JPH0610747A

JPH0610747A - 内燃機関の出力制御装置

Info

Publication number: JPH0610747A
Application number: JP16759692A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikeura; 憲二池浦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1994-01-18
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JP2842054B2

Abstract

(57)【要約】【目的】カム切換の完了が判定されたときに燃料供給
量、点火時期を補正し、カム切換時の過渡状態における
トルク変動や排気組成の悪化を回避する。【構成】カムを切換えるカム切換機構とを備えた内燃
機関において、吸気通路の吸入空気量を計測する手段
と、この吸入空気量に基づいて燃料供給量と点火時期と
を演算する手段と、カム切換の確定を判定する手段と、
カム切換直後に前記計測手段で計測される吸入空気量と
実際にシリンダに吸入される空気量との偏差に対応した
燃料供給量と点火時期の補正量を演算する手段と、カム
切換の確定後から前記偏差がほぼ無くなるまでの期間に
わたり前記補正量に基づいて燃料供給量と点火時期を補
正する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の特性の異なるカム
を運転条件によって切換えるようにした内燃機関の出力
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸・排気弁を駆動する動弁装
置は、機関の要求する出力特性に合わせて、最適なバル
ブタイミングが得られるように設定されている。ところ
が、この要求バルブタイミングは機関の運転条件によっ
てそれぞれ異なり、例えば低負荷域ではバルブリフト、
開弁期間は共に小さく、これに対して高負荷域では大き
なバルブリフトと開弁期間が要求される。自動車用内燃
機関のように運転条件が広範囲にわたるものは、バルブ
タイミングをどの運転領域を対象に設定するかがなかな
か難しく、いずれにしても、総ての運転条件で最適なマ
ッチングとすることはできない。

【０００３】そこで、特開昭６４−８０７３４号公報に
あるように、カム特性(カムプロフィル)の異なる複数の
カムを備えておき、運転条件によってカムの切換えを行
うことにより、それぞれにおいて最適なバルブタイミン
グで運転することのできる可変動弁装置が提案されてい
る。

【０００４】これは低回転域で高いトルク特性をもつ低
速型の出力カムと、高回転域で高いトルク特性の高速型
の出力カムとを、運転条件により切換えることにより、
低速域から高速域まで高出力を発揮させようとするもの
である。また、これに加えて部分負荷域での燃費特性に
すぐれた燃費カムを備え、部分負荷域での燃費向上を図
ることも提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの内燃機関
では、低速時と高速時とに対応して燃料噴射量と点火時
期の特性がそれぞれ異なるマップを備えておき、カムの
切換動作を実際に検出したら、マップを切換えて特性を
補正していた。

【０００６】これは、機関に供給する燃料の噴射量を、
吸入負圧と回転数にもとづいて演算された吸入空気量に
対応して制御する方式、いわゆるＤ−ジェトロ方式にお
いて、同一の吸気絞弁の開度に対する吸入負圧特性が、
カムの切換に伴う吸気充填効率の相違によって変化する
ためである。

【０００７】つまり、吸入負圧と回転数から割り振った
マップにしたがって燃料噴射量や点火時期を選択してい
ると、低速カムと高速カムとでは吸入空気量に対する吸
入負圧特性が相対的に異なるため、同一のマップを用い
ると、燃料と空気の比率である空燃比が変動してしま
い、また点火時期も要求値からずれてくる。

【０００８】そのため、吸入負圧と回転数に基づいて割
り振った低速カム用のマップと、高速カム用のマップと
を備えておき、カムの切換が検出されたら、実際の切換
時期に同期してマップを切換え、燃料噴射量と点火時期
が要求値から変動しないように補償している。

【０００９】しかしこの方式では、カムの種類に応じて
それぞれ異なった特性のマップが必要であり、マップの
切換に伴う制御が複雑になると共に、コストアップを招
くという問題があった。

