異な
れば、要求点火時期は異なってくる。そのため、回転速
度ＮＥ及び負荷ＧＮがある値をとるときに、それに応じ
た一定のバルブタイミング変位量ＶＴＤを仮定して、そ
れらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴＤに基づき点火時期を適合せ
しめた場合、実際のバルブタイミング変位量がずれてく
ると、点火時期をそのずれに応じて補正することが必要
となる。
【００３１】ところで、ノック制御においては、周知の
ように、ノックが発生していない状況では徐々に点火時
期を進め、ノックが発生したときには点火時期を遅らせ
るフィードバック制御が行われるが、ノックセンサの異
常、ノック以外の振動の発生、電波妨害等のために、ノ
ック制御の誤作動が生じ、無制限に点火時期の遅角補正
がなされるおそれがある。そのため、このような誤作動
に基づく遅角補正を制限するため、遅角補正のガード量
を設定する必要がある。かかる遅角補正ガード量は、確
実にノックを回避することができるとともに、たとえ最
も遅角側に点火時期が設定されても出力、燃費、運転
性、排気温等が著しく悪化することのないように設定さ
れる。
ように、ノックが発生していない状況では徐々に点火時
期を進め、ノックが発生したときには点火時期を遅らせ
るフィードバック制御が行われるが、ノックセンサの異
常、ノック以外の振動の発生、電波妨害等のために、ノ
ック制御の誤作動が生じ、無制限に点火時期の遅角補正
がなされるおそれがある。そのため、このような誤作動
に基づく遅角補正を制限するため、遅角補正のガード量
を設定する必要がある。かかる遅角補正ガード量は、確
実にノックを回避することができるとともに、たとえ最
も遅角側に点火時期が設定されても出力、燃費、運転
性、排気温等が著しく悪化することのないように設定さ
れる。
【００３２】図５においては、ノック発生点火時期Ａ’
又はＢ’から、一定のノック回避余裕代だけ遅角せしめ
られたタイミングＡ”又はＢ”が、ノックが発生しえな
い点火時期すなわちノック回避点火時期とされる。従っ
て、最大トルクを得るべく要求される点火時期Ａ又はＢ
が設定されているときに、その設定点火時期Ａ又はＢか
らの遅角補正ガード量を考えた場合、ＶＴＤ＝４０°の
場合の曲線ではＡ−Ａ”間（＝ａ）となり、一方、Ｖ
ＴＤ＝３０°の場合の曲線ではＢ−Ｂ”間（＝ｂ）と
なり、バルブタイミング変位量ＶＴＤに応じて異なって
くる。もしも、ＶＴＤ＝３０°の場合の曲線において
も遅角補正ガード量をａ（＞ｂ）とした場合には、過剰
遅角が発生し、出力及び燃費が悪化し排気温が上昇する
おそれがある。
又はＢ’から、一定のノック回避余裕代だけ遅角せしめ
られたタイミングＡ”又はＢ”が、ノックが発生しえな
い点火時期すなわちノック回避点火時期とされる。従っ
て、最大トルクを得るべく要求される点火時期Ａ又はＢ
が設定されているときに、その設定点火時期Ａ又はＢか
らの遅角補正ガード量を考えた場合、ＶＴＤ＝４０°の
場合の曲線ではＡ−Ａ”間（＝ａ）となり、一方、Ｖ
ＴＤ＝３０°の場合の曲線ではＢ−Ｂ”間（＝ｂ）と
なり、バルブタイミング変位量ＶＴＤに応じて異なって
くる。もしも、ＶＴＤ＝３０°の場合の曲線において
も遅角補正ガード量をａ（＞ｂ）とした場合には、過剰
遅角が発生し、出力及び燃費が悪化し排気温が上昇する
おそれがある。
【００３３】従って、回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮがある
値をとるときに、それに応じた一定のバルブタイミング
変位量ＶＴＤを仮定して、それらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴ
Ｄに基づき遅角補正ガード量を適合せしめた場合、実際
のバルブタイミング変位量がずれてくると、そのずれに
応じて遅角補正ガード量を補正することが必要となる。
すなわち、バルブタイミングが実圧縮比を増大する方向
にずれているときには、ノックを発生させやすい方向に
ずれていることになるので、遅角補正ガード量を増大補
正する必要があり、一方、バルブタイミングが実圧縮比
を減少する方向にずれているときには、ノックを発生さ
せにくい方向にずれていることになるので、遅角補正ガ
ード量を減少補正する必要がある。
値をとるときに、それに応じた一定のバルブタイミング
変位量ＶＴＤを仮定して、それらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴ
Ｄに基づき遅角補正ガード量を適合せしめた場合、実際
のバルブタイミング変位量がずれてくると、そのずれに
応じて遅角補正ガード量を補正することが必要となる。
すなわち、バルブタイミングが実圧縮比を増大する方向
にずれているときには、ノックを発生させやすい方向に
ずれていることになるので、遅角補正ガード量を増大補
正する必要があり、一方、バルブタイミングが実圧縮比
を減少する方向にずれているときには、ノックを発生さ
せにくい方向にずれていることになるので、遅角補正ガ
ード量を減少補正する必要がある。
【００３４】次に、回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮがある値
をとるときに、それに応じた一定のバルブタイミング変
位量ＶＴＤを仮定して、それらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴＤ
に基づき点火時期を適合せしめた場合において、実際の
バルブタイミング変位量がずれているときに、どのよう
に点火時期を補正すべきか、について考察する。前述の
ように、バルブタイミング変位量が所定の基本目標バル
ブタイミング変位量より進角側にずれていると、実圧縮
比の上昇又は内部ＥＧＲ量の増大に結果する。そして、
要求点火時期は、実圧縮比の上昇に対しては遅角側に移
行することが好ましく、内部ＥＧＲ量の増大に対しては
進角側に移行することが好ましいといえる。従って、実
