WO2012140779A1 - エンジンの制御装置 - Google Patents

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WO2012140779A1
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engine
predetermined value
intake valves
smaller
engine brake
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久湊直人
立野学
神山栄一
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トヨタ自動車株式会社
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    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0471Assembled camshafts
    • F01L2001/0473Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
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    • F01L2800/00Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/06Timing or lift different for valves of same cylinder

Definitions

  • the present invention relates to an engine control apparatus, and in particular, among a plurality of intake valves provided for a combustion chamber, a valve operating apparatus capable of independently setting the phases of some intake valves and the phases of other intake valves.
  • the present invention relates to an engine control device provided for an engine including
  • Patent Document 1 discloses a valve operating device that changes valve timings of first and second engine valves that are the same kind of engine valves provided for one combustion chamber.
  • Patent Document 2 or 3 discloses a technique that is considered to be related to the present invention in terms of control.
  • an engine control apparatus that controls a variable phase cam control mechanism to reduce the cam phase difference and to reduce the throttle opening of the throttle valve when it is determined that the vehicle condition requires engine braking. It is disclosed.
  • Patent Document 3 when the brake pedal is depressed and the vehicle decelerates, the intake valve closing timing is retarded as the brake pedal depression amount increases so that the intake air amount becomes constant.
  • a control device for an internal combustion engine that reduces the throttle opening is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses a spark ignition type internal combustion engine having a mechanism.
  • FIG. 14 is an example of a PV diagram during engine brake operation.
  • FIG. 15 is a diagram showing the phases of the intake valves 2A and 2B corresponding to FIG.
  • the PV diagram depicts a counterclockwise cycle, and the size of the area surrounded by the line in the PV diagram indicates the magnitude of the load acting as a negative load on the engine.
  • the intake valves 2A and 2B are two intake valves provided for the same combustion chamber.
  • the opening timing of the intake valve 2B is set in the intake stroke with the intake valve 2A being most retarded during engine braking.
  • the state set corresponding to the start time (intake stroke top dead center) is shown.
  • the engine when the engine is an engine mounted on a vehicle, for example, there is a possibility of giving the driver a feeling of deceleration more than necessary because the engine brake is strengthened. Further, when the engine is an engine mounted on a vehicle (for example, a hybrid vehicle) that regenerates kinetic energy at the time of braking, for example, there is a possibility that the regeneration efficiency may be reduced by the increase in engine braking.
  • a vehicle for example, a hybrid vehicle
  • the present invention includes a valve operating device capable of independently setting the phases of some of the intake valves and the phases of other intake valves among a plurality of intake valves provided to the combustion chamber.
  • An object of the present invention is to provide an engine control device capable of controlling the size of an engine brake of an engine to an appropriate size.
  • the present invention is provided for an engine having a valve operating device capable of independently setting the phases of some of the intake valves and the phases of other intake valves among a plurality of intake valves provided for the combustion chamber. And changing the phase of at least one of the intake valves and the other intake valves by controlling the valve operating device in accordance with the magnitude of the engine brake to be requested of the engine. It is an engine control apparatus provided with the control part to perform.
  • the present invention may be configured such that the control unit advances the part of the intake valves to a greater degree as the size of the engine brake to be requested from the engine is smaller.
  • the present invention may be configured such that the control unit at least partially advances the other intake valve to a greater degree as the size of the engine brake to be requested of the engine is smaller.
  • the some intake valves and the other Of the intake valves can be advanced.
  • the some intake valves and the other intake valves are advanced together.
  • the some intake valves and the other intake valves are made smaller than when the engine brake is smaller than the first predetermined value. Both can be configured to be retarded.
  • the some intake valves and the other intake valves are advanced, and When the magnitude of the engine brake to be requested of the engine is smaller than the first predetermined value, the advance angle is given priority to the some intake valves among the some intake valves and the other intake valves.
  • the partial intake valves may be operated in a delayed manner when there is a phase difference with the other intake valves.
  • the magnitude of the engine brake that the control unit should request from the engine is smaller than the second predetermined value that is smaller than the first predetermined value
  • the magnitude is larger than the first predetermined value.
  • the part of the intake valves and the other intake valves are advanced together so that the size of the engine brake to be requested of the engine is larger than the second predetermined value and more than the first predetermined value.
  • the part of the intake valves and the other intake valves may be configured to advance.
  • the partial phase advance amount is set to the first phase advance amount.
  • the phase advance amount to be reached is As the first phase advance amount, the smaller the size of the engine brake to be demanded from the engine, the larger the degree of advancement of some of the intake valves and the magnitude of engine brake to be demanded from the engine.
  • the other intake valve When the second intake value is smaller than a third predetermined value smaller than the second predetermined value, the other intake valve is advanced so that the phase advance amount becomes the second phase advance amount, and Require engine
  • the magnitude of the engine brake is larger than the third predetermined value and smaller than the second predetermined value, the phase advance amount to be reached is requested to the engine as the second phase advance amount.
  • the other intake valve can be advanced to a greater degree.
  • the present invention may be configured such that the engine includes a variable compression ratio mechanism capable of changing a mechanical compression ratio.
  • an engine provided with a valve operating device capable of independently setting the phases of some of the intake valves and the phases of other intake valves among the plurality of intake valves provided for the combustion chamber.
  • the size of the engine brake can be controlled to an appropriate size.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic diagrams of phase advance angle amount map data of the first embodiment. It is a figure which shows a 1st control operation with a flowchart. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the phases of the intake valves corresponding to FIG. It is a figure which shows the engine brake of Example 1.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are PV diagrams during the engine braking operation of the first embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams of phase advance angle amount map data according to the second embodiment. It is a figure which shows a 2nd control operation with a flowchart.
  • FIG. 12A and 12B are schematic diagrams of phase advance angle amount map data of the third embodiment. It is a figure which shows the engine brake of Example 3.
  • FIG. It is an example of a PV diagram during engine brake operation. It is a figure which shows the phase of the intake valve corresponding to FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the engine 1.
  • the engine 1 is mounted on a vehicle (not shown).
  • the engine 1 can be mounted on, for example, a hybrid vehicle that regenerates energy during deceleration.
  • the engine 1 includes an intake valve 2 and an exhaust valve 3.
  • a plurality (two in this case) of intake valves 2 and exhaust valves 3 are provided for the combustion chamber E.
  • the engine 1 includes two intake valves 2, specifically, intake valves 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B.
  • the engine 1 includes a first camshaft 10 and a second camshaft 20.
  • the first camshaft 10 is provided on the intake valves 2A and 2B side
  • the second camshaft 20 is provided on the exhaust valve 3 side.
  • the second camshaft 20 includes an exhaust cam 21.
  • the exhaust cam 21 is provided corresponding to the exhaust valve 3 and operates the exhaust valve 3.
  • the first camshaft 10 is a dual-structure camshaft, and includes an external camshaft 11, an internal camshaft 12, an external cam 13, and an internal cam 14.
  • the external camshaft 11 has a hollow structure.
  • the inner camshaft 12 is inserted into the outer camshaft 11 so as to be relatively rotatable.
  • the external cam 13 is provided on the external cam shaft 11.
  • the external cam 13 is provided corresponding to the intake valve 2A, and operates the intake valve 2A.
  • the inner cam 14 is slidable on the outer cam shaft 11 in the circumferential direction.
  • the internal cam 14 is coupled to the internal camshaft 12.
  • the internal cam 14 can be coupled to the internal camshaft 12 with a coupling pin through a long hole provided in the outer camshaft 11 along the circumferential direction.
  • the internal cam 14 is provided corresponding to the intake valve 2B, and operates the intake valve 2B.
  • VVT Variariable Valve Timing
  • the VVT 30 is a valve operating device capable of independently setting the phase of the intake valve 2A, which is a part of the two intake valves 2, and the phase of the intake valve 2B, which is another intake valve.
  • Such a valve operating apparatus may be realized by the valve operating apparatus disclosed in Patent Document 1, for example.
  • Such a valve operating device can also be realized as a configuration having each of the electromagnetic driving devices when the intake valves 2A and 2B are driven electromagnetically.
  • the VVT 30 changes the phase of at least one of the intake valves 2A and 2B by changing the phase of at least one of the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12.
  • the VVT 30 changes the phase of at least one of the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12 by rotationally driving at least one of the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12 by hydraulic pressure.
  • hydraulic pressure can be supplied to the VVT 30 from a hydraulic pump that is driven by the output of the engine 1.
  • the VVT 30 is configured so that the phase of the intake valves 2A and 2B can be changed as a whole by changing the phase of the first camshaft 10 as a whole. Further, by changing the phase between the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12, the phase difference between the intake valves 2A and 2B can be changed.
  • the VVT 30 can specifically change the phase of at least one of the intake valves 2A and 2B as follows, for example.
  • the intake valves 2A and 2B are retarded as a whole, and the intake valve 2B is advanced relative to the intake valve 2A, so that at least the intake valve 2A of the intake valves 2A and 2B is retarded.
  • the VVT 30 can at least retard the intake valve 2A so that the intake valve 2A is retarded relative to the intake valve 2B.
  • the intake valve 2A is specifically an intake valve that operates later than the intake valve 2B when there is a phase difference with the intake valve 2B.
  • FIG. 2 is a view showing the variable compression ratio mechanism 5.
  • the engine 1 includes a variable compression ratio mechanism 5, a cylinder block 6, and a crankcase 7.
  • the variable compression ratio mechanism 5 is provided between the cylinder block 6 and the crankcase 7.
  • the variable compression ratio mechanism 5 makes the mechanical compression ratio variable by moving the cylinder block 6 in the vertical direction with respect to the crankcase 7.
  • the variable compression ratio mechanism 5 moves the cylinder block 6 upward, the volume of the combustion chamber E increases.
  • the mechanical compression ratio is reduced.
  • the cylinder block 6 is moved downward, the volume of the combustion chamber E becomes smaller. As a result, the mechanical compression ratio is increased.