【００１０】これに対して、燃料の噴射量を制御するの
に、エアフローセンサにより直接的に吸入空気量を測定
し、これと回転数との関係から燃料噴射パルス幅を決定
する、いわゆるＬ−ジェトロ方式では、カムの切換があ
っても実際の吸入空気量を測定しているため、複数のマ
ップはもとより、その切換も不要となる。

【００１１】しかし、このＬ−ジェトロ方式でも、カム
の切換直後の所定の期間は、カム切換に伴ってのシリン
ダ吸気充填効率の相違による吸気量の変動が、吸気通路
上流側のエアフローセンサで測定される空気量の変化と
なって現れるにはある時間遅れを伴い、つまり応答遅れ
があるため、エアフローセンサで計測された空気量より
も実際にシリンダに吸入される空気量が、切換られたカ
ムによって多くなったり、少なくなったりする。

【００１２】この現象はカムの切換直後に過渡的に発生
し、ある時間が経過すれば、計測された空気量と実際に
シリンダに吸入された空気量はほぼ一致するようにな
る。

【００１３】したがって、エアフローセンサの計測した
空気量によってのみ燃料噴射量を演算していると、カム
切換直後は、一時的に実際にシリンダに吸入された空気
量との対応がずれてしまい、燃料が過度に少なくなった
り、あるいは過多になったりして、失火を起こすなど燃
焼状態が悪化することがある。

【００１４】なお、Ｌ−ジェトロ方式において、吸気絞
弁の開度が急激に変化する、例えば急加速時など、エア
フローセンサの応答遅れによる燃料の供給不足を補うた
めに、絞弁開度や吸入空気量の変化速度が大きいとき
は、これに応じて、エアフローセンサで計測された空気
量よりも多めに吸入空気量を見積もり、加速補正を行っ
ている。

【００１５】しかし、これはあくまでも、実際の絞弁開
度の変化あるいはエアフローセンサでの吸入空気量の変
化が起きてからの補正であり、このような思想をカム切
換時の補正に適応しても、これでは既に遅く、応答のよ
い補正はできない。またカムの切換前後において、吸気
絞弁の開度が変化しなければ、この加速補正の考え方
で、実際にシリンダに吸入された空気量に対応しての燃
料量や点火時期の補正を行うことはできない。

【００１６】そこで本発明は、カムの切換が指令された
ら、カムに対応した燃料噴射量や点火時期の補正を準備
しておき、実際に切換わったことを確認してから、この
補正値に基づいて燃料供給量や点火時期を所定の期間に
わたり過渡的に補正することにより、カム切換時の運転
性と排気浄化作用を向上させることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、図１に
示すように、出力特性の異なるカムプロフィルをもつ複
数のカム１と、運転状態に応じてカムの選択切換えを判
断する手段２と、選択されたカム１により吸排気弁の少
なくとも一方を駆動するようにカム１を切換えるカム切
換機構３とを備えた内燃機関において、吸気通路の吸入
空気量を計測する手段４と、この吸入空気量に基づいて
燃料供給量と点火時期とを演算する手段と５、カム切換
の確定を判定する手段６と、カム切換直後にカムの種類
に応じて発生する前記計測吸入空気量と実際のシリンダ
吸入空気量との偏差に対応した燃料供給量と点火時期の
補正量を演算する手段７と、カム切換の確定後から前記
偏差がほぼ無くなるまでの期間にわたり前記補正量に基
づいて燃料供給量と点火時期を補正する手段８とを備え
る。

【００１８】また前記補正量の演算手段７は、少なくと
も機関負荷に対応した初期補正量を算出し、以後回転積
算に対応して略一次遅れ関数をもって補正量を減少させ
るようにする。

【００１９】また前記補正手段７は、カムの切換指令が
あると、低充填効率のカムに対応した燃料量を吸気行程
以前に予備的に供給し、カム切換の確定後に切換後のカ
ムに対応した不足燃料分を補正量として供給するように
燃料供給信号を出力する。

