JP3219153B2 - バルブタイミング制御装置 - Google Patents
バルブタイミング制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
- F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0261—Controlling the valve overlap
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのバルブタイ
ミング制御装置に関し、特に、タイミング制御による燃
焼安定性の改良に関するものである。
ミング制御装置に関し、特に、タイミング制御による燃
焼安定性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジン出力の向上等を目的として、ク
ランク軸とカム軸との回転位相差若しくはタイミングを
制御することは、例えば、特開昭５８−１８５９１４号
等で良く知られている。かかるバルブタイミング制御技
術では、吸気バルブと排気バルブとのオーバラップ量を
制御するようになっている。かかるバルブタイミング制
御によれば、オーバラップ量が減れば燃焼室内の燃焼後
の残留ガスの量が減るので、エンジン出力は増加し、反
対に増えれば出力は減少する。
ランク軸とカム軸との回転位相差若しくはタイミングを
制御することは、例えば、特開昭５８−１８５９１４号
等で良く知られている。かかるバルブタイミング制御技
術では、吸気バルブと排気バルブとのオーバラップ量を
制御するようになっている。かかるバルブタイミング制
御によれば、オーバラップ量が減れば燃焼室内の燃焼後
の残留ガスの量が減るので、エンジン出力は増加し、反
対に増えれば出力は減少する。
【０００３】一方、燃費改善を目的とした希薄燃焼方式
のエンジンでは、図１に示すように、エンジン回転数と
軸トルクで規定される部分負荷域では、空燃比（Ａ／
Ｆ）は１４．７よりもリーンに設定されている。そし
て、Ａ／Ｆは燃焼安定性が確保される範囲内でなるべく
リーンな値に設定されるべきである。
のエンジンでは、図１に示すように、エンジン回転数と
軸トルクで規定される部分負荷域では、空燃比（Ａ／
Ｆ）は１４．７よりもリーンに設定されている。そし
て、Ａ／Ｆは燃焼安定性が確保される範囲内でなるべく
リーンな値に設定されるべきである。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】上述の可変バルブ
タイミング機構を有したエンジンに希薄燃焼方式を採用
すると、前述したように、バルブタイミングが変更され
れば、それにより残留ガスの量が変るので、その他の運
転条件が同じであっても、燃焼安定性とそのリーン限界
は異なったものとなる筈である。例えば、オーバラップ
量が小から大に変更された場合は、燃焼安定性は悪化す
るので、設定空燃比は、オーバラップ量が小のときより
も、よりリツチ側に設定する必要がある筈である。
タイミング機構を有したエンジンに希薄燃焼方式を採用
すると、前述したように、バルブタイミングが変更され
れば、それにより残留ガスの量が変るので、その他の運
転条件が同じであっても、燃焼安定性とそのリーン限界
は異なったものとなる筈である。例えば、オーバラップ
量が小から大に変更された場合は、燃焼安定性は悪化す
るので、設定空燃比は、オーバラップ量が小のときより
も、よりリツチ側に設定する必要がある筈である。
【０００５】ところが、従来の可変バルブ機構を備えた
エンジンでは、バルブタイミングが変更されても、空燃
比はその変更に伴なって何等修正されることはなかった
ので、オーバラップが小から大に変更されたときは燃焼
安定性が悪化してしまい、逆に、オーバラップが大から
小に変更されたときは、空燃比を一定にしたままでいる
と、リーン限界に対するマージンが大きくなりすぎて、
燃費改善効果にロスが生じるという問題がある。
エンジンでは、バルブタイミングが変更されても、空燃
比はその変更に伴なって何等修正されることはなかった
ので、オーバラップが小から大に変更されたときは燃焼
安定性が悪化してしまい、逆に、オーバラップが大から
小に変更されたときは、空燃比を一定にしたままでいる
と、リーン限界に対するマージンが大きくなりすぎて、
燃費改善効果にロスが生じるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の目的は、
上記従来技術の欠点を解消するために、オーバラップ量
が変更される場合でも、燃焼の安定性が損なわれること
のないバルブタイミング制御装置を提案するものであ
る。
上記従来技術の欠点を解消するために、オーバラップ量
が変更される場合でも、燃焼の安定性が損なわれること
のないバルブタイミング制御装置を提案するものであ
る。
【０００７】上記課題を解決し、目的を達成するため、
この発明に係わるバルブタイミング制御装置は、吸気バ
ルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更するこ
とにより吸排気バルブのオーバーラップ量を変更するバ
ルブタイミング可変手段と、空燃比を理論空燃比よりも
