JP2005016392A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine, for improving responsiveness in a transition period of an internal combustion engine, and suppressing vibration. <P>SOLUTION: The control device comprises an intake-air-flow controller 3 for individually supplying intake-air-flow to a plurality of cylinders of the internal combustion engine 1, a fuel-injection valve 6 for individually supplying fuel to each cylinder of the engine 1, and a controller 7. In the controller 7, required torque of the engine 1 is computed for every cylinder e.g. from accelerator-position signals, and in response to the required torque, an intake-air-flow for each cylinder and a fuel-injection quantity corresponding to the intake-air flow are separately computed to operate the intake-air-flow controller 3 and the fuel-injection valve 6. When the required torque of the engine 1 is increased/decreased, the controller 7 gradually increases/decreases the intake-air-flow in order of intake strokes in response to increase/decrease in the required torque of the engine 1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の気筒を有する内燃機関において、気筒毎に要求されるトルクに対応して気筒毎の吸気量を個別に制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両などに搭載される複数気筒を有する内燃機関では、エアクリーナの下流部における吸気系の集合部に設けられたスロットル弁により各気筒に供給する空気量が制御され、各気筒で発生するトルクは点火時期と燃料噴射量とで制御するのが一般的である。このような内燃機関ではスロットル弁から各気筒までの間の容積が大きいため、加速時においてはスロットル弁が開いてから各気筒の吸気量が増加するまでに時間を要し、内燃機関の回転上昇が遅れると共に、減速時においてはスロットル弁が閉じてから各気筒の吸気量が減少するまでにも時間を要して内燃機関の回転下降が遅くなる。すなわち、吸気系の集合部にスロットル弁を有する内燃機関ではアクセル操作に対する応答性が悪いということになる。
【0003】
また、このような内燃機関においては減速時にスロットル弁を閉じることに伴って、スロットル弁下流側の負圧が急激に高まり、吸気管の壁面などに付着した燃料が急激に気化して各気筒に吸入されるため、空燃比が悪化して排出ガスの悪化や失火を生じることがあった。一方、応答性を向上させることと、可変吸気制御への対応とから、気筒毎にスロットル弁を配することによりスロットル弁の下流側の容積を小さくする、所謂多連スロットル弁を採用した内燃機関が提案されており、このような内燃機関ではスロットル弁下流側の容積を小さくすることにより、アクセル操作に対する応答性を向上させることができる。
【0004】
例えば特許文献1には、ツインスロットル弁、または、各気筒にスロットル弁を有する多連スロットルシステムにおいて、各スロットル弁の連動手段を、点火順の2n番目の気筒と、2n+1番目の気筒とをそれぞれセットにし、セット毎の気筒におけるスロットル弁の開度変化に位相差を生じさせ、吸気量に差を持たせて平均有効圧力に差を持たせることにより、加減速時におけるトルク振動を低減させ、運転品質を向上させる技術が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
実開昭63−182249号公報(第6〜18頁、第1図、第4〜9図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来例の内燃機関においては多連スロットル弁を使用しているため、スロットル弁下流の容積を小さくすることにより、アクセル操作に対する応答性の向上は達成できるが、反面、過渡時における振動の増大を招くという問題が生じる。また、加速時は空燃比をややリ−ン気味に推移させることにより、加速初期のトルクの上昇をマイルドにして振動の増大を抑制することができるが、リ−ン化し過ぎるとトルクの上昇が緩慢になりすぎて応答性が確保できず、また、トルク上昇直後に失火を生じるなどの問題があり、応答性の確保と振動の抑制を両立させることは困難であった。
【0007】
また、特許文献1に開示された技術では、多連スロットル弁を使用した内燃機関において、点火順序の2n番目と、2n+1番目との気筒をそれぞれセットにして吸気量を制御し、これらの気筒間に圧力差を設けることにより、加減速時のトルク振動の低減を行っているが、2n番目と、2n+1番目との気筒間でトルクが変化するため、場合によっては振動が増大するという新たな振動要因となることがあった。
