JPH10169477A - バルブタイミング制御装置付エンジン - Google Patents
バルブタイミング制御装置付エンジンInfo
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- JPH10169477A JPH10169477A JP9004056A JP405697A JPH10169477A JP H10169477 A JPH10169477 A JP H10169477A JP 9004056 A JP9004056 A JP 9004056A JP 405697 A JP405697 A JP 405697A JP H10169477 A JPH10169477 A JP H10169477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve timing
- engine
- timing
- valve
- control
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルブタイミング制御が他の燃焼性影響因子
に対する制御に比べて応答性が低いことに基づく、燃焼
性が悪化等の不都合を防止して、バルブタイミング変更
動作の過渡状態におけるエンジン運転の最適化制御を達
成する。 【解決手段】 バルブタイミング制御における変更操作
が完了していない場合には混合気が徐々に希薄になるよ
うに、燃料噴射量Ｆの補正係数βを定め、時間Ｔ 3 で所
望の濃度になるように制御する。従って、バルブタイミ
ングの制御遅れを考慮しない場合と、考慮する場合と
は、混合気濃度の制御において斜線部Ｂのような差異が
生じる。
に対する制御に比べて応答性が低いことに基づく、燃焼
性が悪化等の不都合を防止して、バルブタイミング変更
動作の過渡状態におけるエンジン運転の最適化制御を達
成する。 【解決手段】 バルブタイミング制御における変更操作
が完了していない場合には混合気が徐々に希薄になるよ
うに、燃料噴射量Ｆの補正係数βを定め、時間Ｔ 3 で所
望の濃度になるように制御する。従って、バルブタイミ
ングの制御遅れを考慮しない場合と、考慮する場合と
は、混合気濃度の制御において斜線部Ｂのような差異が
生じる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気弁のバルブタイミ
ングを運転状態に応じて変更するバルブタイミング変更
手段を備えるとともにこの変更手段の制御遅れを補正す
る手段をさらに備えたエンジンに関する。
ングを運転状態に応じて変更するバルブタイミング変更
手段を備えるとともにこの変更手段の制御遅れを補正す
る手段をさらに備えたエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの吸排気弁の開閉タイミングを
エンジンの運転状態に応じて変更することは、従来から
公知である。運転状態に応じて、バルブタイミングを変
更することによって、例えば、特公昭52-35816号公報に
開示の技術は、吸気量の少い低回転時では、吸気弁と排
気弁との開弁オーバーラップ期間に混合気が排気系へ流
出し易いため、吸気弁の開弁タイミングを遅らせてオー
バーラップ期間を減少させるものの、吸気弁の閉弁タイ
ミングもピストン下死点より相当遅れるため、吸気の吹
き返しが生じるので好ましくないが、高回転時等におい
ては吸気弁の開弁タイミングを早めると、閉弁タイミン
グも早められることによって吸気の吹き返しが低減で
き、吸気効率が向上して、高充填率が得られ、エンジン
の高出力化を図ることができるといった利点がある。そ
して、このようなバルブタイミングを変更する装置とし
て、たとえば、上記の特公昭52-35816号公報には、タイ
ミングチェーンとカムシャフトのスプロケットとの噛合
関係を変化させ、これによって運転状態の変化に応じて
バルブタイミングを変えるようにした構造のものが開示
されている。また、特公昭52-35819号公報には、エンジ
ンの出力軸とカム軸との間に遠心ガバナにより制御られ
る遊星歯車機構を介在させ、エンジンの回転数に応じて
エンジン出力軸とカム軸との間に位相変化を生じさせる
ようにした構造が開示されている。また、実開昭52-124
307 号公報には軸方向に形状の変化するカムをカム軸に
形成し、該カム軸をエンジン運転条件に応じて軸方向に
移動させ、開弁時期を変えるようにした構造が開示され
ている。これらの、バルブタイミング制御装置を備えた
エンジンでは、運転状態に応じてバルブタイミングを変
更するとともに、その他の燃焼性に影響を及ぼす因子、
たとえば、空燃比、点火時期等も併わせて運転状態に応
じて変化させられるようになっている。
エンジンの運転状態に応じて変更することは、従来から
公知である。運転状態に応じて、バルブタイミングを変
更することによって、例えば、特公昭52-35816号公報に
開示の技術は、吸気量の少い低回転時では、吸気弁と排
気弁との開弁オーバーラップ期間に混合気が排気系へ流
出し易いため、吸気弁の開弁タイミングを遅らせてオー
バーラップ期間を減少させるものの、吸気弁の閉弁タイ
ミングもピストン下死点より相当遅れるため、吸気の吹
き返しが生じるので好ましくないが、高回転時等におい
ては吸気弁の開弁タイミングを早めると、閉弁タイミン
グも早められることによって吸気の吹き返しが低減で
き、吸気効率が向上して、高充填率が得られ、エンジン
の高出力化を図ることができるといった利点がある。そ
して、このようなバルブタイミングを変更する装置とし
て、たとえば、上記の特公昭52-35816号公報には、タイ
ミングチェーンとカムシャフトのスプロケットとの噛合
