JPH09170462A - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents
内燃機関の出力制御装置Info
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- JPH09170462A JPH09170462A JP7330594A JP33059495A JPH09170462A JP H09170462 A JPH09170462 A JP H09170462A JP 7330594 A JP7330594 A JP 7330594A JP 33059495 A JP33059495 A JP 33059495A JP H09170462 A JPH09170462 A JP H09170462A
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- control
- intake
- intake valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-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
- F01L1/344—Valve-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 changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/34403—Valve-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 changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
- F01L1/34406—Valve-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 changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
- F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
- F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0269—Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/32—Miller cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸気弁の閉弁時期遅角制御では制御できない
極低出力域において、高精度なエンジン出力制御を実行
する。 【解決手段】 本発明に係る内燃機関の出力制御装置
は、吸気弁２ｂの閉弁時期を、内燃機関１への要求出力
が小さいほどに遅延させる閉弁時期制御手段１０，２
６，２７，３０と、その要求出力が、吸気弁２ｂの閉弁
時期が最大遅延時期θmin に固定されるアイドリング等
の極低出力Ｐ1 〜Ｐ0 のときに、開閉制御されて吸気を
適宜絞るスロットル弁６とを備えたものである。
極低出力域において、高精度なエンジン出力制御を実行
する。 【解決手段】 本発明に係る内燃機関の出力制御装置
は、吸気弁２ｂの閉弁時期を、内燃機関１への要求出力
が小さいほどに遅延させる閉弁時期制御手段１０，２
６，２７，３０と、その要求出力が、吸気弁２ｂの閉弁
時期が最大遅延時期θmin に固定されるアイドリング等
の極低出力Ｐ1 〜Ｐ0 のときに、開閉制御されて吸気を
適宜絞るスロットル弁６とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の出力制御
装置に係り、特に、吸気弁の閉弁時期の制御により内燃
機関の出力を制御する出力制御装置に関するものであ
る。
装置に係り、特に、吸気弁の閉弁時期の制御により内燃
機関の出力を制御する出力制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガソリンエンジンでは、吸入空
気（吸気）と燃料との混合比率（空燃比；A/F ）が狭い
範囲に制限され、特に３元触媒を搭載したエンジンで
は、空燃比は運転状態によらず常に一定の理論空燃比