  • the engine 1 lowers the actual compression ratio by, for example, slowly closing the intake valve 2A during idle operation. Further, the expansion ratio is increased by increasing the mechanical compression ratio. In slowly closing the intake valve 2A, the intake valve 2A can be retarded to the limit. In increasing the mechanical compression ratio, the mechanical compression ratio can be increased to a limit mechanical compression ratio that is a structural limit of the combustion chamber E.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the ECU 70A.
  • the ECU 70 ⁇ / b> A is an electronic control device corresponding to an engine control device, and is provided for the engine 1.
  • the ECU 70A includes a microcomputer including a CPU 71, a ROM 72, a RAM 73, and the like, and input / output circuits 75 and 76. These components are connected to each other via a bus 74.
  • the ECU 70A includes a crank angle sensor 81 that can detect the rotational speed of the engine 1, an air flow meter 82 that measures the intake air amount of the engine 1, a phase sensor 83 that detects the phase of the external camshaft 11, A phase sensor 84 for detecting the phase of the camshaft 12, a brake sensor 85 for detecting the depression amount G of the brake pedal 91, and an accelerator opening sensor 86 for detecting the depression amount G 'of the accelerator pedal 92.
  • Various sensors and switches are electrically connected.
  • Various control objects such as the fuel injection valve 8 and the VVT 30 included in the engine 1 are electrically connected.
  • the phases of the intake valves 2A and 2B can be detected based on the outputs of the phase sensors 83 and 84.
  • the brake pedal 91 is a braking operation unit capable of performing a braking operation on the driving target of the engine 1, and the driving target of the engine 1 can be braked to a greater degree as the stepping amount G that is a braking operation amount is larger.
  • the accelerator pedal 92 is an acceleration operation unit for making an acceleration request to the engine 1, and the acceleration request to the engine 1 can be made to a greater degree as the stepping amount G ′ that is an acceleration operation amount is larger.
  • the ROM 72 is configured to store a program in which various processes executed by the CPU 71 are described, map data, and the like. Various functions are implemented in the ECU 70A by executing processing while the CPU 71 uses the temporary storage area of the RAM 73 as necessary based on the program stored in the ROM 72. In this regard, in the ECU 70A, for example, the following control unit is functionally realized.
  • the control unit controls the VVT 30 to change the phase of at least one of the intake valves 2A and 2B.
  • the control unit controls the VVT 30 according to, for example, the engine operating state. Further, the VVT 30 is controlled in accordance with the degree of engine brake (hereinafter referred to as “required engine brake”) that should be requested from the engine 1.
  • Demand engine brake is an engine brake having a magnitude corresponding to the degree of braking required by the driver.
  • the magnitude of the required engine brake can be grasped by the depression amount G. This is because the degree of braking required by the driver is reflected in the depression amount G. Therefore, when controlling the VVT 30 according to the magnitude of the required engine brake, the control unit specifically controls the VVT 30 according to the depression amount G corresponding to the magnitude of the required engine brake.
  • the control unit takes in the intake air more than the case where it is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the control unit includes the first predetermined value ⁇ with respect to the case where the required engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ , and the first predetermined value ⁇ . Control may be performed when the value ⁇ is equal to or greater than ⁇ .
  • the control unit does not change the phase of the intake valves 2A, 2B in accordance with the magnitude of the requested engine brake. At least one of the intake valves 2A and 2B is advanced. As a result, when it is smaller than the first predetermined value ⁇ , at least one of the intake valves 2A, 2B is advanced when compared with the case where it is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • control unit retards the intake valve 2A at least when the acceleration request to the engine 1 is lost, so that the intake valve 2A is retarded from the intake valve 2B.
  • the intake valve 2A is retarded more than the intake valve 2B by delaying at least the intake valve 2A continuously after the acceleration request is lost.
  • the control unit specifically retards the intake valves 2A and 2B as a whole.
  • the intake valve 2B is advanced relative to the intake valve 2A.
  • the opening timing of the intake valve 2B is set in correspondence with the start of the intake stroke.
  • the control unit specifically advances both the intake valves 2A and 2B.
  • the intake valves 2A and 2B are both retarded as compared with the case where the required engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ .
  • the control unit controls the VVT 30 during the engine brake operation of the engine 1.
  • the control unit specifically controls the VVT 30 when the engine 1 is performing fuel cut as a result of the absence of acceleration request (depressing the accelerator pedal 92).
  • the fuel cut is performed by the fuel injection control performed by the ECU 70A when the acceleration request is lost.
  • the fuel injection control may be performed by an electronic control device other than the ECU 70A, for example.
  • FIG. 4 (a) and 4 (b) are schematic diagrams of map data MA1 and MB1 of the phase advance amounts of the intake valves 2A and 2B provided in the ECU 70A.
  • 4A shows map data MB1 of the phase advance amount of the intake valve 2B
  • FIG. 4B shows map data MA1 of the phase advance amount of the intake valve 2A.
  • the map data MA1 and MB1 are created based on the phase that is changed when the required engine brake magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the first predetermined value ⁇ ′ is a value corresponding to the predetermined value ⁇ in the required engine brake in the depression amount G.
  • the phase advance angle amount of the intake valve 2B is a predetermined second phase advance amount when the depression amount G is equal to or smaller than the first predetermined value ⁇ ′ (and therefore smaller than the first predetermined value ⁇ ′).
  • the value is set to be a2.
  • the phase advance amount of the intake valve 2A is set to be a predetermined value a1 that is the first phase advance amount when the depression amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the predetermined values a1 and a2 may be the same size.
  • the phase advance amounts of the intake valves 2A and 2B are set to be zero when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the control unit specifically detects the depression amount G and reads the phase advance amounts of the corresponding intake valves 2A and 2B with reference to the map data MA1 and MB1. Then, by controlling the VVT 30 so that the phase advance amount of the intake valves 2A and 2B becomes the read phase advance amount, the phases of the intake valves 2A and 2B are changed as described above.
  • the control unit advances the intake valve 2A so that the phase advance amount becomes the predetermined value a1. Further, the intake valve 2B is advanced so that the phase advance amount becomes the predetermined value a2.
  • the ECU 70A determines whether or not there is no acceleration request (step S1). If the determination is negative, this flowchart is temporarily terminated. On the other hand, if the determination is affirmative, the ECU 70A retards at least the intake valve 2A so that the intake valve 2A is retarded from the intake valve 2B (step S2).
  • step S2 the ECU 70A specifically retards the intake valves 2A and 2B as a whole, and advances the intake valve 2B relative to the intake valve 2A.
  • the opening timing of the intake valve 2B is set in correspondence with the start of the intake stroke.
  • step S3 ECU 70A determines whether or not the engine brake is operating. Whether or not the engine brake is in operation can be determined based on whether or not fuel cut is being performed in the engine 1 as a result of switching from a state where there is an acceleration request to a state where there is no acceleration request. Whether or not fuel cut is being performed in the engine 1 can be determined based on fuel injection control performed by the ECU 70A. If the determination is negative, this flowchart is temporarily terminated. If the determination in step S3 is affirmative, the ECU 70A determines whether or not the stepping amount G is equal to or less than a first predetermined value ⁇ ′ (step S4). Thereby, it is determined whether or not the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ .
  • step S4 the ECU 70A advances the intake valve 2A relatively more than when the stepping amount G is greater than the first predetermined value ⁇ ′ (step S5). Further, the intake valve 2B is advanced more than the case where the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′ (step S6). In steps S5 and S6, specifically, the intake valve that is changed when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′ (that is, when the required engine brake magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ ).
  • the intake valves 2A and 2B can be advanced with reference to the phases 2A and 2B.
  • step S4 the ECU 70A relatively retards the intake valve 2A as compared with the case where the depression amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′ (step S7). Further, the intake valve 2B is relatively retarded as compared with the case where the depression amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′ (step S8). In this regard, in steps S7 and S8, specifically, at least the intake valve 2A can be retarded continuously after the acceleration request is lost.
  • FIG. 6A and 6 (b) are diagrams showing phases of the intake valves 2A and 2B corresponding to the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 6A shows the phases of the intake valves 2A and 2B when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • FIG. 6B shows the phases of the intake valves 2A and 2B when the depression amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′.
  • 6 (a) and 6 (b) it can be seen that the intake valves 2A and 2B are retarded in the case of FIG. 6 (a) than in the case of FIG. 6 (b).
  • FIG. 6B it can be seen that the intake valves 2A, 2B are advanced more than in the case of FIG. 6A.
  • the intake valve 2A As shown in FIG. 6A, as a result of the ECU 70A retarding the intake valve 2A, the intake valve 2A is in the most retarded state. This is due to the structural reason that the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12 receive a torque reaction force during engine braking.
  • the intake valve 2A of the intake valves 2A and 2B is closed late, and the operation is performed in a high expansion ratio cycle in which the expansion ratio is higher than the actual compression ratio.
  • Fuel efficiency can be improved.
  • the intake valve 2A is closed in advance while the engine brake is in operation, fuel efficiency can be improved from an early stage when the engine is shifted to idle operation.
  • the actual engine brake may be excessive with respect to the required engine brake.
  • the ECU 70A changes the phase of at least one of the intake valves 2A and 2B by controlling the VVT 30 in accordance with the magnitude of the requested engine brake. For this reason, the ECU 70A can control the size of the engine brake to an appropriate size.
  • ECU 70A advances the angle of at least one of the intake valves 2A and 2B when the magnitude of the required engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ than when the required engine brake is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇
  • the magnitude of the requested engine brake is made relatively larger by advancing the intake valve 2A than when the magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • overexpansion can be suppressed.
  • the engine brake size can be controlled to an appropriate size by relatively weakening the engine brake.
  • the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇
  • the magnitude of the requested engine brake is relatively increased by advancing the intake valve 2B as compared with the case where the magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the valve lift amount at the start of the intake stroke can be relatively increased.
  • the engine brake size can be controlled to an appropriate size by relatively weakening the engine brake.
  • the ECU 70A specifically, when the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ , than when the phase of the intake valves 2A, 2B is not changed according to the magnitude of the requested engine brake, At least one of the intake valves 2A and 2B is advanced.