圧縮比の変化と内部ＥＧＲ量の変化とでどちらの影響が
大きいかにより、点火時期の補正方向が変わることとな
る。
をとるときに、それに応じた一定のバルブタイミング変
位量ＶＴＤを仮定して、それらのＮＥ、ＧＮ及びＶＴＤ
に基づき点火時期を適合せしめた場合において、実際の
バルブタイミング変位量がずれているときに、どのよう
に点火時期を補正すべきか、について考察する。前述の
ように、バルブタイミング変位量が所定の基本目標バル
ブタイミング変位量より進角側にずれていると、実圧縮
比の上昇又は内部ＥＧＲ量の増大に結果する。そして、
要求点火時期は、実圧縮比の上昇に対しては遅角側に移
行することが好ましく、内部ＥＧＲ量の増大に対しては
進角側に移行することが好ましいといえる。従って、実
圧縮比の変化と内部ＥＧＲ量の変化とでどちらの影響が
大きいかにより、点火時期の補正方向が変わることとな
る。
【００３５】図６は、エンジン負荷ＧＮと内部ＥＧＲ量
との関係を、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場
合（すなわちバルブタイミングが進角している場合）及
びバルブタイミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわ
ちバルブタイミングが遅角している場合）について示す
特性図である。また、図７は、内部ＥＧＲ量と要求点火
時期との関係を示す特性図である。ここで、図６におけ
る２曲線のＶＴＤの差をΔＶＴＤとする。このΔＶＴＤ
だけバルブタイミング変位量ＶＴＤが変化した場合にお
ける内部ＥＧＲ量の変化量を考えると、軽負荷ＧＮ0 の
ときにはΔＥＧＲ0 だけ内部ＥＧＲ量が変化するのに対
し、高負荷ＧＮ1 のときにはΔＥＧＲ1だけ内部ＥＧＲ
量が変化する。そして、図６に示されるように、ΔＥＧ
Ｒ0 ≫ΔＥＧＲ1 となる。すなわち、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが変化した場合における内部ＥＧＲ量の変
化は、軽負荷域においては大きく、高負荷域においては
小さくなる。さらに、ΔＥＧＲ0 及びΔＥＧＲ1 だけ内
部ＥＧＲ量が変化した場合における要求点火時期の変化
量について考えると、図７に示されるように、ΔＥＧＲ
0 に対してはΔＳＡ0 だけ要求点火時期が変化するのに
対し、ΔＥＧＲ1 に対してはΔＳＡ1 だけ要求点火時期
が変化する。そして、図７に示されるように、ΔＳＡ0
≫ΔＳＡ1 となる。以上をまとめると、バルブタイミン
グ変位量の変化が内部ＥＧＲ量の変化を介して要求点火
時期に与える影響は、軽負荷域では著しく大きく、高負
荷域では極めて小さい、ということができる。
との関係を、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場
合（すなわちバルブタイミングが進角している場合）及
びバルブタイミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわ
ちバルブタイミングが遅角している場合）について示す
特性図である。また、図７は、内部ＥＧＲ量と要求点火
時期との関係を示す特性図である。ここで、図６におけ
る２曲線のＶＴＤの差をΔＶＴＤとする。このΔＶＴＤ
だけバルブタイミング変位量ＶＴＤが変化した場合にお
ける内部ＥＧＲ量の変化量を考えると、軽負荷ＧＮ0 の
ときにはΔＥＧＲ0 だけ内部ＥＧＲ量が変化するのに対
し、高負荷ＧＮ1 のときにはΔＥＧＲ1だけ内部ＥＧＲ
量が変化する。そして、図６に示されるように、ΔＥＧ
Ｒ0 ≫ΔＥＧＲ1 となる。すなわち、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが変化した場合における内部ＥＧＲ量の変
化は、軽負荷域においては大きく、高負荷域においては
小さくなる。さらに、ΔＥＧＲ0 及びΔＥＧＲ1 だけ内
部ＥＧＲ量が変化した場合における要求点火時期の変化
量について考えると、図７に示されるように、ΔＥＧＲ
0 に対してはΔＳＡ0 だけ要求点火時期が変化するのに
対し、ΔＥＧＲ1 に対してはΔＳＡ1 だけ要求点火時期
が変化する。そして、図７に示されるように、ΔＳＡ0
≫ΔＳＡ1 となる。以上をまとめると、バルブタイミン
グ変位量の変化が内部ＥＧＲ量の変化を介して要求点火
時期に与える影響は、軽負荷域では著しく大きく、高負
荷域では極めて小さい、ということができる。
【００３６】図８は、エンジン負荷ＧＮと実圧縮比との
関係を、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合
（すなわちバルブタイミングが進角している場合）及び
バルブタイミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわち
バルブタイミングが遅角している場合）について示す特
性図である。また、図９は、実圧縮比と要求点火時期と
の関係を示す特性図である。図６及び図７に関して行っ
た考察と同様の考察を図８及び図９に関しても行うこと
により、バルブタイミング変位量の変化が実圧縮比の変
化を介して要求点火時期に与える影響は、高負荷域では
著しく大きく、軽負荷域では極めて小さい、ということ
がわかる。
関係を、バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合
（すなわちバルブタイミングが進角している場合）及び
バルブタイミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわち
バルブタイミングが遅角している場合）について示す特
性図である。また、図９は、実圧縮比と要求点火時期と
の関係を示す特性図である。図６及び図７に関して行っ
た考察と同様の考察を図８及び図９に関しても行うこと
により、バルブタイミング変位量の変化が実圧縮比の変
化を介して要求点火時期に与える影響は、高負荷域では
著しく大きく、軽負荷域では極めて小さい、ということ
