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発明の名称 内燃機関の制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9869(P2007−9869A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−194811(P2005−194811)
出願日 平成17年7月4日(2005.7.4)
代理人 【識別番号】100106150
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 英樹
発明者 森 純一
要約 課題
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、主としてバルブの開弁特性の変更によって吸入空気量を制御する内燃機関において、バルブのリフト量変更時に失火等の不具合の発生を抑制することを目的とする。

解決手段
吸気弁のリフト量VLを連続的に変更可能とするリフト連続可変機構を備える。電子制御式スロットルバルブを備える。吸気弁のリフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求が出された場合に、リフト量VLの変更の開始と同時に、スロットル開度TAが所定時間Δtに渡って所定量ΔTAだけ大きくなるように制御される(図4(B))。
特許請求の範囲
【請求項1】
吸気弁の開弁特性のうち、少なくともリフト量を変更可能なリフト可変動弁機構を備え、主として当該リフト可変動弁機構によって吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記吸気弁のリフト変更要求を検知するリフト要求検知手段と、
前記リフト変更要求が検知された場合に、筒内に供給される新気量を調整する新気量調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項2】
電子制御式スロットルバルブを備え、
前記新気量調整手段は、前記リフト変更要求と略同時のタイミングで、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはスロットル開度が大きくなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはスロットル開度が小さくなるように調整することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項3】
バルブオーバーラップ期間を可変とする可変バルブタイミング機構を、吸気側および排気側の動弁機構の少なくとも一方に備え、
前記新気量調整手段は、前記リフト変更要求と略同時のタイミングで、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が短くなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が長くなるように調整することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項4】
電子制御式スロットルバルブを備え、
前記新気量調整手段は、前記変更要求に先立って、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはスロットル開度が小さくなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはスロットル開度が大きくなるように調整することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項5】
バルブオーバーラップ期間を可変とする可変バルブタイミング機構を、吸気側および排気側の動弁機構の少なくとも一方に備え、
前記新気量調整手段は、前記変更要求に先立って、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が長くなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が短くなるように調整することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、バルブのリフト量を変更可能な可変動弁機構を備え、主としてバルブの開弁特性の変更によって吸入空気量を制御する内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1には、電子制御式スロットルバルブと、バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構とを備える内燃機関の制御装置が開示されている。より具体的には、この可変動弁機構は、2種類のプロフィールを有するカムを有し、当該2つのカムを切り換えることで異なるバルブの開弁特性(リフト量、開閉タイミング等)を得ることができる機構である。
【0003】
上記従来の制御装置では、一方のカムから他方のカムに切り換える際に、すなわち、バルブのリフト量や開閉タイミング等を切り換える際に、内燃機関のトルク変化が生ずるのを回避すべく、上記カムの切り換えに先立ってスロットルバルブを開くと共に点火時期を遅角させることとしている。
【0004】
【特許文献1】特開2900598号公報
【特許文献2】特開2004−68767号公報
【特許文献3】特開2004−52768号公報
【特許文献4】特開2003−106176号公報
【特許文献5】特開2001−342857号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、吸気弁のリフト量を連続的に変更可能な可変動弁機構を備え、主として当該可変動弁機構によって吸入空気量を制御する内燃機関が知られている。バルブのリフト量が変更されると、吸入空気量が一時的に増減する。より具体的には、バルブのリフト量が小さくなるように制御されると、吸入空気量が一時的に減少(アンダーシュート)することにより、失火や機関のストールが生ずる可能性がある。また、バルブのリフト量が大きくなるように制御されると、吸入空気量が一時的に増加(オーバーシュート)することにより、機関のドライバビリティが悪化する可能性がある。
【0006】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、主としてバルブの開弁特性の変更によって吸入空気量を制御する内燃機関において、バルブのリフト量変更時に失火等の不具合の発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の発明は、上記の目的を達成するため、吸気弁の開弁特性のうち、少なくともリフト量を変更可能なリフト可変動弁機構を備え、主として当該リフト可変動弁機構によって吸入空気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記吸気弁のリフト変更要求を検知するリフト要求検知手段と、
