JPH02115548A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの制御装置に関し、特に吸気タイミン
グまたは排気タイミングを変えて吸・排気オーバラップ
期間を変えるようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの制御装置として、例えば特開昭６１−
１９７７２０号公報に開示されるように、吸気通路に機
械式過給機を設け、該過給機をクラッチを介してエンジ
ン出力軸に連結し、高速高負荷域を中心とする過給領域
ではクラッチを接続してエンジンを過給し、その出力を
高める一方、上記過給領域以外ではクラッチを分離して
エンジンを自然吸気で運転し、燃費の低減などを図るよ
うにしている。また、エンジンの動弁系に、ステップモ
ータにより駆動され且つ吸・排気タイミングを可変にす
るタイミング変更装置を設けて吸・排気オーバラップ期
間を可変にできるようにし、過給領域では過給領域以外
よりも吸・排気オーバラップ期間を大きくし、掃気効果
を高めるとともに、ピストンの有効ストロークを小さく
して圧縮比を実質的に下げることによりノッキングの発
生を抑制するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、タイミング変更装置には作動遅れがあるため、
例えば過給領域に入ってもタイミング変更装置による吸
・排気オーバラップ期間の増大変更が間に合わず、ノッ
キングが発生する。また、タイミング変更装置が故障な
どにより正常に作動せず吸・排気オーバラップ期間の増
大変更が不可能になったときにも過給領域に入ればノッ
キングが発生する。

また、そのようにタイミング変更装置が故障したような
場合、何らかの方法でもって運転者に異常を知らせるの
が望ましい。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、エンジンが吸・排気オーバラ
ップを大にすべきときに現に吸・排気オーバラップ期間
が大になっていないときにはノッキングを抑制するよう
に対策するとともに、運転者に異常を知らせることであ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、エンジンが吸・
排気オーバラップ期間を大きくすべきオーバラップ大領
域にあるにも拘らず現に吸・排気オーバラップ期間が小
であるときにはノッキングを抑制するようにノッキング
に関連する制御量を操作することである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
るタイミング変更装置３０と、エンジンが吸・排気オー
バラップ期間を大きくすべきオーバラップ大領域にある
ときに吸・排気オーバラップ期間が大きくなるようにタ
イミング変更装置３０を制御するオーバラップ制御手段
６１とを備えるとともに、吸・排気オーバラップ期間を
検出するオーバラップ検出手段５３と、ノッキングに関
連する制御量を操作する操作手段６２と、上記オーバラ
ップ検出手段５３の出力を受け、エンジンがオーバラッ
プ大領域にあるにも拘らず吸・排気オーバラップ期間が
小であるときにはノッキングを抑制するように上記操作
手段６２を制御するノッキング抑制手段６３とを設ける
構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、オーバラップ制御手段
６１の制御により、オーバラップ大領域では吸・排気オ
ーバラップ期間が大きくなり、圧縮比が実質的に下がり
且つシリンダ内の残留ガスの掃気が促進されてノッキン
グの発生が防止されるとともに、内部ＥＧＲによる燃費
改善効果が高められる。

その場合、ノッキング抑制手段６３の制御により、エン
ジンがオーバラップ大領域にあるにも拘らず吸・排気オ
ーバラップ期間が小であるときにはノッキングを抑制す
るように上記操作手段６２が制御されるので、タイミン
グ変更装置３０の作動遅れや故障などに起因してエンジ
ンが吸・排気オーバラップを大にすべきときに現に吸・
排気オーバラップ期間が大になっていないときにノッキ
ングが良好に抑制される。

また、ノッキングを抑制することに伴なってエンジンの
運転性が悪化するので、このことによりタイミング変更
装置が故障したような場合に運転者に異常が知らされる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例に係る制御装置を備えたＤＯＨ
Ｃタイプの過給機付エンジンを示す。同図において、１
はエンジン、２は該エンジンに形成されたシリンダであ
って、該シリンダ２にはピストン３が摺動自在に嵌挿さ
れていて、シリンダ２とピストン３とにより燃焼室４が
形成されている。上記ピストン３はコネクティングロッ
ド５を介してクランク軸６に連結されている。また、７
は一端が上記燃焼室４に接続され他端がエアクリーナ８
を介して大気に開放された吸気通路、９は一端が上記燃
焼室４に接続され他端が大気に開放された排気通路であ
る。

