JPH08338272A - バルブタイミング制御装置 - Google Patents
バルブタイミング制御装置Info
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- JPH08338272A JPH08338272A JP14207795A JP14207795A JPH08338272A JP H08338272 A JPH08338272 A JP H08338272A JP 14207795 A JP14207795 A JP 14207795A JP 14207795 A JP14207795 A JP 14207795A JP H08338272 A JPH08338272 A JP H08338272A
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- valve
- timing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機関燃費悪化や排気温度の上昇を最小限にと
どめながら、効果的にノッキングを抑制する。 【構成】 内燃機関のカムシャフト1の回転位相を変化
させる可変バルブタイミング装置10を制御し、機関バ
ルブタイミングを調節するECU30を設ける。ECU
30は、機関にノッキングが発生したときに可変バルブ
タイミング装置を制御して機関バルブタイミングを遅角
させるとともに、ノックセンサ50により検出したノッ
ク強度が大きいほどバルブタイミングの遅角量を大きく
設定する。
どめながら、効果的にノッキングを抑制する。 【構成】 内燃機関のカムシャフト1の回転位相を変化
させる可変バルブタイミング装置10を制御し、機関バ
ルブタイミングを調節するECU30を設ける。ECU
30は、機関にノッキングが発生したときに可変バルブ
タイミング装置を制御して機関バルブタイミングを遅角
させるとともに、ノックセンサ50により検出したノッ
ク強度が大きいほどバルブタイミングの遅角量を大きく
設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブタイミング制御
装置に関し、詳細には内燃機関吸気弁の閉弁時期を無段
階に変化させることにより機関ノッキングを抑制するこ
とができる内燃機関のバルブタイミング制御装置に関す
る。
装置に関し、詳細には内燃機関吸気弁の閉弁時期を無段
階に変化させることにより機関ノッキングを抑制するこ
とができる内燃機関のバルブタイミング制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関では、点火時期進角時や高圧縮
比運転等でノッキングが発生することが知られている。
ノッキングが発生すると機関燃費や振動が増大するのみ
ならず、ノッキングが過大になると極端な場合にはバル
ブやプラグの溶損などの問題が生じる場合がある。
比運転等でノッキングが発生することが知られている。
ノッキングが発生すると機関燃費や振動が増大するのみ
ならず、ノッキングが過大になると極端な場合にはバル
ブやプラグの溶損などの問題が生じる場合がある。
【0003】従来の内燃機関では、機関ノッキング発生
時に点火時期を最適点火時期より遅角させてノッキング
を抑制する方法がとられている。しかし、点火時期の遅
角は機関出力の低下や燃費の悪化、排気温度の上昇等を
伴うため問題を生じる場合がある。一方、機関吸気弁閉
弁時期を可変とする可変バルブタイミング機構を備えた
機関では、吸気弁閉弁時期(以下バルブタイミングとい
う)を変更することによってノッキングを抑制すること
が可能であることが知られている。
時に点火時期を最適点火時期より遅角させてノッキング
を抑制する方法がとられている。しかし、点火時期の遅
角は機関出力の低下や燃費の悪化、排気温度の上昇等を
伴うため問題を生じる場合がある。一方、機関吸気弁閉
弁時期を可変とする可変バルブタイミング機構を備えた
機関では、吸気弁閉弁時期(以下バルブタイミングとい
う)を変更することによってノッキングを抑制すること
が可能であることが知られている。
【0004】例えば、通常の機関では、吸気弁の閉弁時
期は各気筒の吸気行程下死点後の一定クランク角(AB
DC)に固定されているが、可変バルブタイミング機構
を備えた機関では、この吸気弁の閉弁時期を進角または
遅角側に移動させることによりノッキングを抑制するこ
とができる。すなわち、バルブタイミングをある程度以
上進角させると吸気弁はピストンが吸気行程下死点に到
達する前に閉弁するようになる。このため、バルブタイ
ミングの進角量がある程度以上の領域では、バルブタイ
ミングを進角させるほど機関に吸入される空気量が減少
し、機関の吸気体積効率と実圧縮比とが低下する。機関
実圧縮比が低下すると機関のノック限界(ノッキングの
生じる点火時期)は進角側に移動するため、ノッキング
発生時にある程度以上バルブタイミングを進角させるこ
とにより、点火時期を遅角させることなく機関のノッキ
ングを抑制することが可能となる。また、逆にバルブタ
イミングを遅角させることによってもノッキングを抑制
することができる。例えば、バルブタイミングを通常の
状態より遅角させると、吸気弁は吸気行程下死点後の気
筒圧縮行程初期まで開いていることになる。この場合、
吸気弁開弁中は気筒内の混合気の圧縮は行われないため
実際の圧縮行程は吸気弁閉弁時から開始されることとな
る。このため、吸気弁閉弁時期を遅角させるほど実質的
な圧縮行程は短くなり機関の吸気体積効率と実圧縮比と
は低下することになる。このため、バルブタイミングを
遅角することによっても点火時期を遅角することなく機
関のノッキングを抑制することが可能となる。
期は各気筒の吸気行程下死点後の一定クランク角(AB
DC)に固定されているが、可変バルブタイミング機構
を備えた機関では、この吸気弁の閉弁時期を進角または
遅角側に移動させることによりノッキングを抑制するこ
とができる。すなわち、バルブタイミングをある程度以
上進角させると吸気弁はピストンが吸気行程下死点に到
達する前に閉弁するようになる。このため、バルブタイ
ミングの進角量がある程度以上の領域では、バルブタイ
ミングを進角させるほど機関に吸入される空気量が減少
し、機関の吸気体積効率と実圧縮比とが低下する。機関
実圧縮比が低下すると機関のノック限界(ノッキングの
生じる点火時期)は進角側に移動するため、ノッキング
発生時にある程度以上バルブタイミングを進角させるこ
とにより、点火時期を遅角させることなく機関のノッキ
ングを抑制することが可能となる。また、逆にバルブタ
イミングを遅角させることによってもノッキングを抑制
することができる。例えば、バルブタイミングを通常の
状態より遅角させると、吸気弁は吸気行程下死点後の気
筒圧縮行程初期まで開いていることになる。この場合、
吸気弁開弁中は気筒内の混合気の圧縮は行われないため
実際の圧縮行程は吸気弁閉弁時から開始されることとな
る。このため、吸気弁閉弁時期を遅角させるほど実質的
な圧縮行程は短くなり機関の吸気体積効率と実圧縮比と
は低下することになる。このため、バルブタイミングを
遅角することによっても点火時期を遅角することなく機
関のノッキングを抑制することが可能となる。
【0005】上記のように、機関バルブタイミングを変
更することによりノッキングを抑制するバルブタイミン
グ制御装置の例としては、例えば実開平3−41150
号公報に記載されたものがある。同公報の装置は、機関
運転状態に応じて吸気弁の閉弁時期を切り換える可変バ
ルブタイミング機構を備え、ノッキング発生時には点火
時期を遅角してノッキングを抑制するとともに、ノッキ
ング発生時の点火時期遅角量が所定量以上になったとき
には点火時期の遅角に加えて吸気弁の閉弁時期を遅角側
に切り換えてノッキングの抑制を行っている。
更することによりノッキングを抑制するバルブタイミン
グ制御装置の例としては、例えば実開平3−41150
号公報に記載されたものがある。同公報の装置は、機関
運転状態に応じて吸気弁の閉弁時期を切り換える可変バ
ルブタイミング機構を備え、ノッキング発生時には点火
時期を遅角してノッキングを抑制するとともに、ノッキ
ング発生時の点火時期遅角量が所定量以上になったとき
には点火時期の遅角に加えて吸気弁の閉弁時期を遅角側
に切り換えてノッキングの抑制を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記実開平
3−41150号公報のバルブタイミング制御装置のよ
うに、ノッキング発生時に点火時期遅角量が所定量より
大きくなった場合にのみバルブタイミングを遅角側に切
り換えるようにすると問題を生じる場合がある。すなわ
ち、上記装置では、バルブタイミングは機関運転状態に
応じて進角側のバルブタイミングと遅角側のバルブタイ
ミングとを選択するバルブタイミング制御を行っている
が、ノッキング発生時にも点火時期が所定量以上になる
まではこのバルブタイミング制御が実行されることにな
る。このため、例えば機関運転状態に応じてバルブタイ
ミングが遅角側に切り換えられているときにノッキング
が発生したような場合には、点火時期遅角によるノッキ
ング抑制が行われていても、点火時期遅角量が前記所定
量以上になっていなければ、機関運転状態の変化に応じ
てバルブタイミングが進角側に切り換えられてしまう場
合が生じる可能性がある。
3−41150号公報のバルブタイミング制御装置のよ
うに、ノッキング発生時に点火時期遅角量が所定量より
大きくなった場合にのみバルブタイミングを遅角側に切
り換えるようにすると問題を生じる場合がある。すなわ
ち、上記装置では、バルブタイミングは機関運転状態に
応じて進角側のバルブタイミングと遅角側のバルブタイ
ミングとを選択するバルブタイミング制御を行っている
が、ノッキング発生時にも点火時期が所定量以上になる
まではこのバルブタイミング制御が実行されることにな
る。このため、例えば機関運転状態に応じてバルブタイ
ミングが遅角側に切り換えられているときにノッキング
が発生したような場合には、点火時期遅角によるノッキ
ング抑制が行われていても、点火時期遅角量が前記所定
量以上になっていなければ、機関運転状態の変化に応じ
てバルブタイミングが進角側に切り換えられてしまう場
合が生じる可能性がある。
【0007】バルブタイミングが進角側に切り換えられ
ると実圧縮比の増大によりノッキングが発生しやすくな
るため、このような状態が生じると点火時期遅角により
抑制されていたノッキングが再度発生するようになり、
更に点火時期を遅角させなければならなくなる問題が生
じる。すなわち、上記公報のバルブタイミング制御装置
ではノッキング発生時であっても、点火時期遅角量が所
定量以上になるまではノッキングを考慮して機関バルブ
タイミングが設定されないため、ノッキング発生時にバ
ルブタイミングが逆にノッキングが発生しやすくなる方
向に制御されてしまう場合が生じるのである。
ると実圧縮比の増大によりノッキングが発生しやすくな
るため、このような状態が生じると点火時期遅角により
抑制されていたノッキングが再度発生するようになり、
更に点火時期を遅角させなければならなくなる問題が生
じる。すなわち、上記公報のバルブタイミング制御装置
ではノッキング発生時であっても、点火時期遅角量が所
定量以上になるまではノッキングを考慮して機関バルブ
タイミングが設定されないため、ノッキング発生時にバ
ルブタイミングが逆にノッキングが発生しやすくなる方
向に制御されてしまう場合が生じるのである。
【0008】本発明は、上記問題に鑑み、ノッキング発
生時にノッキングの程度に応じたバルブタイミング制御
を行うことにより、点火時期遅角によるノッキング抑制
操作と矛盾した動作をすることを防止可能なバルブタイ
ミング制御装置を提供することを1つの目的としてい
る。また、上記公報の装置では、機関運転時にノッキン
グが発生してから、点火時期遅角やバルブタイミング遅
角等のノッキング抑制操作が実行されるため、ノッキン
