JPH1182079A - 可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置 - Google Patents
可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置Info
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- JPH1182079A JPH1182079A JP9239933A JP23993397A JPH1182079A JP H1182079 A JPH1182079 A JP H1182079A JP 9239933 A JP9239933 A JP 9239933A JP 23993397 A JP23993397 A JP 23993397A JP H1182079 A JPH1182079 A JP H1182079A
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- 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
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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Abstract
点火機関において、成層燃焼と均質燃焼との切り換え時
に燃焼が不安定になって、切り換えショックが発生する
ことを防止する。 【解決手段】成層燃焼，均質燃焼の切り換え要求が発生
し（Ｓ１）、かつ、該燃焼切り換えに伴ってバルブタイ
ミングの切り換え要求が発生したときには（Ｓ２）、燃
焼切り換えを保留としておいて（Ｓ３）、バルブタイミ
ング（カム軸の回転位相）の切り換え制御を先行させる
（Ｓ４）。そして、バルブタイミングの切り換えが終了
したことを、切り換え後の目標値と実際のバルブタイミ
ングとの偏差に基づいて判断し（Ｓ５）、バルブタイミ
ングの切り換えが終了してから燃焼切り換えを実行させ
る（Ｓ６）。
Description
た直噴式火花点火機関の制御装置に関し、詳しくは、バ
ルブタイミングとバルブリフトとの少なくとも一方を可
変にする可変動弁機構を備えると共に、圧縮行程での噴
射による成層燃焼と、吸気行程での噴射による均質燃焼
とのいずれかに燃焼方式が切り換えられる直噴式火花点
火機関に関する。
ることで、吸気バルブ及び／又は排気バルブの開閉タイ
ミングを早めたり遅らせたりする可変バルブタイミング
機構（可変動弁機構）が知られている（特開平７−２３
３７１３号公報，特開平８−２４６８２０号公報等参
照）。
る燃料噴射弁を備え、機関の低負荷時には、燃料の分散
を抑えて点火栓近傍に燃料を供給させるべく、圧縮行程
後期に燃料を噴射して成層燃焼を行わせる一方、高負荷
時には燃料を積極的に分散化させるべく、吸気行程の初
期において燃料を噴射して均質燃焼を行わせる直噴式火
花点火機関が知られている（特開昭６０−３０４２０号
公報等参照）。
火花点火機関に前記可変バルブタイミング機構（可変動
弁機構）が備えられる場合には、成層燃焼と均質燃焼と
の違いによって要求されるバルブタイミングが異なる場
合があるため、成層燃焼と均質燃焼との切り換え要求時
に、同時に、バルブタイミング（カム軸回転位相）の要
求が変化する場合がある。
イミング（カム軸回転位相）の切り換えを実行すると、
燃焼状態が不安定になって、切り換えショックを発生さ
せてしまうという問題があった（図４参照）。本発明は
上記問題点に鑑みなされたものであり、燃焼切り換え時
における燃焼状態を安定化して、切り換えショックの発
生を回避できるようにすることを目的とする。
発明は、バルブタイミングとバルブリフトとの少なくと
も一方を可変にする可変動弁機構を備えると共に、圧縮
行程での噴射による成層燃焼と、吸気行程での噴射によ
る均質燃焼とのいずれかに燃焼方式が切り換えられる可
変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置であ
って、前記燃焼方式の切り換え要求と前記可変動弁機構
によるバルブ特性の切り換え要求とが重なったときに、
前記可変動弁機構によるバルブ特性の切り換えを優先的
に実行させて、バルブ特性の切り換え終了後に前記燃焼
方式の切り換えを実行させることを特徴とする。
焼への切り換え、又は、均質燃焼から成層燃焼への切り
換え要求が発生し、かつ、この燃焼切り換え要求に伴っ
てバルブ特性（バルブタイミングとバルブリフトとの少
なくとも一方）についても切り換え要求が発生すると、
燃焼切り換えの実行を保留しておいて、まず、バルブ特
性の切り換えを先に実行させ、バルブ特性の切り換え終
了後に、燃焼の切り換えを実行させる。
構が、カム軸の回転位相を変化させてバルブタイミング
を変化させる可変バルブタイミング機構である構成とし
た。かかる構成によると、燃焼切り換えと、バルブタイ
ミングの切り換え要求とが重なると、まず、バルブタイ
ミングの切り換えを実行し、バルブタイミングが切り換
わってから燃焼切り換えを実行させる。
目標値が変化したときに、変化後の目標値に実際のカム
軸の回転位相が略到達した時点を、バルブ特性の切り換
え終了時点として判別する構成とした。かかる構成によ
ると、カム軸の回転位相（バルブタイミング）の目標値
が変化し、該変化後の目標値に実際の回転位相が近づい
ていって略目標値に達すると、その時点でバルブ特性の
切り換え終了と判断して、保留しておいた燃焼切り換え
を実行する。
切り換え制御の開始から所定時間が経過した時点を、バ
ルブ特性の切り換え終了時点として判別する構成とし
た。かかる構成によると、燃焼切り換えに優先してバル
ブタイミングの切り換えを実行してから所定時間が経過
