JP3521894B2 - 可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置 - Google Patents
可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置Info
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変バルブタイミ
ング装置付き内燃機関の制御装置に関し、特に過渡ノッ
クの発生を防止することのできる可変バルブタイミング
装置付き内燃機関の制御装置に関する。
ング装置付き内燃機関の制御装置に関し、特に過渡ノッ
クの発生を防止することのできる可変バルブタイミング
装置付き内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関の吸気弁および／ある
いは排気弁の開閉のタイミングは機関の運転状態に応じ
て種々設定するのが望ましいが、コストパーフォーマン
スの観点から通常は一定の関係に設定されている。しか
し、最近の自動車の高級化志向から、吸気弁あるいは排
気弁の開閉タイミングを機械的なバルブタイミング変更
手段により切り換え可能とした可変バルブタイミング装
置付き内燃機関が実用化されてきている。
いは排気弁の開閉のタイミングは機関の運転状態に応じ
て種々設定するのが望ましいが、コストパーフォーマン
スの観点から通常は一定の関係に設定されている。しか
し、最近の自動車の高級化志向から、吸気弁あるいは排
気弁の開閉タイミングを機械的なバルブタイミング変更
手段により切り換え可能とした可変バルブタイミング装
置付き内燃機関が実用化されてきている。
【０００３】このような可変バルブタイミング装置（Ｖ
ＶＴ）にはそれ自体では不可避の機械的な作動遅れがあ
り、このために例えば加速時に吸気弁の閉じタイミング
を進めるように制御しても吸入空気量の立ち上がりに遅
れが残り、エンジンの加速フィーリングが良くないとい
う問題があった。そこで、加速時あるいは減速時等のバ
ルブタイミング制御に遅れが生じる運転状態において
は、燃料供給量すなわち空燃比および点火時期のような
エンジンの燃焼状態に影響を与える因子に対して補正を
加えることが提案されている（特開昭６１−６６８４３
号公報参照）。
ＶＴ）にはそれ自体では不可避の機械的な作動遅れがあ
り、このために例えば加速時に吸気弁の閉じタイミング
を進めるように制御しても吸入空気量の立ち上がりに遅
れが残り、エンジンの加速フィーリングが良くないとい
う問題があった。そこで、加速時あるいは減速時等のバ
ルブタイミング制御に遅れが生じる運転状態において
は、燃料供給量すなわち空燃比および点火時期のような
エンジンの燃焼状態に影響を与える因子に対して補正を
加えることが提案されている（特開昭６１−６６８４３
号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、可変バルブタイミングシステムにおいてエンジンの
高負荷域においてバルブタイミングが変化するとノッキ
ングが発生する。したがって、上記提案におけるよう
に、加速時にバルブタイミングの応答遅れを考慮した実
バルブタイミングに対して最適な点火時期を設定するよ
うにしても、バルブタイミングの変化が急激な場合には
過渡ノックが発生するという問題がある。
に、可変バルブタイミングシステムにおいてエンジンの
高負荷域においてバルブタイミングが変化するとノッキ
ングが発生する。したがって、上記提案におけるよう
に、加速時にバルブタイミングの応答遅れを考慮した実
バルブタイミングに対して最適な点火時期を設定するよ
うにしても、バルブタイミングの変化が急激な場合には
過渡ノックが発生するという問題がある。
【０００５】すなわち、図９はその動作特性を説明する
ためのタイミングチャートであり、バルブタイミングＶ
Ｔの変化に対して点火時期ＳＡが図示されているように
最適時期に制御されている。同図（Ａ）はＴ1 −Ｔ3 間
が長い場合、すなわち、スロットル（スロットル開度Ｔ
Ａ）を急激に開けない場合を例示しており、この場合は
バルブタイミングの変化が緩やかなために過渡ノックは
発生しない。同図（Ｂ）はＴ1 −Ｔ3 間が短い場合を例
示しており、この場合はバルブタイミングが急変するた
めに過渡ノックが発生する。このように、バルブタイミ
ングの変化速度に応じて過渡ノックが発生することとな
る。
ためのタイミングチャートであり、バルブタイミングＶ
Ｔの変化に対して点火時期ＳＡが図示されているように
最適時期に制御されている。同図（Ａ）はＴ1 −Ｔ3 間
が長い場合、すなわち、スロットル（スロットル開度Ｔ
Ａ）を急激に開けない場合を例示しており、この場合は
バルブタイミングの変化が緩やかなために過渡ノックは
発生しない。同図（Ｂ）はＴ1 −Ｔ3 間が短い場合を例
示しており、この場合はバルブタイミングが急変するた
めに過渡ノックが発生する。このように、バルブタイミ
ングの変化速度に応じて過渡ノックが発生することとな
る。
【０００６】これは、エンジンの低回転かつ高負荷域に
おいてバルブタイミングを進角、したがって、吸気弁を
遅閉じから早閉じに変化した場合、吸気弁の閉時期が急
進角することによって実圧縮比が増加し、圧縮開始時期
が早くなること、および、吸気弁の開時期が急進角する
ことによって吸入空気量が増加するとともに、バルブオ
ーバーラップが増加し、残留ガスが増えて吸気温が上昇
すること等に起因するものである。
おいてバルブタイミングを進角、したがって、吸気弁を
遅閉じから早閉じに変化した場合、吸気弁の閉時期が急
進角することによって実圧縮比が増加し、圧縮開始時期
が早くなること、および、吸気弁の開時期が急進角する
ことによって吸入空気量が増加するとともに、バルブオ
ーバーラップが増加し、残留ガスが増えて吸気温が上昇
すること等に起因するものである。
【０００７】ところで、エンジンの加速時において、ス
ロットル急開時に吸入空気量が急増することに起因する
ノッキングの発生を回避するために、点火時期に加速時
用の遅角量を加算補正することは既に提案されている
（特開昭６０−２６１７０号公報）。しかし、この提案
は、上記した可変バルブタイミング装置の急進角時に実
圧縮比の増加による実圧縮開始タイミングのずれやオー
バーラップ増加による吸気温上昇に起因するノッキング
