JP5273292B2 - 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5273292B2
JP5273292B2 JP2012505415A JP2012505415A JP5273292B2 JP 5273292 B2 JP5273292 B2 JP 5273292B2 JP 2012505415 A JP2012505415 A JP 2012505415A JP 2012505415 A JP2012505415 A JP 2012505415A JP 5273292 B2 JP5273292 B2 JP 5273292B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
control
exhaust valve
exhaust
fuel cut
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
JP2012505415A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011114518A1 (ja
Inventor
昭夫 木戸岡
慶和 竺原
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 JPWO2011114518A1 publication Critical patent/JPWO2011114518A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5273292B2 publication Critical patent/JP5273292B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • 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
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06Cutting-out cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves
    • 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
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • 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
    • F02D17/00Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02Cutting-out
    • 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
    • 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
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • 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
    • 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
    • F02D2041/0012Controlling intake air for engines with variable valve actuation with selective deactivation of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2700/00Mechanical control of speed or power of a single cylinder piston engine
    • F02D2700/05Controlling by preventing combustion in one or more cylinders
    • F02D2700/052Methods therefor
    • F02D2700/056Methods therefor by interrupting the medium supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2700/00Mechanical control of speed or power of a single cylinder piston engine
    • F02D2700/05Controlling by preventing combustion in one or more cylinders
    • F02D2700/052Methods therefor
    • F02D2700/058Methods therefor by another method
    • 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、内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置に係り、特に、吸気弁を閉弁位置で停止維持可能な弁停止機構付きの内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置に関する。
従来、例えば特許文献1には、多気筒内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、一部気筒の運転を休止させる減筒運転時に、休止気筒における吸気弁の動作を閉弁位置で停止させるようにしている。そのうえで、休止気筒における排気弁の開き時期を膨張下死点よりも後の所定時期となるように遅角させるとともに当該排気弁の閉じ時期を排気上死点よりも前の所定時期となるように進角させるようにしている。このような制御によれば、吸気弁が閉弁停止状態とされる休止気筒において、排気弁の閉じ時期を進角させることで休止気筒内に排気ガスを残留させることができる。これにより、休止気筒内が過剰に負圧状態となるのを抑制し、休止気筒におけるオイル上がりを抑制することができる。
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。
日本特開平7−119502号公報 日本特開2000−34941号公報 日本特開2001−207877号公報 国際公開第2005/056995号 日本特開2005−105869号公報
しかしながら、上記従来の技術のように、吸気弁の弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にオイル上がりの抑制のために排気弁の閉じ時期の進角制御を行っている場合において、フューエルカットからの復帰時に、排気弁の閉じ時期が進角されたままの状態で吸気弁の動作状態が弁稼働状態に復帰すると、吸気通路に向けて多量の筒内残留ガスの吹き返しが生ずる。
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、吸気弁の弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にオイル上がりを抑制しつつ、フューエルカットからの復帰時に吸気通路への筒内残留ガスの吹き返しを抑制することのできる内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
吸気弁の動作状態を弁稼働状態と閉弁停止状態との間で変更可能な吸気弁停止機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な排気可変動弁装置と、
内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段と、
前記フューエルカットの実行時に、前記吸気弁の動作状態を前記弁稼働状態から前記閉弁停止状態に変更する吸気弁停止制御を実行する吸気弁停止実行手段と、
前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の閉弁時に筒内に残留するガスの筒内残留ガス量が増えるように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁停止時排気弁制御手段と、
前記フューエルカットからの復帰要求を検知するフューエルカット復帰要求検知手段と、
前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合において、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合には、前記筒内残留ガス量が減るように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁復帰時排気弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、
前記弁復帰時排気弁制御手段による制御の実行時に、前記筒内残留ガス量を所定値以下とする制御量になるまで前記排気弁の開弁特性が制御されたか否かを判定する排気弁制御量判定手段と、
前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記弁復帰時排気弁制御手段によって前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定されるまで、前記閉弁停止状態から前記弁稼働状態への前記吸気弁の動作状態の変更を遅延させる吸気弁復帰遅延実行手段と、
を更に備えることを特徴とする。
また、第3の発明は、第1の発明において、
前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記吸気弁の動作状態を前記閉弁停止状態から前記弁稼働状態に変更する吸気弁復帰実行手段と、
前記弁復帰時排気弁制御手段による制御の実行時に、前記筒内残留ガス量を所定値以下とする制御量になるまで前記排気弁の開弁特性が制御されたか否かを判定する排気弁制御量判定手段と、