（A/F ≒14.7）付近に制御されている。
気（吸気）と燃料との混合比率（空燃比；A/F ）が狭い
範囲に制限され、特に３元触媒を搭載したエンジンで
は、空燃比は運転状態によらず常に一定の理論空燃比
（A/F ≒14.7）付近に制御されている。
【０００３】また、エンジンに供給される燃料の量は、
その時々におけるエンジンへの要求出力によって決まる
ため、出力を小さく（燃料流量を少なく）する際には吸
入空気量を少なくする必要がある。このため、通常は、
吸気通路中にスロットル弁を設け、このスロットル弁で
通路を絞ることにより、吸入空気量の調節を行っている
訳である。
その時々におけるエンジンへの要求出力によって決まる
ため、出力を小さく（燃料流量を少なく）する際には吸
入空気量を少なくする必要がある。このため、通常は、
吸気通路中にスロットル弁を設け、このスロットル弁で
通路を絞ることにより、吸入空気量の調節を行っている
訳である。
【０００４】しかし、部分負荷時において通路を絞るこ
とは、吸気抵抗を増大させることに外ならず、この絞り
損失（ポンピングロス）が、ガソリンエンジンの燃費向
上を妨げる最大の要因となっている。
とは、吸気抵抗を増大させることに外ならず、この絞り
損失（ポンピングロス）が、ガソリンエンジンの燃費向
上を妨げる最大の要因となっている。
【０００５】これに対し、膨張行程が圧縮行程よりも長
い燃焼サイクル、所謂ミラーサイクルを応用した出力制
御方法が知られており、これによれば、スロットル弁で
の出力制御を行わなくて済むため、部分負荷時のポンピ
ングロスを低減することができる。
い燃焼サイクル、所謂ミラーサイクルを応用した出力制
御方法が知られており、これによれば、スロットル弁で
の出力制御を行わなくて済むため、部分負荷時のポンピ
ングロスを低減することができる。
【０００６】これに関する提案としては、特開平3-1112
0 号公報や特開平5-5430号公報で開示されたものがあ
る。
0 号公報や特開平5-5430号公報で開示されたものがあ
る。
【０００７】特開平3-11120 号公報のものは、吸気弁を
電磁弁で構成し、吸気行程（ピストン下降行程）の途中
で強制的に吸気弁を閉じるもの（所謂早閉じ）で、吸気
弁の閉弁時期を制御することで、スロットル弁によらな
い実質的な吸気量調節が可能となり、エンジン出力を制
御することができる。この場合、閉弁時期を早める即ち
進角するほど出力は小さくなる。
電磁弁で構成し、吸気行程（ピストン下降行程）の途中
で強制的に吸気弁を閉じるもの（所謂早閉じ）で、吸気
弁の閉弁時期を制御することで、スロットル弁によらな
い実質的な吸気量調節が可能となり、エンジン出力を制
御することができる。この場合、閉弁時期を早める即ち
進角するほど出力は小さくなる。
【０００８】また、特開平5-5430号公報のものは、カム
シャフトの回転位相を変更する位相変更装置を用いて、
吸気弁の閉弁時期を制御している。この場合、吸気弁は
圧縮行程（ピストン上昇行程）の途中で閉じられ（所謂
遅閉じ）、閉弁時期を遅延させるほど出力は小さくな
る。
シャフトの回転位相を変更する位相変更装置を用いて、
吸気弁の閉弁時期を制御している。この場合、吸気弁は
圧縮行程（ピストン上昇行程）の途中で閉じられ（所謂
遅閉じ）、閉弁時期を遅延させるほど出力は小さくな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術は、吸気弁の閉弁時期制御のみでエンジンの出
力制御を行うため、アイドリング、エンジンブレーキ等
の極低出力域で制御が行えない欠点がある。即ち、この
出力域では、アイドリング回転数の制御等、緻密且つ高
精度に回転数制御を行わなければならず、これに対して
早閉じ、遅閉じいずれの場合でも、閉弁時期制御のみで
は精度が得られない。
従来技術は、吸気弁の閉弁時期制御のみでエンジンの出
力制御を行うため、アイドリング、エンジンブレーキ等
の極低出力域で制御が行えない欠点がある。即ち、この
出力域では、アイドリング回転数の制御等、緻密且つ高
精度に回転数制御を行わなければならず、これに対して
早閉じ、遅閉じいずれの場合でも、閉弁時期制御のみで
は精度が得られない。
【００１０】特に、遅閉じの場合は以下の問題もある。
一般に燃焼速度が有限で一定の燃焼時間の確保の必要性
から、圧縮行程の上死点前30〜50°CAで点火プラグによ