した時点で、バルブタイミングの切り換えが終了したも
のと見做して、燃焼切り換えを実行させる。
換え要求とバルブ特性の切り換え要求とが重なっても、
切り換えが同時に行われることがなく、バルブ特性切り
換え，燃焼切り換えの順に実行されるので、切り換えに
伴って燃焼が不安定になることを抑止でき、以て、切り
換え時のショック発生を回避できるという効果がある。
え時に同時にバルブタイミングの切り換えが行われるこ
とがなく、バルブタイミングの切り換えの優先的な実行
によって、切り換え時のショック発生を回避できるとい
う効果がある。請求項３記載の発明によると、バルブタ
イミングの切り換え終了を精度良く判断でき、以て、バ
ルブタイミングの切り換えと燃焼切り換えが同時に行わ
れて、切り換えショックが発生することを確実に回避で
きるという効果がある。
ミングの切り換え終了を経過時間に基づいて簡易に判別
でき、以て、バルブタイミング切り換えの優先実行を簡
単なシステム構成で実現できるという効果がある。
基づいて説明する。図１は、実施の形態における内燃機
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、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、燃焼排
気は、排気バルブ４を介して排出される。前記吸気バル
ブ３，排気バルブ４は、吸気側カム軸，排気側カム軸に
それぞれ設けられたカムによって開閉駆動される。
変化させることで、吸気バルブ３の開閉タイミングを連
続的に早めたり遅くしたりする可変バルブタイミング機
構６（可変動弁機構）が備えられている。前記可変バル
ブタイミング機構６は、油圧によって前記回転位相を連
続的に変化させる構成であり、油圧を調整するソレノイ
ドバルブ（図示省略）に対してコントロールユニット７
から制御信号を出力して回転位相が制御される。
ング機構６が、吸気バルブ３の開閉タイミングを変化さ
せる構成としたが、吸気バルブ３に代えて排気バルブ４
の開閉タイミングを変化させる構成であっても良いし、
吸気バルブ３と排気バルブ４との両方の開閉タイミング
を変化させる構成であっても良い。更に、可変動弁機構
として、バルブタイミングを可変とするものの他、バル
ブリフトを可変とする可変動弁機構を備える構成であっ
ても良いし、バルブタイミングとバルブリフトとの両方
を可変とする可変動弁機構を備える構成でも良い。
ールユニット７には、クランク軸の回転信号を出力する
クランク角センサ８、吸気側カム軸５の回転信号を出力
するカム角センサ９、機関１の吸入空気量を検出するエ
アフローメータ10等からの検出信号が入力される。一
方、機関１の各気筒には、燃焼室内に直接燃料（ガソリ
ン）を噴射する電磁式の燃料噴射弁11がそれぞれに設け
られ、該燃料噴射弁11から噴射された燃料によってシリ
ンダ内に混合気が形成され、シリンダ内の混合気は、点
火栓（図示省略）による火花点火によって着火燃焼する
ようになっており、本実施の形態における機関１は、直
噴式火花点火機関を構成する。
射時期を制御する前記コントロールユニット７は、運転
条件に応じて目標当量比と燃焼方式とを予め設定した目
標当量比マップを複数備え、該複数の目標当量比マップ
を水温，始動後時間，車速，加速度などの条件に応じて
切り換えて参照し、目標当量比及び燃焼方式の要求を判
別する。
を噴射させることで燃料を拡散させ、シリンダ内に均質
の混合気を形成させて均質燃焼を行わせる均質燃焼方式
と、圧縮行程中に噴射を行わせることで層状給気を行っ
て点火栓の周囲に濃い混合気を形成させ、成層燃焼を行
わせる成層燃焼方式とが切り換え設定される構成となっ
ている。
気を形成するための燃料噴射量を演算し、この燃料噴射
量に相当するパルス幅の噴射パルス信号を、前記設定さ
れた燃焼方式に対応するタイミングで前記燃料噴射弁11
に出力する。また、前記コントロールユニット７には、
運転条件に応じて目標回転位相（目標バルブタイミン
グ）を記憶したマップ（以下、ＶＴＣマップという）と
して、成層燃焼用マップと均質燃焼用マップとを備え、
そのときの燃焼方式に応じて参照するＶＴＣマップを切
り換えて、目標回転位相を設定するようになっている。
回転位相を検索するＶＴＣマップが切り換えられ、燃焼
方式の切り換え要求と回転位相（バルブタイミング）の
切り換え要求とが重なることがあるが、本実施の形態で
は、図２のフローチャートに示すようにして、前記切り
換え制御を実行するようになっている。図２のフローチ
ャートにおいて、ステップ１（図中にはＳ１と記してあ
る。以下同様）では、燃焼方式の切り換え要求、即ち、
成層燃焼から均質燃焼、又は、均質燃焼から成層燃焼へ
の切り換え要求が発生しているか否かを判別する。燃焼
切り換えの要求が発生しているときには、ステップ２へ
進み、切り換え前の燃焼方式に対応するＶＴＣマップ上
の目標回転位相と、切り換え後の燃焼方式に対応するＶ
ＴＣマップ上での目標回転位相とを比較することで、目
標回転位相（バルブタイミング）の切り換え要求がある
か否かを判別する。
ング）の切り換え要求があることが判別されたとき、即
ち、燃焼切り換え要求とバルブタイミング切り換え要求
とが重なったときには、ステップ３へ進んで、燃焼切り
換えの実行を保留とする。そして、ステップ４では、回
転位相の切り換え要求に対応して実際の回転位相（バル
ブタイミング）を変化させるべく、前記可変バルブタイ
ミング機構６を制御する。
タイミング）が切り換え後の目標値に略到達したか否か
を、クランク角センサ８とカム角センサ９とに基づいて
検出される実際の回転位相と、前記目標値との偏差が所
定値以下であるか否かに基づいて判別する。ここで、略
目標に到達したと判断されたときには、ステップ６へ進
んで、保留していた燃焼切り換えの実行を行わせ、目標
