図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2006年5月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

吸気バルブバルブリフト量可変制御の行われる内燃機関において、点火時期角補正に伴う排気温度上昇の影響緩和をより適切に行うこと、および点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量をより適切に推定すること。

解決手段

内燃機関では吸気バルブのバルブリフト量の可変制御が行われる。機関回転速度および機関負荷に基づいてベース点火時期Abseが算出されるとともに同ベース点火時期Abseが機関運転状況に応じた要求遅角量Aknkによって遅角補正されて要求点火時期Acalが決定される。ベース点火時期Abseは、バルブリフト量の現状値に応じたリフト補正量Kvlによっても補正される。燃料噴射量の増量補正量が、ベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差(絶対遅角量ΔArtd)に基づき算出される。燃料噴射量が上記増量補正量にて補正される。

概要

背景

周知のように火花点火式内燃機関では、状況に応じて最適な時期に点火時期を調整するように点火時期制御が行われている。こうした点火時期制御は、例えば次のようにして行われている。点火時期制御では先ず、ノッキングが確実に発生すると予測される点火時期の進角限界であるノック限界点と、トルク最大限に得られる点火時期であるMBT点とが、機関回転速度および機関負荷に基づき算出される。そしてこれらのうち、遅角側の値がベース点火時期として設定される。次にノッキングの発生状況内燃機関暖機状態等に応じて、点火時期遅角補正量が決定される。そして点火時期遅角補正量分、ベース点火時期から遅角させた時期が最終的な点火時期として設定される。

なお上記のようなベース点火時期に対する点火時期の遅角補正が行われると、内燃機関の排気温度が上昇してしまう。こうした排気温度の上昇が過度となると、内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒機能低下等の不具合を招く虞がある。そこで従来、上記のような点火時期制御を行う内燃機関では、上記点火時期の遅角補正による排気温度の上昇を抑制するための燃料増量が行われる。通常、こうした排気温度上昇抑制に係る燃料噴射量の増量補正量は、上記点火時期遅角補正量に基づき決定される。

一方、近年には、内燃機関に適用される機構として、吸排気バルブバルブリフト量可変とする可変リフト機構が実用されている(例えば特許文献1等)。こうした可変リフト機構を吸気バルブに備える内燃機関では、シリンダに流入される空気量の調整を、スロットル開度の調整に加え、同機構による吸気バルブのバルブリフト量の調整を通じても行うことができる。そうした内燃機関では、同一の機関運転状態を、吸気バルブのバルブリフト量およびスロットル開度の様々な組合せで実現することができる。そのため、機関回転速度および機関負荷(吸入空気量)が同じであっても、吸気バルブのバルブリフト量は異なった状態となっていることがある。

吸気バルブのバルブリフト量が異なっていると、たとえ機関回転速度および機関負荷が同じでも、気筒内の燃焼状態が変化して、上記ノック限界点やMBT点が変わってしまう。例えば吸気バルブのバルブリフト量が小さくなると、気筒内の圧縮端圧力および圧縮端温度圧縮上死点での気筒内の圧力/温度)が上昇して、ノック限界点およびMBT点が遅角側に変化する。これは、バルブリフト量の縮小により、シリンダ流入時の吸気バルブ部分の吸気通路面積が縮小されて空気の流速上がり摩擦熱によって吸入空気の温度が上昇するためである。そのため、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関では、バルブリフト量の現状値に応じ、ノック限界点およびMBT点を、ひいてはベース点火時期を補正することで、バルブリフト量の設定に拘わらず、適正な点火時期を設定することができるようにしている。
特開2001−263015号公報

概要

吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、点火時期遅角補正に伴う排気温度上昇の影響緩和をより適切に行うこと、および点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量をより適切に推定すること。内燃機関では吸気バルブのバルブリフト量の可変制御が行われる。機関回転速度および機関負荷に基づいてベース点火時期Abseが算出されるとともに同ベース点火時期Abseが機関運転状況に応じた要求遅角量Aknkによって遅角補正されて要求点火時期Acalが決定される。ベース点火時期Abseは、バルブリフト量の現状値に応じたリフト補正量Kvlによっても補正される。燃料噴射量の増量補正量が、ベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差(絶対遅角量ΔArtd)に基づき算出される。燃料噴射量が上記増量補正量にて補正される。

目的

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、点火時期遅角補正に伴う排気温度上昇の影響緩和をより適切に行うこと、および点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量をより適切に推定することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

吸気バルブバルブリフト量可変制御の行われる内燃機関に適用され、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されるベース点火時期に対して機関運転状況に応じた遅角補正を行って最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段と、前記バルブリフト量の現状値に応じて前記ベース点火時期を補正するベース点火時期補正手段と、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づいて点火時期遅角に伴う排気温度上昇の影響を緩和する制御を実施する緩和制御手段と、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

前記緩和制御手段は、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づいて前記点火時期の遅角補正に伴う排気温度上昇を抑制するための燃料噴射量の増量補正量を算出する増量補正量算出手段と、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されたベース噴射量を前記増量補正量にて補正して最終的な燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを有してなることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。

請求項3

前記増量補正量算出手段は、(A)前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と基準バルブリフト量でのベース点火時期との偏差に応じた前記燃料噴射量の増量補正量、および(B)前記基準バルブリフト量でのベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に応じた前記燃料噴射量の増量補正量を各々求めるとともに、前記(B)の増量補正量から前記(A)の増量補正量を減算した値を、前記燃料噴射量決定手段によるベース噴射量の補正に用いる増量補正量として算出することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。

請求項4

吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関での点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量推定する装置であって、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されるベース点火時期に対して機関運転状況に応じた遅角補正を行って最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段と、前記バルブリフト量の現状値に応じて前記ベース点火時期を補正するベース点火時期補正手段と、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づき前記排気温度変化量を算出する変化量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気温度推定装置

請求項5

前記変化量算出手段は、(A)前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と基準バルブリフト量との偏差に応じた排気温度変化量、および(B)前記基準バルブリフト量でのベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に応じた排気温度変化量を各々求めるとともに、前記(B)の排気温度変化量から前記(A)の排気温度変化量を減算した値を、前記推定する排気温度変化量として算出することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気温度推定装置。

技術分野

0001

本発明は、吸気バルブバルブリフト量可変制御の行われる内燃機関に適用される制御装置に関し、特にその点火時期の遅角補正に伴う排気温度上昇の影響緩和に係る制御構造の改良に関するものである。また本発明は、上記内燃機関での点火時期の遅角補正に伴う排気温度変化量推定する内燃機関の排気温度推定装置に関する。