リーン側の空燃比の範囲内で変更する空燃比変更手段
と、前記吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミン
グが変更されるべき運転条件の変化を検出する運転領域
検出手段と、リーン燃焼領域において上記運転条件の変
化の発生を検出するリーン領域検出手段と、リーン燃焼
領域において上記運転領域検出手段により吸排気バルブ
のオーバーラップ量を小から大に変更することが必要と
判断された時に、前記バルブタイミング可変手段と空燃
比変更手段との両方を制御して、該オーバーラップ量を
小から大に変更すると共に、空燃比を理論空燃比よりも
リーン側の空燃比の範囲内でリッチ方向に変更し、リー
ン燃焼領域において上記運転領域検出手段により吸排気
バルブのオーバーラップ量を大から小に変更することが
必要と判断された時に、前記バルブタイミング可変手段
と空燃比変更手段との両方を制御して、該オーバーラッ
プ量を大から小に変更すると共に、空燃比を理論空燃比
よりもリーン側の空燃比の範囲内でリーン方向に変更す
る制御手段とを具備することを特徴とする。
この発明に係わるバルブタイミング制御装置は、吸気バ
ルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更するこ
とにより吸排気バルブのオーバーラップ量を変更するバ
ルブタイミング可変手段と、空燃比を理論空燃比よりも
リーン側の空燃比の範囲内で変更する空燃比変更手段
と、前記吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミン
グが変更されるべき運転条件の変化を検出する運転領域
検出手段と、リーン燃焼領域において上記運転条件の変
化の発生を検出するリーン領域検出手段と、リーン燃焼
領域において上記運転領域検出手段により吸排気バルブ
のオーバーラップ量を小から大に変更することが必要と
判断された時に、前記バルブタイミング可変手段と空燃
比変更手段との両方を制御して、該オーバーラップ量を
小から大に変更すると共に、空燃比を理論空燃比よりも
リーン側の空燃比の範囲内でリッチ方向に変更し、リー
ン燃焼領域において上記運転領域検出手段により吸排気
バルブのオーバーラップ量を大から小に変更することが
必要と判断された時に、前記バルブタイミング可変手段
と空燃比変更手段との両方を制御して、該オーバーラッ
プ量を大から小に変更すると共に、空燃比を理論空燃比
よりもリーン側の空燃比の範囲内でリーン方向に変更す
る制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】上記構成の制御装置において、具体的に
は、吸排気バルブのオーバラップ量を小から大に変更す
ることが必要と判断された時は、燃焼室内の空燃比をよ
りリツチ方向に変更し、併せて、オーバラップ量を小か
ら大に変更することにより、燃焼の安定性が確保され
る。
は、吸排気バルブのオーバラップ量を小から大に変更す
ることが必要と判断された時は、燃焼室内の空燃比をよ
りリツチ方向に変更し、併せて、オーバラップ量を小か
ら大に変更することにより、燃焼の安定性が確保され
る。
【０００９】また、吸排気バルブのオーバラップ量を大
から小に変更することが必要と判断した時にのみ、先
ず、オーバラップ量を大から小に変更し、その後に燃焼
室内の空燃比をよりリーン方向に変更することにより、
一瞬たりとも、燃焼が不安定な領域に移行することが防
止され、併せて、燃費が確保される。
から小に変更することが必要と判断した時にのみ、先
ず、オーバラップ量を大から小に変更し、その後に燃焼
室内の空燃比をよりリーン方向に変更することにより、
一瞬たりとも、燃焼が不安定な領域に移行することが防
止され、併せて、燃費が確保される。
【００１０】
【実施例】以下添付図面を参照しながら、本発明のバル
ブタイミング制御装置を自動車のエンジンの燃料制御装
置に適用した実施例を説明する。装置構成 図２は、エンジン１００の燃料噴射量を制御する制御シ
ステムの全体を示す図である。このシステムは、エンジ
ン１００と吸気系２００と排気系３００とコントロール
ユニツト４００とからなる。このシステムにおいては、
アイドリング時におけるエンジン回転数の制御を行なう
ＩＳＣ制御と、部分負荷領域においてシャッタバルブ２
０６を閉じて吸気流速を増すと共に空燃比をリーンに設
定して希薄燃焼を起こさせる希薄燃焼制御と、吸排気バ
ルブのオーバラップ量を制御するバルブタイミング制御
と、酸素センサ３０２の出力に基づいて行なう空燃比制
御とが行なわれる。
ブタイミング制御装置を自動車のエンジンの燃料制御装
置に適用した実施例を説明する。装置構成 図２は、エンジン１００の燃料噴射量を制御する制御シ
ステムの全体を示す図である。このシステムは、エンジ
ン１００と吸気系２００と排気系３００とコントロール
ユニツト４００とからなる。このシステムにおいては、
アイドリング時におけるエンジン回転数の制御を行なう
ＩＳＣ制御と、部分負荷領域においてシャッタバルブ２
０６を閉じて吸気流速を増すと共に空燃比をリーンに設
定して希薄燃焼を起こさせる希薄燃焼制御と、吸排気バ
ルブのオーバラップ量を制御するバルブタイミング制御
