JPH05171990A - 可変バルブタイミング制御機構付エンジンの燃料噴射制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 あらゆる運転状態下でも吸気吹き抜けによる
未燃ガスの排気管への排出を防ぐこと。 【構成】 エンジン１の吸気管２に燃料噴射弁４が設け
られ、エンジン１には吸気弁の開弁タイミングを変更す
るステップモータ５が設けてある。制御装置６は、エン
ジンクランク回転角に同期して必要量の燃料噴射を行う
とともに、エンジン運転状態に応じてエンジン気筒の吸
気弁と排気弁のオーバラップ時間を変更する可変バルブ
タイミング制御を行う。車両加速に伴う非同期燃料噴射
要求があった時に、上記オーバラップ時間が吸気弁より
排気弁への吹き抜けを生じるほど長くなっている場合に
は、非同期燃料噴射を行うことなく、上記非同期燃料噴
射要求に基づく燃料増量値を同期燃料噴射量に加えてこ
れと同時に噴射する。これにより、未燃ガスの排出が防
止され、また、非同期燃料噴射要求に対する燃料増量が
同期燃料噴射時に補償されるから、加速性能が低下する
こともない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変バルブタイミング
（ＶＶＴ）制御機構付エンジンの燃料噴射制御方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの負荷状態に応じてエン
ジン各気筒の吸気弁と排気弁の開閉タイミングを変更
し、エンジン出力の向上および燃費低減を図る可変バル
ブタイミング制御が行われている。

【０００３】かかるタイミング制御において、吸気弁と
排気弁が同時に開いているオーバラップ時間が長くなる
と、吸気弁を介して燃焼室内に吸入された吸気が排気弁
を介してそのまま排気管へと至る、いわゆる吹き抜けが
生じる。そのため、このような期間に燃料が吸気管内に
噴射されると、その燃料も燃焼室を経て未燃のまま排気
管へ至り、排気ガス浄化触媒の損傷およびエミッション
の悪化をもたらす。

【０００４】そこで、例えば特開昭６１−１８５６２８
号公報、特開昭６１−１８７５４３号公報においては、
排気弁閉鎖後に燃料噴射を行うようにして吹き抜けによ
る不具合を防止するものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子式燃料
噴射において加速性の向上を図るために、スロットル弁
を大きく踏み込んだ場合等には、定常時のエンジンクラ
ンク回転角に同期した噴射とは別に、非同期で即時に必
要量の燃料噴射を行っており、これがオーバラップ作動
直前ないしオーバラップ作動中になされると、やはり上
述の吹き抜けによる不具合を生じることがある。

【０００６】そこで、本発明はかかる課題を解決するも
ので、あらゆる内燃機関の運転状態においても噴射燃料
の吹き抜けの問題を生じることがない可変バルブタイミ
ング制御機構付エンシジンの燃料噴射制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、エンジンの運転状態に応じてエンジンの吸気弁と排
気弁とのうち少なくとも一方の開弁期間もしくは開弁時
期を変更する可変バルブタイミング制御機構を備えたエ
ンジンにおいて、前記エンジンのクランク回転角に同期
して必要量の燃料噴射を行うと共に、運転状態に応じて
非同期燃料噴射要求があった時に、前記吸気弁と排気弁
とが同時に開くオーバラップ期間が吸気弁への吹き抜け
を生じるほど長くなっている場合には、前記非同期燃料
噴射を行わないものである。

【０００８】

【作用】かかる構成において、吸気弁と排気弁のオーバ
ラップ時間が長くなって吹き抜けを生じるおそれがある
場合には非同期燃料噴射が中止される。したがって、吹
き抜けによる不具合を生じることはない。

【０００９】

【実施例】図１には本発明の方法を適用するエンジン制
御系の構成を示す。エンジン１の吸気管２には上流位置
にスロットル弁３が設けてあり、サージタンク２１の下
流でエンジン１の各気筒に分岐するマニホールド２２に
はそれぞれ電磁式燃料噴射弁４が設けてある。