背景技術

0002

周知のように火花点火式内燃機関では、状況に応じて最適な時期に点火時期を調整するように点火時期制御が行われている。こうした点火時期制御は、例えば次のようにして行われている。点火時期制御では先ず、ノッキングが確実に発生すると予測される点火時期の進角限界であるノック限界点と、トルク最大限に得られる点火時期であるMBT点とが、機関回転速度および機関負荷に基づき算出される。そしてこれらのうち、遅角側の値がベース点火時期として設定される。次にノッキングの発生状況や内燃機関の暖機状態等に応じて、点火時期遅角補正量が決定される。そして点火時期遅角補正量分、ベース点火時期から遅角させた時期が最終的な点火時期として設定される。

0003

なお上記のようなベース点火時期に対する点火時期の遅角補正が行われると、内燃機関の排気温度が上昇してしまう。こうした排気温度の上昇が過度となると、内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒機能低下等の不具合を招く虞がある。そこで従来、上記のような点火時期制御を行う内燃機関では、上記点火時期の遅角補正による排気温度の上昇を抑制するための燃料増量が行われる。通常、こうした排気温度上昇抑制に係る燃料噴射量の増量補正量は、上記点火時期遅角補正量に基づき決定される。

0004

一方、近年には、内燃機関に適用される機構として、吸排気バルブのバルブリフト量を可変とする可変リフト機構が実用されている(例えば特許文献1等)。こうした可変リフト機構を吸気バルブに備える内燃機関では、シリンダに流入される空気量の調整を、スロットル開度の調整に加え、同機構による吸気バルブのバルブリフト量の調整を通じても行うことができる。そうした内燃機関では、同一の機関運転状態を、吸気バルブのバルブリフト量およびスロットル開度の様々な組合せで実現することができる。そのため、機関回転速度および機関負荷(吸入空気量)が同じであっても、吸気バルブのバルブリフト量は異なった状態となっていることがある。

0005

吸気バルブのバルブリフト量が異なっていると、たとえ機関回転速度および機関負荷が同じでも、気筒内の燃焼状態が変化して、上記ノック限界点やMBT点が変わってしまう。例えば吸気バルブのバルブリフト量が小さくなると、気筒内の圧縮端圧力および圧縮端温度圧縮上死点での気筒内の圧力/温度)が上昇して、ノック限界点およびMBT点が遅角側に変化する。これは、バルブリフト量の縮小により、シリンダ流入時の吸気バルブ部分の吸気通路面積が縮小されて空気の流速上がり摩擦熱によって吸入空気の温度が上昇するためである。そのため、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関では、バルブリフト量の現状値に応じ、ノック限界点およびMBT点を、ひいてはベース点火時期を補正することで、バルブリフト量の設定に拘わらず、適正な点火時期を設定することができるようにしている。
特開2001−263015号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで上記のような吸気バルブのバルブリフト量に応じたベース点火時期の補正が行われると、上述の点火時期の遅角補正に応じた排気温度の上昇抑制に係る燃料増量が適切に行えなくなってしまう。これはバルブリフト量が異なると、点火時期遅角に応じた排気温度の変化感度に、すなわち点火時期遅角補正量に対する排気温度変化量の比率に変化が生じてしまうためである。

0007

例えば図12は、同一の機関回転速度および機関負荷で吸気バルブのバルブリフト量をA→B→C→D→Eと徐々に大きくした5つの状況での点火時期遅角補正量と排気温度との関係をそれぞれ示している。なおバルブリフト量が大きいときには、小さいときに比して、上記シリンダ流入時の吸入空気の温度上昇が少ないことから、ベース点火時期はより進角側に設定される。同図に示されるように、バルブリフト量が大きいときほど、点火時期遅角に対する排気温度の変化感度が小さくなる。このようなバルブリフト量による排気温度の変化感度の違いのため、上記可変制御の行われる内燃機関では、点火時期遅角補正量は必ずしも、点火時期遅角に伴う排気温度の変化度合の適切な指標値とはならないことになる。したがってそうした内燃機関では、燃料噴射量の増量補正量を上記の如く点火時期遅角補正量に基づき決定しては、点火時期遅角に伴う排気温度上昇を必ずしも適切に抑制することができないことになる。

0008

なお多くの内燃機関では、排気浄化触媒の現状の排気浄化能力を把握する等の目的のため、機関運転状態に基づいて排気温度の推定が行われている。こうした排気温度の推定に際しても、点火時期遅角が排気温度に与える影響を考慮に入れる必要があり、その影響分の推定は、やはり点火時期遅角補正量に基づいて行われている。そのため、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関では、点火時期遅角に伴う排気温度変化量の推定精度の確保が困難となってもいる。

0009

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、点火時期遅角補正に伴う排気温度上昇の影響緩和をより適切に行うこと、および点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量をより適切に推定することにある。

課題を解決するための手段

0010

(発明の解決原理
先ず、上記目的を達成するための本発明の解決原理を説明する。
発明者等は、上述したような点火時期遅角補正に伴う排気温度変化感度に与えるバルブリフト量の影響について調査を行った。その調査結果によれば、機関回転速度および機関負荷が一定であれば、吸気バルブのバルブリフト量が異なっていても、点火時期によってほぼ一義的に排気温度が決まることが確認されている。

0011

上記調査において発明者等は、先の図12に示した5つのバルブリフト条件での関係を同一のグラフ上にプロットした場合に、図13に示すように、各バルブリフト条件での点火時期と排気温度との関係が同一の曲線上に乗ることを確認した。すなわち、機関回転速度および機関負荷が一定の条件では、バルブリフト量に応じたベース点火時期の補正に伴う排気温度変化も、それ以外の機関運転状況に応じた点火時期遅角補正に伴う排気温度変化も、点火時期の絶対値に対してほぼ同様の傾向を示すことが確認された。

0012

この確認された関係に基づき、本発明では、点火時期制御による排気温度変化量を下記態様で見積もるようにしている。ここではバルブリフト量に応じた補正前のベース点火時期と最終的な点火時期との偏差に基づき、すなわちバルブリフト量に応じたベース点火時期補正量と同ベース点火時期補正量で補正された後のベース点火時期からの点火時期遅角補正量とを加算した点火時期の絶対遅角量に基づき排気温度変化量を見積もっている。こうした偏差(絶対遅角量)と排気温度変化量との関係は、機関回転速度および機関負荷が一定であれば一義的に定まることから、排気温度変化量を適切に見積もることができる。しかも、バルブリフト量に応じたベース点火時期補正の影響分とそれにより補正されたベース点火時期からの点火時期遅角補正の影響分とを一括して求めることができ、制御構造の複雑化を抑えることもできる。