と、酸素センサ３０２の出力に基づいて行なう空燃比制
御とが行なわれる。
【００１１】エアクリーナから吸入された空気はその流
量ＱA がセンサ２０１により測定される。吸気流量はス
ロットルバルブ２０２により規定される。スロットルバ
ルブ２０２の全閉状態（アイドル状態）はアイドルスイ
ツチ２０３により検出される。アイドル状態において
は、ＩＳＣバルブ２０４の開度が信号ＩＳＣにより制御
されて、アイドルスピードコントロールが行なわれる。
量ＱA がセンサ２０１により測定される。吸気流量はス
ロットルバルブ２０２により規定される。スロットルバ
ルブ２０２の全閉状態（アイドル状態）はアイドルスイ
ツチ２０３により検出される。アイドル状態において
は、ＩＳＣバルブ２０４の開度が信号ＩＳＣにより制御
されて、アイドルスピードコントロールが行なわれる。
【００１２】エンジンの運転領域は主に、ディストリビ
ュータ４０１が検出したエンジン回転数ＮE ，スロット
ルバルブ２０２の開度ＴＶＯ，吸入された空気料ＱA に
より判断される。運転領域がこれらの信号に基づいて希
薄燃焼運転領域にあると判断されると、シャッタバルブ
２０６が閉じることによりセカンダリ吸気ポートが閉塞
され、プライマリ吸気ポートだけからの混合気の流入に
より希薄燃焼が行なわれる。希薄燃焼が行なわれるとき
の基本空燃比τB は図１の特性に従って決定される。
ュータ４０１が検出したエンジン回転数ＮE ，スロット
ルバルブ２０２の開度ＴＶＯ，吸入された空気料ＱA に
より判断される。運転領域がこれらの信号に基づいて希
薄燃焼運転領域にあると判断されると、シャッタバルブ
２０６が閉じることによりセカンダリ吸気ポートが閉塞
され、プライマリ吸気ポートだけからの混合気の流入に
より希薄燃焼が行なわれる。希薄燃焼が行なわれるとき
の基本空燃比τB は図１の特性に従って決定される。
【００１３】吸気バルブ２１１と排気バルブ２１２のオ
ーバラップ量は、可変バルブタイミング機構（ＶＣＰ）
１１０により決定される。図３は、この可変バルブタイ
ミング機構を図示したものである。同図において、吸気
バルブ２１１、及び排気バルブ２１２はそれぞれ吸気ポ
ート２１３、及び排気ポート３０３を開閉する。その開
閉駆動はカム機構１１４にて行なわれる。カム機構１１
４のカム部１１４４ａは、２種類の異なつた位相を持つ
カムにて構成され、可変バルブタイミング機構１１０が
図面上で上下に移動することにより、バルブ２１１，２
１２と係合するカムが選択的に切り換えられる。機構１
１０の駆動はソレノイド１１１により行なわれ、急／排
気バルブのオーバラップ量は、コントロールユニツト４
００からの信号ＣＨＧが、例えば“１”のときは大に、
“０”のときは小になるようにセットされる。原理 次に、図４に従って、本実施例のバルブタイミング制御
装置が空燃比をどのように制御するかを説明する。図４
は、オーバラップ量を大小の二通りに変更したときに、
空燃比に対する燃焼安定性の変化をグラフとしたもので
ある。同図からも分るように、オーバラップ量が大きい
ときの燃焼安定曲線は、オーバラップ量が小さいときの
それよりも左上に移動したものとなっている。即ち、空
燃比をＡ／Ｆ0 に固定した状態で、オーバラップ量を小
から大にしたときは、燃焼性は１から２の状態に移行し
悪化する。これは、前述したように、オーバラップ量が
増えれば、残留ガス濃度が上がるからである。従って、
オーバラップ量が小から大に変更されたときは、燃焼安
定性を維持するためには空燃比を上げざるを得ない。例
えば、空燃比がＡＦ1 （＞１４．７）でオーバラップ量
が小の状態で運転していたときに、オーバラップ量を大
に変更する場合には、空燃比をＡＦ2 （１４．７＜ＡＦ
2 ＜ＡＦ1 ）に変更しなくてはならない。いと燃焼安定
性が悪くなる。
ーバラップ量は、可変バルブタイミング機構（ＶＣＰ）
１１０により決定される。図３は、この可変バルブタイ
ミング機構を図示したものである。同図において、吸気
バルブ２１１、及び排気バルブ２１２はそれぞれ吸気ポ
ート２１３、及び排気ポート３０３を開閉する。その開
閉駆動はカム機構１１４にて行なわれる。カム機構１１
４のカム部１１４４ａは、２種類の異なつた位相を持つ
カムにて構成され、可変バルブタイミング機構１１０が
図面上で上下に移動することにより、バルブ２１１，２
１２と係合するカムが選択的に切り換えられる。機構１
１０の駆動はソレノイド１１１により行なわれ、急／排
気バルブのオーバラップ量は、コントロールユニツト４
００からの信号ＣＨＧが、例えば“１”のときは大に、
“０”のときは小になるようにセットされる。原理 次に、図４に従って、本実施例のバルブタイミング制御
装置が空燃比をどのように制御するかを説明する。図４
は、オーバラップ量を大小の二通りに変更したときに、
空燃比に対する燃焼安定性の変化をグラフとしたもので
ある。同図からも分るように、オーバラップ量が大きい
ときの燃焼安定曲線は、オーバラップ量が小さいときの
それよりも左上に移動したものとなっている。即ち、空
燃比をＡ／Ｆ0 に固定した状態で、オーバラップ量を小
から大にしたときは、燃焼性は１から２の状態に移行し
悪化する。これは、前述したように、オーバラップ量が