る点火を行わなければならず、この点火時期前で吸気弁
の閉弁を終了しなければならないため、閉弁時期の遅延
には限界がある。
一般に燃焼速度が有限で一定の燃焼時間の確保の必要性
から、圧縮行程の上死点前30〜50°CAで点火プラグによ
る点火を行わなければならず、この点火時期前で吸気弁
の閉弁を終了しなければならないため、閉弁時期の遅延
には限界がある。
【００１１】なお、吸気弁の閉弁時期を遅延して吸入空
気量をあまりに制限すると、その吸気が爆発、膨張行程
を経て排気行程に移行するとき、シリンダ内圧力が大気
圧以下となり排気の逆流が生ずるため、このような事態
を防止する必要もある。
気量をあまりに制限すると、その吸気が爆発、膨張行程
を経て排気行程に移行するとき、シリンダ内圧力が大気
圧以下となり排気の逆流が生ずるため、このような事態
を防止する必要もある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気弁の閉弁
時期を、内燃機関への要求出力が小さいほどに遅延させ
る閉弁時期制御手段と、その要求出力が、吸気弁の閉弁
時期が最大遅延時期に固定されるアイドリング等の極低
出力のときに、開閉制御されて吸気を適宜絞るスロット
ル弁とを備えたものである。
時期を、内燃機関への要求出力が小さいほどに遅延させ
る閉弁時期制御手段と、その要求出力が、吸気弁の閉弁
時期が最大遅延時期に固定されるアイドリング等の極低
出力のときに、開閉制御されて吸気を適宜絞るスロット
ル弁とを備えたものである。
【００１３】この構成は、内燃機関への要求出力が小さ
くなるにつれ、吸気弁の閉弁時期が遅延される所謂遅閉
じミラーサイクルのものであるが、上記の如く、閉弁時
期が所定の遅延限界に到達した場合、閉弁時期はその最
大遅延時期に固定される。一方、このときにはスロット
ル弁による吸気の絞り制御が実行され、これにより吸気
量を緻密にコントロールし、極低出力域でのアイドル制
御や減速時の出力制御が可能となる。
くなるにつれ、吸気弁の閉弁時期が遅延される所謂遅閉
じミラーサイクルのものであるが、上記の如く、閉弁時
期が所定の遅延限界に到達した場合、閉弁時期はその最
大遅延時期に固定される。一方、このときにはスロット
ル弁による吸気の絞り制御が実行され、これにより吸気
量を緻密にコントロールし、極低出力域でのアイドル制
御や減速時の出力制御が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】図２は本発明に係る出力制御装置の構成図
であり、図示するように、エンジン１（内燃機関）は、
２つの吸気弁２ａ，２ｂ及び排気弁（図示せず）をカム
シャフト３（１本のみ図示）で直動するＤＯＨＣの構成
となっている。吸気弁２ａ，２ｂはそれぞれの吸気ポー
ト４ａ，４ｂを開閉し、吸気ポート４ａ，４ｂは吸気通
路を区画形成する吸気管５に合流接続され、この吸気管
５には管内の吸気を絞るためのスロットル弁６が設けら
れている。シリンダ７内に設けられたピストン８は、そ
の往復動によりクランク軸９を回転させる。
であり、図示するように、エンジン１（内燃機関）は、
２つの吸気弁２ａ，２ｂ及び排気弁（図示せず）をカム
シャフト３（１本のみ図示）で直動するＤＯＨＣの構成
となっている。吸気弁２ａ，２ｂはそれぞれの吸気ポー
ト４ａ，４ｂを開閉し、吸気ポート４ａ，４ｂは吸気通
路を区画形成する吸気管５に合流接続され、この吸気管
５には管内の吸気を絞るためのスロットル弁６が設けら
れている。シリンダ７内に設けられたピストン８は、そ
の往復動によりクランク軸９を回転させる。
【００１６】ここで、２つの吸気弁２ａ，２ｂは、それ
ぞれ独立して動作して吸気弁全体としての特に閉弁時期
を変更できるようになっている。この変更を実質的に行
うのが位相変更装置１０である。
ぞれ独立して動作して吸気弁全体としての特に閉弁時期
を変更できるようになっている。この変更を実質的に行
うのが位相変更装置１０である。
【００１７】図３にも詳細に示すように、位相変更装置
１０は、特開昭59-183010 号公報と同様、斜め溝を用い
てこれを同軸上の２つのカムの位相変化用としている。
位相変更装置１０は、二重管構造のカムシャフト３を有
し、カムシャフト３は位相固定カムシャフト３ａと位相
可変カムシャフト３ｂとからなり、これらカムシャフト
３ａ，３ｂは、吸気弁２ａ，２ｂを押動する固定カム１