0013

(手段およびその作用効果
次に上記解決原理に基づく本発明の課題を解決するための手段およびその作用効果を記載する。

0014

請求項1に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関に適用され、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されるベース点火時期に対して機関運転状況に応じた遅角補正を行って最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段と、前記バルブリフト量の現状値に応じて前記ベース点火時期を補正するベース点火時期補正手段と、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づいて点火時期遅角に伴う排気温度上昇の影響を緩和する制御(緩和制御)を実施する緩和制御手段と、を備えることをその要旨とする。

0015

上記構成では、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と最終的な点火時期との偏差(上記絶対遅角量)が求められ、同偏差に基づいて点火時期遅角に伴う排気温度上昇の影響を緩和する制御(緩和制御)が実行される。したがって上記構成によれば、点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量を精度良く見積もるとともに、その変化量に応じたかたちで上記緩和制御を実行することができるようになり、同排気温度変化による影響を適切に緩和することができるようになる。

0016

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記緩和制御手段は、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づいて前記点火時期の遅角補正に伴う排気温度上昇を抑制するための燃料噴射量の増量補正量を算出する増量補正量算出手段と、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されたベース噴射量を前記増量補正量にて補正して最終的な燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを有してなることをその要旨とする。

0017

上記構成では、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と最終的な点火時期との偏差(上述した絶対遅角量)に基づいて点火時期の遅角補正に伴う排気温度上昇を抑制するための燃料噴射量の増量補正量が算出される。したがって上記構成によれば、点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量を精度良く見積もるとともに、その変化量に応じたかたちで燃料噴射量を増量補正することができるようになり、同排気温度の過上昇を的確に抑制することができるようになる。

0018

なお、上記増量補正量の算出にかかる構成としては、請求項3に記載の発明のように、(A)前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と基準バルブリフト量でのベース点火時期との偏差に応じた前記燃料噴射量の増量補正量、および(B)前記基準バルブリフト量でのベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に応じた前記燃料噴射量の増量補正量を各々求めるとともに、前記(B)の増量補正量から前記(A)の増量補正量を減算した値を、前記噴射量補正手段による増量補正に用いる増量補正量として算出する、といった構成を採用することができる。

0019

こうした構成を採用することにより、点火時期制御にかかる制御構造の設定に際して上記補正前のベース点火時期の調整が行われる場合に、上記(A)において用いられる補正前のベース点火時期の値が変わるとはいえ、増量補正量の算出にかかる構成についてはこれを変更することなく、調整後のベース点火時期に適した増量補正量を算出することができるようになる。したがって、上記補正前のベース点火時期の調整が行われる場合であれ、特段の変更を加えることなく、適正な増量補正量を算出することができるようになる。

0020

請求項4に記載の発明は、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関での点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量を推定する装置であって、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されるベース点火時期に対して機関運転状況に応じた遅角補正を行って最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段と、前記バルブリフト量の現状値に応じて前記ベース点火時期を補正するベース点火時期補正手段と、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づき前記排気温度変化量を算出する変化量算出手段と、を備えることをその要旨とする。

0021

上記構成によれば、吸気バルブのバルブリフト量の可変制御の行われる内燃機関において、ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と最終的な点火時期との偏差、すなわち上述した絶対遅角量に基づき、点火時期遅角補正に伴う排気温度変化量を適切に推定することができるようになる。

0022

なお、上記排気温度変化量の算出にかかる構成としては、請求項5に記載の発明のように、(A)前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と基準バルブリフト量との偏差に応じた排気温度変化量、および(B)前記基準バルブリフト量でのベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に応じた排気温度変化量を各々求めるとともに、前記(B)の排気温度変化量から前記(A)の排気温度変化量を減算した値を、前記推定する排気温度変化量として算出する、といった構成を採用することができる。

0023

こうした構成を採用することにより、点火時期制御にかかる制御構造の設定に際して上記補正前のベース点火時期の調整が行われる場合に、上記(A)において用いられる補正前のベース点火時期の値が変わるとはいえ、排気温度変化量の算出にかかる構成についてはこれを変更することなく、調整後のベース点火時期に適した排気温度変化量を算出することができるようになる。したがって、上記補正前のベース点火時期の調整が行われる場合であれ、特段の変更を加えることなく、適正な排気温度変化量を算出することができるようになる。

発明を実施するための最良の形態

0024

(第1の実施の形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第1の実施の形態について説明する。

0025

図1に、本実施の形態にかかる制御装置が適用される内燃機関およびその周辺機器概略構成を示す。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路12には、スロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14には、スロットルモータ16が連結されている。そして、このスロットルモータ16の駆動制御を通じてスロットルバルブ14の開度(スロットル開度TA)が調節され、これにより吸気通路12を通じて燃焼室18内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気通路12には燃料噴射弁20が設けられている。この燃料噴射弁20は吸気通路12内に燃料噴射する。

0026

内燃機関10の燃焼室18においては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ22による点火が行われる。このときの点火プラグ22による点火時期の調節はイグナイタ22aによって行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン24が往復移動し、クランクシャフト26が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室18から排気通路28に送り出される。

0027

排気通路28には、同排気通路28を通過する排気を浄化するための排気浄化触媒29が設けられている。排気通路28に送り出された排気は排気浄化触媒29によって浄化された後、同排気通路28外に排出される。

0028

内燃機関10において、吸気通路12と燃焼室18との間は吸気バルブ30の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室18と排気通路28との間は排気バルブ32の開閉動作によって連通・遮断される。また、吸気バルブ30はクランクシャフト26の回転が伝達される吸気カムシャフト34の回転に伴って開閉動作し、排気バルブ32は同じくクランクシャフト26の回転が伝達される排気カムシャフト36の回転に伴い開閉動作する。