増えれば、残留ガス濃度が上がるからである。従って、
オーバラップ量が小から大に変更されたときは、燃焼安
定性を維持するためには空燃比を上げざるを得ない。例
えば、空燃比がＡＦ1 （＞１４．７）でオーバラップ量
が小の状態で運転していたときに、オーバラップ量を大
に変更する場合には、空燃比をＡＦ2 （１４．７＜ＡＦ
2 ＜ＡＦ1 ）に変更しなくてはならない。いと燃焼安定
性が悪くなる。
【００１４】図４の燃焼安定性の特性曲線は、リーン領
域では空燃比がリーン側に変更されると大きく燃焼性が
悪化するという特性を有する。一方、この特性曲線は、
リツチ領域では、空燃比の変動に対しては、燃焼安定性
はそれほど変動しないばかりか、良好な状態が維持され
ることを示している。これは、オーバラップ量が変更さ
れても、特に、空燃比を変更しなくとも、燃焼安定性は
維持されることを意味する。換言すれば、リツチ領域で
は積極的に空燃比の変更を禁止することにより、燃費改
善効果を追及した方が、敢えて空燃比をリツチにして燃
焼安定性を若干良くするよりも有効であることを意味す
る。
域では空燃比がリーン側に変更されると大きく燃焼性が
悪化するという特性を有する。一方、この特性曲線は、
リツチ領域では、空燃比の変動に対しては、燃焼安定性
はそれほど変動しないばかりか、良好な状態が維持され
ることを示している。これは、オーバラップ量が変更さ
れても、特に、空燃比を変更しなくとも、燃焼安定性は
維持されることを意味する。換言すれば、リツチ領域で
は積極的に空燃比の変更を禁止することにより、燃費改
善効果を追及した方が、敢えて空燃比をリツチにして燃
焼安定性を若干良くするよりも有効であることを意味す
る。
【００１５】そこで、本システムでは、リーン領域で
は、オーバラップ量が小から大に変更されるときは、空
燃比をリーン領域に留めつつも若干リツチにして燃焼安
定性を確保するようにする。更に、リーン領域におい
て、オーバラップ量が大から小に変更されるときは、図
４に示されているように、空燃比を変更しなくとも燃焼
安定性は確保されるものの、空燃比をさらにリーンに変
更することにより、燃費改善効果を追及するのである。
は、オーバラップ量が小から大に変更されるときは、空
燃比をリーン領域に留めつつも若干リツチにして燃焼安
定性を確保するようにする。更に、リーン領域におい
て、オーバラップ量が大から小に変更されるときは、図
４に示されているように、空燃比を変更しなくとも燃焼
安定性は確保されるものの、空燃比をさらにリーンに変
更することにより、燃費改善効果を追及するのである。
【００１６】また、リツチ領域では、燃焼安定性は比較
的に確保されているので、オーバラップ量が大から小に
変更されたり、小から大に変更されたとしても、空燃比
の変更は行なわないのである。
的に確保されているので、オーバラップ量が大から小に
変更されたり、小から大に変更されたとしても、空燃比
の変更は行なわないのである。
【００１７】図４の２つの特性曲線はある空燃比を境に
急速に燃焼安定性が失われる領域があることを示してい
る。このような領域を、図４では、ＡＦ1（オーバラッ
プ量が小の曲線）を中心にした領域、ＡＦ2 （オーバラ
ップ量が大の曲線）を中心にした領域と示している。こ
れらの領域は、これ以上リーンにすると燃焼安定性が失
われるからリーンリミツトである。ここで、バルブタイ
ミングを変更する制御の実行タイミングと空燃比を変更
する制御のの実行タイミングとの前後関係を問題にす
る。
急速に燃焼安定性が失われる領域があることを示してい
る。このような領域を、図４では、ＡＦ1（オーバラッ
プ量が小の曲線）を中心にした領域、ＡＦ2 （オーバラ
ップ量が大の曲線）を中心にした領域と示している。こ
れらの領域は、これ以上リーンにすると燃焼安定性が失
われるからリーンリミツトである。ここで、バルブタイ
ミングを変更する制御の実行タイミングと空燃比を変更
する制御のの実行タイミングとの前後関係を問題にす
る。
【００１８】オーバラップ量を小から大に変更する場合
には、オーバラップ量変更（小→大）制御→空燃比変更
（リーン→リツチ）制御の順に行なうことと、逆に、空
燃比変更（リーン→リツチ）制御→オーバラップ量変更
（小→大）制御の順に行なうことの二通りが考えられ
る。しかし、前者の順で制御の変更を行なうと、図５か
ら明らかなように、からに移行してからの領域に
遷移する。即ち、の領域において燃焼安定性が失われ
ることを甘受しなければならない。一方、後者の順で制
御の変更を行なえば、運転条件は、→→と遷移し
て、その間に燃焼が不安定になることはない。図６は、
後者の順に従った空燃比変更制御とオーバラップ量変更
制御の実行タイミングを示している。
には、オーバラップ量変更（小→大）制御→空燃比変更
（リーン→リツチ）制御の順に行なうことと、逆に、空
燃比変更（リーン→リツチ）制御→オーバラップ量変更
（小→大）制御の順に行なうことの二通りが考えられ
る。しかし、前者の順で制御の変更を行なうと、図５か
ら明らかなように、からに移行してからの領域に
遷移する。即ち、の領域において燃焼安定性が失われ
ることを甘受しなければならない。一方、後者の順で制
御の変更を行なえば、運転条件は、→→と遷移し