前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記弁復帰時排気弁制御手段によって前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定されるまでの間、燃焼時の筒内圧力の上昇を抑制する筒内圧上昇抑制制御を実行する弁復帰時筒内圧制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
また、第4の発明は、第3の発明において、
前記筒内圧上昇抑制制御は、燃料噴射量の減少、スロットルバルブの開度の減少、および前記吸気弁のリフト量の減少のうちの少なくとも1つを行う制御であることを特徴とする。
また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記排気可変動弁装置は、クランクシャフトの回転位相に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することで、前記排気弁の開閉時期を変更可能な位相可変機構を含み
前記弁停止時排気弁制御手段は、前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の開閉時期の進角制御を行う手段であって、
前記弁復帰時排気弁制御手段は、前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記排気弁の開閉時期の遅角制御を行う手段であって、
前記排気弁制御量判定手段は、前記弁復帰時排気弁制御手段による前記遅角制御の実行時に、前記排気弁の開閉時期の進角量が所定値以下になるまで制御されたか否かを判定する手段であることを特徴とする。
また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の制御装置は、筒内圧力を検知または推定する筒内圧力取得手段を更に備え、
前記排気弁制御量判定手段は、前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の開弁時の筒内圧力が所定値以下である場合に、前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定することを特徴とする。
また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の制御装置は、前記吸気弁停止制御の実行中にクランク室側から燃焼室側に向けて移動するオイルの量であるオイル上がり量を推定するオイル上がり量推定手段を更に備え、
前記弁停止時排気弁制御手段は、前記オイル上がり量が所定値以上である場合に、前記排気弁の開弁特性の前記変更を実行することを特徴とする。
また、第8の発明は、第1乃至第7の発明の何れかにおいて、
前記オイル上がり量推定手段は、エンジン回転数、オイル温度、フューエルカット継続時間、および筒内圧力のうちの少なくとも1つに基づいて、前記オイル上がり量を推定する手段であることを特徴とする。
また、第9の発明は、第1乃至第8の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関と組み合わされる変速機とともに前記内燃機関を備える車両の制御装置であって、
前記変速機を操作するための操作手段のシフトポジションを検知するシフトポジション検知手段を更に備え、
前記弁復帰時排気弁制御手段は、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合において、第1モードから当該第1モードよりも高い減速力が得られる第2モードへの前記シフトポジションの変更が検知された場合には、前記筒内残留ガス量が減るように前記排気弁の開弁特性を変更するモード変更時排気弁制御手段を含むことを特徴とする。
また、第10の発明は、第9の発明において、
前記モード変更時排気弁制御手段は、前記第1モードから前記第2モードに変更する際の前記操作手段の操作に要する時間として予め設定されたモード変更操作時間内に、前記排気弁の開弁特性の変更を実行することを特徴とする。
第1の発明によれば、上記吸気弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が検知された場合において、弁停止時排気弁制御手段による排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合には、筒内残留ガス量が減るように排気弁の開弁特性が変更される。これにより、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にオイル上がりを抑制しつつ、フューエルカットからの復帰時に吸気通路への筒内残留ガスの吹き返しを抑制することができる。
第2の発明によれば、上記吸気弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、上記弁復帰時排気弁制御手段によって排気弁の開弁特性が上記制御量になるまで制御されたと判定されるまで、閉弁停止状態から弁稼働状態への吸気弁の動作状態の変更が遅延させられる。これにより、吸気弁停止制御の実行中にはオイル上がりを抑制しつつ、吸気弁の復帰時に多量の筒内残留ガスが吸気通路に向けて吹き返されるのを抑制することができる。
第3の発明によれば、上記吸気弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、上記弁復帰時排気弁制御手段によって排気弁の開弁特性が上記制御量になるまで制御されたと判定されるまでの間、上記筒内圧上昇抑制制御が実行される。このような筒内圧上昇抑制制御によって、上記弁復帰時排気弁制御手段による制御が十分に進行していない復帰当初の期間中に、燃焼時の筒内圧の上昇を抑制することで、吸気弁停止制御の実行中にはオイル上がりを抑制しつつ、吸気弁の復帰時に吸気通路に向けて吹き返される筒内残留ガス量を低減することができる。
第4の発明によれば、燃料噴射量の減少、スロットルバルブの開度の減少、および前記吸気弁のリフト量の減少のうちの少なくとも1つに基づいて、フューエルカットからの復帰当初の期間中に、燃焼時の筒内圧の上昇を良好に抑制することができる。
第5の発明によれば、上記位相可変機構を備える排気可変動弁装置を用いて、吸気弁停止制御の実行中に排気弁の開閉時期の進角制御を行い、フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に排気弁の開閉時期の遅角制御を行う構成において、上記第1乃至第3の発明による効果を奏することができる。
第6の発明によれば、吸気弁停止制御の実行時に、排気弁の開弁時の筒内圧力に基づいて、排気弁の開弁特性が上記制御量になるまで制御されたか否かを判定することが可能となる。
第7の発明によれば、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時に、オイル上がり量の推定値が上記所定値未満である状況下では、上記弁停止時排気弁制御手段による排気弁の開弁特性の上記変更が実行されないようになる。これにより、オイル上がり量が上記所定値未満である状況下では、フューエルカット復帰時において、上記弁停止時排気弁制御手段による排気弁の開弁特性の上記変更による応答遅れの問題なしに、フューエルカットからの復帰要求に対して迅速に対応できるように準備しておくことができる。このように、本発明によれば、上記応答遅れが生ずるケースを必要最小限に減らすことができる。
第8の発明によれば、エンジン回転数、オイル温度、フューエルカット継続時間、および筒内圧力のうちの少なくとも1つに基づいて、オイル上がり量を正確に推定することが可能となる。
第9の発明によれば、上記弁停止時排気弁制御手段による排気弁の開弁特性の上記変更が実行されている場合において、第1モードから第2モードへのシフトポジションの変更が検知された場合には、筒内残留ガス量が減るように排気弁の開弁特性の変更が実際の復帰要求の検知に先行して実行されるようになる。これにより、運転者による上記操作手段の操作に要する時間を利用して、フューエルカットからの復帰後のための排気弁の開弁特性の上記変更を進めることができる。このため、本発明によれば、上記のような変速モードの切り換え後に実際にフューエルカットからの復帰要求が出された場合に、排気弁の開弁特性の変更の応答遅れの影響を受けずに、直ちにフューエルカットからの復帰を実行することができ、運転者に加速のもたつき感を感じさせないようにすることができる。
第10の発明によれば、上記モード変更操作時間を利用して、フューエルカットからの復帰後のための排気弁の開弁特性の上記変更を済ませておくことができる。
本発明の実施の形態1における内燃機関を備える車両の制御装置のシステム構成を説明するための図である。 図1に示す排気可変動弁装置により排気弁の開閉時期が制御される様子を表したバルブリフトカーブである。 本発明の実施の形態1における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態1において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における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態2において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3における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態3において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4における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。 弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時に好適な制御を説明するためのタイムチャートである。