１ａ及び可変カム１１ｂをそれぞれ一体的に有する。固
定カムシャフト３ａは可変カムシャフト３ｂの外側に相
対回転自在に嵌合され、その相対回転を許容するのが両
者の一方に固設された中間軸受１２である。固定カムシ
ャフト３ａの一端にはタイミングプーリ１３が取り付け
られ、タイミングプーリ１３はタイミングベルト１４、
ドライブプーリ１５を介してクランク軸９からの入力を
伝達される。これにより、位相固定カムシャフト３ａ
は、クランク軸９と連動するようになってクランク角に
対し位相が固定される。
１０は、特開昭59-183010 号公報と同様、斜め溝を用い
てこれを同軸上の２つのカムの位相変化用としている。
位相変更装置１０は、二重管構造のカムシャフト３を有
し、カムシャフト３は位相固定カムシャフト３ａと位相
可変カムシャフト３ｂとからなり、これらカムシャフト
３ａ，３ｂは、吸気弁２ａ，２ｂを押動する固定カム１
１ａ及び可変カム１１ｂをそれぞれ一体的に有する。固
定カムシャフト３ａは可変カムシャフト３ｂの外側に相
対回転自在に嵌合され、その相対回転を許容するのが両
者の一方に固設された中間軸受１２である。固定カムシ
ャフト３ａの一端にはタイミングプーリ１３が取り付け
られ、タイミングプーリ１３はタイミングベルト１４、
ドライブプーリ１５を介してクランク軸９からの入力を
伝達される。これにより、位相固定カムシャフト３ａ
は、クランク軸９と連動するようになってクランク角に
対し位相が固定される。
【００１８】一方、固定カムシャフト３ａに伝達された
入力は、位相変更機構１０ａにより、位相差をもって可
変カムシャフト３ｂに伝達されるようになっている。即
ち、固定カムシャフト３ａには、タイミングプーリ１３
を間に挟んで斜め溝付ボス１６が固定されている。この
ボス１６の斜め溝１７は、カムシャフト３の軸方向に対
し周方向に向かって斜めに形成されている。一方、可変
カムシャフト３ｂの一端にも溝付ボス１８が固定され、
このボス１８の溝１９は軸方向に沿って形成されてい
る。これら溝１７，１９には可動片２０が摺動自在に嵌
合され、可動片２０は可動ブラケット２１に一体的に固
定される。可動ブラケット２１には軸受２２を介して制
御レバー２３が相対回転可能に取り付けられ、この制御
レバー２３を軸方向に動かすことで、可動片２０が溝１
７，１９に沿って移動し、可変カムシャフト３ｂの位相
が固定カムシャフト３ａに対してずれることになる。
入力は、位相変更機構１０ａにより、位相差をもって可
変カムシャフト３ｂに伝達されるようになっている。即
ち、固定カムシャフト３ａには、タイミングプーリ１３
を間に挟んで斜め溝付ボス１６が固定されている。この
ボス１６の斜め溝１７は、カムシャフト３の軸方向に対
し周方向に向かって斜めに形成されている。一方、可変
カムシャフト３ｂの一端にも溝付ボス１８が固定され、
このボス１８の溝１９は軸方向に沿って形成されてい
る。これら溝１７，１９には可動片２０が摺動自在に嵌
合され、可動片２０は可動ブラケット２１に一体的に固
定される。可動ブラケット２１には軸受２２を介して制
御レバー２３が相対回転可能に取り付けられ、この制御
レバー２３を軸方向に動かすことで、可動片２０が溝１
７，１９に沿って移動し、可変カムシャフト３ｂの位相
が固定カムシャフト３ａに対してずれることになる。
【００１９】なお図中、２４は固定及び可変カムシャフ
ト３ａ，３ｂを軸支する軸受、２５はバルブスプリング
である。
ト３ａ，３ｂを軸支する軸受、２５はバルブスプリング
である。
【００２０】制御レバー２３は、スロットル弁６ととも
に、図２に示す電気式アクチュエータ２６によって実質
的に操作される。このアクチュエータ２６に制御信号を
送るのが電子制御装置(ECU) ２７である。ECU ２７はこ
の他、燃料噴射弁２８による燃料噴射制御や点火時期制
御等の基本制御を実行する。さらにECU ２７には、アク
セルペダル２９に設けられたアクセルストロークセンサ
３０が接続される。アクセルストロークセンサ３０は、
アクセルペダル２９の踏み込み量に応じた電気信号をEC
U ２７に出力する。そしてこの信号に基づいて、ECU ２
７は運転手がエンジン１に要求する要求出力を決定す
る。
に、図２に示す電気式アクチュエータ２６によって実質
的に操作される。このアクチュエータ２６に制御信号を
送るのが電子制御装置(ECU) ２７である。ECU ２７はこ