前記リフト変更要求が検知された場合に、筒内に供給される新気量を調整する新気量調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
また、第2の発明は、第1の発明において、電子制御式スロットルバルブを備え、
前記新気量調整手段は、前記リフト変更要求と略同時のタイミングで、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはスロットル開度が大きくなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはスロットル開度が小さくなるように調整することを特徴とする。
【0009】
また、第3の発明は、第1の発明において、バルブオーバーラップ期間を可変とする可変バルブタイミング機構を、吸気側および排気側の動弁機構の少なくとも一方に備え、
前記新気量調整手段は、前記リフト変更要求と略同時のタイミングで、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が短くなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が長くなるように調整することを特徴とする。
【0010】
また、第4の発明は、第1の発明において、電子制御式スロットルバルブを備え、
前記新気量調整手段は、前記変更要求に先立って、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはスロットル開度が小さくなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはスロットル開度が大きくなるように調整することを特徴とする。
【0011】
また、第5の発明は、第1の発明において、バルブオーバーラップ期間を可変とする可変バルブタイミング機構を、吸気側および排気側の動弁機構の少なくとも一方に備え、
前記新気量調整手段は、前記変更要求に先立って、当該リフト変更要求がリフト量を小さくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が長くなるように調整し、当該リフト変更要求がリフト量を大きくする方向の要求である場合にはバルブオーバーラップ期間が短くなるように調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
第1の発明によれば、リフト可変動弁機構によって吸気弁のリフト量が変更される過渡時に生ずる吸入空気量の一時的な増減によって、失火等の不具合が生ずるのを抑制することができる。
【0013】
第2または第4の発明によれば、スロットル開度の調整によって、リフト量の変更時に生ずる吸入空気量の一時的な増減を効果的に抑制することができる。
【0014】
第3または第5の発明によれば、バルブオーバーラップ期間の調整によって、リフト量の変更時に生ずる吸入空気量の一時的な増減を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図を示す。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、燃焼室12が形成されている。燃焼室12には、吸気通路14および排気通路16が連通している。吸気通路14には、スロットルバルブ18が配置されている。スロットルバルブ18は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ18の近傍には、スロットル開度TAを検出するためのスロットルポジションセンサ20が配置されている。
【0016】
内燃機関10は、複数の気筒を有する多気筒式の機関であり、図1は、そのうちの一気筒の断面を示している。内燃機関10が備える個々の気筒には、吸気通路14に通じる吸気ポート、および排気通路16に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁22が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室12と吸気通路14、或いは燃焼室12と排気通路16を導通状態または遮断状態とするための吸気弁24および排気弁26が設けられている。
【0017】
吸気弁24は、吸気可変動弁機構28により開閉駆動される。ここでは、吸気可変動弁機構28は、吸気弁24の開弁特性を変更可能な動弁機構であり、より具体的には、吸気弁24のリフト量VLを連続的に変更可能とするリフト可変動弁機構と、吸気弁24の位相角を所定範囲内で変更可能とするVVT機構とを含むものとする。また、排気弁26は、排気可変動弁機構30により開閉駆動される。ここでは、排気可変動弁機構30は、排気弁26の位相角を所定範囲内で変更可能とするVVT機構を備えるものとする。
【0018】
内燃機関10は、クランク軸の近傍に、機関回転数NEを検知するためのクランク角センサ32を備えている。また、内燃機関10は、吸気カム軸および排気カム軸の近傍に、それぞれ、吸気カム角センサ34および排気カム角センサ36を備えている。これらのカム角センサ34、36の出力によれば、吸気カム軸および排気カム軸の回転位置(吸気(排気)バルブタイミングIN(EX))などを検知することができる。
【0019】
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種センサに加え、アクセル開度PAを検出するためのアクセルポジションセンサ42や、吸気弁24のリフト量VLを取得するためのリフトセンサ44が接続されている。吸気弁のリフト量VLは、例えば、リフト量VLを可変させるために吸気可変動弁機構28が備える制御軸(図示省略)の位置情報を上記リフトセンサ44によって得ることにより、取得することができる。また、ECU40には、上述した各種アクチュエータが接続されている。
【0020】
ECU40は、上記の各種センサ出力に基づいて、上記の各種アクチュエータを制御することにより、内燃機関10の運転状態を制御することができる。具体的には、ECU40は、上記VVT機構によって吸気弁24の位相角を調整しながら、リフト連続可変機構によって吸気弁24のリフト量VLを制御することができる。このため、吸気弁24の開弁特性の変更によって吸入空気量を制御することが可能となる。そこで、本実施形態のシステムでは、スロットルバルブ18を主たるアクチュエータとして用いるのではなく、吸気可変動弁機構28を主たるアクチュエータとして用いて、吸入空気量を制御することとしている。
