JP5273258B2 - 可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置 - Google Patents

可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5273258B2
JP5273258B2 JP2011545892A JP2011545892A JP5273258B2 JP 5273258 B2 JP5273258 B2 JP 5273258B2 JP 2011545892 A JP2011545892 A JP 2011545892A JP 2011545892 A JP2011545892 A JP 2011545892A JP 5273258 B2 JP5273258 B2 JP 5273258B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
state
amount
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011545892A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011074090A1 (ja
Inventor
修一 江崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2011074090A1 publication Critical patent/JPWO2011074090A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5273258B2 publication Critical patent/JP5273258B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/08Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing for rendering engine inoperative or idling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F02D41/126Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off transitional corrections at the end of the cut-off period
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

この発明は、可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置に関する。
従来、例えば特許文献1には、吸気弁および排気弁の少なくとも一方を閉弁状態に維持可能な可変動弁機構を有する内燃機関が開示されている。この従来の内燃機関では、排気通路に配置された排気浄化触媒の温度が所定温度以上である状況下でフューエルカットが行われる場合に、排気弁および吸気弁の少なくとも一方を閉弁状態とすべく可変動弁機構を制御するようにしている。これにより、高温状態にある排気浄化触媒に対して酸素濃度の高いガスが供給されるのを防止し、排気浄化触媒の劣化抑制を図っている。
また、従来、例えば特許文献2には、バルブの開弁特性を連続的に変更可能な可変動弁装置において、バルブの動作状態を弁稼動状態と弁停止状態との間で二者択一的に切り換え可能とする弁停止機構を備える構成が開示されている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
日本特開2001−182570号公報 日本特開2007−239551号公報 日本特開2008−045460号公報 日本特開2008−121458号公報 日本特許第3799944号公報 日本特許第3893202号公報 日本特開2000−282901号公報 日本特開2006−291840号公報
バルブのリフト量およびまたは作用角(以下、単に「作用角」と略する)を連続的に変更可能な可変動弁装置において、フューエルカットの実行時にバルブの動作状態をバルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更させる場合、バルブの作用角を連続的に変更させることにより上記弁停止状態にまでバルブの動作状態を変更させることが必要となる。その結果、バルブの動作状態を弁停止状態に移行させるために要する時間、更には、バルブの動作状態を弁停止状態から内燃機関の燃焼が可能となるバルブの最小の作用角が得られる燃焼限界動作状態に移行(復帰)させるために要する時間が、弁稼動状態と弁停止状態との間でバルブの動作状態を二者択一的に切り換え可能な可変動弁装置と比べて長くなる。その結果、そのような移行期間中に、触媒に向けて新気が流出してしまうおそれがある。
また、上記特許文献2に記載の構成のように、バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更可能な可変動弁装置に対して、バルブの動作状態を弁稼動状態と弁停止状態との間で二者択一的に切り換え可能とする弁停止機構を組み合わせた構成が知られている。しかしながら、このような構成では、可変動弁装置のコストや体格が増大してしまう。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該バルブの動作状態を当該バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置において、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時、或いは、弁停止状態から燃焼限界動作状態への移行時に、可変動弁装置の制御遅れに起因する触媒の劣化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置であって、
バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該バルブの動作状態を当該バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の運転中にフューエルカットの実行要求が出された際に、前記可変動弁装置を用いて前記バルブの動作状態が前記弁停止状態となるように制御する弁停止実行手段と、
排気通路に配置された触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記触媒の温度が所定温度以上である場合には、前記バルブの動作状態が前記弁停止状態に移行する期間中、前記弁停止状態での前記フューエルカットの実行期間中、または、前記バルブの動作状態が前記弁停止状態から内燃機関の燃焼が可能となる前記バルブの最小のリフト量およびまたは作用角が得られる燃焼限界動作状態に移行する期間中に、前記排気通路に燃料が供給されるように燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
を備えることを特徴とする。
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記バルブの動作状態が前記弁停止状態に移行する過程で前記触媒に向けて筒内から流出する空気量を取得する弁停止時空気量取得手段を更に備え、
前記燃料噴射実行手段は、前記弁停止時空気量取得手段によって取得された空気量に応じた量で前記燃料噴射を実行することを特徴とする。
また、第3の発明は、第2の発明において、
前記バルブのリフト量およびまたは作用角を取得するバルブ動作量取得手段を更に備え、
前記弁停止時空気量取得手段は、前記バルブ動作量取得手段による前記バルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、前記空気量を推定して取得する手段であることを特徴とする。
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記フューエルカットの実行要求が出された際に、前記触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記弁停止状態への移行中の前記バルブの動作状態が前記燃焼限界動作状態に到達するまで、前記フューエルカットの実行を禁止するフューエルカット禁止手段を更に備えることを特徴とする。