0029

吸気カムシャフト34と吸気バルブ30との間にはリフト可変機構42が設けられている。このリフト量可変機構42は、吸気バルブ30のバルブリフト量VL(詳しくは、最大バルブリフト量)を機関運転条件に応じて可変設定するものであり、電動モータ等のアクチュエータ44の駆動制御を通じて作動する。図2に示すように、こうしたリフト量可変機構42の作動によって、吸気バルブ30のバルブリフト量VLおよび開弁期間リフト作用角)は互いに同期して変化し、例えばバルブリフト量VLが小さくなるほどリフト作用角も小さくなる。

0030

なお、本実施の形態では、燃焼室18内に吸入される空気の量が、スロットルバルブ14(図1)の開度制御スロットル制御)とリフト量可変機構42の作動制御(リフト量可変制御)との協働制御を通じて調節される。燃焼室18内に吸入される空気の量は、スロットル開度TAが大きいほど、また吸気バルブ30のバルブリフト量VLが大きいときほど多くなる。そのため、上記協働制御にあっては、吸気バルブ30のバルブリフト量VLを大きく設定するときにはスロットル開度TAを相対的に小さく設定し、逆にバルブリフト量VLを小さく設定するときにはスロットル開度TAを相対的に大きく設定するといったようにスロットル制御およびリフト量可変制御がそれぞれ実行される。こうした協働制御を通じて、燃焼室18内に吸入される空気の量が所望の量に調節される。

0031

内燃機関10には、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。そうした各種センサとしては、例えばクランクシャフト26の回転角クランク角)および回転速度(機関回転速度)を検出するためのクランクセンサ52や、吸気通路12を通過する吸入空気の量(吸入空気量GA)を検出するための吸入空気量センサ54が設けられている。また、上記バルブリフト量VL(正確には、リフト量可変機構42の作動量)を検出するための作動量センサ56や、ノッキング発生の有無を検出するためのノックセンサ58、スロットル開度TAを検出するためのスロットルセンサ60なども設けられている。

0032

内燃機関10は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置50を備えている。この電子制御装置50は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて上記協働制御や、点火プラグ22(詳しくは、イグナイタ22a)の作動制御(点火時期制御)、燃料噴射弁20の作動制御(燃料噴射制御)等といった機関制御を実行する。

0033

上記協働制御は、具体的には、以下のように実行される。
協働制御では、先ず内燃機関10の操作状況や運転状態に基づいて吸入空気量GAについての制御目標値要求吸入空気量Tga)が算出される。そして、この要求吸入空気量Tgaに基づいて、スロットル開度TAについての制御目標値(目標スロットル開度)および吸気バルブ30のバルブリフト量VLについての制御目標値(目標リフト量)がそれぞれ算出される。

0034

それら目標スロットル開度および目標リフト量としては、要求吸入空気量Tgaと吸入空気量GAとを一致させることの可能な値であって、燃料消費量を極力小さくすることの可能な値がそれぞれ算出される。なお、そうした要求吸入空気量Tga、目標スロットル開度および目標リフト量の関係は、実験などを通じて予め求められている。

0035

そして、上記目標スロットル開度と実際のスロットル開度TAとが一致するようにスロットル制御が実行されるとともに、目標リフト量と実際のバルブリフト量VLとが一致するようにリフト量可変制御が実行される。

0036

本実施の形態の点火時期制御は、以下のように実行される。
図3フローチャートに示すように、点火時期制御では、後述するベース点火時期Abse(ステップS100)、リフト補正量Kvl(ステップS102)、および要求遅角量Aknk(ステップS104)がそれぞれ算出される。そして、図4に示すように、ベース点火時期Abseにリフト補正量Kvlおよび要求遅角量Aknkを加算することによって要求点火時期Acal(=Abse+Kvl+Aknk)が算出される(図3のステップS106)。なお、本実施の形態では、図3のフローチャートに示す一連の処理が、機関回転速度および機関負荷に基づき算出されるベース点火時期に対して機関運転状況に応じた遅角補正を行って最終的な点火時期を決定する点火時期決定手段、およびバルブリフト量の現状値に応じてベース点火時期を補正するベース点火時期補正手段として機能する。

0037

ベース点火時期Abseとしては、機関回転速度および機関負荷に基づいて前述したノック限界点およびMBT点がそれぞれ算出されるとともにそれらのうち遅角側の値が設定される。

0038

リフト補正量Kvlは、吸気バルブ30のバルブリフト量VLに応じてベース点火時期Abseを遅角補正するための補正量である。機関回転速度および機関負荷が一定の条件下であっても、バルブリフト量VLが違えば、現状に適したベース点火時期Abseも異なった時期となる。これはバルブリフト量VLが小さいほど、シリンダ流入時における吸入空気の摩擦熱が大きくなって、内燃機関10の圧縮端圧力や圧縮端温度が高くなり、これに伴って上記ノック限界点やMBT点が変化するためである。上記リフト補正量Kvlはそうしたバルブリフト量VLの違いに起因する上記現状に適したベース点火時期Abseの相違分を補償するための補正量であり、同リフト補正量Kvlとしては、バルブリフト量VLが小さいときほど大きい値、すなわちベース点火時期Abseをより遅角側の時期に補正する値が設定される。

0039

要求遅角量Aknkは、ノッキング発生状況に応じて点火時期を補正するための補正量であり、後述する最大遅角量Akmax、ノッキング学習量Agknkおよびノッキング制御量Akcsに基づいて、式「Aknk←Akmax−Agknk+Akcs」から算出される。

0040

最大遅角量Akmaxは、ベース点火時期Abseについてこれをノッキングの発生が確実に抑制できる遅角側の時期に補正するための補正量であり、機関運転状態に基づき算出される。ノッキング学習量Agknkは、ベース点火時期Abseから最大遅角量Akmaxだけ遅角させた時期をノッキングの発生状況に応じて進角補正するためのものであり、ノッキングが頻繁に発生する場合には徐々に小さい値に更新され、逆にノッキングの発生頻度が低い場合には徐々に大きい値に更新される。ノッキング制御量Akcsは、現在のノッキングの発生頻度に応じて点火時期を遅角側の時期に補正するためのものであり、ノッキングが発生していないときには所定量減算され、ノッキングが発生しているときには所定量加算される。

0041

そして、このように設定された要求点火時期Acalに対応するクランク角において、イグナイタ22aが駆動されて点火プラグ22による点火が行われ、混合気が爆発・燃焼するようになる。

