JP4400402B2

JP4400402B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP4400402B2
Application number: JP2004289575A
Authority: JP
Inventors: 創三浦; 裕介細川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: JP2006104959A

Description

本発明は、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方を連続的に変更可能な可変動弁機構と、気筒別の吸気通路のそれぞれに設けられたスロットル弁と、を用いて吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の各気筒毎に独立した吸気通路を有すると共に、この気筒別の吸気通路のぞれぞれにスロットル弁を備えた内燃機関が従来から知られている。このような複数個のスロットル弁は、いわゆる多連スロットルとして、特許文献１に開示されているように同軸状に配置され、同一開度となるように一斉に開閉される。また、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方であるリフト作動角を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関についても従来より広く知られている。
特開平８−２１０１５５号公報

このような多連スロットルと可変動弁機構とを用い、負荷に応じてスロットル開度とリフト作動角を制御する場合、目標吸入空気量が少ないアイドル時のような低負荷運転状態おいて、スロットル弁の詰まりによる気筒間でのスロットル開度のバラツキや、吸気弁周囲に堆積したデポジットによりバルブクリアランスが変化して気筒間でのリフト作動角にバラツキが生じると、これらのバラツキの影響を大きく受け、気筒間で実際の吸入空気量が不均一となることにより内燃機関に燃焼変動が生じる虞がある。

そこで、本発明は、内燃機関に燃焼変動が生じた際に、スロットル開度とリフト作動角を互いに相反する方向に変更することで、内燃機関の燃焼変動を防止することをことを目的としている。

本発明における内燃機関の制御装置は、燃焼変動が所定の変動より大きいと判定された際に、各気筒に供給される吸入空気量を維持しつつ、スロットル弁及び可変動弁機構のうちの一方に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行うと共に、他方に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行うことを特徴としている。

本発明によれば、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方であるリフト作動角、もしくはスロットル開度、のいずれかのバラツキに起因して生じる内燃機関の燃焼変動を防止することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成を模式的に示した説明図であって、図１は全体の概略構成を示し、図２は吸気系の概略構成を示している。

本実施形態は、直列４気筒の火花点火式ガソリン機関からなる内燃機関１に適用したものであって、シリンダヘッド３１には、各気筒毎に吸気ポート３２及び排気ポート３３が形成されている。

内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、その吸気弁３側の動弁機構として、後述する可変動弁機構２が設けられている。排気弁４側の動弁機構は、排気カムシャフト５により排気弁４を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は常に一定である。

排気ポート３３に接続され、各気筒の排気を集合させる排気マニホールド６の出口側は、触媒コンバータ７に接続されている。この触媒コンバータ７の上流位置には、空燃比を検出するための空燃比センサ８が設けられている。触媒コンバータ７の下流側には、第２の触媒コンバータ１０および消音器１１が設けられている。空燃比センサ８は、空燃比のリッチ、リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは、空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。

吸気ポート３２には、吸気マニホールド３４の吸気ブランチ通路１５が接続されている。内燃機関１の気筒毎に独立した気筒別吸気通路としての吸気ブランチ通路１５は、４つの気筒に対し、各気筒毎に独立したものであって、その上流端は十分な容積を有する吸気コレクタ１６に接続されている。これら４本の吸気ブランチ通路１５には、それぞれにバタフライバルブ型のスロットル弁１８が設けられている。

また、吸気ブランチ通路１５には、このスロットル弁１８よりも下流側に、各気筒の吸気ポート３２に向かって各気筒毎に燃料を噴射供給するように燃料噴射弁１２が配設されている。

吸気コレクタ１６には、吸気入口通路１７が接続されており、この吸気入口通路１７には、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローメータ２０が配置され、エアフローメータ２０の上流側にはエアクリーナ２１が配置されている。

また、クランクシャフトに対してクランク角センサ２２が設けられている。このクランク角センサ２２は、機関回転速度の検出、クランク角度の検出、各気筒の基準位置の検出及び気筒判別等を行うものである。シリンダブロックの側壁には、エンジン振動を検出する振動センサ２５が取り付けられている。更に、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２３を備えている。これらの検出信号は、上記のエアフロメータ２０や空燃比センサ８等の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９（以下、ＥＣＵと記す）に入力されている。ＥＣＵ１９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１２の噴射量や噴射時期、点火プラグ２４による点火時期、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、スロットル弁１８の開度、などを制御する。