がわかる。
【００３７】従って、図６〜図９から次のことがわか
る。すなわち、バルブタイミング変位量が変化した場
合、軽負荷域では、実圧縮比の変化の影響よりも内部Ｅ
ＧＲ量の変化の影響の方が大きく現れ、一方、高負荷域
では、内部ＥＧＲ量の変化の影響よりも実圧縮比の変化
の影響の方が大きく現れる。従って、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが進角側又は遅角側にずれた場合における
要求点火時期の変化をエンジン負荷との関係で示すと、
図１０に示されるものとなる。すなわち、軽負荷域にお
いては、バルブタイミング変位量ＶＴＤが進角側にずれ
た場合、内部ＥＧＲ量の増大に伴う燃焼速度の遅延化に
対応すべく、点火時期を進角側に補正する必要があり、
一方、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側にずれた
場合、内部ＥＧＲ量の減少に伴う燃焼速度の迅速化に対
応すべく、点火時期を遅角側に補正する必要がある。ま
た、高負荷域においては、バルブタイミング変位量ＶＴ
Ｄが進角側にずれた場合、実圧縮比の上昇に伴う燃焼速
度の迅速化に対応すべく、点火時期を遅角側に補正する
必要があり、一方、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅
角側にずれた場合、実圧縮比の低下に伴う燃焼速度の遅
延化に対応すべく、点火時期を進角側に補正する必要が
ある。
る。すなわち、バルブタイミング変位量が変化した場
合、軽負荷域では、実圧縮比の変化の影響よりも内部Ｅ
ＧＲ量の変化の影響の方が大きく現れ、一方、高負荷域
では、内部ＥＧＲ量の変化の影響よりも実圧縮比の変化
の影響の方が大きく現れる。従って、バルブタイミング
変位量ＶＴＤが進角側又は遅角側にずれた場合における
要求点火時期の変化をエンジン負荷との関係で示すと、
図１０に示されるものとなる。すなわち、軽負荷域にお
いては、バルブタイミング変位量ＶＴＤが進角側にずれ
た場合、内部ＥＧＲ量の増大に伴う燃焼速度の遅延化に
対応すべく、点火時期を進角側に補正する必要があり、
一方、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側にずれた
場合、内部ＥＧＲ量の減少に伴う燃焼速度の迅速化に対
応すべく、点火時期を遅角側に補正する必要がある。ま
た、高負荷域においては、バルブタイミング変位量ＶＴ
Ｄが進角側にずれた場合、実圧縮比の上昇に伴う燃焼速
度の迅速化に対応すべく、点火時期を遅角側に補正する
必要があり、一方、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅
角側にずれた場合、実圧縮比の低下に伴う燃焼速度の遅
延化に対応すべく、点火時期を進角側に補正する必要が
ある。
【００３８】以上のような考察に基づき具体化された点
火時期制御の処理手順は、図１１及び図１２のフローチ
ャートに示される。このルーチンは、所定のクランク角
ごとに実行されるように構成されている。まず、クラン
ク角センサ５１の出力に基づいて現在のエンジン回転速
度ＮＥを検出するとともに、熱式エアフローメータ４０
の出力に基づいて現在の吸入空気質量ＧＡを検出する
（ステップ１０２）。次いで、 ＧＮ←ＧＡ／ＮＥ なる演算により、エンジン負荷（エンジン１回転当たり
の吸入空気質量）ＧＮを算出する（ステップ１０４）。
火時期制御の処理手順は、図１１及び図１２のフローチ
ャートに示される。このルーチンは、所定のクランク角
ごとに実行されるように構成されている。まず、クラン
ク角センサ５１の出力に基づいて現在のエンジン回転速
度ＮＥを検出するとともに、熱式エアフローメータ４０
の出力に基づいて現在の吸入空気質量ＧＡを検出する
（ステップ１０２）。次いで、 ＧＮ←ＧＡ／ＮＥ なる演算により、エンジン負荷（エンジン１回転当たり
の吸入空気質量）ＧＮを算出する（ステップ１０４）。
【００３９】次いで、図１３に示されるようなマップに
基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ及び回転速度Ｎ
Ｅに応じた基本点火時期ｔＳＡを算出する（ステップ１
０６）。なお、点火時期は、圧縮上死点前のクランク角
に相当する数値（点火進角値）として表されている。ま
た、この基本点火進角値ｔＳＡのマップは、予めＲＯＭ
７３に格納されている。次いで、図１４に示されるよう
なマップに基づく補間計算により、ノック制御による点
火進角値遅角補正量を制限するための基本遅角補正ガー
ド量ｔＡＫＮＫmax を、現在の負荷ＧＮ及び回転速度Ｎ
Ｅに応じて算出する（ステップ１０８）。なお、この基
本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax のマップも、予めＲ
ＯＭ７３に格納されている。次いで、図１５に示される
ようなマップに基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ
及び回転速度ＮＥに応じた基本目標バルブタイミング変
位量ｔＶＴＤを算出する（ステップ１１０）。この基本
目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤのマップも、予め
ＲＯＭ７３に格納されている。なお、前述の基本点火進
角値ｔＳＡ及び基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax
は、回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮがある値をとるときに、
それに応じた基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤ
を求め、それらのＮＥ、ＧＮ及びｔＶＴＤに基づき適合
せしめたものである。
基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ及び回転速度Ｎ