また、第5の発明は、第1の発明において、
前記バルブの動作状態が前記弁停止状態から前記燃焼限界動作状態に移行する過程で前記触媒に向けて筒内から流出する空気量を取得する弁復帰時空気量取得手段を更に備え、
前記燃料噴射実行手段は、前記弁復帰時空気量取得手段により取得された空気量に応じた量で前記燃料噴射を実行することを特徴とする。
また、第6の発明は、第5の発明において、
前記バルブのリフト量およびまたは作用角を取得するバルブ動作量取得手段を更に備え、
前記弁復帰時空気量取得手段は、前記バルブ動作量取得手段による前記バルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、前記空気量を推定して取得する手段であることを特徴とする。
第1の発明によれば、触媒の温度が所定温度以上である場合には、バルブの動作状態が弁停止状態に移行する期間中等に、排気通路に燃料が供給されるように燃料噴射を実行される。これにより、筒内から排気通路に流出した空気中に含まれる酸素を、排気通路内で後燃えによって燃焼させることができる。これにより、筒内から流出した上記空気が、高温状態にある触媒に酸素濃度の高い状態で流入するのを防止することができる。このため、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時、或いは、弁停止状態から燃焼限界動作状態への移行時に、可変動弁装置の制御遅れに起因する触媒の劣化を抑制することができる。
第2の発明によれば、フューエルカット実行時のエンジン回転数の高低の影響を受けずに、バルブの動作状態が弁停止状態に移行する過程で触媒に向けて筒内から流出した空気量に応じた適切な量で、上記燃料噴射を行えるようになる。
第3の発明によれば、バルブ動作量取得手段によるバルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、バルブの動作状態が弁停止状態に移行する過程で触媒に向けて筒内から流出した空気量を簡便に推定して取得することができる。
第4の発明によれば、本発明のような配慮なしに実行要求を受けて直ちにフューエルカットが実行される場合に比して、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時に触媒に向けて筒内から流出する空気量を低減させることができる。
第5の発明によれば、フューエルカット実行時のエンジン回転数の高低の影響を受けずに、バルブの動作状態が弁停止状態から燃焼限界動作状態に移行する過程で触媒に向けて筒内から流出した空気量に応じた適切な量で、上記燃料噴射を行えるようになる。
第6の発明によれば、バルブ動作量取得手段によるバルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、バルブの動作状態が弁停止状態から燃焼限界動作状態に移行する過程で触媒に向けて筒内から流出した空気量を簡便に推定して取得することができる。
本発明の実施の形態1における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。 図1に示す吸気可変動弁装置の概略構成を示す図である。 図2に示す吸気可変動弁装置をカム軸(および制御軸)の軸方向(より具体的には、図2中の矢視Aの方向)から見た図である。 本発明の実施の形態1において、フューエルカットの実行要求が出された際に実行されるルーチンのフローチャートである。 高エンジン回転領域における、弁停止時および弁復帰時のバルブリフト量および制御軸位置センサの出力値の変化を表した図である。 低エンジン回転領域における、弁停止時および弁復帰時のバルブリフト量および制御軸位置センサの出力値の変化を表した図である。 本発明の実施の形態1において、フューエルカットからの復帰要求(内燃機関の始動要求)が出された際に実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態2において、フューエルカットからの復帰要求(内燃機関の始動要求)が出された際に実行されるルーチンのフローチャートである。
10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
24 燃料噴射弁
26 点火プラグ
28 吸気バルブ
30 排気バルブ
32 吸気可変動弁装置
36 触媒
38 クランク軸
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
50 カム軸
52 駆動カム
54 制御軸
56 制御軸駆動機構
62 サーボモータ
64 EDU(Electrical Driver Unit)
66 カム角センサ
68 制御軸位置センサ
70 揺動アーム
72 スライド面
74 第1ローラ
76 第2ローラ
78 支持アーム
80 制御アーム
82 揺動カム面
82a 非作用面
82b 作用面
84 ロッカーアーム
86 ロッカーローラ
92 ロストモーション部
実施の形態1.
[内燃機関のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。本発明における内燃機関の気筒数は特に限定されるものではないが、ここでは、内燃機関10は、その一例として、直列4気筒型のエンジンであるものとする。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。内燃機関10の筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
吸気通路16の入口近傍には、吸気通路16に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ20が設けられている。エアフローメータ20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁24が配置されている。また、内燃機関10が備えるシリンダヘッドには、燃焼室14の頂部から燃焼室14内に突出するように点火プラグ26が取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室14と吸気通路16、或いは燃焼室14と排気通路18を導通状態または遮断状態とするための吸気バルブ28および排気バルブ30が設けられている。
吸気バルブ28および排気バルブ30は、それぞれ吸気可変動弁装置32および排気動弁装置34により駆動される。吸気可変動弁装置32の詳細な構成については、図2および図3を参照して後述する。尚、排気バルブ30を駆動する動弁装置についても、吸気可変動弁装置32と同様の構成を備えるようにしてもよい。また、排気通路18には、排気ガスを浄化するための触媒36が配置されている。
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40の入力には、上述したエアフローメータ20やエンジン回転数を検出するクランク角センサ42等の内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサとともに、車両のイグニッションスイッチ(IGスイッチ)44が接続されている。また、ECU40の出力には、上述したスロットルバルブ22、燃料噴射弁24、点火プラグ26、および吸気可変動弁装置32等の内燃機関10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御する。
次に、図2および図3を参照して、吸気可変動弁装置32の構成およびその動作について説明する。
[可変動弁装置の構成]
図2は、図1に示す吸気可変動弁装置32の概略構成を示す図である。図3は、図2に示す吸気可変動弁装置32をカム軸50(および制御軸54)の軸方向(より具体的には、図2中の矢視Aの方向)から見た図である。尚、図2においては、内燃機関10が備える4つの気筒のうちの2つの気筒に関する構成についてのみ示し、残りの気筒に関してはその図示を省略している。
吸気可変動弁装置32は、後述する制御軸54の回転位置に応じて、吸気バルブ28の作用角およびリフト量(以下、両者を特に区別する必要のない場合は、単に「作用角」と略する)を連続的に変更可能な装置である。更に、吸気可変動弁装置32は、吸気バルブ28の作用角を連続的に変更する(小さくする)ことにより吸気バルブ28の動作状態を吸気バルブ28が閉弁位置(ゼロリフト)に維持される弁停止状態に変更できるように構成されている。