【００２０】また前記補正手段７は、カムの切換指令が
あると、低充填効率のカムに対応した点火時期に通電角
が不足しないクランク角度で点火コイルへの通電を開始
し、カムの切換確定後に切換後のカムに対応した点火時
期に通電を遮断するように点火信号を出力する。

【００２１】

【作用】運転状態に応じてカムの切換が指令されると、
実際にカムの切換が完了したことを判定してから、その
カムに合わせた燃料と点火時期の過渡的な補正が実行さ
れる。

【００２２】カムの切換に伴い新気のシリンダ充填効率
が直ちに変化するが、吸入空気量の計測手段の出力が変
化するまでには時間遅れがあるため、この検出された空
気量に基づいて燃料の噴射量や点火時期を制御していた
のでは、実際に要求される燃料供給量と点火時期に対応
できず、トルクショックを生じたり、燃費や排気組成が
悪化する。しかし、このように過渡的な補正が行われる
ことにより、切換後のカムによって実際にシリンダに吸
入された空気量に対応した燃料量と点火時期を付与する
ことができ、切換に伴う瞬間的なトルク変動や排気組成
の悪化を確実に回避できる。

【００２３】燃料供給量と点火時期の補正量を一次遅れ
特性で制御すると、補正量はカム切換直後に最も大き
く、その後漸次減少していくので、切換時に適確な対応
ができると共に、補正終了時点でのトルクショックなど
出力変動も防止できる。

【００２４】また、過渡的な補正燃料の供給を２回に分
けると、予め低充填効率用のカムに対応して噴射された
燃料を十分に気化しておくことができ、切換後に不足分
をのみを供給することで燃料性状の悪化を最小限にくい
止め、切換直後から良好な燃焼が維持できる。

【００２５】さらに点火についても、低充填効率用の進
角値の大きい点火時期に対応して通電を開始することに
より、進角値の小さな高充填効率のカムに切換えられて
も、通電角が不足することはなく、確実な点火作用が得
られる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２７】まず、図２,図３に可変動弁装置の基本的
な構成を示すが、これ自体は本出願人により、特願平２
−１１７２６１号として、既に提案されているもので、
低回転域と高回転域でそれぞれ出力を重視した２つの出
力型カムと、これとは別に部分負荷域などで燃費を重視
した燃費カムとの３つのカムを運転状況に応じて切り換
えるようになっている。

【００２８】２１は燃費重視型のカムプロフィルに設定
され、カムリフトが小さく、かつリフト開始が遅くリフ
ト終了が早いリフト区間の小さい第１カム(燃費カム)、
２２は低回転域で高トルクを発生するカムプロフィルに
設定され、前記第１カム２１よりもカムリフトが相対的
に大きい第２カム(低速型出力カム)、２３は高回転域で
高トルクを発生するカムプロフィルに設定され、第２カ
ム２２よりもカムリフト、リフト区間の大きい第３カム
(高速型出力カム)で、これらは同一のカムシャフトに並
列的に設けられる。

【００２９】２４は吸・排気弁(吸気弁または排気弁)、
２５はローラ２６を介して前記第１カム２１と常時接触
するメインロッカーアームで、ロッカーシャフト２７を
支点に揺動して、吸・排気弁２４を開閉する。

【００３０】メインロッカーアーム２４にはシャフト３
０を支点にして揺動する２つのサブロッカーアーム２
８,２９が前記ローラ２６と並列的に支持され、一方の
サブロッカーアーム２８は前記第２カム２２と、他方の
サブロッカーアーム２９は前記第３カム２３と接触す
る。

【００３１】これらサブロッカーアーム２８,２９はメ
インロッカーアーム２４と係合していないときは、ロス
トモーションスプリング３１により常時第２,第３カム
２２,２３に接触するように付勢され、メインロッカー
アーム２４からは独立して運動(揺動)する。