て、その間に燃焼が不安定になることはない。図６は、
後者の順に従った空燃比変更制御とオーバラップ量変更
制御の実行タイミングを示している。
【００１９】図７，図８は、オーバラップ量を大から小
に変更する場合には、図５，図６とは反対に、オーバラ
ップ量変更（大→小）制御→空燃比変更（リツチ→リー
ン）制御の順で行なうと、燃焼が不安定になることが無
いということを示している。 制御手順 図９は、図４〜図８に関連して説明した本実施例の制御
手順をフローチヤートにしたものである。
に変更する場合には、図５，図６とは反対に、オーバラ
ップ量変更（大→小）制御→空燃比変更（リツチ→リー
ン）制御の順で行なうと、燃焼が不安定になることが無
いということを示している。 制御手順 図９は、図４〜図８に関連して説明した本実施例の制御
手順をフローチヤートにしたものである。
【００２０】ステップＳ２においては、エンジン回転数
ＮE ，吸入された空気量ＱA ，エンジン水温Ｔw を測定
する。ステップＳ４では、これらの諸量に基づいて、オ
ーバラップ量を演算する。吸排気バルブのオーバラップ
量は例えば図１０に示されたような特性曲線に基づいて
決定される。オーバラップ量が例えば大と判断されれ
ば、コントローラ４００は信号ＣＨＧを“１”にして出
力する。ステップＳ６では、ステップＳ２で入力した水
温信号Ｔw に基づいて基本空燃比ＡＦB を決定し、更
に、例えば、図１の特性曲線に従った希薄燃焼を行なう
ための空燃比の補正定数ＣL を演算する。ステップＳ８
では、ステップＳ４で演算されたオーバラップ量が、前
回演算されたオーバラップ量に比して、変更が無いの
か、あるいは小から大に変更されようとしているのか、
あるいは大から小に変更されようとしているのかを判断
する。変更がない場合には、ステップＳ１８に進んで、
ステップＳ６で演算された空燃比を出力する。即ち、ス
テップＳ１８では、空燃比ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋ＣL ）
で出力する。図９には不図示の燃料噴射量演算ルーチン
では、このＡＦに基づいて燃料噴射パルスの時間幅τを
演算し、この信号をインジエクタ２０５に出力する。
ＮE ，吸入された空気量ＱA ，エンジン水温Ｔw を測定
する。ステップＳ４では、これらの諸量に基づいて、オ
ーバラップ量を演算する。吸排気バルブのオーバラップ
量は例えば図１０に示されたような特性曲線に基づいて
決定される。オーバラップ量が例えば大と判断されれ
ば、コントローラ４００は信号ＣＨＧを“１”にして出
力する。ステップＳ６では、ステップＳ２で入力した水
温信号Ｔw に基づいて基本空燃比ＡＦB を決定し、更
に、例えば、図１の特性曲線に従った希薄燃焼を行なう
ための空燃比の補正定数ＣL を演算する。ステップＳ８
では、ステップＳ４で演算されたオーバラップ量が、前
回演算されたオーバラップ量に比して、変更が無いの
か、あるいは小から大に変更されようとしているのか、
あるいは大から小に変更されようとしているのかを判断
する。変更がない場合には、ステップＳ１８に進んで、
ステップＳ６で演算された空燃比を出力する。即ち、ス
テップＳ１８では、空燃比ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋ＣL ）
で出力する。図９には不図示の燃料噴射量演算ルーチン
では、このＡＦに基づいて燃料噴射パルスの時間幅τを
演算し、この信号をインジエクタ２０５に出力する。
【００２１】ステップＳ８で、ステップＳ４で演算され
たオーバラップ量が、前回演算されたオーバラップ量に
比して、小から大に変更されようとしていると判断され
た場合には、ステップＳ１０以下に進み、図６の順序に
従って、空燃比変更→オーバラップ量変更を行なう。ス
テップＳ１０で、現在の空燃比がリツチ領域にあるかを
調べるのは、リツチ領域では、前述したように、空燃比
の変更が不要だからである。従って、現在の空燃比がリ
ーンである場合に限って、ステップＳ１２に進み、そこ
で、空燃比をよりリツチ方向に変更する。この時の補正
定数をＣA （＞０）とすると、ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋Ｃ
L −ＣA ）となる。ステップＳ１４では、空燃比がリツ
チになったことを確認して、ステップＳ１６で、バルブ
タイミングを小から大に変更する、即ち、信号ＣＨＧ＝
１を出力する。尚、ステップＳ１４での空燃比がリツチ
になったことの確認は、空燃比センサ３０２の出力をモ
ニタすることにより、あるいは、好ましくは、空燃比の
変更を開始してから一定時間の経過してことをもって確
認されたとするようにしてもよい。
たオーバラップ量が、前回演算されたオーバラップ量に
比して、小から大に変更されようとしていると判断され
た場合には、ステップＳ１０以下に進み、図６の順序に
従って、空燃比変更→オーバラップ量変更を行なう。ス
テップＳ１０で、現在の空燃比がリツチ領域にあるかを
調べるのは、リツチ領域では、前述したように、空燃比
の変更が不要だからである。従って、現在の空燃比がリ
ーンである場合に限って、ステップＳ１２に進み、そこ