Ｅに応じた基本点火時期ｔＳＡを算出する（ステップ１
０６）。なお、点火時期は、圧縮上死点前のクランク角
に相当する数値（点火進角値）として表されている。ま
た、この基本点火進角値ｔＳＡのマップは、予めＲＯＭ
７３に格納されている。次いで、図１４に示されるよう
なマップに基づく補間計算により、ノック制御による点
火進角値遅角補正量を制限するための基本遅角補正ガー
ド量ｔＡＫＮＫmax を、現在の負荷ＧＮ及び回転速度Ｎ
Ｅに応じて算出する（ステップ１０８）。なお、この基
本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax のマップも、予めＲ
ＯＭ７３に格納されている。次いで、図１５に示される
ようなマップに基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ
及び回転速度ＮＥに応じた基本目標バルブタイミング変
位量ｔＶＴＤを算出する（ステップ１１０）。この基本
目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤのマップも、予め
ＲＯＭ７３に格納されている。なお、前述の基本点火進
角値ｔＳＡ及び基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax
は、回転速度ＮＥ及び負荷ＧＮがある値をとるときに、
それに応じた基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤ
を求め、それらのＮＥ、ＧＮ及びｔＶＴＤに基づき適合
せしめたものである。
【００４０】次いで、第１の磁気センサ５４及び第２の
磁気センサ５５からの信号に基づいて現在の実際のバル
ブタイミング変位量ＶＴＤを検出する（ステップ１１
２）。次いで、この実バルブタイミング変位量ＶＴＤが
基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤからどれだけ
遅角しているかを表すバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶ
ＴＤを、 ΔＶＴＤ←ｔＶＴＤ−ＶＴＤ なる演算により算出する（ステップ１１４）。従って、
このΔＶＴＤ＜０のときには、実バルブタイミング変位
量ＶＴＤが基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤよ
り進角していることを示す。なお、このように実バルブ
タイミング変位量ＶＴＤが基本目標バルブタイミング変
位量ｔＶＴＤからずれるのは、バルブタイミング制御に
おいて各種の補正がなされたり、ＶＶＴ機構の応答遅れ
が発生したりするためである。かかる補正の例として
は、ノックを防止するために充填効率を下げるべくバル
ブタイミングを遅角せしめる補正、デポジット付着量の
増加に伴う壁面付着燃料量の増加を吸収するためにバル
ブオーバラップ量を減少させ吸気吹き返し量を減少させ
るべくバルブタイミングを遅角せしめる補正、低温時に
おける早期暖機を図るためにバルブオーバラップ量を減
少させ吸気吹き返し量を減少させるべくバルブタイミン
グを遅角せしめる補正等が含まれる。
磁気センサ５５からの信号に基づいて現在の実際のバル
ブタイミング変位量ＶＴＤを検出する（ステップ１１
２）。次いで、この実バルブタイミング変位量ＶＴＤが
基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤからどれだけ
遅角しているかを表すバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶ
ＴＤを、 ΔＶＴＤ←ｔＶＴＤ−ＶＴＤ なる演算により算出する（ステップ１１４）。従って、
このΔＶＴＤ＜０のときには、実バルブタイミング変位
量ＶＴＤが基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤよ
り進角していることを示す。なお、このように実バルブ
タイミング変位量ＶＴＤが基本目標バルブタイミング変
位量ｔＶＴＤからずれるのは、バルブタイミング制御に
おいて各種の補正がなされたり、ＶＶＴ機構の応答遅れ
が発生したりするためである。かかる補正の例として
は、ノックを防止するために充填効率を下げるべくバル
ブタイミングを遅角せしめる補正、デポジット付着量の
増加に伴う壁面付着燃料量の増加を吸収するためにバル
ブオーバラップ量を減少させ吸気吹き返し量を減少させ
るべくバルブタイミングを遅角せしめる補正、低温時に
おける早期暖機を図るためにバルブオーバラップ量を減
少させ吸気吹き返し量を減少させるべくバルブタイミン
グを遅角せしめる補正等が含まれる。
【００４１】次いで、図１６に示されるようなマップに
基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ、回転速度Ｎ
Ｅ、及びバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じた
点火進角値補正量Ｋsaを算出する（ステップ１１６）。
なお、この点火進角値補正量Ｋsaのマップも、予めＲＯ
Ｍ７３に格納されている。ただし、図１６では、（Ａ）
ΔＶＴＤ＝０°、（Ｂ）ΔＶＴＤ＝５°、及び（Ｃ）Δ
ＶＴＤ＝１０°の場合のみが例示されている。すなわ
ち、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側にずれた場
合には、このマップに示されるように、軽負荷域におい
ては、内部ＥＧＲ量の減少に伴う燃焼速度の迅速化に対
応すべく、点火時期が遅角側に補正され、また、高負荷
域においては、実圧縮比の低下に伴う燃焼速度の遅延化
に対応すべく、点火時期が進角側に補正される。同様
に、ΔＶＴＤ＜０の場合、すなわちバルブタイミング変
位量ＶＴＤが進角側にずれた場合には、軽負荷域におい