上記吸気通路７の燃焼室４への開口部には吸気弁１１が
、排気通路９の燃焼室４への開口部には排気弁１２がそ
れぞれ配設されている。該吸気弁１１および排気弁１２
は、吸気用カム軸１３および排気用カム軸１４によりそ
れぞれ所定のタイミングでもって駆動される。

また、上記吸気通路７には、吸気上流から順に、吸気流
量を調節するためのスロットル弁１６と、吸気を加圧す
るための機械式の過給機１７と、サージタンク１８と、
吸気に燃料を噴射供給するためのインジェクタ１９とが
設けられている。さらに、該吸気通路７には過給機１７
をバイパスするバイパス通路２１が設けられ、該バイパ
ス通路２１には制御弁２２が設けられていて、過給機１
７の停止時に該制御弁２２を開いてバイパス通路２１を
介して燃焼室４に吸気を供給するようにしている。

さらに、上記排気用カム軸１４には排気タイミングを可
変にするタイミング変更装置３０が設けられている。す
なわち、第１図に示すように、カム軸１４は、クランク
軸６からの駆動力を受ける駆動ギヤ部３１とそれ以外の
被駆動部３２とに分割されている。そして、該駆動ギヤ
部３１および被駆動部３２の相対向する部分にはヘリカ
ルギヤがそれぞれ形成されていて、これらのヘリカルギ
ヤに跨がり且つ噛合するように設けられたスリーブ３３
をエンジンの油圧によって駆動されるアクチュエータ３
４によりカム軸方向に移動させることにより、駆動ギヤ
部３１と被駆動部３２との間の回転位相を調整して排気
タイミングを可変にするようにしている（第３図参照）
。尚、上記タイミング変更装置は吸気用カム軸１３に設
けるようにしてもよい。

また、上記機械式過給機１７の駆動軸１７ａには従動プ
ーリ４１が、クランク軸６にはクランクプーリ４２がそ
れぞれ取付けられていて、この従動プーリ４１とクラン
クプーリ４２との間にはベルト４３が巻掛けられていて
、クランク軸６により機械式過給機１７を駆動するよう
にしている。

そして、上記機械式過給機１７の駆動軸１７ａには電磁
クラッチ４４が設けられており、該電磁クラッチ４４の
接続または分離により機械式過給機１７を作動または停
止するようにしている。

そして、上記タイミング変更装置３ｏおよび電磁クラッ
チ４４はコントロールユニット５ｏによって制御される
。また、５１は吸気通路７に設けられ、吸気流量を検出
するためのエアフローメータ、５２はエンジン１に設け
られ、エンジン回転数を検出するための回転数センサ、
５３はタイミング変更装置３０に設けられ、排気タイミ
ングを検出するためのタイミングセンサであり、該タイ
ミングセンサ５３により吸・排気オーバラップ期間を検
出するオーバラップ検出手段を構成している。これらの
センサ５１〜５３の出力信号は上記コントロールユニッ
ト５０に入力されている。

次に、上記コントロールユニット５ｏの作動制御を第４
図および第５図のフローに基づいて説明する。第４図に
おいて、スタート後、まずステップＳ１で各種データの
読み込みを行い、ステップＳ２でエンジンが第６図に示
すオーバラップ大領域（過給領域）、つまり吸・排気オ
ーバラップ期間を大にすべき領域にあるか否かを判定し
、オーバラップ大領域にあるＹＥＳのときにはステップ
Ｓ３でクラッチ４４を接続して過給を開始するとともに
、オーバラップ大信号を出力して吸・排気オーバラップ
期間が大きくなるようにタイミング変更装置３０を操作
し、シリンダ内の残留ガスの掃気を促進してノッキング
の発生を防止し且つ内部ＥＧＲによる燃費改善効果を高
める。

一方、オーバラップ大領域にないＮｏのときにはステッ
プＳ４でクラッチ４４を分離して過給を停止するととも
に、オーバラップ小信号を出力して吸・排気オーバラッ
プ期間が小さくなるようにタイミング変更装置３０を操
作し、アイドル付近での吸気通路７への排気ガスの逆流
を防止するようにしている。

そして、第５図のフローに進み、同図において、スター
ト後、まずステップＳ１１で各種データの読み込みを行
い、ステップＳＩ２でオーバラップ大領域にあるか否か
を判定し、次いでステップｓ１３で現に吸・排気オーバ
ラップ期間が大きくなっているか否かをみるべく、実際
の吸・排気オーバラップ期間が小か否かを判定する。そ
して、オーバラップ大領域にあり且つ実際の吸・排気オ
ーバラップ期間が小であるときには、ステップＳＨでク
ラッチ４４を分離して過給圧を低下させてリターンする
。このことにより、タイミング変更装置３０の作動遅れ
や故障などに起因してエンジンが吸・排気オーバラップ
を大にすべきときに現に吸・排気オーバラップ期間が大
になっていない場合に、過給圧の低下によりノッキング
が良好に抑制される。