【0021】
次に、図2を参照して、本実施形態の特徴的な制御が適用されていない内燃機関の運転中に、吸気弁のリフト量VLが変更された際の吸気管圧力PMおよび新気量GAの挙動について説明する。尚、本明細書中においては、吸入空気量が制御される場合において、より厳密に筒内に吸入される新気の量を意味するときは、「GA」の符号を付して「新気量GA」と称している。
【0022】
図2(A)乃至図2(C)は、上段から順に、吸気弁のリフト量、吸気管圧力PM、および新気量GAの変化を表す波形を、それぞれ示している。図2(A)に示すように、時刻t0において、吸気弁のリフト量VLが小さくなるように変更されると、スロットルバルブ18の下流側の吸気管圧力PM(絶対圧)は、図2(B)に示すように、変更後のリフト量VLに対応する平衡状態になるまで高くなる。しかし、吸気管圧力PMの当該変化は、リフト量VLの変更と共に直ちにもたらされるのではないため、リフト量VLの変更直後は、一時的に吸気管圧力PMが低下する。それに伴い、新気量GAは、リフト量VLの変更直後に、収束後の新気量GAより小さい値にまで一時的にアンダーシュートする(図2(C))。
【0023】
以上のように、アクセル要求に伴い、吸気弁のリフト量VLが小さくなるように変更された場合、新気量GAは直ちにリフト量VLの変更後の値になるのではなく、一時的にアンダーシュートしてしまうため、失火が生じる可能性があり、時には機関のストールにまで至ってしまう可能性がある。そこで、本実施形態のシステムでは、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に、失火等の発生を抑制するために、以下の図3に示すルーチンの処理をECU40に実行させることとした。
【0024】
図3は、上記の要求を満たすために、本実施の形態1においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定の微小時間毎に周期的に実行されるものとする。図3に示すルーチンでは、先ず、アクセル開度PAに基づいて、運転者のアクセル要求が検知される(ステップ100)。次いで、上記アクセル要求に応じた要求リフト量VL0が算出される(ステップ102)。
【0025】
次に、リフトセンサ44の出力に基づく吸気弁24の実リフト量VLと上記要求リフト量VL0とが比較され、リフト量VLの変更要求があるか否かが判別される(ステップ104)。その結果、リフト量VLの変更要求があったことが認められた場合には、次いで、当該リフト変更要求が実リフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求であるか否かが判別される(ステップ106)。
【0026】
上記ステップ106において、実リフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求があったと判定された場合には、実リフト量VLの変更(運転状態変更)の開始と同時に(時刻t=t0において)、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ大きくなるように制御される(ステップ108)。次いで、上記ステップ108においてスロットル開度TAが所定量ΔTAだけ大きくされた時刻t0から所定時間Δtが経過した時刻t1(=t0+Δt)において、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ小さくなるように制御される(ステップ110)。
【0027】
図4は、上記図3に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。より具体的には、図4(A)乃至図4(D)は、上段から順に、吸気弁のリフト量、スロットル開度TA、吸気管圧力PM、および新気量GAの変化を表す波形を、それぞれ示している。尚、図4中に示す検知タイミングaは、上記図3に示すルーチンにおいて、運転者のアクセル要求が検知されるタイミングを示している。
【0028】
上記図3に示すルーチンによれば、時刻t0において吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように制御されるのと同時に、スロットル開度TAが所定時間Δtに渡って所定量ΔTAだけ大きくなるように調整される(図4(A)、図4(B))。その結果、吸気管圧力PMは、図4(C)に示すように、時刻t0の経過後に、上記図2(B)の場合に比して一時的により急激に高められる。その後、吸気管圧力PMは、所定時間Δtの経過後(時刻t1)にスロットル開度TAが所定量ΔTAだけ戻されることにより、一時的にアンダーシュートした後に変更後のリフト量VLに応じた値に収束していく。
【0029】
このため、筒内に供給される新気量GAは、図4(D)に示すように、変更後のリフト量VLに応じた値に向けて段階的に変化していく。つまり、上記図3に示すルーチンによれば、上記図2(C)の場合と比べ、リフト量VLの変更に伴う新気量GAの一時的な減少を抑制することができる。これにより、リフト量VLが小さくなるように変更された場合であっても、失火等の発生が効果的に抑制される。
【0030】
ところで、上述した実施の形態1においては、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に行う制御について説明したが、本発明の制御はこのような場合に限定されるものではなく、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更される場合にも適用可能である。より具体的には、時刻t0において、リフト量VLが大きくなるように変更されるのと同時に、スロットル開度TAを所定時間Δtに渡って所定量ΔTAだけ小さくなるように制御することにより実現可能である。このような制御によれば、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更された場合に、機関のドライバビリティが悪化するのを効果的に抑制することができる。
【0031】
尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、上記ステップ100〜106の処理を実行することにより前記第1の発明における「リフト要求検知手段」が、上記ステップ108および110の処理を実行することにより前記第1または第2の発明における「新気量調整手段」が、それぞれ実現されていると共に、吸気可変動弁機構28が前記第1の発明における「リフト可変動弁機構」に相当している。
【0032】
実施の形態2.