【0008】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、過渡時における応答性の向上と振動の抑制とを両立した内燃機関の制御装置を得ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の複数の気筒に対して個別に吸気量を供給する吸気量制御手段と、内燃機関の各気筒に対して個別に燃料を供給する燃料噴射弁と、内燃機関の要求トルクを気筒毎に算出し、この要求トルクに対応して気筒毎の吸気量と吸気量に対応する燃料噴射量とを個別に演算して吸気量制御手段と燃料噴射弁とを操作すると共に、内燃機関の要求トルクが増減するとき、これに対応して気筒毎の吸気量を吸気行程順に逐次増減制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1ないし図6は、この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置を説明するもので、図1は構成の一例を説明するブロック図、図2と図3とは動作を説明するフローチャート、図4ないし図6は動作および効果を説明する説明図である。この実施の形態においては、点火順序を、第一気筒−第三気筒−第四気筒−第二気筒の順とした直列四気筒の内燃機関を一例としており、各気筒に対して個別に吸気制御を行う吸気量制御手段としては、気筒毎に配設された吸気管に独立して設けられたスロットル弁を、気筒毎に独立して駆動するようにしたものである。ここでは、第一気筒についてのみ説明するが、第二〜四気筒についても同様に構成されるものである。
【0011】
図1において、内燃機関1には気筒毎に設けられた吸気管2に吸気量を制御するスロットル弁3と、スロットル弁3を開閉駆動するスロットルアクチュエ−タ4と、スロットル弁3の開度を検出するスロットル開度センサ5と、気筒毎に燃料を噴射する燃料噴射弁6とが設けられ、スロットルアクチュエ−タ4および燃料噴射弁6は制御手段7からの指令により駆動される。そして、このスロットル弁3は各気筒に設けられ、吸気量制御手段を形成している。
【0012】
内燃機関1には気筒識別や回転検出などを行う気筒識別手段8が設けられており、制御手段7には気筒識別手段8からの信号、スロットル開度センサ5からのスロットル開度信号、および、以下は図示しないが、各気筒に供給される空気量を計測する吸入空気量計測手段からの信号、アクセルポジションセンサからの信号、変速位置など運転モードを検出する運転モ−ド変更手段からの信号、水温センサからの信号、および、吸入空気温計測手段からの信号などが入力される。なお、各気筒と吸気管2との接続部には吸気バルブ9が、各気筒と排気管10との接続部には排気バルブ11が設けられている。
【0013】
このような構成を持つ内燃機関の制御装置において、制御手段7が実行する動作を図2および図3のフローチャートにより説明すると次の通りである。まず、図2の吸気量制御処理において、ステップ201では内燃機関1の回転速度と、各気筒の吸入空気量と、各スロットル弁3の開度と、アクセルポジションの検出と、現在の各気筒の出力トルクなどが検出される。続くステップ202ではアクセルポジション信号の変化量が検出され、アクセル操作が過渡時であるかどうかが判定される。
【0014】
ステップ202にて過渡時であると判定されるとステップ203に進むが、ステップ203は図3に示す過渡時吸気量制御処理を行うものである。ステップ202にて過渡時でないと判定されるとステップ204に進んで、ここでは吸気量制御処理が過渡制御中であるかどうかが判定され、過渡時における制御中であると判定されるとステップ203(すなわち図3の処理)に進み、過渡時制御中でないと判定されると定常状態もしくは緩加速、緩減速であると判断してステップ205に進む。ステップ205では気筒別の要求トルクを算出し、さらに、ステップ206に進んで気筒別のバラツキや吸気温、水温などにより気筒別の要求トルクの補正値が算出される。
【0015】
ステップ207では以上の結果から得られた各気筒別の要求トルクを基に、各気筒のスロットル開度を算出し、さらに、ステップ208に進んでスロットルアクチュエ−タ4を駆動してスロットル開度をステップ207での算出値に設定する。また、図3の過渡時吸気量制御処理では、ステップ301にて最終目標要求トルクを算出し、続くステップ302においては運転モ−ド変更手段により運転モ−ドが変更されているかどうかを評価して、運転モ−ドに合わせた気筒別要求トルク算出法を選択する。そして、ステップ303、または、ステップ304に進んで運転モ−ドに合わせた気筒別の要求トルクを算出する。
【0016】
上記のフローチャートにおいて、要求トルクはステップ205やステップ303およびステップ304などに示すように気筒別に算出される。各気筒で要求されるトルクの算出法としては、気筒識別手段8より得られる内燃機関1の回転速度と、図示しない吸入空気量計測手段による気筒毎の吸気量とから得られる現在のトルクに対し、例えばアクセルポジション信号の変化量から得られる最終到達トルクからトルクの増加量を算出し、各気筒のトルクの変化分を段階に分けて、例えばトルク変化の初期、中期、後期、もしくは、単に前期、後期に分けて、各期間で異なる変化量を設定する方法を採ることができる。また、単純に行程数で気筒毎のトルク増分を均等割する方法を採ってもよい。すなわち、最適な運転フィーリングを得るためにトルクの配分を設定すればよいことになる。
【0017】
このようにして得られた各気筒の要求トルクを基に各気筒の吸気量を逐次制御する。例えば吸気量をα1、α2、α3、α4、α5(ただし、α1<α2<α3<α4<α5)とし、内燃機関1の吸気行程順を第一気筒、第三気筒、第四気筒、第二気筒としたとき、アクセルポジション変化後の出力上昇時においては、内燃機関1の出力増加は各気筒の吸気行程順に従い、各気筒の吸気量の低下が生じないように第一気筒はα1、第三気筒はα2、第四気筒はα3、第二気筒はα4、続く第一気筒はα5と設定される。また、この設定を、第一気筒はα1、第三気筒はα2、第四気筒はα2、第二気筒はα3、次の第一気筒はα3とすることもできる。
【0018】
内燃機関1の出力低下時は、各気筒の吸気行程順に従い、各気筒の吸気量の上昇が生じないように、第一気筒はα5、第三気筒はα4、第四気筒はα3、第二気筒はα2、次の第一気筒はα1となるように設定する。また、第一気筒をα5、第三気筒をα5、第四気筒をα4、第二気筒をα3とし、続く第一気筒をα3と設定してもよい。各気筒の増分や減分(すなわち、上記のα1〜α5)は変速比などの運転モード、現在の出力トルク、そして、現在の出力トルクから最終目標トルクまでの差分により設定される。