の他、燃料噴射弁２８による燃料噴射制御や点火時期制
御等の基本制御を実行する。さらにECU ２７には、アク
セルペダル２９に設けられたアクセルストロークセンサ
３０が接続される。アクセルストロークセンサ３０は、
アクセルペダル２９の踏み込み量に応じた電気信号をEC
U ２７に出力する。そしてこの信号に基づいて、ECU ２
７は運転手がエンジン１に要求する要求出力を決定す
る。
【００２１】特に、上記構成においては、位相変更装置
１０、アクチュエータ２６、ECU ２７及びアクセルスト
ロークセンサ３０が、吸気弁２ｂの閉弁時期を、内燃機
関１への要求出力が小さいほどに遅延させる閉弁時期制
御手段を構成する。
１０、アクチュエータ２６、ECU ２７及びアクセルスト
ロークセンサ３０が、吸気弁２ｂの閉弁時期を、内燃機
関１への要求出力が小さいほどに遅延させる閉弁時期制
御手段を構成する。
【００２２】次に、本装置によるエンジン出力の制御方
法について説明する。
法について説明する。
【００２３】上述したように、かかる構成は遅閉じミラ
ーサイクルのものであり、即ち可変カムシャフト３ｂで
動作される一方の吸気弁２ｂ（以下可変吸気弁２ｂとい
い、他方の吸気弁２ａを固定吸気弁２ａという）の閉弁
時期を制御して、エンジン出力を制御するものである。
ーサイクルのものであり、即ち可変カムシャフト３ｂで
動作される一方の吸気弁２ｂ（以下可変吸気弁２ｂとい
い、他方の吸気弁２ａを固定吸気弁２ａという）の閉弁
時期を制御して、エンジン出力を制御するものである。
【００２４】具体的には以下の通りである。図４は、吸
気弁２ａ，２ｂ及び排気弁のバルブリフト線図で、横軸
にはクランク角に相当するピストン位置がとってある。
これから分かるように、固定吸気弁２ａは常に一定のタ
イミングで開閉するのに対し、可変吸気弁２ｂは、同一
のプロフィール及びリフト量を保ったまま、その開閉タ
イミングのみが、固定吸気弁２ａの開閉タイミングに対
し等しいか或いは遅延させられる。（尚、２つのカムの
リフト曲線は、同一である必要はない） つまり、アクセルペダル２９の踏み込み量が最大未満の
場合に、可変吸気弁２ｂの開閉タイミングが遅延乃至遅
角させられる。そしてこうなると、可変吸気弁２ｂがピ
ストン上昇中の圧縮行程の途中で閉弁されるようにな
り、その閉弁前の圧縮行程中に吸入空気が吸気ポート４
ｂ内等に逆流させられる。これによりエンジンの燃焼サ
イクルで使用される吸気空気量が制御されるので、この
吸気空気量に対応する燃料噴射量は、これと共に少なく
されてエンジン出力が減小する訳である。より具体的に
は、アクセルペダル２９の踏み込み量に応じて、つまり
要求出力に基づき、ECU ２７がアクチュエータ２６を介
して制御レバー２３を動作させ、可変カムシャフト３ｂ
の位相変更を行って、可変吸気弁２ｂの閉弁時期を制御
する。
気弁２ａ，２ｂ及び排気弁のバルブリフト線図で、横軸
にはクランク角に相当するピストン位置がとってある。
これから分かるように、固定吸気弁２ａは常に一定のタ
イミングで開閉するのに対し、可変吸気弁２ｂは、同一
のプロフィール及びリフト量を保ったまま、その開閉タ
イミングのみが、固定吸気弁２ａの開閉タイミングに対
し等しいか或いは遅延させられる。（尚、２つのカムの
リフト曲線は、同一である必要はない） つまり、アクセルペダル２９の踏み込み量が最大未満の
場合に、可変吸気弁２ｂの開閉タイミングが遅延乃至遅
角させられる。そしてこうなると、可変吸気弁２ｂがピ
ストン上昇中の圧縮行程の途中で閉弁されるようにな
り、その閉弁前の圧縮行程中に吸入空気が吸気ポート４
ｂ内等に逆流させられる。これによりエンジンの燃焼サ
イクルで使用される吸気空気量が制御されるので、この
吸気空気量に対応する燃料噴射量は、これと共に少なく
されてエンジン出力が減小する訳である。より具体的に
は、アクセルペダル２９の踏み込み量に応じて、つまり
要求出力に基づき、ECU ２７がアクチュエータ２６を介
して制御レバー２３を動作させ、可変カムシャフト３ｂ
の位相変更を行って、可変吸気弁２ｂの閉弁時期を制御
する。
【００２５】なお、運転手がアクセルペダル２９を最大
に踏み込めば、要求出力は最大となり、可変吸気弁２ｂ
の閉タイミングが固定吸気弁２ａのそれと一致される。
に踏み込めば、要求出力は最大となり、可変吸気弁２ｂ
の閉タイミングが固定吸気弁２ａのそれと一致される。
【００２６】このように、かかる構成では、要求出力が
大なるほどに閉弁時期が進角され、要求出力が小なるほ
どに閉弁時期が遅角される。
大なるほどに閉弁時期が進角され、要求出力が小なるほ
どに閉弁時期が遅角される。
【００２７】なお、詳しくは後述するが、可変吸気弁２
ｂの閉弁時期制御中、スロットル弁６は全開状態に保持
されて、前述の絞り損失（ポンピングロス）の発生を防
止している。このスロットル弁６は、可変吸気弁２ｂの
閉弁時期が最大遅延時期に固定されたときに開閉制御さ
れるようになる。また、構成上のメリットとしては、一
方の可変吸気弁２ｂのみ遅角制御し、両方の吸気弁２
ａ，２ｂの開閉タイミングを同時に変える方法ではない
点が揚げられる。即ち、固定カム１１ａと可変カム１１
ｂとのそれぞれを吸気弁２ａ，２ｂの開閉挙動に最適な
形状とすることができ、かつこの２つの組合せで実質的
な吸気弁の開弁期間を自由に変えられるため、閉弁可能
期間を長くとることも容易であり、制御の容易化が図れ
ると共に、油圧等を用いた場合に比べて、機械的機構も
簡略化できる。
ｂの閉弁時期制御中、スロットル弁６は全開状態に保持
されて、前述の絞り損失（ポンピングロス）の発生を防
止している。このスロットル弁６は、可変吸気弁２ｂの
閉弁時期が最大遅延時期に固定されたときに開閉制御さ
れるようになる。また、構成上のメリットとしては、一
方の可変吸気弁２ｂのみ遅角制御し、両方の吸気弁２
ａ，２ｂの開閉タイミングを同時に変える方法ではない
点が揚げられる。即ち、固定カム１１ａと可変カム１１
ｂとのそれぞれを吸気弁２ａ，２ｂの開閉挙動に最適な
形状とすることができ、かつこの２つの組合せで実質的
な吸気弁の開弁期間を自由に変えられるため、閉弁可能
期間を長くとることも容易であり、制御の容易化が図れ
ると共に、油圧等を用いた場合に比べて、機械的機構も
簡略化できる。
【００２８】ところで、要求出力の減小に伴い閉弁時期
は遅延されるものの、前述した燃焼時間の確保等の理由
により、その遅延には限界がある。この遅延限界が最大
遅延時期に相当する図４に示した最大遅角θmin で、こ
の最大遅角θmin を越えて閉弁時期を遅角させることは
できず、閉弁時期制御による出力制御はできない。
は遅延されるものの、前述した燃焼時間の確保等の理由
により、その遅延には限界がある。この遅延限界が最大
遅延時期に相当する図４に示した最大遅角θmin で、こ
の最大遅角θmin を越えて閉弁時期を遅角させることは
できず、閉弁時期制御による出力制御はできない。
【００２９】また、この最大遅角θmin を越えて遅角し
なければならない場合に、要求出力がアイドリングやエ
ンジンブレーキ等に相当する極低出力となる場合が含ま
れることが多く、こうなると出力制御ができないことと
なり問題である。さらにこのようなエンジン１のアイド
ル領域では、アイドリング回転数の制御等、緻密な制御
が必要とされる一方、閉弁時期制御のみでは高精度が得
られない問題もある。そして前述したように、特にエン
ジンブレーキ時において、シリンダ内圧力の負圧化に伴
う排気の逆流も防止する必要がある。
なければならない場合に、要求出力がアイドリングやエ
ンジンブレーキ等に相当する極低出力となる場合が含ま
れることが多く、こうなると出力制御ができないことと
なり問題である。さらにこのようなエンジン１のアイド
ル領域では、アイドリング回転数の制御等、緻密な制御
が必要とされる一方、閉弁時期制御のみでは高精度が得
られない問題もある。そして前述したように、特にエン
ジンブレーキ時において、シリンダ内圧力の負圧化に伴
う排気の逆流も防止する必要がある。
【００３０】そこで、かかる構成においては、このよう
な要求出力が極低出力の場合に、可変吸気弁２ｂの閉弁
時期を最大遅角θmin に固定する一方、スロットル弁６
の開閉制御を実行し、吸気に絞りを与えて吸入空気量を
制限し、エンジン出力を制御するようにしている。この
場合、スロットル弁６の存在は、低負荷運転時のポンピ
ングロス低減目的を必ずしも損なうものではない。即
ち、スロットル弁６が閉となる場合は、既に可変吸気弁
２ｂの遅角により、吸入空気量が少なくなっているた
め、スロットル弁６での絞り損失は通常の機構に較べて
最小限に押さえることができる。
な要求出力が極低出力の場合に、可変吸気弁２ｂの閉弁
時期を最大遅角θmin に固定する一方、スロットル弁６