また、この過給圧の低下に伴なってエンジンの運転性が
悪化するので、タイミング変更装置３０の故障などの異
常を運転者に知らせることができる。

一方、ステップＳ１２でエンジンがオーバラップ大領域
にないと判定したとき、またはステップＳ１３で実際の
吸・排気オーバラップ期間が大であると判定したときに
は、そのままリターンする。

以上のフローにおいて、ステップ８２〜ステツプＳ４に
より、エンジンが吸・排気オーバラップ期間を大きくす
べきオーバラップ大領域にあるときに吸・排気オーバラ
ップ期間が大きくなるようにタイミング変更装置３０を
制御するオーバラップ制御手段６１を構成している。ま
た、ステップＳ＋４により、ノッキングに関連する制御
量を操作する操作手段６２を構成している。さらに、ス
テップＳＩ２およびステップＳ＋３により、オーバラッ
プ検出手段（タイミングセンサ）５３の出力を受け、エ
ンジンがオーバラップ大領域にあるにも拘らず吸・排気
オーバラップ期間が小であるときにはノッキングを抑制
するように上記操作手段６２を制御するノッキング抑制
手段６３を構成している。

尚、上記のフローでは、オーバラップ大領域にあり且つ
実際の吸・排気オーバラップ期間が小であるときには、
クラッチ４４を分離して過給圧を低下させたが、例えば
プーリ４１．４２の半径比を可変とし、この半径比を変
えて過給機１７の回転数を下げて過給圧を低下させるよ
うにしてもよいし、上記制御弁２２の開度制御により過
給圧を低下させるようにしてもよい。

また、ノッキングに関連する制御量を操作する操作手段
６２としては、本実施例のように“過給圧を低下させる
”以外に、例えば“点火時期を遅らせる゛空燃比をリッ
チにする”スロットル弁を所定開度以上に開かない”ま
たは“圧縮比を可変にする機構を設け、該機構により圧
縮比を低下させる”などの方法がある。

さらに、タイミング変更装置３０の作動遅れに対処して
ノッキングに関連する制御量を操作する場合には、この
制御量の操作を上記作動遅れの期間に限り行うようにし
てもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によ
れば、エンジンが吸・排気オーバラップ期間を大きくす
べきオーバラップ大領域にあるときに吸・排気オーバラ
ップ期間が大きくなるように制御するとともに、エンジ
ンがオーバラップ大領域にあるにも拘らず吸・排気オー
バラップ期間が小であるときにはノッキングを抑制する
ようにノッキングに関連する制御量を操作するようにし
たので、タイミング変更装置の作動遅れや故障などに起
因してエンジンが吸・排気オーバラップを大にすべきと
きに現に吸・排気オーバラップ期間が大になっていない
ときにノッキングの発生を良好に抑制できるとともに、
エンジンの運転性悪化によりタイミング変更装置が故障
したような場合に運転者に異常を知らせることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第６図は本発明の実施例を例示し、第２図は全
体概略構成図、第３図はタイミング変更装置の作動を示
す説明図、第４図および第５図はコントロールユニット
の作動制御を示すフローチャート図、第６図はオーバラ
ップ大領域を示す説明図である。 ３０・・・タイミング変更装置、５３・・・オーバラッ
プ検出手段（タイミングセンサ）、６１・・・オーバラ
ップ制御手段、 ６２・・・操作手段、 ６３・・・ノッキ ング抑制手段。 第４ 図 第５ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気タイミングまたは排気タイミングを可変にす
   るタイミング変更装置と、エンジンが吸・排気オーバラ
   ップ期間を大きくすべきオーバラップ大領域にあるとき
   に吸・排気オーバラップ期間が大きくなるようにタイミ
   ング変更装置を制御するオーバラップ制御手段とを備え
   るとともに、吸・排気オーバラップ期間を検出するオー
   バラップ検出手段と、ノッキングに関連する制御量を操
   作する操作手段と、上記オーバラップ検出手段の出力を
   受け、エンジンがオーバラップ大領域にあるにも拘らず
   吸・排気オーバラップ期間が小であるときにはノッキン
   グを抑制するように上記操作手段を制御するノッキング
   抑制手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装
   置。