ここで、気筒毎の計４つのスロットル弁１８は、いわゆる多連スロットルとして構成されている。図２を用いて詳述すると、スロットル弁１８は、２気筒づつ共通のスロットルシャフト３５に固着しており、かつこれら一対のスロットルシャフト３５は中間リンク３６を介して一本のアクセルシャフト３７に連係している。そして、このアクセルシャフト３７は、ＥＣＵ１９からの指令に基づいて駆動制御される電動モータ３８と連係している。従って、ＥＣＵ１９からの指令により電動モータ３８が回転すると、アクセルシャフト３７が回転し、これに連動してスロットルシャフト３５が回転して各スロットル弁１８が一斉に開閉される構成となっている。また、アクセルシャフト３７には、自身の回転角度を検出するポテンショメータ等からなるスロットル開度センサ３９が取付られており、その検出信号に基づいて、スロットル開度が目標開度にクローズドループ制御される。尚、多連スロットルの構成としては、一本のスロットルシャフトに各スロットル弁１８を取りつけ、このスロットルシャフトに電動モータを連係させ、電動モータによりスロットル弁１８を開閉駆動するよう構成することも可能であり、また各スロットル弁１８を電動モータ等により個別に開閉する構成としてもよい。尚、図２においては、便宜上、燃料噴射弁１２及び排気ポート３３等を図示していないが、図２と図１は同一の実施形態を示すものである。

次に、図３に基づいて吸気弁３側の可変動弁機構２の構成を説明する。この可変動弁機構２は、吸気弁３のバルブリフト量及び作動角（開閉期間）の少なくとも一方であるリフト作動角を変化させるリフト・作動角可変機構５１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構７１と、が組み合わされて構成されている。

まず、リフト・作動角可変機構５１を説明する。なお、このリフト・作動角可変機構５１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開２００２−８９３０３号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。

リフト・作動角可変機構５１は、シリンダヘッド３１に摺動自在に設けられた吸気弁３と、シリンダヘッド３１上部のカムブラケット（図示せず）に回転自在に支持された駆動軸５２と、この駆動軸５２に、圧入等により固定された偏心カム５３と、駆動軸５２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸５２と平行に配置された制御軸６２と、この制御軸６２の偏心カム部６８に揺動自在に支持されたロッカアーム５６と、各吸気弁３の上端部に配置されたタペット６０に当接する揺動カム５９と、を備えている。偏心カム５３とロッカアーム５６とはリンクアーム５４によって連係されており、ロッカアーム５６と揺動カム５９とは、リンク部材５８によって連係されている。

駆動軸５２は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。

偏心カム５３は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸５２の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム５４の環状部が回転可能に嵌合している。

ロッカアーム５６は、略中央部が偏心カム部６８によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン５５を介してリンクアーム５４のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン５７を介してリンク部材５８の上端部が連係している。偏心カム部６８は、制御軸６２の軸心から偏心しており、従って、制御軸６２の角度位置に応じてロッカアーム５６の揺動中心は変化する。

揺動カム５９は、駆動軸５２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン６７を介して上記リンク部材５８の下端部が連係している。この揺動カム５９の下面には、駆動軸５２と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム５９の揺動位置に応じてタペット６０の上面に当接するようになっている。

すなわち、上記基円面はベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム５９が揺動してカム面がタペット６０に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。

制御軸６２は、図示するように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ６３によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ６３は、例えばウォームギア６５を介して制御軸６２を駆動するサーボモータ等からなり、上述したＥＣＵ１９からの制御信号によって制御されている。なお、制御軸６２の回転角度は、制御軸センサ６４によって検出される。

このリフト・作動角可変機構５１の作用を説明すると、駆動軸５２が回転すると、偏心カム５３のカム作用によってリンクアーム５４が上下動し、これに伴ってロッカアーム５６が揺動する。このロッカアーム５６の揺動は、リンク部材５８を介して揺動カム５９へ伝達され、揺動カム５９が揺動する。この揺動カム５９のカム作用によって、タペット６０が押圧され、吸気弁３がリフトする。