の開閉制御を実行し、吸気に絞りを与えて吸入空気量を
制限し、エンジン出力を制御するようにしている。この
場合、スロットル弁６の存在は、低負荷運転時のポンピ
ングロス低減目的を必ずしも損なうものではない。即
ち、スロットル弁６が閉となる場合は、既に可変吸気弁
２ｂの遅角により、吸入空気量が少なくなっているた
め、スロットル弁６での絞り損失は通常の機構に較べて
最小限に押さえることができる。
【００３１】図１にはこの様子が具体的にグラフで示さ
れ、その横軸には要求出力がとってある。Ｐ0 は、閉弁
時期の最大遅角θmin に相当する要求出力値で、このＰ
0 以上では可変吸気弁２ｂの閉弁時期での出力制御がな
され、Ｐ0 以下では閉弁時期が最大遅角θmin に固定さ
れる。なおθmax は閉弁時期の最小遅角即ち最大進角値
である。
れ、その横軸には要求出力がとってある。Ｐ0 は、閉弁
時期の最大遅角θmin に相当する要求出力値で、このＰ
0 以上では可変吸気弁２ｂの閉弁時期での出力制御がな
され、Ｐ0 以下では閉弁時期が最大遅角θmin に固定さ
れる。なおθmax は閉弁時期の最小遅角即ち最大進角値
である。
【００３２】一方、Ｐ0 よりやや大きいＰ2 から、エン
ジン１の可燃最小出力Ｐ1 の範囲において、スロットル
弁６の開閉制御がなされているのが分かる。Ｐ0 ，Ｐ2
間は段付き感をなくすためのオーバーラップである。ス
ロットル弁６は閉弁時期制御中は前述の如く全開であ
り、要求出力がＰ2 以下となると、比較的急激な立ち下
がりカーブに沿って狭い出力域で開閉動作されるように
なる。なおＰmax は最大要求出力値である。
ジン１の可燃最小出力Ｐ1 の範囲において、スロットル
弁６の開閉制御がなされているのが分かる。Ｐ0 ，Ｐ2
間は段付き感をなくすためのオーバーラップである。ス
ロットル弁６は閉弁時期制御中は前述の如く全開であ
り、要求出力がＰ2 以下となると、比較的急激な立ち下
がりカーブに沿って狭い出力域で開閉動作されるように
なる。なおＰmax は最大要求出力値である。
【００３３】そして例えば、Ｐ0 以上の低、中、或いは
高出力域からＰ0 以下の極低出力域に戻るよう、アクセ
ルペダル２９を踏み込み状態から戻すと、あたかも従来
のスロットル弁のみのエンジンのような、リニアな感覚
で出力が減小していくよう、アクチュエータ２６及び E
CU２７での制御が行われる。
高出力域からＰ0 以下の極低出力域に戻るよう、アクセ
ルペダル２９を踏み込み状態から戻すと、あたかも従来
のスロットル弁のみのエンジンのような、リニアな感覚
で出力が減小していくよう、アクチュエータ２６及び E
CU２７での制御が行われる。
【００３４】このように、可変吸気弁２ｂの閉弁時期制
御に加え、スロットル弁６の開閉制御を併用すると、閉
弁時期制御のみでは制御不能な極低出力域で制御が可能
となり、高精度なアイドル制御を実行することができ
る。
御に加え、スロットル弁６の開閉制御を併用すると、閉
弁時期制御のみでは制御不能な極低出力域で制御が可能
となり、高精度なアイドル制御を実行することができ
る。
【００３５】図５は、可変吸気弁２ｂの遅角の様子を、
エンジン１の回転数とトルク（負荷）とのマップ上に示
した線図で、θmin ，θ1 ，θ2 …といった順に可変吸
気弁２ｂの閉弁時期が進角され、θmax では最大進角
（最小遅角）となって最大トルク線図が描かれる。θmi
n の上側の領域Ａではスロットル弁６が全開とされ、そ
の下側の領域Ｂではスロットル弁６の開閉制御がなされ
る。特にトルクが負となる領域はエンジンブレーキとな
る領域で、このときにはスロットル弁６はほぼ全閉であ
る。なお、各θの線図は可変吸気弁２ｂから逆流する空
気（混合気）の慣性のため回転数の上昇につれ右上がり
のラインを描く。
エンジン１の回転数とトルク（負荷）とのマップ上に示
した線図で、θmin ，θ1 ，θ2 …といった順に可変吸
気弁２ｂの閉弁時期が進角され、θmax では最大進角
（最小遅角）となって最大トルク線図が描かれる。θmi
n の上側の領域Ａではスロットル弁６が全開とされ、そ
の下側の領域Ｂではスロットル弁６の開閉制御がなされ
る。特にトルクが負となる領域はエンジンブレーキとな
る領域で、このときにはスロットル弁６はほぼ全閉であ
る。なお、各θの線図は可変吸気弁２ｂから逆流する空
気（混合気）の慣性のため回転数の上昇につれ右上がり