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関を備える車両の制御装置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、火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)10を備えている。本実施形態では、内燃機関10は、一例として、#1〜#4の4つの気筒を有する直列4気筒型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、ピストン12の下部側にクランク室16が形成されている。燃焼室14には、吸気通路18および排気通路20が連通している。
吸気通路18の入口近傍には、吸気通路18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22が設けられている。エアフローメータ22の下流には、スロットルバルブ24が設けられている。スロットルバルブ24は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。
内燃機関10が備えるシリンダヘッドには、燃焼室14内(筒内)に燃料を直接噴射するための筒内燃料噴射弁26が設けられている。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28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18、或いは燃焼室14と排気通路20を導通状態または遮断状態とするための吸気弁30および排気弁32が設けられている。
吸気弁30は、吸気可変動弁装置34により駆動される。吸気可変動弁装置34は、弁稼動状態と閉弁停止状態との間で吸気弁30の動作状態を気筒単位で変更可能な吸気弁停止機構を有している。この吸気弁停止機構を実現する具体的な構成は、特に限定されるものではなく、例えば、カムの作用力をバルブに伝達するロッカーアームの揺動動作を切換ピンを用いて休止可能な構成を用いることができる。以下、本明細書中においては、吸気弁30の動作状態を弁稼動状態から閉弁停止状態に切り換える制御を「吸気弁停止制御」と称する。
図2は、図1に示す排気可変動弁装置36により排気弁32の開閉時期が制御される様子を表したバルブリフトカーブである。
排気弁32を駆動する排気可変動弁装置36は、クランクシャフト(図示省略)の回転位相に対する排気カムシャフト(図示省略)の回転位相を変更することで、排気弁32の開閉時期を変更可能な位相可変機構(VVT(Variable Valve Timing)機構)(図示省略)を備えている。このような位相可変機構を有する排気可変動弁装置36によれば、図2に示すように、排気弁32の開閉時期の進角量を調整することができる。
また、図1に示すように、排気通路20には、排気ガスを浄化するための触媒38が配置されている。更に、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22に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ42、排気弁32の開閉時期の進角量を検知するための排気カム角センサ44、車両のアクセルペダルの開度を検知するためのアクセル開度センサ46、内燃機関10を潤滑するオイルの温度を検知するための油温センサ48、および筒内圧力を検知するための筒内圧センサ50等の内燃機関10の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ECU40の出力には、上述した各種の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ことができる。
更に、内燃機関10を搭載する車両は、内燃機関10と組み合わされる変速機(図示省略)を備えている。ここでは、そのような変速機として、ドライブモード(Dモード)とブレーキモード(Bモード)とを含む変速モードを有する自動変速機が用いられているものとする。Dモードは、自動変速が行われるモードであり、Bモードは、Dモード使用時と比べて高い減速力が得られるように設定されたモードである。ここでは、そのようなBモードの一例として、Dモード選択時に使用される複数の変速段のうちの高速側の変速段よりも減速比の高い変速段で固定されるモードが使用されているものとする(例えば、Dモードが1〜5速の5つの変速段での切り換えが行われる場合には、2速に固定されるモードとしてBモードを備えているものとする)。また、本実施形態のシステムは、上記変速機の変速モードを切り換えるためのシフトレバー(操作手段)のシフトポジションを検知するためのシフトポジションセンサ52を備えている。シフトポジションセンサ52は、上記ECU40に接続されている。
[吸気弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰時の課題]
排気通路20に配置される触媒38が高温状態にある場合に、酸素濃度の高い新気が触媒38に供給されると、触媒38に劣化が生ずることが懸念される。上述した吸気可変動弁装置34を備える本実施形態のシステムによれば、減速時等においてフューエルカットの実行要求が出された場合に、吸気弁30に対して弁停止制御(吸気弁停止制御)を行うことで、フューエルカット中に触媒38に新気が流入するのを防止することができる。
ところが、フューエルカットの実行中に吸気弁30が閉弁停止状態とされると、筒内(燃焼室14内)が大きく負圧化する。その結果、シリンダ壁面に付着しているオイルがクランク室16側から燃焼室14側に向けて移動する現象(いわゆるオイル上がり)が生ずる。本実施形態では、このようなオイル上がりを抑制するために、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中に、排気弁32の開閉時期の進角制御を行うようにしている。このような排気弁32の開閉時期の進角制御によれば、通常であれば排気上死点近傍の時期とされる排気弁32の閉じ時期を進角することによって、排気弁32の閉弁時に筒内(燃焼室14内)に残留するガス(以下、「筒内残留ガス」と称する)の量を増やすことができる。これにより、吸気弁停止制御中に筒内が大きく負圧化するのを回避することができ、オイル上がりを抑制することができる。
しかしながら、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にオイル上がりの抑制のために、上記のように排気弁32の閉じ時期の進角制御を行っている場合において、フューエルカットからの復帰時に、排気弁32の閉じ時期が進角されたままの状態で吸気弁30の動作状態が弁稼働状態に復帰すると、吸気通路18に向けて多量の筒内残留ガスの吹き返しが生ずる。その結果、吸気通路18のポート部へのデポジットの堆積が促進されてしまう。また、フューエルカットからの復帰時に、排気弁32の閉じ時期の進角とともにその開き時期の進角もなされたままの状態で吸気弁30の動作状態が弁稼働状態に復帰すると、排気弁32の開弁時に燃焼室14内の高温高圧の燃焼途中のガスが排気通路20に向けて勢い良く流れ出てしまう。その結果、排気衝撃波による騒音や触媒38の損傷の発生が懸念される。
[フューエルカットからの復帰時における実施の形態1の特徴的な制御]
図3は、本発明の実施の形態1における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図3(A)はアクセルペダルの踏み込みのON、OFFを表す波形を、図3(B)は排気弁32の開閉時期の制御位置を表す波形を、図3(C)はフューエルカット(F/C)フラグ(弁復帰指令)のON、OFFを表す波形を、それぞれ示している。
図3中に示す時点t0以前の状態は、アクセルペダルがOFFとされている減速中に、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットが実行され、かつ、オイル上がり抑制のために排気弁32の開閉時期の上記進角制御が実行されている状態である。本実施形態では、このような状態に置かれている際に、図3(A)に示すように時点t0においてアクセルペダルの踏み込みが検知された場合(運転者の加速要求が検知された場合)には、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が出されたと判断するようにしている。
本実施形態では、時点t0において上記復帰要求が検知された場合であっても、直ちに吸気弁停止制御からの復帰を行うのではなく、先ず、図3(B)に示すように、オイル上がり抑制のために進角制御されていた排気弁32の開閉時期を弁稼働時の位置に戻すための遅角制御が実行される。
そして、本実施形態では、吸気通路18への筒内残留ガスの吹き返しの影響がなくなったと判断できる制御量にまで排気弁32の開閉時期が遅角された時点t1において、図3(C)に示すように、吸気弁停止制御からの復帰を伴うフューエルカットからの復帰が実行される。このように、本実施形態では、フューエルカットからの復帰要求が出された場合には、排気弁32の開閉時期が上記制御量に遅角されるまで、弁稼働状態への吸気弁30の復帰が遅延させられる(禁止される)。
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、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものである。
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アクセル開度センサ46等の出力に基づいて判定される(ステップ100)。
その結果、フューエルカットの実行要求があると判定された場合には、フューエルカットが実行される(ステップ102)とともに、吸気弁停止制御が実行される(ステップ104)。次いで、オイル上がりの抑制のために、排気弁32の開閉時期の進角制御が実行される(ステップ106)。
次に、アクセルペダルの踏み込みの有無の判断等に基づいて、フューエルカットからの復帰要求があるか否かが判定される(ステップ108)。その結果、フューエルカットからの復帰要求があると判定された場合には、筒内残留ガス量を減らすために、排気弁32の開閉時期の遅角制御が実行される(ステップ110)。