ここで、リフト・作動角制御用アクチュエータ６３を介して制御軸６２の角度が変化すると、ロッカアーム５６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム５９の初期揺動位置が変化する。

例えば偏心カム部６８が図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム５６は全体として上方へ位置し、揺動カム５９の連結ピン６７側の端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム５９の初期位置は、そのカム面がタペット６０から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５２の回転に伴って揺動カム５９が揺動した際に、基円面が長くタペット６０に接触し続け、カム面がタペット６０に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。

逆に、偏心カム部６８が図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム５６は全体として下方へ位置し、揺動カム５９の連結ピン６７側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム５９の初期位置は、そのカム面がタペット６０に近付く方向に傾く。従って、駆動軸５２の回転に伴って揺動カム５９が揺動した際に、タペット６０と接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。

上記の偏心カム部６８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、連続的に変化する。つまり、バルブリフト量ならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト作動角の大小変化に伴い、吸気弁３の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。

次に、位相可変機構７１は、図３に示すように、駆動軸５２の前端部に設けられたスプロケット７２と、このスプロケット７２と駆動軸５２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ７３と、から構成されている。スプロケット７２は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。位相制御用アクチュエータ７３は、例えば油圧式、電磁式などの回転型アクチュエータからなり、ＥＣＵ１９からの制御信号によって制御されている。この位相制御用アクチュエータ７３の作用によって、スプロケット７２と駆動軸５２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この位相可変機構７１の制御状態は、駆動軸５２の回転位置に応答する駆動軸センサ６６によって検出される。これらのリフト・作動角可変機構５１ならびに位相可変機構７１は、各センサ６４、６６の検出に基づいてクローズドループ制御される。

本実施形態では、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、特にリフト・作動角可変機構５１による吸気弁３のバルブリフト量及び作動角の可変制御（リフト作動角の可変制御）と、スロットル弁１８の開度制御とを組み合わせて、燃焼室へ流入する吸入空気量が制御される。

上記のような構成において、吸気弁３のリフト作動角とスロットル弁１８のスロットル開度は、負荷等に応じて決定される目標吸入空気量に応じて制御されることになるが、目標吸入空気量の少ないアイドル時のような低負荷運転状態においては、上述したように、リフト作動角やスロットル開度に気筒間でのバラツキが生じると吸入空気量が相対的に多くなる中高負荷運転状態に比べこららのバラツキの影響を特に大きく受けることになり、内燃機関１に燃焼変動が生じる場合がある。また同様に、同一気筒であっても、サイクル毎にリフト作動角やスロットル開度にバラツキが生じると中高負荷運転状態に比べこれらのバラツキの影響を大きく受けることになり、内燃機関１に燃焼変動が生じる場合がある。

そこで、本実施形態においては、アイドル時のような低負荷運転状態において、内燃機関１の燃焼変動が大きくなった場合に、各気筒に供給される吸入空気量がそのときの目標吸入空気量となるように維持しつつ、リフト作動角とスロットル開度を全気筒一律に互いに相反する方向に一定量補正する。尚、リフト作動角とスロットル開度とは互いに関連して調整され、同じ要求負荷・吸入空気量であれば、リフト作動角が大きくなるとスロットル開度が小さくなり、リフト作動角が小さくなるとスロットル開度が大きくなる関係にある。

図４は、リフト作動角及びスロットル開度を補正する際の制御の流れを示すフローチャートである。

ステップ（以下Ｓと表記する）１では、現在の運転状態が暖機後のアイドル運転状態であるか否かを判定する。暖機後のアイドル運転状態であればＳ２にへ進み、暖機後のアイドル運転状態でなければルーチンを終了する。