発生を考慮するものではなく、可変バルブタイミング装
置の急進角時のノッキングに対応が可能なものではな
い。
ロットル急開時に吸入空気量が急増することに起因する
ノッキングの発生を回避するために、点火時期に加速時
用の遅角量を加算補正することは既に提案されている
（特開昭６０−２６１７０号公報）。しかし、この提案
は、上記した可変バルブタイミング装置の急進角時に実
圧縮比の増加による実圧縮開始タイミングのずれやオー
バーラップ増加による吸気温上昇に起因するノッキング
発生を考慮するものではなく、可変バルブタイミング装
置の急進角時のノッキングに対応が可能なものではな
い。
【０００８】そこで、本発明は、バルブタイミングの急
変時におけるノッキングの発生を防止することのできる
可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置を提
供することを目的とする。具体的には、バルブタイミン
グの変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実行する
ことによって、バルブタイミングの急変時におけるノッ
キングの発生を防止することのできる可変バルブタイミ
ング装置付き内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。
変時におけるノッキングの発生を防止することのできる
可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置を提
供することを目的とする。具体的には、バルブタイミン
グの変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実行する
ことによって、バルブタイミングの急変時におけるノッ
キングの発生を防止することのできる可変バルブタイミ
ング装置付き内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明による可
変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置の概念
的構成を示すブロック図であり、本発明の第１の形態で
は、可変バルブタイミング装置101 と、その可変バルブ
タイミング装置を用いて機関運転状態に応じて機関105
の吸気弁106 の開閉時期を制御するバルブタイミング制
御手段102 とを有する可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置において、吸気弁106 の開閉時期の変
化度合いを時間当たりのバルブタイミング変化として検
知するバルブタイミング変化度合い検知手段103 と、そ
のバルブタイミング変化度合い検知手段により検知され
た変化度合いに応じて点火時期を遅角させてノッキング
抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段104 とを更
に有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御
装置が提供される。更に、第２の形態では、可変バルブ
タイミング装置101 と、その可変バルブタイミング装置
を用いて機関運転状態に応じて機関105 の吸気弁106 の
開閉時期を制御するバルブタイミング制御手段102 とを
有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装
置において、吸気弁106 の開閉時期の変化度合いを時間
当たりのバルブタイミング変化として検知するバルブタ
イミング変化度合い検知手段103 と、そのバルブタイミ
ング変化度合い検知手段により検知された時間当たりの
バルブタイミング変化が大きいときに、点火時期を遅角
させてノッキング抑制制御を実行するノッキング抑制制
御手段104 とを更に有する可変バルブタイミング装置付
き内燃機関の制御装置が提供される。そして、本発明に
よる可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置
は、更に、ノッキング抑制制御を、吸気弁の開閉時期が
遅閉じから早閉じに変更制御される時に実行されるよう
に構成される。
変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置の概念
的構成を示すブロック図であり、本発明の第１の形態で
は、可変バルブタイミング装置101 と、その可変バルブ
タイミング装置を用いて機関運転状態に応じて機関105
の吸気弁106 の開閉時期を制御するバルブタイミング制
御手段102 とを有する可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置において、吸気弁106 の開閉時期の変
化度合いを時間当たりのバルブタイミング変化として検
知するバルブタイミング変化度合い検知手段103 と、そ
のバルブタイミング変化度合い検知手段により検知され
た変化度合いに応じて点火時期を遅角させてノッキング
抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段104 とを更
に有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御
装置が提供される。更に、第２の形態では、可変バルブ
タイミング装置101 と、その可変バルブタイミング装置
を用いて機関運転状態に応じて機関105 の吸気弁106 の
開閉時期を制御するバルブタイミング制御手段102 とを
有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装
置において、吸気弁106 の開閉時期の変化度合いを時間
当たりのバルブタイミング変化として検知するバルブタ
イミング変化度合い検知手段103 と、そのバルブタイミ
ング変化度合い検知手段により検知された時間当たりの
バルブタイミング変化が大きいときに、点火時期を遅角
させてノッキング抑制制御を実行するノッキング抑制制
御手段104 とを更に有する可変バルブタイミング装置付
き内燃機関の制御装置が提供される。そして、本発明に
よる可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置