【0019】
なお、図2のフローチャートにおいて、ステップ206にて行われる気筒別要求トルクの補正に関しては、補正するためのパラメ−タとして、アクセルワ−クを学習した値、気筒別発生トルクのバラツキを学習した値、および、大気圧を用いることができる。
【0020】
ステップ208ではスロットルアクチュエ−タを駆動するが、この駆動は、例えば、図4に示すように行うことができる。すなわち、図4(a)に示すようにアクセルポジションが急峻に変化したとき、図4(b)は、気筒毎の吸気終了行程と同期してスロットルアクチュエ−タを駆動した場合を一例として示したものである。このように、内燃機関1の回転と同期して、特に、吸気行程の終了に同期してスロットルアクチュエ−タを駆動することにより、吸気量に対して正確な燃料量を制御することができ、排気ガスの悪化を防止することができる。
【0021】
図4においては、アクセルポジションの変化に対して最も近い吸気行程の終了は第三気筒であるが、第一気筒においては、次の吸気行程に間に合うため第一気筒と第三気筒の目標スロットル開度を同時に変更し、スロットルアクチュエ−タを駆動するようにしている。そして、それ以降については第四気筒、第二気筒、第一気筒、第三気筒と順に吸気行程の順に従い、吸気行程の終了に同期してスロットルアクチュエ−タを駆動している。
【0022】
また、第4図(b)では、定常状態(図の区間A)から加速初期(区間B)は急激なエンジン出力増に伴う振動を低減するように、加速中期(区間C)では出力増となるように、そして、加速後期(区間D)では最終目標到達トルクに滑らかに繋ぐことができるように各気筒の吸気量を設定し、設定量に応じた目標スロットル開度に駆動している。このようにトルク増を配分することにより、円滑な加速ができるものであり、このトルク増の配分は必要により様々なパターンとすることができる。また、ステップ302における運転モードの変更手段として、単に切換手段による変更以外に、アクセルの踏込み量、もしくは踏込み時間を運転モ−ド変更手段とすることもできる。
【0023】
以上に説明した処理の一例として、加速時における動作を示したのが図5である。図5は、吸気系の集合部にスロットル弁を配して吸気量を調節する場合と、気筒毎にスロットル弁を配してその全スロットル弁が同時に駆動される多連スロットルの場合とを従来例とし、この発明における実施の形態1による内燃機関用制御装置と比較したものである。以下にこの発明による内燃機関用制御装置と従来例とを比較して説明する。
【0024】
まず、従来例としての多連スロットル方式の場合を説明すると、図5(a)のようにアクセルポジションが変化したとき、多連スロットル方式の場合には図5(b)の鎖線にて示すようにアクセルポジションに同期して全スロットル弁が同時に開くため、第5図(d)の鎖線に示すように充填効率の増加が急峻となり、そのために内燃機関のトルクが急上昇して第5図(c)の鎖線に示すように加速時に大きな振動を引き起こすことになる。
【0025】
また、吸気系の集合部にスロットル弁を配した従来例の場合は、スロットル弁から各気筒のシリンダまでの容積が大きいために、図5(d)の点線に示すように充填効率の増加は緩慢となり、図5(c)の点線に示すように加速時における振動は軽減されるが、トルクの上昇も緩慢となって応答性が悪化する。これに対してこの発明による内燃機関用制御装置では、図5の(b)と(c)との実線にて示すように、加速初期にはスロットルの開度変化を緩慢にしてトルク変動による振動を低減し、加速中期では応答性を向上させるために開度変化を大きくし、加速後期ではスロットル開度変化を緩慢にするなど、振動を抑制して最適な目標要求トルクを得ることができる。
【0026】
この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置では以上のような処理を行うため、図5の(c)に示すように応答性の向上と振動の抑制を両立することが可能になるものである。また、減速時においても、図6の(a)に示すようにアクセルポジションが変化したとき、図6の(b)に示すようにスロットル開度を操作することにより、図6の(c)に示すように振動を軽減することができると共に、応答性を向上することができるものである。さらに、図6の(d)に示すように、減速時の空燃比の濃化を防ぎ、排気ガスの悪化を防ぐことができるものである。
【0027】
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置の構成を説明するブロック図であり、図1と同一機能部分には同一符号が付与されている。また、図7には代表的に第一気筒のみ示したが、内燃機関1の第二〜四気筒も同様に構成されるものである。この実施の形態による内燃機関の制御装置は図7に示すように、吸気量制御手段として実施の形態1の各吸気管2に設けたスロットル弁3に代わり、吸気バルブ9の開弁期間と開弁タイミング、または、開弁動作量を制御することにより吸気量を制御するようにしたものである。
【0028】
吸気バルブ9は、バルブ制御手段12により動作制御され、バルブ制御手段12には、電子的に制御される、例えば、電子直動バルブ制御手段などが使用され、実施の形態2においては各気筒の吸気量の制御をこの電子直動バルブ制御手段12により行うものである。このように構成しても、電子直動バルブ制御手段12が各気筒への充填吸気量を個別にしかも高速に行う事ができるため、実施の形態1で説明した効果を容易に実現することができるものである。