次に、排気弁32の開閉時期の進角量が所定値以下であるか否かが判定される(ステップ112)。本ステップ112における排気弁32の開閉時期の所定値は、吸気通路18への筒内残留ガスの吹き返しの影響が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。本ステップ112の判定が未だ不成立である場合には、筒内残留ガスの上記吹き返しに関して排気弁32の開閉時期の遅角が十分でないと判断され、吸気弁停止制御からの復帰が禁止される。
一方、上記ステップ112の判定が成立した場合には、筒内残留ガスの上記吹き返しに関して排気弁32の開閉時期の遅角が十分になされたと判断される。この場合には、吸気弁停止制御の実行中の吸気弁30の動作状態を弁稼働状態に復帰させる処理が実行される(ステップ114)とともに、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(ステップ116)。
以上説明した図4に示すルーチンによれば、フューエルカットからの復帰要求が出された場合には、筒内残留ガスの上記吹き返しの影響がなくなったと判断できる制御位置に向けて排気弁32の開閉時期が遅角される。更に、排気弁32の開閉時期が当該制御位置に遅角されるまで、弁稼働状態への吸気弁30の復帰が遅延させられる(禁止される)。これにより、吸気弁停止制御の実行中にはオイル上がりを抑制しつつ、吸気弁30の復帰時に多量の筒内残留ガスが吸気通路18に向けて吹き返されるのを防止することができる。また、排気衝撃波による騒音や触媒38の損傷の発生を防止することができる。
ところで、上述した実施の形態1においては、吸気弁停止制御の実行時に、オイル上がりを抑制するために、排気可変動弁装置36が備える位相可変機構を用いて排気弁32の開閉時期を進角させるようにしている。しかしながら、本発明において、吸気弁停止制御の実行時に実行される排気弁の開弁特性の変更は、このような手法によるものに限られない。すなわち、この場合の排気弁の開弁特性の変更は、吸気弁停止制御の実行中において、排気弁の閉弁時に筒内に残留する筒内残留ガス量が増えるように行う制御であればよい。例えば、排気弁の閉じ時期をその開き時期と独立して変更可能な排気可変動弁装置を備えている場合には、弁稼働状態の制御位置と比べ、排気弁の閉じ時期のみを排気上死点に対して進角側または遅角側に調整する手法であってもよい。
また、上述した実施の形態1においては、弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、排気弁32の開閉時期の進角量が上記所定値以下になるまで、弁稼働状態への吸気弁30の復帰を遅延させる(禁止する)ようにしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、図1に示す内燃機関10のように筒内圧力を検知するための筒内圧センサ50を備えている場合には、上記復帰要求が検知された場合に、排気弁の開弁時の筒内圧力が、吸気通路への筒内残留ガスの吹き返しの影響があるか否かを判断するための所定値以下となるまで、弁稼働状態への吸気弁の復帰を遅延させるようにしてもよい。
尚、上述した実施の形態1においては、吸気可変動弁装置34が備える吸気弁停止機構が前記第1の発明における「吸気弁停止機構」に相当している。また、ECU40が、上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「フューエルカット実行手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気弁停止実行手段」が、上記ステップ106の処理を実行することにより前記第1の発明における「弁停止時排気弁制御手段」が、上記ステップ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「フューエルカット復帰要求検知手段」が、上記ステップ110の処理を実行することにより前記第7の発明における「弁復帰時排気弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU40が、上記ステップ112の処理を実行することにより前記第2の発明における「排気弁制御量判定手段」が、上記図4に示すルーチンの順序で上記ステップ108〜116の一連の処理を実行することにより前記第2の発明における「吸気弁復帰遅延実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、筒内圧センサ50が前記第6の発明における「筒内圧力取得手段」に相当している。
実施の形態2.
次に、図5および図6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に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図4に示すルーチンに代えて後述の図6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。
図5は、本発明の実施の形態2における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図5(A)〜(C)は、図3(A)〜(C)と同様に、アクセルペダルの踏み込み、排気弁32の開閉時期の制御位置、およびF/Cフラグ(弁復帰指令)に対応しており、図5(D)は、内燃機関10の1サイクル中の筒内圧力のピーク値(ピーク筒内圧)の変化を表す波形を示している。
図5(A)、(B)に示すように、アクセルペダルの踏み込み(フューエルカットからの復帰要求)が検知された場合に、オイル上がり抑制のために進角制御されていた排気弁32の開閉時期を弁稼働時の位置に戻すための遅角制御が実行される点については、本実施形態の制御も上述した実施の形態1の制御と同様である。そのうえで、図5(C)に示すように、本実施形態の制御は、アクセルペダルの踏み込み(フューエルカットからの復帰要求)が検知された時点t0において、直ちに吸気弁停止制御からの復帰を伴うフューエルカットからの復帰が実行される点が実施の形態1の制御と異なっている。
更に、本実施形態では、上記時点t0から時点t1(吸気通路18への筒内残留ガスの吹き返しの影響がなくなったと判断できる制御量にまで排気弁32の開閉時期が遅角された時点)までの期間中に、図5(D)に示すように、フューエルカットからの復帰後の燃焼時の筒内圧力の上昇を抑制するための制御を実行する点に特徴を有している。このような筒内圧上昇抑制制御は、例えば、燃料噴射量の減少、またはスロットル開度の減少による吸入空気量の減少により実現することができる。尚、吸気弁30のリフト量を変更可能とするリフト可変機構を備えている場合には、吸気弁30のリフト量の減少により吸入空気量を減少させることにより筒内圧力の上昇を抑制してもよい。
筒内圧上昇抑制制御では、より具体的には、上記時点t0から上記時点t1までの期間中に、弁復帰当初は低めの筒内圧力(トルク)が得られるように燃料噴射量や吸入空気量の減少を実行する。そして、図5(B)、(D)に示すように、排気弁32の開閉時期の遅角の進行に伴って、徐々に筒内圧力(トルク)が上昇するように、燃料噴射量や吸入空気量の調整が行われる。
図6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、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものである。また、図6において、実施の形態1における図4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6に示すルーチンでは、上記ステップ108においてフューエルカットからの復帰要求があると判定された場合には、筒内残留ガス量を減らすために排気弁32の開閉時期の遅角制御が実行された(ステップ110)後に、吸気弁停止制御からの復帰処理が実行される(ステップ200)とともに、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(ステップ202)。
次に、上記ステップ112において排気弁32の開閉時期の進角量が上記所定値以下であるか否かが判定される。その結果、本ステップ112の判定が未だ不成立である場合には、上述した筒内圧上昇抑制制御が実行される(ステップ204)。一方、上記ステップ112の判定が成立した場合には、上記筒内圧上昇抑制制御が終了される。
以上説明した図6に示すルーチンによれば、フューエルカットからの復帰要求が出された場合には、筒内残留ガスの上記吹き返しの影響がなくなったと判断できる制御位置に排気弁32の開閉時期が遅角される。更に、フューエルカットからの復帰要求の成立に伴い吸気弁弁停止制御からの復帰処理が実行されたうえで、排気弁32の開閉時期が当該制御位置に遅角されるまで、上記筒内圧上昇抑制制御が実行される。このような制御によって排気弁32の開閉時期が十分に遅角されていない復帰当初の期間中に、燃焼時の筒内圧の上昇を抑制することで、吸気弁停止制御の実行中にはオイル上がりを抑制しつつ、吸気弁30の復帰時に吸気通路18に向けて吹き返される筒内残留ガス量を低減することができる。また、排気衝撃波による騒音や触媒38の損傷の発生を緩和することができる。
ところで、上述した実施の形態2においては、弁停止制御を伴うフューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、排気弁32の開閉時期の進角量が上記所定値以下になるまで、上記筒内圧上昇抑制制御が実行される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、図1に示す内燃機関10のように筒内圧力を検知するための筒内圧センサ50を備えている場合には、上記復帰要求が検知された場合に、排気弁の開弁時の筒内圧力が、吸気通路への筒内残留ガスの吹き返しの影響があるか否かを判断するための所定値以下となるまで、上記筒内圧上昇抑制制御を実行するようにしてもよい。
尚、上述した実施の形態2においては、ECU40が、上記ステップ200の処理を実行することにより前記第3の発明における「吸気弁復帰実行手段」が、上記ステップ112の処理を実行することにより前記第3の発明における「排気弁制御量判定手段」が、上記図6に示すルーチンの順序で上記ステップ110、112、200〜204の一連の処理を実行することにより前記第3の発明における「弁復帰時筒内圧制御手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態3.