吸気可変動弁装置32は、内燃機関10のクランク軸38により回転駆動されるカム軸50に設けられた駆動カム52と、カム軸50と平行に配置された制御軸54とを有している。駆動カム52は、図3中で時計回りに回転する。
また、吸気可変動弁装置32は、図2に示すように、制御軸54を所定角度範囲内で回転させることのできる制御軸駆動機構56を有している。制御軸駆動機構56は、制御軸54の一端側に固定されたウォームホイール58と、このウォームホイール58に噛み合うウォームギヤ60と、このウォームギヤ60を回転駆動するサーボモータ62とを備えている。サーボモータ62は、EDU(Electrical Driver Unit)64を介して、上述したECU40に接続されている。また、ECU40には、上記クランク角センサ42に加え、カム軸50の回転角度を検知するカム角センサ66と、制御軸54の回転位置(回転角度)を検知する制御軸位置センサ68とが接続されている。このような構成によれば、サーボモータ62の回転方向および回転量を制御することにより、制御軸54の回転位置(回転角度)を制御することができる。また、吸気可変動弁装置32は、制御軸54の回転位置に応じて、吸気バルブ28の作用角を連続的に変更可能な装置であるため、制御軸位置センサ68の出力値に基づいて、吸気バルブ28の作用角およびリフト量を取得することができる。
更に、吸気可変動弁装置32は、揺動アーム(揺動カムアーム)70を有している。揺動アーム70は、制御軸54を中心として揺動可能に設置されている。揺動アーム70には、駆動カム52に対向する側に、スライド面72が形成されている。
揺動アーム70と駆動カム52との間には、第1ローラ74および第2ローラ76が配置されている。第1ローラ74は、駆動カム52の周面と接触しており、第2ローラ76は、揺動アーム70のスライド面72と接触している。これらのローラ74、76は、同軸上に配置され、互いに独立して回転可能になっている。
ローラ74、76は、支持アーム78の先端部に支持されている。制御軸54には、図3中の下方向に突出した制御アーム80が設けられており、この制御アーム80の先端部に支持アーム78の基端部が回動可能に連結されている。これにより、制御軸54を回転させることで、ローラ74、76を移動させることができる。すなわち、図3に示す状態から制御軸54を時計回りに回転させると、ローラ74、76は、制御アーム80および支持アーム78に引っ張られて、揺動アーム70の揺動中心(すなわち制御軸54の中心)に近づく。また、ローラ74、76が揺動中心に近い位置にある状態から制御軸54を反時計回りに回転させると、ローラ74、76は、当該揺動中心から遠ざかる。
図3は、ローラ74、76の位置を上記揺動中心から最も遠ざけた状態を示している。スライド面72は、揺動アーム70の先端側から揺動中心側に行くほど、駆動カム52の中心との間隔が徐々に狭まるような曲面(例えば円弧面)をなしている。
揺動アーム70におけるスライド面72の反対側には、揺動カム面82が形成されている。揺動カム面82は、揺動アーム70の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面(基礎円部)82aと、この非作用面82aから続いて設けられ、揺動中心からの距離が次第に大きくなるように形成された作用面82bとで構成されている。このような揺動アーム70は、図示省略するロストモーションスプリングにより、図3中の反時計回りに付勢されている。この付勢力により、揺動アーム70は第2ローラ76に押し当てられており、また、第1ローラ74は駆動カム52に押し当てられている。
吸気可変動弁装置32は、吸気バルブ28の弁軸をリフト方向へ押圧するロッカーアーム84を更に備えている。ロッカーアーム84は、図3中で揺動アーム70の下方に配置されている。ロッカーアーム84には、揺動カム面82に対向するようにロッカーローラ86が設けられている。ロッカーローラ86は、ロッカーアーム84の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム84の一端は、吸気バルブ28の弁軸端に当接されており、その他端は、油圧式ラッシュアジャスタ88によって支持されている。吸気バルブ28は、図示しないバルブスプリングによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム84を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ86は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ88とによって、揺動アーム70の揺動カム面82に押し当てられている。このような構成によれば、駆動カム52が回転すると、駆動カム52のカムリフトがローラ74、76を介して揺動アーム70に伝達することにより、揺動アーム70が揺動する。
揺動アーム70には、スライド面72の先に、スライド面72の仮想延長線90よりも落ち込んだ面で構成されるロストモーション部92が形成されている。図3に示す状態では、第2ローラ76は、このロストモーション部92と接触している。この状態では、後述するように、駆動カム52が回転することで揺動アーム70が揺動しても、吸気バルブ28が閉弁位置に維持される弁停止状態となる。
図3に示す弁停止状態から、制御軸54を時計回りに回転させると、ローラ74、76が揺動アーム70の揺動中心に近づく方向に移動する。これにより、第2ローラ76がスライド面72と接触する状態となる。この状態では、駆動カム52が回転することで揺動アーム70が揺動するのに伴って、吸気バルブ28が開閉動作する。この状態を以下「弁稼動状態」という。
弁稼動状態において、駆動カム52がリフトしていないとき、すなわち駆動カム52の基礎円部が第1ローラ74と接触しているときには、ロッカーローラ86は揺動カム面82の非作用面82aと接触している。これにより、吸気バルブ28は閉じている。そして、駆動カム52がリフトし始め、揺動アーム70が図3中の時計回りに揺動し始めると、ロッカーローラ86と揺動カム面82との接触点(以下「ロッカーローラ接触点」という)は、非作用面82aから作用面82bへ移行する。ロッカーローラ接触点が作用面82bに移行すると、ロッカーアーム84が押し下げられ、吸気バルブ28が開弁する。
今、ローラ74、76が揺動アーム70の揺動中心に最も近い位置にあるとする。このときには、駆動カム52のカムリフトが揺動中心に近い位置において揺動アーム70に伝達されることになるので、揺動アーム70の揺動範囲(振れ幅)が大きくなる。このため、吸気バルブ28の作用角は、大きくなる。また、前述したように、揺動中心に近いほど、スライド面72と駆動カム52の中心との距離は小さい。よって、駆動カム52がリフトを開始する揺動アーム70の位置は、ローラ74、76が揺動中心に近づくほど、図3中の時計回り側に移動する。このようなことから、揺動アーム70が揺動を開始した後、ロッカーローラ接触点が作用面82bに移行するまで(つまり吸気バルブ28がリフトし始めるまで)に要する揺動アーム70の回転量は、ローラ74、76が揺動中心に近いほど、小さくなる。このことからも、吸気バルブ28の作用角は、大きくなる。
逆に、ローラ74、76が揺動アーム70の揺動中心から遠い位置にあるとすると、駆動カム52のカムリフトは、揺動中心から遠い位置において揺動アーム70に伝達されることになる。このため、揺動アーム70の揺動範囲(振れ幅)が小さくなる。また、揺動アーム70が揺動を開始した後、ロッカーローラ接触点が作用面82bに移行するまでに要する揺動アーム70の回転量は、ローラ74、76が揺動中心から遠いほど、大きくなる。これらのことから、ローラ74、76が揺動中心から遠いほど、吸気バルブ28の作用角は小さくなる。
以上説明したように、吸気可変動弁装置32では、弁稼動状態において、制御軸54の回転位置を図3中の時計回り側により大きく変位させるほど、吸気バルブ28の作用角を連続的に大きくすることができ、逆に、制御軸54の回転位置を図3中の反時計回り側により大きく変位させるほど、吸気バルブ28の作用角を連続的に小さくすることができる。更に、第2ローラ76がロストモーション部92と接触する位置にまで、制御軸54の回転位置を反時計回り側に大きく変位させた場合には、駆動カム52の回転に伴って揺動アーム70が揺動しても、ロッカーローラ接触点は非作用面82a内に留まり、作用面82bには到達しない状態となる。これにより、吸気バルブ28の動作状態を弁停止状態に移行させることができる。