は、更に、ノッキング抑制制御を、吸気弁の開閉時期が
遅閉じから早閉じに変更制御される時に実行されるよう
に構成される。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、吸気弁の閉時期が急進角す
る時にその変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実
行するので、その際に実圧縮比が増加し、圧縮開始時期
が早くなることによる過渡的なノッキングの発生を抑制
することができるとともに、吸気弁の開時期が急進角す
る時にその変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実
行するので、その際にバルブオーバーラップが増加し、
吸気温が上昇することによる過渡的なノッキングの発生
を抑制することができる。
る時にその変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実
行するので、その際に実圧縮比が増加し、圧縮開始時期
が早くなることによる過渡的なノッキングの発生を抑制
することができるとともに、吸気弁の開時期が急進角す
る時にその変化度合いに応じてノッキング抑制制御を実
行するので、その際にバルブオーバーラップが増加し、
吸気温が上昇することによる過渡的なノッキングの発生
を抑制することができる。
【００１１】
【実施例】図２は、本発明による可変バルブタイミング
装置付き内燃機関の制御装置が適用される可変バルブタ
イミング装置付きエンジンの一例の構成を示す概略構成
図である。図中、１はエンジン、２はシリンダボア、３
はピストン、４はコンロッド、５はシリンダヘッド、６
は燃焼室、７は吸気通路、８は排気通路、９は吸気バル
ブ、１０は排気バルブ、１１はインジェクタ、１２はエ
アーフローメータ、１３はアクセルペダル、１４はスロ
ットルバルブ、１５はスロットルセンサ、１６はサージ
タンク、２６は点火プラグ、２７はディストリビュー
タ、２８はイグナイタ、２９は回転数センサ、３０はノ
ックセンサ、３１は冷却水温センサ、１００は電子制御
ユニットである。
装置付き内燃機関の制御装置が適用される可変バルブタ
イミング装置付きエンジンの一例の構成を示す概略構成
図である。図中、１はエンジン、２はシリンダボア、３
はピストン、４はコンロッド、５はシリンダヘッド、６
は燃焼室、７は吸気通路、８は排気通路、９は吸気バル
ブ、１０は排気バルブ、１１はインジェクタ、１２はエ
アーフローメータ、１３はアクセルペダル、１４はスロ
ットルバルブ、１５はスロットルセンサ、１６はサージ
タンク、２６は点火プラグ、２７はディストリビュー
タ、２８はイグナイタ、２９は回転数センサ、３０はノ
ックセンサ、３１は冷却水温センサ、１００は電子制御
ユニットである。
【００１２】吸気バルブ９および排気バルブ１０は、そ
れぞれ、上方に延びるステムを有し、それらの上部には
バルブスプリング１７、１８およびバルブリフタ１９、
２０が組み付けられている。カムシャフト２１、２２に
取り付けられたカム２１ａ、２２ａがそれぞれバルブリ
フタ１９、２０に係合するように設けられており、バル
ブスプリング１７、１８に抗して吸気バルブ９および排
気バルブ１０を上下動させて開閉させる。
れぞれ、上方に延びるステムを有し、それらの上部には
バルブスプリング１７、１８およびバルブリフタ１９、
２０が組み付けられている。カムシャフト２１、２２に
取り付けられたカム２１ａ、２２ａがそれぞれバルブリ
フタ１９、２０に係合するように設けられており、バル
ブスプリング１７、１８に抗して吸気バルブ９および排
気バルブ１０を上下動させて開閉させる。
【００１３】吸気側のカムシャフト２１の端部には、可
変バルブタイミング装置を構成するタイミングプーリア
ッシィ２３およびステップモータ２４が配設されてお
り、他方、排気側のカムシャフト２２の端部にはタイミ
ングプーリ２５のみが配設されている。タイミングプー
リアッシィ２３およびタイミングプーリ２５は図示され
ていないタイミングベルトを介してクランクシャフトに
連結されて駆動され、それぞれ、カム２１ａ、２２ａを
回転させることにより吸気バルブ９および排気バルブ１
０を所定のタイミングで開閉させる。
変バルブタイミング装置を構成するタイミングプーリア
ッシィ２３およびステップモータ２４が配設されてお
り、他方、排気側のカムシャフト２２の端部にはタイミ
ングプーリ２５のみが配設されている。タイミングプー
リアッシィ２３およびタイミングプーリ２５は図示され
ていないタイミングベルトを介してクランクシャフトに
連結されて駆動され、それぞれ、カム２１ａ、２２ａを
回転させることにより吸気バルブ９および排気バルブ１
０を所定のタイミングで開閉させる。
【００１４】可変バルブタイミング装置は、既知の構造
のものであり、ステップモータ２４により制御される円
筒状ギヤを用いてカムシャフト２１とタイミングプーリ
アッシィ２３との噛み合わせを変更することにより、カ
ムシャフト２１に捩じりを与えて吸気バルブ９の開閉タ
イミングが基本的な開閉タイミングに対して変更される
ようになっている（詳細な構造については、例えば特開
平４−２８７８４６号公報を参照されたい）。
のものであり、ステップモータ２４により制御される円
筒状ギヤを用いてカムシャフト２１とタイミングプーリ
アッシィ２３との噛み合わせを変更することにより、カ
ムシャフト２１に捩じりを与えて吸気バルブ９の開閉タ
イミングが基本的な開閉タイミングに対して変更される
ようになっている（詳細な構造については、例えば特開
平４−２８７８４６号公報を参照されたい）。
【００１５】電子制御ユニット１００は、図示されてい
るエアーフローメータ１２、スロットルセンサ１５、回
転角センサ２９、ノックセンサ３０、冷却水温センサ３
１の他に、図示されていないエンジン回転数センサ、空
燃比センサ、吸気温センサ、排気温センサ、燃料温セン
サ、車速センサ等の検出出力や、スタートスイッチ信
号、アイドルスイッチ信号、クラッチシフトポジション
信号等の各種の状態信号が入力されており、(1) エンジ
ンの状態に応じて決まる基本燃料噴射量にエンジンの運
転状態に応じた噴射量補正や燃料カットおよび空燃比セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に基づく補正を加