に到達していないと判断されたときには、燃焼切り換え
の保留をそのままとして、回転位相（バルブタイミン
グ）の制御を継続させる。
換え要求と、バルブタイミング（回転位相）切り換え要
求とが重なった場合には、燃焼切り換えを行わずに、ま
ずバルブタイミング（回転位相）切り換えを行わせ、バ
ルブタイミング（回転位相）の切り換えが終了してから
燃焼切り換えを行わせる構成としたので（図３参照）、
燃焼切り換えとバルブタイミング（回転位相）切り換え
とが同時に行われて燃焼が不安定となることがなく、切
り換えに伴うショックの発生を回避できる。
相）の切り換えが終了したか否かを、実際の回転位相と
目標値との比較に基づいて判断させる構成としたが、切
り換え制御の開始から所定時間が経過したときに、実際
値が目標値に到達しているものと見做して、燃焼切り換
えを開始させる構成としても良く、更に、前記所定時間
を、切り換え前後の目標値の偏差等に応じて可変として
も良い。
図。
タイミング制御の様子を示すフローチャート。
チャート。
ムチャート。
Claims (4)
- 【請求項１】バルブタイミングとバルブリフトとの少な
くとも一方を可変にする可変動弁機構を備えると共に、
圧縮行程での噴射による成層燃焼と、吸気行程での噴射
による均質燃焼とのいずれかに燃焼方式が切り換えられ
る可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置
であって、 前記燃焼方式の切り換え要求と前記可変動弁機構による
バルブ特性の切り換え要求とが重なったときに、前記可
変動弁機構によるバルブ特性の切り換えを優先的に実行
させて、バルブ特性の切り換え終了後に前記燃焼方式の
切り換えを実行させることを特徴とする可変動弁機構を
備えた直噴式火花点火機関の制御装置。 - 【請求項２】前記可変動弁機構が、カム軸の回転位相を
変化させてバルブタイミングを変化させる可変バルブタ
イミング機構であることを特徴とする請求項１記載の可
変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置。 - 【請求項３】前記回転位相の目標値が変化したときに、
変化後の目標値に実際のカム軸の回転位相が略到達した
時点を、バルブ特性の切り換え終了時点として判別する
ことを特徴とする請求項２記載の可変動弁機構を備えた
直噴式火花点火機関の制御装置。 - 【請求項４】前記回転位相の切り換え制御の開始から所
定時間が経過した時点を、バルブ特性の切り換え終了時
点として判別することを特徴とする請求項２記載の可変
動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23993397A JP3657749B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP23993397A JP3657749B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182079A true JPH1182079A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3657749B2 JP3657749B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=17051997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23993397A Expired - Fee Related JP3657749B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 可変動弁機構を備えた直噴式火花点火機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3657749B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040019159A (ko) * | 2002-08-26 | 2004-03-05 | 현대자동차주식회사 | 예혼합 압축 착화 엔진의 연소 제어 방법 |
| US8028515B2 (en) | 2007-12-25 | 2011-10-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust controlling device for direct cylinder fuel injected spark ignition engine |
| JP2014114749A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23993397A patent/JP3657749B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20040019159A (ko) * | 2002-08-26 | 2004-03-05 | 현대자동차주식회사 | 예혼합 압축 착화 엔진의 연소 제어 방법 |
| US8028515B2 (en) | 2007-12-25 | 2011-10-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust controlling device for direct cylinder fuel injected spark ignition engine |
| JP2014114749A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式内燃機関の制御装置 |
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