[実施の形態1における特徴的な制御]
内燃機関10の運転中において減速時などにフューエルカットが行われる際に、高温状態にある触媒36に対して酸素濃度の高い新気が流入すると、触媒36の劣化が懸念される。そこで、本実施形態では、フューエルカットの実行時に触媒36の温度が所定温度以上である場合には、触媒36に新気が流出しないようにするため、吸気可変動弁装置32を用いて吸気バルブ28の動作状態を弁停止状態に移行させるようにしている。
しかしながら、本実施形態の吸気可変動弁装置32の構成では、吸気バルブ28の動作状態を弁停止状態とするためには、吸気バルブ28の作用角(およびリフト量)を連続的に変更させることにより弁停止状態に移行させることが必要となる。その結果、弁停止状態への移行に要する時間、更には、バルブの動作状態を弁停止状態から内燃機関10の燃焼が可能となる吸気バルブ28の最小の作用角(以下、「燃焼限界最小作用角」と称する)が得られる燃焼限界動作状態に移行(復帰)させるために要する時間が、弁稼動状態と弁停止状態との間でバルブの動作状態を二者択一的に切り換え可能な可変動弁装置と比べて長くなる。その結果、そのような移行期間中に、触媒36に向けて新気が流出してしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時、および弁停止状態から上記燃焼限界動作状態への移行時に、吸気可変動弁装置32の制御遅れに起因する触媒36の劣化を抑制するために、以下のような制御を行うようにした。
すなわち、本実施形態では、フューエルカットの実行要求が出された際に、触媒36の温度が所定温度以上である場合には、弁停止状態への移行中の吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角に到達するまで、フューエルカットの実行が禁止されるようにした。そして、吸気バルブ28の作用角が燃焼限界最小作用角に到達した時点で、フューエルカットが実行されるようにした。更に、燃焼限界最小作用角への到達時点(つまり、フューエルカットの実行開始時点)から弁停止状態への吸気バルブ28の動作状態の移行が完了する時点までの制御時間Aを制御軸位置センサ68を利用して求めたうえで、この制御時間Aと燃焼限界最小作用角に到達した時点でのエンジン回転数(以下、「燃焼限界最小回転数」と称する)とに基づいて、当該制御時間Aの経過中に触媒36に向けて筒内から流出する空気量Aを算出するようにした。
また、本実施形態では、フューエルカットからの復帰要求(内燃機関10の運転停止を伴うフューエルカットからの復帰である場合には、内燃機関10の始動要求)が出された際に、触媒36の温度が所定温度以上である場合には、弁停止状態から上記燃焼限界最小作用角が得られる上記燃焼限界動作状態に移行するまでに要する制御時間Bを制御軸位置センサ68を利用して求めたうえで、この制御時間Bと燃焼限界最小回転数とに基づいて、当該制御時間Bの経過中に触媒36に向けて筒内から流出する空気量Bを算出するようにした。
そのうえで、本実施形態では、燃焼限界最小作用角(燃焼限界最小回転数)に到達した時点において、フューエルカットからの復帰(燃焼再開)に先立って、排気通路18に燃料が供給されるように、上記流出空気量Aおよび流出空気量Bの合計値(A+B)に応じた量での燃料噴射を行うようにした。
次に、図4乃至図7を参照して、本発明の実施の形態1における具体的な処理について説明する。
図4は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてフューエルカットの実行要求が出された際にECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図4に示すルーチンでは、先ず、フューエルカット(F/C)の実行要求があるか否かが判別される(ステップ100)。
その結果、F/Cの実行要求が出されたと判定された場合には、触媒36の温度が所定温度以上であるか否かが判別される(ステップ102)。本ステップ102における所定温度は、触媒36への新気の流入により当該触媒36の劣化が懸念される状況であるか否かを判断するための閾値として予め設定された値である。尚、触媒36の温度は、例えば、内燃機関10の運転履歴に基づいて推定することができるし、温度センサによって取得してもよい。
上記ステップ102において、触媒36の温度が上記所定温度以上であると判定された場合、つまり、新気の流入により触媒36の劣化が懸念される状況であると判断できる場合には、現在の運転状態に応じた値に制御されている吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角となるように、吸気可変動弁装置32が制御される(ステップ104)。
その後、吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角に到達した時点で、上記制御時間Aの記録が開始されるとともに、現時点でのエンジン回転数が記録される(ステップ106)。本ステップ106における燃焼限界最小作用角への到達時点は、制御軸位置センサ68の出力値によって把握することができる(後述する図5または図6参照)。また、燃焼限界最小作用角に到達した現時点において、フューエルカットが実行される(ステップ108)。次いで、吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態となるように、吸気可変動弁装置32が制御される(ステップ110)。
一方、上記ステップ102における判定が不成立である場合には、新気の流入による触媒36の劣化が懸念されないため、直ちに、フューエルカットが実行されたうえで弁停止状態となるように吸気可変動弁装置32が制御される(ステップ112、114)。
弁停止状態への吸気バルブ28の動作状態の移行が完了した後は、次いで、触媒36の温度が上記所定温度以上であるか否かが再度判別される(ステップ116)。その結果、触媒36の温度が上記所定温度以上である場合には、現時点の時刻が記録されることにより、制御時間Aが算出される(ステップ118)。
次に、上記ステップ118で算出された制御時間Aと、上記ステップ106で記録された燃焼限界最小作用角に到達した際の燃焼限界最小回転数とに基づいて、当該制御時間Aの経過中に触媒36に流出した空気量Aが算出される(ステップ120)。
図5は、高エンジン回転領域における、弁停止時および弁復帰時のバルブリフト量および制御軸位置センサ68の出力値の変化を表した図であり、図6は、低エンジン回転領域における、弁停止時および弁復帰時のバルブリフト量および制御軸位置センサ68の出力値の変化を表した図である。より具体的には、図5(A)および図6(A)は、弁停止時の関係を示しており、図5(B)および図6(B)は、弁復帰時の関係を示している。
フューエルカットは、内燃機関10の運転中に任意のエンジン回転数において開始されるものである。このため、燃焼限界最小回転数についても、フューエルカット開始時のエンジン回転数如何によって異なるものとなる。燃焼限界最小回転数が異なると、図5と図6とを比較して判るように、燃焼限界最小作用角(燃焼限界最小リフト)への到達時点から弁停止状態に至るまでの制御時間A中に、吸気バルブ28がリフトする回数が異なるものとなり、各気筒から触媒36に流出する空気量(酸素量)Aが異なるものとなる。より具体的には、この流出空気量Aは、燃焼限界最小回転数が高くなるほど多くなる。以上のことは、弁停止状態から上記燃焼限界最小作用角が得られる上記燃焼限界動作状態に至るまでの制御時間B中に関しても同様である。
従って、本ステップ120の処理のように、制御時間Aと燃焼限界最小回転数とを取得することで、当該制御時間A中に吸気バルブ28がリフトする回数を把握することが可能となる。このため、触媒36への流出空気量Aを制御時間Aと燃焼限界最小回転数との関係で定めたマップ(図示省略)をECU40に記憶させておくことにより、制御時間Aと燃焼限界最小回転数とに基づいて、流出空気量Aを算出することができる。
図7は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてフューエルカットからの復帰要求が出された際にECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、ここでは、フューエルカットからの復帰要求が出された状況として、当該フューエルカットに伴ってエンジン停止状態とされた後に内燃機関10の始動要求が出された状況を例に挙げて説明を行う。しかしながら、本ルーチンは、このような始動が出された状況に限らず、フューエルカットの実行後に内燃機関10の回転が継続している状態において、フューエルカットからの通常の復帰要求が出された状況についても、もちろん適用可能である。