関係を変化させ、これによって運転状態の変化に応じて
バルブタイミングを変えるようにした構造のものが開示
されている。また、特公昭52-35819号公報には、エンジ
ンの出力軸とカム軸との間に遠心ガバナにより制御られ
る遊星歯車機構を介在させ、エンジンの回転数に応じて
エンジン出力軸とカム軸との間に位相変化を生じさせる
ようにした構造が開示されている。また、実開昭52-124
307 号公報には軸方向に形状の変化するカムをカム軸に
形成し、該カム軸をエンジン運転条件に応じて軸方向に
移動させ、開弁時期を変えるようにした構造が開示され
ている。これらの、バルブタイミング制御装置を備えた
エンジンでは、運転状態に応じてバルブタイミングを変
更するとともに、その他の燃焼性に影響を及ぼす因子、
たとえば、空燃比、点火時期等も併わせて運転状態に応
じて変化させられるようになっている。
【０００３】
【解決しようとする課題】この場合、バルブタイミング
は、機械的駆動機構を介して、変更させられるようにな
っているのに対し、その他の因子、たとえば、点火時
期、燃料噴射量などは電気的手段によって制御されるよ
うになっている。従って、バルブタイミング制御は、他
の燃焼性影響因子に対する制御に比べて応答性が悪く、
他の制御に追随できずに燃焼性が悪化したり、極端な場
合は失火やアフターバーニングが発生するといった不都
合が生じる。
は、機械的駆動機構を介して、変更させられるようにな
っているのに対し、その他の因子、たとえば、点火時
期、燃料噴射量などは電気的手段によって制御されるよ
うになっている。従って、バルブタイミング制御は、他
の燃焼性影響因子に対する制御に比べて応答性が悪く、
他の制御に追随できずに燃焼性が悪化したり、極端な場
合は失火やアフターバーニングが発生するといった不都
合が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するために以下のように構成される。すなわち、本発明
はエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状
態に基づいて目標とするバルブタイミングを決定する目
標バルブタイミング決定手段と、吸気弁のバルブタイミ
ングを前記目標バルブタイミング決定手段により決定さ
れた目標バルブタイミングに変更するバルブタイミング
変更手段と、該バルブタイミング変更手段に対して制御
応答性が速い他の燃焼性影響因子を変更する制御手段と
を備え、前記各手段によりエンジンの運転状態に応じて
吸気弁のバルブタイミングが変更制御され、併せて前記
他の燃焼性影響因子が変更制御されるバルブタイミング
制御装置付エンジンにおいて、現在のバルブタイミング
と目標バルブタイミングとの偏差を算出する偏差算出手
段と、前記運転状態検出手段の出力を受け、バルブタイ
ミングが、現在のバルブタイミングから目標バルブタイ
ミング決定手段により決定された目標バルブタイミング
に変更制御される運転状態の時、前記他の燃焼性影響因
子の変化が現在のバルブタイミングから目標バルブタイ
ミングになるまでの過渡状態におけるバルブタイミング
の変化に対応して漸次変化するように前記偏差検出手段
により算出した偏差に基づいて前記他の燃焼性影響因子
に対し補正を加える補正手段とを設けたことを特徴とす
る。
するために以下のように構成される。すなわち、本発明
はエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状
態に基づいて目標とするバルブタイミングを決定する目
標バルブタイミング決定手段と、吸気弁のバルブタイミ
ングを前記目標バルブタイミング決定手段により決定さ
れた目標バルブタイミングに変更するバルブタイミング
変更手段と、該バルブタイミング変更手段に対して制御
応答性が速い他の燃焼性影響因子を変更する制御手段と
を備え、前記各手段によりエンジンの運転状態に応じて
吸気弁のバルブタイミングが変更制御され、併せて前記
他の燃焼性影響因子が変更制御されるバルブタイミング
制御装置付エンジンにおいて、現在のバルブタイミング
と目標バルブタイミングとの偏差を算出する偏差算出手
段と、前記運転状態検出手段の出力を受け、バルブタイ
ミングが、現在のバルブタイミングから目標バルブタイ
ミング決定手段により決定された目標バルブタイミング
に変更制御される運転状態の時、前記他の燃焼性影響因
子の変化が現在のバルブタイミングから目標バルブタイ
ミングになるまでの過渡状態におけるバルブタイミング
の変化に対応して漸次変化するように前記偏差検出手段
により算出した偏差に基づいて前記他の燃焼性影響因子
に対し補正を加える補正手段とを設けたことを特徴とす
る。
【０００５】上記燃焼状態を与える因子には，例えば、
燃料供給量、すなわち、空燃比、及び点火時期等が含ま
れる。また、バルブタイミング制御の制御遅れがでる運
転状態であって、燃焼状態に影響を与える因子に対して
補正が与えられる運転状態には、例えば、加速時及び減
速時が含まれる。
燃料供給量、すなわち、空燃比、及び点火時期等が含ま
れる。また、バルブタイミング制御の制御遅れがでる運
転状態であって、燃焼状態に影響を与える因子に対して
補正が与えられる運転状態には、例えば、加速時及び減
速時が含まれる。
【０００６】
【発明の実施の形態】例えば、エンジンの加速時におい
ては、アクセルペダルの踏み込みによるスロットル開度
の増大に応じてバルブタイミング装置は、吸気弁の開弁
タイミングを早めるように作用する。これによって高充
填率を確保してエンジンの高出力化を図るためである。
また、スロットル開度の増大して吸入吸気量が増加する
と、燃焼速度が速くなるので、点火時期は、遅れ側に制