  • the ECU 70A delays the intake valve 2A more than the intake valve 2B by at least retarding the intake valve 2A. You can also As a result, the intake valve 2A of the intake valves 2A, 2B can be closed in advance in preparation for idle operation. As a result, it is possible to favorably improve the fuel efficiency from an early stage when shifting to idle operation.
  • the ECU 70A advances both the intake valves 2A and 2B, so that the required engine brake is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the intake valves 2A and 2B are both retarded as compared with the case where the value is smaller than the first predetermined value ⁇ . For this reason, the ECU 70A determines whether the required engine brake is relatively small or relatively large when controlling the engine brake to an appropriate size according to the required engine brake. Dividing into two cases, the magnitude of the engine brake can be quickly controlled to a large degree.
  • FIG. 7 is a diagram showing the size of the engine brake according to the depression amount G.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are PV diagrams during engine braking.
  • FIG. 8A shows a PV diagram in the case where the stepping amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′.
  • FIG. 8B shows a PV diagram when the stepping amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • FIGS. 7, 8A and 8B show the size and PV diagram of the engine brake of the engine 1 to which the ECU 70A is applied.
  • the engine 1 can relatively weaken the engine brake when the depression amount G is equal to or smaller than the first predetermined value ⁇ ′, compared to the case where it is larger than the first predetermined value ⁇ ′. Further, when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′, the engine brake can be relatively strengthened as compared with the case where it is equal to or smaller than the first predetermined value ⁇ ′. As a result, the size of the engine brake can be controlled to an appropriate size.
  • the area from the area surrounded by the line in the PV diagram is larger than that in the case of FIG. 8B. While reducing the area of S1 and S2, the area can be reduced by the area of S3 by further reducing the pumping loss. Conversely, in the case of FIG. 8B, the area surrounded by the line in the PV diagram can be increased by the areas S1, S2, and S3 as compared to the case of FIG.
  • the area reduction of the area S1 has the effect of suppressing overexpansion by advancing the intake valve 2A. Further, in the area reduction of the area S2, there is an effect of reducing the pumping loss by advancing at least the intake valve 2A of the intake valves 2A and 2B. In addition, in the area reduction of the area S3, an effect of reducing the pumping loss by advancing the intake valve 2B appears.
  • the intake valve 2A can be largely closed late. As a result, for example, it is possible to favorably improve fuel efficiency during idling. However, in this case, for example, if the intake valve 2A is largely closed in advance, regardless of the magnitude of the required engine brake, if the magnitude of the required engine brake is relatively small, the actual engine The brake is particularly likely to be excessive. Therefore, the ECU 70A is suitable when the engine 1 is an engine including the variable compression ratio mechanism 5.
  • the engine 1 has a structure in which the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12 are subjected to torque reaction force during engine brake operation.
  • the intake valve 2A is retarded at least during engine brake operation, When the valve 2A is retarded from the intake valve 2B, the intake valve 2A is most retarded.
  • the required engine brake is relatively small, the actual engine brake tends to be particularly excessive with respect to the required engine brake.
  • the ECU 70A is an engine in which the engine 1 includes a dual-structure camshaft 10 composed of the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12, and the VVT 30 is at least one of the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12.
  • the valve gear in this case may be provided with two phase control mechanisms individually in the axial direction like the valve gear disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the intake valve 2A may be closed late when there is no acceleration request.
  • the intake valve 2A is closed slowly when the acceleration request is lost, and as a result, the outer camshaft 11 and the inner camshaft 12 receive a torque reaction force during the engine brake operation. 2A becomes the most retarded state. Therefore, more specifically, the ECU 70A is suitable for a case where the intake valve 2A is retarded from the intake valve 2B by retarding at least the intake valve 2A when the acceleration request is lost. is there.
  • the valve lift amount at the start of the intake stroke becomes zero or becomes extremely small, and therefore, the pumping loss increases as the intake air hardly flows into the cylinder.
  • the required engine brake is relatively small, the actual engine brake tends to be particularly excessive with respect to the required engine brake.
  • the ECU 70A when the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ , the ECU 70A has a larger magnitude of the requested engine brake when the intake valve 2B is advanced than when the magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ . It is suitable when the opening timing of the intake valve 2B is set corresponding to the start of the intake stroke when it is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the ECU 70A controls the VVT 30 according to the requested engine brake when the engine 1 is performing fuel cut as a result of the absence of the acceleration request.
  • the ECU 70A interrupts the relatively low acceleration state and the engine brake is activated, resulting in an increased feeling of engine braking. It can respond to the situation.
  • the ECU 70A controls the VVT 30 according to the requested engine brake when the fuel cut is performed in the engine 1 as a result of the absence of the acceleration request, and the fuel cut is performed when the engine 1 no longer requests the acceleration. This is suitable when the engine is used.
  • the ECU 70A controls the size of the engine brake to an appropriate size. Specifically, when the engine 1 is an engine mounted on a vehicle, the ECU 70A can suppress giving the driver a feeling of deceleration more than necessary. . Further, when the engine 1 is an engine mounted on a vehicle (for example, a hybrid vehicle) that regenerates kinetic energy during braking, it is possible to suppress a decrease in regeneration efficiency.
  • a vehicle for example, a hybrid vehicle
  • the ECU 70B which is the engine control device of the present embodiment is substantially the same as the ECU 70A except that the control unit is realized as described below. For this reason, the illustration of the ECU 70B is omitted. ECU 70B is provided for engine 1 instead of ECU 70A. In the ECU 70B, when the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ , the phase of the intake valves 2A and 2B is changed as shown below instead of advancing both the intake valves 2A and 2B. To do.
  • the intake valves 2A and 2B are advanced, and the required engine brake magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the control unit preferentially advances the intake valve 2A out of the intake valves 2A and 2B.
  • Both the intake valves 2A and 2B are advanced compared to the case where the value is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the intake valves 2A and 2B are more than the case where the required engine brake is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the intake valve 2A is advanced.
  • the control unit includes the second predetermined value ⁇ with respect to the case where it is larger than the second predetermined value ⁇ , so that the magnitude of the required engine brake is smaller than the second predetermined value ⁇ and the second predetermined value ⁇ or more. Control may be performed in some cases.
  • FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams of map data MA2 and MB2 of phase advance amounts of the intake valves 2A and 2B provided in the ECU 70B.
  • FIG. 9A shows map data MB2 of the phase advance amount of the intake valve 2B
  • FIG. 9B shows map data MA2 of the phase advance amount of the intake valve 2A.
  • the map data MA2 and MB2 are created on the basis of the case where the required engine brake magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the second predetermined value ⁇ ′ is a value corresponding to the second predetermined value ⁇ in the required engine brake in the depression amount G.
  • the map data MA2 is the same as the map data MA1.
  • the phase advance amount of the intake valve 2B is determined when the depression amount G is equal to or smaller than the second predetermined value ⁇ ′ (and therefore smaller than the second predetermined value ⁇ ′).
  • the predetermined value a2 is set. Further, it is set to be zero when it is larger than the second predetermined value ⁇ ′ including the case where it is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the phase advance angle amount of the intake valve 2A is a predetermined value when the depression amount G is equal to or smaller than a first predetermined value ⁇ ′ including a case where the depression amount G is equal to or smaller than a second predetermined value ⁇ ′. It is set to be a1. Further, it is set to be zero when it is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the control unit specifically detects the depression amount G and reads the phase advance amount of the corresponding intake valves 2A and 2B with reference to the map data MA2 and MB2. Then, by controlling the VVT 30 so that the phase advance amount of the intake valves 2A and 2B becomes the read phase advance amount, the phases of the intake valves 2A and 2B are changed as described above.
  • the control unit controls the intake valve 2A so that the phase advance amount becomes the predetermined value a1 when the required engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ including the case where the required engine brake is smaller than the second predetermined value ⁇ . Advance the angle. Further, when the magnitude of the requested engine brake is smaller than the second predetermined value ⁇ , the intake valve 2B is advanced so that the phase advance amount becomes the predetermined value a2.
  • step S3 determines whether or not the depression amount G is equal to or less than a first predetermined value ⁇ ′ (step S11). Thereby, it is determined whether or not the magnitude of the requested engine brake is smaller than the first predetermined value ⁇ .
  • step S11 determines whether or not the depression amount G is equal to or less than a second predetermined value ⁇ ′ (step S12). Thereby, it is determined whether or not the magnitude of the requested engine brake is smaller than the second predetermined value ⁇ .
  • step S12 If the determination in step S12 is affirmative, the ECU 70B advances the intake valve 2A relatively more than when the stepping amount G is greater than the first predetermined value ⁇ ′ (step S13). Further, the intake valve 2B is advanced more than the case where the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′ (step S14). In steps S13 and S14, specifically, the intake valve that is changed when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′ (that is, when the required engine brake magnitude is larger than the first predetermined value ⁇ ).
  • the intake valves 2A and 2B can be advanced with reference to the phases 2A and 2B.
  • step S12 the ECU 70B advances the intake valve 2A relatively more than when the depression amount G is greater than the first predetermined value ⁇ ′ (step S15). Further, the intake valve 2B is relatively retarded as compared with the case where the depression amount G is equal to or smaller than the second predetermined value ⁇ ′ (step S16).
  • steps S15 and S16 specifically, the intake valves 2A and 2B are advanced with reference to the phase of the intake valves 2A and 2B which is changed when the depression amount G is greater than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the intake valve 2B can be retarded relative to the intake valve 2A. At this time, the opening timing of the intake valve 2B can be set in correspondence with the start of the intake stroke.
  • step S11 the ECU 70B relatively retards the intake valve 2A as compared with the case where the depression amount G is equal to or less than the first predetermined value ⁇ ′ (step S17). Further, the intake valve 2B is relatively retarded as compared with the case where the depression amount G is equal to or smaller than the second predetermined value ⁇ ′ (step S18). In steps S17 and S18, specifically, at least the intake valve 2A can be retarded continuously after the acceleration request is lost.
  • FIG. 11 is a diagram showing the size of the engine brake according to the depression amount G.
  • FIG. 11 shows the magnitude of the engine brake of the engine 1 to which the ECU 70B is applied.