ては、内部ＥＧＲ量の増大に伴う燃焼速度の遅延化に対
応すべく、点火時期が進角側に補正され、また、高負荷
域においては、実圧縮比の上昇に伴う燃焼速度の迅速化
に対応すべく、点火時期が遅角側に補正されるように、
ΔＶＴＤ＜０の場合のマップも準備される。次いで、 ｔＳＡk ←ｔＳＡ＋Ｋsa なる演算により、補正後点火進角値ｔＳＡk を算出する
（ステップ１１８）。
基づく補間計算により、現在の負荷ＧＮ、回転速度Ｎ
Ｅ、及びバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じた
点火進角値補正量Ｋsaを算出する（ステップ１１６）。
なお、この点火進角値補正量Ｋsaのマップも、予めＲＯ
Ｍ７３に格納されている。ただし、図１６では、（Ａ）
ΔＶＴＤ＝０°、（Ｂ）ΔＶＴＤ＝５°、及び（Ｃ）Δ
ＶＴＤ＝１０°の場合のみが例示されている。すなわ
ち、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側にずれた場
合には、このマップに示されるように、軽負荷域におい
ては、内部ＥＧＲ量の減少に伴う燃焼速度の迅速化に対
応すべく、点火時期が遅角側に補正され、また、高負荷
域においては、実圧縮比の低下に伴う燃焼速度の遅延化
に対応すべく、点火時期が進角側に補正される。同様
に、ΔＶＴＤ＜０の場合、すなわちバルブタイミング変
位量ＶＴＤが進角側にずれた場合には、軽負荷域におい
ては、内部ＥＧＲ量の増大に伴う燃焼速度の遅延化に対
応すべく、点火時期が進角側に補正され、また、高負荷
域においては、実圧縮比の上昇に伴う燃焼速度の迅速化
に対応すべく、点火時期が遅角側に補正されるように、
ΔＶＴＤ＜０の場合のマップも準備される。次いで、 ｔＳＡk ←ｔＳＡ＋Ｋsa なる演算により、補正後点火進角値ｔＳＡk を算出する
（ステップ１１８）。
【００４２】次いで、図１７に示されるようなマップに
基づく補間計算により、基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮ
Ｋmax を補正するためのガード量減少補正量Ｋaknkを、
現在の負荷ＧＮ、回転速度ＮＥ、及びバルブタイミング
遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じて算出する（ステップ１２
０）。なお、このガード量減少補正量Ｋaknkのマップ
も、予めＲＯＭ７３に格納されている。ただし、図１７
では、（Ａ）ΔＶＴＤ＝０°、（Ｂ）ΔＶＴＤ＝５°、
及び（Ｃ）ΔＶＴＤ＝１０°の場合のみが例示されてい
る。すなわち、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側
にずれた場合には、このマップに示されるように、実圧
縮比が減少し、ノックが発生しにくい方向にずれている
ことになるため、基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax
が減少補正されるようにガード量減少補正量Ｋaknkが正
の値として定められている。しかも、実圧縮比の影響が
大きい高負荷側ほどガード量減少補正量Ｋaknkは大きな
値とされている。ΔＶＴＤ＜０の場合のマップは図示さ
れていないが、これとは逆の関係になる。次いで、 ｔＡＫＮＫmaxk←ｔＡＫＮＫmax −Ｋaknk なる演算により、補正後遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫma
xkを算出する（ステップ１２２）。
基づく補間計算により、基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮ
Ｋmax を補正するためのガード量減少補正量Ｋaknkを、
現在の負荷ＧＮ、回転速度ＮＥ、及びバルブタイミング
遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じて算出する（ステップ１２
０）。なお、このガード量減少補正量Ｋaknkのマップ
も、予めＲＯＭ７３に格納されている。ただし、図１７
では、（Ａ）ΔＶＴＤ＝０°、（Ｂ）ΔＶＴＤ＝５°、
及び（Ｃ）ΔＶＴＤ＝１０°の場合のみが例示されてい
る。すなわち、バルブタイミング変位量ＶＴＤが遅角側
にずれた場合には、このマップに示されるように、実圧
縮比が減少し、ノックが発生しにくい方向にずれている
ことになるため、基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax
が減少補正されるようにガード量減少補正量Ｋaknkが正
の値として定められている。しかも、実圧縮比の影響が
大きい高負荷側ほどガード量減少補正量Ｋaknkは大きな
値とされている。ΔＶＴＤ＜０の場合のマップは図示さ
れていないが、これとは逆の関係になる。次いで、 ｔＡＫＮＫmaxk←ｔＡＫＮＫmax −Ｋaknk なる演算により、補正後遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫma
xkを算出する（ステップ１２２）。
【００４３】次いで、別途実行されているノック制御に
より算出されている現在の点火進角値遅角補正量ＡＫＮ
Ｋを求める（ステップ１２４）。次いで、この点火進角
値遅角補正量ＡＫＮＫが前記した補正後遅角補正ガード
量ｔＡＫＮＫmaxkよりも大きい場合には、このＡＫＮＫ
をｔＡＫＮＫmaxkに制限する（ステップ１２６及び１２
８）。次いで、このガード後遅角補正量ＡＫＮＫに基づ
き、 ＳＡ←ｔＳＡk −ＡＫＮＫ なる遅角補正演算を実行して、最終点火進角値ＳＡを算
出する（ステップ１３０）。最後に、点火時期をこの最
終点火進角値ＳＡに設定する（ステップ１３２）。
より算出されている現在の点火進角値遅角補正量ＡＫＮ
Ｋを求める（ステップ１２４）。次いで、この点火進角
値遅角補正量ＡＫＮＫが前記した補正後遅角補正ガード
量ｔＡＫＮＫmaxkよりも大きい場合には、このＡＫＮＫ
