JPH09250368A - 可変バルブタイミング装置の始動時制御方法 - Google Patents
可変バルブタイミング装置の始動時制御方法Info
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- JPH09250368A JPH09250368A JP8056241A JP5624196A JPH09250368A JP H09250368 A JPH09250368 A JP H09250368A JP 8056241 A JP8056241 A JP 8056241A JP 5624196 A JP5624196 A JP 5624196A JP H09250368 A JPH09250368 A JP H09250368A
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- valve timing
- internal combustion
- combustion engine
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
- F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
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- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
- F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0261—Controlling the valve overlap
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の始動時、カーボンの噛み込み防止
と着火性の向上、及び充填効率の向上を図る可変バルブ
タイミング装置の始動時制御方法の提供。 【解決手段】 可変バルブタイミング装置１１は、吸、
排気弁の各開弁時間及びバルブタイミングを運転状態に
応じて可変する。始動検出手段１２は内燃機関１０の始
動を検出する。完爆検出手段１３は内燃機関１０の回転
数の微分値である回転変動等から完爆を検出する。始動
検出手段１２により始動を検出してから完爆検出手段１
３により完爆を検出するまでの間、可変バルブタイミン
グ装置１１の吸気弁閉じ時期をピストン下死点から下死
点後２５°CAと設定することにより、始動時のカーボン
の噛み込み防止と着火性を向上でき、且つ充填効率の向
上を図り始動性の向上を図ることができる。
と着火性の向上、及び充填効率の向上を図る可変バルブ
タイミング装置の始動時制御方法の提供。 【解決手段】 可変バルブタイミング装置１１は、吸、
排気弁の各開弁時間及びバルブタイミングを運転状態に
応じて可変する。始動検出手段１２は内燃機関１０の始
動を検出する。完爆検出手段１３は内燃機関１０の回転
数の微分値である回転変動等から完爆を検出する。始動
検出手段１２により始動を検出してから完爆検出手段１
３により完爆を検出するまでの間、可変バルブタイミン
グ装置１１の吸気弁閉じ時期をピストン下死点から下死
点後２５°CAと設定することにより、始動時のカーボン
の噛み込み防止と着火性を向上でき、且つ充填効率の向
上を図り始動性の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変バルブタイミ
ング装置の制御方法に係り、特に、始動時の可変バルブ
タイミング制御方法に関する。
ング装置の制御方法に係り、特に、始動時の可変バルブ
タイミング制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、運転状態に応じて吸気弁と排
気弁の各開弁期間がオーバーラップする期間を可変する
ことにより、運転状態に応じた最適な機関トルクを得る
ようにした可変バルブタイミング装置が知られている。
また、始動時には可変バルブタイミング装置のバルブタ
イミング設定を進み側、即ち、吸気弁閉じ時期を早める
側とすることにより、一度シリンダに吸入された混合気
が吸気管に押し戻されることを防止し、充填効率を向上
するという方法が知られている（例えば、実開昭５９−
１７５６１７号公報、実開昭５８−８１３４号公報、及
び実開昭６０−１５９０４号公報参照）。
気弁の各開弁期間がオーバーラップする期間を可変する
ことにより、運転状態に応じた最適な機関トルクを得る
ようにした可変バルブタイミング装置が知られている。
また、始動時には可変バルブタイミング装置のバルブタ
イミング設定を進み側、即ち、吸気弁閉じ時期を早める
側とすることにより、一度シリンダに吸入された混合気
が吸気管に押し戻されることを防止し、充填効率を向上
するという方法が知られている（例えば、実開昭５９−
１７５６１７号公報、実開昭５８−８１３４号公報、及
び実開昭６０−１５９０４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関におけ
る始動時におけるバルブタイミング設定においては、充
填効率の向上にしか言及しておらず、長期間使用した内
燃機関において、燃焼室内にカーボンが堆積すると、始
動時に堆積したカーボンが剥離し、該剥離したカーボン
が吸気弁に噛み込んで充填効率が低下し、始動性が極端
に悪化するという問題がある。また、従来の内燃機関
は、吸気弁閉じ時期によって、燃焼室内の混合気分布
が、始動時の着火性に大きく影響することを考慮してい
ない。
る始動時におけるバルブタイミング設定においては、充
填効率の向上にしか言及しておらず、長期間使用した内
燃機関において、燃焼室内にカーボンが堆積すると、始
動時に堆積したカーボンが剥離し、該剥離したカーボン
が吸気弁に噛み込んで充填効率が低下し、始動性が極端
に悪化するという問題がある。また、従来の内燃機関
は、吸気弁閉じ時期によって、燃焼室内の混合気分布
が、始動時の着火性に大きく影響することを考慮してい
ない。
【０００４】本発明は叙上の問題点に鑑みて創出された
ものであり、その目的とするところは、内燃機関の始動
時において、カーボンの噛み込み防止と点火プラグ近傍
リッチによる着火性の向上を図り、更に、充填効率の向
上を図ることのできる最適なバルブタイミング設定を行
うことができる可変バルブタイミング装置の始動時制御
方法を提供することである。
ものであり、その目的とするところは、内燃機関の始動
時において、カーボンの噛み込み防止と点火プラグ近傍
リッチによる着火性の向上を図り、更に、充填効率の向
上を図ることのできる最適なバルブタイミング設定を行
うことができる可変バルブタイミング装置の始動時制御
方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の手段を採用することができる。この手
段によると、始動時の充填効率を向上することができ、
また、混合気の吹き戻しが小さくなり、カーボンが吸気
弁に噛み込みにくくなる。また、カーボンが噛み込んで
も、その噛み込み量が少ないため、吸気弁の閉弁力によ
って容易に除去されるので噛み込みによる始動性の悪化
を防止することができる。さらに、この手段によると、
始動時の弱い流速域である燃焼室内で、スワール流及び
タンブル流によって圧縮上死点でプラグ近傍がリッチと
なるため、着火性が向上し、良好な始動性を確保するこ
とができる。そして、完爆後は、従来の設定にて可変バ
ルブタイミング装置を作動することにより、運転状態に
応じた最適な機関トルクを得ることができる。
に請求項１記載の手段を採用することができる。この手
段によると、始動時の充填効率を向上することができ、
また、混合気の吹き戻しが小さくなり、カーボンが吸気
弁に噛み込みにくくなる。また、カーボンが噛み込んで
も、その噛み込み量が少ないため、吸気弁の閉弁力によ
って容易に除去されるので噛み込みによる始動性の悪化
を防止することができる。さらに、この手段によると、
始動時の弱い流速域である燃焼室内で、スワール流及び
タンブル流によって圧縮上死点でプラグ近傍がリッチと
なるため、着火性が向上し、良好な始動性を確保するこ
とができる。そして、完爆後は、従来の設定にて可変バ
ルブタイミング装置を作動することにより、運転状態に
応じた最適な機関トルクを得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の可変バルブタイミング装
置の始動時制御方法の第１実施形態を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の原理構成図である。図におい
て、可変バルブタイミング装置１１は、内燃機関１０の
吸気弁と排気弁の各開弁期間およびバルブタイミングを
運転状態に応じて可変する。始動検出手段１２は、内燃
機関１０の回転数等から始動を検出する。完爆検出手段
１３は内燃機関１０の回転数の微分値である回転変動等
から機関の完爆を検出する。例えば、各気筒の圧縮上死
点からフランク角が所定回転角に到達するまでの回転速
度が所定値以上のときにその気筒で爆発が生じたと判定
し、所定数以上の気筒で爆発が生じている場合、完爆と
判定する。
置の始動時制御方法の第１実施形態を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の原理構成図である。図におい
て、可変バルブタイミング装置１１は、内燃機関１０の
吸気弁と排気弁の各開弁期間およびバルブタイミングを
運転状態に応じて可変する。始動検出手段１２は、内燃
機関１０の回転数等から始動を検出する。完爆検出手段
１３は内燃機関１０の回転数の微分値である回転変動等
から機関の完爆を検出する。例えば、各気筒の圧縮上死
点からフランク角が所定回転角に到達するまでの回転速
度が所定値以上のときにその気筒で爆発が生じたと判定
し、所定数以上の気筒で爆発が生じている場合、完爆と
判定する。
【０００７】図２は、本発明の第１実施形態のシステム
構成図を示すものである。本実施形態は、内燃機関１０
として、４気筒４サイクル火花点火式内燃機関（エンジ
ン）に適用した例で、図２には任意の一気筒の構造断面
図を示している。この内燃機関の各部は後述するマイク
ロコンピュータ２１によって制御される。図２におい
て、エンジンブロック２２内に、上下方向に往復運動す
るピストン２３が収納され、また燃焼室２４が吸気弁２
６を介してインテークマニホルド２５に連通される一
方、排気弁２７を介してエキゾーストマニホルド２８に
連通されている。また、燃焼室２４にプラグギャップが
突出するように点火プラグ２９が設けられている。イン
テークマニホルド２５の上流側はサージタンク３０を介
して４気筒共通に吸気管３１に連通させている。この吸
気管３１内には、スロットルバルブ３３、エアフローメ
ータ３２が夫々設けられている。スロットルバルブ３３
は、アクセルペダルに連動して開度が調整される構成と
されており、またその開度はスロットルポジションセン
サ３４より検出される構成とされている。エアフローメ
ータ３２の下流側には吸入空気温を測定する吸気温セン
サ３５が設けられている。
構成図を示すものである。本実施形態は、内燃機関１０
として、４気筒４サイクル火花点火式内燃機関（エンジ
ン）に適用した例で、図２には任意の一気筒の構造断面
図を示している。この内燃機関の各部は後述するマイク
ロコンピュータ２１によって制御される。図２におい
て、エンジンブロック２２内に、上下方向に往復運動す
るピストン２３が収納され、また燃焼室２４が吸気弁２
６を介してインテークマニホルド２５に連通される一
方、排気弁２７を介してエキゾーストマニホルド２８に
連通されている。また、燃焼室２４にプラグギャップが
突出するように点火プラグ２９が設けられている。イン
テークマニホルド２５の上流側はサージタンク３０を介
して４気筒共通に吸気管３１に連通させている。この吸
気管３１内には、スロットルバルブ３３、エアフローメ
ータ３２が夫々設けられている。スロットルバルブ３３
は、アクセルペダルに連動して開度が調整される構成と
されており、またその開度はスロットルポジションセン
サ３４より検出される構成とされている。エアフローメ
ータ３２の下流側には吸入空気温を測定する吸気温セン
サ３５が設けられている。
【０００８】また、スロットルバルブ３３を迂回し、且
つ、スロットルバルブ３３の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路３６が設けられ、該バイパス通路３６の
途中にはソレノイドによって開弁度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ（以下「ＩＳＣ
Ｖ」と称する）３７が取り付けられている。３８は燃料
噴射弁で、インテークマニホルド２５を通る空気流中
に、後述のマイクロコンピュータ２１の指示に従い、燃
料を噴射する。また、酸素濃度検出センサ（以下、「Ｏ
2 センサ」と称する）３９はエキゾーストマニホルド２
８を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。４０は水温セン
サで、エンジンブロック２２を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。４１はイグナイタで、イグ
ニッションコイル（図示せず）の一次電流を開閉する。
４２はディストリビュータで、エンジンフランクシャフ
トの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ４３
と、エンジン回転数信号を例えば３０°クランクアング
ル（以下、「CA」と称する）毎に発生する回転角センサ
４４とを有している。４５はスタータで、イグニッショ
ンキーのオンにより、ギアを介してクランクシャフト４
６を駆動し、始動する。４７は油圧コントロールソレノ
イドバルブで、動弁機構４８と共に前記した可変バルブ
タイミング装置１１を構成している。該動弁機構４８
は、吸気弁２６と排気弁２７の開閉タイミング制御を油
圧コントロールソレノイドバルブ４７からの油圧のオン
／オフ信号に応じて切換える構造とされている。
つ、スロットルバルブ３３の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路３６が設けられ、該バイパス通路３６の
途中にはソレノイドによって開弁度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ（以下「ＩＳＣ
Ｖ」と称する）３７が取り付けられている。３８は燃料
噴射弁で、インテークマニホルド２５を通る空気流中
に、後述のマイクロコンピュータ２１の指示に従い、燃
料を噴射する。また、酸素濃度検出センサ（以下、「Ｏ
2 センサ」と称する）３９はエキゾーストマニホルド２
８を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。４０は水温セン
サで、エンジンブロック２２を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。４１はイグナイタで、イグ
ニッションコイル（図示せず）の一次電流を開閉する。
４２はディストリビュータで、エンジンフランクシャフ
トの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ４３
と、エンジン回転数信号を例えば３０°クランクアング
ル（以下、「CA」と称する）毎に発生する回転角センサ
４４とを有している。４５はスタータで、イグニッショ
ンキーのオンにより、ギアを介してクランクシャフト４
６を駆動し、始動する。４７は油圧コントロールソレノ
イドバルブで、動弁機構４８と共に前記した可変バルブ
タイミング装置１１を構成している。該動弁機構４８
は、吸気弁２６と排気弁２７の開閉タイミング制御を油
圧コントロールソレノイドバルブ４７からの油圧のオン
／オフ信号に応じて切換える構造とされている。
【０００９】上述した構成の各部の動作を制御するマイ
クロコンピュータ２１は、図３に示すように、ハードウ
ェア構成とされている。同図中、図２と共通する構成部
分については同じ参照符号を付すことによって、重複す
る説明を省略する。以下、後述する他の実施形態につい
ても同様である。図３において、マイクロコンピュータ
２１は中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と称する）５
０、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）５１、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップＲＡＭ５３、入力インター
フェース回路５４、マルチプレクサ付きＡ／Ｄコンバー
タ５６及び入出力インターフェース回路５５等から構成
されており、それらの構成要素は、バス５７を介して互
いに接続されている。Ａ／Ｄ変換器５６は、スタータ４
５からのスタータ・オン信号、エアフローメータ３２か
らの吸入空気量信号、吸気温センサ３５からの吸気温検
出信号、スロットルポジションセンサ３４からの検出信
号、水温センサ４０からの水温検出信号、Ｏ2 センサ３
９からの酸素濃度検出信号を入力インターフェース回路
５４を通して順次切換えて取り込み、それらの信号をＡ
／Ｄ変換器５６にてアナログ・デジタル変換してバス５
７へ順次送出する。入出力インターフェース回路５５に
は、スロットルポジションセンサ３４からの検出信号及
び回転角センサ４４からのエンジン回転数（ＮＥ）に応
じた回転数信号などが夫々入力され、それらの信号をバ
ス５７を介してＣＰＵ５０へ入力する。
クロコンピュータ２１は、図３に示すように、ハードウ
ェア構成とされている。同図中、図２と共通する構成部
分については同じ参照符号を付すことによって、重複す
る説明を省略する。以下、後述する他の実施形態につい
ても同様である。図３において、マイクロコンピュータ
２１は中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と称する）５
０、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）５１、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップＲＡＭ５３、入力インター
フェース回路５４、マルチプレクサ付きＡ／Ｄコンバー
タ５６及び入出力インターフェース回路５５等から構成
されており、それらの構成要素は、バス５７を介して互
いに接続されている。Ａ／Ｄ変換器５６は、スタータ４
５からのスタータ・オン信号、エアフローメータ３２か
らの吸入空気量信号、吸気温センサ３５からの吸気温検
出信号、スロットルポジションセンサ３４からの検出信
号、水温センサ４０からの水温検出信号、Ｏ2 センサ３
９からの酸素濃度検出信号を入力インターフェース回路
５４を通して順次切換えて取り込み、それらの信号をＡ
／Ｄ変換器５６にてアナログ・デジタル変換してバス５
７へ順次送出する。入出力インターフェース回路５５に
は、スロットルポジションセンサ３４からの検出信号及
び回転角センサ４４からのエンジン回転数（ＮＥ）に応
じた回転数信号などが夫々入力され、それらの信号をバ
ス５７を介してＣＰＵ５０へ入力する。
【００１０】また、ＣＰＵ５０は上記入出力インターフ
ェース回路５５及びＡ／Ｄ変換器５６からバス５７を通
じて入力された各種データに基づいて、各演算処理を実
行し、得られたデータをバス５７及び入出力インターフ
ェース回路５５を通してＩＳＣＶ３７、燃料噴射弁３
８、イグナイタ４１及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ４５へ適宜選択出力し、ＩＳＣＶ３７の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁３８による燃料噴射時間を制御したり、イグナイタ
４１により点火時期制御を行なわせ、また、油圧コント
ロールソレノイドバルブ４７を介して動弁機構４８のバ
ルブタイミングを制御するようになっている。
ェース回路５５及びＡ／Ｄ変換器５６からバス５７を通
じて入力された各種データに基づいて、各演算処理を実
行し、得られたデータをバス５７及び入出力インターフ
ェース回路５５を通してＩＳＣＶ３７、燃料噴射弁３
８、イグナイタ４１及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ４５へ適宜選択出力し、ＩＳＣＶ３７の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁３８による燃料噴射時間を制御したり、イグナイタ
４１により点火時期制御を行なわせ、また、油圧コント
ロールソレノイドバルブ４７を介して動弁機構４８のバ
ルブタイミングを制御するようになっている。
【００１１】次に、このバルブタイミング制御について
説明する。図４は、内燃機関の運転状態時（始動後）に
おける可変バルブタイミング装置の特性図を示し、縦軸
はスロットル開度、横軸はエンジン回転数（単位rpm)を
示す。図４に示すように、スロットル開度が所定値以下
の低負荷運転状態及びエンジン回転数が所定値Ｎ以上の
高回転状態の運転領域Ｉでは、図５（Ａ）に示す様に排
気弁２７の開弁期間Ｔ２７と吸気弁２６の開弁期間Ｔ２
６がオーバーラップする期間θ1 を小さくし、燃焼室の
ガスの吹き抜け等を防止すると共に機関トルクを抑える
ようにしている。また、図４のスロットル開度が所定値
以上で、エンジン回転数が所定値Ｎ以下の運転領域IIで
は、図５（Ｂ）に示す様に排気弁２７の開弁期間Ｔ２７
と吸気弁２６の開弁期間Ｔ２６′がオーバーラップする
期間θ2 （θ2 ＞θ1 ）を大きくし、十分な吸気及び排
気期間を確保して充填効率を高め、機関トルクを向上さ
せるようにしている。
説明する。図４は、内燃機関の運転状態時（始動後）に
おける可変バルブタイミング装置の特性図を示し、縦軸
はスロットル開度、横軸はエンジン回転数（単位rpm)を
示す。図４に示すように、スロットル開度が所定値以下
の低負荷運転状態及びエンジン回転数が所定値Ｎ以上の
高回転状態の運転領域Ｉでは、図５（Ａ）に示す様に排
気弁２７の開弁期間Ｔ２７と吸気弁２６の開弁期間Ｔ２
６がオーバーラップする期間θ1 を小さくし、燃焼室の
ガスの吹き抜け等を防止すると共に機関トルクを抑える
ようにしている。また、図４のスロットル開度が所定値
以上で、エンジン回転数が所定値Ｎ以下の運転領域IIで
は、図５（Ｂ）に示す様に排気弁２７の開弁期間Ｔ２７
と吸気弁２６の開弁期間Ｔ２６′がオーバーラップする
期間θ2 （θ2 ＞θ1 ）を大きくし、十分な吸気及び排
気期間を確保して充填効率を高め、機関トルクを向上さ
せるようにしている。
【００１２】次に、始動時については、マイクロコンピ
ュータ２１を用い、前記した始動検出手段１２と完爆検
出手段１３を用いて、可変バルブタイミングの設定を変
更する。変更方法の一実施形態として、図６に可変バル
ブタイミング装置制御のうち、特に、始動時を詳細に図
示したフローチャートを示す。まず、ステップ１０１に
おいて、マイクロコンピュータは、イグニッションキー
のオンとともに起動し、制御を開始する。開始後、ＲＡ
Ｍ５２を初期化し、このときスタータオンオフを判定す
るフラグＳＴ（後述）も、スタータオフであるＳＴ＝０
とされる（ステップ１０２）。次に、ステップ１０３に
おいてスタータオンオフを判定する。これは、図１の始
動検出手段１２に相当し、スタータがオフのときステッ
プ１０４に進み、ＳＴ＝０とし、スタータがオンのとき
ステップ１０５に進み、ＳＴ＝１とする。ステップ１０
４においてＳＴ＝０のとき、回転角センサ４４からの入
力より算出される回転数ＮＥが、例えば４００rpm 以上
であるか否かにより始動完了を判定する（ステップ１０
７）。ステップ１０７においてＮＥ＞４００rpm のとき
は、始動が完了したと判定し、図４に示されるエンジン
回転数とスロットル開度に応じた始動後可変バルブタイ
ミング設定へ移行する（ステップ１０８）。また、ステ
ップ１０７にてＮＥ≦４００であった場合、まだ始動時
であると判定し、初期化（ステップ１０２）後に戻る。
一方、ＳＴ＝１（ステップ１０５）のとき、始動時制御
ルーチン（ステップ１０６）にて可変バルブタイミング
を制御し、図７におけるステップ２０４にて始動完了を
確認する。
ュータ２１を用い、前記した始動検出手段１２と完爆検
出手段１３を用いて、可変バルブタイミングの設定を変
更する。変更方法の一実施形態として、図６に可変バル
ブタイミング装置制御のうち、特に、始動時を詳細に図
示したフローチャートを示す。まず、ステップ１０１に
おいて、マイクロコンピュータは、イグニッションキー
のオンとともに起動し、制御を開始する。開始後、ＲＡ
Ｍ５２を初期化し、このときスタータオンオフを判定す
るフラグＳＴ（後述）も、スタータオフであるＳＴ＝０
とされる（ステップ１０２）。次に、ステップ１０３に
おいてスタータオンオフを判定する。これは、図１の始
動検出手段１２に相当し、スタータがオフのときステッ
プ１０４に進み、ＳＴ＝０とし、スタータがオンのとき
ステップ１０５に進み、ＳＴ＝１とする。ステップ１０
４においてＳＴ＝０のとき、回転角センサ４４からの入
力より算出される回転数ＮＥが、例えば４００rpm 以上
であるか否かにより始動完了を判定する（ステップ１０
７）。ステップ１０７においてＮＥ＞４００rpm のとき
は、始動が完了したと判定し、図４に示されるエンジン
回転数とスロットル開度に応じた始動後可変バルブタイ
ミング設定へ移行する（ステップ１０８）。また、ステ
ップ１０７にてＮＥ≦４００であった場合、まだ始動時
であると判定し、初期化（ステップ１０２）後に戻る。
一方、ＳＴ＝１（ステップ１０５）のとき、始動時制御
ルーチン（ステップ１０６）にて可変バルブタイミング
を制御し、図７におけるステップ２０４にて始動完了を
確認する。
【００１３】次に、始動時制御ルーチンを図７に示す。
このルーチンにて、まず吸気弁の閉じ時期を早くする設
定、つまり本実施形態においては、ステップ２０２にお
いて図５（Ｂ）（θ4 ＜θ3 ）のバルブタイミング設定
とする。次に、単位時間当たりの回転数である回転変動
ΔＮＥを、例えば３０°CA回転するのに必要な時間から
３０°CA毎に算出する（ステップ２０３）。この算出し
たΔＮＥが設定値（本実施形態においては、５０rpm ／
ｓ）よりも大きいか否かで完爆の有無の判定をする（ス
テップ２０４）。これは図１の完爆検出手段１３に相当
する。ステップ２０４においてΔＮＥ＞５０のとき、機
関に完爆が発生したと判定し、このルーチンを終了す
る。また、ΔＮＥ≦５０のとき、機関に完爆が発生して
いないと判定し、ステップ２０３に戻る。
このルーチンにて、まず吸気弁の閉じ時期を早くする設
定、つまり本実施形態においては、ステップ２０２にお
いて図５（Ｂ）（θ4 ＜θ3 ）のバルブタイミング設定
とする。次に、単位時間当たりの回転数である回転変動
ΔＮＥを、例えば３０°CA回転するのに必要な時間から
３０°CA毎に算出する（ステップ２０３）。この算出し
たΔＮＥが設定値（本実施形態においては、５０rpm ／
ｓ）よりも大きいか否かで完爆の有無の判定をする（ス
テップ２０４）。これは図１の完爆検出手段１３に相当
する。ステップ２０４においてΔＮＥ＞５０のとき、機
関に完爆が発生したと判定し、このルーチンを終了す
る。また、ΔＮＥ≦５０のとき、機関に完爆が発生して
いないと判定し、ステップ２０３に戻る。
【００１４】上述したような動作を行う内燃機関におい
て、本実施形態は、図５（Ｂ）のθ 4 に相当する吸気弁
閉じ時期を最適値に設定する。図８は、始動時の吸気弁
閉じ時期と、最大筒内圧の関係を示したものである。吸
気弁閉じ時期は、図５（Ｂ）中のθ4 に相当する。最大
筒内圧は、吸気弁閉じ時期が、ピストン下死点に相当す
る０゜（ＢＤＣ）からピストン下死点後３０°CAに相当
する３０°CAで最大となり、この時期の範囲内において
充填効率が向上する。
て、本実施形態は、図５（Ｂ）のθ 4 に相当する吸気弁
閉じ時期を最適値に設定する。図８は、始動時の吸気弁
閉じ時期と、最大筒内圧の関係を示したものである。吸
気弁閉じ時期は、図５（Ｂ）中のθ4 に相当する。最大
筒内圧は、吸気弁閉じ時期が、ピストン下死点に相当す
る０゜（ＢＤＣ）からピストン下死点後３０°CAに相当
する３０°CAで最大となり、この時期の範囲内において
充填効率が向上する。
【００１５】図９は、吸気弁閉じ時期と、燃焼室内にカ
ーボンの堆積した内燃機関の始動時間との関係を示した
ものである。吸気弁閉じ時期が下死点後３０°CAより遅
くなると、混合気の吹き戻しによりカーボンが噛み込み
やすくなり、始動時間は急増する。これに対し、吸気弁
閉じ時期が、下死点後３０°CAより早い場合では、混合
気の吹き戻しが小さくなり、カーボンが吸気弁に噛み込
みにくくなる。また、カーボンが噛み込んでも、その噛
み込み量が少ないため、吸気弁の閉弁力によって容易に
除去される。これらより、燃焼室内にカーボンの堆積し
た内燃機関の始動時間を１秒以内に抑えるには、吸気弁
閉じ時期を図９中、−２０°CAから２５°CA、すなわち
ピストン下死点前２０°CAからピストン下死点後２５°
CAに設定することが必要である。
ーボンの堆積した内燃機関の始動時間との関係を示した
ものである。吸気弁閉じ時期が下死点後３０°CAより遅
くなると、混合気の吹き戻しによりカーボンが噛み込み
やすくなり、始動時間は急増する。これに対し、吸気弁
閉じ時期が、下死点後３０°CAより早い場合では、混合
気の吹き戻しが小さくなり、カーボンが吸気弁に噛み込
みにくくなる。また、カーボンが噛み込んでも、その噛
み込み量が少ないため、吸気弁の閉弁力によって容易に
除去される。これらより、燃焼室内にカーボンの堆積し
た内燃機関の始動時間を１秒以内に抑えるには、吸気弁
閉じ時期を図９中、−２０°CAから２５°CA、すなわち
ピストン下死点前２０°CAからピストン下死点後２５°
CAに設定することが必要である。
【００１６】図１０は、吸気弁閉じ時期と燃焼室内のプ
ラグ部の空燃比の関係である。図１０中の空燃比は、圧
縮上死点にて測定した空燃比である。吸気弁閉じ時期
を、下死点前１５°CA（即ち、−１５°CA）より進める
と、燃料が十分吸入されず、プラグ近傍はリーンとな
る。吸気弁閉じ時期が下死点前１５°CAから、下死点後
３０°CA（即ち、−１５゜から３０°CAの範囲）では、
始動時の弱い流速域である燃焼室内で、スワール流およ
びタンブル流によって圧縮上死点でプラグ近傍がリッチ
となり着火性が向上する。吸気弁閉じ時期を下死点後３
０°CAより遅らせると、吸気管内への吹き戻しによって
吸気弁側に濃い燃料が偏在分布し、プラグまわりは吸気
弁閉じ時期が下死点前１５°CAから下死点後３０°CAに
比べてリーンとなる。以上より本実施形態では、始動時
の吸気弁閉じ時期（図５（Ｂ）のθ4 ）をピストン下死
点からピストン下死点後２５°CAのバルブタイミング設
定とする。
ラグ部の空燃比の関係である。図１０中の空燃比は、圧
縮上死点にて測定した空燃比である。吸気弁閉じ時期
を、下死点前１５°CA（即ち、−１５°CA）より進める
と、燃料が十分吸入されず、プラグ近傍はリーンとな
る。吸気弁閉じ時期が下死点前１５°CAから、下死点後
３０°CA（即ち、−１５゜から３０°CAの範囲）では、
始動時の弱い流速域である燃焼室内で、スワール流およ
びタンブル流によって圧縮上死点でプラグ近傍がリッチ
となり着火性が向上する。吸気弁閉じ時期を下死点後３
０°CAより遅らせると、吸気管内への吹き戻しによって
吸気弁側に濃い燃料が偏在分布し、プラグまわりは吸気
弁閉じ時期が下死点前１５°CAから下死点後３０°CAに
比べてリーンとなる。以上より本実施形態では、始動時
の吸気弁閉じ時期（図５（Ｂ）のθ4 ）をピストン下死
点からピストン下死点後２５°CAのバルブタイミング設
定とする。
【００１７】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。図１１は本発明の第２実施形態のシステム構成図
であり、前述の第１実施形態を示す図２と共通する構成
部分については同じ参照符号を付すことによって、重複
する説明を省略する。図１１においては、可変バルブタ
イミング装置１１は、電動モータ５０と、動弁機構４８
とで構成されており、そのタイミングは、図１２（Ａ）
から図１２（Ｂ）までの任意のタイミングに設定可能で
ある。電動モータ５０は、図１３に示すマイクロコンピ
ュータ（図３と同一符号の構成部分については説明を省
略する）から出力された信号により、バルブタイミング
を設定する。始動時のバルブタイミング装置制御は、図
６に示すフローチャートと同様とする。本実施形態の図
７と同様の始動時制御ルーチンの詳細を図１４に示す。
図１４中、図７と同一符号の構成部分については同様の
作用を示し、説明は省略する。始動時のバルブタイミン
グは、図１２（Ｃ）（θ8 ＜θ10＜θ7 ）に設定し、そ
の制御は、図１４のステップ２０５にて行う。本実施形
態においては、始動時の吸気弁閉じ時期である図１２
（Ｃ）のθ10をピストン下死点からピストン下死点後２
５°CAのバルブタイミング設定とし、その効果は第１実
施形態と同様である。
する。図１１は本発明の第２実施形態のシステム構成図
であり、前述の第１実施形態を示す図２と共通する構成
部分については同じ参照符号を付すことによって、重複
する説明を省略する。図１１においては、可変バルブタ
イミング装置１１は、電動モータ５０と、動弁機構４８
とで構成されており、そのタイミングは、図１２（Ａ）
から図１２（Ｂ）までの任意のタイミングに設定可能で
ある。電動モータ５０は、図１３に示すマイクロコンピ
ュータ（図３と同一符号の構成部分については説明を省
略する）から出力された信号により、バルブタイミング
を設定する。始動時のバルブタイミング装置制御は、図
６に示すフローチャートと同様とする。本実施形態の図
７と同様の始動時制御ルーチンの詳細を図１４に示す。
図１４中、図７と同一符号の構成部分については同様の
作用を示し、説明は省略する。始動時のバルブタイミン
グは、図１２（Ｃ）（θ8 ＜θ10＜θ7 ）に設定し、そ
の制御は、図１４のステップ２０５にて行う。本実施形
態においては、始動時の吸気弁閉じ時期である図１２
（Ｃ）のθ10をピストン下死点からピストン下死点後２
５°CAのバルブタイミング設定とし、その効果は第１実
施形態と同様である。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のシステム構成図であ
る。
る。
【図３】図２中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成図である。
構成図である。
【図４】第１実施形態における可変バルブタイミング装
置の特性説明図である。
置の特性説明図である。
【図５】第１実施形態における可変バルブタイミング装
置による吸・排気弁の開タイミングの説明図である。
置による吸・排気弁の開タイミングの説明図である。
【図６】第１実施形態における始動時の可変バルブタイ
ミング装置制御ルーチンを示すフローチャートである。
ミング装置制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６中の始動時制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】第１実施形態における始動時の吸気弁閉じ時期
と最大筒内圧の関係を示す図である。
と最大筒内圧の関係を示す図である。
【図９】第１実施形態における吸気弁閉じ時期と燃焼室