図7に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の始動要求があるか否かが判別される(ステップ200)。尚、フューエルカットからの通常の復帰要求が出された状況の場合には、本ステップ200の処理に代え、フューエルカットからの復帰要求の有無が判別されることとなる。上記ステップ200において、始動要求が出されたと判定された場合には、触媒36の温度が上記所定温度以上であるか否かが判別される(ステップ202)。
上記ステップ202において、触媒36の温度が上記所定温度以上であると判定された場合には、内燃機関10のクランキングの開始時に上記制御時間Bの記録が開始される(ステップ204)。次いで、弁停止状態にある吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角となるように、吸気可変動弁装置32が制御される(ステップ206)。一方、触媒36の温度が上記所定温度に達していない場合には、上記制御時間Bの記録が開始されることなく、上記燃焼限界最小作用角となるように、吸気可変動弁装置32が制御される(ステップ206)。
その後、吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角に到達した時点で、触媒36の温度が上記所定温度以上であるか否かが再度判別される(ステップ208)。その結果、触媒36の温度が上記所定温度に達していない場合には、後述するステップ216において、内燃機関10の始動のための燃料噴射および点火が直ちに実行される。一方、触媒36の温度が上記所定温度以上である場合には、現時点の時刻が記録されることにより制御時間Bが算出されるとともに、現時点でのエンジン回転数が記録される(ステップ210)。
次に、制御時間Aの経過中に触媒36に流出した空気量Aと制御時間Bの経過中に触媒36に流出した空気量Bとの和である合計流出空気量(A+B)が算出される(ステップ212)。空気量Aとしては、上記ステップ120の処理による算出値が用いられ、空気量Bについても、上記ステップ120と同様の処理によって算出可能である。従って、合計流出空気量(A+B)を算出することができる。
次に、合計流出空気量(A+B)に応じた量の燃料(後燃え用燃料)が排気通路18に供給されるように、所定気筒において排気行程が到来した時に燃料噴射弁24を用いた燃料噴射が実行される(ステップ214)。本ステップ214でいう合計流出空気量(A+B)に応じた燃料噴射量とは、触媒36が酸化雰囲気(リーン雰囲気)にならないようにするために噴射される燃料量であり、合計流出空気量(A+B)が多くなるほど、より多量の燃料が噴射される。この場合に噴射される燃料量は、例えば、合計流出空気量(A+B)との関係で理論空燃比を得るために必要な燃料量としてもよい。これにより、流出空気を排気通路18内で燃焼させたうえで、酸素濃度の低い理論空燃比のガスが触媒36に流入するようにすることができる。
上記の燃料噴射がなされた後に、内燃機関10の始動のための燃料噴射および点火が実行される(ステップ216)。尚、フューエルカットからの通常の復帰要求が出された状況の場合には、本ステップ216の処理に代え、フューエルカットからの復帰、すなわち、燃料噴射の再開が実行されることとなる。次いで、始動後の運転状態に応じて要求される作用角となるように、吸気バルブ28の作用角が吸気可変動弁装置32を用いて制御される。
以上説明した図4および図7に示すルーチンの処理によれば、触媒36の温度が上記所定温度以上である場合には、弁停止時および弁復帰時に触媒36に向けて筒内から流出した合計流出空気量(A+B)に応じた燃料量で、排気通路18に燃料が供給されるように燃料噴射が実行される。本実施形態では、フューエルカットの実行時には、吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態とされ、排気バルブ30は通常通り開閉駆動される。一般的に、排気バルブ30と触媒36とはある程度離れているので、このようにバルブ28、30が駆動される状況では筒内から排気通路18に流出した空気は、筒内と排気通路18(の排気マニホールド)との間を行き来しているものと考えられる。このため、フューエルカットからの復帰時(復帰直前)に上記のように燃料噴射を行うことにより、筒内から排気通路18に流出した空気中に含まれる酸素を、排気通路18内で後燃えによって燃焼させることができる。これにより、筒内から流出した上記空気が、高温状態にある触媒36に酸素濃度の高い状態で流入するのを防止することができる。このため、触媒36の劣化抑制を図ることができる。
また、上記ルーチンの処理によれば、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時、および弁停止状態から上記燃焼限界動作状態への移行時において、上記流出空気量A、Bが算出されたうえで、合計流出空気量(A+B)に応じた量での燃料噴射が行われる。既述したように、フューエルカット開始時のエンジン回転数如何によって燃焼限界最小回転数が変わることに応じて、上記流出空気量A、Bが変化する。従って、上記のように算出された合計流出空気量(A+B)に応じた量にて燃料噴射を行うようにすることで、その時々の合計流出空気量(A+B)に応じた適切な量にて燃料噴射を行えるようになる。
また、上記ルーチンの処理によれば、フューエルカットの実行要求が出された際に、触媒36の温度が所定温度以上である場合には、弁停止状態への移行中の吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角に到達するまで、フューエルカットの実行が禁止される。これにより、そのような配慮なしに実行要求を受けて直ちにフューエルカットが実行される場合に比して、フューエルカットに伴う弁停止状態への移行時に触媒36に向けて筒内から流出する空気量を低減させることができる。
ところで、上述した実施の形態1においては、フューエルカットからの復帰時(復帰直前)において燃焼限界最小作用角に到達した時点で、合計流出空気量(A+B)に応じた量での燃料噴射を行うようにしている。しかしながら、本発明において、触媒の劣化抑制を図るべく行われる燃料噴射の実行時期は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、上述した実施の形態1のように、フューエルカットの実行時に吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態とされ、排気バルブ30は通常通り開閉駆動される構成が採用されている場合において、排気バルブ30と触媒36との距離が短い場合には、フューエルカットからの復帰時ではなく、吸気バルブ28が弁停止状態とされた後のフューエルカット実行期間中に、上記燃料噴射を行うようにしてもよい。これにより、筒内と排気通路18との間を行き来するガスが酸素濃度の高い状態で触媒36に流入するのを抑制することができる。