をｔＡＫＮＫmaxkに制限する（ステップ１２６及び１２
８）。次いで、このガード後遅角補正量ＡＫＮＫに基づ
き、 ＳＡ←ｔＳＡk −ＡＫＮＫ なる遅角補正演算を実行して、最終点火進角値ＳＡを算
出する（ステップ１３０）。最後に、点火時期をこの最
終点火進角値ＳＡに設定する（ステップ１３２）。
【００４４】次に、前記した実施例（図１１及び図１
２）を改良した第２実施例について説明する。ノック
は、吸気温（外気温）又は水温が高くなるにつれて発生
しやすくなる。そこで、第２実施例では、このような条
件を考慮して点火進角値補正量及びノック制御による遅
角補正ガード量が更に補正される。すなわち、吸気温又
は水温が高温なほど、点火進角値補正量が小さくされ、
かつ、遅角補正ガード量が大きくされる。
２）を改良した第２実施例について説明する。ノック
は、吸気温（外気温）又は水温が高くなるにつれて発生
しやすくなる。そこで、第２実施例では、このような条
件を考慮して点火進角値補正量及びノック制御による遅
角補正ガード量が更に補正される。すなわち、吸気温又
は水温が高温なほど、点火進角値補正量が小さくされ、
かつ、遅角補正ガード量が大きくされる。
【００４５】図１８及び図１９は、第２実施例に係る点
火時期制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートで
ある。なお、この実施例では、吸気温センサ４３に基づ
き検出される吸気温ＴＨＡにより補正がなされるが、水
温センサ４４に基づき検出され水温ＴＨＷを用いてもも
ちろんよい。第１実施例（図１１及び図１２）との相違
点についてのみ説明すると、まず、第２実施例では、吸
気温ＴＨＡを検出するステップ２１６が追加され、ま
た、図２０及び図２１に示されるようなマップを参照す
ることにより、吸気温ＴＨＡに基づく補正係数Ｋtha1及
びＫtha2を求めるステップ２２０及び２２６が追加され
ている。そして、これらの補正係数Ｋtha1及びＫtha2に
基づき、ステップ２２２及び２２８では、 ｔＳＡk ←ｔＳＡ＋Ｋsa＊Ｋtha1 ｔＡＫＮＫmaxk←ｔＡＫＮＫmax −Ｋaknk＊Ｋtha2 なる演算が実行される。図２０に示されるように、Ｋth
a1は、吸気温ＴＨＡが高温になるほど１．０より小さく
設定され、吸気温ＴＨＡが低温になるほど１．０より大
きく設定されているため、補正後点火進角値ｔＳＡk は
高温なほど小さな値となる。また、図２１に示されるよ
うに、Ｋtha2は、吸気温ＴＨＡが高温になるほど１．０
より小さく設定され、吸気温ＴＨＡが低温になるほど
１．０より大きく設定されているため、補正後遅角補正
ガード量ｔＡＫＮＫmaxkは高温なほど増大せしめられる
こととなる。他のステップは、第１実施例と同様であ
る。
火時期制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートで
ある。なお、この実施例では、吸気温センサ４３に基づ
き検出される吸気温ＴＨＡにより補正がなされるが、水
温センサ４４に基づき検出され水温ＴＨＷを用いてもも
ちろんよい。第１実施例（図１１及び図１２）との相違
点についてのみ説明すると、まず、第２実施例では、吸
気温ＴＨＡを検出するステップ２１６が追加され、ま
た、図２０及び図２１に示されるようなマップを参照す
ることにより、吸気温ＴＨＡに基づく補正係数Ｋtha1及
びＫtha2を求めるステップ２２０及び２２６が追加され
ている。そして、これらの補正係数Ｋtha1及びＫtha2に
基づき、ステップ２２２及び２２８では、 ｔＳＡk ←ｔＳＡ＋Ｋsa＊Ｋtha1 ｔＡＫＮＫmaxk←ｔＡＫＮＫmax −Ｋaknk＊Ｋtha2 なる演算が実行される。図２０に示されるように、Ｋth
a1は、吸気温ＴＨＡが高温になるほど１．０より小さく
設定され、吸気温ＴＨＡが低温になるほど１．０より大
きく設定されているため、補正後点火進角値ｔＳＡk は
高温なほど小さな値となる。また、図２１に示されるよ
うに、Ｋtha2は、吸気温ＴＨＡが高温になるほど１．０
より小さく設定され、吸気温ＴＨＡが低温になるほど
１．０より大きく設定されているため、補正後遅角補正
ガード量ｔＡＫＮＫmaxkは高温なほど増大せしめられる
こととなる。他のステップは、第１実施例と同様であ
る。
【００４６】以上、本発明の実施例について述べてきた
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とであろう。
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とであろう。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変バルブタイミング機構を有する内燃機関において実
バルブタイミングが基本バルブタイミングよりずれた場
合にそのずれに応じて点火時期を最適に補正することが
可能な点火時期制御装置が提供され、燃焼安定性の向上
及びノックの防止が図られる。
可変バルブタイミング機構を有する内燃機関において実
バルブタイミングが基本バルブタイミングよりずれた場
合にそのずれに応じて点火時期を最適に補正することが
可能な点火時期制御装置が提供され、燃焼安定性の向上
及びノックの防止が図られる。
【図１】本発明の一実施例に係る点火時期制御装置を備
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図２】本発明の一実施例に係るエンジンＥＣＵのハー
ドウェア構成を示すブロック図である。
ドウェア構成を示すブロック図である。
【図３】吸気弁及び排気弁の開閉時期をクランク角によ
り表したバルブタイミング図である。
り表したバルブタイミング図である。
【図４】吸気弁閉じタイミングと実圧縮比との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図５】エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷（エン