【0029】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の複数の気筒に対して個別に吸気量を供給する吸気量制御手段と、内燃機関の各気筒に対して個別に燃料を供給する燃料噴射弁と、内燃機関の要求トルクを気筒毎に算出し、この要求トルクに対応して気筒毎の吸気量と吸気量に対応する燃料噴射量とを個別に演算して吸気量制御手段と燃料噴射弁とを操作すると共に、内燃機関の要求トルクが増減するとき、これに対応して気筒毎の吸気量を吸気行程順に逐次増減制御する制御手段を備えるようにしたので、気筒別の要求トルクに適合した吸気量を気筒別に個別に逐次制御することが可能となって、気筒間バラツキのない円滑な加減速が可能となり、排気ガスの悪化を防止することが可能になると共に、アクセル操作に対して良好な応答性により内燃機関の出力を制御することができ、内燃機関の出力変化に伴う振動を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図3】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図4】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の動作を説明する説明図である。
【図5】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の効果を説明する説明図である。
【図6】この発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置の効果を説明する説明図である。
【図7】この発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1 内燃機関、2 吸気管、3 スロットル弁(吸気量制御手段)、
4 スロットルアクチュエータ、5 スロットル開度センサ、
6 燃料噴射弁、7 制御手段、8 気筒識別手段、9 吸気バルブ、
10 排気管、11 排気バルブ、12 バルブ制御手段。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that individually controls the intake air amount of each cylinder corresponding to the torque required for each cylinder in an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine having a plurality of cylinders mounted on a vehicle or the like, the amount of air supplied to each cylinder is controlled by a throttle valve provided in a collecting portion of an intake system downstream of the air cleaner, and the torque generated in each cylinder is ignited. In general, it is controlled by timing and fuel injection amount. In such an internal combustion engine, since the volume from the throttle valve to each cylinder is large, at the time of acceleration, it takes time until the intake air amount of each cylinder increases after the throttle valve opens, and the rotation of the internal combustion engine increases. At the time of deceleration, it takes time from when the throttle valve is closed until the intake air amount of each cylinder is reduced, so that the decrease in rotation of the internal combustion engine is delayed. In other words, an internal combustion engine having a throttle valve at the collecting part of the intake system has poor response to accelerator operation.
[0003]
Further, in such an internal combustion engine, as the throttle valve is closed during deceleration, the negative pressure on the downstream side of the throttle valve increases rapidly, and the fuel adhering to the wall surface of the intake pipe is rapidly vaporized to each cylinder. Because of the intake, the air-fuel ratio may deteriorate, leading to exhaust gas deterioration and misfire. On the other hand, an internal combustion engine that employs a so-called multiple throttle valve that reduces the volume downstream of the throttle valve by providing a throttle valve for each cylinder in order to improve responsiveness and to cope with variable intake control. In such an internal combustion engine, the response to the accelerator operation can be improved by reducing the volume downstream of the throttle valve.