グの発生そのものを防止することはできない。
生時にノッキングの程度に応じたバルブタイミング制御
を行うことにより、点火時期遅角によるノッキング抑制
操作と矛盾した動作をすることを防止可能なバルブタイ
ミング制御装置を提供することを1つの目的としてい
る。また、上記公報の装置では、機関運転時にノッキン
グが発生してから、点火時期遅角やバルブタイミング遅
角等のノッキング抑制操作が実行されるため、ノッキン
グの発生そのものを防止することはできない。
【0009】本発明は、この問題に鑑み、ノッキングの
発生に影響を与える運転状態からノッキング発生の可能
性を判断し、このノッキング発生の可能性に基づいてバ
ルブタイミングを制御することによりノッキング発生を
効果的に防止することが可能なバルブタイミング制御装
置を提供することをもう1つの目的としている。
発生に影響を与える運転状態からノッキング発生の可能
性を判断し、このノッキング発生の可能性に基づいてバ
ルブタイミングを制御することによりノッキング発生を
効果的に防止することが可能なバルブタイミング制御装
置を提供することをもう1つの目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の運転条件に応じて機関吸気弁閉弁時
期の目標値を設定するバルブタイミング設定手段と、機
関に生じたノッキングの強度を検出するノック強度検出
手段と、検出されたノック強度が大きいほど前記吸気弁
閉弁時期目標値を、機関実圧縮比が低下する方向に大き
く補正する補正手段と、機関吸気弁の閉弁時期を前記補
正手段により補正された後の目標値に制御するバルブタ
イミング制御手段と、を備えたバルブタイミング制御装
置が提供される。
よれば、内燃機関の運転条件に応じて機関吸気弁閉弁時
期の目標値を設定するバルブタイミング設定手段と、機
関に生じたノッキングの強度を検出するノック強度検出
手段と、検出されたノック強度が大きいほど前記吸気弁
閉弁時期目標値を、機関実圧縮比が低下する方向に大き
く補正する補正手段と、機関吸気弁の閉弁時期を前記補
正手段により補正された後の目標値に制御するバルブタ
イミング制御手段と、を備えたバルブタイミング制御装
置が提供される。
【0011】請求項2に記載の発明によれば、内燃機関
の運転条件に応じて機関吸気弁閉弁時期の目標値を設定
するバルブタイミング設定手段と、機関のノッキング発
生に関与する運転状態パラメータを検出するパラメータ
検出手段と、前記運転状態パラメータの値がノッキング
が発生しやすい値であるほど、機関吸気弁閉弁時期を、
機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正する補正手段
と、機関吸気弁の閉弁時期を前記補正手段により補正さ
れた後の目標値に制御するバルブタイミング制御手段
と、を備えたバルブタイミング制御装置が提供される。
の運転条件に応じて機関吸気弁閉弁時期の目標値を設定
するバルブタイミング設定手段と、機関のノッキング発
生に関与する運転状態パラメータを検出するパラメータ
検出手段と、前記運転状態パラメータの値がノッキング
が発生しやすい値であるほど、機関吸気弁閉弁時期を、
機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正する補正手段
と、機関吸気弁の閉弁時期を前記補正手段により補正さ
れた後の目標値に制御するバルブタイミング制御手段
と、を備えたバルブタイミング制御装置が提供される。
【0012】請求項3に記載の発明によれば、前記パラ
メータ検出手段は、機関燃焼室内のデポジット堆積量を
検出する手段を備え、前記補正手段は、前記デポジット
堆積量が大きいほど吸気弁閉弁時期を、機関実圧縮比が
低下する方向に大きく補正する請求項2に記載のバルブ
タイミング制御装置が提供される。請求項4に記載の発
明によれば、前記内燃機関は変速機を有する自動車用内
燃機関であり、前記パラメータ検出手段は、変速機シフ
ト位置を検出するシフト位置検出手段を備え、前記補正
手段は、変速機シフト位置が低速ギヤ側であるほど吸気
弁閉弁時期を、機関実圧縮比が大きく低下する方向に補
正する請求項2のバルブタイミング制御装置が提供され
る。
メータ検出手段は、機関燃焼室内のデポジット堆積量を
検出する手段を備え、前記補正手段は、前記デポジット
堆積量が大きいほど吸気弁閉弁時期を、機関実圧縮比が
低下する方向に大きく補正する請求項2に記載のバルブ
タイミング制御装置が提供される。請求項4に記載の発
明によれば、前記内燃機関は変速機を有する自動車用内
燃機関であり、前記パラメータ検出手段は、変速機シフ
ト位置を検出するシフト位置検出手段を備え、前記補正
手段は、変速機シフト位置が低速ギヤ側であるほど吸気
弁閉弁時期を、機関実圧縮比が大きく低下する方向に補
正する請求項2のバルブタイミング制御装置が提供され
る。
【0013】
【作用】請求項1に記載のバルブタイミング制御装置で
は、補正手段は、機関バルブタイミング目標値を検出さ
れたノック強度が大きいほど機関実圧縮比が大きく低下
する方向に補正する。バルブタイミング制御手段は、機
関バルブタイミングを補正後の目標値に制御するため、
ノッキング発生時には機関実圧縮比がノック強度に応じ
て制御される。
は、補正手段は、機関バルブタイミング目標値を検出さ
れたノック強度が大きいほど機関実圧縮比が大きく低下
する方向に補正する。バルブタイミング制御手段は、機
関バルブタイミングを補正後の目標値に制御するため、
ノッキング発生時には機関実圧縮比がノック強度に応じ
て制御される。
【0014】請求項2に記載のバルブタイミング制御装
置では、補正手段は、機関運転状態パラメータの値がノ
ッキングが発生しやすい値であるほどバルブタイミング
を機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正する。バル
ブタイミング制御手段は、機関バルブタイミングを補正
後の目標値に制御するため、機関にノッキングが発生し
やすい運転状態であるほどは機関実圧縮比が大きく低下
される。
置では、補正手段は、機関運転状態パラメータの値がノ
ッキングが発生しやすい値であるほどバルブタイミング
を機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正する。バル
ブタイミング制御手段は、機関バルブタイミングを補正
後の目標値に制御するため、機関にノッキングが発生し
やすい運転状態であるほどは機関実圧縮比が大きく低下
される。
【0015】請求項3に記載のバルブタイミング制御装
置では、請求項2の機関運転状態パラメータとして機関
燃焼室内のデポジット堆積量が用いられ、機関実圧縮比
はデポジット堆積量が大きいほど大きく低下される。請
求項4に記載のバルブタイミング制御装置では、請求項
2の機関運転状態パラメータとして変速機シフト位置が
用いられ、変速機シフト位置が低速ギヤ側であるほど機
関実圧縮比が低下される。
置では、請求項2の機関運転状態パラメータとして機関
燃焼室内のデポジット堆積量が用いられ、機関実圧縮比
はデポジット堆積量が大きいほど大きく低下される。請
求項4に記載のバルブタイミング制御装置では、請求項
2の機関運転状態パラメータとして変速機シフト位置が
用いられ、変速機シフト位置が低速ギヤ側であるほど機
関実圧縮比が低下される。
【0016】
【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図1は本発明のノッキング制御装置を自動車用
4サイクル内燃機関に適用した場合の実施例の主要部構
成を示す図である。本実施例においては、吸気弁と排気
弁との開閉駆動用にそれぞれ別のカムシャフトを有する
ダブルオーバーヘッドカムシャフト(DOHC)型機関
が使用されており、図1にはこのDOHC型機関の吸気
弁駆動用カムシャフト(吸気カムシャフト)1部分のみ
を示している。
明する。図1は本発明のノッキング制御装置を自動車用
4サイクル内燃機関に適用した場合の実施例の主要部構
成を示す図である。本実施例においては、吸気弁と排気
弁との開閉駆動用にそれぞれ別のカムシャフトを有する
ダブルオーバーヘッドカムシャフト(DOHC)型機関
が使用されており、図1にはこのDOHC型機関の吸気
弁駆動用カムシャフト(吸気カムシャフト)1部分のみ
を示している。
【0017】本実施例では、吸気カムシャフト1の端部
には後述する可変バルブタイミング装置10が接続され
ている。可変バルブタイミング装置10は、図1に25
で示すリニアソレノイドバルブにより供給される油圧に
より作動し、機関の吸気弁開閉時期を無段階に調節する
ことが可能となっている。可変バルブタイミング装置1
0の構成、作動については後に詳述する。
には後述する可変バルブタイミング装置10が接続され
ている。可変バルブタイミング装置10は、図1に25
で示すリニアソレノイドバルブにより供給される油圧に
より作動し、機関の吸気弁開閉時期を無段階に調節する
ことが可能となっている。可変バルブタイミング装置1
0の構成、作動については後に詳述する。
【0018】図1に30で示すのは、機関の制御回路
(ECU)である。本実施例では、ECU30はリード
オンリメモリ(ROM)32、ランダムアクセスメモリ
(RAM)33、マイクロプロセッサ(CPU)34、
入力ポート35、出力ポート36、及びバッテリに直結
され機関停止時にも記憶保持可能なバックアップRAM
37を相互に双方向性バス31で接続した公知の構成の
ディジタルコンピュータとされ。機関の燃料噴射量、点
火時期等の基本制御を行う他、後述するバルブタイミン
グ制御を行い機関のノッキングを抑制する。
(ECU)である。本実施例では、ECU30はリード
オンリメモリ(ROM)32、ランダムアクセスメモリ
(RAM)33、マイクロプロセッサ(CPU)34、
入力ポート35、出力ポート36、及びバッテリに直結
され機関停止時にも記憶保持可能なバックアップRAM
37を相互に双方向性バス31で接続した公知の構成の
ディジタルコンピュータとされ。機関の燃料噴射量、点
火時期等の基本制御を行う他、後述するバルブタイミン
グ制御を行い機関のノッキングを抑制する。
【0019】これらの制御のために、ECU30の入力
ポート35には機関の運転状態を表す種々のパラメータ
が以下に説明するセンサからそれぞれ入力されている。
図1に41で示すのは、機関の吸気通路(図示せず)に
配置されたエアフローメータである。エアフローメータ
41は、例えば可動ベーン型のものが使用され、機関吸
入空気量に比例した電圧信号を発生する。エアフローメ
ータ41からの電圧信号はマルチプレクサ内蔵型のAD
変換器38を介してECU30の入力ポートに供給され
る。また、43は機関の排気通路(図示せず)に配置さ
れた空燃比センサである。空燃比センサ43は排気中の
酸素濃度を検出し、機関空燃比に対応する電圧信号を出
力する。この信号はAD変換器38を介してECU30
の入力ポートに供給される。この空燃比信号は機関燃料
噴射制御と後述する燃焼室のデポジット堆積量の算出に
使用される。
ポート35には機関の運転状態を表す種々のパラメータ
が以下に説明するセンサからそれぞれ入力されている。
図1に41で示すのは、機関の吸気通路(図示せず)に
配置されたエアフローメータである。エアフローメータ
41は、例えば可動ベーン型のものが使用され、機関吸
入空気量に比例した電圧信号を発生する。エアフローメ
ータ41からの電圧信号はマルチプレクサ内蔵型のAD
変換器38を介してECU30の入力ポートに供給され
る。また、43は機関の排気通路(図示せず)に配置さ
れた空燃比センサである。空燃比センサ43は排気中の
酸素濃度を検出し、機関空燃比に対応する電圧信号を出
力する。この信号はAD変換器38を介してECU30
の入力ポートに供給される。この空燃比信号は機関燃料
噴射制御と後述する燃焼室のデポジット堆積量の算出に
使用される。