また、フューエルカットはエンジン回転数が高い状態で開始されることが多い。高エンジン回転数領域においてフューエルカットが実行された場合には、筒内から排出される空気の流速が高く、当該空気が筒内と排気通路18とを行き来する際の往復範囲が広くなる。そこで、上記のように流出空気量Aと流出空気量Bとに応じた量の燃料を一度にまとめて噴射するのではなく、流出空気量Aを対象とする燃料噴射は、吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態に移行する期間中に実行されるようにしてもよい。また、流出空気量Bを対象とする燃料噴射に関しても、同様に、弁停止状態から上記燃焼限界動作状態への移行期間中に実行されるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態1においては、制御軸54の回転位置に応じて吸気バルブ28の作用角およびリフト量を連続的に変更可能な吸気可変動弁装置32において、第2ローラ76が揺動アーム70のスライド面72の先端に設けられたロストモーション部92と接触する位置になるまで、吸気バルブ28の作用角およびリフト量を連続的に変更する(小さくする)ことにより、吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態に変更できるように構成された装置を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる可変動弁装置は、上記構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、日本特許第3799944号公報に開示されている可変動弁装置を適用することができる。この可変動弁装置では、制御軸の軸方向位置を変更させることにより、揺動アームの揺動動作範囲が変化し、バルブの作用角およびリフト量が連続的に変更可能に構成されている。そして、当該可変動弁装置では、駆動カムの回転に伴って揺動アームが揺動しても、揺動アームとロッカーローラとの接触点が揺動アームの非作用面内に留まり、作用面には到達しない状態となるまで制御軸を軸方向に変位させることで、バルブの動作状態を弁停止状態に移行させることが可能である。以上のような構成を有する可変動弁装置においても、制御軸の軸方向位置(ストローク)を検知する制御軸位置センサを備えておくことにより、上述した実施の形態1の制御を適用することができる。
更に、例えば、日本特許第3893202号公報により開示されている可変動弁装置を適用することも可能である。具体的には、この可変動弁装置は、主に、カムシャフトと、カムシャフトに固定された2つの偏心カムと、カムシャフトの上方において回転自在に配置された制御軸と、制御軸に制御カムを介して揺動自在に支持された一対のロッカーアームと、吸気弁の上端部に設けられたバルブリフターの上方に配置された一対の揺動カムとを備えている。そして、上記偏心カムとロッカーアームとは略円環状のリンクアームによって機械的に連係されており、ロッカーアームと揺動カムとは、略棒状のリンク部材によって機械的に連係されている。当該可変動弁装置では、電磁アクチュエータによって制御軸の回転位置を変化させることにより、上記各部材の位置関係が変化し、揺動カムのカムリフト特性が連続的に変化するようになっている。そして、当該可変動弁装置では、カムリフトが最小リフト状態となるように制御軸の回転位置を変化させた場合に、吸気弁が弁停止状態に保持されるようになっている。以上のような構成を有する可変動弁装置においても、制御軸の回転位置を検知する制御軸位置センサを備えておくことにより、上述した実施の形態1の制御を適用することができる。
更に、例えば、日本特表2004−521234号公報により開示されている可変動弁装置を適用することも可能である。具体的には、この可変動弁装置は、主に、駆動カムが固定されたカムシャフトと、バルブの弁軸をリフト方向へ押圧する伝達要素(ロッカーアームと、本発明の制御軸として機能する調節装置と、駆動カム、伝達要素、および調節装置という3つの部材によって挟まれるように配置された旋回レバー(揺動アーム)とを備えている。当該可変動弁装置では、調節装置(制御軸)の回転位置を変化させることによって旋回レバーの体勢を変化させることで、バルブの作用角およびリフト量を連続的に変更することができる。このような構成を有する当該可変動弁装置によれば、弁停止状態が可能となるように、旋回レバーの揺動範囲の変更、或いは旋回レバーの制御軌道(揺動カム面)のプロファイルの変更を適宜行うことにより、調節装置(制御軸)の回転位置の調整によって、吸気弁を弁停止状態に保持させることが可能である。以上のような構成を有する可変動弁装置においても、調節装置(制御軸)の回転位置を検知する制御軸位置センサを備えておくことにより、上述した実施の形態1の制御を適用することができる。
また、上述した実施の形態1においては、制御軸54の回転位置を検知する制御軸位置センサ68を用いて、吸気バルブ28の作用角およびリフト量を取得するようにしている。しかしながら、本発明におけるバルブ動作量取得手段は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、バルブのリフト量を検知するリフト量センサが用いられていてもよく、或いは、制御軸を駆動するアクチュエータの駆動量等に基づいて、バルブの作用角およびまたはリフト量が取得されるものであってもよい。
また、上述した実施の形態1においては、フューエルカットの実行時には、吸気バルブ28の動作状態が弁停止状態とされ、排気バルブ30は通常通り開閉駆動されるようになっている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、フューエルカットの実行時に、排気バルブの動作状態が弁停止状態とされ、吸気バルブは通常通り開閉駆動されるようになっている構成に対しても適用可能であり、更には、吸気バルブおよび排気バルブの双方の動作状態が弁停止状態とされる構成に対しても適用可能である。
また、上述した実施の形態1においては、吸気通路16(の吸気ポート)に配置された燃料噴射弁24を用いて、排気通路18に燃料が供給されるように燃料噴射を実行するようにしている。しかしながら、本発明における燃料噴射実行手段は、このような燃料噴射弁24を用いて実現されるものに限らず、例えば、排気通路18に備えられ、排気通路18内に燃料を直接的に添加する排気燃料添加弁を用いるものであってもよい。
尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、上記ステップ100および108の処理を実行することにより前記第1の発明における「弁停止実行手段」が、上記ステップ102、116、202、または208の処理を実行することにより前記第1の発明における「触媒温度取得手段」が、上記ステップ200、206、208、および214の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料噴射実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU40が上記ステップ106、118、120の処理を実行することにより前記第2の発明における「弁停止時空気量取得手段」が実現されている。
また、ECU40が制御軸位置センサ68の出力値に基づいて吸気バルブ28の作用角およびリフト量を取得することにより前記第3または第6の発明における「バルブ動作量取得手段」が実現されている。
また、ECU40が上記ステップ100の判定が成立した場合に上記ステップ104の処理後に上記ステップ108の処理を実行することにより、前記第4の発明における「フューエルカット禁止手段」が実現されている。
また、ECU40が上記ステップ204、210、および212の処理を実行することにより前記第2の発明における「弁復帰時空気量取得手段」が実現されている。
実施の形態2.
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1乃至図3に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に上記図4に示すルーチンとともに後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
フューエルカットに伴って吸気バルブ28が弁停止状態に制御された後に弁稼働状態に復帰するケースとして頻度が高いのは、上述した実施の形態1において説明したように、当該フューエルカットに伴ってエンジン停止状態とされた後に内燃機関10の始動時に当該エンジン停止状態から弁稼働状態への復帰が行われるケースである。このようなケースでは、エンジン回転数がゼロであるエンジン停止状態を起点として弁停止状態からの復帰が行われることになる。従って、内燃機関10の回転が継続された状態でのフューエルカットの実行中に弁停止状態からの復帰が行われる場合とは異なり、クランキングの開始時点からエンジン回転数が燃焼限界最小回転数に到達する時点までに要する制御時間中に吸気バルブ28がリフトする回数は、いつも決まった値となる。従って、弁停止状態から上記燃焼限界動作状態への移行期間中に触媒36に向けて筒内から流出する空気量Bおよび当該流出空気量Bに応じた燃料噴射量を予め算出することが可能である。
図8は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてフューエルカットからの復帰要求が出された際にECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図8において、実施の形態1における図7に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図8に示すルーチンでは、ステップ200において始動要求が出されたと判定された場合には、上記ステップ202および204の処理を行うことなく、弁停止状態にある吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角となるように、吸気可変動弁装置32が直ちに制御される(ステップ206)。
その後、吸気バルブ28の作用角が上記燃焼限界最小作用角に到達した時点において、ステップ208において触媒36の温度が上記所定温度以上であると判定された場合には、エンジン回転数が燃焼限界最小回転数に到達したか否かが判別される(ステップ300)。その結果、エンジン回転数が燃焼限界最小回転数に到達したと判定された場合には、合計流出空気量(A+B)が算出される(ステップ302)。空気量Aとしては、上記ステップ120の処理による算出値が用いられる。本ステップ302では、上記ステップ212とは異なり、弁復帰時の空気量Bについては、本ルーチンで用いられる燃焼限界最小回転数との関係で予め取得された値が用いられる。従って、合計流出空気量(A+B)を算出することができる。
次に、上記ステップ302において算出された合計流出空気量(A+B)に応じた量の燃料(後燃え用燃料)が排気通路18に供給されるように、所定気筒において排気行程の到来時に燃料噴射弁24を用いた燃料噴射が実行される(ステップ304)。以後の処理は、上記図7に示すルーチンと同じであるため省略する。
以上説明した図8に示すルーチンの処理によれば、上述した実施の形態1における図7に示すルーチンの処理に比べ、始動要求が出された際に実機上において行う処理を簡略化することができる。

Claims (6)

  1. バルブのリフト量およびまたは作用角を連続的に変更させることにより当該バルブの動作状態を当該バルブが閉弁状態に維持される弁停止状態に変更可能な可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置であって、
    内燃機関の運転中にフューエルカットの実行要求が出された際に、前記可変動弁装置を用いて前記バルブの動作状態が前記弁停止状態となるように制御する弁停止実行手段と、
    排気通路に配置された触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
    前記触媒の温度が所定温度以上である場合には、前記バルブの動作状態が前記弁停止状態に移行する期間中、前記弁停止状態での前記フューエルカットの実行期間中、または、前記バルブの動作状態が前記弁停止状態から内燃機関の燃焼が可能となる前記バルブの最小のリフト量およびまたは作用角が得られる燃焼限界動作状態に移行する期間中に、前記排気通路に燃料が供給されるように燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
    を備えることを特徴とする可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
  2. 前記バルブの動作状態が前記弁停止状態に移行する過程で前記触媒に向けて筒内から流出する空気量を取得する弁停止時空気量取得手段を更に備え、
    前記燃料噴射実行手段は、前記弁停止時空気量取得手段によって取得された空気量に応じた量で前記燃料噴射を実行することを特徴とする請求項1記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
  3. 前記バルブのリフト量およびまたは作用角を取得するバルブ動作量取得手段を更に備え、
    前記弁停止時空気量取得手段は、前記バルブ動作量取得手段による前記バルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、前記空気量を推定して取得する手段であることを特徴とする請求項2記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
  4. 前記フューエルカットの実行要求が出された際に、前記触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記弁停止状態への移行中の前記バルブの動作状態が前記燃焼限界動作状態に到達するまで、前記フューエルカットの実行を禁止するフューエルカット禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
  5. 前記バルブの動作状態が前記弁停止状態から前記燃焼限界動作状態に移行する過程で前記触媒に向けて筒内から流出する空気量を取得する弁復帰時空気量取得手段を更に備え、
    前記燃料噴射実行手段は、前記弁復帰時空気量取得手段により取得された空気量に応じた量で前記燃料噴射を実行することを特徴とする請求項1記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
  6. 前記バルブのリフト量およびまたは作用角を取得するバルブ動作量取得手段を更に備え、
    前記弁復帰時空気量取得手段は、前記バルブ動作量取得手段による前記バルブのリフト量およびまたは作用角の取得値に基づいて、前記空気量を推定して取得する手段であることを特徴とする請求項5記載の可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置。
JP2011545892A 2009-12-16 2009-12-16 可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP5273258B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/070997 WO2011074090A1 (ja) 2009-12-16 2009-12-16 可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011074090A1 JPWO2011074090A1 (ja) 2013-04-25
JP5273258B2 true JP5273258B2 (ja) 2013-08-28

Family

ID=44166885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011545892A Expired - Fee Related JP5273258B2 (ja) 2009-12-16 2009-12-16 可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8738272B2 (ja)
JP (1) JP5273258B2 (ja)
DE (1) DE112009005447B4 (ja)
WO (1) WO2011074090A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2527620B1 (en) * 2010-01-18 2016-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
JP6866494B2 (ja) * 2017-10-03 2021-04-28 ボッシュ株式会社 Ecu及び排気ブレーキ制御装置
KR102394630B1 (ko) * 2017-12-12 2022-05-06 현대자동차주식회사 엔진온도 연계방식 촉매퍼지제어 방법 및 차량
GB2581182B (en) * 2019-02-07 2021-06-23 Jaguar Land Rover Ltd A controller and method for controlling operation of a direct injection internal combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11324748A (ja) * 1998-05-20 1999-11-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2001182570A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Toyota Motor Corp 可変動弁機構を有する内燃機関