御される。この場合点火時期の制御は、電気的に行なわ
れるので応答性が良く制御遅れは、ほとんど生じない
が、バルブタイミング制御は制御遅れによって、開弁タ
イミングが要求ほど早まらない。このため相対的に点火
時期が必要以上に遅れ側に変更されることになる。この
結果着火が遅れて燃焼性が悪化し、極端な場合は失火や
アフターバーニングなどの現象が生じる。本発明では、
バルブタイミング制御の制御遅れを見込んで、点火時期
の制御補正し、必要以上に点火時期が遅れないように制
御する。また、減速時におけるスロットル弁の開度の減
少に対しては、バルブタイミングは、遅れ側に変更され
る。そして、空燃比は、この場合大きくなるように、す
なわち、混合気が希薄化するように変更される。しか
し、バルブタイミングの制御遅れによって、吸気と排気
のオーバーラップ期間の縮小遅れに伴う気筒内の残留排
ガス量が増える一方で混合気が希薄に成り、失火等の問
題が生じる。本発明では、空燃比制御を補正して混合気
が必要以上に希薄にならないように制御する。
ては、アクセルペダルの踏み込みによるスロットル開度
の増大に応じてバルブタイミング装置は、吸気弁の開弁
タイミングを早めるように作用する。これによって高充
填率を確保してエンジンの高出力化を図るためである。
また、スロットル開度の増大して吸入吸気量が増加する
と、燃焼速度が速くなるので、点火時期は、遅れ側に制
御される。この場合点火時期の制御は、電気的に行なわ
れるので応答性が良く制御遅れは、ほとんど生じない
が、バルブタイミング制御は制御遅れによって、開弁タ
イミングが要求ほど早まらない。このため相対的に点火
時期が必要以上に遅れ側に変更されることになる。この
結果着火が遅れて燃焼性が悪化し、極端な場合は失火や
アフターバーニングなどの現象が生じる。本発明では、
バルブタイミング制御の制御遅れを見込んで、点火時期
の制御補正し、必要以上に点火時期が遅れないように制
御する。また、減速時におけるスロットル弁の開度の減
少に対しては、バルブタイミングは、遅れ側に変更され
る。そして、空燃比は、この場合大きくなるように、す
なわち、混合気が希薄化するように変更される。しか
し、バルブタイミングの制御遅れによって、吸気と排気
のオーバーラップ期間の縮小遅れに伴う気筒内の残留排
ガス量が増える一方で混合気が希薄に成り、失火等の問
題が生じる。本発明では、空燃比制御を補正して混合気
が必要以上に希薄にならないように制御する。
【０００７】
【実施例の説明】第１図および第２図を参照すると、図
示されたエンジン１０は、シリンダブロック１２を有
し、該シリンダブロック１２にはシリンダボア１２ａ１
２ｂ、１２ｃが列状に形成されている。シリンダブロッ
ク１２の上部にはシリンダヘッド１１が取付けられ、該
シリンダヘッド１１には各シリンダボア１２ａ、１２
ｂ、１２ｃに対応する位置に燃焼室を形成するための凹
部が形成されている。第２図にはシリンダボア１２ａに
対応する凹部のみを符号１１ａで示してある。各シリン
ダボア内には、ピストン１３が往復運転自在に配置され
る。シリンダヘッド１１には、シリンダボア１２ａ１２
ｂ、１２ｃの各々に開口するように１次側吸気ポート１
６および２次側吸気ポート２０が形成され、これらの吸
気ポート１６、２０には、１次側吸気バルブ２２および
２次側吸気バルブ２４がそれぞれ組合わされている。１
次側吸気ポート１６には１次側吸気通路１４が、１次側
吸気ポート２０には２次側吸気通路１８がそれぞれ接続
されている。さらに、シリンダヘッド１１には、シリン
ダボア１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々に開口する一対の
排気ポート３０、３２が形成され、これら排気ポート３
０、３２には排気バルブ３４、３６が、それぞれ組合わ
されている。排気ポート３０、３２の各々には、排気通
路２６、２８がそれぞれ接続される。
示されたエンジン１０は、シリンダブロック１２を有
し、該シリンダブロック１２にはシリンダボア１２ａ１
２ｂ、１２ｃが列状に形成されている。シリンダブロッ
ク１２の上部にはシリンダヘッド１１が取付けられ、該
シリンダヘッド１１には各シリンダボア１２ａ、１２
ｂ、１２ｃに対応する位置に燃焼室を形成するための凹
部が形成されている。第２図にはシリンダボア１２ａに
対応する凹部のみを符号１１ａで示してある。各シリン
ダボア内には、ピストン１３が往復運転自在に配置され
る。シリンダヘッド１１には、シリンダボア１２ａ１２
ｂ、１２ｃの各々に開口するように１次側吸気ポート１
６および２次側吸気ポート２０が形成され、これらの吸
気ポート１６、２０には、１次側吸気バルブ２２および
２次側吸気バルブ２４がそれぞれ組合わされている。１
次側吸気ポート１６には１次側吸気通路１４が、１次側
吸気ポート２０には２次側吸気通路１８がそれぞれ接続
されている。さらに、シリンダヘッド１１には、シリン
ダボア１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々に開口する一対の
排気ポート３０、３２が形成され、これら排気ポート３
０、３２には排気バルブ３４、３６が、それぞれ組合わ
されている。排気ポート３０、３２の各々には、排気通
路２６、２８がそれぞれ接続される。
【０００８】本例において、隣接するシリンダボア１２
ａ１２ｂの１次側吸気通路１４は互に隣接して配置され
る。なお、図には示していないが、シリンダボア１２ｃ
の横には別のシリンダボアが形成されており、これらシ
リンダボア間においても、１次側吸気通路１４が互に隣
接するように配置される。１次側吸気通路１４の各々に
は燃料噴射弁２１が取付けられ、２次側吸気通路１８の
各々には開閉弁２３が配置されている。開閉弁２３の各
々は、アクチュエータ２５により作動させられる弁作動
リンク２７に連結されており、アクチュエータ２５はエ
ンジン回転数検出器７０からの信号を受けるコントロー
ラ３１により駆動される。コントローラ３１は、エンジ
ン回転数が所定値以下のときに出力をアクチュエータ２
５に与えて開閉弁２３を閉じる。１次側吸気通路１４及
び２次側吸気通路１８は、サージタンク３３に接続さ
れ、サージタンク３３には絞り弁３５を有する主吸気通
路３７が接続される。
ａ１２ｂの１次側吸気通路１４は互に隣接して配置され
る。なお、図には示していないが、シリンダボア１２ｃ
の横には別のシリンダボアが形成されており、これらシ
リンダボア間においても、１次側吸気通路１４が互に隣
接するように配置される。１次側吸気通路１４の各々に
は燃料噴射弁２１が取付けられ、２次側吸気通路１８の
各々には開閉弁２３が配置されている。開閉弁２３の各
々は、アクチュエータ２５により作動させられる弁作動
リンク２７に連結されており、アクチュエータ２５はエ
ンジン回転数検出器７０からの信号を受けるコントロー
ラ３１により駆動される。コントローラ３１は、エンジ
ン回転数が所定値以下のときに出力をアクチュエータ２
５に与えて開閉弁２３を閉じる。１次側吸気通路１４及
び２次側吸気通路１８は、サージタンク３３に接続さ
れ、サージタンク３３には絞り弁３５を有する主吸気通
路３７が接続される。
【０００９】吸気バルブ２２、２４はカム軸３８に形成
されたカム４０、４２により作動され、排気バルブ３
４、３６は、カム軸４４に形成されたカム４６、４８に
より作動される。カム軸３８、４４はクランク軸（図示
せず）と同期したタイミングベルト５０により回転駆動
される。排気バルブ３４の弁軸は第２図に示すようにス
プリング６９により閉方向に押されており、弁軸の上端
はシリンダヘッド１１のタペット孔５９ａに摺動自在に
支持されたタペット５９に係合しており、カム４６はこ
のタペット５９に係合して排気バルブ３４を開方向に押
す。図には示されていないが、排気バルブ３６を開閉す
るために同様な機構が設けられ、２次側吸気バルブ２４
を開閉するためにも同様な機構が設けられる。１次側吸
気バルブ２２は可変タイミング機構５６を備えている。
第１図に示すように、この可変タイミング機構５６は、
隣接する２個の１次側吸気バルブ２２に共通で、カム軸
３８に回動自在に支持される回動部材５８を有し、シリ
ンダボアの列方向に延びる一本の駆動軸６０が該回動部
材５８の各々の上部に取付けられる。該駆動軸６０を操
作するために駆動軸６０に対し直角方向に延びる操作部
材６２が設けられ、この操作部材６０は軸方向に動いて
駆動軸６０を横方向に動かすことにより回動部材５８を
カム軸３８のまわりに回動させることができる。この操
作部材６２を第２図において左右に作動させるために、
モータ６４が設けられている。回動部材５８にはタペッ
ト６６を摺動自在に収容する嵌装孔５８ａが設けられて
いる。タペット６６はカム４０と１次側吸気バルブ２２
のバルブステム２２ａとの間に介在する。吸気バルブ２
２はスプリング６８により上方に押し上げられて閉じら
れており、カム４０が回転すると、タペットはカム面に
接触しつつ押し下げられ、カム４０からの作用力がバル
ブステム２２ａに伝達され、これによって、１次側吸気
バルブ２２が開閉する。
されたカム４０、４２により作動され、排気バルブ３
４、３６は、カム軸４４に形成されたカム４６、４８に
より作動される。カム軸３８、４４はクランク軸（図示
せず）と同期したタイミングベルト５０により回転駆動
される。排気バルブ３４の弁軸は第２図に示すようにス
プリング６９により閉方向に押されており、弁軸の上端
はシリンダヘッド１１のタペット孔５９ａに摺動自在に
支持されたタペット５９に係合しており、カム４６はこ
のタペット５９に係合して排気バルブ３４を開方向に押
す。図には示されていないが、排気バルブ３６を開閉す
るために同様な機構が設けられ、２次側吸気バルブ２４
を開閉するためにも同様な機構が設けられる。１次側吸
気バルブ２２は可変タイミング機構５６を備えている。
第１図に示すように、この可変タイミング機構５６は、
隣接する２個の１次側吸気バルブ２２に共通で、カム軸
３８に回動自在に支持される回動部材５８を有し、シリ
ンダボアの列方向に延びる一本の駆動軸６０が該回動部
材５８の各々の上部に取付けられる。該駆動軸６０を操
作するために駆動軸６０に対し直角方向に延びる操作部
材６２が設けられ、この操作部材６０は軸方向に動いて
駆動軸６０を横方向に動かすことにより回動部材５８を
カム軸３８のまわりに回動させることができる。この操
作部材６２を第２図において左右に作動させるために、
モータ６４が設けられている。回動部材５８にはタペッ
ト６６を摺動自在に収容する嵌装孔５８ａが設けられて
いる。タペット６６はカム４０と１次側吸気バルブ２２
のバルブステム２２ａとの間に介在する。吸気バルブ２
２はスプリング６８により上方に押し上げられて閉じら
れており、カム４０が回転すると、タペットはカム面に
接触しつつ押し下げられ、カム４０からの作用力がバル
ブステム２２ａに伝達され、これによって、１次側吸気
バルブ２２が開閉する。
【００１０】モータ６４が作動すると、操作部材６２が
左右に動き、これによって、駆動軸６０が回動部材５８
をカム軸３８のまわりに回動させる。回動部材５８が回
動するとこれに収容されたタペット６６も移動し、タペ
ット６６とカム４２との相対位置が変化して、接触タイ
ミングがずれ１次側吸気バルブ２２の開閉時期が変化す
る。第３図に示されるようにモータ６４を駆動するため
に好ましくはマイクロコンピュータで構成されるコント
ローラ７１が設けられる。コントローラ７１には、クラ
ンク角センサ７０、エアフローメータ７４、スロットル
センサ７５からの信号及び現在のバルブタイミングを検
出するポジションセンサ７６からの信号がそれぞれ入力
されるようになっている。コントローラ７１は、駆動回
路７２に対して命令信号を発し、駆動回路７２はこれに
応答して、バッテリ電源７３からの電力供給をうけ、モ
ータ６４を駆動するための信号を出力する。モータ６４
は、可逆モータであり、上記信号に応じて回転し、操作
部材６２を左右に動かして１次側吸気バルブ２２のバル
ブタイミングを変更する。
左右に動き、これによって、駆動軸６０が回動部材５８
をカム軸３８のまわりに回動させる。回動部材５８が回
動するとこれに収容されたタペット６６も移動し、タペ
ット６６とカム４２との相対位置が変化して、接触タイ
ミングがずれ１次側吸気バルブ２２の開閉時期が変化す
る。第３図に示されるようにモータ６４を駆動するため
に好ましくはマイクロコンピュータで構成されるコント
ローラ７１が設けられる。コントローラ７１には、クラ
ンク角センサ７０、エアフローメータ７４、スロットル
センサ７５からの信号及び現在のバルブタイミングを検
出するポジションセンサ７６からの信号がそれぞれ入力
されるようになっている。コントローラ７１は、駆動回
路７２に対して命令信号を発し、駆動回路７２はこれに
応答して、バッテリ電源７３からの電力供給をうけ、モ
ータ６４を駆動するための信号を出力する。モータ６４
は、可逆モータであり、上記信号に応じて回転し、操作
部材６２を左右に動かして１次側吸気バルブ２２のバル
ブタイミングを変更する。
【００１１】また、コントローラ７１は、所定のタイミ
ングでイグニッションコイル７７に対し、点火命令信号
を発するとともに各気筒の燃料噴射弁２１に対し、燃料
噴射命令信号を出力する。コントローラ７１にマイクロ
コンピュータを用いた場合の制御内容がフローチャート
の形式で第４図に示されている。最初の段階では、各種
データの読み込みが行なわれる。すなわち、クランク角
センサ７０からの信号Ｔ、エアフローメータ７４からの
空気量信号Ａ、スロットルセンサ７５からのスロットル
開度信号Ｖ、ポジションセンサ７６からモータ６４の位
置から現在バルブタイミングを表わす信号Ｐがそれぞれ
読み込まれる（ステップＳ１）。そして、クランク角セ
ンサ７０からの信号により、エンジン回転数Ｒが計算さ
れる（ステップＳ２）。次に、そのときの空気量及び、
エンジン回転数とともに、燃料の基本噴射率Ｆf 、基本
点火時期Ｉgfバルブタイミング目標ポジションＰf が決
定される（ステップＳ３）。次に、空気量の変化量Δ
Ａ、スロットル開度の変化量ΔＶ、そして、バルブタイ
ミングの目標ポジションＰf と、現在のバルブタイミン
グポジションＰとの偏差ΔＰが計算される（ステップＳ
４）。そして、車輌が加速状態にあるのか、減速状態に
あるのかが判定される。加速状態であるかどうかの判定
は、空気量変化ΔＡが所定値Ｃ1 以上かどうか、又は、
スロットル開度変化量ΔＶが所定値Ｃ2 以上かどうかに
よって行なわれる（ステップＳ５）。加速状態にあると
判定された場合には、空気量変化ΔＡ、スロットル開度
変化ΔＶ、バルブタイミング偏差ΔＰをもとに、点火時
期を補正するための加速補正係数αが計算される。この
場合、補正係数αは、例えば、α＝Ｋ1 ΔＡ＋Ｋ2 ΔＶ
＋Ｋ3 ΔＰ（Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 は定数）のように表わさ
れる（ステップＳ６）。また、減速状態にあるかどうか
の判定は、空気量変化ΔＡが所定値Ｃ3 以下かどうか、
又は、スロットル開度変化ΔＶが所定値Ｃ4 以下である
かどうかによって、行なわれる（ステップＳ７）。減速
状態であると判定された場合には、燃料噴射量を補正す
るための減速補正係数βが計算される。この場合、係数
βは、例えば、β＝Ｋ1 ’ΔＡ＋Ｋ2 ’ΔＶ＋Ｋ3 ’Δ
Ｐ（Ｋ1 ’、Ｋ2 ’、Ｋ3 ’は定数）のように表わされ
る（ステップＳ８）。加速状態でも減速状態でもないと
判定された場合は補正係数α、およびβはともに０が設
定される。そして、基本燃料噴射量Ｆf に補正が加えら
れて現実の燃料噴射量Ｆ＝Ｆf （１＋β）が、基本点火
時期Ｉgfに補正が加えられてＩg ＝Ｉgf（１＋α）がそ
れぞれ計算され（ステップＳ９）、この計算値に従っ
て、点火あるいは燃料噴射が行なわれる（ステップＳ１
０）。なお、燃料噴射量Ｆ、点火時期Ｉg の計算ステッ
プの前に今回の読み込み値である空気量Ａとスロットル
開度Ｖを次のΔＡ、ΔＶ計算用に保存するためＡ1 ＝
Ａ、Ｖ1 ＝Ｖと設定する。また、バルブタイミングにつ
いては、バルブタイミングポジションの偏差ΔＰに応じ
て、モータ６４が、この偏差ΔＰを解消するように駆動
される（ステップＳ１１）。
ングでイグニッションコイル７７に対し、点火命令信号
を発するとともに各気筒の燃料噴射弁２１に対し、燃料
噴射命令信号を出力する。コントローラ７１にマイクロ
コンピュータを用いた場合の制御内容がフローチャート
の形式で第４図に示されている。最初の段階では、各種
データの読み込みが行なわれる。すなわち、クランク角
センサ７０からの信号Ｔ、エアフローメータ７４からの
空気量信号Ａ、スロットルセンサ７５からのスロットル
開度信号Ｖ、ポジションセンサ７６からモータ６４の位
置から現在バルブタイミングを表わす信号Ｐがそれぞれ
読み込まれる（ステップＳ１）。そして、クランク角セ
ンサ７０からの信号により、エンジン回転数Ｒが計算さ
れる（ステップＳ２）。次に、そのときの空気量及び、
エンジン回転数とともに、燃料の基本噴射率Ｆf 、基本
点火時期Ｉgfバルブタイミング目標ポジションＰf が決
定される（ステップＳ３）。次に、空気量の変化量Δ
Ａ、スロットル開度の変化量ΔＶ、そして、バルブタイ
ミングの目標ポジションＰf と、現在のバルブタイミン
グポジションＰとの偏差ΔＰが計算される（ステップＳ
４）。そして、車輌が加速状態にあるのか、減速状態に
あるのかが判定される。加速状態であるかどうかの判定
は、空気量変化ΔＡが所定値Ｃ1 以上かどうか、又は、
スロットル開度変化量ΔＶが所定値Ｃ2 以上かどうかに
よって行なわれる（ステップＳ５）。加速状態にあると
判定された場合には、空気量変化ΔＡ、スロットル開度
変化ΔＶ、バルブタイミング偏差ΔＰをもとに、点火時
期を補正するための加速補正係数αが計算される。この
場合、補正係数αは、例えば、α＝Ｋ1 ΔＡ＋Ｋ2 ΔＶ
＋Ｋ3 ΔＰ（Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 は定数）のように表わさ
れる（ステップＳ６）。また、減速状態にあるかどうか
の判定は、空気量変化ΔＡが所定値Ｃ3 以下かどうか、
又は、スロットル開度変化ΔＶが所定値Ｃ4 以下である
かどうかによって、行なわれる（ステップＳ７）。減速
状態であると判定された場合には、燃料噴射量を補正す
るための減速補正係数βが計算される。この場合、係数
βは、例えば、β＝Ｋ1 ’ΔＡ＋Ｋ2 ’ΔＶ＋Ｋ3 ’Δ
Ｐ（Ｋ1 ’、Ｋ2 ’、Ｋ3 ’は定数）のように表わされ
る（ステップＳ８）。加速状態でも減速状態でもないと
判定された場合は補正係数α、およびβはともに０が設
定される。そして、基本燃料噴射量Ｆf に補正が加えら
れて現実の燃料噴射量Ｆ＝Ｆf （１＋β）が、基本点火
時期Ｉgfに補正が加えられてＩg ＝Ｉgf（１＋α）がそ
れぞれ計算され（ステップＳ９）、この計算値に従っ
て、点火あるいは燃料噴射が行なわれる（ステップＳ１
０）。なお、燃料噴射量Ｆ、点火時期Ｉg の計算ステッ
プの前に今回の読み込み値である空気量Ａとスロットル
開度Ｖを次のΔＡ、ΔＶ計算用に保存するためＡ1 ＝
Ａ、Ｖ1 ＝Ｖと設定する。また、バルブタイミングにつ
いては、バルブタイミングポジションの偏差ΔＰに応じ
て、モータ６４が、この偏差ΔＰを解消するように駆動
される（ステップＳ１１）。
【００１２】そして、偏差ΔＰが不感量として定められ
た一定値Ｃ5 以下になると、モータ６４は停止される
（ステップＳ１２）。この場合、燃料噴射量Ｆ、点火時
期Ｉgを定めるに当って、バルブタイミングポジション
の偏差ΔＰが関与しており、この偏差ΔＰが解消するま
では、補正が続行されるようになっている（ステップＳ
９）。 （制御例）スロットル開度が、全閉状態から全開状態に
なるようにアクセルペダルが踏み込まれる加速状態にお
いて、本発明に従う装置の点火時期制御例について第５
図を参照にして説明する。時間Ｔ0 からＴ2 にかけ
て、、アクセルペダルが開放状態から最大状態まで、踏
み込まれると、スロットル開度は全閉状態から全開状態
まで変化する。同時に吸気管圧力も増大する。この場
合、バルブタイミングは進み側になるように時間Ｔ1 で
命令信号が発せられるが、目標バルブポジションに達す
るには、制御遅れが生じて、時間Ｔ3 まで必要となる。
なお、スロットル弁の開度の増大に応じて点火時期Ｉg
は、遅れ側に補正されるが、この制御においては、制御
遅れは生じないので、時間Ｔ2 で所望の点火時期に到達
することができる。しかし、時間Ｔ2 で所望の変更後の
点火時期で点火すると、このとき、バルブタイミングの
変更作業を完了していないので、吸気のバルブタイミン
グは、やや遅れ気味となり、燃焼性が悪化し、極端な場
合はアフターバーニング等の問題が発生する。従って、
本例においては、バルブタイミングの変更が未だ完了し
ていない間は、バルブタイミングの目標ポジションと現
在のポジションとの偏差△Ｐの影響が補正係数αに現わ
れる。この結果、点火時期Ｉg は、バルブタイミングの
推移に合わせて時間Ｔ3 まで漸次変化するように制御さ
れる。従ってバルブタイミング制御の制御遅れを考慮し
た線ａで示される本例の制御と、これを考慮しない線ｂ
で示される場合とでは、点火時期Ｉg において斜線部Ａ
のような差が生じる。
た一定値Ｃ5 以下になると、モータ６４は停止される
（ステップＳ１２）。この場合、燃料噴射量Ｆ、点火時
期Ｉgを定めるに当って、バルブタイミングポジション
の偏差ΔＰが関与しており、この偏差ΔＰが解消するま
では、補正が続行されるようになっている（ステップＳ
９）。 （制御例）スロットル開度が、全閉状態から全開状態に
なるようにアクセルペダルが踏み込まれる加速状態にお
いて、本発明に従う装置の点火時期制御例について第５
図を参照にして説明する。時間Ｔ0 からＴ2 にかけ
て、、アクセルペダルが開放状態から最大状態まで、踏
み込まれると、スロットル開度は全閉状態から全開状態
まで変化する。同時に吸気管圧力も増大する。この場
合、バルブタイミングは進み側になるように時間Ｔ1 で
命令信号が発せられるが、目標バルブポジションに達す
るには、制御遅れが生じて、時間Ｔ3 まで必要となる。
なお、スロットル弁の開度の増大に応じて点火時期Ｉg
は、遅れ側に補正されるが、この制御においては、制御
遅れは生じないので、時間Ｔ2 で所望の点火時期に到達
することができる。しかし、時間Ｔ2 で所望の変更後の
点火時期で点火すると、このとき、バルブタイミングの
変更作業を完了していないので、吸気のバルブタイミン
グは、やや遅れ気味となり、燃焼性が悪化し、極端な場
合はアフターバーニング等の問題が発生する。従って、
本例においては、バルブタイミングの変更が未だ完了し