  • the engine 1 in the engine 1 to which the ECU 70B is applied, when the depression amount G is equal to or smaller than the second predetermined value ⁇ ′, the engine 1 is greater than the second predetermined value ⁇ ′ and the first predetermined value ⁇ ′.
  • the engine brake can be made relatively weaker than in the following cases.
  • the ECU 70B can more appropriately control the magnitude of the engine brake than the ECU 70A in that the magnitude of the engine brake can be appropriately controlled in a stepwise manner according to the magnitude of the requested engine brake. it can.
  • the ECU 70B can appropriately control the size of the engine brake in a stepwise manner as described below.
  • the intake valve 2A that operates late when there is a phase difference has a greater influence on the strength of the engine brake than the intake valve 2B in the late closed state.
  • the ECU 70B advances the intake valves 2A and 2B when the required engine brake magnitude is smaller than the first predetermined value ⁇ , and the required engine brake magnitude is smaller than the first predetermined value ⁇ .
  • the intake valve 2A is preferentially advanced.
  • the ECU 70B can preferentially weaken the engine brake to a large degree when the depression is weakened after the brake pedal 91 is stepped down greatly. For this reason, for example, when the engine 1 is an engine mounted on a vehicle that regenerates kinetic energy at the time of braking, the ECU 70B performs engine braking in a stepwise manner while suitably suppressing a decrease in regeneration efficiency. This is preferable in that it can be controlled to an appropriate size.
  • the ECU 70B conversely retards the intake valve 2B, which has a relatively small effect on the engine brake, of the intake valves 2A and 2B. Can do.
  • the intake valve 2B of the intake valves 2A and 2B can be advanced.
  • the ECU 70B is preferable in that, for example, when the engine 1 is an engine mounted on a vehicle, the engine brake can be controlled to an appropriate size in a stepwise manner while suppressing the driver from feeling uncomfortable. It is.
  • the ECU 70C which is the engine control device of the present embodiment, has the points that the phase advance amounts of the intake valves 2A and 2B are set as shown below, and the controller is realized as shown below. Other than the above, it is substantially the same as the ECU 70B. For this reason, the illustration of the ECU 70C is omitted. ECU 70C is provided for engine 1 instead of ECU 70A.
  • FIG. 12 (a) and 12 (b) are diagrams schematically showing map data MA3 and MB3 of the phase advance amounts of the intake valves 2A and 2B provided in the ECU 70C. More specifically, FIG. 12A shows map data MB3 of the phase advance amount of the intake valve 2B, and FIG. 12B shows map data MA3 of the phase advance amount of the intake valve 2A.
  • the map data MA3 and MB3 are created on the basis of the case where the requested engine brake is larger than the first predetermined value ⁇ .
  • the phase advance amount of the intake valve 2B is set as follows when the depression amount G is equal to or less than the second predetermined value ⁇ ′. That is, when the depression amount G is equal to or smaller than the third predetermined value ⁇ ′, which is smaller than the second predetermined value ⁇ ′ (thus, smaller than the third predetermined value ⁇ ′), the predetermined value a2 is obtained. Is set to Further, when the stepping amount G is larger than the third predetermined value ⁇ ′ and equal to or smaller than the second predetermined value ⁇ ′, the phase advance amount to be reached is set to the predetermined value a2, and the stepping amount G is small. It is set to become larger. And it is set so that it may become zero when the depression amount G is larger than the second predetermined value ⁇ ′ including the case where it is larger than the first predetermined value ⁇ ′. The third predetermined value ⁇ ′ may be zero.
  • the phase advance amount of the intake valve 2A is set to be a predetermined value a1 when the depression amount G is equal to or smaller than a second predetermined value ⁇ ′. Further, when the stepping amount G is larger than the second predetermined value ⁇ ′ and equal to or smaller than the first predetermined value ⁇ ′, the amount of phase advance angle to be reached is set to the predetermined value a1, and the stepping amount G is small. It is set to become larger. And it is set so that it may become zero when the depression amount G is larger than the first predetermined value ⁇ ′.
  • the control unit is realized as shown below. That is, when the required engine brake is larger than the second predetermined value ⁇ and smaller than the first predetermined value ⁇ , the intake valve 2A is advanced to a greater degree as the required engine brake is smaller. Horn. As a result, the intake valve 2A is advanced by a greater degree as the required engine brake is at least partially smaller.
  • the control unit advances the intake valve 2B as follows.
  • the phase The intake valve 2B is advanced so that the advance amount becomes a predetermined value a2. Further, when the magnitude of the required engine brake is larger than the third predetermined value ⁇ and smaller than the second predetermined value ⁇ , the intake valve 2B is advanced by a greater degree as the magnitude of the required engine brake is smaller. Let As a result, the intake valve 2B is advanced by a greater degree as the required engine brake is at least partially smaller.
  • the control unit when the magnitude of the requested engine brake is larger than the second predetermined value ⁇ and smaller than the first predetermined value ⁇ , the control unit more specifically sets the phase advance amount to be reached to the predetermined value.
  • the intake valve 2A is advanced by a larger degree as the required engine brake is smaller.
  • the required engine brake magnitude is larger than the third predetermined value ⁇ and smaller than the second predetermined value ⁇
  • the amount of phase advance angle to be reached is set to the predetermined value a2
  • the required engine brake magnitude is set. Is smaller, the intake valve 2B is advanced by a larger degree.
  • the control unit includes the third predetermined value ⁇ with respect to the case where it is larger than the third predetermined value ⁇ , so that the required engine brake magnitude is smaller than the third predetermined value ⁇ and more than the third predetermined value ⁇ . Control may be performed in some cases.
  • FIG. 13 is a diagram showing the size of the engine brake according to the depression amount G.
  • FIG. 13 shows the magnitude of the engine brake of the engine 1 to which the ECU 70C is applied.
  • the stepping amount G is larger than the second predetermined value ⁇ ′ and not more than the first predetermined value ⁇ ′
  • the stepping amount G is small.
  • the engine brake can be weakened gradually. Further, even when the depression amount G is larger than the third predetermined value ⁇ ′ and smaller than or equal to the second predetermined value ⁇ ′, the engine brake can be gradually weakened as the depression amount G is smaller.
  • the ECU 70C By advancing the intake valve 2A to a large degree, at least partially, the strength of the engine brake can be made to continuously follow the size of the requested engine brake. As a result, the size of the engine brake can be controlled more appropriately than in the case of the ECU 70B.
  • the ECU 70C determines that the required engine brake is small when the required engine brake is larger than the third predetermined value ⁇ and smaller than the second predetermined value ⁇ (that is, at least partially). By advancing the intake valve 2B to a greater degree, at least partially, the strength of the engine brake can be made to continuously follow the size of the requested engine brake. As a result, the size of the engine brake can be controlled more appropriately than in the case of the ECU 70B.
  • the ECU 70C advances the intake valve 2A so that the phase advance angle amount becomes the predetermined value a1, and the magnitude of the requested engine brake is the first magnitude. 2 is set to a predetermined value a1, and the intake valve 2A is set to a greater degree as the required engine brake is smaller. Advance. Further, when the magnitude of the required engine brake is smaller than the third predetermined value ⁇ , the intake valve 2B is advanced so that the phase advance amount becomes the predetermined value a2, and the magnitude of the required engine brake is third.
  • the phase advance amount to be reached is set to a predetermined value a2 when the required engine brake is smaller, and the intake valve 2B is advanced to a greater degree when the required value is larger than the predetermined value ⁇ and smaller than the second predetermined value ⁇ . Horn.
  • the ECU 70C specifically changes the phase of the intake valves 2A and 2B in this way, and considers the difference in the effect on the strength of the engine brake as in the case of the ECU 70B.
  • the size of the engine brake can be controlled more appropriately.
  • the change in the amount of depression G change in the size of the requested engine brake
  • a torque shock can be prevented from occurring in the engine 1.
  • the magnitude of the required engine brake becomes zero.
  • the ECU 70C is suitable in that it can prevent the occurrence of torque shock in the engine 1 and can make the size of the engine brake in consideration of the difference in influence on the strength of the engine brake. .