[0004]
For example, in Patent Document 1, in a multiple throttle system having a twin throttle valve or a throttle valve in each cylinder, the interlocking means of each throttle valve is divided into a 2nth cylinder and an 2n + 1th cylinder in firing order, respectively. By making a set, causing a phase difference in the opening change of the throttle valve in each set of cylinders, giving a difference in intake air amount and giving a difference in average effective pressure, reducing torque vibration during acceleration and deceleration, A technique for improving operation quality is disclosed.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-182249 (pages 6 to 18, FIGS. 1 and 4 to 9)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional internal combustion engine described above uses a multiple throttle valve, it is possible to improve the responsiveness to accelerator operation by reducing the volume downstream of the throttle valve. The problem of causing an increase arises. In addition, during acceleration, the air-fuel ratio is slightly leaner, so that the increase in torque at the initial stage of acceleration can be made mild and the increase in vibration can be suppressed. It is too slow to ensure the responsiveness, and there is a problem that misfire occurs immediately after the torque rises, making it difficult to achieve both the responsiveness and the vibration suppression.
[0007]
Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, in an internal combustion engine using a multiple throttle valve, the intake amount is controlled by setting the 2nth and 2n + 1th cylinders in the ignition sequence as a set, and the inter-cylinder between these cylinders is controlled. The torque vibration during acceleration / deceleration is reduced by providing a pressure difference between the two cylinders. However, since the torque changes between the 2nth cylinder and the 2n + 1th cylinder, a new vibration in which the vibration increases in some cases. There was a factor.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a control device for an internal combustion engine that achieves both improvement in response during transition and suppression of vibration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an intake air amount control means for individually supplying an intake air amount to a plurality of cylinders of the internal combustion engine, and a fuel injection valve for individually supplying fuel to each cylinder of the internal combustion engine. And calculating the required torque of the internal combustion engine for each cylinder, individually calculating the intake air amount for each cylinder and the fuel injection amount corresponding to the intake air amount corresponding to the required torque, and the intake air amount control means and the fuel injection valve And a control means for sequentially increasing / decreasing the intake amount for each cylinder in order of the intake stroke when the required torque of the internal combustion engine increases / decreases.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 to 6 illustrate an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration, and FIGS. 2 and 3 are flowcharts illustrating operations. 4 to 6 are explanatory diagrams for explaining the operation and effects. In this embodiment, an in-line four-cylinder internal combustion engine in which the ignition sequence is in the order of first cylinder-third cylinder-fourth cylinder-second cylinder is taken as an example, and intake control is individually performed for each cylinder. As the intake air amount control means for performing the above, a throttle valve provided independently in an intake pipe provided for each cylinder is driven independently for each cylinder. Although only the first cylinder will be described here, the second to fourth cylinders are similarly configured.
[0011]
In FIG. 1, an internal combustion engine 1 includes a throttle valve 3 for controlling an intake air amount in an intake pipe 2 provided for each cylinder, a throttle actuator 4 for opening and closing the throttle valve 3, and an opening degree of the throttle valve 3. A throttle opening sensor 5 for detection and a fuel injection valve 6 for injecting fuel for each cylinder are provided. The throttle actuator 4 and the fuel injection valve 6 are driven by commands from the control means 7. The throttle valve 3 is provided in each cylinder and forms intake air amount control means.
[0012]
The internal combustion engine 1 is provided with cylinder identification means 8 for performing cylinder identification, rotation detection, and the like. The control means 7 includes a signal from the cylinder identification means 8, a throttle opening signal from the throttle opening sensor 5, and Although not shown below, the signal from the intake air amount measuring means for measuring the air amount supplied to each cylinder, the signal from the accelerator position sensor, the signal from the operation mode changing means for detecting the operation mode such as the shift position, etc. The signal from the water temperature sensor and the signal from the intake air temperature measuring means are input. An intake valve 9 is provided at a connection portion between each cylinder and the intake pipe 2, and an exhaust valve 11 is provided at a connection portion between each cylinder and the exhaust pipe 10.
[0013]
In the control apparatus for an internal combustion engine having such a configuration, the operation executed by the control means 7 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. First, in the intake air amount control process of FIG. 2, in step 201, the rotational speed of the internal combustion engine 1, the intake air amount of each cylinder, the opening of each throttle valve 3, the detection of the accelerator position, and the current Output torque or the like is detected. In the following step 202, the change amount of the accelerator position signal is detected, and it is determined whether or not the accelerator operation is in a transient state.
[0014]
If it is determined in step 202 that the engine is in transition, the process proceeds to step 203. In step 203, the transient intake air amount control process shown in FIG. 3 is performed. If it is determined in step 202 that it is not in transition, the routine proceeds to step 204, where it is determined whether or not the intake air amount control processing is in transient control, and if it is determined that control in transition is in progress, step 203 is performed. (I.e., the process of FIG. 3), if it is determined that the control is not being performed during the transition, it is determined that the steady state or slow acceleration / deceleration is in progress, and the process proceeds to step 205. In step 205, the required torque for each cylinder is calculated, and the routine proceeds to step 206, where the correction value for the required torque for each cylinder is calculated based on the variation for each cylinder, the intake air temperature, the water temperature, and the like.