ジン１回転当たりの吸入空気質量）ＧＮがある一定値で
外気温が常温という条件の下での点火時期（点火進角
値）とトルクとの関係を、バルブタイミング変位量ＶＴ
Ｄが４０°の場合（曲線）及び３０°の場合（曲線
）について示す特性図である。
ジン１回転当たりの吸入空気質量）ＧＮがある一定値で
外気温が常温という条件の下での点火時期（点火進角
値）とトルクとの関係を、バルブタイミング変位量ＶＴ
Ｄが４０°の場合（曲線）及び３０°の場合（曲線
）について示す特性図である。
【図６】エンジン負荷ＧＮと内部ＥＧＲ量との関係を、
バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合（すなわち
バルブタイミングが進角している場合）及びバルブタイ
ミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわちバルブタイ
ミングが遅角している場合）について示す特性図であ
る。
バルブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合（すなわち
バルブタイミングが進角している場合）及びバルブタイ
ミング変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわちバルブタイ
ミングが遅角している場合）について示す特性図であ
る。
【図７】内部ＥＧＲ量と要求点火時期との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図８】エンジン負荷ＧＮと実圧縮比との関係を、バル
ブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合（すなわちバル
ブタイミングが進角している場合）及びバルブタイミン
グ変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわちバルブタイミン
グが遅角している場合）について示す特性図である。
ブタイミング変位量ＶＴＤが大きい場合（すなわちバル
ブタイミングが進角している場合）及びバルブタイミン
グ変位量ＶＴＤが小さい場合（すなわちバルブタイミン
グが遅角している場合）について示す特性図である。
【図９】実圧縮比と要求点火時期との関係を示す特性図
である。
である。
【図１０】バルブタイミング変位量ＶＴＤが進角側又は
遅角側にずれた場合における要求点火時期の変化をエン
ジン負荷との関係で示す特性図である。
遅角側にずれた場合における要求点火時期の変化をエン
ジン負荷との関係で示す特性図である。
【図１１】第１実施例に係る点火時期制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャート（１／２）である。
理手順を示すフローチャート（１／２）である。
【図１２】第１実施例に係る点火時期制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャート（２／２）である。
理手順を示すフローチャート（２／２）である。
【図１３】エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮ
に応じて基本点火進角値ｔＳＡを求めるためのマップを
示す図である。
に応じて基本点火進角値ｔＳＡを求めるためのマップを
示す図である。
【図１４】ノック制御による点火進角値遅角補正量を制
限するための基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax を、
エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮに応じて求
めるためのマップを示す図である。
限するための基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax を、
エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮに応じて求
めるためのマップを示す図である。
【図１５】エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮ
に応じて基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤを求
めるためのマップを示す図である。
に応じて基本目標バルブタイミング変位量ｔＶＴＤを求
めるためのマップを示す図である。
【図１６】エンジン負荷ＧＮ、エンジン回転速度ＮＥ、
及びバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じて点火
進角値補正量Ｋsaを求めるためのマップを示す図であ
る。
及びバルブタイミング遅角ずれ量ΔＶＴＤに応じて点火
進角値補正量Ｋsaを求めるためのマップを示す図であ
る。
【図１７】基本遅角補正ガード量ｔＡＫＮＫmax を補正
するためのガード量減少補正量Ｋaknkを、エンジン負荷
ＧＮ、エンジン回転速度ＮＥ、及びバルブタイミング遅
角ずれ量ΔＶＴＤに応じて求めるためのマップを示す図
である。
するためのガード量減少補正量Ｋaknkを、エンジン負荷
ＧＮ、エンジン回転速度ＮＥ、及びバルブタイミング遅
角ずれ量ΔＶＴＤに応じて求めるためのマップを示す図
である。
【図１８】第２実施例に係る点火時期制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャート（１／２）である。
理手順を示すフローチャート（１／２）である。
【図１９】第２実施例に係る点火時期制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャート（２／２）である。
理手順を示すフローチャート（２／２）である。
【図２０】吸気温ＴＨＡに応じて補正係数Ｋtha1を求め
るためのマップを示す図である。
るためのマップを示す図である。