JP2008274760A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Toyota Motor Corp 内燃機関

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3458503B2 (ja) * 1995-01-18 2003-10-20 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置
US20010045194A1 (en) * 1998-04-02 2001-11-29 Takuya Shiraishi Internal combustion engine control system
JP3893202B2 (ja) 1997-11-07 2007-03-14 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁装置
JP3591283B2 (ja) 1998-01-29 2004-11-17 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP3936818B2 (ja) 1999-03-31 2007-06-27 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁装置における作動角センサ故障判定装置
JP3799944B2 (ja) * 2000-03-21 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁機構および吸気量制御装置
DE10123186A1 (de) 2001-05-12 2002-11-14 Bayerische Motoren Werke Ag Ventiltrieb-Vorrichtung zur variablen Hubverstellung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
JP3896813B2 (ja) 2001-08-31 2007-03-22 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置
DE102004054166B4 (de) * 2004-11-10 2016-03-10 Volkswagen Ag Verfahren zur individuellen Ab- und Zuschaltung von Zylindern einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine und Mehrzylinderbrennkraftmaschine
JP4765379B2 (ja) 2005-04-11 2011-09-07 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2007239551A (ja) 2006-03-07 2007-09-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁機構
JP2008045460A (ja) 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP2008121458A (ja) 2006-11-09 2008-05-29 Toyota Motor Corp 可変動弁装置
US8176729B2 (en) * 2008-03-06 2012-05-15 GM Global Technology Operations LLC Perturbation control strategy for low-temperature urea SCR NOx reduction
WO2010097918A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
EP2527620B1 (en) * 2010-01-18 2016-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11324748A (ja) * 1998-05-20 1999-11-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2001182570A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Toyota Motor Corp 可変動弁機構を有する内燃機関
JP2008274760A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Toyota Motor Corp 内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011074090A1 (ja) 2011-06-23
JPWO2011074090A1 (ja) 2013-04-25
DE112009005447B4 (de) 2017-02-09
US20120245828A1 (en) 2012-09-27
US8738272B2 (en) 2014-05-27
DE112009005447T5 (de) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4207965B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4792882B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4931740B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4858729B2 (ja) 可変動弁装置
JP5273258B2 (ja) 可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置
JP4039239B2 (ja) 内燃機関の可変動弁制御装置
JP2010270701A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2001280167A (ja) 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置
JP2005188286A (ja) 内燃機関のバルブリフト制御装置
WO2008075556A1 (ja) 可変動弁機構付き内燃機関
JP4765379B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2007113513A (ja) 多気筒型内燃機関の制御装置
JP2010031702A (ja) エンジンの制御装置
JP2008291852A (ja) 内燃機関の吸気弁駆動制御装置
JP2008157168A (ja) 開弁特性可変型内燃機関
JP4807314B2 (ja) ディーゼル機関
JP2008223774A (ja) 可変バルブリフト機構の制御装置
JP2005248705A (ja) 内燃機関の吸気制御装置
WO2011086702A1 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP4710652B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2007146688A (ja) 内燃機関の動弁装置
JP2008095668A (ja) 可変動弁機構付き内燃機関
JP5244209B2 (ja) 可変バルブリフト機構の制御装置及び制御方法
JP2004285855A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP4849489B2 (ja) 可変バルブリフト機構の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130429

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5273258

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees