JPH1182077A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸気制御装置

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JPH1182077A
JPH1182077A JP9237263A JP23726397A JPH1182077A JP H1182077 A JPH1182077 A JP H1182077A JP 9237263 A JP9237263 A JP 9237263A JP 23726397 A JP23726397 A JP 23726397A JP H1182077 A JPH1182077 A JP H1182077A
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JP
Japan
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valve overlap
valve
fresh air
overlap amount
air ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP9237263A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Yoshizawa
秀和 吉澤
Hajime Hosoya
肇 細谷
Hiroshi Iwano
岩野  浩
Masayuki Yasuoka
正之 安岡
Hiroyasu Yoshino
太容 吉野
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.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Priority to JP9237263A priority Critical patent/JPH1182077A/ja
Publication of JPH1182077A publication Critical patent/JPH1182077A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】可変バルブタイミング機構によるバルブオーバ
ーラップ量の変化があっても、目標空気量が精度良く得
られるようにする。 【解決手段】最大バルブオーバーラップ量,最小バルブ
オーバーラップ量,中間バルブオーバーラップ量それぞ
れでの運転条件による新気割合の変化を記憶した3つの
マップを備えるようにする(S2)。そして、実際のバ
ルブオーバーラップ量に対応する新気割合を、前記3つ
のマップから求めた新気割合の補間演算により求める
(S3)。そして、現在のバルブオーバーラップ量での
新気割合から、スロットルバルブの目標開口面積を補正
するための補正係数を設定し(S4)、前記目標開口面
積を補正する(S5)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸気制御
装置に関し、詳しくは、目標空気量が得られるようにス
ロットルバルブ等の新気計量バルブの開口面積を制御す
る吸気制御装置において、可変バルブタイミング機構に
よるバルブオーバーラップ量の変化に対応して、前記目
標空気量を精度良く得るための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、モータなどのアクチュエータ
によってスロットルバルブを開閉駆動するよう構成し、
アクセル開度等から目標空気量を設定し、該目標空気量
が得られる開口面積に前記スロットルバルブの開度を電
子制御するよう構成された電制スロットル装置が知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、吸・排気バ
ルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミン
グ機構が備えられる機関の場合、バルブタイミングの変
更によるバルブオーバーラップ量の変化により新気割合
が変化する。このため、目標空気量を得るべくスロット
ルバルブの開口面積(開度)を制御しても、前記バルブ
オーバーラップ量による新気割合の変化により、目標空
気量と実際の空気量とが一致しなくなって、トルク段差
を生じてしまう可能性があった。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなれたものであ
り、バルブオーバーラップ量の変化による新気割合の変
化を精度良く推定し、該推定した新気割合の変化に対応
して目標開口面積を補正できるようにして、目標空気量
を安定的かつ高精度に得られるようにすることを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項1記載
の発明は、バルブタイミングを運転条件に応じて変化さ
せてバルブオーバーラップ量を変化させる可変バルブタ
イミング機構を備えると共に、新気量を計量するバルブ
の開口面積を目標空気量に応じて制御するよう構成され
た内燃機関の吸気制御装置であって、運転条件毎に新気
割合を記憶したマップとして、それぞれに異なるバルブ
オーバーラップ量に対応する少なくとも3つ以上の異な
るマップを備え、そのときのバルブオーバーラップ量に
対応する新気割合を前記マップを用いて補間演算により
求め、該補間演算により求めた新気割合に基づいて前記
計量バルブの目標開口面積を補正するよう構成した。
【0006】かかる構成によると、例えば目標空気量,
機関回転数などの運転条件に応じて新気割合が変化する
と共に、バルブオーバーラップ量によっても新気割合が
変化するので、所定のバルブオーバーラップ量のときに
運転条件によって新気割合がどのように変化するかを示
すマップとして、異なるバルブオーバーラップ量にそれ
ぞれ対応する3つ以上のマップを備えるようにする。そ
して、実際に可変バルブタイミング機構で制御されるオ
ーバーラップ量に対応する新気割合を、複数のマップそ
れぞれからそのときの運転条件に応じて求めた新気割合
を補間演算して求めるようにする。実際のバルブオーバ
ーラップ量に対応する新気割合を求めると、例えば基準
のバルブオーバーラップ量に対応して設定された目標開
口面積を、そのときのバルブオーバーラップ量での新気
割合に応じて補正し、新気割合の変化分だけ目標開口面
積を修正して、目標空気量が得られるようにする。
【0007】請求項2記載の発明では、前記マップとし
て、最小バルブオーバーラップ量に対応するマップ,中
間バルブオーバーラップ量に対応するマップ及び最大バ
ルブオーバーラップ量に対応するマップの少なくとも3
つを備える構成とした。かかる構成によると、可変バル
ブタイミング機構によりバルブタイミングを変化させて
得られる最も大きなバルブオーバーラップ量のときに対
応する新気割合マップと、最も小さなバルブオーバーラ
ップ量のときに対応する新気割合マップとを備えると共
に、最大量と最小量との中間のバルブオーバーラップ量
のときに対応する新気割合マップが備えられる。尚、中
間のオーバーラップ量に対応する新気割合のマップとし
て、2つ以上の異なる中間オーバーラップ量に対応する
2以上の新気割合マップを備える構成としても良い。
【0008】請求項3記載の発明では、前記中間バルブ
オーバーラップ量に対応するマップが、バルブオーバー
ラップ量の変化に対して新気割合が極大又は極小になる
点のバルブオーバーラップ量に対応して設定される構成
とした。かかる構成によると、運転条件を固定し、バル
ブオーバーラップ量の変化のみに注目して新気割合の変
化を検証したときに、バルブオーバーラップ量の変化に
対して新気割合が極大又は極小になる点のバルブオーバ
ーラップ量をそれぞれ中間バルブオーバーラップとして
新気割合マップの設定を行わせる。
【0009】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、異なるバ
ルブオーバーラップ量にそれぞれ対応する少なくとも3
つの新気割合マップからそのときのバルブオーバーラッ
プ量に対応する新気割合を補間して求めることで、バル
ブタイミングの変更によって変化する新気割合を精度良
く求めることができ、以て、目標開口面積をそのときの
新気割合に応じた適正値に補正して、目標空気量を高精
度に得られるようになるという効果がある。
【0010】請求項2記載の発明によると、新気割合マ
ップとして、最小,中間,最大バルブオーバーラップ量
に対応する少なくとも3つのマップを備えることで、バ
ルブオーバーラップの変化範囲を網羅して、そのときの
新気割合を精度良く推定できるという効果がある。請求
項3記載の発明によると、バルブオーバーラップ量の変
化に対して新気割合が極大又は極小となる点に対応して
新気割合マップを設定させることで、補間誤差をより少
なくして新気割合を求めることができるという効果があ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は、実施の形態における機関の
システム構成を示す図である。この図1において、内燃
機関1には、新気量を計量するバルブとしてのスロット
ルバルブ2で計量された空気が吸気バルブ3を介してシ
リンダ内に供給される。一方、燃料は、燃料噴射弁4に
よってシリンダ内に直接噴射され、前記シリンダ内に供
給される空気とによって混合気が形成される。
【0012】混合気は、点火栓5による火花点火により
着火燃焼し、燃焼排気は、排気バルブ6を介して排出さ
れる。前記燃料噴射弁4による燃料噴射、及び、点火栓
5による点火は、コントロールユニット7からの噴射信
号,点火信号によって制御されるようになっており、ま
た、コントロールユニット7は、前記スロットルバルブ
2を開閉駆動するモータ8に対して目標開口面積(目標
開度)に相当する制御信号を出力する。
【0013】更に、機関1には、前記吸気バルブ3の開
閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構9
が備えられている。前記可変バルブタイミング機構9
は、作動角一定のままカム位相を変化させるものであ
り、コントロールユニット7からの制御信号によってカ
ム位相が調整される構成となっている。前記コントロー
ルユニット7は、CPU,RAM,ROM,入力インタ
ーフェース,出力インターフェースを含んで構成され
る。そして、各種センサからの検出信号を入力し、これ
らの検出信号に基づく演算処理によって前記燃料噴射,
点火時期,スロットル開口面積,バルブタイミングを制
御する。
【0014】前記各種センサとしては、前記スロットル
バルブ2の上流側で機関1の吸入空気流量Qを計測する
エアフローメータ10、機関1の冷却水温度Twを検出す
る水温センサ11、燃焼混合気の空燃比に相関する排気中
の酸素濃度を検出する空燃比センサ12などが設けられて
おり、この他、図示しない回転センサからの回転数信
号、アクセル開度センサからのアクセル開度信号などが
コントロールユニット7に入力される。
【0015】コントロールユニット7は、アクセル開
度,機関回転数(rpm)等に基づいて目標空気量を設定
し、該目標空気量が得られる目標開口面積を設定し、該
目標開口面積に相当するスロットルバルブ2の目標開度
を求めて、該目標開度が得られるように前記モータ8を
駆動制御する(図2参照)。ここで、本実施の形態のよ
うに、可変バルブタイミング機構9が備えられる機関で
は、バルブタイミングの変更によるバルブオーバーラッ
プ量(O/L)の変化によって新気割合が変化し、目標
空気量を得るための目標開口面積が変動する。
【0016】そこで、前記バルブオーバーラップ量の変
化による新気割合の変化に対応するための補正係数を設
定し、該補正係数で前記目標開口面積を補正するように
なっており(図2参照)、かかる補正の様子を図3のフ
ローチャートに従って説明する。図3のフローチャート
において、まず、ステップ1(図中ではS1と記してあ
る。以下同様)では、カム位相を検出することによりバ
ルブオーバーラップ量(O/L) を検出する。
【0017】そして、次のステップ2では、運転条件に
応じて新気割合を記憶したマップを参照して現在の運転
条件に対応する新気割合を求める。前記新気割合のマッ
プは、例えば目標空気量Tpgas と機関回転数Ne(rp
m)とに応じて新気割合を記憶したマップであり、最大バ
ルブオーバーラップ量のときに対応するマップ,最小バ
ルブオーバーラップ量のときに対応するマップ,中間バ
ルブオーバーラップ量のときに対応するマップの3種類
が予め用意されている。
【0018】前記最大バルブオーバーラップ量に対応す
るマップとは、可変バルブタイミング機構9によって最
もバルブオーバーラップが大きくなるバルブタイミング
に制御されているときに、運転条件による新気割合の変
化を示すマップであり、同様に、最小バルブオーバーラ
ップ量に対応するマップは、バルブオーバーラップが最
も小さくなるバルブタイミングに制御されているときの
新気割合を示し、中間バルブオーバーラップ量に対応す
るマップは、中間的なバルブオーバーラップ量となるバ
ルブタイミングに制御されているときの新気割合を示す
マップである。
【0019】ステップ3では、前記新気割合のマップを
参照して求められる最大,最小,中間バルブオーバーラ
ップ量における新気割合に基づいて、実際のバルブオー
バーラップ量に対応する新気割合を補間演算によって求
める。そして、ステップ4では、基準バルブオーバーラ
ップ量のときに(通常は最小バルブオーバーラップ量)
に対応して設定される目標開口面積を、実際のバルブオ
ーバーラップ量に対応する値に補正するための補正係数
を演算し、ステップ5では、前記補正係数によって目標
開口面積を補正設定する。
【0020】バルブオーバーラップ量の変化に対して新
気割合は比例的に変化せず、例えば図4に示すような特
性の変化を示すので、最大,最小バルブオーバーラップ
量に対応する2つのマップから補間演算で新気割合を求
めるよりも、上記のようにして中間バルブオーバーラッ
プ量のときのマップを付加した3つのマップを用いて補
間演算させる方が、補間誤差が少ない。また、中間バル
ブオーバーラップ量は、固定値としても良いが、バルブ
オーバーラップ量の変化に対して新気割合が極大又は極
小となる点のバルブオーバーラップ量に設定すれば、よ
り補間誤差を少なくできる(図4参照)。
【0021】更に、上記では、3つのマップを用いて補
間演算する構成としたが、図5に示すように、バルブオ
ーバーラップ量の変化に対して新気割合が極大又は極小
となる点が2以上存在する場合には、前記2つ以上の極
大又は極小点に対応してそれぞれに新気割合マップを設
定し、最大,最小バルブオーバーラップ量に対応するマ