Ｓ２では、内燃機関１の燃焼変動が生じているか否かを判定する。具体的には、クランク角センサ２２により各気筒のピストン位置を把握して、仕事をしている気筒（爆発行程中の気筒）とそのときのクランクシャフトの角速度（回転角速度）とを所定期間連続してモニタリングし、クランクシャフトの角速度変化をもって燃焼変動のレベル、すなわち気筒間及び気筒別の吸入空気量のバラツキとする。換言すれば、クランクシャフトの回転変動から燃焼変動の有無を判定している。そして、クランクシャフトの角速度変化のバラツキが予め設定された所定の閾値の範囲内にある場合は、燃焼変動が小さい（燃焼変動無し）と判定してＳ３へ進み、上記所定の閾値の範囲におさまらない場合は、燃焼変動が大きい（燃焼変動有り）と判定してＳ４へ進む。換言すれば、燃焼変動が所定の変動以下の場合にはＳ３へ進み、所定の変動よりも大きい場合にはＳ４へ進む。尚、ここでいう所定の閾値の範囲とは、暖機完了後で燃焼変動のないアイドル時のクランクシャフトの角速度を基準に設定された上下限値で規定される範囲であって予めＥＣＵ１９内に記憶させておくものである。

Ｓ３では、内燃機関１に燃焼変動がないものとして、吸気弁３及びスロットル弁１８は、それぞれアイドル時の通常の目標リフト作動角及び目標スロットル開度で運転し補正を行わない。

Ｓ４では、各気筒への吸入空気量をアイドル運転状態における目標吸入吸気量に維持しつつ、吸気弁３のリフト作動角をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量小リフト作動角側（小リフト小作動角側）に変更する補正を行い、かつリフト作動角の小リフト作動角側への変更に対応させてスロットル弁１８のスロットル開度をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量開弁側に変更する補正を行って、Ｓ５へ進む。換言すれば、Ｓ４では、各気筒に供給される吸入空気量を維持しつつ、スロットル弁１８に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行い、可変動弁機構２に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行う。

Ｓ５では、Ｓ４で吸気弁３のリフト作動角及びスロットル弁１８のスロットル開度をそれぞれ変更した結果、内燃機関１の燃焼変動、すなわち気筒間及び気筒別の吸入空気量のバラツキが改善されたか否かを上述したＳ２と同様の方法で判定する。そして、内燃機関１の燃焼変動が改善された場合には、Ｓ４で変更されたスロットル開度及びリフト作動角を継続（維持）させた状態で今回のルーチンを終了する。一方、Ｓ５にて、燃焼変動が改善されていないと判定された場合にはＳ６へ進む。

Ｓ６では、各気筒への吸入空気量をアイドル運転状態における目標吸入空気量に維持しつつ、吸気弁３のリフト作動角をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量大リフト作動角側（大リフト大作動角側）に変更する補正を行い、かつスロットル弁１８のスロットル開度をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量閉弁側に変更する補正を行って、今回のルーチンを終了する。換言すれば、Ｓ６では、各気筒に供給される吸入空気量を維持しつつ、スロットル弁１８に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行い、可変動弁機構２に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行う。

尚、図４に示す制御のＳ５にて、燃焼変動が改善されたか否かを判定する際には、リフト作動角が一定量小リフト作動角側に変更され、スロットル開度が一定量開弁側に変更されているため、各気筒の吸入空気量が相対的にスロットル開度よりも吸気弁３のリフト作動角の影響をより受ける状態となっている。そのため、Ｓ５にて内燃機関１の燃焼変動が改善されたと判定された場合には、スロットル弁１８のスロットル開度に気筒間もしくは気筒別の少なくととも一方でバラツキがあったためであることが判明する。また、Ｓ５にて内燃機関１の燃焼変動が改善されていないと判定された場合には、吸気弁３のリフト作動角に気筒間もしくは気筒別の少なくとも一方でバラツキがあったためであることが判明する。つまり、Ｓ４からＳ５に至るプロセスで、内燃機関１の燃焼変動の要因がスロットル弁１８側にあるか可変動弁機構２側にあるのかが、二次的に判定されることになる。

尚、本実施形態においては、上述したＳ２が燃焼変動検知手段に相当し、Ｓ５が燃焼変動判定手段に相当し、スロットル弁・可変動弁機構制御手段がＳ４及びＳ６に相当する。

図５は、スロットル開度のバラツキに起因してアイドル時に燃焼変動が生じた場合の燃焼変動のレベル、リフト作動角及びスロットル開度の変化を示したタイミングチャートである。