【００３２】これらサブロッカーアーム２８,２９をメ
インロッカーアーム２４に対して選択的に係合するた
め、まず一方のサブロッカーアーム２８の揺動部位には
円柱形のピン３２が、またメインロッカーアーム２４に
もこのピン３２と同軸上にピン３４が、それぞれカムシ
ャフト方向に摺動自由に配設され、かつこれらピン３
２,３４は常時はリターンスプリング３６に付勢されて
図２の状態に保持され、メインロッカーアーム２４との
係合を解かれているが、ピン３４の収装された油圧室３
８に通路４０を介して圧油が導かれると、ピン３２と３
４が所定量だけ押し出されて、サブロッカーアーム２８
がメインロッカーアーム２４と係合するようになってい
る。

【００３３】サブロッカーアーム２８がメインロッカー
アーム２４と一体になるのは、カムベースサークルにあ
るときで、一体後は第１カム２１よりもリフトの大きい
第２カム２２に従ったバルブタイミングに切換わる。

【００３４】つまり、第１カム２１による燃費重視の特
性から、第２カム２２による低回転域での出力重視の特
性に切換られるのである。

【００３５】他方のサブロッカーアーム２９について
も、これと同様に構成され、油圧室３９に通路４１を介
して圧油が導かれると、ピン３５と３３がリターンスプ
リング３７に抗して押し出され、サブロッカーアーム２
９がメインロッカーアーム２４に係合することにより、
バルブタイミングは前記と同じく第１カム２１よりもリ
フト量、リフト区間の共に大きい第３カム２３に依存す
るように切換られ、高回転域での出力重視の特性が得ら
れるのである。

【００３６】なお、図４に第１カム２１から第３カム２
３までのバルブリフト特性を示す。そして、各カムを用
いたときの全開出力特性は、図５のようになり、第１カ
ム２１によれば、発生トルクは低いものの燃費が良く、
第２カム２２では低回転域での最大トルクが最も高く、
第３カム２３は低回転域での発生トルクは第２カム２２
よりも小さいものの、高回転域での最大トルクは最も大
きくなる。

【００３７】ところで、第１カム２１から第２、第３カ
ム２２,２３への切換や、その反対に第２、第３カム２
２,２３から第１カム２１への切換を制御するために図
６に示すようなコントロールユニット５１が備えられ、
運転状態によって最適なカムが選択されるのである。

【００３８】コントローユニット５１におけるこのカム
の選択は図５の特性に基づいて、要求するトルクと回転
数が例えば燃費カムである第１カム２１の領域にあると
きはこの燃費カムを用い、この状態からアクセル開度が
増加して要求トルクが燃費カムの領域を外れて例えば低
速型出力カムである第２カム２２の領域に移行すると、
燃費カムから低速型出力カムに切換られ、また、回転数
が低回転域から高回転域に上昇してくると、高速型出力
カムである第３カム２３に切換られるのである。

【００３９】このため図６にも示すように、コントロー
ルユニット５１には機関回転数、クランク角度位置を検
出するクランク角センサ５２、アクセルペダルの操作量
(踏込量)を検出するアクセル操作量センサ５３、吸入空
気量を検出するエアフローセンサ５４、実際に選択され
たカム位置を検出するカムポジションセンサ５５からの
信号が入力し、これらに基づいて上記のようにカムの切
換時期が判断されたら、前記２つの油圧室３８,３９へ
の油圧の切換を行う電磁弁４５と４６の作動を制御する
のである。

【００４０】電磁弁４５が開かれると第２カム２２を働
かせるために油圧室３８にオイルポンプからの圧油が導
かれ、電磁弁４６を開くことにより今度は第３カム２３
を働かせるため油圧室３９に圧油が導かれるのである。

【００４１】また、コンロールユニット５１は、基本的
には前記したエアフローセンサ５４の検出する吸入空気
量信号と、クランク角センサ５２の検出する回転数信号
に基づいて、予め所定の空燃比となるように吸入空気量
と回転数で割り振ったマップから燃料噴射量を求め、同
じようにして点火時期を算出している。

【００４２】つまり、吸入空気量と回転数とから燃料噴
射量を算出するＬ−ジェトロ方式が採用され、これに基
づいて燃料噴射弁５９から噴射される燃料量を制御し、
さらに点火装置６０による点火時期を制御している。