【００１０】エンジン１には各気筒吸気弁の開弁タイミ
ングを進遅変更するための図略のカム軸を駆動するステ
ップモータ５が設けてあり、該ステップモータ５の回転
および上記燃料噴射弁４の噴射は制御装置６のＩ／Ｏポ
ート６１出力により制御される。

【００１１】上記Ｉ／Ｏポート６１には、酸素センサ７
１、スロットル開度センサ７２、吸気量センサ７３、エ
ンジン回転センサ７４、冷却水の水温センサ７５および
吸気温センサ７６等の信号が入力しており、制御装置６
のマイクロコンピュータ６２は、上記各センサの信号に
基づいて後述の如くステップモータ５および燃料噴射弁
４の作動を制御する。以下、マイクロコンピュータ６２
の制御手順を図２〜図５に示す。

【００１２】図２は３２ｍｓ毎に割込み起動する可変バ
ルブタイミング制御ルーチンを示し、ステップ１０１に
てスロットル開度ＴＡおよびエンジン回転数Ｎｅを取り
込み、これらに応じて予め決定されたマップ値より吸気
弁の目標進角位置θT を決定する（ステップ１０２）。

【００１３】ステップ１０３では目標進角位置θT と実
進角位置θR を比較し、一致していなければ比較結果に
応じて進角側ないし遅角側へステップモータ５を１ステ
ップ回転せしめて（ステップ１０４，１０５，１０
７）、実進角位置θR をカウントアップないしカウント
ダウンする（ステップ１０６，１０８）。

【００１４】図３は車両加速時の非同期燃料噴射制御ル
ーチンで、６４ｍｓ毎に割込み起動する。ステップ２０
１ではスロットル開度ＴＡを取り込み、続いて前回のス
ロットル開度ＴＡｏとの差が所定値ΔＴＡより大きいか
確認する。大きければ加速要求があったものとしてステ
ップ２０３以下へ進む。ステップ２０３でエンジン回転
数Ｎｅ、吸気量Ｑ、実進角位置θR を取り込み、これら
の値と（ＴＡ−ＴＡｏ）の大きさより非同期パルスのパ
ルス幅Ｔ´を求める（ステップ２０４）。

【００１５】続くステップ２０５では吹き抜け域か否か
を判定する。この吹き抜け域の判定は例えば特開昭６３
−２９７７４６号公報に示される如く、エンジン回転数
Ｎｅと吸気量Ｑにより吸気弁と排気弁のオーバラップ時
間が決定されることに鑑みて、吹き抜け域を示すＮｅと
Ｑの領域を予めマップで準備してこれを参照することに
より行う。

【００１６】ステップ２０５で吹き抜け域と判定されな
かった場合には、即座に非同期パルスを出力してパルス
幅Ｔ´に応じた時間だけ燃料噴射弁４を開弁し、非同期
の燃料噴射を行う（ステップ２０６）。一方、吹き抜け
域と判定された場合には非同期噴射は行わず、噴射補正
フラグｆA をセットして（ステップ２０７）、現スロッ
トル開度ＴＡをＴＡｏとする（ステップ２０８）。

【００１７】図４は１６ｍｓ毎に割込み起動する噴射量
演算ルーチンである。ステップ３０１では吸気量Ｑ、エ
ンジン回転数Ｎｅ、冷却水温ＴＨＷ、吸気温ＴＨＡを取
り込み、ステップ３０２でＱ／Ｎｅに応じた基本噴射時
間ＴD を算出した後、上記ＴＨＷ，ＴＨＡおよび酸素セ
ンサ７１の信号に基づいて補正係数Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3を
求めて有効噴射時間Ｔｉを算出する（ステップ３０
３）。

【００１８】ステップ３０４では噴射補正フラグｆA を
確認し、これがセットされている場合には、上記ステッ
プ３０３で算出された有効噴射時間Ｔｉに、図３のステ
ップ２０４で算出した非同期パルス幅Ｔ´を加えて最終
的な有効噴射時間Ｔｉとする（ステップ３０５）。