【0020】図1に50で示すのは、機関に生じたノッ
キングの強度を検出するノックセンサである。ノックセ
ンサ50は機関のシリンダブロックに取り付けられた特
定の周波数の振動を検出する振動センサからなってい
る。シリンダ内でノッキングが発生するとシリンダ内の
圧力変動により固有の周波数(例えば5から20KHz
程度)の振動が発生する。ノックセンサ50はシリンダ
ブロックに伝達される上記周波数の振動の振幅を検出し
電圧信号に変換する。ノック強度が大きければシリンダ
ブロックに伝達されるノッキング振動の振幅も大きくな
るため、ノックセンサ50の電圧信号からノック強度を
検出することができる。ノックセンサ50の出力もAD
変換器38を介してECU30の入力ポートに供給され
ている。
キングの強度を検出するノックセンサである。ノックセ
ンサ50は機関のシリンダブロックに取り付けられた特
定の周波数の振動を検出する振動センサからなってい
る。シリンダ内でノッキングが発生するとシリンダ内の
圧力変動により固有の周波数(例えば5から20KHz
程度)の振動が発生する。ノックセンサ50はシリンダ
ブロックに伝達される上記周波数の振動の振幅を検出し
電圧信号に変換する。ノック強度が大きければシリンダ
ブロックに伝達されるノッキング振動の振幅も大きくな
るため、ノックセンサ50の電圧信号からノック強度を
検出することができる。ノックセンサ50の出力もAD
変換器38を介してECU30の入力ポートに供給され
ている。
【0021】なお、本実施例では、振動検出型のノック
センサ50を使用しているが、気筒内の燃焼圧力を検出
する燃焼圧センサを有する機関では、燃焼圧センサの出
力に基づいてノック強度を検出することも可能である。
ノック発生時には気筒内の燃焼圧がピークに達した後に
上述の固有の周波数の燃焼圧変動が発生する。このた
め、燃焼圧センサ出力をフィルター処理して上記固有の
周波数の圧力変動の振幅を検出することにより、振動検
出型ノックセンサと同様にノック強度を検出することが
できる。
センサ50を使用しているが、気筒内の燃焼圧力を検出
する燃焼圧センサを有する機関では、燃焼圧センサの出
力に基づいてノック強度を検出することも可能である。
ノック発生時には気筒内の燃焼圧がピークに達した後に
上述の固有の周波数の燃焼圧変動が発生する。このた
め、燃焼圧センサ出力をフィルター処理して上記固有の
周波数の圧力変動の振幅を検出することにより、振動検
出型ノックセンサと同様にノック強度を検出することが
できる。
【0022】ECU30の入力ポート35には、吸気カ
ムシャフト1に設けられたカム軸回転角センサ45から
カムシャフト1の回転角CMAを表すパルス信号と、ク
ランク軸に設けられたクランク軸回転角センサ46から
クランク軸回転角CAを表すパルス信号とがそれぞれ入
力されている。クランク軸回転角センサ46からのパル
ス信号は、クランク軸回転720度毎に出力される、ク
ランク軸の基準位置を示すN1信号と、クランク軸回転
30度毎に出力されるNE信号とからなり、カム軸回転
角センサ45からはカムシャフト回転360度毎にカム
シャフトが基準位置に到達したことを示すCN1パルス
信号が発生する。ECU30は一定時間毎にNE信号の
パルス間隔から機関回転数NEを計算するとともに、こ
の機関回転数NEを用いてN1信号とCN1信号との時
間間隔からカムシャフト1の回転位相(後述する吸気弁
のバルブタイミング)VTを演算する。この演算結果は
RAM33の所定の領域に格納される。
ムシャフト1に設けられたカム軸回転角センサ45から
カムシャフト1の回転角CMAを表すパルス信号と、ク
ランク軸に設けられたクランク軸回転角センサ46から
クランク軸回転角CAを表すパルス信号とがそれぞれ入
力されている。クランク軸回転角センサ46からのパル
ス信号は、クランク軸回転720度毎に出力される、ク
ランク軸の基準位置を示すN1信号と、クランク軸回転
30度毎に出力されるNE信号とからなり、カム軸回転
角センサ45からはカムシャフト回転360度毎にカム
シャフトが基準位置に到達したことを示すCN1パルス
信号が発生する。ECU30は一定時間毎にNE信号の
パルス間隔から機関回転数NEを計算するとともに、こ
の機関回転数NEを用いてN1信号とCN1信号との時
間間隔からカムシャフト1の回転位相(後述する吸気弁
のバルブタイミング)VTを演算する。この演算結果は
RAM33の所定の領域に格納される。
【0023】また、ECU30の入力ポート35には機
関出力軸に接続された変速機(図示せず)の変速状態
(使用ギヤ)を表す信号がシフトポジションセンサ47
から入力されている。本実施例では、エアフローメータ
41からの吸入空気量信号と空燃比センサ43からの空
燃比信号はそれぞれ一定時間毎に行われるAD変換ルー
チンによりAD変換され、RAM33の所定領域に格納
される。
関出力軸に接続された変速機(図示せず)の変速状態
(使用ギヤ)を表す信号がシフトポジションセンサ47
から入力されている。本実施例では、エアフローメータ
41からの吸入空気量信号と空燃比センサ43からの空
燃比信号はそれぞれ一定時間毎に行われるAD変換ルー
チンによりAD変換され、RAM33の所定領域に格納
される。
【0024】すなわち、RAM33に格納された機関回
転数データNE、バルブタイミングVT、吸入空気量デ
ータG、空燃比データ、及びノック強度NK、変速機使
用ギヤSPのデータは一定時間毎に更新され、常時最新
の値がRAM33に格納されている。一方ECU30の
出力ポート36は、駆動回路48を介して前述のリニア
ソレノイドバルブ25のリニアソレノイドアクチュエー
タ25bに接続され、可変バルブタイミング装置10の
動作を制御している。
転数データNE、バルブタイミングVT、吸入空気量デ
ータG、空燃比データ、及びノック強度NK、変速機使
用ギヤSPのデータは一定時間毎に更新され、常時最新
の値がRAM33に格納されている。一方ECU30の
出力ポート36は、駆動回路48を介して前述のリニア
ソレノイドバルブ25のリニアソレノイドアクチュエー
タ25bに接続され、可変バルブタイミング装置10の
動作を制御している。
【0025】次に、本実施例の可変バルブタイミング装
置10について説明する。図1に示すように、可変バル
ブタイミング装置10は、円筒状スリーブ13を有する
タイミングプーリ12と、カムシャフト1の端部を覆う
カバー14とを備えており、タイミングプーリ12は円
筒状スリーブ13を介して、吸気カムシャフト1の周囲
にカムシャフト1に対して回転可能に装着されている。
また、カバー14はタイミングプーリ12にボルト15
により固定され、プーリ12と一体に回転するようにな
っている。
置10について説明する。図1に示すように、可変バル
ブタイミング装置10は、円筒状スリーブ13を有する
タイミングプーリ12と、カムシャフト1の端部を覆う
カバー14とを備えており、タイミングプーリ12は円
筒状スリーブ13を介して、吸気カムシャフト1の周囲
にカムシャフト1に対して回転可能に装着されている。
また、カバー14はタイミングプーリ12にボルト15
により固定され、プーリ12と一体に回転するようにな
っている。
【0026】カバー14内部にはピストン部材17が設
けられている。ピストン部材17は、円環状のピストン
部19と、ピストン部19から延設された円筒部21と
を備えており、ピストン部19の外周面と内周面とは、
カバー14の内周面とプーリ12のスリーブ13の外周
面とにそれぞれ摺接している。また、ピストン部材17
の円筒部21の外周面と内周面とには、それぞれ所定の
捩じれ角を有するアウターヘリカルギヤ21aとインナ
ーヘリカルギヤ21bとが刻設されており、アウターヘ
リカルギヤ21aはカバー14内周面に形成された内歯
ヘリカルギヤ22aと、またインナーヘリカルギヤ21
bはカムシャフト1の端面にボルト1a、ピン1bによ
り一体に装着されたリング状の外歯ヘリカルギヤ22b
とそれぞれ噛合している。
けられている。ピストン部材17は、円環状のピストン
部19と、ピストン部19から延設された円筒部21と
を備えており、ピストン部19の外周面と内周面とは、
カバー14の内周面とプーリ12のスリーブ13の外周
面とにそれぞれ摺接している。また、ピストン部材17
の円筒部21の外周面と内周面とには、それぞれ所定の
捩じれ角を有するアウターヘリカルギヤ21aとインナ
ーヘリカルギヤ21bとが刻設されており、アウターヘ
リカルギヤ21aはカバー14内周面に形成された内歯
ヘリカルギヤ22aと、またインナーヘリカルギヤ21
bはカムシャフト1の端面にボルト1a、ピン1bによ
り一体に装着されたリング状の外歯ヘリカルギヤ22b
とそれぞれ噛合している。
【0027】本実施例の可変バルブタイミング装置10
では、機関のクランク軸(図示せず)の回転は、タイミ
ングベルト12aを介してタイミングプーリ12に伝え
られる。プーリ12が回転すると、カバー14がプーリ
12と一体に回転し、ヘリカルギヤ22a、21aを介
してカバー14に連結されたピストン部材17がカバー
14と一体に回転する。ピストン部材17は、ヘリカル
ギヤ21b、22bを介してカムシャフト1に連結され
ているため、これによりカムシャフト1がプーリ12と
一体に回転する。
では、機関のクランク軸(図示せず)の回転は、タイミ
ングベルト12aを介してタイミングプーリ12に伝え
られる。プーリ12が回転すると、カバー14がプーリ
12と一体に回転し、ヘリカルギヤ22a、21aを介
してカバー14に連結されたピストン部材17がカバー
14と一体に回転する。ピストン部材17は、ヘリカル
ギヤ21b、22bを介してカムシャフト1に連結され
ているため、これによりカムシャフト1がプーリ12と
一体に回転する。
【0028】すなわち、本実施例の可変バルブタイミン
グ装置10では、カムシャフト1の回転駆動力は、クラ
ンク軸からタイミングベルト12aを介してタイミング
プーリ12に伝達され、プーリ12からカバー14、ヘ
リカルギヤ22a、21a、ピストン部材17及びヘリ
カルギヤ21b、22bを経てカムシャフト1に伝達さ
れる。
グ装置10では、カムシャフト1の回転駆動力は、クラ
ンク軸からタイミングベルト12aを介してタイミング
プーリ12に伝達され、プーリ12からカバー14、ヘ
リカルギヤ22a、21a、ピストン部材17及びヘリ
カルギヤ21b、22bを経てカムシャフト1に伝達さ
れる。
【0029】本実施例の可変バルブタイミング装置10
は、ピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移動
させることにより吸気弁のバルブタイミングの変更を行
う。すなわち、ピストン部材17は、互いに噛合する、
それぞれ所定の捩じれ角のヘリカルギヤ22a、21a
と21b、22bとによってカバー14およびカムシャ
フト1に連結されている。このため、ピストン部材17
がカムシャフト軸線方向に移動すると、ヘリカルギヤ2
2aと21a及び21b、22bの噛合位置はそれぞれ
の歯筋に沿って軸線方向に移動する。ところが、それぞ
れのギヤの歯面は、カムシャフト軸線方向に対して異な
る捩じれ角を有するため、噛合位置が軸線方向に移動す
ると、カバー14とピストン部材17、及びピストン部
材17とカムシャフト1とはそれぞれヘリカルギヤの歯
筋に沿って円周方向に相対移動する。このため、ピスト
ン部材17の軸線方向移動にともなってカバー14とピ
ストン部材17、及びピストン部材17とカムシャフト
1とは相対的に回転することになる。従って、機関の運
転中にピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移
動させることにより、タイミングプーリ12の回転位
相、すなわちクランク軸の回転位相に対するカムシャフ
ト1の回転位相を進める(或いは遅らせる)ことが可能
となり、カムシャフト1に駆動される吸気弁の開閉タイ
ミングを進角(或いは遅角)させることができる。
は、ピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移動
させることにより吸気弁のバルブタイミングの変更を行
う。すなわち、ピストン部材17は、互いに噛合する、
それぞれ所定の捩じれ角のヘリカルギヤ22a、21a
と21b、22bとによってカバー14およびカムシャ
フト1に連結されている。このため、ピストン部材17
がカムシャフト軸線方向に移動すると、ヘリカルギヤ2
2aと21a及び21b、22bの噛合位置はそれぞれ
の歯筋に沿って軸線方向に移動する。ところが、それぞ
れのギヤの歯面は、カムシャフト軸線方向に対して異な
る捩じれ角を有するため、噛合位置が軸線方向に移動す
ると、カバー14とピストン部材17、及びピストン部
材17とカムシャフト1とはそれぞれヘリカルギヤの歯
筋に沿って円周方向に相対移動する。このため、ピスト
ン部材17の軸線方向移動にともなってカバー14とピ
ストン部材17、及びピストン部材17とカムシャフト
1とは相対的に回転することになる。従って、機関の運
転中にピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移
動させることにより、タイミングプーリ12の回転位
相、すなわちクランク軸の回転位相に対するカムシャフ
ト1の回転位相を進める(或いは遅らせる)ことが可能
となり、カムシャフト1に駆動される吸気弁の開閉タイ
ミングを進角(或いは遅角)させることができる。
【0030】上述のように、本実施例の可変バルブタイ
ミング装置10は吸気カムシャフト1の回転位相のみを
変化させるものであるため、バルブタイミング変更の際
には吸気弁の開弁時期と閉弁時期とは常に同じ量だけ変
化し、吸気弁の開弁期間自体は一定に維持される。本実
施例では、機関運転中に、油圧によりピストン部材17
を移動させることにより吸気弁のバルブタイミング変更
操作を行う。図1に示すように、カムシャフト1内には
2つの油通路2及び3が軸線方向に沿って穿設されてい
る。油通路2はカムシャフト1の中心に設けられ、油通
路2の軸端側はボルト1aに穿設されたポート2aを介
してカバー14内面とピストン17の軸端側端面との間
に形成される油圧室5に連通している。また、油通路2
のもう一方の端部はカムシャフト1に半径方向に穿設さ
れたポート2bを介して後述するリニアソレノイドバル
ブ25に接続されている。一方、油通路3の軸端側端部
は前述のリング状外歯ヘリカルギヤ22bにより閉塞さ
れている。また、油通路3は半径方向に穿設されたポー
ト3aを介して、ピストン17端面とタイミングプーリ
12及びカバー14とで画定される油圧室8に連通する
とともに、ポート3bを介してリニアソレノイドバルブ
25に連通している。
ミング装置10は吸気カムシャフト1の回転位相のみを
変化させるものであるため、バルブタイミング変更の際
には吸気弁の開弁時期と閉弁時期とは常に同じ量だけ変
化し、吸気弁の開弁期間自体は一定に維持される。本実
施例では、機関運転中に、油圧によりピストン部材17
を移動させることにより吸気弁のバルブタイミング変更
操作を行う。図1に示すように、カムシャフト1内には
2つの油通路2及び3が軸線方向に沿って穿設されてい
る。油通路2はカムシャフト1の中心に設けられ、油通
路2の軸端側はボルト1aに穿設されたポート2aを介
してカバー14内面とピストン17の軸端側端面との間
に形成される油圧室5に連通している。また、油通路2
のもう一方の端部はカムシャフト1に半径方向に穿設さ
れたポート2bを介して後述するリニアソレノイドバル
ブ25に接続されている。一方、油通路3の軸端側端部
は前述のリング状外歯ヘリカルギヤ22bにより閉塞さ
れている。また、油通路3は半径方向に穿設されたポー
ト3aを介して、ピストン17端面とタイミングプーリ
12及びカバー14とで画定される油圧室8に連通する
とともに、ポート3bを介してリニアソレノイドバルブ
25に連通している。
【0031】リニアソレノイドバルブ25は、スプール
26を有するスプール弁であり、前述の油通路2のポー
ト2bに配管を介して接続された油圧ポート26aと、
油通路3のポート3bに配管を介して接続された油圧ポ
ート26b、機関潤滑油ポンプ等の圧力油供給源28に
接続されたポート26c及び2つのドレーンポート26
d、26eを備えている。バルブ25のスプール26は
ポート26aと26bのうちのいずれかをポート26c
に連通し、他方をドレーンポートに接続するように動作
する。
26を有するスプール弁であり、前述の油通路2のポー
ト2bに配管を介して接続された油圧ポート26aと、
油通路3のポート3bに配管を介して接続された油圧ポ
ート26b、機関潤滑油ポンプ等の圧力油供給源28に
接続されたポート26c及び2つのドレーンポート26
d、26eを備えている。バルブ25のスプール26は
ポート26aと26bのうちのいずれかをポート26c
に連通し、他方をドレーンポートに接続するように動作
する。
【0032】すなわち、図1においてスプール26が左
方向に移動すると、油圧通路2のポート2bに連通する
ポート26aはポート26cを介して油圧供給源28に
接続され、ドレーンポート26dは閉鎖される。また、
この時同時に油圧通路3のポート3bに接続されたポー
ト26bはドレーンポート26eに連通する。このた
め、可変バルブタイミング装置10の油圧室5には、機
関の潤滑油ポンプ等の油圧供給源28から油圧通路2、
ポート2aを介して潤滑油が流入し、ピストン19を図
1右方向に押圧する。また、この時油圧室8内の潤滑油
はポート3aから油通路3、ポート3b、リニアソレノ
イドバルブ25のポート26b等を通ドレーンポート2
6eから排出される。このため、ピストン部材17は図
1右方向に移動する。
方向に移動すると、油圧通路2のポート2bに連通する
ポート26aはポート26cを介して油圧供給源28に
接続され、ドレーンポート26dは閉鎖される。また、
この時同時に油圧通路3のポート3bに接続されたポー
ト26bはドレーンポート26eに連通する。このた
め、可変バルブタイミング装置10の油圧室5には、機
関の潤滑油ポンプ等の油圧供給源28から油圧通路2、
ポート2aを介して潤滑油が流入し、ピストン19を図
1右方向に押圧する。また、この時油圧室8内の潤滑油
はポート3aから油通路3、ポート3b、リニアソレノ
イドバルブ25のポート26b等を通ドレーンポート2
6eから排出される。このため、ピストン部材17は図
1右方向に移動する。
【0033】また、図1において逆にスプール26が右
方向に移動すると、ポート26bはポート26cに接続
され、ポート26aはドレーンポート26dに接続され
る。これにより、油圧室8には油通路3を通って潤滑油
が流入し、油圧室5からは油通路2を通ってドレーンポ
ート26dに潤滑油が排出されるため、ピストン部材1
7は図1左方向に移動する。
方向に移動すると、ポート26bはポート26cに接続
され、ポート26aはドレーンポート26dに接続され
る。これにより、油圧室8には油通路3を通って潤滑油
が流入し、油圧室5からは油通路2を通ってドレーンポ
ート26dに潤滑油が排出されるため、ピストン部材1
7は図1左方向に移動する。
【0034】図1に25bで示すのは、スプール26を
駆動するリニアソレノイドアクチュエータである。リニ
アソレノイドアクチュエータ25bはECU30からの
制御信号を入力し、この制御信号の大きさに比例する量
だけスプール26を移動させることにより、ピストン部
材17の位置、すなわち吸気弁のバルブタイミングを変
更する。
駆動するリニアソレノイドアクチュエータである。リニ
アソレノイドアクチュエータ25bはECU30からの
制御信号を入力し、この制御信号の大きさに比例する量
だけスプール26を移動させることにより、ピストン部
材17の位置、すなわち吸気弁のバルブタイミングを変
更する。
【0035】図2は本実施例のバルブタイミング設定を
説明する図である。ある。図2において、TDCはピス
トン行程上死点、BDCは下死点を示し、IO、ICは
それぞれ吸気弁の開弁時期と閉弁時期とを表している。
本実施例では、バルブタイミングVTは可変バルブタイ
ミング装置10により吸気弁バルブタイミングが最も遅
角された状態を基準状態(VT=0)として、基準状態
に対する吸気弁バルブタイミング進角量をVTとして定
義する。
説明する図である。ある。図2において、TDCはピス
トン行程上死点、BDCは下死点を示し、IO、ICは
それぞれ吸気弁の開弁時期と閉弁時期とを表している。
本実施例では、バルブタイミングVTは可変バルブタイ
ミング装置10により吸気弁バルブタイミングが最も遅
角された状態を基準状態(VT=0)として、基準状態
に対する吸気弁バルブタイミング進角量をVTとして定
義する。
【0036】図2に示すように、本実施例ではVT=0
の状態では、吸気弁は排気行程上死点(TDC)後に開
弁し(図2にIO0 で示す)、吸気行程下死点(BD
C)後例えば70°程度(ABDC70°)で閉弁する
(図2にIC0 で示す)。一方、図示していないが、本
実施例では排気弁の開弁時期と閉弁時期とは固定されて
おり、排気弁は常に爆発行程下死点(BDC)前から開
弁し、排気行程上死点(TDC)後に閉弁する。
の状態では、吸気弁は排気行程上死点(TDC)後に開
弁し(図2にIO0 で示す)、吸気行程下死点(BD
C)後例えば70°程度(ABDC70°)で閉弁する
(図2にIC0 で示す)。一方、図示していないが、本
実施例では排気弁の開弁時期と閉弁時期とは固定されて
おり、排気弁は常に爆発行程下死点(BDC)前から開
弁し、排気行程上死点(TDC)後に閉弁する。
【0037】また、図2にtVTで示すのは機関運転状
態により定まる最適バルブタイミング(基本バルブタイ
ミング)である。基本バルブタイミングtVTは、機関
負荷(例えば機関1回転当たりの吸入空気量)と回転数
とから定められるバルブタイミングであり、本実施例で
は図2に示すようにtVTの値が大きい程tVTが進角
して設定されることになる。
態により定まる最適バルブタイミング(基本バルブタイ
ミング)である。基本バルブタイミングtVTは、機関
負荷(例えば機関1回転当たりの吸入空気量)と回転数
とから定められるバルブタイミングであり、本実施例で
は図2に示すようにtVTの値が大きい程tVTが進角
して設定されることになる。
【0038】また、図2にVKNKで示したのはバルブ
タイミング遅角量(但しVKNK≧0)、VTCALは
実際の(遅角後の)バルブタイミングを示している。す
なわち、実際のバルブタイミングVTCALは VTC
AL=tVT−VKNKとして表される。次に、バルブ
タイミングの遅角によるノッキング抑制について説明す
る。
タイミング遅角量(但しVKNK≧0)、VTCALは
実際の(遅角後の)バルブタイミングを示している。す
なわち、実際のバルブタイミングVTCALは VTC
AL=tVT−VKNKとして表される。次に、バルブ
タイミングの遅角によるノッキング抑制について説明す
る。
【0039】前述のように、バルブタイミングを遅角さ
せると(すなわち、VTが小さくなると)吸気弁は圧縮
行程中まで開弁するようになる。例えば、図2示した例
では、基本バルブタイミングtVTに対するバルブタイ
ミング遅角量VKNKが大きくなるほど吸気弁の閉弁時
期は圧縮行程の遅い時期になる。このため、バルブタイ
ミングを遅角させると吸気弁閉弁時から圧縮行程上死点
までのピストン行程が短くなり機関の実圧縮比が小さく
なる。従って、ノッキング発生時にバルブタイミングを
遅角させることによりノッキングを抑制することが可能
になり、また、機関がノッキングが発生しやすい状態で
運転されているときには、バルブタイミングを遅角させ
ることによりノッキングの発生を防止することができ
る。
せると(すなわち、VTが小さくなると)吸気弁は圧縮
行程中まで開弁するようになる。例えば、図2示した例
では、基本バルブタイミングtVTに対するバルブタイ
ミング遅角量VKNKが大きくなるほど吸気弁の閉弁時
期は圧縮行程の遅い時期になる。このため、バルブタイ
ミングを遅角させると吸気弁閉弁時から圧縮行程上死点
までのピストン行程が短くなり機関の実圧縮比が小さく
なる。従って、ノッキング発生時にバルブタイミングを
遅角させることによりノッキングを抑制することが可能
になり、また、機関がノッキングが発生しやすい状態で
運転されているときには、バルブタイミングを遅角させ
ることによりノッキングの発生を防止することができ
る。
【0040】以下に、本発明のバルブタイミング制御に
ついて説明する。本実施例では、ノッキング発生時にノ
ック強度に応じてバルブタイミングの遅角量VKNK
(図2参照)を設定し、この遅角量VKNKを用いて基
本バルブタイミングtVTを補正することにより、機関
のバルブタイミングを遅角させることによりノッキング
の抑制を行う。また、機関圧縮比が高いほどノック強度
は大きくなるため、ノック強度が大きいほどノッキング
を抑制するために機関実圧縮比を低下させる必要があ
る。そこで、遅角量VKNKはノックセンサ50で検出
したノック強度NKが大きいほど大きな値に設定され
る。
ついて説明する。本実施例では、ノッキング発生時にノ
ック強度に応じてバルブタイミングの遅角量VKNK
(図2参照)を設定し、この遅角量VKNKを用いて基
本バルブタイミングtVTを補正することにより、機関
のバルブタイミングを遅角させることによりノッキング
の抑制を行う。また、機関圧縮比が高いほどノック強度
は大きくなるため、ノック強度が大きいほどノッキング
を抑制するために機関実圧縮比を低下させる必要があ
る。そこで、遅角量VKNKはノックセンサ50で検出
したノック強度NKが大きいほど大きな値に設定され
る。
【0041】図3は、本発明のバルブタイミング制御の
一実施例を示すフローチャートである。本ルーチンはE
CU30により一定時間毎に実行される。図3において
ルーチンがスタートすると、ステップ301では吸入空
気量データG、回転数データNE、ノック強度NKがR
AM33の所定領域から読み込まれる。ついで、ステッ
プ303では上記により読み込んだ吸入空気量Gと回転
数NEとから機関1回転当たりの吸入空気量G/NEが
算出されるとともに、機関回転数NEと機関1回転当た
りの吸入空気量G/NEとを用いて機関運転条件に応じ
た最適バルブタイミング(基本バルブタイミング)tV
Tが設定される。
一実施例を示すフローチャートである。本ルーチンはE
CU30により一定時間毎に実行される。図3において
ルーチンがスタートすると、ステップ301では吸入空
気量データG、回転数データNE、ノック強度NKがR
AM33の所定領域から読み込まれる。ついで、ステッ
プ303では上記により読み込んだ吸入空気量Gと回転
数NEとから機関1回転当たりの吸入空気量G/NEが
算出されるとともに、機関回転数NEと機関1回転当た
りの吸入空気量G/NEとを用いて機関運転条件に応じ
た最適バルブタイミング(基本バルブタイミング)tV
Tが設定される。
【0042】基本バルブタイミングtVTは、予め実験
等により求められ図4に示すような形式のG/NEとN
Eとを用いた数値テーブル(マップ)の形でECU30
のROM32に格納されている。ステップ303では、
G/NEとNEとの値から図4のマップに基づいて基本
バルブタイミングtVTが決定される。次に、ステップ
305では現在機関にノッキングが生じているか否かが
判定される。ノッキングの有無の判定は、ノックセンサ
50で検出したノック強度NKが予め定めた所定値NK
0 以上か否かにより判断される。ここで、NK0 はノッ
キングが発生しているか否かの判定値であり、誤判定を
生じない範囲でできるだけ小さな値に設定される。
等により求められ図4に示すような形式のG/NEとN
Eとを用いた数値テーブル(マップ)の形でECU30
のROM32に格納されている。ステップ303では、
G/NEとNEとの値から図4のマップに基づいて基本
バルブタイミングtVTが決定される。次に、ステップ
305では現在機関にノッキングが生じているか否かが
判定される。ノッキングの有無の判定は、ノックセンサ
50で検出したノック強度NKが予め定めた所定値NK
0 以上か否かにより判断される。ここで、NK0 はノッ
キングが発生しているか否かの判定値であり、誤判定を
生じない範囲でできるだけ小さな値に設定される。
【0043】ステップ305でNK<NK0 であった場
合には、ノックが生じていないと判定され、ステップ3
07でバルブタイミングの制御目標値VTCALがステ
ップ303で設定した基本バルブタイミングtVTと同
じ値に設定され、ステップ313で設定したVTCAL
の値をRAM33の所定領域に格納してルーチンを終了
する。
合には、ノックが生じていないと判定され、ステップ3
07でバルブタイミングの制御目標値VTCALがステ
ップ303で設定した基本バルブタイミングtVTと同
じ値に設定され、ステップ313で設定したVTCAL
の値をRAM33の所定領域に格納してルーチンを終了
する。
【0044】VTCALの値がRAM33に格納される
と、別途実行される図示しないルーチンにより、リニア
ソレノイドアクチュエータ25bが制御され、実際のバ
ルブタイミングVTが制御目標値VTCALになるよう
に可変バルブタイミング装置10に供給される油圧がフ
ィードバック制御される。なお、このフィードバック制
御は、目標値VTCALと実際のVTとの偏差に基づく
公知のPID(比例、積分、微分)制御であるため詳細
な説明は省略する。
と、別途実行される図示しないルーチンにより、リニア
ソレノイドアクチュエータ25bが制御され、実際のバ
ルブタイミングVTが制御目標値VTCALになるよう
に可変バルブタイミング装置10に供給される油圧がフ
ィードバック制御される。なお、このフィードバック制
御は、目標値VTCALと実際のVTとの偏差に基づく
公知のPID(比例、積分、微分)制御であるため詳細
な説明は省略する。
【0045】上記ステップ307の実行により、機関に
ノッキングが生じていないときには、機関バルブタイミ
ングは運転条件に応じた最適バルブタイミング(基本バ
ルブタイミング)になるように制御される。一方、ステ
ップ305でノッキングが生じている(NK≧NK0 )
と判定された場合には、ステップ309でバルブタイミ
ングの遅角量VKNKがノック強度NKに応じて設定さ
れる。図5は、本実施例におけるバルブタイミング遅角
量VKNKとノック強度NKとの関係を示す図である。
図5に示すように、遅角量VKNKはノック強度NKが
大きいほど大きな値に設定される。
ノッキングが生じていないときには、機関バルブタイミ
ングは運転条件に応じた最適バルブタイミング(基本バ
ルブタイミング)になるように制御される。一方、ステ
ップ305でノッキングが生じている(NK≧NK0 )
と判定された場合には、ステップ309でバルブタイミ
ングの遅角量VKNKがノック強度NKに応じて設定さ
れる。図5は、本実施例におけるバルブタイミング遅角
量VKNKとノック強度NKとの関係を示す図である。
図5に示すように、遅角量VKNKはノック強度NKが
大きいほど大きな値に設定される。
【0046】次いで、ステップ311では上記により算
出した遅角量VKNKだけ基本バルブタイミングtVT
を遅角させた値を制御目標値VTCALの値として設定
し、ステップ313で、このVTCALの値をRAM3
3に格納して本ルーチンを終了する。上記ルーチンによ
れば、ノッキング発生時にはノック強度に応じてバルブ
タイミングが遅角され機関の実圧縮比がノック強度に応
じて低下することになる。
出した遅角量VKNKだけ基本バルブタイミングtVT
を遅角させた値を制御目標値VTCALの値として設定
し、ステップ313で、このVTCALの値をRAM3
3に格納して本ルーチンを終了する。上記ルーチンによ
れば、ノッキング発生時にはノック強度に応じてバルブ
タイミングが遅角され機関の実圧縮比がノック強度に応
じて低下することになる。
【0047】上記実施例は、ノッキング発生時にバルブ
タイミングの遅角によるノッキング抑制を行う場合を示
したが、ノッキング発生時には上記のバルブタイミング
遅角とともに通常の点火時期遅角を実行するようにして
も良い。一般に、点火時期の変更はバルブタイミングの
変更より短時間で完了するため、ノッキング発生時に点
火時期遅角とバルブタイミング遅角とを同時に実行する
と、点火時期の遅角が先に完了する。このため、上記バ
ルブタイミング制御ルーチン実行時のノック強度(ステ
ップ305、309)は点火時期遅角が完了した状態の
ノック強度が使用されるようになる。従って、本実施例
によればノッキング発生時にバルブタイミング遅角と点
火時期遅角とを同時に実行した場合でも、点火時期制御
とバルブタイミング制御とが互いに反対の方向の制御を
行うことがなく、一層効果的にノッキング抑制を行うこ
とができる。次に、図6を用いて本発明の別の実施例を
説明する。本実施例では、ノック強度の大きさを低レベ
ルノッキングと高レベルノッキングの2つの領域に分け
て、それぞれのノック強度レベルに応じてバルブタイミ
ングを遅角させる。
タイミングの遅角によるノッキング抑制を行う場合を示
したが、ノッキング発生時には上記のバルブタイミング
遅角とともに通常の点火時期遅角を実行するようにして
も良い。一般に、点火時期の変更はバルブタイミングの
変更より短時間で完了するため、ノッキング発生時に点
火時期遅角とバルブタイミング遅角とを同時に実行する
と、点火時期の遅角が先に完了する。このため、上記バ
ルブタイミング制御ルーチン実行時のノック強度(ステ
ップ305、309)は点火時期遅角が完了した状態の
ノック強度が使用されるようになる。従って、本実施例
によればノッキング発生時にバルブタイミング遅角と点
火時期遅角とを同時に実行した場合でも、点火時期制御
とバルブタイミング制御とが互いに反対の方向の制御を
行うことがなく、一層効果的にノッキング抑制を行うこ
とができる。次に、図6を用いて本発明の別の実施例を
説明する。本実施例では、ノック強度の大きさを低レベ
ルノッキングと高レベルノッキングの2つの領域に分け
て、それぞれのノック強度レベルに応じてバルブタイミ
ングを遅角させる。
【0048】また、バルブタイミング遅角によりノック
強度が低下するとノック強度の低下に応じてバルブタイ
ミングを基本バルブタイミングに近づける(進角する)
操作を行うが、ノック強度がわずかに低下しただけでバ
ルブタイミングを進角させると、一旦低下したノック強
度が再度増大する可能性がある。そこで本実施例では、
バルブタイミング遅角によりノック強度が低下した場合
でも直ちにバルブタイミングを進角せず、ある程度ノッ
ク強度が低下するまで待ってからバルブタイミングを進
角させるようにしている。
強度が低下するとノック強度の低下に応じてバルブタイ
ミングを基本バルブタイミングに近づける(進角する)
操作を行うが、ノック強度がわずかに低下しただけでバ
ルブタイミングを進角させると、一旦低下したノック強
度が再度増大する可能性がある。そこで本実施例では、
バルブタイミング遅角によりノック強度が低下した場合
でも直ちにバルブタイミングを進角せず、ある程度ノッ
ク強度が低下するまで待ってからバルブタイミングを進
角させるようにしている。
【0049】図6においてルーチンがスタートすると、
ステップ601、603では、図3のルーチンと同様に
吸入空気量G、機関回転数NE、ノック強度NKの読み
込みと、基本バルブタイミングtVT(図4)の設定と
が行われる。次いで、ステップ605では、ノック強度
NKが低レベルの所定値NKL を越えているか否かが判
定され、NK>NKL であった場合にはステップ607
で履歴フラグXLの値が1にセットされる。ここで、X
Lはノック強度NKが一旦低レベルの所定値NKL を越
えたことを示すフラグである。
ステップ601、603では、図3のルーチンと同様に
吸入空気量G、機関回転数NE、ノック強度NKの読み
込みと、基本バルブタイミングtVT(図4)の設定と
が行われる。次いで、ステップ605では、ノック強度
NKが低レベルの所定値NKL を越えているか否かが判
定され、NK>NKL であった場合にはステップ607
で履歴フラグXLの値が1にセットされる。ここで、X
Lはノック強度NKが一旦低レベルの所定値NKL を越
えたことを示すフラグである。
【0050】次に、ステップ609ではノック強度NK
が高レベルの所定値NKH を越えているか否かが判定さ
れ、NK>NKH であった場合にはステップ611で履
歴フラグXHの値が1にセットされる。XHはノック強
度NKが一旦高レベルの所定値NKH を越えて大きくな
ったことを示すフラグである。また、この場合には、次
にステップ613が実行され、機関バルブタイミングの
制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングtVT
から比較的大きな一定量VKNKH だけ遅角され、遅角
設定されたVTCALの値がステップ631でRAM3
3の所定領域に格納される。
が高レベルの所定値NKH を越えているか否かが判定さ
れ、NK>NKH であった場合にはステップ611で履
歴フラグXHの値が1にセットされる。XHはノック強
度NKが一旦高レベルの所定値NKH を越えて大きくな
ったことを示すフラグである。また、この場合には、次
にステップ613が実行され、機関バルブタイミングの
制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングtVT
から比較的大きな一定量VKNKH だけ遅角され、遅角
設定されたVTCALの値がステップ631でRAM3
3の所定領域に格納される。
【0051】一方、ステップ609でノック強度NKが
低レベルの所定値NKL と高レベルの所定値NKH との
間にあった場合(NKL ≦NK≦NKH )には、ステッ
プ615に進み、現在のノック強度が、一旦高レベルの
ノック強度になった後ノッキングが減衰したものか否か
を履歴フラグXHの値に基づいて判定する。ステップ6
15でXH=1であった場合には、すなわち、ノック強
度NKが前回ルーチン実行時には高レベルの所定値NK
H を越えて上昇していたことを意味するため、直ちにバ
ルブタイミングを進角するとノック強度が再度増大する
可能性がある。このため、ステップ617でノック強度
NKが高レベル所定値NKHより所定量β以上低下して
いるか否かを判定し、NK<NKH −βにならない限り
バルブタイミングの進角は行わない。
低レベルの所定値NKL と高レベルの所定値NKH との
間にあった場合(NKL ≦NK≦NKH )には、ステッ
プ615に進み、現在のノック強度が、一旦高レベルの
ノック強度になった後ノッキングが減衰したものか否か
を履歴フラグXHの値に基づいて判定する。ステップ6
15でXH=1であった場合には、すなわち、ノック強
度NKが前回ルーチン実行時には高レベルの所定値NK
H を越えて上昇していたことを意味するため、直ちにバ
ルブタイミングを進角するとノック強度が再度増大する
可能性がある。このため、ステップ617でノック強度
NKが高レベル所定値NKHより所定量β以上低下して
いるか否かを判定し、NK<NKH −βにならない限り
バルブタイミングの進角は行わない。
【0052】すなわち、ステップ617で現在のノック
強度NKが、NK≧NKH −βであった場合には、ステ
ップ613に進み、ノック強度が高レベルであった場合
のバルブタイミング遅角が継続される。一方、ステップ
617でノック強度がNK<NKH −βに低下していた
場合にはステップ619でフラグXHを0にセットした
後ステップ621が実行され、機関バルブタイミングの
制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングtVT
から比較的小さな一定値VKNKL (VKNKH >VK
NKL )だけ遅角される。また、ステップ615でXH
≠1であった場合にも同様にステップ621か実行され
る。
強度NKが、NK≧NKH −βであった場合には、ステ
ップ613に進み、ノック強度が高レベルであった場合
のバルブタイミング遅角が継続される。一方、ステップ
617でノック強度がNK<NKH −βに低下していた
場合にはステップ619でフラグXHを0にセットした
後ステップ621が実行され、機関バルブタイミングの
制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングtVT
から比較的小さな一定値VKNKL (VKNKH >VK
NKL )だけ遅角される。また、ステップ615でXH
≠1であった場合にも同様にステップ621か実行され
る。
【0053】上記ステップ609から621の実行によ
り、機関バルブタイミングがノック強度の高レベル所定
値近傍で頻繁に遅角、進角を繰り返すことが防止され
る。ステップ605でNKが低レベル所定値NKL 以下
であった場合(すなわち、NK≦NKL )には、ステッ
プ623から629で、ステップ609から621と同
様の操作が行われる。すなわち、ノック強度が一旦低レ
ベル所定値NKL を越えていた場合には(ステップ62
3でXL=1)、ノック強度が低レベル所定値NKL よ
り所定量α以上低下していない(NK>NKL −α)限
り、ステップ621が実行され、ノック強度が低レベル
であった場合のバルブタイミング遅角が継続され、NK
≦NK−αになった場合に初めてフラグXLの値が0に
セットされ、バルブタイミング制御目標値VTCALは
基本バルブタイミングtVTにセットされる。すなわ
ち、バルブタイミングは基本バルブタイミングに復帰す
る。また、ステップ623でXL≠1であった場合に
も、ステップ629でVTCALは基本バルブタイミン
グtVTに設定される。
り、機関バルブタイミングがノック強度の高レベル所定
値近傍で頻繁に遅角、進角を繰り返すことが防止され
る。ステップ605でNKが低レベル所定値NKL 以下
であった場合(すなわち、NK≦NKL )には、ステッ
プ623から629で、ステップ609から621と同
様の操作が行われる。すなわち、ノック強度が一旦低レ
ベル所定値NKL を越えていた場合には(ステップ62
3でXL=1)、ノック強度が低レベル所定値NKL よ
り所定量α以上低下していない(NK>NKL −α)限
り、ステップ621が実行され、ノック強度が低レベル
であった場合のバルブタイミング遅角が継続され、NK
≦NK−αになった場合に初めてフラグXLの値が0に
セットされ、バルブタイミング制御目標値VTCALは
基本バルブタイミングtVTにセットされる。すなわ
ち、バルブタイミングは基本バルブタイミングに復帰す
る。また、ステップ623でXL≠1であった場合に
も、ステップ629でVTCALは基本バルブタイミン
グtVTに設定される。
【0054】ステップ613、621、629のいずれ
かで設定されたVTCALの値はステップ631のRA
M33に格納される。本実施例では、上述のようにノッ
ク強度に応じてバルブタイミング遅角量を設定する際
に、バルブタイミングの遅角を開始するノック強度(N
KL 、NKH )とバルブタイミング進角を開始するノッ
ク強度(NLL −α、NKH −β)とを異なる値に設定
した(すなわち、バルブタイミング制御にヒステリシス
を設けた)ことにより、上記ノック強度判定値(N
KL 、NKH )近傍で頻繁な進角と遅角とが行われるこ
とが防止され、バルブタイミング制御を安定させること
ができる。
かで設定されたVTCALの値はステップ631のRA
M33に格納される。本実施例では、上述のようにノッ
ク強度に応じてバルブタイミング遅角量を設定する際
に、バルブタイミングの遅角を開始するノック強度(N
KL 、NKH )とバルブタイミング進角を開始するノッ
ク強度(NLL −α、NKH −β)とを異なる値に設定
した(すなわち、バルブタイミング制御にヒステリシス
を設けた)ことにより、上記ノック強度判定値(N
KL 、NKH )近傍で頻繁な進角と遅角とが行われるこ
とが防止され、バルブタイミング制御を安定させること
ができる。
【0055】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。本実施例では、ノック強度に応じてバルブタイミン
グ遅角量を設定するのではなく、機関のノッキング発生
に影響を与える運転状態パラメータを検出し、このパラ
メータの値がノッキングが発生しやすい値であるほどバ
ルブタイミングを遅角させるようにしている。すなわ
ち、前述の実施例ではノッキングが発生してからバルブ
タイミングを遅角させることによりノッキングを抑制し
ていたが、以下に説明する実施例ではノッキングが発生
し易い状態であるほど機関の実圧縮比を低下させてノッ
キングが発生することを防止する点が相違している。
る。本実施例では、ノック強度に応じてバルブタイミン
グ遅角量を設定するのではなく、機関のノッキング発生
に影響を与える運転状態パラメータを検出し、このパラ
メータの値がノッキングが発生しやすい値であるほどバ
ルブタイミングを遅角させるようにしている。すなわ
ち、前述の実施例ではノッキングが発生してからバルブ
タイミングを遅角させることによりノッキングを抑制し
ていたが、以下に説明する実施例ではノッキングが発生
し易い状態であるほど機関の実圧縮比を低下させてノッ
キングが発生することを防止する点が相違している。
【0056】図7は、運転状態パラメータに応じてバル
ブタイミングを遅角させるバルブタイミング制御の一実
施例を示すフローチャートである。本実施例では、ノッ
キング発生に影響を与える運転状態パラメータとして燃
焼室内のデポジット堆積量を使用し、デポジット堆積量
が大きい程バルブタイミングを遅角させるようにしてい
る。
ブタイミングを遅角させるバルブタイミング制御の一実
施例を示すフローチャートである。本実施例では、ノッ
キング発生に影響を与える運転状態パラメータとして燃
焼室内のデポジット堆積量を使用し、デポジット堆積量
が大きい程バルブタイミングを遅角させるようにしてい
る。
【0057】機関燃焼室には、使用とともにカーボン等
のデポジットが堆積するが、堆積したデポジットの表面
は比較的粗いため、デポジット表面には燃焼後の既燃ガ
スが保持されやすくなる。このため、燃焼室内にデポジ
ットが堆積するとデポジット堆積部近傍では燃焼が生じ
にくくなり、機関にノッキングが生じやすくなる。従っ
て、燃焼室内のデポジット堆積量が増大するほどノッキ
ングが発生しやすくなる。本実施例では、燃焼室内のデ
ポジット堆積量を推定し、デポジット堆積量が多いほど
バルブタイミングを遅角設定することにより、デポジッ
ト堆積により機関にノッキングが発生することを防止し
ている。
のデポジットが堆積するが、堆積したデポジットの表面
は比較的粗いため、デポジット表面には燃焼後の既燃ガ
スが保持されやすくなる。このため、燃焼室内にデポジ
ットが堆積するとデポジット堆積部近傍では燃焼が生じ
にくくなり、機関にノッキングが生じやすくなる。従っ
て、燃焼室内のデポジット堆積量が増大するほどノッキ
ングが発生しやすくなる。本実施例では、燃焼室内のデ
ポジット堆積量を推定し、デポジット堆積量が多いほど
バルブタイミングを遅角設定することにより、デポジッ
ト堆積により機関にノッキングが発生することを防止し
ている。
【0058】次に、本実施例における燃焼室内のデポジ
ット堆積量の推定について説明する。本実施例では、別
途実行される図示しないルーチンにより設定される燃料
噴射量のデポジット学習補正量KDPCの値に基づいて
燃焼室内のデポジット堆積量を推定する。デポジット学
習補正量KDPCは、吸気ポート壁面に堆積したデポジ
ットの量に応じて吸気ポート壁面に付着、保持される燃
料量が変化することを補正するための補正量である。す
なわち、吸気ポート壁面のデポジット堆積量が増大する
と吸気ポートに噴射された燃料のうち吸気ポート壁面に
付着する燃料量が増大するため、例えば加速時等に燃料
噴射量が増量された場合でも、増量された燃料の一部が
吸気ポート壁面付着燃料量の増大に消費され、燃焼室に
到達しなくなる。このため、吸気ポート壁面へのデポジ
ット堆積量が増大すると機関加速時に空燃比がリーンに
なる問題が生じる。そこで、本実施例では、ECU30
は別途実行される図示しないルーチンにより、運転中機
関加速時に空燃比がリーンになる度合いに基づいてデポ
ジット学習補正量KDPCを更新しECU30のバック
アップRAM37に格納している。ECU30は、この
KDPCの値が大きくなるほど加速時の燃料増量を増加
させ、加速時に空燃比がリーン空燃比になることを防止
している。すなわち、デポジット学習補正量KDPCは
吸気ポート壁面に堆積したデポジットの量に応じた値に
設定されている。
ット堆積量の推定について説明する。本実施例では、別
途実行される図示しないルーチンにより設定される燃料
噴射量のデポジット学習補正量KDPCの値に基づいて
燃焼室内のデポジット堆積量を推定する。デポジット学
習補正量KDPCは、吸気ポート壁面に堆積したデポジ
ットの量に応じて吸気ポート壁面に付着、保持される燃
料量が変化することを補正するための補正量である。す
なわち、吸気ポート壁面のデポジット堆積量が増大する
と吸気ポートに噴射された燃料のうち吸気ポート壁面に
付着する燃料量が増大するため、例えば加速時等に燃料
噴射量が増量された場合でも、増量された燃料の一部が
吸気ポート壁面付着燃料量の増大に消費され、燃焼室に
到達しなくなる。このため、吸気ポート壁面へのデポジ
ット堆積量が増大すると機関加速時に空燃比がリーンに
なる問題が生じる。そこで、本実施例では、ECU30
は別途実行される図示しないルーチンにより、運転中機
関加速時に空燃比がリーンになる度合いに基づいてデポ
ジット学習補正量KDPCを更新しECU30のバック
アップRAM37に格納している。ECU30は、この
KDPCの値が大きくなるほど加速時の燃料増量を増加
させ、加速時に空燃比がリーン空燃比になることを防止
している。すなわち、デポジット学習補正量KDPCは
吸気ポート壁面に堆積したデポジットの量に応じた値に
設定されている。
【0059】一方、燃焼室壁面へのデポジット堆積量は
吸気ポート壁面へのデポジット堆積量に比例して増大す
ると考えられる。そこで、本実施例では、デポジット学
習補正量KDPCの値を燃焼室壁面へのデポジット堆積
量を表すパラメータとして使用し、KDPCの値に応じ
てバルブタイミング遅角量VKNKを設定している。図
7においてルーチンがスタートすると、ステップ701
では、RAM33から機関吸入空気量Gと機関回転数N
Eとが読み込まれるとともに、本実施例ではバックアッ
プRAM37からデポジット学習補正量KDPCが読み
込まれる。
吸気ポート壁面へのデポジット堆積量に比例して増大す
ると考えられる。そこで、本実施例では、デポジット学
習補正量KDPCの値を燃焼室壁面へのデポジット堆積
量を表すパラメータとして使用し、KDPCの値に応じ
てバルブタイミング遅角量VKNKを設定している。図
7においてルーチンがスタートすると、ステップ701
では、RAM33から機関吸入空気量Gと機関回転数N
Eとが読み込まれるとともに、本実施例ではバックアッ
プRAM37からデポジット学習補正量KDPCが読み
込まれる。
【0060】また、ステップ703では、G/NEとN
Eとを用いて、図5のマップから基本バルブタイミング
tVTが設定される。また、ステップ705ではステッ
プ701で読み込んだデポジット学習補正量KDPCの
値に基づいてバルブタイミング遅角量VKNKが前提さ
れる。図8は、本実施例のデポジット学習補正量KDP
Cとバルブタイミング遅角量VKNKとの関係を示す図
である。図8に示すように、本ルーチンでは、デポジッ
ト学習補正量KDPCの値が大きいほど、すなわちデポ
ジット堆積量が大きくノッキングが生じやすい状態であ
るほどバルブタイミング遅角量VKNKが大きく設定さ
れる。
Eとを用いて、図5のマップから基本バルブタイミング
tVTが設定される。また、ステップ705ではステッ
プ701で読み込んだデポジット学習補正量KDPCの
値に基づいてバルブタイミング遅角量VKNKが前提さ
れる。図8は、本実施例のデポジット学習補正量KDP
Cとバルブタイミング遅角量VKNKとの関係を示す図
である。図8に示すように、本ルーチンでは、デポジッ
ト学習補正量KDPCの値が大きいほど、すなわちデポ
ジット堆積量が大きくノッキングが生じやすい状態であ
るほどバルブタイミング遅角量VKNKが大きく設定さ
れる。
【0061】次いでステップ707では、バルブタイミ
ング制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングt
VTを遅角量VKNKだけ遅角した値に設定され、ステ
ップ709では、遅角設定された目標値VTCALがR
AM33に格納される。上記ルーチン実行により、バル
ブタイミング制御目標値VTCALは基本バルブタイミ
ングtVTに対して、燃焼室のデポジット堆積量が大き
いほど遅角設定されることになり、デポジット堆積によ
るノッキングの発生が効果的に防止される。
ング制御目標値VTCALは、基本バルブタイミングt
VTを遅角量VKNKだけ遅角した値に設定され、ステ
ップ709では、遅角設定された目標値VTCALがR
AM33に格納される。上記ルーチン実行により、バル
ブタイミング制御目標値VTCALは基本バルブタイミ
ングtVTに対して、燃焼室のデポジット堆積量が大き
いほど遅角設定されることになり、デポジット堆積によ
るノッキングの発生が効果的に防止される。
【0062】図9は、デポジット学習補正量KDPCに
応じた遅角量VKNKの設定の別の実施例を示すフロー
チャートである。本実施例では、図6の実施例と同様に
デポジット学習補正量KDPCの値を高レベルと低レベ
ルとの領域に分けて、それぞれのレベルに応じた遅角量
の設定を行うとともに、バルブタイミング制御にヒステ
リシスを設けている。図9のフローチャートは、図6の
フローチャートの各ステップのノック強度NKをデポジ
ット学習補正量KDPCで置き換えたものに相当し、各
ステップの操作は図6のものと略同様であるので、フロ
ーチャートの詳細な説明は省略する。なお、図9におい
てKDL 、KDH (ステップ905、909)はデポジ
ット学習補正量KDPCの、それぞれ低レベル側と高レ
ベル側の判定値、γ、δ(ステップ925、917)
は、それぞれ図6のα、β(図6ステップ625、61
7)に相当する一定値である。
応じた遅角量VKNKの設定の別の実施例を示すフロー
チャートである。本実施例では、図6の実施例と同様に
デポジット学習補正量KDPCの値を高レベルと低レベ
ルとの領域に分けて、それぞれのレベルに応じた遅角量
の設定を行うとともに、バルブタイミング制御にヒステ
リシスを設けている。図9のフローチャートは、図6の
フローチャートの各ステップのノック強度NKをデポジ
ット学習補正量KDPCで置き換えたものに相当し、各
ステップの操作は図6のものと略同様であるので、フロ
ーチャートの詳細な説明は省略する。なお、図9におい
てKDL 、KDH (ステップ905、909)はデポジ
ット学習補正量KDPCの、それぞれ低レベル側と高レ
ベル側の判定値、γ、δ(ステップ925、917)
は、それぞれ図6のα、β(図6ステップ625、61
7)に相当する一定値である。
【0063】次に、図10を用いて、運転状態パラメー
タに応じてバルブタイミングを遅角させるバルブタイミ
ング制御の別の実施例を説明する。本実施例では、ノッ
キング発生に影響を与える運転状態パラメータとして、
走行時の使用ギヤを用いて、使用ギヤが低速ギヤ側であ
るほどバルブタイミングを遅角させるようにしている。
例えば、変速比の大きい低速段のギヤを使用して走行し
ている場合には、機関回転数が比較的高く、かつ走行速
度が低い車両運転状態である。このような場合には、変
速比の小さい高速段ギヤでの走行時に較べて機関に当た
る走行風が小さくなり機関温度や吸気温度が高くなる傾
向がある。一方、機関温度や吸気温度が高くなるにつれ
て、機関にはノッキングが発生しやすくなるため、走行
時の使用ギヤが低速ギヤ側になるほど機関にはノッキン
グが生じやすくなる。すなわち、走行時の使用ギヤはノ
ッキング発生のしやすさを表す運転状態パラメータとし
て使用することがでできる。
タに応じてバルブタイミングを遅角させるバルブタイミ
ング制御の別の実施例を説明する。本実施例では、ノッ
キング発生に影響を与える運転状態パラメータとして、
走行時の使用ギヤを用いて、使用ギヤが低速ギヤ側であ
るほどバルブタイミングを遅角させるようにしている。
例えば、変速比の大きい低速段のギヤを使用して走行し
ている場合には、機関回転数が比較的高く、かつ走行速
度が低い車両運転状態である。このような場合には、変
速比の小さい高速段ギヤでの走行時に較べて機関に当た
る走行風が小さくなり機関温度や吸気温度が高くなる傾
向がある。一方、機関温度や吸気温度が高くなるにつれ
て、機関にはノッキングが発生しやすくなるため、走行
時の使用ギヤが低速ギヤ側になるほど機関にはノッキン
グが生じやすくなる。すなわち、走行時の使用ギヤはノ
ッキング発生のしやすさを表す運転状態パラメータとし
て使用することがでできる。
【0064】図10の実施例では、シフトポジションセ
ンサ47で検出した走行ギヤが低速段であるほど(ギヤ
変速比が大きいほど)バルブタイミング遅角量VKNK
の値を大きく設定して、機関のノッキング発生を防止す
るようにしている。図10においてルーチンがスタート
すると、ステップ1001では、RAM33から機関吸
入空気量Gと機関回転数NE、及びシフトポジションセ
ンサ47で検出された使用ギヤSPが読み込まれる。
ンサ47で検出した走行ギヤが低速段であるほど(ギヤ
変速比が大きいほど)バルブタイミング遅角量VKNK
の値を大きく設定して、機関のノッキング発生を防止す
るようにしている。図10においてルーチンがスタート
すると、ステップ1001では、RAM33から機関吸
入空気量Gと機関回転数NE、及びシフトポジションセ
ンサ47で検出された使用ギヤSPが読み込まれる。
【0065】また、ステップ1003では、G/NEと
NEとを用いて、図4のマップから基本バルブタイミン
グtVTが設定される。また、ステップ1005ではス
テップ1001で読み込んだ使用ギヤSPの値に基づい
てバルブタイミング遅角量VKNKが前提される。図1
1は、本実施例の使用ギヤSPとバルブタイミング遅角
量VKNKとの関係を示す図である。本発明のバルブタ
イミング制御の別の実施例を説明するフローチャートで
ある。図11に示すように、本ルーチンでは、使用ギヤ
SPの値が低速ギヤ側であるほど、すなわち機関温度上
昇によりノッキングが生じやすい状態であるほどバルブ
タイミング遅角量VKNKが大きく設定される。
NEとを用いて、図4のマップから基本バルブタイミン
グtVTが設定される。また、ステップ1005ではス
テップ1001で読み込んだ使用ギヤSPの値に基づい
てバルブタイミング遅角量VKNKが前提される。図1
1は、本実施例の使用ギヤSPとバルブタイミング遅角
量VKNKとの関係を示す図である。本発明のバルブタ
イミング制御の別の実施例を説明するフローチャートで
ある。図11に示すように、本ルーチンでは、使用ギヤ
SPの値が低速ギヤ側であるほど、すなわち機関温度上
昇によりノッキングが生じやすい状態であるほどバルブ
タイミング遅角量VKNKが大きく設定される。
【0066】次いでステップ1007では、バルブタイ
ミング制御目標値VTCALは、基本バルブタイミング
tVTを遅角量VKNKだけ遅角した値に設定され、ス