【００４３】ところでカムの切換が行われると、吸気絞
弁５７の開度が変化しなくても、実際にシリンダに吸入
される吸気充填効率が大きく変化する。このため、これ
に対応して燃料噴射量や点火時期を変化させないと、切
換直後にそのシリンダでの燃焼が不安定になるおそれが
ある。

【００４４】しかし、図１０にも示すように、カムの切
換直後は、エアフローセンサ５４で計量される吸入空気
量（スロットル通過空気量に近似する）と、実際にシリ
ンダに吸入される空気量は相違し、たとえば燃費カムか
ら出力カムへの切換時には、シリンダ吸入空気量の増加
に対してスロットル通過空気量は大きく遅れ、このため
エアフローセンサ５４の計測空気量に基づいて燃料噴射
量を決めると、空燃比が大幅に希薄になり、また、点火
時期についても、要求時期から変動してしまい、燃焼の
悪化が避けられない。

【００４５】そこでコンロールユニット５１はエアフロ
ーセンサ５４の計測する空気量が過渡的に実際のシリン
ダ吸入空気量と相違する間、燃料噴射量と点火時期が適
正となるように補正制御する。この補正はカムポジショ
ンセンサ５５の出力を見ながら実際にカムの切換が完了
したことを確認した上で実行され、これによりカム切換
直後の切換ショックや排気組成の悪化を確実に防止す
る。

【００４６】この場合、燃費カムから出力カムへ切換わ
るときは、エアフローセンサ５４の計測空気量よりも実
際の吸入空気量が増大するため、燃料噴射量は増量さ
れ、点火時期は遅角側に補正され、また出力カムから燃
費カムに切換わるときは、逆に実際の吸入空気量が減少
するので、燃料噴射量は減量され、点火時期は進角側に
補正されるのであり、これらは実際の吸入空気量と計測
された空気量とが一致するまでの間行われ、かつこの間
の補正量は切換初期に最も大きく、以後、略一次遅れ特
性をもって漸次減少していき、補正終了時にはゼロとな
る。

【００４７】コントロールユニット５１で実行されるこ
れらの補正制御動作を、図７のフローチャートによって
説明する。なお、この説明では、低速型と高速型出力カ
ムを代表して出力カムとして、燃費カムに対応させてい
る。

【００４８】ステップ１で運転状態を代表する信号とし
ての、アクセル開度、回転数、吸入空気量、カム位置等
が読み込まれ、これらに基づいて、予め運転状態に応じ
て設定されたカムの切換領域に移行したかどうか、つま
りカム切換指令信号が出力されたかどうかが判断される
(ステップ２)。

【００４９】そして、ステップ３ではカムの切換は、出
力カムか燃費カムかが判断され、出力カムの場合にはス
テップ４〜８、また燃費カムの場合にはステップ９〜１
３へ移行する。

【００５０】出力カムに切換わるときは、実際の吸入空
気量が計測値よりも増加するので、これに対応した燃料
噴射量と点火時期の補正値がテーブルルックアップによ
り求められる（ステップ４）。

【００５１】図８にテーブルに設定される燃料噴射量の
補正値の特性例を示し、（Ａ）はエンジン負荷Ｔｐ（燃
料噴射パルス幅に相当）に応じて一次的に増加する特性
をもち、また（Ｂ）は吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅに対
応して、低回転、高負荷側で増大する特性をもつ。

【００５２】また、図９には点火時期の補正値の特性を
示す。これについても、同じようにエンジン負荷等に応
じて補正値が設定される。

【００５３】次いで、ステップ５でカムポジションセン
サ５５の出力から実際にカムの切換が確定したかどうか
を判断し、切換が確定したときに、前記したテーブルル
ックアップにより求めた燃料噴射量と点火時期の補正値
Ｐｎをそれぞれ出力する。

【００５４】このとき、基本となる燃料噴射量と点火時
期については、エアフローセンサ５４の出力と、クラン
ク角センサ５２の出力に基づいて演算されているため、
この演算値に補正値Ｐｎが加算されることになる。

【００５５】そして、ステップ７ではこの補正値Ｐｎか
ら所定量ΔＰを差し引き、新たな補正値Ｐｎ＝Ｐｎ−Δ
Ｐを求め、さらにステップ８で補正量Ｐｎ＝０かどうか
を判断し、ゼロでなければ、ステップ６に戻り、この新
たな補正値Ｐｎを次回の燃料噴射時期と点火時期とに対
応してそれぞれ出力する。

【００５６】このようにして略一次遅れ的な関数にした
がって補正値を減少させていき、Ｐｎ＝０になったら、
カム切換に伴う過渡的な補正を終了する。

【００５７】この過渡的な補正期間は、計測された吸入
空気量と実際の吸入空気量との偏差が無くなるまで行わ
れるのであり、したがって前記ΔＰは吸入空気量の偏差
が無くなるまでの過渡的な期間と補正期間とが一致する
ように、予め実験等により求めた結果から適切な値に設
定される。

【００５８】この結果、図１０に示すように、実際のシ
リンダ吸入空気量に対応して、燃料の噴射増量は切換直
後に最も大きかったものが略一次遅れ特性に従って次第
に減少してき、また点火時期も遅角側に補正された後、
元の状態まで復帰する。

【００５９】したがって、カム切換直後の計測された吸
入空気量と実際にシリンダに吸入される空気量の偏差に
適確に対応できると共に、この偏差が無くなる補正終了
時点におけるトルクショック等の発生もなく、通常の制
御へ円滑に移行する。

【００６０】また、ステップ３で燃費カムへの切換が判
断されたときは、ステップ９〜１３において、上記と同
様にして燃料噴射量と点火時期の補正値がテーブルルッ
クアップにより求められ、カム切換の確定と共に補正値
が出力される。

【００６１】なお、この場合の補正値の特性は、とくに
図示はしないが、出力カムから燃費カムへの切換によ
り、計測された吸入空気量（見かけの空気量）が実際の
吸入空気量よりも大きくなるため、前記と同じようにエ
ンジン負荷、あるいは吸入空気量と回転数に基づいて設
定された補正値により、前記とは逆に、基本の燃料噴射
量が減算され、点火時期は進角側に移行する。

【００６２】さらに、各回ごとに噴射量、点火時期の補
正値が修正されていき、実際の吸入空気量と一致した時
点で補正が終了する。

【００６３】なお、図１０は、燃費カムから出力カム
(低速型または高速型)に切換たときの、燃料供給量と点
火時期の具体的な制御特性を示すものであるが、カムの
切換の前後でスロットル開度ＴＶＯ、機関回転数Ｎｅが
変化しなくても、シリンダに対する吸気充填効率が大き
く変化(約２倍)するため、スロットル通過空気量Ｑａに
対して、シリンダ内吸入空気量qaは瞬間的に大きく増え
る。

【００６４】したがって、燃料の供給量をこれに対応し
て増大させないと燃料不足になり、燃焼が悪化したり、
失火したりする可能性もある。また、要求点火時期もこ
れに伴って進角値が小さくなるように変化する。

【００６５】とくに、カム切換直後はその要求値の変化
も大きく、したがって、実際にカムの切換が完了したこ
とを確認してから、これに対応した燃料供給量と点火時
期に切換えることにより、確実に切換時のトルク変動を
抑制して切換ショックを無くすと共に、排気組成の悪化
を防止することができるのである。

【００６６】なお、切換直後の最初の吸入行程に比べ
て、次回以降の吸入行程でシリンダ内に吸入される空気
量の変化が少なくなるのは、切換直後が元の比較的小さ
い(弱い)吸入負圧のままシリンダ内に空気を吸入するこ
とで充填効率が一時的に非常に高くなるためで、その後
は吸入負圧の増加により、シリンダ内に吸入される実質
的な空気量(充填効率)は減少する。

【００６７】次に図１１は、カム切換の直後に燃料の供
給を分割して行うことにより、切換直後の噴射燃料の気
化を良好に維持して、排気特性と運転性の悪化を防ぐも
ので、図１２（Ａ）（Ｂ）を参照しながら説明する。

【００６８】ステップ２１でカムの切換が指令される
と、燃費カム(低充填効率カム)に必要な燃料量を演算
し、予め吸気行程以前の所定のクランク角度位置でこの
燃料を吸気ポートに供給(１次噴射)するように、燃料噴
射信号を出力する(ステップ２３，２４)。

【００６９】次にカム切換の確定を確認し、さらに切換
られたカムが出力カムかどうかを判定する(ステップ２
５，２６)。出力カムのときは、ステップ２７で燃費カ
ムから出力カムへ移行したきの燃料供給量の補正量を求
め、この補正燃料を吸入行程の初期に噴射すべく、所定
のクランク角度で燃料噴射信号を出力する(ステップ２
８)。

【００７０】図１２の（Ａ）にも示すように、燃費カム
から出力カムに切換ったときには、必要燃料量を一度に
噴射するのではなく、２度に分割して、一方を予め排気
行程において吸気ポートに噴射しておくことにより、こ
の間に燃料の気化を促進し、気化が不十分の燃料が大量
にシリンダ内に吸入されるのを防ぎ、切換直後の燃焼が
不安定化することのないようにする。

【００７１】また、出力カムから燃費カムへの切換時に
は、図１２の（Ｂ）に示すように、燃費カムに対応して
予備的に噴射した燃料（補正後の燃料噴射量に相当す
る）が必要十分な量となるので、２次的な噴射は不要と
なる。ただし、カム切換指令信号の出力後、実際に切換
が判定されるまでの間は、予備噴射量に出力カムの噴射
量として必要な残存量を、２回に分けて噴射している。

【００７２】そして、これらの制御はカム切換が判定さ
れた直後に１サイクルだけ実行され、その後は前記した
通常の補正制御に戻り、各回毎に補正量を漸次変化させ
ていく。

【００７３】また、図１３はカム切換に伴い点火時期が
変化したときに、点火コイルに対する通電角が不足しな
いようにするための制御動作の一例を示すもので、図１
４を参照しながら説明する。

【００７４】カム切換が指令されたら、要求点火進角値
の大きい燃費カムのときに通電角が不足しない範囲で通
電開始時期を演算し、この時期に相当するクランク角度
で点火コイルへの通電を開始させる(ステップ３１〜３
４)。

【００７５】カム切換の確定を確認したら、出力カムか
どうかを判定する(ステップ３５,３６)。

【００７６】出力カムのときは、出力カムの点火時期を
演算して、そのクランク角度位置において点火コイルに
対する通電を遮断する信号を出力することにより点火を
行う(ステップ３７，３８)。

【００７７】また燃費カムのときも、燃費カムの点火時
期を演算してから、その時期に通電遮断信号を出力して
点火を行う(ステップ３９，４０)。

【００７８】このようにして、予め点火進角値の大きい
燃費カムに対応して点火コイルへの通電を開始しておく
ことにより、点火進角値の小さい出力カムに切換わって
も、通電角が不足することはなく、確実な点火作用が得
られるのである。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、運転状態
に応じてカムの切換が指令され、そのカムへの切換が確
定したことを判定すると、切換カムによって生じる、実
際にシリンダに吸入される空気量と、吸入空気量計測手
段（エアフローセンサ）で計測される吸入空気量との偏
差分に相当して、燃料噴射量と点火時期を補正するた
め、カムの切換直後において要求燃料噴射量と点火時期
が変化しても、これに正しく対応した燃料噴射量と点火
時期を与えることができ、切換に伴う瞬間的なトルク変
動や排気組成の悪化を確実に回避できる。

