JP4324086B2 - 内燃機関のバルブ特性制御装置 - Google Patents
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Description
すなわち、空気感度の小さい領域(吸入空気量が変化しにくい領域)では、要求される吸入空気の変化量に対して可変バルブ機構の駆動量が不足気味となり、吸入空気量の変化が緩慢になる等、フィードバック制御系において応答性の悪化を招くおそれがある。一方、空気感度の大きい領域(吸入空気量が変化しやすい領域)では、要求される吸入空気の変化量に対して可変バルブ機構の駆動量が過剰となり、吸入空気量がオーバーシュートしてエンジンストールを招きやすくなる等、フィードバック制御系において安定性の悪化を招くおそれがある。
請求項1に記載の発明は、吸気バルブのリフト時間面積に関与する該吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変バルブ機構を備える内燃機関に適用され、前記バルブ特性の目標値と現状値との偏差に基づき前記可変バルブ機構をフィードバック制御する装置であって、前記リフト時間面積の現状値における空気感度を算出する空気感度算出手段と、該算出された空気感度が小さいときほど、前記制御ゲインが大きくなるように、該空気感度に応じて前記フィードバック制御での制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段とを備えることをその要旨とする。
図1は、本実施形態におけるエンジン11の構成を示している。
上記吸気ポート13aと燃焼室12と連通及び遮断は、吸気バルブ(吸気弁)19の開閉動作によって行われ、排気ポート18aと燃焼室12と連通及び遮断は、排気バルブ20の開閉動作によって行われる。これら吸気バルブ19及び排気バルブ20は、クランクシャフト17の回転が伝達される吸気カムシャフト21及び排気カムシャフト22の回転に伴い開閉動作される。
駆動量=偏差ΔVR×制御ゲインG …(1)
ところで、機関の吸入空気量が少ない状態では、吸気バルブ19のバルブ特性の変更量に対する吸入空気量の変化割合は大きくなる一方、吸入空気量が多い状態では、同変化割合が小さくなる傾向にある。このようなバルブ特性の変更量に対する吸入空気量の変化割合を以下、空気感度といい、バルブ特性の変更量に対する吸入空気量の変化割合が大きい場合を、空気感度が大きいという。逆に、バルブ特性の変更量に対する吸入空気量の変化割合が小さい場合を、空気感度が小さいという。
すなわち、空気感度の小さい領域(吸入空気量が変化しにくい領域)では、要求される吸入空気の変化量に対して可変バルブ機構31の駆動量が不足気味となり、吸入空気量の変化が緩慢になる等、フィードバック制御系において応答性の悪化を招くおそれがある。一方、空気感度の大きい領域(吸入空気量が変化しやすい領域)では、要求される吸入空気の変化量に対して可変バルブ機構31の駆動量が過剰となり、吸入空気量がオーバーシュートしてエンジンストールを招きやすくなる等、フィードバック制御系において安定性の悪化を招くおそれがある。
本処理が開始されるとまず、現在の機関回転速度NE及び実バルブ作用角VRが読み込まれる(S100)。
空気感度AS=(ΔGA/GA)/ΔTS …(2)
ΔGA:リフト時間面積TSの変化に伴う吸入空気量の変化量
GA:リフト時間面積TSが変化する前の吸入空気量
ΔTS:リフト時間面積TSの変化量
次に、電子制御装置51のROM内に記憶された制御ゲイン設定マップを参照して、空気感度ASに応じた制御ゲインGが算出され(S130)、本処理は一旦終了される。この制御ゲイン設定マップは図6に例示するように、空気感度ASが小さくなるほど、求められる制御ゲインGが大きくなるように、逆に言えば、空気感度ASが大きくなるほど、求められる制御ゲインGが小さくなるように設定されている。なお、このステップS130は、上記制御ゲイン設定手段を構成している。
(1)上記空気感度ASは、機関回転速度NEに依らず、吸気バルブ19のリフト時間面積TSに基づいて一義的に求められることを本発明者は見出した。そこで、リフト時間面積TSに基づいて空気感度ASを算出し、この算出された空気感度ASに応じた制御ゲインGを可変設定するようにしている。そのため、可変バルブ機構31をフィードバック制御するに際して、そのフィードバック制御での制御ゲインGを適切に設定することができ、もって該制御系の応答性や安定性を好適に確保することができるようになる。
・上述したように、バルブ作用角と上記最大リフト量とは同期して変化する。従って、上記実施形態では、バルブ作用角に基づいて可変バルブ機構の駆動を制御するようにしたが、最大リフト量に基づいて可変バルブ機構の駆動を制御するようにしてよい。
・上記実施形態ではマップを参照して、リフト期間面積CS、空気感度AS、及び制御ゲインGを求めるようにしたが、関数式等を用いてそれらを求めるようにしてもよい。
Claims (3)
- 吸気バルブのリフト時間面積に関与する該吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変バルブ機構を備える内燃機関に適用され、前記バルブ特性の目標値と現状値との偏差に基づき前記可変バルブ機構をフィードバック制御する装置であって、
前記リフト時間面積の現状値における空気感度を算出する空気感度算出手段と、
該算出された空気感度が小さいときほど、前記制御ゲインが大きくなるように、該空気感度に応じて前記フィードバック制御での制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。 - 前記制御ゲイン設定手段は、前記空気感度に対して前記制御ゲインが反比例するように該制御ゲインを設定する
請求項1に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。 - 吸気バルブのリフト時間面積に関与する該吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変バルブ機構を備える内燃機関に適用され、前記バルブ特性の目標値と現状値との偏差に基づき前記可変バルブ機構をフィードバック制御する装置であって、
前記リフト時間面積の現状値が小さいときほど、前記フィードバック制御での制御ゲインが小さくなるように、前記リフト時間面積の現状値に応じて前記制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段を備える
ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
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