JPS61123744A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 内燃機関の制御装置に係シ、特に、吸気弁を複数有し、
機関の運転条件により、吸気弁の一部を休止する機構を
具備した内燃機関に好適な制御装置に関する。

〔発明の背景〕

１つのシリンダに２ケの吸気弁を設けて、エンジン回転
数が低い時には、２ケの吸気弁のうち、１つを休止させ
て、１つの吸気弁のみを作動させエンジン回転数が高く
なると、２ケの吸気弁を作動させるシステムは、すでに
実用化している。このシステムでは、エンジン低回転時
には、吸気弁通過部の空気流速が高まシ、シリンダ内の
混合気流の乱れが増大し、燃焼が促進される。また、エ
ンジン高回転時には、２ケの吸気弁を動作させるので、
シリンダへ混合気を吸入する通気抵抗か減少し、多くの
混合気をシリンダに吸入でき、その結果出力が増大する
効果がある。

このシステムにおける燃料供給装置としては、従来、気
化器、吸入空気流量直接計測による電子制御燃料噴射Ｊ
Ｉ＆鉦が用いられてきた。（例えば、技術情ｍｌ　９８
４年７月号）しかし、吸入空気流量計測手段としてコス
ト低減の要求から、奴大空気流ｔｈｌｉ″直接計測（マ
スフロ一方式）に代わ２て、吸気管圧力よシ間接的に空
気流量を求める方式が望まれている。従来、吸気管圧力
より間接的に空気流量を求める方式は、用いられている
が、上記システムのような複数吸気弁の休止制御を含む
システムでは、吸気管圧力と空気流量の対応が、くずれ
るので新丸な検討が必要である。さらに、エンジンの小
型軽量化を目的に、吸気弁制御装置のより一層の小型化
も要請されている。

′〔発明の目的〕 吸気圧力とエンジン回転数の検出により、小製の吸気弁
制御装置を用いて複数吸気弁の作動の休止制御及び、燃
料１点火時期、ＥＧＲを制御して、良好な制御性を得る
内燃機関の制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

複数吸気弁の休止制御を行うものにおいて、吸気管圧力
、エンジン回転数を検出して、コンピュータに記憶した
吸入効率ηのテーブルを用いて燃料噴射弁の基本噴射量
Ｔｐを求め、このＴｐとエンジン回転数により、複数吸
気弁の休止制御、燃料９点火時期、ＥＧＲを制御し、か
つ、吸気弁制御装置としてオイルタペットのリフトを制
御する方式を用いるもの。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明のシステム図である。エンジンへの吸
入空気は、エアクリーナ１、絞シ弁１８、エレクタチャ
ンバ２、吸気マニホールＹ　３、”１１％弁４を通って
燃焼室５に入る。一方、排気管６に設置された酸素セン
サ７の信号、コレクタチャンバｚ内の圧力（ａ気管圧力
）を測定する吸気管圧力計１９の信号、絞り弁開度肝８
の信号、以下、図示しないが４、エンジン冷却水温度計
、クランク角信号、エンジン回転数信号、絞シ弁開度信
号がコンピュータ１６に入力される。コンビュータテは
、演算により、吸気弁の休止の有無噴射燃料量、点火時
期、排気還流率を求める。コンビエータの信号により、
吸気弁制御装置１２、燃料噴射弁９、点火回路１０．排
気還流率制御回路１３を駆動する。なお、１５は、バッ
テリー、１１は、点火コイル、１４はピストン、１７は
点火プラグである。

第２図は吸排気弁部をピストン側から見九図である。２
０は低速用吸気弁、２１は高速用吸気弁、２２は排気弁
であシ、吸気弁を２ヶ設けている。

高速用吸気弁２１の動作は、エンジン回転数と燃料噴射
弁の基本開弁時間を用いて第３図のようなテーブルをコ
ンピュータ１６に記憶しておいて、適宜、エンジン運転
条件（エンジン回転数、吸気管圧力、空気温度等）をコ
ンビエータ１６に取シこみ、燃料噴射弁の基本開弁時間
Ｔｐを求め、第３図よυ、高速用吸気弁の作動、停止を
判定し、吸気弁制御装置１２を介して、高速用吸気弁２
１の動作を制御する。さらに、高速用吸気弁２１の作動
開始及び停止の境界は、第３図に示すように互いにずら
して、作動開始及び停止の境界付近で運転した時に、作
動と停止が、〈シ返して起る事がなきようにしである。

なお、第３図の燃料噴射弁９０基本開始時間Ｔｐについ
ては、後述する。

第４図は、高速用吸気弁２１の停止９作動を行う吸気弁
制御装置１２の具体的構成である。オイルタペット４０
の高圧室２７の油を油圧切シ換え装置２６で抜いた時は
、プランジャ２９が下方に下がり、高速用吸気弁２１は
作動せず、高圧室２７の油を抜かない時は、吸気弁２１
は、通常に作動するという原理のものである。油ポンプ
（図示せず）で圧送されてきた油は、油圧通路３２、油
圧通路穴３４．３３を通って、プランジャ２９内に入シ
、逆止弁の機能をもつ球弁３０を通って高圧室２７に供
給される。バネ３１ａ、３１ｂに二って、プランジャ２
９はストッパ４１の位置まで押し上げられるので、油は
球弁３０を通って、高圧室２７に流入し、プランジャ２
９は、常に一定高さく保たれる。この時は、４０は、通
常のオイルタペットとして作動し、高速用吸気弁２１は
カム２５の突起部３７が、ロッカアームに接触した時開
き、カム２５のプロフィールにそって吸気弁２１は、開
閉動作を行う。ここで、油圧切り換え装置２６により、
オイルタペッ）４０の高圧室２７の油を油抜き穴３６、
油通路３９、油圧排出通路３８を通って油圧通路３２に
抜くと、プランジャ２９は、下方に下シ、ロッカアーム
の支点２４が、下方に移動して、カム２５の突起部３７
が、ロッカアーム２３に接触しても、高速用吸気弁２１
は、開かない。なお、油圧切シ換え装置２６は、電磁ソ
レノイドによりスルース弁を移動させて、油通路３９の
開閉を図るものである。この装置において、コンピュー
タ１６で、高速用吸気弁を停止と判断した場合には、油
圧切シ換え装置２６によシ油通路３９を開いて、高圧室
２７の油を抜く。高速用吸気弁２１を作動と判断した場
合には、油圧切シ換え装置２６により油通路３９を閉じ
る事によシ吸気弁２１の作動を行うものである。なお、
図では、２つのオイルタペットの高圧室の油の量を１つ
の油圧切換え装置２６によシ制御しているが、谷オイル
タペットの高圧室から、油圧切換え装置２６までの配管
の長さを短かく構成できれば、４気筒エンジンの場合、
４つのオイルタペットに、１つの油圧切換え装置でも良
い。

なお、４８は、０リングで、高圧室２７、油通路３９の
高圧の油が油圧通路にもれる事を防止している。

第５図は、高速用吸気弁２１の停止９作動を行う吸気弁
制御架［１２の別の実施例で、オイルタペット４０の部
分のみを示す。第４図と同一番号を付したものは、同じ
ものを示す。第５図は、第４図の油圧切シ換え装置２−
６の代わりに、ソレノイド４３により駆動されるニード
ル４２によυ球弁８０を強制的に開いて、高圧室２７の
油を、球弁弁座部４７を通ってプランジャ内部へ戻すも
のである。ソレノイド４３に通電しない時は、バネ４４
によって、ニードル４２が引き上げられ、ニードル４２
と球弁３０は、接触しなくなる。その結果球弁３０は、
バネ３１ｂによシ閉じる。この場合は、通常のオイルタ
ペットとして動作し、バ、＄３１８．ストツバ４１、球
弁３０により、プランジャ２９は一定高さになるように
、高圧室２７に油が、球弁３０を通って流入する。その
結果、プランジャ２９は常に一定高さに保たれ、吸気弁
２１は、通常の開閉動作を行う。ここで、ソレノイド４
３に通電すると、ニードル４２によυ球弁３０が強制的
に開かれ、高圧室２７の油は、球弁３０、球弁弁座部４
７のすき間を通って、プランジャ内部に戻され、プラン
ジャ２９は下方に乍示ム　ロッカアームの支点２４が下
方に移動して、カム２５の突起部３７が、ロッカアーム
２３に接触しても、高速用吸気弁２１は開かない。以上
説明したように、オイルタペット４０に内蔵したソレノ
イドにより、吸気弁２１の停止９作動を図るものである
。

なお、ソレノイド４３へ通電時は、ソレノイドが発熱し
、油が気泡を発生し易い。この気泡が高圧室２７に入る
と、オイルタペッ）４０の動作が不完全になる。そこで
、気泡発生を防止するために、油ポンプを出た油は、油
圧通路３２、油圧通路穴３４ａ、３３ａ、ソレノイド４
３、油圧通路３３ｂ、３４ｂを経て油ポンプへ戻るよう
に、即ち、ソレノイド４３周辺は、油を循環させる。

第６図は、第１図のコンピュータ１６の詳細図である。

入力信号としては、吸気圧力１９、機関冷却水温センサ
　、絞シ弁開度計８などがある。

これらアナログ入力はマルチプレクサ５ｏに入力され、
時分割的に各センサの出力がセレクトされＡＤコンバー
タ５１に送られデジタル信号となる。

さらに、０Ｎ−ＯＦＦ信号として入力される情報、例え
ば、図示されてないがエンジンのキースイッチ、スター
タスイッチなどで、これらは、１ビツトのデジタル信号
として扱う。さらにクランク角センサーのようにパルス
列となる信号も入力される。ＣＰＵ５３は・、デジタル
演算処理を行うプロセシングセントラルユニットであり
、ＲＯＭ５２は制御プログラムおよび固定データを格納
するための記憶素子であシ、ＲＡＭ５４は読み出しおよ
び誉き込み可能な記憶素子である。Ｉ１０回路５５は、
５１及び、各センナからの信号をＣＰＵ５３に送ったシ
、ＣＰＵ５３からの信号を噴射弁９、点火回路１０、排
気還流率制御回路１３、吸気弁制御装置１２へ送る機能
を持つ。

第７図は、コンピュータ１６の制御手順を示す。

機関１回転当シシリンダに吸入される空気量Ｑａは、 ここに、ρ；生空気密度（吸入空気温度の関数）Ｖ；排
気行程容積 ｐＨ吸気圧力（ｍＨｇ　） ｉ；シリンダ数及びエンジンの種類（２サイクル、４ｔ
イクル）によシ定ま る定数 η；吸入効率 （１）式で表わされる。２ケの吸気弁のうち、１ケの吸
気弁の停止及び作動を行うと（１）式において、吸入効
率ダが変化する。２ケ吸気弁を動作させた時の吸入効率
の一例を第８図、２ケの吸気弁のうち、１ケを休止させ
九時の吸入効率の一例を第９図に示す。２ケの吸気弁を
動作させた時の吸入効率ηは、１ケを休止させた時に比
べ、空気流の抵抗が小さく、大となる。即ち、２ケの吸
気弁のうち１ケの吸気弁の休止制御を行うシステムにお
いて、機関への吸入空気流量を吸気管圧力で測定する際
には、吸入効率のテーブルをコンピュータ１６にそれぞ
れ、第８図、第９図のように用意する必要がある。第８
図、第９図を用いて、吸気管圧力、エンジン回転数よシ
吸入効率ηを求めて第７図のステップ６８で機関１回転
当シの機関吸入空気流量に比例した値である燃料噴射弁
の基本噴射量Ｔｐを求める。燃料噴射量は、第７図のス
テップ１９で、基本噴射量Ｔｐに、運転条件による空燃
比補正として、第１２図に示すように、基本開弁時間Ｔ
ｐとエンジン回転数のテーブルよシ補正係数を求めＴｐ
に乗する。さらに、機関冷却水温による補正、機関の加
減時の補正、吸気弁の作動開始及び停止時の、榴正係数
を求め、Ｔｐに乗じて、５燃料噴射量を求める。また、
点火時期、排気還流率についても、第１０図、第１１図
に示すように基本噴射量Ｔｐとエンジン回転数のテーブ
ルをコンピュータ１６に用意して、テーブルルックアッ
プにより求め、点火回路１０．排気還流率制御回路１３
に信号を送シ実行する。

なお、燃料噴射量を演算する際の補正係数のうち、吸気
弁の作動開始及び停止時の補正は、具体的には、下記の
ようにする。吸気弁の作動開始時は、シリンダへの吸入
空気量は、急激に増加するので、適切な空燃比に保つよ
うに、供給燃料を増量するように補正し、逆に吸気弁作
動停止時は、シリンダへの吸入空気量は、急激に減少す
るので、供給燃料を減量するように補正するものである
。

〔発明の効果〕

本発明により、基本的には、吸気管圧力とエンジン回転
数の検出により、簡単な装置で複数吸気弁の休止制御、
燃料量１点火時期、排気還流率を適切に制御することが
でき、良好な運転性、有害排気成分の少い機関を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム図、第２図は吸排気弁の配置
をピストン側から見た図、第３図は高速用吸気弁２１の
作動、停止を決めるテーブルの例、第４図は吸気弁制御
装置１２の実施例、第５図は吸気弁制御装置１２の他の
実施例、第６図はコンビエータ１６の詳細図、第７図は
コンピュータ１６による制御手順を示す図、第８図は吸
気弁を２つ動作させた時の吸入効率のテーブルの例、第
９図は２つの吸気弁のうち１つを休止させた時の吸入効
率のテーブルの例、第１０図は設定排気還流率、第１１
図は設定点火時期、第１２図はエンジンの運転条件によ
る空燃比補正係数のテーブルの一例である。 １０・・・コンピュータ、１２・・・吸気弁制御装置、
率２図 率３図 率４図 幣Ｓ図 （Ｂ） エンソン回戦数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数吸気弁の休止制御を行う内燃機関において、オ
   イルタペットのリフトを制御する手段、吸気管圧力検出
   手段、エンジン回転数検出手段、冷却水温度検出手段を
   具備し、かつ、コンピュータに記憶した該吸気弁の吸入
   効率のテーブルを用いて、燃料噴射弁の基本噴射量Ｔｐ
   を求め、このＴｐとエンジン回転数により、吸気弁の休
   止、燃料量、点火時期、ＥＧＲ率をテーブルルックアッ
   プにより求める内燃機関の制御装置。