次に、図5および図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図3のルーチンに代えて、図5のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【0033】
上述した実施の形態1では、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に、スロットル開度TAを調整することとしている。これに対し、本実施形態のシステムは、そのようなリフト量VLの変更がなされる場合に、バルブオーバーラップ期間OLを調整するという点に特徴を有している。
【0034】
図5は、本実施の形態2において、ECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図5において、実施の形態1における図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。図5に示すルーチンでは、運転者のアクセル要求に基づき、実リフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求があったと判定された場合には(ステップ100〜106)、次いで、実リフト量VLの変更の開始と同時に、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ短くなるように制御される(ステップ200)。具体的には、本ステップ200では、吸気可変動弁機構28が備えるVVT機構によって吸気バルブタイミングINが所定量ΔINだけ遅角される(IN=IN−ΔIN)と共に、排気可変動弁機構30が備えるVVT機構によって排気バルブタイミングEXが所定量ΔEXだけ進角される(EX=EX−ΔEX)。
【0035】
次に、ステップ200においてバルブオーバーラップ期間OLが短くされた時点t0から所定時間Δtが経過した時刻t1(=t0+Δt)において、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ長くなるように制御される(ステップ202)。具体的には、上記ステップ200の場合とは逆に、吸気側のVVT機構によって吸気バルブタイミングINが所定量ΔINだけ進角される(IN=IN+ΔIN)と共に、排気側のVVT機構によって排気バルブタイミングEXが所定量ΔEXだけ遅角される(EX=EX+ΔEX)。尚、上記図5に示すルーチンでは、バルブオーバーラップ期間OLを変更するために、吸気側と排気側の双方のVVT機構を使用しているが、ここでのバルブオーバーラップ期間OLの変更は、これに限らず、それらのVVT機構の何れか一方を用いて実現されるものであってもよい。
【0036】
図6は、上記図5に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。より具体的には、図6(A)乃至図6(D)は、上段から順に、吸気弁のリフト量、バルブオーバーラップ期間OL、吸気管圧力PM、および新気量GAの変化を表す波形を、それぞれ示している。
【0037】
上記図5に示すルーチンによれば、時刻t0において吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように制御されるのと同時に、バルブオーバーラップ期間OLが所定時間Δtに渡って所定量ΔOL分だけ長くなるように調整される(図6(A)、図6(B))。その結果、吸気管圧力PMは、図6(C)に示すように、時刻t0の経過直後には瞬間的な内部EGRの減少に伴い一時的に低下し、その後、新気GAが導入されることで高くなる。そして、吸気管圧力PMは、所定時間Δtの経過後(時刻t1)にバルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ長くされることにより、時刻t1経過前に比してより緩やかに収束値に向けて上昇していく。
【0038】
このため、新気量GAは、リフト量VLが小さく変更された際に、内部EGR量が減少されることに伴って、上記図2(C)の場合と比べ、変更後のリフト量VLに応じた値に向けて段階的に変化していく(図6(D))。つまり、上記図5に示すルーチンの手法によっても、上記図2(C)の場合と比べ、リフト量VLの変更に伴う新気量GAの一時的な減少を抑制することができる。これにより、リフト量VLが小さくなるように変更された場合であっても、失火等の発生が効果的に抑制される。
【0039】
ところで、上述した実施の形態2においては、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に行う制御について説明したが、本発明の制御はこのような場合に限定されるものではなく、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更される場合にも適用可能である。より具体的には、時刻t0において、リフト量VLが大きくなるように変更されるのと同時に、バルブオーバーラップ期間OLを所定時間Δtに渡って所定量ΔOL分だけ長くなるように制御することにより実現可能である。このような制御によれば、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更された場合に、機関のドライバビリティが悪化するのを効果的に抑制することができる。
【0040】
尚、上述した実施の形態2においては、ECU40が上記ステップ200および202の処理を実行することにより、前記第1または第3の発明における「新気量調整手段」が実現されていると共に、VVT機構を備える吸気可変動弁機構29、およびVVT機構を備える排気可変動弁機構30が前記第3の発明における「可変バルブタイミング機構」に相当している。
【0041】
実施の形態3.