【００１９】図５は、クランクシャフト回転角に同期し
て起動する噴射出力ルーチンであり、各気筒における上
死点ＴＤＣ後の所定角度毎（例えば排気弁が閉じる角度
位置）に起動する。ステップ４０１では、有効噴射時間
Ｔｉにバッテリ電圧に応じた無効噴射パルス幅ＴV を加
えて出力パルスのパルス幅Ｔｏｕｔを決定する。

【００２０】ステップ４０２では、吸気行程にある気筒
の燃料噴射弁４に出力パルスを与えて開弁せしめ、所定
量の燃料噴射を行う。ステップ４０３で噴射補正フラグ
ｆAの状態を判定し、セットされている場合にはステッ
プ４０４でカウンタＫをカウントアップする。このカウ
ンタＫを、気筒数に等しい値（本実施例では４）までカ
ウントすると、上記噴射補正フラグｆA をリセットする
とともに（ステップ４０５，４０６）、カウンタＫをリ
セットする（ステップ４０７）。

【００２１】このようにして、吹き抜け域においては非
同期噴射が中止されて未燃燃料が排気管へ排出されるの
を防止する。そして、非同期噴射要求に基づく燃料増量
分は同期噴射量に加えて噴射するから、車両加速性能が
減殺されることはない。

【００２２】なお、図２の可変バルブタイミング制御に
おいて、ステップモータ５の実際の回転角をポテンショ
メータ等によりフィードバックするようにしても良い。

【００２３】図４のステップ３０５で非同期パルス幅Ｔ
´を加えるのに代えて、例えば有効噴射時間Ｔｉに対し
て（ＴＡ−ＴＡｏ）に応じた補正係数Ｋ4 を乗じて最終
的な有効噴射時間Ｔｉを得るようにしても良い。

【００２４】また、同期噴射時点まで非同期噴射を遅ら
せることによる霧化の不十分を補うために、上記パルス
幅Ｔ´に適当な補償時間αを加えた（Ｔ´＋α）をＴｉ
に加えるようにしても良い。

【００２５】さらに、車両加速性能の低下がそれほど問
題とならない場合には、同期噴射を増量することなく、
非同期噴射の中止のみを行なうようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上の如く、本発明のエンジン燃料噴射
制御方法によれば、車両加速に伴う増量燃料が、吹き抜
けにより未燃のまま排気管へと至る不具合を確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用する制御装置の構成図であ
る。

【図２】制御方法を説明するフローチャートである。

【図３】制御方法を説明するフローチャートである。

【図４】制御方法を説明するフローチャートである。

【図５】制御方法を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気管 ２２ マニホールド ３ スロットルバルブ ４ 燃料噴射弁 ５ ステップモータ ６ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの運転状態に応じてエンジンの
   吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方の開弁期間もし
   くは開弁時期を変更する可変バルブタイミング制御機構
   を備えたエンジンにおいて、前記エンジンのクランク回
   転角に同期して必要量の燃料噴射を行うと共に、運転状
   態に応じて非同期燃料噴射要求があった時に、前記吸気
   弁と排気弁とが同時に開くオーバラップ期間が吸気弁よ
   り排気弁への吹き抜けを生じるほど長くなっている場合
   には、前記非同期燃料噴射を行わないことを特徴とする
   可変バルブタイミング制御機構付エンジンの燃料噴射制
   御方法。
2. 【請求項２】 エンジンの運転状態に応じてエンジンの
   吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方の開弁期間もし
   くは開弁時期を変更する可変バルブタイミング制御機構
   を備えたエンジンにおいて、前記エンジンのクランク回
   転角に同期して必要量の燃料噴射を行うと共に、運転状
   態に応じて非同期燃料噴射要求があった時に、前記吸気
   弁と排気弁とが同時に開くオーバラップ期間が吸気弁よ
   り排気弁への吹き抜けを生じるほど長くなっている場合
   には、前記非同期燃料噴射を行うことなく、非同期燃料
   噴射要求に基づき同期燃料噴射量を増量補正して噴射せ
   しめることを特徴とする可変バルブタイミング制御機構
   付エンジンの燃料噴射制御方法。