  • Engine 1 Intake valve 2, 2A, 2B Variable compression ratio mechanism 5 First camshaft 10 External camshaft 11 Internal camshaft 12 VVT 30 ECU 70A, 70B, 70C

Landscapes

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Abstract

 ECU70Aは燃焼室Eに対して設けられた2つの吸気弁2のうち、吸気弁2Aの位相と吸気弁2Bの位相とを独立して設定可能な動弁装置であるVVT30を備えるエンジン1に対して設けられる。ECU70Aはエンジン1に要求すべきエンジンブレーキの大きさに応じてVVT30を制御することで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する制御部を備える。

Description

エンジンの制御装置
 本発明はエンジンの制御装置に関し、特に燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置を備えるエンジンに対して設けられるエンジンの制御装置に関する。
 燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置が知られている。この点、例えば特許文献1では1つの燃焼室に対して設けられる同種の機関弁である第1、第2機関弁のバルブタイミングを変更する動弁装置が開示されている。
 また、制御面で本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献2または3で開示されている。特許文献2では、エンジンブレーキの必要な車両状態と判断した際に、可変位相カム制御機構によりカム位相差を小とするとともにスロットルバルブのスロットル開度を小とすべく制御するエンジンの制御装置が開示されている。特許文献3では、ブレーキペダルが踏み込まれ、車両が減速した際には、吸入空気量が一定となるように、ブレーキペダルの踏み込み量が大きくなるほど、吸気弁の閉弁時期を遅角すると共に、スロットル開度を小さくする内燃機関の制御装置が開示されている。
 このほか構成上、本発明と関連性があると考えられる技術として、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、吸気弁の開弁時期および閉弁時期を個別に制御可能な可変バルブタイミング機構とを具備する火花点火式内燃機関が特許文献4で開示されている。
特開2009-144521号公報 特開平10-184405号公報 特開2010-77815号公報 特開2008-274962号公報
 図14はエンジンブレーキ作動中のPV線図の一例である。図15は図14に対応する吸気弁2A、2Bの位相を示す図である。図14ではPV線図が反時計回りのサイクルを描いており、PV線図で線に囲まれる面積の大きさはエンジンに対し、負の負荷として作用する負荷の大きさを示す。吸気弁2A、2Bは同じ燃焼室に対して設けられた2つの吸気弁であり、図15ではエンジンブレーキ作動中に吸気弁2Aが最も遅角した状態で吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時(吸気行程上死点)に対応させて設定した状態を示している。
 この場合、圧縮工程で吸気弁2Bが閉弁した場合でも、吸気弁2Aが開弁したままの状態になる。このためこの場合には、吸気弁2Aが開弁している間、筒内から吸気通路にガスが吹き返される。結果、筒内のガスが減少するとともに実圧縮比が低下する。一方、エンジンブレーキ作動中に実圧縮比が低下した場合でも、膨張行程においてピストンが運動しなければならないストローク量は変化しない。このためこの場合には過膨張となる結果、面積S1で示される分だけエンジンブレーキが強まることになる。
 またこの場合には、吸気行程において吸気弁2Bのみが先に開弁している状態が発生する。このためこの場合には、筒内で発生する負圧の大きさが大きくなる。結果、面積S2で示される分だけポンピングロスが大きくなる。したがって、面積S2で示される分だけエンジンブレーキが強まることになる。さらに吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定している場合には、吸気行程開始時のバルブリフト量がゼロになるか、或いは極めて小さくなる。このためこの場合には、筒内に吸気が流入し難い分、ポンピングロスが大きくなる結果、エンジンブレーキも強まっていることになる。
 このため、エンジンが例えば車両に搭載されたエンジンである場合、エンジンブレーキが強まる分、運転者に必要以上の減速感を与える虞がある。また、エンジンが例えば制動時に運動エネルギーの回生を行う車両(例えばハイブリッド車両)に搭載されるエンジンである場合、エンジンブレーキが強まる分、回生効率の低下を招く虞がある。
 本発明は上記課題に鑑み、燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置を備えるエンジンのエンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
 本発明は燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置を備えるエンジンに対して設けられ、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさに応じて前記動弁装置を制御することで、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する制御部を備えるエンジンの制御装置である。
 本発明は前記制御部が少なくとも部分的に、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記一部の吸気弁を大きな度合いで進角させる構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が少なくとも部分的に、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記他の吸気弁を大きな度合いで進角させる構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが第1の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さい場合に、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに進角させることで、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より大きい場合に、前記第1の所定値より小さい場合よりも、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに遅角させる構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さい場合に、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とを進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さくなる場合に、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、前記一部の吸気弁を優先して進角させ、前記一部の吸気弁が前記他の吸気弁との間で位相差がある場合に遅れて作動する構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値よりも値が小さい第2の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに進角させ、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より大きく、且つ前記第1の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、前記一部の吸気弁を進角させる構成とすることができる。
 本発明は前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より小さい場合に、位相進角量が第1の位相進角量になるように前記一部の吸気弁を進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より大きく、且つ前記第1の所定値より小さい場合に、到達すべき位相進角量を前記第1の位相進角量として、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記一部の吸気弁を大きな度合いで進角させ、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値よりも値が小さい第3の所定値より小さい場合に、位相進角量が第2の位相進角量になるように前記他の吸気弁を進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第3の所定値より大きく、且つ前記第2の所定値より小さい場合に、到達すべき位相進角量を前記第2の位相進角量として、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記他の吸気弁を大きな度合いで進角させる構成とすることができる。
 本発明は前記エンジンが機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備える構成とすることができる。
 本発明によれば、燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置を備えるエンジンのエンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御できる。
エンジンの概略構成図である。 可変圧縮比機構を示す図である。 ECUの概略構成図である。 図4(a)及び図4(b)は実施例1の位相進角量マップデータの模式図である。 第1の制御動作をフローチャートで示す図である。 図6(a)及び図6(b)は図5に対応する吸気弁の位相を示す図である。 実施例1のエンジンブレーキを示す図である。 図8(a)及び図8(b)は実施例1のエンジンブレーキ作動中のPV線図である。 図9(a)及び図9(b)は実施例2の位相進角量マップデータの模式図である。 第2の制御動作をフローチャートで示す図である。 実施例2のエンジンブレーキを示す図である。 図12(a)及び図12(b)は実施例3の位相進角量マップデータの模式図である。 実施例3のエンジンブレーキを示す図である。 エンジンブレーキ作動中のPV線図の一例である。 図14に対応する吸気弁の位相を示す図である。
 図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
 図1はエンジン1の概略構成図である。エンジン1は図示しない車両に搭載される。エンジン1は例えば減速時にエネルギーの回生を行うハイブリッド車両に搭載することができる。エンジン1は吸気弁2と排気弁3とを備えている。吸気弁2と排気弁3とは燃焼室Eに対して複数(ここでは2つ)設けられている。エンジン1は2つの吸気弁2として具体的には吸気弁2A、2Bを備えている。
 エンジン1は第1のカムシャフト10および第2のカムシャフト20を備えている。第1のカムシャフト10は吸気弁2A、2B側に、第2のカムシャフト20は排気弁3側に設けられている。第2のカムシャフト20は排気カム21を備えている。排気カム21は排気弁3に対応させて設けられており、排気弁3を作動させる。
 第1のカムシャフト10は二重構造のカムシャフトであり、外部カムシャフト11と、内部カムシャフト12と、外部カム13と、内部カム14とを備えている。外部カムシャフト11は中空構造を有している。内部カムシャフト12は外部カムシャフト11の内部に相対回転可能に挿入されている。外部カム13は外部カムシャフト11に設けられている。外部カム13は吸気弁2Aに対応させて設けられており、吸気弁2Aを作動させる。
 内部カム14は外部カムシャフト11上を周方向に摺動可能に設けられている。内部カム14は内部カムシャフト12と結合されている。内部カム14は外部カムシャフト11に周方向に沿って設けた長穴を通じて、結合ピンで内部カムシャフト12と結合することができる。内部カム14は吸気弁2Bに対応させて設けられており、吸気弁2Bを作動させる。
 エンジン1はVVT(Variable Valve Timing)30を備えている。VVT30は2つの吸気弁2のうち、一部の吸気弁である吸気弁2Aの位相と、他の吸気弁である吸気弁2Bの位相とを独立して設定可能な動弁装置となっている。かかる動弁装置は例えば特許文献1が開示する動弁装置で実現されてもよい。かかる動弁装置は例えば吸気弁2A、2Bの駆動を電磁駆動化した場合の電磁駆動装置それぞれを有した構成として実現することもできる。
 VVT30は具体的には外側カムシャフト11と内側カムシャフト12とのうち、少なくとも一方の位相を変更することで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する。この点、VVT30は油圧によって外側カムシャフト11と内側カムシャフト12とのうち、少なくとも一方を回転駆動することで、外側カムシャフト11と内側カムシャフト12とのうち、少なくとも一方の位相を変更する。VVT30には例えばエンジン1の出力で駆動する油圧ポンプから油圧を供給することができる。
 VVT30はさらに具体的には第1のカムシャフト10の位相を全体的に変更することで、吸気弁2A、2Bの位相を全体的に変更可能に構成されている。また、外側カムシャフト11、内側カムシャフト12間の位相を変更することで、吸気弁2A、2B間の位相差を変更可能に構成されている。この点、VVT30は具体的には例えば次のようにして吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更することができる。
 すなわち、吸気弁2A、2Bを全体的に遅角させるとともに、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に進角させることで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも吸気弁2Aを遅角させることができる。この場合、VVT30は少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aを吸気弁2Bよりも遅角させた状態にすることができる。この点、吸気弁2Aは具体的には吸気弁2Bとの間で位相差がある場合に吸気弁2Bよりも遅れて作動する吸気弁となっている。
 図2は可変圧縮比機構5を示す図である。エンジン1は可変圧縮比機構5と、シリンダブロック6と、クランクケース7とを備えている。可変圧縮比機構5はシリンダブロック6とクランクケース7との間に設けられている。可変圧縮比機構5はシリンダブロック6をクランクケース7に対して上下方向に移動させることで、機械圧縮比を可変にする。可変圧縮比機構5がシリンダブロック6を上方に移動させると、燃焼室Eの容積が大きくなる。結果、機械圧縮比が小さくなる。逆にシリンダブロック6を下方に移動させると、燃焼室Eの容積が小さくなる。結果、機械圧縮比が大きくなる。
 この点、エンジン1は燃費向上を図るべく、例えばアイドル運転時に吸気弁2Aを遅閉じにすることで実圧縮比を低下させる。また、機械圧縮比を高めることで膨張比を高める。吸気弁2Aを遅閉じにするにあたり、吸気弁2Aは限界まで遅角させることができる。機械圧縮比を高めるにあたり、機械圧縮比は燃焼室Eの構造上の限界である限界機械圧縮比まで高めることができる。
 図3はECU70Aの概略構成図である。ECU70Aはエンジンの制御装置に相当する電子制御装置であり、エンジン1に対して設けられる。ECU70AはCPU71、ROM72、RAM73等からなるマイクロコンピュータと入出力回路75、76とを備えている。これらの構成は互いにバス74を介して接続されている。