次に、図7および図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図4に示すルーチンに代えて後述の図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。
図7は、本発明の実施の形態3における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図7(A)はシフトレバーの実際のシフトポジションを表す波形を、図7(B)はシフトポジションセンサ52の検出情報を表す波形を、図7(C)は排気弁32の開閉時期の制御位置を表す波形を、それぞれ示している。尚、図7に示す状況では、アクセルペダルの踏み込みがなされていない状態(すなわち、フューエルカットからの復帰要求が出されていない状態)であるものとする。
上述した実施の形態1、2のように、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時に、排気弁32の開閉時期の進角を行うことで、オイル上がりを抑制することができる。排気可変動弁装置36の上記位相可変機構として、油圧等を駆動力として利用する機構が用いられている場合、排気弁32の開閉時期の変更には、ある程度の応答遅れを伴うこととなる。このため、フューエルカットからの復帰時には、それまで進角されていた排気弁32の開閉時期を弁稼動状態時の位置に戻す際に生ずる上記位相可変機構の応答遅れにより、内燃機関10のトルクの立ち上がりに遅れが生ずる(加速のもたつき感が生ずる)ことが問題となる。
一方、図7(A)に示すように、運転者によるBモードからDモードへのシフトレバーの操作には、0.5秒程度の操作時間がかかるのが通常である。また、図7(B)に示すように、BモードからDモードへのシフトレバーの操作の検出は、シフトポジションセンサ52によりシフトレバーがBモードから抜けることが検知される時点t2において可能である。
既述したように、Dモードは、Bモードと比べ、よりい(高速側の)変速段の使用が可能となるモードである。従って、フューエルカット中(減速中)に運転者によってBモードからDモードへの切り換えが行われたということは、運転者による加速要求が近いうちに出される可能性が高いと判断することができる。そこで、本実施形態では、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にBモードからDモードへの切り換えが検知された場合には、フューエルカットからの復帰要求がまもなく出されるものとみなし、実際の復帰要求の検知を待たずに先行して、図7(C)に示すように排気弁32の開閉時期の遅角制御を開始するようにした。
更に、本実施形態では、図7に示すように、運転者がBモードからDモードに変更する際のシフトレバーの操作に要する時間をモード変更操作時間(例えば、0.5秒)として予めECU40に設定しておくようにした。そして、このモード変更操作時間内に、排気弁32の開閉時期の上記遅角制御が行われるように、排気可変動弁装置36を制御するようにした。
図8は、上記の機能を実現するために、本実施の形態3において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、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものである。また、図8において、実施の形態1における図4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、上記ステップ108においてフューエルカットからの復帰要求がないと判定された場合には、次いで、BモードからDモードへの変速モードの切り換えが検知されたか否かが判定される(ステップ300)。その結果、本ステップ300の判定が成立した場合には、筒内残留ガス量を減らすために排気弁32の開閉時期の遅角制御が実行される(ステップ110)。
また、図8に示すルーチンでは、上記ステップ112において排気弁32の開閉時期の進角量が上記所定値以下であると判定された場合には、次いで、フューエルカットからの復帰要求(アクセルペダルの踏み込みによる加速要求)があるか否かが再度判定される(ステップ302)。そして、本ステップ302の判定が成立する場合に、吸気弁停止制御からの復帰(ステップ114)を伴うフューエルカットからの復帰(ステップ116)が実行される。
以上説明した図8に示すルーチンによれば、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行中にBモードからDモードへの切り換えが検知された場合には、フューエルカットからの復帰要求がまもなく出されるものと判断され、排気弁32の開閉時期の遅角制御が実際の復帰要求の検知に先行して実行される。このような制御によれば、運転者によるシフトレバーの操作に要する時間(モード変更操作時間)を利用して、フューエルカットからの復帰後のための排気弁32の開閉時期の遅角制御を済ませておくことができる。これにより、上記変速モードの切り換え後に実際にフューエルカットからの復帰要求が出された場合に、排気弁32の開閉時期の遅角制御の応答遅れの影響を受けずに、直ちにフューエルカットからの復帰を実行することができる。このため、運転者に加速のもたつき感を感じさせないようにすることができる。
また、上述した実施の形態3においては、上述した実施の形態1の制御(図4参照)に対して本実施形態の制御を組み合わせることとしているが、これに代え、上述した実施の形態2の制御(図6参照)に対して本実施形態の制御を組み合わせるようにしてもよい。
尚、上述した実施の形態3においては、ECU40が、上記ステップ300の処理を実行することにより前記第9の発明における「シフトポジション検知手段」が、上記ステップ300の判定が成立した場合に上記ステップ110の処理を実行することにより前記第9の発明における「モード変更時排気弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態4.