えて最適な燃料噴射量を算出し、算出結果によりインジ
ェクタ１１を制御する電子的燃料噴射制御（ＥＦＩ）、
(2) エンジンの状態に応じてきまる基本点火時期にエン
ジンの運転状態に応じた補正を加えて最適な点火時期を
算出し、算出結果により点火プラグ２６を制御する電子
的進角制御（ＥＳＡ）、(3) 例えば図１０に示されてい
るように、エンジンの点火が終了し、燃焼行程に移った
後の一定時間すなわちノック判定期間中にノックセンサ
３０からの出力のピーク値が判定基準値を越えた回数を
計数してノック強度を判定し、点火時期を遅角制御する
ノック制御、等の制御を実現するメイン制御ループを実
行する。
るエアーフローメータ１２、スロットルセンサ１５、回
転角センサ２９、ノックセンサ３０、冷却水温センサ３
１の他に、図示されていないエンジン回転数センサ、空
燃比センサ、吸気温センサ、排気温センサ、燃料温セン
サ、車速センサ等の検出出力や、スタートスイッチ信
号、アイドルスイッチ信号、クラッチシフトポジション
信号等の各種の状態信号が入力されており、(1) エンジ
ンの状態に応じて決まる基本燃料噴射量にエンジンの運
転状態に応じた噴射量補正や燃料カットおよび空燃比セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に基づく補正を加
えて最適な燃料噴射量を算出し、算出結果によりインジ
ェクタ１１を制御する電子的燃料噴射制御（ＥＦＩ）、
(2) エンジンの状態に応じてきまる基本点火時期にエン
ジンの運転状態に応じた補正を加えて最適な点火時期を
算出し、算出結果により点火プラグ２６を制御する電子
的進角制御（ＥＳＡ）、(3) 例えば図１０に示されてい
るように、エンジンの点火が終了し、燃焼行程に移った
後の一定時間すなわちノック判定期間中にノックセンサ
３０からの出力のピーク値が判定基準値を越えた回数を
計数してノック強度を判定し、点火時期を遅角制御する
ノック制御、等の制御を実現するメイン制御ループを実
行する。
【００１６】同時に、電子制御ユニット１００は、例え
ば上記した特開平４−２８７８４６号公報にも記載され
ているように、機関の運転状態に応じて、例えば、スロ
ットル開度ＴＡおよび回転数ＮＥから決定されるバルブ
タイミングＶＴにより可変バルブタイミング装置（２
３、２４）を制御して、内燃機関１の吸気弁９の開閉時
期を変更するとともに、その際に発生するノッキングを
本発明に従って抑制制御する制御ルーチンを実行する。
ば上記した特開平４−２８７８４６号公報にも記載され
ているように、機関の運転状態に応じて、例えば、スロ
ットル開度ＴＡおよび回転数ＮＥから決定されるバルブ
タイミングＶＴにより可変バルブタイミング装置（２
３、２４）を制御して、内燃機関１の吸気弁９の開閉時
期を変更するとともに、その際に発生するノッキングを
本発明に従って抑制制御する制御ルーチンを実行する。
【００１７】図３は、本発明による可変バルブタイミン
グ装置付き内燃機関の制御装置の第１の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、例えば４msecの一定時間毎に電子制御ユニット１０
０内のメイン制御ループに割り込み処理されて実行され
る。まず、ステップ201 において、エアーフローメータ
１２および回転数センサから吸入空気量ＱＮおよび回転
数ＮＥが読み込まれ、ステップ202 において吸入空気量
ＱＮが所定値αより大きいか否か、また、ステップ203
において回転数ＮＥが所定値βより小さいか否かについ
て判断、すなわち、高負荷かつ低回転域か否かが判断さ
れる。いずれかが否(No)であれば、終了し、いずれも是
(Yes) であれば、ステップ304 において、バルブタイミ
ングＶＴが読み込まれる。
グ装置付き内燃機関の制御装置の第１の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、例えば４msecの一定時間毎に電子制御ユニット１０
０内のメイン制御ループに割り込み処理されて実行され
る。まず、ステップ201 において、エアーフローメータ
１２および回転数センサから吸入空気量ＱＮおよび回転
数ＮＥが読み込まれ、ステップ202 において吸入空気量
ＱＮが所定値αより大きいか否か、また、ステップ203
において回転数ＮＥが所定値βより小さいか否かについ
て判断、すなわち、高負荷かつ低回転域か否かが判断さ
れる。いずれかが否(No)であれば、終了し、いずれも是
(Yes) であれば、ステップ304 において、バルブタイミ
ングＶＴが読み込まれる。
【００１８】次に、ステップ205 において、バルブタイ
ミングＶＴの変化の方向が吸気弁が遅閉じから早閉じへ
と変化しているか否か、すなわち、加速状態にあるか否
かが判断される。否(No)であれば、本ルーチンを終了す
るが、是(Yes) であれば、ステップ206 において、バル
ブタイミングＶＴの変化度合いΔＶＴを計算する。次い
で、ステップ207 において、その変化度合いΔＶＴに応
じて、予め定められた関係あるいはマップを用いて、燃
料の増量値を計算し、ステップ208 において、その増量
値を燃料噴射量ＴＡＵに加算して、メイン制御ループに
戻る。
ミングＶＴの変化の方向が吸気弁が遅閉じから早閉じへ
と変化しているか否か、すなわち、加速状態にあるか否
かが判断される。否(No)であれば、本ルーチンを終了す
るが、是(Yes) であれば、ステップ206 において、バル
ブタイミングＶＴの変化度合いΔＶＴを計算する。次い
で、ステップ207 において、その変化度合いΔＶＴに応
じて、予め定められた関係あるいはマップを用いて、燃
料の増量値を計算し、ステップ208 において、その増量
値を燃料噴射量ＴＡＵに加算して、メイン制御ループに
戻る。
【００１９】本第１の実施例においては、一般に、ノッ
キングが発生する進角すなわちノック進角は、空燃比に
対して例えば図７に示されているような関係にあり、し
たがって、燃料を増量すればノッキングが発生しにくい
状態となるので、過渡ノックを防止することが可能とな
る。また、本第１の実施例によれば、エンジンが低回転
（ステップ203)において加速した (ステップ205)時に燃
料を増量することとなり、加速増量と同じような効果が
あることから、エンジンの動力性能を向上させることが
できる。
キングが発生する進角すなわちノック進角は、空燃比に
対して例えば図７に示されているような関係にあり、し
たがって、燃料を増量すればノッキングが発生しにくい
状態となるので、過渡ノックを防止することが可能とな
る。また、本第１の実施例によれば、エンジンが低回転
（ステップ203)において加速した (ステップ205)時に燃
料を増量することとなり、加速増量と同じような効果が
あることから、エンジンの動力性能を向上させることが
できる。
【００２０】図４は、本発明による可変バルブタイミン
グ装置付き内燃機関の制御装置の第２の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１の実施例と同様に、例えば4 msecの一定時
間毎に電子制御ユニット１００内のメイン制御ループに
割り込み処理されて実行される。ステップ301 〜ステッ
プ306 は図３のステップ201 〜ステップ206 と同等であ
るので、説明を省略する。
グ装置付き内燃機関の制御装置の第２の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１の実施例と同様に、例えば4 msecの一定時
間毎に電子制御ユニット１００内のメイン制御ループに
割り込み処理されて実行される。ステップ301 〜ステッ
プ306 は図３のステップ201 〜ステップ206 と同等であ
るので、説明を省略する。
【００２１】得られたバルブタイミングＶＴの変化度合
いΔＶＴについて、ステップ307 において、それが所定
値γより大きいか否かが判断され、変化度合いΔＶＴが
大きい(Yes、ΔＶＴ＞γ) 場合にはステップ308 におい
て吸気同期噴射とし、他方、変化度合いΔＶＴが小さい
(No 、ΔＶＴ≦γ) 場合にはステップ309 において吸気
非同期噴射として、メイン制御ループに戻る。
いΔＶＴについて、ステップ307 において、それが所定
値γより大きいか否かが判断され、変化度合いΔＶＴが
大きい(Yes、ΔＶＴ＞γ) 場合にはステップ308 におい
て吸気同期噴射とし、他方、変化度合いΔＶＴが小さい
(No 、ΔＶＴ≦γ) 場合にはステップ309 において吸気
非同期噴射として、メイン制御ループに戻る。
【００２２】本第２の実施例によれば、低回転で急加速
（ΔＶＴが大）の時、すなわち、過渡ノックが発生し易
い条件でバルブタイミングが変化した時に、吸気同期噴
射に切り換えられる。吸気同期噴射とすれば、液体燃料
が直接燃焼室内に入って気化するために、気化熱により
燃焼室温度が下がり、ノッキングの発生が防止される。
また、吸気ポート壁面への燃料付着が減少して空燃比の
リーン化が少なくなることによっても、ノッキングを防
止することが可能となる。
（ΔＶＴが大）の時、すなわち、過渡ノックが発生し易
い条件でバルブタイミングが変化した時に、吸気同期噴
射に切り換えられる。吸気同期噴射とすれば、液体燃料
が直接燃焼室内に入って気化するために、気化熱により
燃焼室温度が下がり、ノッキングの発生が防止される。
また、吸気ポート壁面への燃料付着が減少して空燃比の
リーン化が少なくなることによっても、ノッキングを防
止することが可能となる。
【００２３】また、過渡時に吸気同期噴射とすれば、空
燃比の乱れも少なくなり、ドライバビリティを向上させ
ることができるという副次的効果もある。そして、常に
吸気同期噴射とすると、過渡ノックは防止することがで
きるが、燃料の気化が比較的不十分なために、ＨＣエミ
ッションの悪化等の弊害があるので、上記過渡ノックの
発生し易い条件以外では吸気非同期噴射とする。
燃比の乱れも少なくなり、ドライバビリティを向上させ
ることができるという副次的効果もある。そして、常に
吸気同期噴射とすると、過渡ノックは防止することがで
きるが、燃料の気化が比較的不十分なために、ＨＣエミ
ッションの悪化等の弊害があるので、上記過渡ノックの
発生し易い条件以外では吸気非同期噴射とする。
【００２４】図５は、本発明による可変バルブタイミン
グ装置付き内燃機関の制御装置の第３の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１および第２の実施例と同様に、例えば4 ms
ecの一定時間毎に電子制御ユニット１００内のメイン制
御ループに割り込み処理されて実行される。ステップ40
1 〜ステップ406 は図３のステップ201 〜ステップ206
と同等であるので、説明を省略する。
グ装置付き内燃機関の制御装置の第３の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１および第２の実施例と同様に、例えば4 ms
ecの一定時間毎に電子制御ユニット１００内のメイン制
御ループに割り込み処理されて実行される。ステップ40
1 〜ステップ406 は図３のステップ201 〜ステップ206
と同等であるので、説明を省略する。
【００２５】ステップ406 において、バルブタイミング
ＶＴの変化度合いΔＶＴを計算した後、ステップ407 に
おいて、ノック制御システムＫＣＳの作動領域であるか
否か、すなわち、例えば図１０に示されているようにノ
ックセンサ３０からの出力ピーク値がノック判定期間中
に判定基準値を越えた回数（ノック強度）が所定値以上
であるか否かが判断される。否(No)であれば終了し、是
(Yes) であれば、ステップ408 において、ノック制御用
遅角補正量ＡＫＣＳを検出されたノック強度により予め
定められた関係を用いて計算する。
ＶＴの変化度合いΔＶＴを計算した後、ステップ407 に
おいて、ノック制御システムＫＣＳの作動領域であるか
否か、すなわち、例えば図１０に示されているようにノ
ックセンサ３０からの出力ピーク値がノック判定期間中
に判定基準値を越えた回数（ノック強度）が所定値以上
であるか否かが判断される。否(No)であれば終了し、是
(Yes) であれば、ステップ408 において、ノック制御用
遅角補正量ＡＫＣＳを検出されたノック強度により予め
定められた関係を用いて計算する。
【００２６】次いで、ステップ409 において、計算され
たＡＫＣＳをステップ406 において計算されたバルブタ
イミングの変化度合いΔＶＴに応じて補正する。例え
ば、 進角時： ＡＫＣＳi ＝ＡＫＣＳi-1 −ａ 遅角時： ＡＫＣＳi ＝ＡＫＣＳi-1 ＋ｂ として、補正のための定数ａ、ｂは例えば図８のＡＫＣ
Ｓ−ΔＶＴマップに示されているような値とする。こう
して得られたＡＫＣＳを用いて、メイン制御ループに割
り込み処理されるノック制御ルーチンによりノック制御
用点火遅角量を作成して遅角制御を実行し、ノッキング
抑圧制御が行われる。
たＡＫＣＳをステップ406 において計算されたバルブタ
イミングの変化度合いΔＶＴに応じて補正する。例え
ば、 進角時： ＡＫＣＳi ＝ＡＫＣＳi-1 −ａ 遅角時： ＡＫＣＳi ＝ＡＫＣＳi-1 ＋ｂ として、補正のための定数ａ、ｂは例えば図８のＡＫＣ
Ｓ−ΔＶＴマップに示されているような値とする。こう
して得られたＡＫＣＳを用いて、メイン制御ループに割
り込み処理されるノック制御ルーチンによりノック制御
用点火遅角量を作成して遅角制御を実行し、ノッキング
抑圧制御が行われる。
【００２７】なお、ノック制御システムＫＣＳとしては
既知の種々のシステムを用いることができ、上記のよう
にバルブタイミングの変化度合いΔＶＴに応じて遅角補
正量ＡＫＣＳを直接補正する他に、バルブタイミングの
変化度合いΔＶＴが大きい時に結果的に点火遅角量が大
となればよく、例えば、ΔＶＴが大の時にノック判定レ
ベル、すなわち、いわゆるＫ値を変化させることも可能
である。
既知の種々のシステムを用いることができ、上記のよう
にバルブタイミングの変化度合いΔＶＴに応じて遅角補
正量ＡＫＣＳを直接補正する他に、バルブタイミングの
変化度合いΔＶＴが大きい時に結果的に点火遅角量が大
となればよく、例えば、ΔＶＴが大の時にノック判定レ
ベル、すなわち、いわゆるＫ値を変化させることも可能
である。
【００２８】本第３の実施例によれば、吸気弁が遅閉じ
から早閉じに変化した時、すなわち、過渡ノックが発生
し易い条件においてバルブタイミングが変化した時にの
み、点火遅角補正量ＡＫＣＳを変化させるようにしてい
る。これにより、過渡ノックが１回発生し、なおかつ、
ΔＶＴが大の時にはノック制御システムＫＣＳの遅角量
を多くすることができ、２回目以降のノックを防止する
ことができる。したがって、常に最適遅角量による点火
制御を実現できることから、燃費の向上、エミッション
の向上、ドライバビリティの向上を図りつつ、過渡ノッ
クを防止することができる。なお、付言すれば、点火遅
角補正量ＡＫＣＳを一定にして２回目以降のノックを防
止しようとすると、定常時には過遅角となり、燃費の悪
化やドライバビリティの悪化をもたらすこととなる。
から早閉じに変化した時、すなわち、過渡ノックが発生
し易い条件においてバルブタイミングが変化した時にの
み、点火遅角補正量ＡＫＣＳを変化させるようにしてい
る。これにより、過渡ノックが１回発生し、なおかつ、
ΔＶＴが大の時にはノック制御システムＫＣＳの遅角量
を多くすることができ、２回目以降のノックを防止する
ことができる。したがって、常に最適遅角量による点火
制御を実現できることから、燃費の向上、エミッション
の向上、ドライバビリティの向上を図りつつ、過渡ノッ
クを防止することができる。なお、付言すれば、点火遅
角補正量ＡＫＣＳを一定にして２回目以降のノックを防
止しようとすると、定常時には過遅角となり、燃費の悪
化やドライバビリティの悪化をもたらすこととなる。
【００２９】図６は、本発明による可変バルブタイミン
グ装置付き内燃機関の制御装置の第４の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１、第２および第３の実施例と同様に、例え
ば4 msecの一定時間毎に電子制御ユニット１００内のメ
イン制御ループに割り込み処理されて実行される。ステ
ップ501 〜ステップ506 は図３のステップ201 〜ステッ
プ206 と同等であるので、説明を省略する。
グ装置付き内燃機関の制御装置の第４の実施例を実現す
るためのソフトウェアの一例を示すフローチャートであ
り、上記第１、第２および第３の実施例と同様に、例え
ば4 msecの一定時間毎に電子制御ユニット１００内のメ
イン制御ループに割り込み処理されて実行される。ステ
ップ501 〜ステップ506 は図３のステップ201 〜ステッ
プ206 と同等であるので、説明を省略する。
【００３０】本第４の実施例においては、上記第３の実
施例における既設のノック制御システムＫＣＳを利用す
る方法ではなく、特別に過渡ノック防止のための過渡遅
角制御を行うようにしており、ステップ506 において、
バルブタイミングＶＴの変化度合いΔＶＴを計算した
後、ステップ507 において、バルブタイミングＶＴの変
化に基づく過渡遅角量ＡＴＲＮＶＴを計算する。次い
で、ステップ508 において、そのバルブタイミングＶＴ
の変化に基づく過渡遅角量ＡＴＲＮＶＴを用いて、その
分点火進角ＳＡを遅角させるように制御を実行する。
施例における既設のノック制御システムＫＣＳを利用す
る方法ではなく、特別に過渡ノック防止のための過渡遅
角制御を行うようにしており、ステップ506 において、
バルブタイミングＶＴの変化度合いΔＶＴを計算した
後、ステップ507 において、バルブタイミングＶＴの変
化に基づく過渡遅角量ＡＴＲＮＶＴを計算する。次い
で、ステップ508 において、そのバルブタイミングＶＴ
の変化に基づく過渡遅角量ＡＴＲＮＶＴを用いて、その
分点火進角ＳＡを遅角させるように制御を実行する。
【００３１】すなわち、本第４の実施例においては、バ
ルブタイミング制御において吸気弁が遅閉じから早閉じ
に変化した時にのみ、その変化度合いΔＶＴに応じて特
別に点火進角を遅角させる。この場合、ステップ506 に
おけるバルブタイミングの変化度合いΔＶＴの計算は、
目標バルブタイミングではなく、実バルブタイミングの
変化度合いを用いて計算するようにして、それらの間の
応答遅れの影響を受けないようにすることが必要であ
る。
ルブタイミング制御において吸気弁が遅閉じから早閉じ
に変化した時にのみ、その変化度合いΔＶＴに応じて特
別に点火進角を遅角させる。この場合、ステップ506 に
おけるバルブタイミングの変化度合いΔＶＴの計算は、
目標バルブタイミングではなく、実バルブタイミングの
変化度合いを用いて計算するようにして、それらの間の
応答遅れの影響を受けないようにすることが必要であ
る。
【００３２】本第４の実施例によれば、バルブタイミン
グＶＴの変化度合いΔＶＴにより直接点火進角を遅角さ
せているので、バルブタイミングの変化に基づく過渡ノ