で、空燃比をよりリツチ方向に変更する。この時の補正
定数をＣA （＞０）とすると、ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋Ｃ
L −ＣA ）となる。ステップＳ１４では、空燃比がリツ
チになったことを確認して、ステップＳ１６で、バルブ
タイミングを小から大に変更する、即ち、信号ＣＨＧ＝
１を出力する。尚、ステップＳ１４での空燃比がリツチ
になったことの確認は、空燃比センサ３０２の出力をモ
ニタすることにより、あるいは、好ましくは、空燃比の
変更を開始してから一定時間の経過してことをもって確
認されたとするようにしてもよい。
【００２２】かくして、リーン領域の運転時において、
オーバラップ量が小から大に変更される場合には、空燃
比がよりリツチ方向に変更されることにより、燃焼の安
定性が確保される。しかも、先ず、空燃比補正が行なわ
れ、その後にオーバラップ量の変更が行なわれるため
に、その変更の間に一瞬たりとも燃焼が不安定になる領
域を通ることはない。
オーバラップ量が小から大に変更される場合には、空燃
比がよりリツチ方向に変更されることにより、燃焼の安
定性が確保される。しかも、先ず、空燃比補正が行なわ
れ、その後にオーバラップ量の変更が行なわれるため
に、その変更の間に一瞬たりとも燃焼が不安定になる領
域を通ることはない。
【００２３】ステップＳ８で、ステップＳ４で演算され
たオーバラップ量が、前回演算されたオーバラップ量に
比して、大から小に変更されようとしていると判断され
た場合には、ステップＳ２０以下に進み、図８の順序に
従って、オーバラップ量変更→空燃比変更を行なう。ス
テップＳ２０でステップＳ１６で、バルブタイミングを
小から大に変更する、即ち、信号ＣＨＧ＝０を出力し
て、オーバラップ量を小にする。ステップＳ２２で、オ
ーバラップ量が変更されたことを確認して、ステップＳ
２４に進む。尚、ステップＳ２２でのオーバラップ量の
変更が終了したは、好ましくは、ＣＨＧ＝０を出力して
から一定時間の経過したことをもって確認されたとする
ようにしてもよい。ステップＳ２４で、現在の空燃比が
リツチ領域にあるかを調べるのは、ステップＳ１０と同
じ理由である。リーン領域にある場合にのみ、ステップ
Ｓ２６に進んで、空燃比をよりリーン方向に変更す
る。、ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋ＣL ＋ＣA ）となる。
たオーバラップ量が、前回演算されたオーバラップ量に
比して、大から小に変更されようとしていると判断され
た場合には、ステップＳ２０以下に進み、図８の順序に
従って、オーバラップ量変更→空燃比変更を行なう。ス
テップＳ２０でステップＳ１６で、バルブタイミングを
小から大に変更する、即ち、信号ＣＨＧ＝０を出力し
て、オーバラップ量を小にする。ステップＳ２２で、オ
ーバラップ量が変更されたことを確認して、ステップＳ
２４に進む。尚、ステップＳ２２でのオーバラップ量の
変更が終了したは、好ましくは、ＣＨＧ＝０を出力して
から一定時間の経過したことをもって確認されたとする
ようにしてもよい。ステップＳ２４で、現在の空燃比が
リツチ領域にあるかを調べるのは、ステップＳ１０と同
じ理由である。リーン領域にある場合にのみ、ステップ
Ｓ２６に進んで、空燃比をよりリーン方向に変更す
る。、ＡＦ＝ＡＦB ＊（１＋ＣL ＋ＣA ）となる。
【００２４】かくして、リーン領域の運転時において、
オーバラップ量が大から小に変更される場合には、空燃
比がよりリーン方向に変更されることにより、燃焼の安
定性が維持されながら、燃費の向上が期待できる。しか
も、先ず、オーバラップ量の変更が行なわれ、その後に
空燃比の変更が行なわれるために、その変更の間に一瞬
たりとも燃焼が不安定になる領域を通ることはない。変形 本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形が可能
である。
オーバラップ量が大から小に変更される場合には、空燃
比がよりリーン方向に変更されることにより、燃焼の安
定性が維持されながら、燃費の向上が期待できる。しか
も、先ず、オーバラップ量の変更が行なわれ、その後に
空燃比の変更が行なわれるために、その変更の間に一瞬
たりとも燃焼が不安定になる領域を通ることはない。変形 本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形が可能
である。
【００２５】例えば、上述の実施例では、空燃比の変更
は燃料噴射量の変更でもって行なっていたが、それ以外
の手段により、結果的に燃焼室内の空燃比を実質的に変
更することも可能である。例えば、ＥＧＲガスの量を制
御することにより、間接的に空燃比を制御することがで
きる。従って、燃料噴射量を制御する代りに、あるいは
併せて、ＥＧＲガスの量を可変に制御するように変形し
てもよい。
は燃料噴射量の変更でもって行なっていたが、それ以外
の手段により、結果的に燃焼室内の空燃比を実質的に変
更することも可能である。例えば、ＥＧＲガスの量を制
御することにより、間接的に空燃比を制御することがで
きる。従って、燃料噴射量を制御する代りに、あるいは