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図4に示すルーチンに代えて後述の図10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。
図9は、本発明の実施の形態4における特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図9(A)はアクセルペダルの踏み込みのON、OFFを表す波形を、図9(B)は排気弁32の開閉時期の制御位置を表す波形を、図9(C)は吸気弁停止制御の実行中の推定オイル上がり量の変化を表す波形を、それぞれ示している。
本実施形態の制御は、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時を対象とする制御である。本実施形態では、エンジン回転数、オイル温度、およびフューエルカット継続時間に基づいてオイル上がり量を推定するようにしている。時点t4において吸気弁停止制御を伴うフューエルカットが開始されると、図9(C)に示すように、推定オイル上がり量が徐々に増加していく。
図9中の時点t5は、推定オイル上がり量が所定値A以上となった時点を示している。オイル上がり量が増えていくと、オイルがやがてピストンリングを通り抜けて燃焼室14側に浸入するようになる。上記所定値Aは、そのような燃焼室14側へのオイルの浸入が発生するオイル上がり量よりも所定量低い値として予め設定されたものである。
本実施形態では、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットが開始された場合であっても、図9(B)に示すように、オイル上がり抑制のための排気弁32の開閉時期の上記進角制御を直ちに実行しないようにした。そのうえで、本実施形態では、フューエルカットが長時間実行されることにより推定オイル上がり量が上記所定値Aとなる状況が発生した場合に、初めて上記進角制御を実行するようにした。
図10は、上記の機能を実現するために、本実施の形態4において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、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものである。また、図10において、実施の形態1における図4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10に示すルーチンでは、上記ステップ104において吸気弁停止制御が開始された後に、次いで、推定オイル上がり量が算出される(ステップ400)。本ステップ400では、上述したように、エンジン回転数、オイル温度、およびフューエルカット継続時間に基づいて、推定オイル上がり量が算出される。ECU40には、これらの各パラメータとの関係で推定オイル上がり量を定めたマップ(図示省略)が記憶されており、そのようなマップを参照して推定オイル上がり量が取得される。上記マップでは、エンジン回転数が高くなるほど、推定オイル上がり量が多くなるように設定されている。また、オイル温度が高いほど、推定オイル上がり量が多くなるように設定されている。更に、フューエルカット継続時間が長くなるほど、推定オイル上がり量が多くなるように設定されている。
次に、上記ステップ400において算出された推定オイル上がり量が上記所定値A以上であるか否かが判定される(ステップ402)。その結果、推定オイル上がり量が上記所定値A未満である場合には、排気弁32の開閉時期の上記進角制御は実行されない。一方、推定オイル上がり量が上記所定値A以上となった場合には、排気弁32の開閉時期の上記進角制御が実行される(ステップ106)。尚、図10に示すルーチンにおける以後のステップの処理は、上記図4に示すルーチンのステップ108〜116の処理と同様である。
以上説明した図10に示すルーチンによれば、吸気弁停止制御を伴うフューエルカットが開始された場合において推定オイル上がり量が上記所定値A未満である状況下では、オイル上がり抑制のための排気弁32の開閉時期の上記進角制御が実行されないようになる。言い換えれば、推定オイル上がり量に応じて、上記進角制御の実施を遅らせる遅延時間が決定される。このような制御によれば、推定オイル上がり量が上記所定値A未満である状況下では、フューエルカット復帰時における排気弁32の開閉時期の上記遅角制御による応答遅れの問題なしに、フューエルカットからの復帰要求に対して迅速に対応できるように準備しておくことができる。このように、本実施形態の制御によれば、上記遅角制御による応答遅れが生ずるケースを必要最小限に減らすことができる。
ところで、上述した実施の形態4においては、エンジン回転数、オイル温度、およびフューエルカット継続時間に基づいて推定オイル上がり量を算出するようにしている。しかしながら、本発明におけるオイル上がりの推定手法は、上記手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、図1に示す内燃機関10のように筒内圧力を検知するための筒内圧センサ50を備えている場合には、筒内圧が低くなるほど(筒内の負圧が高くなるほど)、オイル上がりがし易くなるので、筒内圧力に基づいてオイル上がり量を推定するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態4においては、上述した実施の形態1の制御(図4参照)に対して本実施形態の制御を組み合わせることとしているが、これに代え、上述した実施の形態2の制御(図6参照)に対して本実施形態の制御を組み合わせるようにしてもよい。
尚、上述した実施の形態4においては、ECU40が上記ステップ400の処理を実行することにより前記第7の発明における「オイル上がり量推定手段」が実現されている。
その他の制御.