次に、図7および図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図3のルーチンに代えて、図7のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【0042】
上述した実施の形態1では、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に、スロットル開度TAを調整することとしている。これに対し、本実施形態のシステムは、そのようなリフト量VLの変更がなされるのを検知した場合に、当該リフト量VLの変更に先立ってスロットル開度TAを調整するという点に特徴を有している。
【0043】
図7は、本実施の形態3において、ECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図7において、実施の形態1における図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。図7に示すルーチンでは、運転者のアクセル要求に基づき、実リフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求があったと判定された場合には(ステップ100〜106)、次いで、実リフト量VLの変更の開始(運転状態変更前)に先立って(時刻t=t0−Δtにおいて)、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ小さくなるように制御される(ステップ300)。次に、実リフト量VLの変更の開始と同時(時刻t0)に、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ大きくなるように制御される(ステップ302)。
【0044】
図8は、上記図7に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。より具体的には、図8(A)乃至図8(D)は、上段から順に、吸気弁のリフト量、スロットル開度TA、吸気管圧力PM、および新気量GAの変化を表す波形を、それぞれ示している。
【0045】
上記図7に示すルーチンによれば、時刻t2(=t0−Δt)において、吸気弁24のリフト量VLの変更に先立って、リフト量VLの変更が実際に開始されるまでの間、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ小さくなるように調整される(図8(A)、図8(B))。その結果、吸気管圧力PMは、図8(C)に示すように、時刻t2の経過後にスロットル開度TAが所定量ΔTAだけ戻されることにより、一時的にアンダーシュートした後に上昇に転じ、その後、時刻t0においてリフト量VLが小さくなるように変更されることにより、収束値に向けて上昇していく。
【0046】
このため、新気量GAは、予めスロットル開度TAが所定量ΔTAだけ小さくされることにより段階的に減少され、これにより、その後のリフト量VLの変更前後での新気量GAの差を事前に小さくすることができる(図8(D))。このため、リフト量VLの変更時に生ずる新気量GAの落ち込みを低減することができる。そして、リフト量VLの変更と同時にスロットル開度TAが所定量ΔTAだけ大きくされることにより、リフト量VLの減少に伴う新気量GAの一時的な減少を抑制することができる。以上説明した図7に示すルーチンの手法によっても、リフト量VLが小さくなるように変更された場合に、失火等の発生が効果的に抑制される。
【0047】
ところで、上述した実施の形態3においては、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に行う制御について説明したが、本発明の制御はこのような場合に限定されるものではなく、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更される場合にも適用可能である。より具体的には、時刻t2において、リフト量VLが大きくなるように変更されるのに先立ち、リフト量VLの変更が実際に開始されるまでの間、スロットル開度TAが所定量ΔTAだけ小さくなるように制御することにより実現可能である。このような制御によれば、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更された場合に、機関のドライバビリティが悪化するのを効果的に抑制することができる。
【0048】
尚、上述した実施の形態3においては、ECU40が上記ステップ300および302の処理を実行することにより、前記第1または第4の発明における「新気量調整手段」が実現されている。
【0049】
実施の形態4.