テップ1009では、遅角設定された目標値VTCAL
がRAM33に格納される。上記ルーチン実行により、
バルブタイミング制御目標値VTCALは基本バルブタ
イミングtVTに対して、使用ギヤが低速側であるほど
遅角設定されることになり、低速走行時のノッキングの
発生が効果的に防止される。
ミング制御目標値VTCALは、基本バルブタイミング
tVTを遅角量VKNKだけ遅角した値に設定され、ス
テップ1009では、遅角設定された目標値VTCAL
がRAM33に格納される。上記ルーチン実行により、
バルブタイミング制御目標値VTCALは基本バルブタ
イミングtVTに対して、使用ギヤが低速側であるほど
遅角設定されることになり、低速走行時のノッキングの
発生が効果的に防止される。
【0067】以上、機関運転状態パラメータの値に応じ
てバルブタイミング遅角量VKNKを設定したバルブタ
イミング制御の例について説明したが、遅角量VKNK
の設定は上述した機関運転状態パラメータ以外のパラメ
ータに応じて設定することも可能である。例えば、機関
吸気温度、大気圧などのノッキング発生に影響を与える
他の機関運転状態パラメータの値を検出し、これらのパ
ラメータの値がノッキングが発生しやすい値であるほど
バルブタイミング遅角量VKNKが大きくなるように設
定しても良い。
てバルブタイミング遅角量VKNKを設定したバルブタ
イミング制御の例について説明したが、遅角量VKNK
の設定は上述した機関運転状態パラメータ以外のパラメ
ータに応じて設定することも可能である。例えば、機関
吸気温度、大気圧などのノッキング発生に影響を与える
他の機関運転状態パラメータの値を検出し、これらのパ
ラメータの値がノッキングが発生しやすい値であるほど
バルブタイミング遅角量VKNKが大きくなるように設
定しても良い。
【0068】また、上記実施例では、いずれも吸気弁の
閉弁時期を遅角させることによりノッキング抑制をおこ
なっているが、前述のように吸気弁閉弁時期を進角させ
ることによってもノッキングを抑制することが可能であ
る。従って、上記実施例において、ノッキング強度に応
じて、または機関運転状態パラメータの値に応じてバル
ブタイミングを進角させることにより機関実体積効率を
低下させ、ノッキングを抑制するようにしても良い。
閉弁時期を遅角させることによりノッキング抑制をおこ
なっているが、前述のように吸気弁閉弁時期を進角させ
ることによってもノッキングを抑制することが可能であ
る。従って、上記実施例において、ノッキング強度に応
じて、または機関運転状態パラメータの値に応じてバル
ブタイミングを進角させることにより機関実体積効率を
低下させ、ノッキングを抑制するようにしても良い。
【0069】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関の
ノッキングを効果的に抑制することが可能となる効果が
得られる。請求項1に記載の発明によれば、バルブタイ
ミング遅角量をノック強度に応じて設定するようにした
ことにより、上記共通の効果に加えて、同時に点火時期
遅角によるノッキング抑制を行う場合にも、バルブタイ
ミング制御実行によりノッキングが生じやすくなること
が防止できるという効果を奏する。
ノッキングを効果的に抑制することが可能となる効果が
得られる。請求項1に記載の発明によれば、バルブタイ
ミング遅角量をノック強度に応じて設定するようにした
ことにより、上記共通の効果に加えて、同時に点火時期
遅角によるノッキング抑制を行う場合にも、バルブタイ
ミング制御実行によりノッキングが生じやすくなること
が防止できるという効果を奏する。
【0070】請求項2から請求項4に記載の発明によれ
ば、機関運転状態がノッキングが生じやすい状態である
ほど、バルブタイミング遅角量を大きく設定するように
したことにより、上記共通の効果に加えて、ノッキング
が発生しやすい運転状態においてもノッキングの発生を
効果的に防止すにことができるという効果を奏する。
ば、機関運転状態がノッキングが生じやすい状態である
ほど、バルブタイミング遅角量を大きく設定するように
したことにより、上記共通の効果に加えて、ノッキング
が発生しやすい運転状態においてもノッキングの発生を
効果的に防止すにことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を自動車用内燃機関に適用した実施例の
主要部構成を示す図である。
主要部構成を示す図である。
【図2】図1の実施例のバルブタイミングの定義を説明
する図である。
する図である。
【図3】本発明のバルブタイミング制御の一実施例を説
明するフローチャートである。
明するフローチャートである。
【図4】図3のルーチンに使用するマップの形式を示す
図である。
図である。
【図5】ノック強度とバルブタイミング遅角量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図6】本発明のバルブタイミング制御の別の実施例を
説明するフローチャートである。
説明するフローチャートである。
【図7】本発明のバルブタイミング制御の別の実施例を
説明するフローチャートである。
説明するフローチャートである。
【図8】図7の実施例のデポジット学習補正量とバルブ
タイミング遅角量との関係を示す図である。
タイミング遅角量との関係を示す図である。
【図9】本発明のバルブタイミング制御の別の実施例を
説明するフローチャートである。
説明するフローチャートである。
【図10】本発明のバルブタイミング制御の別の実施例
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図11】使用ギヤとバルブタイミング遅角量との関係
を示す図である。
を示す図である。
1…カムシャフト 10…可変バルブタイミング装置 30…ECU 47…シフトポジションセンサ 50…ノックセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 29/00 F02D 29/00 H 45/00 368 45/00 368A
Claims (4)
- 【請求項1】 内燃機関の運転条件に応じて機関吸気弁
閉弁時期の目標値を設定するバルブタイミング設定手段
と、 機関に生じたノッキングの強度を検出するノック強度検
出手段と、 検出されたノック強度が大きいほど前記吸気弁閉弁時期
目標値を、機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正す
る補正手段と、 機関吸気弁の閉弁時期を前記補正手段により補正された
後の目標値に制御するバルブタイミング制御手段と、 を備えたバルブタイミング制御装置。 - 【請求項2】 内燃機関の運転条件に応じて機関吸気弁
閉弁時期の目標値を設定するバルブタイミング設定手段
と、 機関のノッキング発生に関与する運転状態パラメータを
検出するパラメータ検出手段と、 前記運転状態パラメータの値がノッキングが発生しやす
い値であるほど、機関吸気弁閉弁時期を、機関実圧縮比
が低下する方向に大きく補正する補正手段と、 機関吸気弁の閉弁時期を前記補正手段により補正された
後の目標値に制御するバルブタイミング制御手段と、 を備えたバルブタイミング制御装置。 - 【請求項3】 前記パラメータ検出手段は、機関燃焼室
内のデポジット堆積量を検出する手段を備え、前記補正
手段は、前記デポジット堆積量が大きいほど吸気弁閉弁
時期を、機関実圧縮比が低下する方向に大きく補正する
請求項2に記載のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項4】 前記内燃機関は変速機を有する自動車用
内燃機関であり、 前記パラメータ検出手段は、変速機シフト位置を検出す
るシフト位置検出手段を備え、前記補正手段は、変速機
シフト位置が低速ギヤ側であるほど吸気弁閉弁時期を、
機関実圧縮比が大きく低下する方向に補正する請求項2
のバルブタイミング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14207795A JPH08338272A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | バルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14207795A JPH08338272A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | バルブタイミング制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338272A true JPH08338272A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15306907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14207795A Pending JPH08338272A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | バルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338272A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003328839A (ja) * | 2002-05-09 | 2003-11-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関における排気環流の制御 |
| US6910461B2 (en) | 2003-05-15 | 2005-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
| JP2015147430A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| US20170276082A1 (en) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP14207795A patent/JPH08338272A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003328839A (ja) * | 2002-05-09 | 2003-11-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関における排気環流の制御 |
| US6910461B2 (en) | 2003-05-15 | 2005-06-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
| DE102004024161B4 (de) * | 2003-05-15 | 2009-12-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors |
| JP2015147430A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| US20170276082A1 (en) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| JP2017180110A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| US10393049B2 (en) | 2016-03-28 | 2019-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
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