次に、弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時に、エンジンブレーキ力を確保しつつオイル上がりを抑制するうえで好適な制御について説明する。
図11は、弁停止制御を伴うフューエルカットの実行時に好適な制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図11(A)はアクセルペダルの踏み込みのON、OFFを表す波形を、図11(B)は#1、#4気筒における吸排気弁30、32の弁停止制御を表す波形を、図11(C)は#2、#3気筒における吸排気弁30、32の弁停止制御を表す波形を、それぞれ示している。
フューエルカットの実行時に弁停止制御を行う際に、吸気弁30に対してのみ弁停止制御を行って排気弁32は通常通り稼動させる手法(既に説明したように、ここでも「吸気弁停止制御」と称する)では、既述したように、筒内が大きく負圧化し易くなるので、オイル上がりが発生し易くなる。しかしながら、吸気弁停止制御が用いられていると、排気弁32の開閉に伴って生ずるポンプ損失によりエンジンブレーキ力を確保し易くなる。
一方、吸排気弁30、32の双方に対して弁停止制御を行う手法(以下、「吸排気弁停止制御」と称する)が用いられる場合には、弁停止制御の開始から数サイクルが経過した後には、筒内(燃焼室14内)に存在するガス量は、ピストン12が上死点と下死点の中間位置にある時の筒内の容積に応じた空気量(大気圧下)と同等の量で安定した状態となる。その結果、吸排気弁停止制御中には、オイル上がりが発生しにくくなる。しかしながら、吸排気弁停止制御が用いられていると、上記ポンプ損失が存在しないので、エンジンブレーキ力を確保しにくくなる。
そこで、図11に示すように、時点t6においてアクセルペダルがOFFとされることに伴って弁停止制御を伴うフューエルカットが実行される場合には、次のような制御を行うようにしてもよい。すなわち、この制御例では、内燃機関10が備える4つの気筒を、#1気筒と#4気筒からなる第1気筒群と#2気筒と#3気筒とからなる第2気筒群とに分けたうえで、図11(B)、(C)に示すように、所定時間毎に、吸気弁停止制御を実行する気筒群と吸排気弁停止制御を実行する気筒群とを交互に切り換えるようにしてもよい。
以上説明した制御によれば、吸気弁停止制御を行う気筒群を設けることによりエンジンブレーキ力を確保しつつ、吸気弁停止制御を実行する気筒群と吸排気弁停止制御を実行する気筒群とを交互に切り換えることによりオイル上がりの抑制を図ることができる。
10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 クランク室
18 吸気通路
20 排気通路
24 スロットルバルブ
26 筒内燃料噴射弁
30 吸気弁
32 排気弁
34 吸気可変動弁装置
36 排気可変動弁装置
38 触媒
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
44 排気カム角センサ
46 アクセル開度センサ
48 油温センサ
50 筒内圧センサ
52 シフトポジションセンサ

Claims (9)

  1. 吸気弁の動作状態を弁稼働状態と閉弁停止状態との間で変更可能な吸気弁停止機構と、
    排気弁の開弁特性を目標値に向けて応答遅れを伴いながら変更可能な排気可変動弁装置と、
    内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段と、
    前記フューエルカットの実行時に、前記吸気弁の動作状態を前記弁稼働状態から前記閉弁停止状態に変更する吸気弁停止制御を実行する吸気弁停止実行手段と、
    前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の閉弁時に筒内に残留するガスの筒内残留ガス量が増えるように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁停止時排気弁制御手段と、
    前記フューエルカットからの復帰要求を検知するフューエルカット復帰要求検知手段と、
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合において、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合には、前記筒内残留ガス量が減るように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁復帰時排気弁制御手段と
    前記弁復帰時排気弁制御手段による制御の実行時に、前記筒内残留ガス量を所定値以下とする制御量になるまで前記排気弁の開弁特性が制御されたか否かを判定する排気弁制御量判定手段と、
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記弁復帰時排気弁制御手段によって前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定されるまで、前記閉弁停止状態から前記弁稼働状態への前記吸気弁の動作状態の変更を禁止する吸気弁復帰禁止手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 吸気弁の動作状態を弁稼働状態と閉弁停止状態との間で変更可能な吸気弁停止機構と、
    排気弁の開弁特性を変更可能な排気可変動弁装置と、
    内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段と、
    前記フューエルカットの実行時に、前記吸気弁の動作状態を前記弁稼働状態から前記閉弁停止状態に変更する吸気弁停止制御を実行する吸気弁停止実行手段と、
    前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の閉弁時に筒内に残留するガスの筒内残留ガス量が増えるように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁停止時排気弁制御手段と、
    前記フューエルカットからの復帰要求を検知するフューエルカット復帰要求検知手段と、
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合において、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合には、前記筒内残留ガス量が減るように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁復帰時排気弁制御手段と
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記吸気弁の動作状態を前記閉弁停止状態から前記弁稼働状態に変更する吸気弁復帰実行手段と、
    前記弁復帰時排気弁制御手段による制御の実行時に、前記筒内残留ガス量を所定値以下とする制御量になるまで前記排気弁の開弁特性が制御されたか否かを判定する排気弁制御量判定手段と、
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記弁復帰時排気弁制御手段によって前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定されるまでの間、燃焼時の筒内圧力の上昇を抑制する筒内圧上昇抑制制御を実行する弁復帰時筒内圧制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 前記筒内圧上昇抑制制御は、燃料噴射量の減少、スロットルバルブの開度の減少、および前記吸気弁のリフト量の減少のうちの少なくとも1つを行う制御であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記排気可変動弁装置は、クランクシャフトの回転位相に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することで、前記排気弁の開閉時期を変更可能な位相可変機構を含み
    前記弁停止時排気弁制御手段は、前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の開閉時期の進角制御を行う手段であって、
    前記弁復帰時排気弁制御手段は、前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合に、前記排気弁の開閉時期の遅角制御を行う手段であって、
    前記排気弁制御量判定手段は、前記弁復帰時排気弁制御手段による前記遅角制御の実行時に、前記排気弁の開閉時期の進角量が所定値以下になるまで制御されたか否かを判定する手段であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記内燃機関の制御装置は、筒内圧力を検知または推定する筒内圧力取得手段を更に備え、
    前記排気弁制御量判定手段は、前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の開弁時の筒内圧力が所定値以下である場合に、前記排気弁の開弁特性が前記制御量になるまで制御されたと判定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  6. 前記内燃機関の制御装置は、前記吸気弁停止制御の実行中にクランク室側から燃焼室側に向けて移動するオイルの量であるオイル上がり量を推定するオイル上がり量推定手段を更に備え、
    前記弁停止時排気弁制御手段は、前記オイル上がり量が所定値以上である場合に、前記排気弁の開弁特性の前記変更を実行することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  7. 前記オイル上がり量推定手段は、エンジン回転数、オイル温度、フューエルカット継続時間、および筒内圧力のうちの少なくとも1つに基づいて、前記オイル上がり量を推定する手段であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
  8. 吸気弁の動作状態を弁稼働状態と閉弁停止状態との間で変更可能な吸気弁停止機構と、
    排気弁の開弁特性を変更可能な排気可変動弁装置と、
    内燃機関の運転中に、所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットを実行するフューエルカット実行手段と、
    前記フューエルカットの実行時に、前記吸気弁の動作状態を前記弁稼働状態から前記閉弁停止状態に変更する吸気弁停止制御を実行する吸気弁停止実行手段と、
    前記吸気弁停止制御の実行時に、前記排気弁の閉弁時に筒内に残留するガスの筒内残留ガス量が増えるように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁停止時排気弁制御手段と、
    前記フューエルカットからの復帰要求を検知するフューエルカット復帰要求検知手段と、
    前記吸気弁停止制御を伴う前記フューエルカットからの復帰要求が検知された場合において、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合には、前記筒内残留ガス量が減るように、前記排気弁の開弁特性を変更する弁復帰時排気弁制御手段と、
    を備え、
    前記内燃機関と組み合わされる変速機とともに前記内燃機関を備える車両の制御装置であって、
    前記変速機を操作するための操作手段のシフトポジションを検知するシフトポジション検知手段を更に備え、
    前記弁復帰時排気弁制御手段は、前記弁停止時排気弁制御手段による前記排気弁の開弁特性の変更が実行されている場合において、第1モードから当該第1モードよりも高い減速力が得られる第2モードへの前記シフトポジションの変更が検知された場合には、前記筒内残留ガス量が減るように前記排気弁の開弁特性を変更するモード変更時排気弁制御手段を含むことを特徴とする内燃機関を備える車両の制御装置。
  9. 前記モード変更時排気弁制御手段は、前記第1モードから前記第2モードに変更する際の前記操作手段の操作に要する時間として予め設定されたモード変更操作時間内に、前記排気弁の開弁特性の変更を実行することを特徴とする請求項8記載の内燃機関を備える車両の制御装置。
JP2012505415A 2010-03-19 2010-03-19 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置 Expired - Fee Related JP5273292B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/054844 WO2011114518A1 (ja) 2010-03-19 2010-03-19 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011114518A1 JPWO2011114518A1 (ja) 2013-06-27
JP5273292B2 true JP5273292B2 (ja) 2013-08-28