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図7のルーチンに代えて、図9のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【0050】
上述した実施の形態3では、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更がなされるのを検知した場合に、当該リフト量VLの変更に先立ってスロットル開度TAを調整することとしている。これに対し、本実施形態のシステムは、そのようなリフト量VLの変更がなされるのを検知した場合に、当該リフト量VLの変更に先立ってバルブオーバーラップ期間OLを調整するという点に特徴を有している。
【0051】
図9は、本実施の形態4において、ECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図9において、実施の形態3における図7に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。図9に示すルーチンでは、運転者のアクセル要求に基づき、実リフト量VLを小さくする方向のリフト変更要求があったと判定された場合には(ステップ100〜106)、次いで、時刻t2(=t0−Δt)において、実リフト量VLの変更の開始(運転状態変更前)に先立って、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ長くなるように制御される(ステップ400)。その具体的な手法は、上記ステップ202の場合と同様である。次に、実リフト量VLの変更の開始と同時(時刻t0)に、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ短くなるように制御される(ステップ402)。その具体的な手法は、上記ステップ200の場合と同様である。
【0052】
図10は、上記図9に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。より具体的には、図9(A)乃至図9(D)は、上段から順に、吸気弁のリフト量、バルブオーバーラップ期間OL、吸気管圧力PM、および新気量GAの変化を表す波形を、それぞれ示している。
【0053】
上記図9に示すルーチンによれば、時刻t2(=t0−Δt)において、吸気弁24のリフト量VLの変更に先立って、リフト量VLの変更が実際に開始されるまでの間、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ長くなるように調整される(図10(A)、図10(B))。その結果、吸気管圧力PMは、図10(C)に示すように、時刻t2の経過後に内部EGR量の増大に伴い上昇した後、時刻t0においてリフト量VLが小さくなるように変更されることにより、一時的にアンダーシュートした後収束値に向けて上昇していく。
【0054】
このため、新気量GAは、予めバルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ長くされることによる内部EGR量の増加に起因して段階的に減少され、これにより、その後のリフト量VLの変更前後での新気量GAの差を事前に小さくすることができる(図10(D))。そして、リフト量VLの変更と同時にバルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ短くされることにより(内部EGR量を減少させることにより)、リフト量VLの減少に伴う新気量GAの一時的な減少を抑制することができる。以上説明した図9に示すルーチンの手法によっても、リフト量VLが小さくなるように変更された場合に、失火等の発生が効果的に抑制される。
【0055】
ところで、上述した実施の形態4においては、吸気弁24のリフト量VLが小さくなるように変更された場合に行う制御について説明したが、本発明の制御はこのような場合に限定されるものではなく、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更される場合にも適用可能である。より具体的には、時刻t2において、リフト量VLが大きくなるように変更されるのに先立ち、リフト量VLの変更が実際に開始されるまでの間、バルブオーバーラップ期間OLが所定量ΔOL分だけ短くなるように制御することにより実現可能である。このような制御によれば、吸気弁24のリフト量VLが大きくなるように変更された場合に、機関のドライバビリティが悪化するのを効果的に抑制することができる。
【0056】
尚、上述した実施の形態4においては、ECU40が上記ステップ400および402の処理を実行することにより、前記第1または第5の発明における「新気量調整手段」が実現されている。
【0057】
ところで、上述した実施の形態1乃至4においては、スロットル開度TAまたはバルブオーバーラップ期間OLを、リフト量VLの変更要求と「同時」に調整、或いは当該リフト変更要求に先立って調整した後に当該変更要求と「同時」に再度調整することとしているが、これらのスロットル開度TAまたはバルブオーバーラップ期間OLの調整のタイミングは、上記の「同時」でなくても略同時であればよく、更に付け加えると、上記の「同時」もしくは当該同時より早い側のタイミングであるとよい。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。
【図2】本発明の制御が適用されていない内燃機関における吸気管圧力PMおよび新気量GAの挙動を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図4】図3に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図6】図5に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図7】本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図8】図7に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図9】本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図10】図9に示すルーチンの処理により実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【0059】
10 内燃機関
14 吸気通路
18 電子制御式スロットルバルブ
28 吸気可変動弁機構
30 排気可変動弁機構
40 ECU(Electronic Control Unit)




 

 


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