燃焼変動のレベルが所定のレベル基準値以上となり、燃焼変動有りと診断されると、吸気弁３のリフト作動角を所定量小リフト作動角側に変更し、かつスロットル開度を所定量開弁側に変更される。そして、この変更によって燃焼変動のレベルが所定のレベル基準値以下となると、スロットル開度のバラツキによって燃焼変動が生じていたことになるため、スロットル開度とリフト作動角をこの状態（リフト作動角を小リフト小作動角側、スロット開度を開弁側）に維持する。

以上、説明してきたように、本実施形態においては、可変動弁機構２及びスロットル弁１８の動作のバラツキが増大した際にもロバスト性が確保でき、エンストの回避、燃費、運転性及び排気性能の悪化を回避することができる。

また、燃焼変動を防止するために行うスロットル開度及びリフト作動角の変更は、アイドル運転状態（低負荷運転状態）に行われるので、運転者に違和感を与えることなく、燃焼変動の悪化を防止することができる。

尚、上述した実施形態においては、Ｓ４にて吸気弁３のリフト作動角をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量大リフト作動角側（大リフト小作動角側）に変更し、かつスロットル開度をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量閉弁側に変更するようにし、Ｓ６にて吸気弁３のリフト作動角をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量小リフト作動角側（小リフト小作動角側）に変更し、かつスロットル開度をアイドル運転状態における通常の目標値に対して所定量開弁側に変更するようにしてもよい。この場合、Ｓ５にて燃焼変動が改善されたと判定されれば、吸気弁３のリフト作動角に気筒間もしくは気筒別の少なくとも一方でバラツキがあることになり、燃焼変動が改善されなければ、スロットル開度に気筒間もしくは気筒別の少なくととも一方でバラツキがあることになる。

また、上述した実施形態においては、クランクシャフトの角速度変化から燃焼変動の有無を判定しているが、各気筒の燃焼室内の圧力を検出する圧力計を設けて、検出された各気筒の筒内圧力から内燃機関１の燃焼変動の有無を判定することも可能である。

そして、燃焼変動の悪化を防止するための制御は、アイドル運転状態にのみ限定されるものではない。

また、以下に列記する方法でも内燃機関１の燃焼変動の有無を判定することは可能である。
１）エアフローメータ２０または空燃比センサ８からの検出値を用いて、各気筒毎の吸入空気量を推定し、吸入空気量のバラツキから燃焼変動の有無を判定する。２）吸気コレクタ１６に吸気コレクタ１６の内部圧力を検出する負圧センサを設け、この負圧センサの検出値から各気筒毎の吸入空気量を検出して燃焼変動の有無を判定する。
３）振動センサ２５の検出値から燃焼変動の有無を判定する。
４）各吸気弁３のリフト量を直接検出するセンサを設け、吸気弁３のリフト作動角のバラツキから燃焼変動の有無を判定する。
５）燃焼室内のイオン電流を検出することによって燃焼変動の有無を判定する。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
（１）内燃機関の各気筒毎に独立した気筒別吸気通路を有し、この気筒別吸気通路のそれぞれにスロットル弁が設けられていると共に、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方であるリフト作動角を連続的に変更可能な可変動弁機構を有する内燃機関の制御装置において、内燃機関の燃焼変動を検知する燃焼変動検知手段と、燃焼変動検知手段により検知される燃焼変動が所定の変動より大きいか否かを判定する燃焼変動判定手段と、燃焼変動検知手段により燃焼変動が所定の変動より大きいと判定された際に、各気筒に供給される吸入空気量を維持しつつ、スロットル弁及び可変動弁機構のうちの一方に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行うと共に、他方に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行うスロットル弁・可変動弁機構制御手段と、を備え、スロットル弁・可変動弁機構制御手段により、スロットル弁と可変動弁機構の一方に対して開方向制御を行い、他方に対して閉方向制御を行った結果、燃焼変動判定手段により、燃焼変動が所定の変動以下と判定された際には、スロットル弁・可変動弁機構制御手段による制御が継続される。これによって、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方であるリフト作動角、もしくはスロットル開度、のいずれかのバラツキに起因して生じる内燃機関の燃焼変動を防止することができる。