【００８０】燃料供給量と点火時期の補正量を略一次遅
れ特性で制御すると、補正量はカム切換直後に最も大き
く、その後漸次減少していくので、切換時に適確な対応
ができると共に、補正終了時点でのトルクショックなど
出力変動も防止できる。

【００８１】また、過渡的な補正燃料の供給を２回に分
けると、予め噴射された燃料は気化が十分に促進させる
ことができるため、燃料性状の悪化を最小限にくい止
め、切換直後に良好な燃焼が維持できる。

【００８２】さらに点火性能についても、低充填効率用
の進角値の大きい点火時期に対応して通電を開始するこ
とにより、進角値の小さな高充填効率のカムに切換えら
れても、通電角が不足することはなく、確実な点火作用
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の実施例を示すカム切換機構の平面図で
ある。

【図３】同じくそのＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】各カムによるバルブリフト特性を示す説明図で
ある。

【図５】各カムによる出力特性を示す説明図である。

【図６】制御系のブロック図である。

【図７】コントロールユニットで実行される制御動作を
示すフローチャートである。

【図８】燃料噴射量の補正特性を示す説明図で、（Ａ）
はエンジン負荷に対応しての補正量を示し、（Ｂ）は吸
入空気量とエンジン回転数との関係に対応しての補正量
を示す。

【図９】点火時期の補正特性を示す説明図で、（Ａ）は
エンジン負荷に対応しての補正量、（Ｂ）は吸入空気量
とエンジン回転数との関係に対応しての補正量を示す。

【図１０】燃費カムから出力カムへの切換時の制御特性
を示すタイミングチャートである。

【図１１】燃料噴射量の補正制御動作の他の実施例を示
すフローチャートである。

【図１２】同じくその制御特性を示すタイミングチャー
トで、（Ａ）は燃費カムから出力カムへの切換時、
（Ｂ）は出力カムから燃費カムへの切換時の特性を示
す。

【図１３】点火時期の補正制御動作の他の実施例を示す
フローチャートである。

【図１４】同じくその制御特性を示すタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

２１カム２２カム２３カム２４吸・排気弁２５メインロッカアーム２８サブロッカアーム２９サブロッカアーム５１コントロールユニット５２クランク角センサ５３アクセル操作量センサ５４エアフローセンサ５５カムポジションセンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｃ 8011−3ＧＦ０２Ｐ 5/15 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力特性の異なるカムプロフィルをもつ
複数のカムと、運転状態に応じてカムの選択切換えを判
断する手段と、選択されたカムにより吸排気弁の少なく
とも一方を駆動するようにカムを切換えるカム切換機構
とを備えた内燃機関において、吸気通路の吸入空気量を
計測する手段と、この吸入空気量に基づいて燃料供給量
と点火時期とを演算する手段と、カム切換の確定を判定
する手段と、カム切換直後にカムの種類に応じて発生す
る前記計測吸入空気量と実際のシリンダ吸入空気量との
偏差に対応した燃料供給量と点火時期の補正量を演算す
る手段と、カム切換の確定後から前記偏差がほぼ無くな
るまでの期間にわたり前記補正量に基づいて燃料供給量
と点火時期を補正する手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の出力制御装置。
【請求項２】前記補正量の演算手段は、少なくとも機
関負荷に対応した初期補正量を算出し、以後回転積算に
対応して略一次遅れ関数をもって補正量を減少させてい
くことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の出力制
御装置。
【請求項３】前記補正手段は、カムの切換指令がある
と、低充填効率のカムに対応した燃料量を吸気行程以前
に予備的に供給し、カム切換の確定後に切換後のカムに
対応した不足燃料分を補正量として供給するように燃料
供給信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の
内燃機関の出力制御装置。
【請求項４】前記補正手段は、カムの切換指令がある
と、低充填効率のカムに対応した点火時期に通電角が不
足しないクランク角度で点火コイルへの通電を開始し、
カムの切換確定後に切換後のカムに対応した点火時期に
通電を遮断するように点火信号を出力することを特徴と
する請求項１に記載の内燃機関の出力制御装置。