【図２１】吸気温ＴＨＡに応じて補正係数Ｋtha2を求め
るためのマップを示す図である。
るためのマップを示す図である。
２…エアクリーナ ４…スロットルボデー ５…スロットル弁 ６…サージタンク（インテークマニホルド） ７…吸気管 ８…アイドルアジャスト通路 １０…燃料タンク １１…燃料ポンプ １２…燃料配管 ２０…気筒 ２１…燃焼室 ２２…冷却水通路 ２３…ピストン ２４…吸気弁 ２６…排気弁 ３０…排気マニホルド ３４…排気管 ３８…触媒コンバータ ４０…熱式エアフローメータ ４１…バキュームセンサ ４２…スロットル開度センサ ４３…吸気温センサ ４４…水温センサ ４５…空燃比センサ ５０…基準位置検出センサ ５１…クランク角センサ ５２…アイドルスイッチ ５３…車速センサ ５４…第１の磁気センサ ５５…第２の磁気センサ ５９…ノックセンサ ６０…燃料噴射弁 ６２…イグナイタ ６３…点火コイル ６４…点火ディストリビュータ ６５…スパークプラグ ６６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ） ６８…油圧制御弁 ７０…エンジンＥＣＵ ７１…ＣＰＵ ７２…システムバス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…Ａ／Ｄ変換回路 ７６…入力インタフェース回路 ７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ…駆動制御回路 ７８…ノック判別回路 ７９…バックアップＲＡＭ ８０…コネクティングロッド ８１…クランクシャフト ８２…磁性体 ８４…タイミングプーリ ８５，８６…カムシャフト ８７，８８…カム ８９，９０…タイミングプーリ ９１…タイミングベルト ９２…バルブタイミング連続可変機構 ９３…磁性体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02P 5/15 F02D 13/02
Claims (3)
- 【請求項１】 バルブタイミングを変化させる可変バル
ブタイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に応
じて基本バルブタイミングを設定する内燃機関における
点火時期制御装置であって、 機関負荷、機関回転速度、及び基本バルブタイミングに
応じて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段
と、 内部ＥＧＲ量の変化が点火時期に与える影響が、実圧縮
比の変化が点火時期に与える影響よりも大きい機関負荷
領域において、実バルブタイミングが基本バルブタイミ
ングに対してバルブオーバラップ量が増大する方向にず
れた際には機関負荷が軽負荷であるほど該基本点火時期
を進角補正し、実バルブタイミングが基本バルブタイミ
ングに対してバルブオーバラップ量が減少する方向にず
れた際には機関負荷が軽負荷であるほど該基本点火時期
を遅角補正する点火時期補正手段と、 を具備する、内燃機関の点火時期制御装置。 - 【請求項２】 バルブタイミングを変化させる可変バル
ブタイミング機構を有し機関負荷及び機関回転速度に応
じて基本バルブタイミングを設定する内燃機関における
点火時期制御装置であって、 機関負荷、機関回転速度、及び基本バルブタイミングに
応じて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段
と、 実圧縮比の変化が点火時期に与える影響が、内部ＥＧＲ
量の変化が点火時期に与える影響よりも大きい機関負荷
領域において、実バルブタイミングが基本バルブタイミ
ングに対してバルブオーバラップ量が増大する方向にず
れた際には機関負荷が高負荷であるほど該基本点火時期
を遅角補正し、実バルブタイミングが基本バルブタイミ
ングに対してバルブオーバラップ量が減少する方向にず
れた際には機関負荷が高負荷であるほど該基本点火時期
を進角補正する点火時期補正手段と、 を具備する、内燃機関の点火時期制御装置。 - 【請求項３】 機関負荷、機関回転速度、及び基本バル
ブタイミングに応じて設定される遅角ガード量により点
火時期の遅角制限を行う遅角制限手段と、 実バルブタイミングが基本バルブタイミングに対して実
圧縮比を増大させる方向にずれた際には該遅角ガード量
を増大補正し、実バルブタイミングが基本バルブタイミ
ングに対して実圧縮比を減少させる方向にずれた際には
該遅角ガード量を減少補正する遅角ガード量補正手段
と、 を更に具備する、請求項１又は請求項２に記載の内燃機
関の点火時期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08014188A JP3085181B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09209895A JPH09209895A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3085181B2 true JP3085181B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=11854158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08014188A Expired - Fee Related JP3085181B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3085181B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-01-30 JP JP08014188A patent/JP3085181B2/ja not_active Expired - Fee Related
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