ップと合わせて4つ以上のマップを用いて補間演算させ
る構成としても良い。
【0022】尚、上記実施の形態では、電子制御される
計量バルブをスロットルバルブとしたが、スロットルバ
ルブをバイパスする補助空気通路に補助空気バルブを備
える構成において、該補助空気バルブの開口面積を目標
空気量が得られるように制御する構成であっても良く、
この場合も、前記補助空気バルブの目標開口面積を、バ
ルブオーバーラップ量による新気割合の変化に応じて補
正すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態における機関を示すシステム構成
図。
【図2】実施の形態における目標開口面積の制御の様子
を示すブロック図。
【図3】バルブオーバーラップ量に応じた目標開口面積
の補正の様子を示すフローチャート。
【図4】中間バルブオーバーラップ量の設定の特性を示
す線図。
【図5】中間バルブオーバーラップ量の設定の特性を示
す線図。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 スロットルバルブ 3 吸気バルブ 4 燃料噴射弁 5 点火栓 6 排気バルブ 7 コントロールユニット 8 モータ 9 可変バルブタイミング機構 10 エアフローメータ 11 水温センサ 12 空燃比センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩野 浩 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 安岡 正之 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 吉野 太容 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バルブタイミングを運転条件に応じて変化
    させてバルブオーバーラップ量を変化させる可変バルブ
    タイミング機構を備えると共に、新気量を計量するバル
    ブの開口面積を目標空気量に応じて制御するよう構成さ
    れた内燃機関の吸気制御装置であって、 運転条件毎に新気割合を記憶したマップとして、それぞ
    れに異なるバルブオーバーラップ量に対応する少なくと
    も3つ以上の異なるマップを備え、そのときのバルブオ
    ーバーラップ量に対応する新気割合を前記マップを用い
    て補間演算により求め、該補間演算により求めた新気割
    合に基づいて前記計量バルブの目標開口面積を補正する
    よう構成したことを特徴とする内燃機関の吸気制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記マップとして、最小バルブオーバーラ
    ップ量に対応するマップ,中間バルブオーバーラップ量
    に対応するマップ及び最大バルブオーバーラップ量に対
    応するマップの少なくとも3つを備えることを特徴とす
    る請求項1記載の内燃機関の吸気制御装置。
  3. 【請求項3】前記中間バルブオーバーラップ量に対応す
    るマップが、バルブオーバーラップ量の変化に対して新
    気割合が極大又は極小になる点のバルブオーバーラップ
    量に対応して設定されることを特徴とする請求項2記載
    の内燃機関の吸気制御装置。
JP9237263A 1997-09-02 1997-09-02 内燃機関の吸気制御装置 Pending JPH1182077A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6584956B2 (en) 2000-08-11 2003-07-01 Unisia Jecs Corporation Apparatus and method for controlling internal combustion engine
KR100692735B1 (ko) * 2005-07-05 2007-03-09 현대자동차주식회사 연속가변밸브 타이밍 시스템의 밸브 오버랩 편차 보정 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6584956B2 (en) 2000-08-11 2003-07-01 Unisia Jecs Corporation Apparatus and method for controlling internal combustion engine
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Effective date: 20040217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040419

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040518