のラインを描く。
【００３６】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記の形態に限定されず様々
な形態が可能である。そして本装置は、筒内噴射エンジ
ンやリーンバーンエンジンに組み合わせることも当然可
能である。
説明してきたが、本発明は上記の形態に限定されず様々
な形態が可能である。そして本装置は、筒内噴射エンジ
ンやリーンバーンエンジンに組み合わせることも当然可
能である。
【００３７】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３８】（１） 吸気弁の閉弁時期遅角制御では制
御できない極低出力域において、高精度なエンジン出力
制御を実行することが可能となる。
御できない極低出力域において、高精度なエンジン出力
制御を実行することが可能となる。
【図１】本発明に係る出力制御装置の制御の様子を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】本発明に係る出力制御装置の構成図である。
【図３】位相変更装置の詳細を示す縦断面図である。
【図４】吸気弁及び排気弁のバルブリフト線図である。
【図５】可変吸気弁の遅角の様子をマップ上に示した線
図である。
図である。
１ エンジン（内燃機関） ２ｂ 可変吸気弁（吸気弁） ６ スロットル弁 １０ 位相変更装置（閉弁時期制御手段） ２６ アクチュエータ（閉弁時期制御手段） ２７ ECU （閉弁時期制御手段） ３０ アクセルストロークセンサ（閉弁時期制御手段） Ｐ0 ，Ｐ1 要求出力値 θmin 最大遅角（最大遅延時期）
Claims (1)
- 【請求項１】 吸気弁の閉弁時期を、内燃機関への要求
出力が小さいほどに遅延させる閉弁時期制御手段と、そ
の要求出力が、吸気弁の閉弁時期が最大遅延時期に固定
されるアイドリング等の極低出力のときに、開閉制御さ
れて吸気を適宜絞るスロットル弁とを備えたことを特徴
とする内燃機関の出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7330594A JPH09170462A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 内燃機関の出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7330594A JPH09170462A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 内燃機関の出力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170462A true JPH09170462A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18234408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7330594A Pending JPH09170462A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 内燃機関の出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09170462A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11236689B2 (en) | 2014-03-13 | 2022-02-01 | Tula Technology, Inc. | Skip fire valve control |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP7330594A patent/JPH09170462A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040701 |
|
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| A02 | Decision of refusal |
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