[0015]
In step 207, the throttle opening of each cylinder is calculated on the basis of the required torque for each cylinder obtained from the above results, and the routine proceeds to step 208 where the throttle actuator 4 is driven to set the throttle opening. The calculated value in step 207 is set. Further, in the transient intake air amount control process of FIG. 3, the final target required torque is calculated in step 301, and in the subsequent step 302, it is evaluated whether or not the operation mode has been changed by the operation mode changing means. Thus, the required torque calculation method for each cylinder in accordance with the operation mode is selected. Then, the process proceeds to step 303 or step 304 to calculate the required torque for each cylinder in accordance with the operation mode.
[0016]
In the above flowchart, the required torque is calculated for each cylinder as shown in step 205, step 303, step 304, and the like. As a method for calculating the torque required for each cylinder, the current torque obtained from the rotational speed of the internal combustion engine 1 obtained from the cylinder identifying means 8 and the intake air amount for each cylinder by an intake air amount measuring means (not shown) is used. For example, the amount of increase in torque is calculated from the final torque obtained from the amount of change in the accelerator position signal, and the change in torque of each cylinder is divided into stages, for example, the initial, middle, late, or simply the first half of the torque change It is possible to adopt a method of setting different amount of change in each period, divided into later periods. Alternatively, a method may be adopted in which the torque increment for each cylinder is simply divided by the number of strokes. That is, the torque distribution may be set in order to obtain the optimum driving feeling.
[0017]
The intake air amount of each cylinder is sequentially controlled based on the required torque of each cylinder thus obtained. For example, the intake air amount is α1, α2, α3, α4, α5 (where α1 <α2 <α3 <α4 <α5), and the intake stroke order of the internal combustion engine 1 is the first cylinder, third cylinder, fourth cylinder, second When cylinders are used, when the output increases after the accelerator position changes, the output increase of the internal combustion engine 1 follows the order of the intake stroke of each cylinder, and the first cylinder has α1, The third cylinder is set to α2, the fourth cylinder is set to α3, the second cylinder is set to α4, and the subsequent first cylinder is set to α5. Alternatively, the first cylinder may be α1, the third cylinder α2, the fourth cylinder α2, the second cylinder α3, and the next first cylinder α3.
[0018]
When the output of the internal combustion engine 1 is reduced, the first cylinder is α5, the third cylinder is α4, the fourth cylinder is α3, and the second cylinder so that the intake amount of each cylinder does not increase in accordance with the intake stroke order of each cylinder. The cylinder is set to α2, and the next first cylinder is set to α1. Alternatively, the first cylinder may be set as α5, the third cylinder as α5, the fourth cylinder as α4, the second cylinder as α3, and the subsequent first cylinder as α3. The increment and decrement of each cylinder (that is, α1 to α5 described above) are set based on the operation mode such as the gear ratio, the current output torque, and the difference from the current output torque to the final target torque.
[0019]
In the flowchart of FIG. 2, regarding the correction of the required torque for each cylinder performed in step 206, as a parameter for correction, a value for learning the accelerator work and a value for learning the variation in the generated torque for each cylinder. And atmospheric pressure can be used.
[0020]
In step 208, the throttle actuator is driven. This driving can be performed, for example, as shown in FIG. That is, when the accelerator position changes sharply as shown in FIG. 4 (a), FIG. 4 (b) shows an example in which the throttle actuator is driven in synchronization with the intake end stroke for each cylinder. Is. In this way, by accurately driving the throttle actuator in synchronism with the rotation of the internal combustion engine 1, in particular in synchronism with the end of the intake stroke, it is possible to control an accurate fuel amount with respect to the intake amount. Exhaust gas deterioration can be prevented.
[0021]
In FIG. 4, the end of the intake stroke that is closest to the change in the accelerator position is the third cylinder, but in the first cylinder, the target throttle opening of the first cylinder and the third cylinder is opened in time for the next intake stroke. At the same time, the throttle actuator is driven. After that, the throttle actuator is driven in synchronization with the end of the intake stroke in the order of the fourth, second, first, and third cylinders in that order.
[0022]
Further, in FIG. 4 (b), the output increases in the middle period of acceleration (section C) so that the vibrations accompanying the sudden increase in engine output are reduced from the steady state (section A in the figure) to the initial acceleration (section B). Thus, in the latter half of acceleration (section D), the intake amount of each cylinder is set so that it can be smoothly connected to the final target reaching torque, and the target throttle opening corresponding to the set amount is driven. By distributing the torque increase in this way, smooth acceleration can be achieved, and the distribution of the torque increase can be various patterns as necessary. Further, as the operation mode changing means in step 302, in addition to the change by the switching means, the accelerator depression amount or the depression time can be used as the operation mode changing means.
[0023]
FIG. 5 shows an operation during acceleration as an example of the processing described above. FIG. 5 shows a case in which a throttle valve is arranged at a collecting part of an intake system to adjust the intake air amount, and a case of a multiple throttle in which a throttle valve is arranged for each cylinder and all the throttle valves are driven simultaneously. As an example, this is a comparison with the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described in comparison with a conventional example.
[0024]
First, the case of the conventional multiple throttle system will be described. When the accelerator position is changed as shown in FIG. 5A, the multiple throttle system is shown by a chain line in FIG. 5B. Since all throttle valves open simultaneously in synchronism with the accelerator position, the charging efficiency increases steeply as shown by the chain line in FIG. 5 (d). ) Will cause a large vibration during acceleration as indicated by the chain line.
[0025]
Further, in the case of the conventional example in which the throttle valve is arranged in the collecting part of the intake system, the increase in charging efficiency is as shown by the dotted line in FIG. 5 (d) because the volume from the throttle valve to the cylinder of each cylinder is large. As shown by the dotted line in FIG. 5 (c), the vibration during acceleration is reduced, but the increase in torque is also slow and the responsiveness deteriorates. On the other hand, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, as shown by the solid lines in FIGS. In order to improve the responsiveness in the middle period of acceleration, the change in the opening degree is increased, and in the latter half of the acceleration period, the change in the throttle opening degree is slowed down.
[0026]
The control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention performs the processing as described above, so that it is possible to achieve both improvement in response and suppression of vibration as shown in FIG. It is. Further, even during deceleration, when the accelerator position changes as shown in FIG. 6A, the throttle opening is operated as shown in FIG. As shown, vibration can be reduced and responsiveness can be improved. Furthermore, as shown in FIG. 6 (d), it is possible to prevent the air-fuel ratio from being concentrated during deceleration and to prevent the exhaust gas from deteriorating.
[0027]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same functional parts as those in FIG. Although only the first cylinder is shown in FIG. 7 as a representative, the second to fourth cylinders of the internal combustion engine 1 are similarly configured. As shown in FIG. 7, the control device for an internal combustion engine according to this embodiment replaces the throttle valve 3 provided in each intake pipe 2 of Embodiment 1 as intake air amount control means, and opens and closes the valve opening period of the intake valve 9. The intake air amount is controlled by controlling the valve timing or the valve opening operation amount.
[0028]
The operation of the intake valve 9 is controlled by the valve control means 12, and the valve control means 12 is electronically controlled, for example, an electronic direct-acting valve control means is used. The intake air amount is controlled by the electronic direct acting valve control means 12. Even with this configuration, the electronic direct acting valve control means 12 can individually and quickly fill the intake air amount into each cylinder, so that the effects described in the first embodiment can be easily realized. It can be done.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the control device for an internal combustion engine of the present invention, the intake air amount control means for individually supplying the intake air amount to the plurality of cylinders of the internal combustion engine, and the individual cylinders of the internal combustion engine The fuel injection valve for supplying fuel to the engine and the required torque of the internal combustion engine are calculated for each cylinder, and the intake air amount for each cylinder and the fuel injection amount corresponding to the intake air amount are individually calculated corresponding to the required torque. Since the intake amount control means and the fuel injection valve are operated, and when the required torque of the internal combustion engine increases or decreases, the control means for sequentially increasing or decreasing the intake amount for each cylinder in order of the intake stroke is provided. In addition, it is possible to individually control the intake air amount that conforms to the required torque for each cylinder separately, enabling smooth acceleration / deceleration without variation between cylinders, and preventing deterioration of exhaust gas Accelerator operation It is possible to control the output of the internal combustion engine by good responsiveness to, it is possible to reduce the vibration due to the change in the output of the internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the effect of the control device for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the effect of the control device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a control device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 internal combustion engine, 2 intake pipe, 3 throttle valve (intake air amount control means),
4 throttle actuator, 5 throttle opening sensor,
6 fuel injection valve, 7 control means, 8 cylinder identification means, 9 intake valve,
10 exhaust pipe, 11 exhaust valve, 12 valve control means.

Claims (14)

内燃機関の複数の気筒に対して個別に吸気量を供給する吸気量制御手段、前記内燃機関の各気筒に対して個別に燃料を供給する燃料噴射弁、前記内燃機関の要求トルクを気筒毎に算出し、この要求トルクに対応して気筒毎の吸気量と吸気量に対応する燃料噴射量とを個別に演算して前記吸気量制御手段と前記燃料噴射弁とを操作すると共に、前記内燃機関の要求トルクが増減するとき、これに対応して気筒毎の吸気量を吸気行程順に逐次増減制御する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。Intake amount control means for individually supplying an intake amount to a plurality of cylinders of the internal combustion engine, a fuel injection valve for individually supplying fuel to each cylinder of the internal combustion engine, and a required torque of the internal combustion engine for each cylinder And calculating the intake air amount for each cylinder and the fuel injection amount corresponding to the intake air amount corresponding to the required torque to operate the intake air amount control means and the fuel injection valve, and the internal combustion engine A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for sequentially increasing / decreasing the intake air amount for each cylinder in order of the intake stroke when the required torque increases or decreases. 前記内燃機関の要求トルクが増加するときには、前記制御手段が、前記内燃機関の吸気行程順に吸気量を増加させるように前記吸気量制御手段を制御す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。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the required torque of the internal combustion engine increases, the control unit controls the intake air amount control unit to increase the intake air amount in the order of the intake stroke of the internal combustion engine. Engine control device. 前記制御手段による吸気量の増加が、要求トルク増加の初期には増加量を少なく、中期には多く、後期には少なくなるように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。3. The control according to claim 1, wherein an increase in the intake air amount by the control means is controlled so that the increase amount is small in the early stage of the increase in the required torque, large in the middle period, and small in the latter period. Control device for internal combustion engine. 前記制御手段による吸気量の増加が、要求トルク増加の初期には増加量を少なくし、中期以降は増加量を多くすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。The control of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the increase in the intake air amount by the control means decreases the increase amount at the initial stage of the increase in the required torque and increases the increase amount after the middle period. apparatus. 前記内燃機関の要求トルクが減少するときには、前記制御手段が、前記内燃機関の吸気行程順に吸気量を減少させるように前記吸気量制御手段を制御す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。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the required torque of the internal combustion engine decreases, the control unit controls the intake air amount control unit to decrease the intake air amount in order of the intake stroke of the internal combustion engine. Engine control device. 前記制御手段による吸気量の減少が、要求トルク減少の初期には減少量を少なく、中期には多く、後期には少なくなるように制御することを特徴とする請求項1または請求項5に記載の内燃機関の制御装置。6. The control according to claim 1, wherein the control unit controls the reduction of the intake air amount so that the reduction amount is small in the initial period of decrease in the required torque, is large in the middle period, and is small in the latter period. Control device for internal combustion engine. 前記制御手段による吸気量の減少が、要求トルク減少の初期には減少量を少なくし、中期以降は減少量を多くすることを特徴とする請求項1または請求項5に記載の内燃機関の制御装置。6. The control of an internal combustion engine according to claim 1 or 5, wherein the reduction of the intake air amount by the control means decreases the reduction amount at the initial stage of the required torque reduction and increases the reduction amount after the middle period. apparatus. 運転モード変更信号発生手段が設けられており、前記制御手段は、前記運転モード変更信号発生手段からの信号に対応して前記気筒毎の要求トルクを算出することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。An operation mode change signal generating means is provided, and the control means calculates a required torque for each cylinder in response to a signal from the operation mode change signal generating means. Item 8. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 7 to 9. 前記制御手段は、前記アクセルポジション信号からアクセルの踏み込み量と踏み込み時間とを検知し、このアクセル踏み込み量と踏み込み時間とから前記気筒毎の要求トルクを算出することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。The control means detects an accelerator depression amount and depression time from the accelerator position signal, and calculates a required torque for each cylinder from the accelerator depression amount and depression time. Item 8. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 7 to 9. 前記制御手段は、吸気量の増減量を制御する複数のパターンを保有しており、前記運転モード変更信号発生手段からの信号、または、前記アクセルポジション信号により保有するパターンを切り換えることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の内燃機関の制御装置。The control means has a plurality of patterns for controlling the amount of increase / decrease in the intake air amount, and switches the pattern held by the signal from the operation mode change signal generating means or the accelerator position signal. The control device for an internal combustion engine according to claim 8 or 9. 前記制御手段による吸気量の変更が、前記内燃機関の回転に同期して行われることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the change of the intake air amount by the control means is performed in synchronization with the rotation of the internal combustion engine. 前記制御手段による吸気量の変更が、前記内燃機関の吸気行程の終了時点で行われることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の制御装置。The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the change of the intake air amount by the control means is performed at the end of the intake stroke of the internal combustion engine. 前記吸気量制御手段が、気筒毎に配設される吸気管に設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein the intake air amount control means is provided in an intake pipe provided for each cylinder. 前記吸気量制御手段が、気筒毎に設けられた吸気バルブの開弁期間または動弁量を制御するものであることを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 13, wherein the intake air amount control means controls a valve opening period or a valve operating amount of an intake valve provided for each cylinder. Engine control device.
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