ックを効果的に防止することが可能となる。上記した第
３の実施例においてはノック制御システムＫＣＳを利用
しているので、１回目の過渡ノックを回避することはで
きないが、本第４の実施例においてはバルブタイミング
の変化自体による直接的な見込み制御であるために過渡
ノックを完全に回避することが可能となる。これによ
り、燃費の向上、エミッションの向上、ドライバビリテ
ィの向上を図ることができる。
グＶＴの変化度合いΔＶＴにより直接点火進角を遅角さ
せているので、バルブタイミングの変化に基づく過渡ノ
ックを効果的に防止することが可能となる。上記した第
３の実施例においてはノック制御システムＫＣＳを利用
しているので、１回目の過渡ノックを回避することはで
きないが、本第４の実施例においてはバルブタイミング
の変化自体による直接的な見込み制御であるために過渡
ノックを完全に回避することが可能となる。これによ
り、燃費の向上、エミッションの向上、ドライバビリテ
ィの向上を図ることができる。
【００３３】なお、従来の過渡遅角制御システムとし
て、スロットル開度ＴＡの変化度合いΔＴＡによる過渡
遅角制御（ＡＴＲＮ）があるが、これを利用してバルブ
タイミングの変化による過渡ノックを防止しようとする
と、過度の過渡遅角量ＡＴＲＮをかけることとなり、上
記効果を期待することができなくなる。本第４の実施例
のようにバルブタイミングの変化度合いΔＶＴにより特
別に過渡遅角制御を実行すれば、必要最小限の遅角量と
することができ、上記した効果を期待することが可能と
なる。
て、スロットル開度ＴＡの変化度合いΔＴＡによる過渡
遅角制御（ＡＴＲＮ）があるが、これを利用してバルブ
タイミングの変化による過渡ノックを防止しようとする
と、過度の過渡遅角量ＡＴＲＮをかけることとなり、上
記効果を期待することができなくなる。本第４の実施例
のようにバルブタイミングの変化度合いΔＶＴにより特
別に過渡遅角制御を実行すれば、必要最小限の遅角量と
することができ、上記した効果を期待することが可能と
なる。
【００３４】以上、複数の実施例により説明したよう
に、本発明による可変バルブタイミング装置付き内燃機
関の制御装置は、バルブタイミングの変化度合いに応じ
て、ノッキングを抑制する各種の手段を制御することに
よって、バルブタイミングの変化に起因する過渡ノック
を防止するものであり、そして、有効かつ効率的な過渡
ノック防止を実現するために、特にバルブタイミングが
急進角する時にノッキング抑制制御を実行するようにす
るものである。
に、本発明による可変バルブタイミング装置付き内燃機
関の制御装置は、バルブタイミングの変化度合いに応じ
て、ノッキングを抑制する各種の手段を制御することに
よって、バルブタイミングの変化に起因する過渡ノック
を防止するものであり、そして、有効かつ効率的な過渡
ノック防止を実現するために、特にバルブタイミングが
急進角する時にノッキング抑制制御を実行するようにす
るものである。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明による可変バルブ
タイミング装置付き内燃機関の制御装置によれば、バル
ブタイミングの変化度合いに応じて、ノッキングを抑制
する各種の手段を制御することによって、バルブタイミ
ングの変化に起因する過渡ノックを防止することができ
る。そして、特にバルブタイミングが急進角する時にノ
ッキング抑制制御を実行するようにして、有効かつ効率
的な過渡ノック防止を実現することができる。これによ
り、燃費の向上、エミッションの向上、ドライバビリテ
ィの向上を図ることができ、可変バルブタイミング装置
の利点を更に有効に利用することが可能となる。
タイミング装置付き内燃機関の制御装置によれば、バル
ブタイミングの変化度合いに応じて、ノッキングを抑制
する各種の手段を制御することによって、バルブタイミ
ングの変化に起因する過渡ノックを防止することができ
る。そして、特にバルブタイミングが急進角する時にノ
ッキング抑制制御を実行するようにして、有効かつ効率
的な過渡ノック防止を実現することができる。これによ
り、燃費の向上、エミッションの向上、ドライバビリテ
ィの向上を図ることができ、可変バルブタイミング装置
の利点を更に有効に利用することが可能となる。
【図１】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置の概念的構成を示すブロック図であ
る。
燃機関の制御装置の概念的構成を示すブロック図であ
る。
【図２】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置が適用される可変バルブタイミング装
置付きエンジンの一例の構成を示す概略構成図である。
燃機関の制御装置が適用される可変バルブタイミング装
置付きエンジンの一例の構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置の第１の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
燃機関の制御装置の第１の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置の第２の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
燃機関の制御装置の第２の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置の第３の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
燃機関の制御装置の第３の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明による可変バルブタイミング装置付き内
燃機関の制御装置の第４の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
燃機関の制御装置の第４の実施例を実現するためのソフ
トウェアの一例を示すフローチャートである。
【図７】空燃比に対するノック進角の特性を示すグラフ
である。
である。
【図８】ＡＫＣＳ−ΔＶＴマップを示す表である。
【図９】可変バルブタイミング装置付き内燃機関の動作
特性を説明するためのタイミングチャートである。