0042

本実施の形態の燃料噴射制御は、以下のように実行される。
燃料噴射制御では、先ず前述した要求吸入空気量Tgaに基づいて燃料噴射量についての制御目標値(ベース噴射量Qbse)が算出される。このベース噴射量Qbseとしては、基本的に、上記混合気の空燃比を所定の比率にすることの可能な量が算出される。そして、このベース噴射量Qbseに応じた時間だけ燃料噴射弁20が開弁駆動されて、同燃料噴射弁20から吸気通路12に燃料が噴射される。

0043

なお、上記ベース噴射量Qbseとしては、内燃機関10の点火時期が上記ベース点火時期Abseに制御されている状況下において排気温度を適正レベル以下に抑えることの可能な量が算出される。これに対し、実際の点火時期は、要求点火時期Acalになるように、すなわちベース点火時期Abseからリフト補正量Kvlおよび要求遅角量Aknkだけ遅角された時期になるように制御される。したがって、このままでは点火時期が遅角補正される分(=リフト補正量Kvl+要求遅角量Aknk)だけ、排気温度が高くなってしまう。

0044

そのため、本実施の形態の燃料噴射制御では、そうした排気温度上昇を抑制するために、上記遅角補正に合わせてベース噴射量Qbseを増量補正して、最終的な燃料噴射量の制御目標値(要求燃料噴射量Qcal)を算出するようにしている。そして、この増量補正によって、燃焼室18内の混合気の空燃比がリッチになり、それに伴う燃焼状態の悪化によって燃焼温度、ひいては排気温度が低下されるようになる。これにより、具体的には、排気浄化触媒29の温度の過上昇が回避される。本実施の形態では、そうした増量補正にかかる処理が、点火時期遅角に伴う排気温度上昇の影響を緩和する制御を実施する緩和制御手段として機能する。

0045

ここで、上記排気温度の上昇を的確に回避することの可能な値を上記増量補正における増量補正量Kqとして設定するために、発明者等は種々の調査を行い、以下のような点火時期と排気温度との関係を確認した。

0046

すなわち、上述したような点火時期遅角補正による排気温度の変化感度に対するバルブリフト量VLの影響について調査を行った結果、機関回転速度および機関負荷が一定であれば、吸気バルブ30のバルブリフト量VLが異なっていても、点火時期によってほぼ一義的に排気温度が決まることを確認した。

0047

具体的には、同一の機関回転速度および機関負荷で吸気バルブのバルブリフト量VLをA→B→C→D→Eと徐々に大きくした5つの状況での点火時期遅角補正量と排気温度との関係をそれぞれ求めた(図12参照)。なお詳しくは、上記「A」はリフト作用角が170°CAとなるバルブリフト量VLであり、「B」は同190°CAとなるバルブリフト量VL、「C」は同210°CAとなるバルブリフト量VL、「D」は同230°CAとなるバルブリフト量VL、「E」は同250°CAとなるバルブリフト量VLである。そして、それら求めた5つのバルブリフト条件での関係を同一のグラフ上にプロットした場合に、各バルブリフト条件での点火時期と排気温度との関係がほぼ同一の曲線上に乗ることを確認した(図13参照)。

0048

すなわち、機関回転速度および機関負荷が一定の条件では、リフト補正量Kvlによる遅角補正に伴う排気温度変化や、要求遅角量Aknkによる遅角補正に伴う排気温度変化、それ以外の機関運転状況に応じた点火時期遅角補正に伴う排気温度変化はいずれも、点火時期の絶対値に対してほぼ同様の傾向を示すことが確認された。

0049

図5に、上記調査結果に基づき求められた点火時期および排気温度の関係であって、機関回転速度および機関負荷一定の条件下での同関係の一例を示す。なお同図は、バルブリフト量VLが基準バルブリフト量(ここでは最大量)に設定されている条件下でのベース点火時期Abseiを始点として、それよりも遅角側のクランク角における上記関係を示している。ちなみに、同関係は、図5から明らかなように、点火時期をX座標、排気温度をY座標としてプロットした場合、二次方程式で示される曲線(y=a(xの二乗)+bx+c)となる。

0050

本実施の形態の燃料噴射制御では、図5に示すような関係に基づいて、点火時期制御による排気温度上昇量ΔTrtdを次のような態様で見積もるようにしている。すなわち、リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと最終的な点火時期である要求点火時期Acalとの偏差に基づいて、すなわちリフト補正量Kvlと要求遅角量Aknkとを加算した点火時期の絶対遅角量ΔArtdに基づいて上記排気温度上昇量ΔTrtdを見積もっている。こうした絶対遅角量ΔArtdと排気温度との関係は、機関回転速度および機関負荷が一定であれば一義的に定まることから、排気温度上昇量ΔTrtdを適切に見積もることができる。

0051

そして、こうして見積もった排気温度上昇量ΔTrtdに応じたかたちで前記増量補正にかかる増量補正量Kqを設定することにより、点火時期遅角に伴う排気温度上昇が的確に抑制され、ひいては排気浄化触媒29の温度の過上昇が的確に回避されるようになる。

0052

以下、そうした増量補正量Kqの具体的な算出手順について、図6に示すフローチャートを併せて参照しつつ説明する。
このフローチャートに示される一連の処理は、増量補正量Kqの算出にかかる処理(増量補正量算出処理)の具体的な処理手順を示す処理であり、所定周期毎の処理として電子制御装置50により実行される。本実施の形態では、このフローチャートに示される一連の処理が、点火時期の遅角補正に伴う排気温度上昇を抑制するための燃料噴射量の増量補正量を、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づき算出する増量補正量算出手段として機能する。

0053

図6に示すように、この処理では先ず、基準バルブリフト量でのベース点火時期Abseiから前記ベース点火時期Abseに点火時期が変化した場合における増量補正量Kqbが算出される(ステップS200)。

0054

ここで、図5に示す関係から、点火時期が上記ベース点火時期Abseiから上記ベース点火時期Abseに変化した場合における排気温度上昇量ΔTbについては、これをベース点火時期Abseiとベース点火時期Abseとの偏差ΔAb、機関回転速度および機関負荷に基づいて精度良く見積もることができる。また、上記偏差ΔAb、機関回転速度および機関負荷から定まる機関運転状態に適した増量補正量Kqbと上記排気温度上昇量ΔTbとの関係は、実験などを通じて求めることが可能である。

0055

こうした実情をふまえ、ここでは上記増量補正量Kqbが次のように算出される。すなわち、先ずベース点火時期Abseiとベース点火時期Abseとの偏差ΔAbが算出され、同偏差ΔAbおよび機関負荷KL(本実施の形態では、機関負荷KL=吸入空気量GA/機関回転速度)に基づいてAマップから上記増量補正量Kqbが算出される。なお図7に示すように、Aマップは、上記偏差ΔAbおよび機関負荷KLに基づいて上記増量補正量Kqbを算出するためのマップであり、それら偏差ΔAbおよび機関負荷KLから定まる機関運転状態と同運転状態に適した増量補正量Kqbとの関係が上記調査結果や各種実験などを通じて定められ、設定されている。

0056

次に、基準バルブリフト量でのベース点火時期Abseiから前記要求点火時期Acalに点火時期が変化した場合における増量補正量Kqcが算出される(図6のステップS202)。

0057

ここで、図5に示す関係から、点火時期が上記ベース点火時期Abseiから上記要求点火時期Acalに変化した場合における排気温度上昇量ΔTcについては、これをベース点火時期Abseiと要求点火時期Acalとの偏差ΔAc、機関回転速度および機関負荷に基づいて精度良く見積もることができる。また、上記偏差ΔAc、機関回転速度および機関負荷から定まる機関運転状態に適した増量補正量Kqcと上記排気温度上昇量ΔTcとの関係は、実験などを通じて求めることが可能である。

0058

こうした実情をふまえ、ここでは上記増量補正量Kqcが次のように算出される。すなわち、先ず上記偏差ΔAcが算出され、同偏差ΔAcおよび機関負荷KLに基づいてBマップから上記増量補正量Kqcが算出される。なお図8に示すように、Bマップは、上記偏差ΔAcおよび機関負荷KLに基づいて上記増量補正量Kqcを算出するためのマップであり、それら偏差ΔAcおよび機関負荷KLから定まる機関運転状態と同運転状態に適した増量補正量Kqcとの関係が上記調査結果や各種実験などを通じて定められ、設定されている。

0059

そして、上記増量補正量Kqcから増量補正量Kqbが減算されて、燃料噴射制御に反映される増量補正量Kqが算出される(図6のステップS204)。すなわち、排気温度上昇量ΔTc(図5)の分だけ排気温度を低下させ得る補正量(増量補正量Kqc)から、排気温度上昇量ΔTbの分だけ排気温度を低下させ得る補正量(増量補正量Kqb)が減算されて、排気温度上昇量ΔTrtdの分だけ排気温度を低下させることの可能な補正量(増量補正量Kq)が算出される。

0060

そして、このように増量補正量Kqが算出された後、本処理は一旦終了される。
なお、燃料噴射制御にあっては、上記増量補正量Kqが前記ベース噴射量Qbseに加算されて前記要求燃料噴射量Qcalが決定される(Qcal←Qbse+Kq)。そして、この要求燃料噴射量Qcalに応じた量の燃料を噴射可能な時間だけ燃料噴射弁20が開弁駆動される。本実施の形態では、この要求燃料噴射量Qcalを決定する処理が、前記最終的な燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段として機能する。

0061

ところで、点火時期制御にかかる制御構造の設定に際しては通常、上記ベース点火時期Abseの調整が行われる。そのため、燃料噴射制御、ひいては機関制御の制御構造構築にかかる手間を小さく抑えるためには、そうしたベース点火時期Abseの調整が行われた場合であれ、増量補正量Kqの算出にかかる処理の処理構造についてはこれを変更する必要のないように同処理構造が構築されることが望ましい。

0062

この点、本実施の形態にかかる増量補正量算出処理によれば、増量補正量Kqbの算出(ステップS200)に用いられるベース点火時期Abseの値が変わるとはいえ、同増量補正量算出処理の処理構造についてはこれを変更することなく、調整後のベース点火時期Abseに適した増量補正量Kqを算出することができるようになる。したがって、機関制御の制御構造構築にかかる手間を好適に低減することができるようになる。

0063

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差に基づいて増量補正量Kqを算出するとともに、同増量補正量Kqにてベース噴射量Qbseを補正して要求燃料噴射量Qcalを決定するようにした。そのため、点火時期遅角による排気温度上昇量ΔTrtdを精度良く見積もるとともに同排気温度上昇量ΔTrtdに応じたかたちで増量補正量Kqを算出して燃料噴射量を増量補正することができるようになり、点火時期遅角に伴う排気温度上昇を的確に抑制することができるようになる。これにより、ひいては排気浄化触媒29温度の過上昇を的確に回避することができるようになる。しかも、リフト補正量Kvlによる遅角補正の影響分と要求遅角量Aknkによる遅角補正の影響分とを一括して求めることができることから、それら影響分を各別に求める構成と比べて、制御構造の複雑化を抑えることもできる。

0064

(2)ベース点火時期Abseとベース点火時期Abseiとの偏差ΔAbに応じた増量補正量Kqb、およびベース点火時期Abseiと要求点火時期Acalとの偏差ΔAcに応じた増量補正量Kqcを各々求めるとともに、増量補正量Kqcから増量補正量Kqbを減算した値を前記増量補正量Kqとして算出するようにした。そのため、上述したベース点火時期Abseの調整が行われる場合に、増量補正量Kqbの算出に用いられるベース点火時期Abseの値が変わるとはいえ、増量補正量算出処理の処理構造についてはこれを変更することなく、調整後のベース点火時期Abseに適した増量補正量Kqを算出することができるようになる。これにより、機関制御の制御構造構築にかかる手間を好適に低減することができるようになる。

0065

(第2の実施の形態)
以下、本発明にかかる排気温度推定装置を具体化した第2の実施の形態について説明する。

0066

本実施の形態と第1の実施の形態とは、以下の点において異なる。
第1の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置では、リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差に基づいて、燃料噴射量の増量補正についての増量補正量Kqを算出するようにしている。これに対し、本実施の形態にかかる排気温度推定装置では、上記偏差に基づいて点火時期遅角に伴う排気温度上昇量ΔTrtdを推定するようにしている。

0067

なお、本実施の形態にかかる排気温度推定装置の適用される内燃機関およびその周辺機器の概略構成は先の図1に示した内燃機関10およびその周辺機器と同様の構成であり、ここでの詳細な説明は省略する。また、本実施の形態の機関制御にあっても、協働制御や点火時期制御が実行されるが、それら制御の制御態様としては第1の実施の形態と同様の制御態様を想定しており、それらの詳細な説明についてもこれを省略する。

0068

さて、前述したように、機関回転速度および機関負荷が一定の条件では、リフト補正量Kvlによる遅角補正に伴う排気温度変化や、要求遅角量Aknkによる遅角補正に伴う排気温度変化、それ以外の機関運転状況に応じた点火時期遅角補正に伴う排気温度変化はいずれも、点火時期の絶対値に対してほぼ同様の傾向を示すことが確認されている。

0069

そこで、本実施の形態では、この確認された関係(図5参照)に基づいて、点火時期制御による排気温度上昇量ΔTrtdを次のような態様で推定するようにしている。リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと最終的な点火時期である(要求点火時期Acal)との偏差に基づいて、すなわちリフト補正量Kvlと要求遅角量Aknkとを加算した点火時期の絶対遅角量ΔArtdに基づいて上記排気温度上昇量ΔTrtdが推定される。こうした絶対遅角量ΔArtdと排気温度上昇量ΔTrtdとの関係は、機関回転速度および機関負荷が一定であれば一義的に定まることから、同排気温度上昇量ΔTrtdを適切に推定することができる。

0070

以下、そうした排気温度上昇量ΔTrtdを推定する手順について、図9に示すフローチャートを併せて参照しつつ具体的に説明する。
このフローチャートに示される一連の処理は、排気温度上昇量ΔTrtdの推定にかかる処理(排気温度推定処理)の具体的な処理手順を示す処理であり、所定周期毎の処理として前記電子制御装置50により実行される。本実施の形態では、このフローチャートに示される一連の処理が、前記ベース点火時期補正手段による補正前のベース点火時期と前記最終的な点火時期との偏差に基づき排気温度変化量を算出する変化量算出手段として機能する。

0071

この処理では先ず、前記基準バルブリフト量でのベース点火時期Abseiから前記ベース点火時期Abseに点火時期が変化した場合における排気温度上昇量ΔTb(図5)の推定値ΔTbvが算出される(図9のステップS300)。

0072

なお、前述したように排気温度上昇量ΔTbは上記ベース点火時期Abseiとベース点火時期Abseとの偏差ΔAb、機関回転速度および機関負荷に基づいて精度良く見積もることができることから、ここでは上記推定値ΔTbvが次のように算出される。すなわち、先ずベース点火時期Abseiとベース点火時期Abseとの偏差ΔAbが算出され、同偏差ΔAbおよび機関負荷KL(本実施の形態では、機関負荷KL=吸入空気量GA/機関回転速度)に基づいて図10に示すCマップから上記推定値ΔTbvが算出される。Cマップは、上記偏差ΔAbおよび機関負荷KLに基づいて上記推定値ΔTbvを算出するためのマップであり、それら偏差ΔAbおよび機関負荷KLから定まる機関運転状態と排気温度上昇量ΔTbとの関係が前記調査結果等を通じて定められ、設定されている。

0073

次に、基準バルブリフト量でのベース点火時期Abseiから前記要求点火時期Acalに点火時期が変化した場合における排気温度上昇量ΔTc(図5)の推定値ΔTcvが算出される(図9のステップS302)。

0074

なお、これも前述したように排気温度上昇量ΔTcは上記ベース点火時期Abseiと要求点火時期Acalとの偏差ΔAc、機関回転速度および機関負荷に基づいて精度良く見積もることができることから、ここでは上記推定値ΔTcvが次のように算出される。すなわち、先ずベース点火時期Abseiと要求点火時期Acalとの偏差ΔAcが算出され、同偏差ΔAcおよび機関負荷KLに基づいて図11に示すDマップから上記推定値ΔTcvが算出される。Dマップは、上記偏差ΔAcおよび機関負荷KLに基づいて上記推定値ΔTcvを算出するためのマップであり、それら偏差ΔAcおよび機関負荷KLから定まる機関運転状態と排気温度上昇量ΔTcとの関係が前記調査結果等を通じて定められ、設定されている。

0075

そして、上記推定値ΔTcvから推定値ΔTbvが減算されて、ベース点火時期Abseから要求点火時期Acalへの点火時期遅角による排気温度上昇量ΔTrtd(図5)についての推定値ΔTrtdvが算出される(図9のステップS304)。

0076

このように増量補正量Kqが算出された後、本処理は一旦終了される。
ところで、点火時期制御にかかる制御構造の設定に際しては通常、上記ベース点火時期Abseの調整が行われる。そのため、上記排気温度推定処理の処理構造構築にかかる手間を小さく抑えるためには、そうしたベース点火時期Abseの調整が行われた場合であれ、同排気温度推定処理の処理構造についてはこれを変更する必要のないように同処理構造が構築されることが望ましい。

0077

この点、本実施の形態によれば、上記推定値ΔTbvの算出(ステップS300)に用いられるベース点火時期Abseの値が変わるとはいえ、同推定処理の処理構造についてはこれを変更することなく、上記推定値ΔTrtdvとして調整後のベース点火時期Abseに応じた適正な値を算出することができるようになる。したがって、排気温度推定処理の処理構造構築にかかる手間を好適に低減することができるようになる。

0078

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差、すなわち絶対遅角量ΔArtdに基づいて排気温度上昇量ΔTrtdを精度良く推定することができる。しかも、リフト補正量Kvlによる遅角補正の影響分と要求遅角量Aknkによる遅角補正の影響分とを一括して求めることができることから、それら影響分を各別に求める構成と比べて、排気温度推定処理の処理構造の複雑化を抑えることもできる。

0079

(2)ベース点火時期Abseとベース点火時期Abseiとの偏差ΔAbに応じた推定値ΔTbv、およびベース点火時期Abseiと要求点火時期Acalとの偏差ΔAcに応じた推定値ΔTcvを各々求めるとともに、推定値ΔTcvから推定値ΔTbvを減算した値を前記推定値ΔTrtdvとして算出するようにした。そのため、上述したベース点火時期Abseの調整が行われる場合に、推定値ΔTbvの算出に用いられるベース点火時期Abseの値が変わるとはいえ、排気温度推定処理の処理構造についてはこれを変更することなく、上記推定値ΔTrtdvとして調整後のベース点火時期Abseに応じた適正な値を算出することができるようになる。これにより、排気温度推定処理の処理構造構築にかかる手間を好適に低減することができるようになる。

0080

(その他の実施の形態)
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第1の実施の形態において、リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abse、絶対遅角量ΔArtdおよび増量補正量Kqの関係を機関負荷KL毎に求めてこれをマップに定め、同マップを用いたマップ演算によって増量補正量Kqを算出するようにしてもよい。

0081

・また、第2の実施の形態において、リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abse、絶対遅角量ΔArtdおよび排気温度上昇量ΔTrtdの関係を機関負荷KL毎に求めてこれをマップに定め、同マップを用いたマップ演算によって排気温度上昇量ΔTrtdを推定することなども可能である。

0082

・前記増量補正量Kqb,Kqc,Kq(第1の実施の形態)や、前記推定値ΔTbv,ΔTcv,ΔTrtdv(第2の実施の形態)は、マップ演算を通じて求めることに限らず、演算式を通じて求めるようにしてもよい。

0083

ここで、前述したように、機関回転速度および機関負荷が一定の条件下での点火時期と排気温度との関係は、点火時期をX座標、排気温度をY座標としてプロットした場合、ほぼ二次方程式で示される曲線となる。そのため、上記演算式として二次方程式を設定し、その各項の係数を前述した調査結果や実験結果などを通じて定めることにより、増量補正量や推定値として適正な値を算出することが可能になる。以下、そうした演算式の設定例について列記する。

0084

(イ)第1の実施の形態の増量補正量Kqb,Kqcは、例えば以下に示す(1)式を通じて求めることができる。なお(1)式における係数「α」は機関回転速度や機関負荷に応じて可変設定される係数であり、同係数「α」としては正の数が設定される。

Y=α・(Xの二乗) …(1)
Y:増量補正量Kqb(あるいは増量補正量Kqc)
α:係数
X:偏差ΔAb(あるいは偏差ΔAc)

(ロ)第2の実施の形態の推定値ΔTbv,ΔTcvを、以下に示す(2)式を通じて求めるようにしてもよい。なお(2)式における係数「α」は機関回転速度や機関負荷に応じて可変設定される係数であり、同係数「α」としては正の数が設定される。

Y=α・(Xの二乗) …(2)
Y:推定値ΔTbv(あるいは推定値ΔTcv)
α:係数
X:偏差ΔAb(あるいは偏差ΔAc)

(ハ)第1の実施の形態の増量補正量Kqは、以下に示す(3)式を通じて求めることができる。なお(3)式における係数「α」,「β」は共に機関回転速度や機関負荷に応じて可変設定される係数であり、それら係数「α」,「β」としては正の数が設定される。

Y=α・((X+β)の二乗)−α・(βの二乗) …(3)
Y:増量補正量Kq
α,β:係数
X:絶対遅角量ΔArtd

(ニ)第2の実施の形態の推定値ΔTrtdvは、以下に示す(4)式を通じて求めることができる。なお(4)式における係数「α」,「β」は共に機関回転速度や機関負荷に応じて可変設定される係数であり、それら係数「α」,「β」としては正の数が設定される。

Y=α・((X+β)の二乗)−α・(βの二乗) …(4)
Y:推定値ΔTrtdv
α,β:係数
X:絶対遅角量ΔArtd

・各実施の形態における基準バルブリフト量は、最大量に限らず、例えば最小量や、最大量および最小量の中間の量など、任意の量に設定可能である。同構成にあっても、増量補正量Kqb,Kqc(第1の実施の形態)、あるいは推定値ΔTbv,ΔTcv(第2の実施の形態)を以下のように求めることにより、各実施の形態についてそれぞれ前述した効果と同様の効果が得られるようになる。

0085

第1の実施の形態では、上記設定された基準バルブリフト量での偏差ΔAbと同偏差ΔAbに応じた増量補正量Kqbとの関係や、同じく設定された基準バルブリフト量での偏差ΔAcと同偏差ΔAcに応じた増量補正量Kqcとの関係を前記調査結果や実験結果を通じて求め、同関係から増量補正量Kqb,Kqcを算出するようにすればよい。

0086

また、第2の実施の形態では、上記設定された基準バルブリフト量での偏差ΔAbと同偏差ΔAbに応じた排気温度上昇量ΔTbとの関係や、同基準バルブリフト量での偏差ΔAcと同偏差ΔAcに応じた排気温度上昇量ΔTcとの関係を前記調査結果や実験結果を通じて求め、同関係から推定値ΔTbv,ΔTcvを算出するようにすればよい。

0087

・第1の実施の形態では、リフト補正量Kvlによる補正前のベース点火時期Abseと要求点火時期Acalとの偏差に基づいて、燃料噴射量を増量補正するための増量補正量Kqを算出するようにした。増量補正量Kqに代えて、排気温度の低下を図る制御についての制御量や排気浄化触媒29の温度低下を図る制御についての制御量など、排気温度上昇の影響を緩和するための制御についての制御量であれば、これを算出するようにしてもよい。

0088

・本発明は、例えば暖機状態に応じた点火時期の遅角補正など、機関運転状況に応じた遅角補正であってノッキングの発生状況に応じた補正以外の遅角補正を行う内燃機関の制御装置や排気温度推定装置にも適用可能である。

0089

・本発明は、吸気通路内に燃料を噴射するタイプの内燃機関に限らず、燃焼室内に直接燃料を噴射するタイプの内燃機関にも適用可能である。

図面の簡単な説明

0090

本発明を具体化した第1の実施の形態が適用される内燃機関及びその周辺機器の概略構成図。
リフト量可変機構の作動に基づく吸気バルブのバルブリフト量の変化態様を示すグラフ。
点火時期制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
点火時期の遅角補正についての補正態様を示す略図。
点火時期と排気温度との関係の一例を示すグラフ。
増量補正量算出処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
増量補正量の算出に用いるAマップのマップ構造を示す略図。
増量補正量の算出に用いるBマップのマップ構造を示す略図。
本発明を具体化した第2の実施の形態にかかる排気温度推定処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
推定値の算出に用いるCマップのマップ構造を示す略図。
推定値の算出に用いるDマップのマップ構造を示す略図。
点火時期遅角補正量と排気温度との関係を示すグラフ。
点火時期と排気温度との関係を示すグラフ。

符号の説明

0091

10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…スロットルモータ、18…燃焼室、20…燃料噴射弁、22…点火プラグ、22a…イグナイタ、24…ピストン、26…クランクシャフト、28…排気通路、29…排気浄化触媒、30…吸気バルブ、32…排気バルブ、34…吸気カムシャフト、36…排気カムシャフト、42…リフト量可変機構、44…アクチュエータ、50…電子制御装置、52…クランクセンサ、54…空気量センサ、56…作動量センサ、58…ノックセンサ、60…スロットルセンサ。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