 ECU70Aには、エンジン1の回転数を検出可能なクランク角度センサ81や、エンジン1の吸入空気量を計測するエアフロメータ82や、外部カムシャフト11の位相を検出するための位相センサ83や、内部カムシャフト12の位相を検出するための位相センサ84や、ブレーキペダル91の踏み込み量Gを検出するためのブレーキセンサ85や、アクセルペダル92の踏み込み量G´を検出するためのアクセル開度センサ86などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また、エンジン1が備える燃料噴射弁8やVVT30などの各種の制御対象が電気的に接続されている。吸気弁2A、2Bの位相は位相センサ83、84の出力に基づき検出できる。
 ブレーキペダル91はエンジン1の駆動対象を制動操作可能な制動操作部であり、制動操作量である踏み込み量Gが大きい場合ほどエンジン1の駆動対象を大きな度合いで制動させることが可能になっている。アクセルペダル92はエンジン1に対する加速要求を行うための加速操作部であり、加速操作量である踏み込み量G´が大きい場合ほどエンジン1に対する加速要求を大きな度合いで行うことが可能になっている。
 ROM72はCPU71が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。CPU71がROM72に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてRAM73の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ECU70Aでは各種の機能部が実現される。この点、ECU70Aでは例えば以下に示す制御部が機能的に実現される。
 制御部はVVT30を制御することで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する。制御部は例えば機関運転状態に応じてVVT30を制御する。また、エンジン1に要求すべきエンジンブレーキ(以下、要求エンジンブレーキと称す)の度合いに応じてVVT30を制御する。
 要求エンジンブレーキは運転者が求める制動の度合いに応じた大きさを有するエンジンブレーキである。これに対し、要求エンジンブレーキの大きさは踏み込み量Gによって把握できる。これは、運転者が求める制動の度合いが踏み込み量Gに反映されるためである。このため、要求エンジンブレーキの大きさに応じてVVT30を制御するにあたり、制御部は具体的には要求エンジンブレーキの大きさに対応する踏み込み量Gに応じてVVT30を制御する。
 制御部は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合(具体的には第1の所定値α以下である場合)に、第1の所定値αより大きい場合よりも、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる。この点、制御部は第1の所定値αよりも大きい場合に対し第1の所定値αを含めることで、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合と第1の所定値α以上である場合とに制御を行ってもよい。
 制御部は具体的には要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、要求エンジンブレーキの大きさに応じて吸気弁2A、2Bの位相を変更しない場合よりも、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる。そしてこれにより、第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる。
 この点、制御部はエンジン1に対する加速要求がなくなった場合に少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする。そして、要求エンジンブレーキが第1の所定値αより大きい場合には、加速要求がなくなった場合から継続して少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする。
 少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにするにあたり、制御部は具体的には吸気弁2A、2Bを全体的に遅角させるとともに、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に進角させる。また、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に進角させることで、吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定する。
 制御部は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、具体的には吸気弁2A、2Bをともに進角させる。そしてこれにより、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合に、第1の所定値αより小さい場合よりも吸気弁2A、2Bをともに遅角させる。
 要求エンジンブレーキの大きさに応じてVVT30を制御するにあたり、制御部はエンジン1のエンジンブレーキ作動中にVVT30を制御する。これに対し、制御部は具体的には加速要求がなくなった(アクセルペダル92の踏み込みがなくなった)結果、エンジン1でフューエルカットが行われている場合にVVT30を制御する。この点、エンジン1では、加速要求がなくなった場合にECU70Aが行う燃料噴射制御によってフューエルカットが行われるようになっている。なお、燃料噴射制御は例えばECU70A以外の電子制御装置によって行われてもよい。
 図4(a)及び図4(b)はECU70Aが備える吸気弁2A、2Bの位相進角量のマップデータMA1、MB1の模式図である。図4(a)は吸気弁2Bの位相進角量のマップデータMB1、図4(b)は吸気弁2Aの位相進角量のマップデータMA1を示す。マップデータMA1、MB1は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合に変更される位相を基準にして作成されている。この点、第1の所定値α´は踏み込み量Gにおいて、要求エンジンブレーキにおける所定値αに対応する値である。
 吸気弁2Bの位相進角量は踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合(したがって、第1の所定値α´より小さい場合)に、第2の位相進角量である所定値a2になるように設定されている。吸気弁2Aの位相進角量は踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合に、第1の位相進角量である所定値a1になるように設定されている。所定値a1、a2は同じ大きさであってもよい。吸気弁2A、2Bの位相進角量は踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合にともにゼロになるように設定されている。
 これに対し、制御部は具体的には踏み込み量Gを検出するとともに、マップデータMA1、MB1を参照し、対応する吸気弁2A、2Bの位相進角量を読み込む。そして、吸気弁2A、2Bの位相進角量が読み込んだ位相進角量になるようにVVT30を制御することで、上述したように吸気弁2A、2Bの位相を変更する。この点、制御部は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、位相進角量が所定値a1になるように吸気弁2Aを進角させる。また、位相進角量が所定値a2になるように吸気弁2Bを進角させる。
 次に第1の制御動作であるECU70Aの動作について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。ECU70Aは加速要求がなくなったか否かを判定する(ステップS1)。否定判定であれば本フローチャートを一旦終了する。一方、肯定判定であれば、ECU70Aは少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする(ステップS2)。
 ステップS2で、ECU70Aは具体的には吸気弁2A、2Bを全体的に遅角させるとともに、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に進角させる。また、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に進角させることで、吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定する。
 ステップS2に続き、ECU70Aはエンジンブレーキ作動中であるか否かを判定する(ステップS3)。エンジンブレーキ作動中であるか否かは例えば加速要求がある状態から無い状態に切り替わった結果、エンジン1でフューエルカットが行われているか否かで判定できる。エンジン1でフューエルカットが行われているか否かは、ECU70Aが行う燃料噴射制御に基づき判定できる。否定判定であれば本フローチャートを一旦終了する。ステップS3で肯定判定であれば、ECU70Aは踏み込み量Gが第1の所定値α´以下であるか否かを判定する(ステップS4)。そしてこれにより、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さいか否かを判定する。
 ステップS4で肯定判定であれば、ECU70Aは踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合よりも吸気弁2Aを相対的に進角させる(ステップS5)。また、踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合よりも吸気弁2Bを進角させる(ステップS6)。ステップS5、S6では、具体的には踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合(すなわち、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合)に変更される吸気弁2A、2Bの位相を基準として、吸気弁2A、2Bを進角させることができる。
 ステップS4で否定判定であれば、ECU70Aは踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合よりも吸気弁2Aを相対的に遅角させる(ステップS7)。また、踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合よりも吸気弁2Bを相対的に遅角させる(ステップS8)。この点、ステップS7、S8では、具体的には加速要求がなくなった場合から継続して少なくとも吸気弁2Aを遅角させることができる。
 図6(a)及び図6(b)は図5に示すフローチャートに対応する吸気弁2A、2Bの位相を示す図である。図6(a)は踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合の吸気弁2A、2Bの位相を示す。図6(b)は踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合の吸気弁2A、2Bの位相を示す。図6(a)及び図6(b)から、図6(a)の場合には図6(b)の場合よりも吸気弁2A、2Bが遅角されていることがわかる。逆に、図6(b)の場合には図6(a)の場合よりも吸気弁2A、2Bが進角されていることがわかる。
 図6(a)に示すように、ECU70Aが吸気弁2Aを遅角させる結果、吸気弁2Aは最も遅角した状態になっている。これは、エンジンブレーキ作動中に外側カムシャフト11、内側カムシャフト12がトルク反力を受ける構造上の理由によるものである。
 次にECU70Aの作用効果について説明する。ここで、VVT30を備えるエンジン1では、例えばアイドル運転時に吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Aを遅閉じにし、実圧縮比よりも膨張比を高めた高膨張比サイクルで運転を行うことで、燃費向上を図ることができる。この点、例えばエンジンブレーキ作動中に吸気弁2Aを予め遅閉じにすれば、その後アイドル運転に移行した場合に早い段階から燃費向上を図ることができる。ところがこの場合には、要求エンジンブレーキに対して実際のエンジンブレーキが過大になることになることがある。
 これに対し、ECU70Aは要求エンジンブレーキの大きさに応じてVVT30を制御することで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する。このため、ECU70Aはエンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御できる。
 ECU70Aは要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる。
 この点、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも吸気弁2Aを進角させることで、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合に、過膨張を抑制することができる。結果、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合にエンジンブレーキを相対的に弱めることで、エンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御できる。
 また、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも吸気弁2Bを進角させることで、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合に、吸気行程開始時のバルブリフト量を相対的に大きくすることができる。結果、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合にエンジンブレーキを相対的に弱めることで、エンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御できる。
 この点、ECU70Aは具体的には要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、要求エンジンブレーキの大きさに応じて吸気弁2A、2Bの位相を変更しない場合よりも、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させる。
 このためECU70Aは、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合には、少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aを吸気弁2Bよりも遅角させた状態にすることもできる。そしてこれにより、アイドル運転に備え吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Aを予め遅閉じにすることもできる。結果、アイドル運転に移行した場合に早い段階から燃費向上を好適に図ることもできる。
 ECU70Aは要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、吸気弁2A、2Bをともに進角させることで、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合に、第1の所定値αより小さい場合よりも吸気弁2A、2Bをともに遅角させる。このためECU70Aは、要求エンジンブレーキの大きさに応じて、エンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御するにあたり、要求エンジンブレーキの大きさを相対的に小さい場合と相対的に大きい場合との2つの場合に分け、大きな度合いで素早くエンジンブレーキの大きさを制御できる。
 図7は踏み込み量Gに応じたエンジンブレーキの大きさを示す図である。図8(a)及び図8(b)はエンジンブレーキ作動中のPV線図である。図8(a)は踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合のPV線図を示す。図8(b)は踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合のPV線図を示す。図7、図8(a)及び図8(b)はECU70Aを適用したエンジン1のエンジンブレーキの大きさおよびPV線図を示す。
 図7に示すように、エンジン1は踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合に、第1の所定値α´より大きい場合よりもエンジンブレーキを相対的に弱めることができる。また、踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合に、第1の所定値α´以下である場合よりもエンジンブレーキを相対的に強めることができる。そしてこれにより、エンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御できる。
 具体的には、図8(a)及び図8(b)に示すように、図8(a)の場合には図8(b)の場合よりもPV線図で線に囲まれる面積から面積S1、S2の部分の面積を減少させるとともに、さらにポンピングロスの低減によって面積S3の部分だけ面積を減少させることができる。逆に図8(b)の場合には、図8(a)の場合よりもPV線図で線に囲まれる面積を面積S1、S2、S3の分だけ増大させることができる。
 この点、面積S1の部分の面積減少には吸気弁2Aを進角させることによる過膨張の抑制効果が現れている。また、面積S2の部分の面積減少には、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも吸気弁2Aを進角させることによるポンピングロスの低減効果が現れている。また、面積S3の部分の面積減少には、吸気弁2Bを進角させることによるポンピングロスの低減効果が現れている。
 エンジン1では、可変圧縮比機構5によって機械圧縮比を高めることで、吸気弁2Aを大幅に遅閉じにすることができる。そしてこれにより、例えばアイドル運転時に燃費向上を好適に図ることができる。ところがこの場合、例えば要求エンジンブレーキの大きさに関わらず、吸気弁2Aを予め大幅に遅閉じにすると、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合に、要求エンジンブレーキに対して実際のエンジンブレーキが特に過大になり易い。このため、ECU70Aはエンジン1が可変圧縮比機構5を備えるエンジンである場合に好適である。
 エンジン1では、エンジンブレーキ作動中に外側カムシャフト11、内側カムシャフト12がトルク反力を受ける構造上、例えばアイドル運転に備え、エンジンブレーキ作動中に少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする場合に、吸気弁2Aが最も遅角した状態になる。結果、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合に、要求エンジンブレーキに対して実際のエンジンブレーキが特に過大になり易くなる。
 このため、ECU70Aはエンジン1が外側カムシャフト11と内側カムシャフト12とからなる二重構造のカムシャフト10を備えるエンジンであるとともに、VVT30が外側カムシャフト11および内側カムシャフト12のうち、少なくとも一方を回転駆動することで、吸気弁2A、2Bのうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更可能にする動弁装置であり、エンジンブレーキ作動中に少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする場合に好適である。なお、この場合の動弁装置は例えば特許文献1が開示する動弁装置のように2つの位相制御機構を軸方向に個別に備えるものであってもよい。
 さらにこれに関連し、エンジン1では制御の便宜上、加速要求がない場合に吸気弁2Aを遅閉じにすることがある。ところがこの場合、加速要求がなくなった場合に吸気弁2Aを遅閉じにする結果、エンジンブレーキ作動中に外側カムシャフト11、内側カムシャフト12がトルク反力を受けることと相俟って、吸気弁2Aが最も遅角した状態になる。このため、ECU70Aはさらに具体的には加速要求がなくなった場合に少なくとも吸気弁2Aを遅角させることで、吸気弁2Aが吸気弁2Bよりも遅角した状態になるようにする場合に好適である。
 エンジン1では、エンジンブレーキ作動中に吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定することで、アイドル運転を含め、その後のエンジン1の運転状態に対応し易くすることができる。ところがこの場合には、吸気行程開始時のバルブリフト量がゼロになるか、或いは極めて小さくなることから、筒内に吸気が流入し難くなる分、ポンピングロスも大きくなる。結果、要求エンジンブレーキの大きさが相対的に小さい場合に、要求エンジンブレーキに対して実際のエンジンブレーキが特に過大になり易くなる。
 このため、ECU70Aは要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも吸気弁2Bを進角させるにあたり、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合に、吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定する場合に好適である。
 ECU70Aは加速要求がなくなった結果、エンジン1でフューエルカットが行われている場合に、要求エンジンブレーキに応じてVVT30を制御する。この点、エンジン1が加速要求がなくなった場合にフューエルカットが行われるエンジンである場合、ECU70Aは比較的度合いの小さい加速状態が中断し、エンジンブレーキが作動する結果、エンジンブレーキの過大感が増す状況にも対応できる。
 このため、ECU70Aは加速要求がなくなった結果、エンジン1でフューエルカットが行われている場合に、要求エンジンブレーキに応じてVVT30を制御するとともに、エンジン1が加速要求がなくなった場合にフューエルカットが行われるエンジンである場合に好適である。
 ECU70Aはエンジンブレーキの大きさを適切な大きさに制御することで、具体的にはエンジン1が車両に搭載されたエンジンである場合に、運転者に必要以上の減速感を与えることを抑制できる。また、エンジン1が制動時に運動エネルギーの回生を行う車両(例えばハイブリッド車両)に搭載されるエンジンである場合には、回生効率の低下を招くことを抑制できる。
 本実施例のエンジンの制御装置であるECU70Bは制御部が以下に示すように実現される点以外、ECU70Aと実質的に同一である。このためECU70Bについては図示省略する。ECU70BはECU70Aの代わりにエンジン1に対して設けられる。ECU70Bでは、制御部が要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、吸気弁2A、2Bをともに進角させる代わりに以下に示すように吸気弁2A、2Bの位相を変更する。
 すなわち、ECU70Bでは制御部が要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、吸気弁2A、2Bを進角させるとともに、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さくなる場合に、吸気弁2A、2Bのうち、いずれか一方の吸気弁を優先して進角させる。この点、制御部は吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Aを優先して進角させる。
 制御部は具体的には要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αよりも値が小さい第2の所定値βより小さい場合(具体的にはここでは第2の所定値β以下の場合)に、第1の所定値αより大きい場合よりも、吸気弁2A、2Bをともに進角させる。また、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより大きく、且つ第1の所定値αより小さい場合に、第1の所定値αより大きい場合よりも、吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Aを進角させる。
 制御部は第2の所定値βより大きい場合に対し第2の所定値βを含めることで、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さい場合と第2の所定値β以上である場合とに制御を行ってもよい。
 図9(a)及び図9(b)はECU70Bが備える吸気弁2A、2Bの位相進角量のマップデータMA2、MB2の模式図である。図9(a)は吸気弁2Bの位相進角量のマップデータMB2、図9(b)は吸気弁2Aの位相進角量のマップデータMA2を示す。マップデータMA2、MB2は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合を基準にして作成されている。第2の所定値β´は踏み込み量Gにおいて、要求エンジンブレーキにおける第2の所定値βに対応する値である。なお、マップデータMA2はマップデータMA1と同じである。
 図9(a)に示すように、吸気弁2Bの位相進角量は踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合(したがって、第2の所定値β´より小さい場合)に、所定値a2になるように設定されている。また、第1の所定値α´より大きい場合を含む第2の所定値β´より大きい場合にゼロになるように設定されている。図9(b)に示すように、吸気弁2Aの位相進角量は踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合を含む第1の所定値α´以下である場合に所定値a1になるように設定されている。また、第1の所定値α´より大きい場合にゼロになるように設定されている。
 これに対し、制御部は具体的には踏み込み量Gを検出するとともに、マップデータMA2、MB2を参照し、対応する吸気弁2A、2Bの位相進角量を読み込む。そして、吸気弁2A、2Bの位相進角量が読み込んだ位相進角量になるようにVVT30を制御することで、上述したように吸気弁2A、2Bの位相を変更する。この点、制御部は要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さい場合を含む第1の所定値αより小さい場合に、位相進角量が所定値a1になるように吸気弁2Aを進角させる。また、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さい場合に、位相進角量が所定値a2になるように吸気弁2Bを進角させる。
 次に第2の制御動作であるECU70Bの動作について、図10に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図10に示すステップS1からS3は後に続く処理を含め、図5に示すフローチャートのステップS1からS3と同じである。このため、ここではこれらについては説明を省略する。ステップS3で肯定判定であった場合、ECU70Bは踏み込み量Gが第1の所定値α´以下であるか否かを判定する(ステップS11)。そしてこれにより、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さいか否かを判定する。
 ステップS11で肯定判定であれば、ECU70Bは踏み込み量Gが第2の所定値β´以下であるか否かを判定する(ステップS12)。そしてこれにより、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さいか否かを判定する。
 ステップS12で肯定判定であれば、ECU70Bは踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合よりも吸気弁2Aを相対的に進角させる(ステップS13)。また、踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合よりも吸気弁2Bを進角させる(ステップS14)。ステップS13、S14では、具体的には踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合(すなわち、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合)に変更される吸気弁2A、2Bの位相を基準として、吸気弁2A、2Bを進角させることができる。
 ステップS12で否定判定であれば、ECU70Bは踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合よりも吸気弁2Aを相対的に進角させる(ステップS15)。また、踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合よりも吸気弁2Bを相対的に遅角させる(ステップS16)。ステップS15、S16では、具体的には踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合に変更される吸気弁2A、2Bの位相を基準として、吸気弁2A、2Bを進角させる一方、吸気弁2Aに対して吸気弁2Bを相対的に遅角させることができる。またこの際、吸気弁2Bの開弁時期を吸気行程開始時に対応させて設定できる。
 ステップS11で否定判定であれば、ECU70Bは踏み込み量Gが第1の所定値α´以下である場合よりも吸気弁2Aを相対的に遅角させる(ステップS17)。また、踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合よりも吸気弁2Bを相対的に遅角させる(ステップS18)。ステップS17、S18では、具体的には加速要求がなくなった場合から継続して少なくとも吸気弁2Aを遅角させることができる。
 次にECU70Bの作用効果について説明する。図11は踏み込み量Gに応じたエンジンブレーキの大きさを示す図である。図11はECU70Bを適用したエンジン1のエンジンブレーキの大きさを示す。図11に示すように、ECU70Bを適用したエンジン1では、踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合に、第2の所定値β´より大きく、且つ第1の所定値α´以下である場合よりもエンジンブレーキを相対的に弱めることができる。
 また、踏み込み量Gが第2の所定値β´より大きく、且つ第1の所定値α´以下である場合には、第1の所定値α´より大きい場合よりもエンジンブレーキを相対的に弱めることができる。このためECU70Bは、要求エンジンブレーキの大きさに応じて段階的な態様でエンジンブレーキの大きさを適切に制御できる点で、ECU70Aと比較してエンジンブレーキの大きさをより適切に制御することができる。
 この点、ECU70Bは以下に示すように段階的な態様でエンジンブレーキの大きさを適切に制御できる点で好適である。ここで、吸気弁2A、2Bのうち、位相差がある場合に遅れて作動する吸気弁2Aは、遅閉じ状態で吸気弁2Bよりもエンジンブレーキの強弱に及ぼす影響が大きくなっている。
 これに対し、ECU70Bは要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、吸気弁2A、2Bを進角させるとともに、要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さくなる場合に、吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Aを優先して進角させる。
 このためECU70Bは、ブレーキペダル91を瞬間的に大きく踏み込んだ後、踏み込みが弱められる場合に優先的に大きな度合いでエンジンブレーキを弱めることができる。このためECU70Bは、例えばエンジン1が制動時に運動エネルギーの回生を行う車両に搭載されるエンジンである場合に、回生効率の低下を招くことを好適に抑制しつつ、段階的な態様でエンジンブレーキを適切な大きさに制御できる点で好適である。
 ECU70Bはブレーキペダル91を浅く踏み込んだ後、踏み込みが強められた場合に、逆に吸気弁2A、2Bのうち、エンジンブレーキに及ぼす影響が相対的に小さい吸気弁2Bを優先して遅角させることができる。また、踏み込みが強められた後、さらに踏み込みが弱められた場合にも吸気弁2A、2Bのうち、吸気弁2Bを進角させることができる。
 この点、かかるブレーキ操作は例えばエンジン1が車両に搭載されるエンジンである場合に車速を微調整するために行われ易い。このため、ECU70Bは例えばエンジン1が車両に搭載されるエンジンである場合に、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ、段階的な態様でエンジンブレーキを適切な大きさに制御できる点で好適である。
 本実施例のエンジンの制御装置であるECU70Cは吸気弁2A、2Bの位相進角量が以下に示すように設定されている点と、これに伴い制御部が以下に示すように実現される点以外、ECU70Bと実質的に同一である。このためECU70Cについては図示省略する。ECU70CはECU70Aの代わりにエンジン1に対して設けられる。
 図12(a)及び図12(b)はECU70Cが備える吸気弁2A、2Bの位相進角量のマップデータMA3、MB3を模式的に示す図である。より詳細には、図12(a)は吸気弁2Bの位相進角量のマップデータMB3、図12(b)は吸気弁2Aの位相進角量のマップデータMA3を示す。マップデータMA3、MB3は要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより大きい場合を基準にして作成されている。
 図12(a)に示すように、吸気弁2Bの位相進角量は踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合に次のように設定されている。すなわち、踏み込み量Gが第2の所定値β´よりも値が小さい第3の所定値γ´以下である場合(したがって、第3の所定値γ´より小さい場合)には所定値a2になるように設定されている。また、踏み込み量Gが第3の所定値γ´より大きく、且つ第2の所定値β´以下である場合には、到達すべき位相進角量を所定値a2として、踏み込み量Gが小さい場合ほど大きくなるように設定されている。そして、踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合を含む第2の所定値β´より大きい場合にゼロになるように設定されている。第3の所定値γ´はゼロであってもよい。
 図12(b)に示すように、吸気弁2Aの位相進角量は踏み込み量Gが第2の所定値β´以下である場合には所定値a1になるように設定されている。また、踏み込み量Gが第2の所定値β´より大きく、且つ第1の所定値α´以下である場合には、到達すべき位相進角量を所定値a1として、踏み込み量Gが小さい場合ほど大きくなるように設定されている。そして、踏み込み量Gが第1の所定値α´より大きい場合にゼロになるように設定されている。
 これに伴い、ECU70Cでは制御部が以下に示すように実現される。すなわち、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより大きく、且つ第1の所定値αより小さい場合には、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、吸気弁2Aを大きな度合いで進角させる。そしてこれにより、少なくとも部分的に要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Aを進角させる。
 また、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さい場合には、吸気弁2Aについては、位相進角量が所定値a1になるように吸気弁2Aを進角させる。一方、吸気弁2Bについては、制御部は次に示すように吸気弁2Bを進角させる。
 すなわち、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γ´に対応する第3の所定値γより小さい場合(具体的にはここでは第3の所定値γ以下である場合)には、位相進角量が所定値a2になるように吸気弁2Bを進角させる。また、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γより大きく、且つ第2の所定値βより小さい場合には、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Bを進角させる。そしてこれにより、少なくとも部分的に要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Bを進角させる。
 この点、制御部は要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより大きく、且つ第1の所定値αより小さい場合には、さらに具体的には到達すべき位相進角量を所定値a1として、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、吸気弁2Aを大きな度合いで進角させる。また、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γより大きく、且つ第2の所定値βより小さい場合には、到達すべき位相進角量を所定値a2として、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、吸気弁2Bを大きな度合いで進角させる。
 制御部は第3の所定値γより大きい場合に対し第3の所定値γを含めることで、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γより小さい場合と第3の所定値γ以上である場合とに制御を行ってもよい。
 次にECU70Cの作用効果について説明する。図13は踏み込み量Gに応じたエンジンブレーキの大きさを示す図である。図13はECU70Cを適用したエンジン1のエンジンブレーキの大きさを示す。図13に示すように、ECU70Cを適用したエンジン1では、踏み込み量Gが第2の所定値β´より大きく、且つ第1の所定値α´以下である場合には、踏み込み量Gが小さい場合ほどエンジンブレーキを次第に弱めることができる。また、踏み込み量Gが第3の所定値γ´より大きく、且つ第2の所定値β´以下である場合にも、踏み込み量Gが小さい場合ほどエンジンブレーキを次第に弱めることができる。
 すなわち、ECU70Cは要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより大きく、且つ第1の所定値αより小さい場合に(すなわち、少なくとも部分的に)、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Aを進角させることで、少なくとも部分的にエンジンブレーキの強弱を要求エンジンブレーキの大きさに連続的に追従させることができる。結果、ECU70Bの場合と比較してエンジンブレーキの大きさをより適切に制御することができる。
 また、ECU70Cは要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γよりも大きく、且つ第2の所定値βより小さい場合に(すなわち、少なくとも部分的に)、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Bを進角させることで、少なくとも部分的にエンジンブレーキの強弱を要求エンジンブレーキの大きさに連続的に追従させることができる。結果、ECU70Bの場合と比較してエンジンブレーキの大きさをより適切に制御することができる。
 ECU70Cは、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより小さい場合に、位相進角量が所定値a1になるように吸気弁2Aを進角させるとともに、要求エンジンブレーキの大きさが第2の所定値βより大きく、且つ第1の所定値αより小さい場合に、到達すべき位相進角量を所定値a1として、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Aを進角させる。また、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γより小さい場合に、位相進角量が所定値a2になるように吸気弁2Bを進角させるとともに、要求エンジンブレーキの大きさが第3の所定値γより大きく、且つ第2の所定値βより小さい場合に、到達すべき位相進角量を所定値a2として、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2Bを進角させる。
 すなわち、ECU70Cは具体的にはこのように吸気弁2A、2Bの位相を変更することで、ECU70Bの場合と同様にエンジンブレーキの強弱に及ぼす影響の違いを考慮しつつも、ECU70Bの場合と比較してエンジンブレーキの大きさをより適切に制御することができる。さらにこの場合には、図13に示すエンジンブレーキの大きさから分かるように、エンジンブレーキの強弱に及ぼす影響の違いを考慮しつつも、踏み込み量Gの変化(要求エンジンブレーキの大きさの変化)に応じてエンジン1でトルクショックが発生することを防止できる点で好適である。
 なお、エンジン1でトルクショックが発生することを防止するには、例えば要求エンジンブレーキの大きさが第1の所定値αより小さい場合に、要求エンジンブレーキの大きさがゼロになるまでの間、要求エンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど大きな度合いで吸気弁2A、2Bをともに進角させることもできる。これに対し、ECU70Cはエンジン1でトルクショックが発生することを防止できるとともに、エンジンブレーキの大きさをエンジンブレーキの強弱に及ぼす影響の違いを考慮した大きさにすることができる点で好適である。
 以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
  エンジン        1
  吸気弁         2、2A、2B
  可変圧縮比機構     5
  第1のカムシャフト   10
  外部カムシャフト    11
  内部カムシャフト    12
  VVT         30
  ECU         70A、70B、70C

 

Claims (9)

  1. 燃焼室に対して設けられた複数の吸気弁のうち、一部の吸気弁の位相と他の吸気弁の位相とを独立して設定可能な動弁装置を備えるエンジンに対して設けられ、
     前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさに応じて前記動弁装置を制御することで、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、少なくとも一方の吸気弁の位相を変更する制御部を備えるエンジンの制御装置。
  2. 請求項1記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が少なくとも部分的に、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記一部の吸気弁を大きな度合いで進角させるエンジンの制御装置。
  3. 請求項1記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が少なくとも部分的に、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記他の吸気弁を大きな度合いで進角させるエンジンの制御装置。
  4. 請求項1から3いずれか1項記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが第1の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、少なくとも一方の吸気弁を進角させるエンジンの制御装置。
  5. 請求項4記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さい場合に、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに進角させることで、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より大きい場合に、前記第1の所定値より小さい場合よりも、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに遅角させるエンジンの制御装置。
  6. 請求項4記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さい場合に、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とを進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値より小さくなる場合に、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、前記一部の吸気弁を優先して進角させ、
     前記一部の吸気弁が前記他の吸気弁との間で位相差がある場合に遅れて作動するエンジンの制御装置。
  7. 請求項6記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第1の所定値よりも値が小さい第2の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも、前記一部の吸気弁と前記他の吸気弁とをともに進角させ、
     前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より大きく、且つ前記第1の所定値より小さい場合に、前記第1の所定値より大きい場合よりも、前記一部の吸気弁および前記他の吸気弁のうち、前記一部の吸気弁を進角させるエンジンの制御装置。
  8. 請求項7記載のエンジンの制御装置であって、
     前記制御部が前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より小さい場合に、位相進角量が第1の位相進角量になるように前記一部の吸気弁を進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値より大きく、且つ前記第1の所定値より小さい場合に、到達すべき位相進角量を前記第1の位相進角量として、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記一部の吸気弁を大きな度合いで進角させ、
     前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第2の所定値よりも値が小さい第3の所定値より小さい場合に、位相進角量が第2の位相進角量になるように前記他の吸気弁を進角させるとともに、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが前記第3の所定値より大きく、且つ前記第2の所定値より小さい場合に、到達すべき位相進角量を前記第2の位相進角量として、前記エンジンに要求すべきエンジンブレーキの大きさが小さい場合ほど、前記他の吸気弁を大きな度合いで進角させるエンジンの制御装置。
  9. 請求項1から8いずれか1項記載のエンジンの制御装置であって、
     前記エンジンが機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えるエンジンの制御装置。

     
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