Family

ID=44648644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012505415A Expired - Fee Related JP5273292B2 (ja) 2010-03-19 2010-03-19 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9057336B2 (ja)
EP (2) EP2549082B1 (ja)
JP (1) JP5273292B2 (ja)
CN (1) CN102791990B (ja)
WO (1) WO2011114518A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9689327B2 (en) 2008-07-11 2017-06-27 Tula Technology, Inc. Multi-level skip fire
EP2549082B1 (en) * 2010-03-19 2018-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine and control device for vehicle provided with said internal combustion engine
EP2584178B1 (en) * 2010-06-15 2016-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for an internal combustion engine
CN102979639B (zh) * 2012-12-25 2016-02-10 潍柴动力股份有限公司 一种发动机燃料喷射控制方法、装置和系统
US10400691B2 (en) 2013-10-09 2019-09-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
US9399964B2 (en) 2014-11-10 2016-07-26 Tula Technology, Inc. Multi-level skip fire
US11236689B2 (en) 2014-03-13 2022-02-01 Tula Technology, Inc. Skip fire valve control
US10662883B2 (en) 2014-05-12 2020-05-26 Tula Technology, Inc. Internal combustion engine air charge control
US10233796B2 (en) * 2014-05-12 2019-03-19 Tula Technology, Inc. Internal combustion engine using variable valve lift and skip fire control
CN104533564A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 朱譞晟 一种双重阿特金森循环内燃机
JP6180466B2 (ja) * 2015-06-24 2017-08-16 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
US9903282B2 (en) * 2015-06-30 2018-02-27 GM Global Technology Operations LLC Park positions for variable camshaft phasing systems and methods
CN108343516B (zh) * 2018-01-25 2020-04-07 奇瑞汽车股份有限公司 一种改善vvt发动机尾气排放的方法
US10493836B2 (en) 2018-02-12 2019-12-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration control using variable spring absorber
JP2019138266A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10961931B2 (en) * 2018-07-13 2021-03-30 GM Global Technology Operations LLC Deceleration cylinder cutoff system including smart phaser
JP7188158B2 (ja) * 2019-02-08 2022-12-13 トヨタ自動車株式会社 車載内燃機関の制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6045737A (ja) * 1983-08-23 1985-03-12 Mazda Motor Corp 気筒数制御エンジンの制御装置
JP2006144685A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006249980A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006275003A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2007211720A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009092048A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59218337A (ja) * 1983-05-26 1984-12-08 Nippon Piston Ring Co Ltd ディーゼルエンジンの気筒数可変制御装置
JPH07119502A (ja) * 1993-10-28 1995-05-09 Nippondenso Co Ltd 減筒機構における弁の制御方法
JP3801783B2 (ja) 1998-07-16 2006-07-26 本田技研工業株式会社 休筒式エンジンの制御装置
JP2001207877A (ja) 2000-01-26 2001-08-03 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP2001355462A (ja) * 2000-06-09 2001-12-26 Denso Corp 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2002242717A (ja) * 2001-02-20 2002-08-28 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP4104518B2 (ja) 2003-09-29 2008-06-18 本田技研工業株式会社 可変気筒内燃機関
JP4220518B2 (ja) 2003-12-12 2009-02-04 株式会社日立製作所 エンジンの制御装置
JP4266170B2 (ja) * 2004-02-02 2009-05-20 株式会社日立製作所 内燃機関の空気量制御装置
KR100824329B1 (ko) * 2004-08-11 2008-04-22 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 흡배기 연통회로의 개폐제어장치
JP4743169B2 (ja) * 2007-06-13 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関制御装置及び方法
EP2549082B1 (en) * 2010-03-19 2018-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine and control device for vehicle provided with said internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6045737A (ja) * 1983-08-23 1985-03-12 Mazda Motor Corp 気筒数制御エンジンの制御装置
JP2006144685A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006249980A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2006275003A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2007211720A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009092048A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9057336B2 (en) 2015-06-16
EP2549082A1 (en) 2013-01-23
EP2549082A4 (en) 2015-07-01
EP3070308A1 (en) 2016-09-21
EP3070308B1 (en) 2017-08-16
US20150233308A1 (en) 2015-08-20
WO2011114518A1 (ja) 2011-09-22
EP2549082A8 (en) 2013-07-03
CN102791990A (zh) 2012-11-21
US9181879B2 (en) 2015-11-10
CN102791990B (zh) 2015-05-13
JPWO2011114518A1 (ja) 2013-06-27
EP2549082B1 (en) 2018-06-13
US20130008412A1 (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5273292B2 (ja) 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置
US20170254278A1 (en) Engine control device
JP4321445B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US20200173378A1 (en) Internal combustion engine system
US10669953B2 (en) Engine control system
US10465614B2 (en) Vehicle control device
JP2007327386A (ja) 車載内燃機関の制御装置
US20180345975A1 (en) Control device for vehicle
US9309821B2 (en) Engine valve lift control systems and methods for reduced fuel consumption
US10220838B2 (en) Vehicle control device
US10407071B2 (en) Control device for vehicle
US20180347477A1 (en) Control device for vehicle
JP2006283631A (ja) エンジンの吸気制御装置
JP2009162147A (ja) 車両の制御装置
US9863330B2 (en) Systems and methods of controlling valve timing in an engine
JP4396253B2 (ja) 内燃機関の吸気制御装置
WO2022064237A1 (ja) 内燃機関の制御方法および制御装置
JP5338583B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2006307784A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010223126A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009047103A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010121567A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2006194115A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2006194146A (ja) 内燃機関の制御装置

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: 5273292

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees