JPH04303141A - 内燃エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの制御装
置に関し、特に吸気弁の開弁期間を変化させることによ
り、エンジンの吸入空気量を制御するとともに、燃料噴
射時期をエンジンの運転状態に応じて制御する制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気弁の開弁期間を変化させることによ
り、吸入空気量を制御可能としたエンジン及びその制御
装置は従来より提案されている（例えば特開昭６３−１
７６６１０号）。

【０００３】また、エンジンの各気筒に対応して配設さ
れた燃料噴射弁により、各気筒毎に燃料を独立に噴射す
るようにしたエンジンにおいて、燃料噴射開始時期を、
燃料噴射終了時期が上死点後３０°〜１２０°の範囲内
の所定クランク角度となるように、燃料噴射時間から逆
算して求めるようにした燃料噴射制御方法も従来より知
られている（特開昭５９−２９７３３号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吸気弁の開弁期間を変
化させることにより吸入空気量を制御可能としたエンジ
ンにおいては、エンジン運転状態に応じて吸気弁の開弁
期間が広い範囲にわたって変化するため、吸気弁の開弁
期間は一定であることを前提とした上記従来の燃料噴射
制御方法をそのまま適用した場合には以下のような不具
合が発生する。

【０００５】即ち、エンジンの低負荷、低回転状態では
、吸気弁開弁期間が短く、吸気の流速が低いため、吸気
弁開弁期間内に燃料噴射を行うと、一部の燃料が気筒に
吸入されずに吸気管内に残留し、混合気の空燃比変動が
発生する。その結果、燃焼状態が変動し、エンジン回転
の不安定化や排気ガス特性の変動が発生することとなる
。

【０００６】一方、上記不具合を回避すべく吸気弁の開
弁期間より前に燃料噴射を完了させると、エンジンの高
負荷状態においては、燃料の吸入遅れが発生し、燃焼状
態や充てん効率の面で十分なエンジン性能を得ることが
できない。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みなされたものであ
り、吸気弁の開弁期間を変化させることにより吸入空気
量を制御可能としたエンジンにおいて燃料噴射時期を適
切に制御し、燃焼状態の安定化を図ることができる制御
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃エンジンの吸気弁の開弁期間を変化させ
ることにより、エンジンの吸入空気量を制御する弁制御
手段と、エンジンの吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射
手段とを備えた内燃エンジンの制御装置において、前記
吸気弁の閉弁完了時期に応じて前記燃料噴射手段の噴射
終了時期を吸気行程開始前若しくは吸気行程中のいずれ
かに決定する噴射終了時期決定手段と、該噴射終了時期
が吸気行程開始前若しくは吸気行程中のいずれであるか
に応じて前記燃料噴射手段の噴射開始時期を決定する噴
射開始時期決定手段とを設けるようにしたものである。

【０００９】また、前記噴射終了時期決定手段は、前記
吸気弁の閉弁完了時期がエンジンの運転状態に応じて設
定される所定の判定時期より早いときには、前記噴射終
了時期を吸気行程開始前とする一方、前記閉弁完了時期
が前記所定判定時期より遅いときには、前記噴射終了時
期を吸気行程中とすることが望ましい。

【００１０】また、前記吸気弁の閉弁完了時期は、少な
くともエンジン回転数及び運転者のエンジンに対する要
求を表わすパラメータを含むエンジン運転パラメータに
応じて算出される値、又はリフトセンサによって検出さ
れた吸気弁のリフト量に基づいて算出される値とするこ
とが望ましい。

【００１１】

【作用】燃料噴射手段の噴射終了時期が、吸気弁の閉弁
完了時期に応じて、吸気行程開始前若しくは吸気行程中
のいずれかに決定され、その決定結果に応じて噴射開始
時期が決定される。

【００１２】噴射終了時期は、吸気弁の閉弁完了時期が
エンジンの運転状態に応じて設定される所定の判定時期
より早いときには、吸気行程開始前とされ、吸気弁の閉
弁完了時期が所定の判定時期より遅いときには、吸気行
程中とされる。

【００１３】吸気弁の閉弁完了時期は、少なくともエン
ジン回転数及び運転者のエンジンに対する要求を表わす
パラメータを含むエンジン運転パラメータに応じて、又
はリフトセンサによって検出される吸気弁のリフト量に
基づいて算出される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の一実施例に係る内燃エン
ジン及びその制御装置の全体構成を示す図である。同図
中１は内燃エンジン（本体）であり、吸気弁及び排気弁
を油圧駆動するための油圧駆動弁ユニット２０を有する
。エンジン１の吸気管１ａの途中には燃料噴射弁１４が
配設されており、該噴射弁１４は電子コントロールユニ
ット（以下「ＥＣＵ」という）２に電気的に接続されて
いる。ＥＣＵ２は、前記油圧区動弁ユニット２０内のソ
レノイド（後述する図５の２０２）及び点火プラグ（図
示せず）にも接続されており、これらの制御信号（θＯ
ＦＦ、θＯＮ及びθＩＧ）が供給される。

【００１６】ＥＣＵ２には、エンジン１の特定の気筒の
所定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号
パルス」という）を出力する気筒判別センサ（以下「Ｃ
ＹＬセンサ」という）３、各気筒の吸入行程開始時の上
死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角
度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０°毎に
）ＴＤＣ信号パルスを発生するＴＤＣセンサ４、及び前
記ＴＤＣ信号パルスの周期より短い一定クランク角（例
えば３０°）周期で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス
」と云う）を発生するクランク角センサ（以下「ＣＲＫ
センサ」と云う）５が電気的に接続されており、ＣＹＬ
信号パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パルスが
ＥＣＵ２に送られる。これら３つのセンサ３，４，５の
出力信号パルスは、吸気弁の閉弁時期、燃料噴射時期、
点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数の
検出に使用される。

【００１７】更にＥＣＵ２には、エンジン冷却水温（Ｔ
Ｗ）を検出する水温センサ（ＴＷセンサ）６、吸気温セ
ンサ（ＴＡセンサ）７、排気ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）８、エンジン１の吸気
弁のリフト量（Ｌｆｔ）を検出センサするリフトセンサ
９、エンジン１の油圧駆動弁ユニット２０の作動油の油
圧（Ｐｏｉｌ）及び油温（Ｔｏｉｌ）を夫々検出する油
圧センサ（Ｐｏｉｌセンサ）１０、油温センサ（Ｔｏｉ
ｌセンサ）１１、運転者のエンジンに対する要求を表わ
すパラメータとしてのアクセルペダルの踏込量を検出す
るアクセル開度センサ（θＡＣＣセンサ）１２、及び大
気圧（ＰＡ）を検出する大気圧センサ（ＰＡセンサ）１
３が電気的に接続されており、これらのセンサ６〜１３
の検出信号がＥＣＵ２に供給される。

【００１８】ＥＣＵ２は中央演算装置、メモリ、制御信
号出力回路等（図示せず）より成り、上述の各種センサ
からの検出信号に基づいて油圧駆動弁ユニット２０の作
動制御及び点火時期制御を行うと共に、燃料噴射弁１４
の開弁時期及び閉弁時期（開弁時間）の制御を行う。

【００１９】図２は、油圧駆動弁ユニット２０の断面図
であり、該ユニット２０は、エンジン１の各気筒のシリ
ンダヘッド２１に装着されている。シリンダヘッド２１
にはエンジン１の燃焼室（図示せず）の頂部に開口し、
他方が吸気ポート２４に連通する吸気弁口２３が設けら
れている。吸気弁２２は吸気弁口２３を開閉すべくシリ
ンダヘッド２１内を図中上下方向に移動自在に案内され
るように配される。吸気弁２２の鍔部２５とシリンダヘ
ッド２１との間には弁ばね２６が縮設されており、この
弁ばね２６により吸気弁２２は図中上方（閉弁方向）に
向けてばね付勢される。

【００２０】一方、シリンダヘッド２１の図中左側には
、カム２７を有するカム軸２８が回転自在に配設されて
いる。このカム軸２８は、タイミングベルト（図示せず
）を介してクランク軸（図示せず）に連結されている。 カム軸２８と一体に形成されるカム２７と吸気弁２２と
の間には、油圧駆動弁ユニット２０が介装されている。

【００２１】油圧駆動弁ユニット２０は、カム２７のプ
ロフィールに応じて吸気弁２２を弁ばね２６に抗して下
方に押圧して開閉駆動する油圧駆動機構３０と、該油圧
駆動機構３０の押圧力を開弁作動途中で無効にし、もっ
てカムプロフィールに拘らず吸気弁２２を閉弁する油圧
解放機構３１とから成る。

【００２２】油圧駆動機構３０は、シリンダヘッド２１
と一体に構成されたブロック３２に固設される第１のシ
リンダ体３３と、下端（前端）を吸気弁２５の上端（後
端）に当接して第１のシリンダ体３３のシリンダ孔３３
ａに摺動可能に嵌合される弁側ピストン（弁駆動ピスト
ン）３４と、第１のシリンダ体３３及び弁側ピストン３
４により画成される作動油圧室３８と、ブロック３２に
固設される第２のシリンダ体３６と、カム２７に摺接す
るリフタ３５と、該リフタ３５に下端を当接させて第２
のシリンダ体３６の下部に摺動可能に嵌合されるカム側
ピストン３７と、第２のシリンダ体３６及びカム側ピス
トン３７によって画成される油圧発生室３９と、油圧発
生室３９と作動油圧室３８とを接続する油路４０とを主
な構成要素とし、作動油圧室３８内の油圧が所定値以上
のときカム２７のプロフィールに従って、吸気弁２２を
開閉作動させる。

【００２３】ブロック３２には、吸気弁２２の鍔部２５
に対向する位置にリフトセンサ９が配設されている。リ
フトセンサ９はＥＣＵ２に接続されており、吸気弁２２
のリフト量を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に供給す
る。

【００２４】図３は、第１のシリンダ体３３と弁側ピス
トン３４とによって画成される作動油圧室３８付近を拡
大して示す図であり、図示した状態は吸気弁２２が閉弁
完了位置（図２の弁座２１ａに着座した位置）にあると
きの状態、即ち弁側ピストン３４が最上部まで移動した
状態を示している。

【００２５】第１のシリンダ体３３には、油路４０の一
部をなす油路４０ａと、油路４０ａと作動油圧室３８の
頂部とを連通する固定オリフィス３３ｃと、弁側ピスト
ン３４との間に環状油路３３ｄを形成する環状凹部３３
ｅとが設けられている。

【００２６】弁側ピストン３４には、弁孔３４１ａと、
該弁孔３４１ａを作動油圧室側から閉塞可能な球状弁体
３４１ｂと、複数の連通孔３４１ｄを有し、弁体３４１
ｂを保持するリテーナ３４１ｃとから成るチェック弁３
４１が設けられ、このチェック弁３４１は油路４０ａか
ら作動油圧室３８への作動油の流通のみを許容する。ま
た弁側ピストン３４には、図４に示すように第１及び第
２の可変オリフィス３４ａ，３４ｂが設けられている。 これらのオリフィス３４ａ，３４ｂは前記固定オリフィ
ス３３ｃとともに、弁側ピストン３４の閉弁位置作動時
（上昇作動時）に、シリンダ孔３３ａの途中に設定され
る油圧緩衝開始位置Ｐ（環状凹部３３ｅの上端）を弁側
ピストン３４の上端（後端）が通過するのに応じて油路
４０ａへの作動油の戻り量制限機能を発揮する作動油戻
り量制御機構を構成する。

【００２７】上記作動油戻り量制限機構によれば、吸気
弁２２が閉弁作動を開始し、弁側ピストン３４の上端が
油圧緩衝開始位置Ｐを通過するまでは、第１及び第２の
可変オリフィス３４ａ，３４ｂが環状油路３３ｄに対し
て全開状態となるため、比較的急速に吸気弁２２のリフ
ト量が減少する（比較的高速で閉弁作動する）。その後
弁側ピストン３４の上昇とともに、先ず第１の可変オリ
フィス３４ａ、次いで第２の可変オリフィス３４ｂの環
状油路３３ｄに対する開口面積が減少し、それによって
作動油のリーク量も減少するので、吸気弁２２の閉弁作
動速度は徐々に低下する。更に、第２の可変オリフィス
３４ｂの下端が油圧緩衝開始位置Ｐを通過した後は、固
定オリフィス３３ｃのみによって作動油が油路４０ａに
戻される状態となって、吸気弁２２は緩やかに弁座２１
ａに着座する。なお、チェック弁３４１は、弁側ピスト
ン３４の上端が油圧緩衝開始位置Ｐを通過した後は閉弁
状態となる。

【００２８】一方、油圧解放機構３１は、前記油路４０
と給油ギャラリ４２とを接続する油路４１と、該油路４
１の途中に介装されるスピル弁４５と、油路４１内に配
されるフィード弁４３及びチェック弁４４と、これらの
弁４３，４４及びスピル弁４５によって画成されるアキ
ュム回路４１ａ内の油圧を所定の値に維持するためのア
キュムレータ４６とを主構成要素とする。給油ギャラリ
４２は、各気筒毎に設けられた油圧駆動弁ユニットに油
圧を供給するために設けられており、オイルポンプ４７
に接続されている。オイルポンプ４７は、シリンダヘッ
ド２１に設けられた補助オイルパン４８内の作動油を所
定範囲内の油圧として給油ギャラリ４２に供給する。な
お、給油ギャラリ４２に供給する作動油は、クランクケ
ース（図示せず）下部に設けられるオイルパンからオイ
ルポンプによって供給するようにしてもよい。

【００２９】前記スピル弁４５は、図５に示すように、
制御弁部１００と、該制御弁部１００を駆動する電磁駆
動部２００とから成るものであり、制御弁部１００は、
弁ハウジング１０１に、油路４１とアキュム回路４１ａ
間の連通、遮断を切換可能な主弁体１０２が摺動可能に
嵌合されるとともに該主弁体の開閉移動を司るパイロッ
ト弁１０３が設けられて成り、電磁駆動部２００はパイ
ロット弁１０３を開閉駆動すべく制御弁部１００に連設
されている。すなわち電磁駆動部２００のケーシング２
０１に制御弁部１００の弁ハウジング１０１が結合され
ている。

【００３０】主弁体１０２は有底円筒状に形成されてい
る。而して該主弁体１０２は、その前面に通路４１の油
圧を開弁方向に作用させながら弁ハウジング１０１内に
摺動可能に嵌合されており、この主弁体１０２の背部に
はパイロット室１０４が形成されている。しかもパイロ
ット室１０４には通路４１とアキュム回路４１ａ間を遮
断する方向に主弁体１０２を付勢するばね１０５が収納
されている。したがって主弁体１０２には、通路４１の
油圧が開弁方向に作用し、パイロット室１０４の油圧お
よびばね１０５のばね力が閉弁方向に作用することにな
る。さらに主弁体１０２には通路４１をパイロット室１
０４に通じさせるオリフィス１０６が設けられている。

【００３１】パイロット弁１０３は、前記パイロット室
１０４と補助オイルパン４８との間に介設されるもので
あり、パイロット室１０４およびオイルパン４８間を遮
断する方向にばね１０７で付勢されている。また電磁駆
動部２００は、ソレノイド２０２と、該ソレノイド２０
２により駆動される可動コア２０３とを備え、可動コア
２０３は、前記ばね１０７よりもばね荷重の小さなばね
２０４でパイロット弁１０３の上端に同軸に当接する方
向に付勢される。而してソレノイド２０２が励磁されて
いるときには可動コア２０３は前記ばね１０７のばね力
に抗してパイロット弁１０３を下降方向に押圧してパイ
ロット弁１０３を閉弁位置とし、ソレノイド２０２が消
磁されるとパイロット弁１０３はばね１０７のばね力に
より可動コア２０３を押しながら上昇方向に移動して開
弁する。

【００３２】このようなスピル弁４５において、電磁駆
動部２００のソレノイド２０２が消磁されると、パイロ
ット弁１０３が開弁し、パイロット室１０４の作動油が
補助オイルパン４８に導出される。したがって主弁体１
０２の両面に作用する油圧のバランスがくずれ、その前
面に作用している通路４１の油圧による開弁力が、パイ
ロット室１０４の油圧およびばね１０５による閉弁力に
打勝ってスピル弁４５が開弁作動する。

【００３３】ソレノイド２０２の励磁によるパイロット
弁１０３の閉弁時には、オリフィス１０６を介してパイ
ロット室１０４に通路４１の油圧が作用し、主弁体１０
２が閉弁方向に作動し、スピル弁４５が閉弁状態となる
。

【００３４】ソレノイド２０２はＥＣＵ２に接続されて
おり、ＥＣＵ２からの制御信号によって消磁／励磁が制
御される。

【００３５】図２にもどり、アキュムレータ４６は、ア
キュム回路４１ａ内の油圧を所定の圧力に維持すべく、
アキュム回路４１ａの途中設けられ、ブロック３２に穿
設されたシリンダ孔４６１と、空気孔４６２を有するキ
ャップ４６３と、シリンダ孔４６１に摺動自在に嵌合さ
れたピストン４６４と、キャップ４６３とピストン４６
４との間に縮設されたばね４６５とから成る。

【００３６】以上のように構成される油圧駆動機構３０
及び油圧解放機構３１の作用について以下に説明する。

【００３７】ＥＣＵ２から制御信号によってスピル弁４
５のソレノイド２０２が励磁されているときには、スピ
ル弁４５は閉弁状態となり、油圧駆動機構３０の油圧発
生室３９、油路４０及び作動油圧室３８内の油圧が高圧
（所定値以上）に保持され、カム２７のプロフィールに
応じた吸気弁２２の開閉駆動が行われる。従ってこの場
合の弁作動特性（クランク角と弁リフト量との関係）は
、図６に実線で示すようになる。

【００３８】一方、吸気弁２２の開弁時にＥＣＵ２から
制御信号によってがスピル弁４５のソレノイド２０２が
消磁されると、スピル弁４５は開弁状態となり、油圧駆
動機構３０の油圧発生室３９、油路４０及び作動油圧室
３８内の油圧が低下し、カム２７のプロフィールに拘ら
ず、吸気弁２２が閉弁作動を開始する。このとき、前記
作動油戻り量制限機構によって、吸気弁２２の閉弁速度
が閉弁作動途中から緩められ、吸気弁２２は弁座２１ａ
に緩やかに着座する。この場合の弁作動特性は図６に破
線で示すようになる。即ち、同図においてクランク角θ
ＯＦＦでソレノイド２０２を消磁すると、θＯＦＦから
若干遅れて（θ＝θＳＴ）吸気弁２２が閉弁作動を開始
し、θ＝θＩＣにおいて閉弁完了状態となる。

【００３９】以上のように、ＥＣＵ２からの制御信号に
よってスピル弁４５を開閉作動させ、その開弁時におい
て油圧駆動機構３０の作用を無効とすることにより、吸
気弁２２の閉弁開始タイミングを任意に設定することが
できる。その結果、各気筒の吸入空気量をＥＣＵ２の制
御信号によって制御することが可能となる。

【００４０】尚、本実施例では排気弁側にも吸気弁側と
同様の油圧駆動弁ユニットを設けている（図示せず）が
、排気弁側はカムプロフィールに従って一定のタイミン
グで閉弁する通常の動弁機構、若しくは開／閉弁時期を
複数設定可能な可変バルブタイミング機構としてもよい
。

【００４１】図７及び図８は、燃料噴射弁１４による燃
料噴射時期を決定するプログラムのフローチャートであ
り、図９〜図１３はこれらのプログラムによる噴射時期
決定手法を説明するための図である。

【００４２】図９〜図１３は、いずれもエンジンの特定
の気筒（図示例では＃１気筒）に着目し、吸気弁のリフ
トカーブ（各図（ａ））、吸気行程（各図（ｂ））、噴
射ステージ（各図（ｃ））、噴射実行範囲（各図（ｄ）
）及び噴射制御信号（各図（ｅ））を示している。吸気
弁のリフトカーブ（各図（ａ））は、破線が前記油圧解
放機構３１を全く作動させない場合のカムプロフィール
に従ったリフトカーブを示し、実線はエンジン運転状態
に応じて油圧解放機構３１を作動させた場合のリフトカ
ーブを示している。

【００４３】噴射ステージ（各図（ｃ））は、クランク
軸の１回転（θ１からθ２の間）を１２のステージ（ス
テージ０〜ステージ１１）に分割したものであり、ＣＲ
Ｋセンサ５の出力に基づいて決定される。

【００４４】以下図７〜１３を参照して燃料噴射時期の
決定手法を説明する。

【００４５】図７のステップＳ１では、噴射終了ステー
ジ（噴射終了時期）ＩＮＪＳＴＧＦを図８のプログラム
によって算出する。

【００４６】図８のステップＳ１１では先ず吸気弁の目
標閉弁タイミングθＩＣＯＢＪ（図９（ａ）〜１３（ａ
）参照）は、吸気弁の閉弁完了時期の目標値であり、以
下のようにして算出される。なお、図９（ａ）〜１３（
ａ）において、θＩＣＯＢＪは吸気弁のリフト量が０と
なる直前の時期を示しているが、これは吸気弁が完全に
閉弁する直前で吸気はほとんど行なわれなくなるからで
ある。

【００４７】吸気弁の実際の閉弁タイミング（以下「実
閉弁タイミング」という）θＩＣは、図６に示したよう
に、基本的には油圧解放機構３１のソレノイド２０２を
消磁するタイミング（以下「閉弁指示タイミング」とい
う）θＯＦＦに依存するが、エンジン回転数ＮＥ、油圧
駆動弁ユニット内の作動油温度Ｔｏｉｌ等によって、閉
弁指示タイミングθＯＦＦが同一であっても実閉弁タイ
ミングθＩＣは変化する。そこで、本実施例では、閉弁
指示タイミングθＯＦＦに基づいて目標閉弁タイミング
θＩＣＯＢＪの基準値を算出し、これをエンジン回転数
ＮＥ及び作動油温度Ｔｏｉｌに応じて補正することによ
って、目標閉弁タイミングθＩＣＯＢＪを算出するよう
にしている。

【００４８】なお、閉弁指示タイミングθＯＦＦは、エ
ンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度θＡＣＣに基づいて
設定された基準値を、吸気温ＴＡ、大気圧ＰＡ、作動油
温度Ｔｏｉｌ、作動油圧Ｐｏｉｌ等及びリフトセンサの
検出値Ｌｆｔに応じて補正することによって算出される
。

【００４９】また、目標閉弁タイミングθＩＣＯＢＪは
リフトセンサの検出値Ｌｆｔに基づいて補正するように
してもよい。

【００５０】図８にもどり、ステップＳ１２では、噴射
終了ステージＩＮＪＳＴＧＦを決定するための基準とな
る判定閉タイミングθｒｅｆ（図９（ａ）〜１２（ａ）
参照）を、下記式（１）により算出する。なお、判定閉
タイミングθｒｅｆは、その値が小さいほど燃料噴射を
吸気行程中で行う頻度が増加する。

【００５１】 　　θｒｅｆ＝θ０＋Δθ１＋Δθ２＋Δθ３　　　　
　　　　　　　　…（１）θ０は例えば上死点（図９の
ＴＤＣ１）後６０°に設定される基準値である。Δθ１
は、エンジン水温ＴＷに応じて例えば図１４（ａ）に示
すように設定される。エンジン水温ＴＷが低いときには
、吸気管内に噴射された燃料の、吸気ポート壁面に付着
する量が増加するので、吸気ポート内に空気の流れがあ
る吸気行程中において燃料噴射を行うことが望ましい。 そのため、Δθ１は、エンジン水温ＴＷが低下するほど
減少する（マイナス方向に増加する）ように設定される
。

【００５２】Δθ２は、アクセル開度θＡＣＣに応じて
例えば図１４（ｂ）に示すように設定される。アクセル
開度θＡＣＣが小さいほど、吸気流速が遅くなるので、
吸気行程開始前に燃料噴射を行うことが望ましい。その
ため、Δθ２は、アクセル開度θＡＣＣが低下するほど
増加するように設定される。

【００５３】Δθ３は他のエンジン運転状態（例えばエ
ンジン回転数ＮＥ；吸気温ＴＡ、油温Ｔｏｉｌ）に応じ
て設定される補正項である。

【００５４】なお、基準値θ０は一定値とするのではな
く、エンジン運転状態（例えば、エンジンの高回転時は
吸気流速が速いので、吸気行程中における噴射の頻度を
多くする）に応じて設定するようにしてもよい。

【００５５】また、θｒｅｆ値の算出方法は上記のもの
に限るものではなく、例えばエンジン水温ＴＷ及びアク
セル開度θＡＣＣに応じて設定されるマップから、基準
値を読み出し、他のエンジン運転状態に応じて補正する
ようにしてもよい。

【００５６】図８にもどり、ステップＳ１３では、目標
閉弁タイミングθＩＣＯＢＪが判定閉タイミングθｒｅ
ｆより小さいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）
、即ちθＩＣＯＢＪ＜θｒｅｆが成立するときには、噴
射終了ステージＩＮＪＳＴＧＦをステージ５として（ス
テップＳ１４）、本プログラムを終了する。これにより
、図９又は図１０に示すようにエンジンが低負荷状態（
図９はアイドル状態に対応する）にある場合には、θＩ
ＣＯＢＪ＜θｒｅｆが成立するので、噴射終了時期θＩ
Ｅは噴射可能範囲内（同図（ｄ））のステージ５に設定
される。

【００５７】ステップＳ１３の答が否定（ＮＯ）、即ち
θＩＣＯＢＪ≧θｒｅｆが成立するときには、目標閉弁
タイミングθＩＣＯＢＪが噴射ステージのどこにあるか
を示すパラメータＳＴＧＩＣを決定し（ステップＳ１５
）、噴射終了ステージＩＮＪＳＴＧＦを（ＳＴＧＩＣ−
Ｉ）として（ステップＳ１６）、本プログラムを終了す
る。ここで、Ｉは通常、値１に設定されるが、エンジン
回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ等に応じた値（例えば、
値２，３…）に設定するようにしてもよい。

【００５８】ステップＳ１５，Ｓ１６により、図１１又
は１２に示すようにエンジンが中負荷又は高負荷状態に
ある場合には、θＩＣＯＢＪ≧θｒｅｆが成立するので
、噴射終了時期θＩＥは、目標閉弁タイミングθＩＣＯ
ＢＪのある噴射ステージ（図１１の場合はステージ８、
図１２の場合はステージ１０）の１つ前（Ｉ＝１とする
）のステージ（図１１の場合はステージ７、図１２の場
合はステージ９）に設定される。

【００５９】図７にもどり、ステップＳ２では、ＴＯＵ
Ｔ／ＣＲＭＥが整数で割りきれるか否かを判別する。こ
こで、ＴＯＵＴは、エンジン運転状態に応じて設定され
る燃料噴射弁１４の開弁時間であり、ＣＲＭＥはＣＲＫ
センサ５の出力パルスの発生間隔、即ち１噴射ステージ
分のクランク角度を時間に変換したもの（以下「単位ク
ランク角時間」という）である。

【００６０】ステップＳ２の答が肯定（ＹＥＳ）のとき
には、噴射開始ステージＩＮＪＳＴＧ０を次式（２）に
よって算出する（ステップＳ３）。

【００６１】 　　ＩＮＪＳＴＧ０＝ＩＮＪＳＴＧＦ−（（ＴＯＵＴ／
ＣＲＭＥの商）−１）…（２）一方ステップＳ２の答が
否定（ＮＯ）のときには、噴射開始ステージＩＮＪＳＴ
Ｇ０を次式（３）によって算出する（ステップＳ４）。

【００６２】 　　ＩＮＪＳＴＧ０＝ＩＮＪＳＴＧＦ−（ＴＯＵＴ／Ｃ
ＲＭＥの商）…（３）ここで上記式（２），（３）にお
ける（ＴＯＵＴ／ＣＲＭＥの商）は、ＴＯＵＴ／ＣＲＭ
Ｅの演算結果の整数部分を意味する。

【００６３】上記ステップＳ２〜Ｓ４によれば、例えば
図１３に示すように、噴射終了ステージＩＮＪＳＴＧＦ
がステージ９であって、エンジン回転数ＮＥが５０００
ｒｐｍ（このときＣＲＭＥ＝１ｍｓｅｃとなる）、ＴＯ
ＵＴ＝３．５ｍｓｅｃの場合、ＴＯＵＴ／ＣＲＭＥは、
３．５／１となり、整数で割りきれず商は３であるから
、噴射開始ステージＩＮＪＳＴ０は式（３）によりＩＮ
ＪＳＴ０＝９−３＝６ となる。従って、噴射開始時期θＩＳは、図１３（ｅ）
に破線で示すように、ステージ６の開始時点に設定され
る。

【００６４】また、上記と同じ条件で、ＴＯＵＴ＝６ｍ
ｓｅｃの場合には、ＴＯＵＴ／ＣＲＭＥは、６／１＝６
、即ち整数で割りきれて商は６となるから、噴射開始ス
テージＩＮＪＳＴ０は式（２）によりＩＮＪＳＴ０＝９
−（６−１）＝４ となる。従って、噴射開始時期θＩＳは、図１３（ｅ）
に実線で示すように、ステージ４の開始時点に設定され
る。

【００６５】図９〜図１２における噴射開始時期θＩＳ
も、上記と同様にして設定されたものである。

【００６６】図７，８のプログラムによれば、アイドル
を含む低負荷、低回転状態では、吸気行程開始前に燃料
噴射が完了するので、噴射された燃料が気筒内に略完全
に吸入され、燃焼状態の安定化を図ることができる。ま
た、高負荷状態では、吸気行程中において燃料噴射が実
行されるので、吸気流速の高い状態で燃料が吸入され、
燃料吸入遅れの改善に依る燃焼状態の安定化及び燃料冷
却による充てん効率の向上を図ることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、燃
料噴射手段の噴射終了時期が、吸気弁の閉弁完了時期に
応じて、吸気行程開始前若しくは吸気行程中のいずれか
に決定され、その決定結果に応じて噴射開始時期が決定
されるので、エンジン負荷の変化に伴う吸気弁の作動状
態の変化に対応して燃料噴射時期が適切に制御され、燃
焼状態の安定化及び充てん効率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃エンジン及びその
制御装置の全体構成を示す図である。

【図２】油圧駆動弁ユニットの断面図である。

【図３】図２の一部を拡大して示す図である。

【図４】弁側ピストンの斜視図である。

【図５】スピル弁の断面図である。

【図６】吸気弁の作動特性（リフトカーブ）を示す図で
ある。

【図７】燃料噴射開始ステージ及び終了ステージを決定
するプログラムのフローチャートである。

【図８】燃料噴射終了ステージを決定するプログラムの
フローチャートである。

【図９】アイドル時の燃料噴射時期を説明するための図
である。

【図１０】低負荷時の燃料噴射時期を説明するための図
である。

【図１１】中負荷時の燃料噴射時期を説明するための図
である。

【図１２】高負荷時の燃料噴射時期を説明するための図
である。

【図１３】噴射開始ステージの決定手段を説明するため
の図である。

【図１４】判定閉タイミング（θｒｅｆ）の補正項（Δ
θ１，Δθ２）を求めるためのテーブルを示す図である
。

【符号の説明】

１　　内燃エンジン ２　　電子コントロールユニット（ＥＣＵ）２０　　油
圧駆動弁ユニット ２７　　カム ３０　　油圧駆動機構 ３１　　油圧解放機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃エンジンの吸気弁の開弁期間を変
   化させることにより、エンジンの吸入空気量を制御する
   弁制御手段と、エンジンの吸気管内に燃料を噴射する燃
   料噴射手段とを備えた内燃エンジンの制御装置において
   、前記吸気弁の閉弁完了時期に応じて前記燃料噴射手段
   の噴射終了時期を吸気行程開始前若しくは吸気行程中の
   いずれかに決定する噴射終了時期決定手段と、該噴射終
   了時期が吸気行程開始前若しくは吸気行程中のいずれで
   あるかに応じて前記燃料噴射手段の噴射開始時期を決定
   する噴射開始時期決定手段とを設けたことを特徴とする
   内燃エンジンの制御装置。
2. 【請求項２】　　前記噴射終了時期決定手段は、前記吸
   気弁の閉弁完了時期がエンジンの運転状態に応じて設定
   される所定の判定時期より早いときには、前記噴射終了
   時期を吸気行程開始前とする一方、前記閉弁完了時期が
   前記所定判定時期より遅いときには、前記噴射終了時期
   を吸気行程中とすることを特徴とする請求項１記載の内
   燃エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】　　前記吸気弁の閉弁完了時期は、少なく
   ともエンジン回転数及び運転者のエンジンに対する要求
   を表わすパラメータを含むエンジン運転パラメータに応
   じて算出される値とすることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の内燃エンジンの制御装置。
4. 【請求項４】　　前記吸気弁のリフト量を検出するリフ
   トセンサを備え、前記吸気弁の閉弁完了時期は、リフト
   センサによって検出されたリフト量に基づいて算出され
   る値とすることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃
   エンジンの制御装置。