併せて、ＥＧＲガスの量を可変に制御するように変形し
てもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リーン燃焼領域において吸排気バルブのオーバーラップ
量を小から大に変更することが必要と判断された時に、
バルブタイミングと空燃比との両方を制御して、オーバ
ーラップ量を小から大に変更すると共に、空燃比を理論
空燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリッチ方向に
変更し、リーン燃焼領域において吸排気バルブのオーバ
ーラップ量を大から小に変更することが必要と判断され
た時に、バルブタイミングと空燃比との両方を制御し
て、オーバーラップ量を大から小に変更すると共に、空
燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリ
ーン方向に変更する。
リーン燃焼領域において吸排気バルブのオーバーラップ
量を小から大に変更することが必要と判断された時に、
バルブタイミングと空燃比との両方を制御して、オーバ
ーラップ量を小から大に変更すると共に、空燃比を理論
空燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリッチ方向に
変更し、リーン燃焼領域において吸排気バルブのオーバ
ーラップ量を大から小に変更することが必要と判断され
た時に、バルブタイミングと空燃比との両方を制御し
て、オーバーラップ量を大から小に変更すると共に、空
燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリ
ーン方向に変更する。
【００２７】即ち、吸排気バルブのオーバラップ量を小
から大に変更することが必要と判断された時は、燃焼室
内の空燃比をよりリツチ方向に変更し、併せて、オーバ
ラップ量を小から大に変更することにより、燃焼の安定
性が確保される。
から大に変更することが必要と判断された時は、燃焼室
内の空燃比をよりリツチ方向に変更し、併せて、オーバ
ラップ量を小から大に変更することにより、燃焼の安定
性が確保される。
【００２８】また、吸排気バルブのオーバラップ量を大
から小に変更することが必要と判断した時にのみ、先
ず、オーバラップ量を大から小に変更し、その後に燃焼
室内の空燃比をよりリーン方向に変更することにより、
一瞬たりとも、燃焼が不安定な領域に移行することが防
止され、併せて、燃費が確保される。
から小に変更することが必要と判断した時にのみ、先
ず、オーバラップ量を大から小に変更し、その後に燃焼
室内の空燃比をよりリーン方向に変更することにより、
一瞬たりとも、燃焼が不安定な領域に移行することが防
止され、併せて、燃費が確保される。
【００２９】従って、本発明によれば、オーバラップ量
が変更される場合でも、燃焼の安定性が損なわれること
のないバルブタイミング制御装置を提供できた。
が変更される場合でも、燃焼の安定性が損なわれること
のないバルブタイミング制御装置を提供できた。
【図１】 従来例及び本発明の実施例における希薄燃焼
領域を説明するグラフ図。
領域を説明するグラフ図。
【図２】 本発明に係る好適な実施例のエンジン制御シ
ステムの構成図。
ステムの構成図。
【図３】 本実施例の可変バルブタイミング機構を示す
図。
図。
【図４】 本実施例におけるバルブタイミング変更制御
と空燃比変更制御の互いの関連性を説明する図。
と空燃比変更制御の互いの関連性を説明する図。
【図５】，
【図６】，
【図７】，
【図８】 本実施例において、燃焼安定性をより確実に
するための改良技術を説明する図。
するための改良技術を説明する図。
【図９】 本実施例の制御手順を示すフローチヤート。
【図１０】 本実施例において、オーバラップ量の変更
を行なう領域を示す特性図。
を行なう領域を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 43/00 301 F02D 13/02 F02D 41/04 305
Claims (5)
- 【請求項１】 吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タ
イミングを変更することにより吸排気バルブのオーバー
ラップ量を変更するバルブタイミング可変手段と、 空燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内で
変更する空燃比変更手段と、 前記吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングが
変更されるべき運転条件の変化を検出する運転領域検出
手段と、 リーン燃焼領域において上記運転条件の変化の発生を検
出するリーン領域検出手段と、 リーン燃焼領域において上記運転領域検出手段により吸
排気バルブのオーバーラップ量を小から大に変更するこ
とが必要と判断された時に、前記バルブタイミング可変
手段と空燃比変更手段との両方を制御して、該オーバー
ラップ量を小から大に変更すると共に、空燃比を理論空
燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリッチ方向に変