内にカーボンの堆積した内燃機関の始動時間を示す図で
ある。
内にカーボンの堆積した内燃機関の始動時間を示す図で
ある。
【図１０】第１実施形態における始動時の吸気弁閉じ時
期と、燃焼室プラグ近傍の空燃比との関係を示す図であ
る。
期と、燃焼室プラグ近傍の空燃比との関係を示す図であ
る。
【図１１】本発明の第２実施形態のシステム構成図であ
る。
る。
【図１２】第２実施形態における可変バルブタイミング
装置による吸・排気弁の開タイミングの説明図である。
装置による吸・排気弁の開タイミングの説明図である。
【図１３】図１１中のマイクロコンピュータのハードウ
ェア構成図である。
ェア構成図である。
【図１４】第２実施形態における始動時制御ルーチンを
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
１０…内燃機関 １１…可変バルブタイミング装置 １２…始動検出手段 １３…完爆検出手段 ２６…吸気弁 ２７…排気弁
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｆ０２Ｎ 17/08 Ｚ (72)発明者 志茂 浩史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の吸気弁と排気弁の各開弁期間
およびバルブタイミングを運転状態に応じて可変する可
変バルブタイミング装置と、内燃機関の始動を検出する
始動検出手段と、内燃機関の完爆を検出する完爆検出手
段を有し、始動時と判定したときはバルブタイミングが
進み側となるようにバルブタイミングを設定する可変バ
ルブタイミング装置の始動時制御方法において、 始動開始から完爆が検出されるまでの期間の吸気弁閉じ
時期をピストン下死点からピストン下死点後２５度クラ
ンクアングルのバルブタイミングに設定することを特徴
とする可変バルブタイミング装置の始動時制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056241A JPH09250368A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 可変バルブタイミング装置の始動時制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056241A JPH09250368A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 可変バルブタイミング装置の始動時制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250368A true JPH09250368A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13021609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056241A Pending JPH09250368A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 可変バルブタイミング装置の始動時制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250368A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233913A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の可変動弁機構制御装置 |
| KR101226058B1 (ko) * | 2011-05-06 | 2013-02-07 | 한국기계연구원 | 직접분사식 가솔린 엔진에서 점화플러그 카본누적을 방지하기 위한 밸브제어방법 |
| KR102187579B1 (ko) * | 2019-11-01 | 2020-12-07 | 현대자동차주식회사 | 듀레이션 이원화 방식 cvvd 시스템 시동 제어 방법 |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056241A patent/JPH09250368A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233913A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の可変動弁機構制御装置 |
| KR101226058B1 (ko) * | 2011-05-06 | 2013-02-07 | 한국기계연구원 | 직접분사식 가솔린 엔진에서 점화플러그 카본누적을 방지하기 위한 밸브제어방법 |
| KR102187579B1 (ko) * | 2019-11-01 | 2020-12-07 | 현대자동차주식회사 | 듀레이션 이원화 방식 cvvd 시스템 시동 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030708 |