ていない間は、バルブタイミングの目標ポジションと現
在のポジションとの偏差△Ｐの影響が補正係数αに現わ
れる。この結果、点火時期Ｉg は、バルブタイミングの
推移に合わせて時間Ｔ3 まで漸次変化するように制御さ
れる。従ってバルブタイミング制御の制御遅れを考慮し
た線ａで示される本例の制御と、これを考慮しない線ｂ
で示される場合とでは、点火時期Ｉg において斜線部Ａ
のような差が生じる。
【００１３】また、第６図を参照にして、アクセルペダ
ルが最大踏み込み状態から、開放状態まで変化し、これ
によって、スロットル開度が全開から全閉状態に変化す
るような減速状態の燃料噴射量制御例につき、第６図を
参照にして説明する。上述のようなスロットル変化を生
じさせる減速状態においては同時に吸気管圧力も減少す
る。また、バルブタイミングは、これに応じて、遅れ側
にずれるように時間Ｔ 1 ′で命令信号が発せられ、混合
気は、希薄化するように燃料噴射量の減少命令が発せら
れる。この場合、バルブタイミング制御装置が命令信号
に応じて、変更制御を完了するまで制御遅れによって時
間Ｔ3 ′までかかるが、燃料噴射量については、制御遅
れはほとんどなく、線ｃのように時間Ｔ2 ′で所望の値
に到達させることができる。しかし、このように、相対
的に早く、燃料噴射量が所定値に達すると、混合気が希
薄な状態で筒内の残留排ガス量が増えることになり、失
火等の問題が発生する。本例では、バルブタイミング制
御における変更操作が完了していない場合には、線ｄで
示すように、混合気が徐々に希薄になるように、燃料噴
射量Ｆの補正係数βを定め、時間Ｔ3 で所望の濃度にな
るように制御する。従って、バルブタイミングの制御遅
れを考慮しない場合と、考慮する場合とは、混合気濃度
の制御において第６図の斜線部Ｂのような差異が生じ
る。
ルが最大踏み込み状態から、開放状態まで変化し、これ
によって、スロットル開度が全開から全閉状態に変化す
るような減速状態の燃料噴射量制御例につき、第６図を
参照にして説明する。上述のようなスロットル変化を生
じさせる減速状態においては同時に吸気管圧力も減少す
る。また、バルブタイミングは、これに応じて、遅れ側
にずれるように時間Ｔ 1 ′で命令信号が発せられ、混合
気は、希薄化するように燃料噴射量の減少命令が発せら
れる。この場合、バルブタイミング制御装置が命令信号
に応じて、変更制御を完了するまで制御遅れによって時
間Ｔ3 ′までかかるが、燃料噴射量については、制御遅
れはほとんどなく、線ｃのように時間Ｔ2 ′で所望の値
に到達させることができる。しかし、このように、相対
的に早く、燃料噴射量が所定値に達すると、混合気が希
薄な状態で筒内の残留排ガス量が増えることになり、失
火等の問題が発生する。本例では、バルブタイミング制
御における変更操作が完了していない場合には、線ｄで
示すように、混合気が徐々に希薄になるように、燃料噴
射量Ｆの補正係数βを定め、時間Ｔ3 で所望の濃度にな
るように制御する。従って、バルブタイミングの制御遅
れを考慮しない場合と、考慮する場合とは、混合気濃度
の制御において第６図の斜線部Ｂのような差異が生じ
る。
【００１４】なお、本例では、１つの気筒に複数の吸気
弁を備えたエンジンについて説明されているが、本発明
は、１つの気筒に単一の吸気バルブを備えたエンジンに
ついても同様に適用することができる。 （発明の効果）本発明によれば、バルブタイミング制御
機構の作動遅れによって目標バルブタイミングに到達す
るまでの過渡状態において、点火時期、燃料噴射量等の
燃焼性に影響を与える因子の制御値を、そのバルブタイ
ミング制御機構の作動遅れに応じた適正な値を定めるよ
うにしている。これにより、上述のようなバルブタイミ
ング制御の制御遅れに基づく過渡的状態において、その
ときの運転状態に対して全体として適正な制御を行うこ
とができ、燃焼生悪化等の問題を防止することができ
る。
弁を備えたエンジンについて説明されているが、本発明
は、１つの気筒に単一の吸気バルブを備えたエンジンに
ついても同様に適用することができる。 （発明の効果）本発明によれば、バルブタイミング制御
機構の作動遅れによって目標バルブタイミングに到達す
るまでの過渡状態において、点火時期、燃料噴射量等の
燃焼性に影響を与える因子の制御値を、そのバルブタイ
ミング制御機構の作動遅れに応じた適正な値を定めるよ
うにしている。これにより、上述のようなバルブタイミ
ング制御の制御遅れに基づく過渡的状態において、その
ときの運転状態に対して全体として適正な制御を行うこ
とができ、燃焼生悪化等の問題を防止することができ
る。
【図１】本発明の一実施例によるエンジンの主としてシ
リンダヘッド部を示す水平断面図、
リンダヘッド部を示す水平断面図、
【図２】第１図のII−II線断面図、
【図３】バルブタイミング制御機構を示す概略図、
【図４】バルブタイミング制御のためのコントローラの
作動を示すフロー図、
作動を示すフロー図、
【図５】本発明に従う制御例を示すグラフ、
【図６】本発明に従う制御例を示すグラフである。
１０ エンジン、 １１ シリンダヘッド、 １２ シリンダブロック、 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ シリンダボア、 １４ １次側吸気通路、 １６ １次側吸気ポート、 １８ ２次側吸気通路、 ２０ ２次側吸気ポート、 ２２ １次側吸気バルブ、 ２４ ２次側吸気バルブ、 ３８ カム軸、 ４０、４２ カム、 ５６ 可変タイミング機構、 ５８ 回動部材、 ６０ 駆動軸、 ６２ 操作部材、 ６４ モーター、 ７０ クランク角センサ、 ７１ コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 益田 俊治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 樫山 謙二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段と、 該運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転状