（２）上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、スロットル弁・可変動弁機構制御手段は、燃焼変動判定手段により燃焼変動が所定の変動よりも大きいと判定された際に、スロットル弁及び可変動弁機構うちの一方に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行うと共に、他方に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行う。

（３）上記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、燃焼変動検知手段は、より具体的には、低負荷運転状態時に内燃機関の燃焼変動を検知するものである。

（４）上記（３）に記載の内燃機関の制御装置において、低負荷運転状態とはアイドル運転状態である。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、燃焼変動検知手段は、より具体的には、吸入空気量のバラツキから内燃機関の燃焼変動を検知している。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、可変動弁機構は、より具体的には、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸と、駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつリンクアームにより揺動されるロッカアームと、駆動軸に回転可能に支持されるとともに、ロッカアームにリンクを介して連結され、ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カムと、を備えており、制御軸の偏心カム部の回動位置を変化させることにより吸気弁のリフト・作動角が同時に増減変化するように構成されている。

本発明に係る内燃機関の制御装置の全体の概略構成を示す説明図。本発明に係る内燃機関の制御装置の吸気系の概略構成を示す説明図。可変動弁機構の構成を示す斜視図。リフト作動角及びスロットル開度を補正する際の制御の流れを示すフローチャート。リフト作動角及びスロットル開度を補正した際のタイミングチャート。

符号の説明

２…可変動弁機構
１８…スロットル弁
２２…クランク角センサ

Claims

内燃機関の各気筒毎に独立した気筒別吸気通路を有し、この気筒別吸気通路のそれぞれにスロットル弁が設けられていると共に、吸気弁のバルブリフト量及び作動角の少なくとも一方であるリフト作動角を連続的に変更可能な可変動弁機構を有する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の燃焼変動を検知する燃焼変動検知手段と、
燃焼変動検知手段により検知される燃焼変動が所定の変動より大きいか否かを判定する燃焼変動判定手段と、
燃焼変動検知手段により燃焼変動が所定の変動より大きいと判定された際に、各気筒に供給される吸入空気量を維持しつつ、燃焼変動が所定の変動以下となるように、スロットル弁及び可変動弁機構のうちの一方に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行うと共に、他方に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行うスロットル弁・可変動弁機構制御手段と、を備え、
スロットル弁・可変動弁機構制御手段は、スロットル弁に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行い、かつ可変動弁機構に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行う第１制御と、スロットル弁に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行い、かつ可変動弁機構に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行う第２制御と、を実施可能であり、
スロットル弁・可変動弁機構制御手段により、第１制御もしくは第２制御のいずれか一方を実施し、燃焼変動が所定の変動以下と判定された際には、スロットル弁・可変動弁機構制御手段による制御が継続され、燃焼変動が所定の変動以下と判定されなかった場合には、第１制御もしくは第２制御のうちの他方を実施することを特徴とする内燃機関の制御装置。
スロットル弁・可変動弁機構制御手段は、燃焼変動判定手段により燃焼変動が所定の変動よりも大きいと判定された際に、スロットル弁及び可変動弁機構うちの一方に対して空気量を減少させる方向に一定量の閉方向制御を行うと共に、他方に対して空気量を増大させる方向に一定量の開方向制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
燃焼変動検知手段は、低負荷運転状態時に内燃機関の燃焼変動を検知するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
低負荷運転状態とはアイドル運転状態であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
燃焼変動検知手段は、吸入空気量のバラツキから内燃機関の燃焼変動を検知していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
可変動弁機構は、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸と、駆動軸により回転駆動される偏心カムと、この偏心カムの外周に相対回転可能に嵌合したリンクアームと、駆動軸と平行に設けられ、かつ偏心カム部を備えた回動可能な制御軸と、この制御軸の偏心カム部に回転可能に装着され、かつリンクアームにより揺動されるロッカアームと、駆動軸に回転可能に支持されるとともに、ロッカアームにリンクを介して連結され、ロッカアームに伴って揺動することにより吸気弁を押圧する揺動カムと、を備えており、制御軸の偏心カム部の回動位置を変化させることにより吸気弁のリフト・作動角が同時に増減変化するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。