特性を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】ノック制御システムの動作を説明するための
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
１…エンジン
２…シリンダボア
３…ピストン
４…コンロッド
５…シリンダヘッド
６…燃焼室
７…吸気通路
８…排気通路
９…吸気バルブ
１０…排気バルブ
１１…インジェクタ
１２…エアーフローメータ
１３…アクセルペダル
１４…スロットルバルブ
１５…スロットルセンサ
１６…サージタンク
１７、１８…バルブスプリング
１９…バルブリフタ
２１、２２…カムシャフト
２１ａ、２２ａ…カム
２３…タイミングプーリアッシィ
２４…ステップモータ２４
２５…タイミングプーリ２５
２６…点火プラグ
２７…ディストリビュータ
２８…イグナイタ
２９…回転数センサ
３０…ノックセンサ
３１…冷却水温センサ
１００…電子制御ユニット
Claims (3)
- 【請求項１】 可変バルブタイミング装置と、該可変バ
ルブタイミング装置を用いて機関運転状態に応じて該機
関の吸気弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御
手段とを有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関
の制御装置であって、 上記吸気弁の開閉時期の変化度合いを時間当たりのバル
ブタイミング変化として検知するバルブタイミング変化
度合い検知手段と、 上記バルブタイミング変化度合い検知手段により検知さ
れた変化度合いに応じて点火時期を遅角させてノッキン
グ抑制制御を実行するノッキング抑制制御手段とを更に
有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装
置。 - 【請求項２】 可変バルブタイミング装置と、該可変バ
ルブタイミング装置を用いて機関運転状態に応じて該機
関の吸気弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御
手段とを有する可変バルブタイミング装置付き内燃機関
の制御装置であって、 上記吸気弁の開閉時期の変化度合いを時間当たりのバル
ブタイミング変化として検知するバルブタイミング変化
度合い検知手段と、 上記バルブタイミング変化度合い検知手段により検知さ
れた時間当たりのバルブタイミング変化が大きいとき
に、点火時期を遅角させてノッキング抑制制御を実行す
るノッキング抑制制御手段とを更に有する可変バルブタ
イミング装置付き内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の可変バルブタイ
ミング装置付き内燃機関の制御装置において、前記ノッ
キング抑制制御は、吸気弁の開閉時期が遅閉じから早閉
じに変更制御される時に、実行されるようになっている
可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282057A JP3521894B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282057A JP3521894B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07691594A Division JP3252597B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130027A JP2002130027A (ja) | 2002-05-09 |
| JP3521894B2 true JP3521894B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=19105764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001282057A Expired - Fee Related JP3521894B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 可変バルブタイミング装置付き内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3521894B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106286073A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 上海汽车集团股份有限公司 | 车辆发动机控制方法及装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4492351B2 (ja) * | 2005-01-04 | 2010-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | デュアル噴射型内燃機関 |
| JP4697183B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2011-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| KR20210152117A (ko) * | 2020-06-08 | 2021-12-15 | 현대자동차주식회사 | 차량의 제어 장치 및 방법 |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001282057A patent/JP3521894B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106286073A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 上海汽车集团股份有限公司 | 车辆发动机控制方法及装置 |
| CN106286073B (zh) * | 2015-06-25 | 2018-06-15 | 上海汽车集团股份有限公司 | 车辆发动机控制方法及装置 |
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