態に基づいて目標とするバルブタイミングを決定する目
標バルブタイミング決定手段と、 吸気弁のバルブタイミングを前記目標バルブタイミング
決定手段により決定された目標バルブタイミングに変更
するバルブタイミング変更手段と、 該バルブタイミング変更手段に対して制御応答性が速い
他の燃焼性影響因子を変更する制御手段とを備え、 前記各手段によりエンジンの運転状態に応じて吸気弁の
バルブタイミングが変更制御され、併せて前記他の燃焼
性影響因子が変更制御されるバルブタイミング制御装置
付エンジンにおいて、 現在のバルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏
差を算出する偏差算出手段と、 前記運転状態検出手段の出力を受け、バルブタイミング
が、現在のバルブタイミングから目標バルブタイミング
決定手段により決定された目標バルブタイミングに変更
制御される運転状態の時、前記他の燃焼性影響因子の変
化が現在のバルブタイミングから目標バルブタイミング
になるまでの過渡状態におけるバルブタイミングの変化
に対応して漸次変化するように前記偏差検出手段により
算出した偏差に基づいて前記他の燃焼性影響因子に対し
補正を加える補正手段とを設けたことを特徴とするバル
ブタイミング制御装置付エンジン。 - 【請求項２】 前記他の燃焼性影響因子が空燃比である
ことを特徴とする前記請求項１項記載のバルブタイミン
グ制御装置付エンジン。 - 【請求項３】 前記他の燃焼性影響因子が点火時期であ
ることを特徴とする前記請求項１記載のバルブタイミン
グ制御装置付エンジン。 - 【請求項４】 エンジンが加速状態にあるとき前記補正
が加えられることを特徴とする前記請求項１記載のバル
ブタイミング制御装置付エンジン。 - 【請求項５】 エンジンが減速状態にあるとき前記補正
が加えられることを特徴とする前記請求項１記載のバル
ブタイミング制御装置付エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9004056A JP2969089B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | バルブタイミング制御装置付エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9004056A JP2969089B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | バルブタイミング制御装置付エンジン |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18917784A Division JPH0647966B2 (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | バルブタイミング制御装置付エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169477A true JPH10169477A (ja) | 1998-06-23 |
| JP2969089B2 JP2969089B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=11574228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9004056A Expired - Lifetime JP2969089B2 (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | バルブタイミング制御装置付エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969089B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010275871A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Hitachi Automotive Systems Ltd | エンジンの制御装置 |
| JP2010281215A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御方法 |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP9004056A patent/JP2969089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010275871A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Hitachi Automotive Systems Ltd | エンジンの制御装置 |
| JP2010281215A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2969089B2 (ja) | 1999-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |