JP4710652B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
気筒毎に設けられた吸気バルブと、
前記吸気バルブのリフト量及び作用角を変更可能な第1可変動弁機構と、
前記吸気バルブの閉弁時期を変更可能な第2可変動弁機構と、
前記第1可変動弁機構によりリフト量及び作用角が小リフト量及び小作用角にされた状態で、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第1可変動弁機構によりリフト量及び作用角を小リフト量及び小作用角に保ったまま前記第2可変動弁機構により前記吸気バルブの目標閉弁時期を下死点付近に設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記制御手段は、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、全気筒の前記吸気バルブの閉弁時期を算出する吸気バルブ閉弁時期算出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブ閉弁時期算出手段により算出された閉弁時期のうちの最進角側の閉弁時期と、最遅角側の閉弁時期との平均値を算出する平均値算出手段と、
を含み、前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記平均値算出手段により算出された平均値が下死点となるように、前記吸気バルブの目標閉弁時期を設定することを特徴とする。
気筒毎に設けられた排気バルブと、
前記排気バルブの閉弁時期を変更可能な第3可変動弁機構と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第3可変動弁機構により前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定する排気バルブ閉弁時期設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態によるシステムの全体構成を説明するための図である。図2は、図1に示すシステムにおける内燃機関1の近傍を示す図である。
本実施の形態1のシステムは、内燃機関1を備えている。内燃機関1は、複数の気筒2を有するシリンダブロック4を備えている。各気筒2の内部にはピストン3が配置されている。ピストン3は、クランク機構を介してクランク軸5と接続されている。クランク軸5の近傍には、クランク角センサ6が設けられている。クランク角センサ6は、クランク軸5の回転角度(以下「クランク角CA」という。)を検出するように構成されている。シリンダブロック4には、内燃機関1の冷却水温を検出する冷却水温センサ7が設けられている。
ECU60は、クランク角CAに基づいて、機関回転数NEを算出する。さらに、ECU60は、クランク角CAに基づいて、機関回転数NEの変動量(以下「回転変動量」という。)を算出する。また、ECU60は、吸入空気量Gaに基づいて、負荷KLを算出する。
ECU60は、内燃機関1の運転状態(機関回転数NE,吸入空気量Ga等)に応じて、第1可変動弁機構17のアクチュエータ52の作動量を制御することで、吸気バルブ14のリフト量及び作用角を制御する。また、ECU60は、第2可変動弁機構18のアクチュエータ53の作動量を制御することで、吸気バルブ14のバルブタイミング(開閉弁時期)を制御する。また、ECU60は、第3可変動弁機構36のアクチュエータ54の作動量を制御することで、排気バルブ33のバルブタイミング(開閉弁時期)を制御する。
ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。
図3は、図1に示すシステムにおいて、第1可変動弁機構17の構成を説明するための図である。図4は、図3に示す第1可変動弁機構17において、制御軸44の近傍を示す図である。
上記システムによれば、可変動弁機構17の制御軸44の位置を制御することで、吸気バルブ14のリフト量及び作用角を小さくすることができる。小リフト量及び小作用角で運転することにより、大きいスロットル開度TAを確保しつつ、燃焼室10内に吸入される空気量を少なくすることができる。よって、ポンピングロスの低減により、燃費を向上させることができる。
このように、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制すべく、小作用角及び小リフト量に保ったまま、吸気バルブ14の目標閉弁時期を下死点BDC付近に設定すると、図8に実線L1で示される吸気バルブ14の開弁期間となる。すなわち、吸気バルブ14は遅開きの設定となる。図8は、気筒間の吸入空気量のばらつき抑制時において、吸気バルブ14及び排気バルブ33の開弁期間を示す図である。図8には、通常の排気バルブ33の開弁期間を破線L2で示している。この破線L2で示される排気バルブ33の開弁期間と、実線L1で示される吸気バルブ14の開弁期間との間には、吸気バルブ14と排気バルブ33の両方が閉じられた期間が存在する。この両方のバルブ14,33が閉じられた期間は、ポンプ損失を増大させるため、燃費ロスが生じてしまう。
そこで、本実施の形態では、図8に実線L3で示すように、排気バルブ33の閉弁時期が、吸気バルブ14の開弁時期と同じか、もしくは、遅角側になるように、排気バルブ33の位相(閉弁時期)を遅角させる。これにより、吸気バルブ14の閉弁時期を下死点付近に設定することに起因するポンプ損失の発生を抑制することができるため、燃費ロスを抑制することができる。
図9は、本実施の形態において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図9に示すルーチンでは、先ず、内燃機関1の運転状態を取得する(ステップ100)。このステップ100では、機関回転数NE、負荷KL、吸気圧、筒内圧等がECU60内に読み込まれる。
一方、上記ステップ108でばらつきが基準値よりも大きいと判別された場合には、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する必要があると判断される。この場合、全気筒の吸気バルブ14の閉弁時期を算出する(ステップ110)。このステップ110では、上記ステップ106で求められた各気筒の吸気バルブ14のリフト量及び作用角に基づき、吸気バルブ14の閉弁時期が算出される。
そして、この平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ14の目標閉弁時期を設定する(ステップ114)。すなわち、かかる目標閉弁時期となるように、第2可変動弁機構18により吸気バルブ14の位相が変更される。
さらに、排気バルブ33の閉弁時期を吸気バルブ14の開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定することで、ポンピング損失による燃費ロスの発生を抑制することができる。
2 気筒
3 ピストン
6 クランク角センサ
10 燃焼室
11 点火プラグ
12 筒内圧センサ
13 吸気ポート
14 吸気バルブ
15 吸気カム軸
16 吸気カム
17 第1可変動弁機構
18 第2可変動弁機構
20 吸気通路
25 吸気圧センサ
26 スロットルバルブ
28 スロットル開度センサ
29 エアフロメータ
31 アクセル開度センサ
32 排気ポート
33 排気バルブ
34 排気カム軸
35 排気カム
36 第3可変動弁機構
40 空燃比センサ
44 制御軸
45 入力部
46 揺動カム
52,53,54 アクチュエータ
60 ECU
Claims (3)
- 気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する内燃機関の制御装置であって、
気筒毎に設けられた吸気バルブと、
前記吸気バルブのリフト量及び作用角を変更可能な第1可変動弁機構と、
前記吸気バルブの閉弁時期を変更可能な第2可変動弁機構と、
前記第1可変動弁機構によりリフト量及び作用角が小リフト量及び小作用角にされた状態で、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第1可変動弁機構によりリフト量及び作用角を小リフト量及び小作用角に保ったまま前記第2可変動弁機構により前記吸気バルブの目標閉弁時期を下死点付近に設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、全気筒の前記吸気バルブの閉弁時期を算出する吸気バルブ閉弁時期算出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブ閉弁時期算出手段により算出された閉弁時期のうちの最進角側の閉弁時期と、最遅角側の閉弁時期との平均値を算出する平均値算出手段と、
を含み、前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記平均値算出手段により算出された平均値が下死点となるように、前記吸気バルブの目標閉弁時期を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置において、
気筒毎に設けられた排気バルブと、
前記排気バルブの閉弁時期を変更可能な第3可変動弁機構と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第3可変動弁機構により前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定する排気バルブ閉弁時期設定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
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Family Applications (1)
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- 2006-02-28 JP JP2006052896A patent/JP4710652B2/ja not_active Expired - Fee Related
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