更し、 リーン燃焼領域において上記運転領域検出手段により吸
排気バルブのオーバーラップ量を大から小に変更するこ
とが必要と判断された時に、前記バルブタイミング可変
手段と空燃比変更手段との両方を制御して、該オーバー
ラップ量を大から小に変更すると共に、空燃比を理論空
燃比よりもリーン側の空燃比の範囲内でリーン方向に変
更する制御手段とを具備することを特徴とするバルブタ
イミング制御装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記検出手段により運
転条件の変化がリッチ燃焼領域で検出された場合には、
吸排気バルブの開閉タイミングを変更するが、燃焼室内
の空燃比の変更を禁止するように制御することを特徴と
する請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記検出手段が吸排気
バルブのオーバラップ量を小から大に変更することが必
要と判断した時は、先ず、燃焼室内の空燃比をよりリッ
チ方向に変更し、その後にオーバラップ量を小から大に
変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のバル
ブタイミング制御装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記運転領域検出手段
が吸排気バルブのオーバラップ量を大から小に変更する
ことが必要と判断した時にのみ、先ず、オーバラップ量
を大から小に変更し、その後に燃焼室内の空燃比をより
リーン方向に変更することを特徴とする請求項１又は２
に記載のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項５】 前記制御手段は、燃料噴射量を制御する
ことにより、燃焼室内の空燃比を変更することを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバルブタイ
ミング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142891A JP3219153B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | バルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19142891A JP3219153B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | バルブタイミング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533715A JPH0533715A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3219153B2 true JP3219153B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16274453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19142891A Expired - Fee Related JP3219153B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | バルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219153B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2871615B2 (ja) * | 1996-09-09 | 1999-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US6047674A (en) * | 1997-09-12 | 2000-04-11 | Denso Corporation | Valve timing control apparatus for internal combustion engine |
| JPH11159356A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-06-15 | Denso Corp | 内燃機関用バルブタイミング制御装置 |
| JP5511504B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2014-06-04 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19142891A patent/JP3219153B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533715A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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