JP2007127100A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、アイドル状態において内燃機関の回転数を予め定められた目標回転数になるように制御する技術に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for controlling the rotational speed of an internal combustion engine to be a predetermined target rotational speed in an idle state.
従来より、内燃機関がアイドル状態である場合においては、ISC(Idle Speed Control)制御により、回転数がアイドル回転数になるように制御される。一般的に、ISC制御においては、スロットルバルブの開度を調整したり、スロットルバルブをバイパスする管路上に設けられたISCバルブの開度を調整したりすることにより、内燃機関に吸入される空気量を調整し、回転数を制御する。ところが、スロットルバルブやISCバルブの開度を変更した場合における空気量の応答性は低く、回転数を正確にかつ速やかにアイドル回転数に維持することは容易ではない。そこで、スロットルバルブやISCバルブの開度に加えて、気筒の頭頂部に設けられたインテークバルブのリフト量や作用角を変化させる技術が提案されている。 Conventionally, when the internal combustion engine is in an idle state, the engine speed is controlled to be an idle engine speed by ISC (Idle Speed Control) control. In general, in ISC control, the air taken into the internal combustion engine is adjusted by adjusting the opening of a throttle valve or by adjusting the opening of an ISC valve provided on a pipeline that bypasses the throttle valve. Adjust the amount and control the rotation speed. However, when the opening of the throttle valve or the ISC valve is changed, the responsiveness of the air amount is low, and it is not easy to maintain the rotational speed at the idle rotational speed accurately and quickly. Therefore, a technique has been proposed in which the lift amount and working angle of an intake valve provided at the top of the cylinder are changed in addition to the opening of the throttle valve and the ISC valve.
特開2005−232992号公報(特許文献1)は、スロットルバルブやISCバルブの開度に加えて、気筒の頭頂部に設けられたインテークバルブのリフト量や作用角を変化させることにより、吸入空気量を調整する内燃機関のアイドル回転数制御装置を開示する。この公報に記載の内燃機関のアイドル回転数制御装置は、内燃機関の吸気通路において吸入空気量を調節する吸気量調節バルブと内燃機関の吸気バルブのリフト量あるいは作用角を調節する可変動弁機構とを備えて、アイドル時に吸気量調節バルブの開度調節又は可変動弁機構による吸気バルブのリフト量あるいは作用角の調節により内燃機関の回転数を目標回転数に制御する。このアイドル回転数制御装置は、内燃機関に対する補機負荷発生状態を判定する補機負荷判定部と、内燃機関のアイドル時に補機負荷判定部にて補機負荷発生状態が変化したと判定された場合には、吸気量調節バルブの開度と可変動弁機構による吸気バルブのリフト量あるいは作用角とを共に変化させることで、補機負荷発生状態の変化に対応する吸入空気量を燃焼室に供給する補機負荷変化時吸気量調節部とを含む。 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-232992 (Patent Document 1) discloses an intake air by changing the lift amount and working angle of an intake valve provided at the top of a cylinder in addition to the opening of a throttle valve and an ISC valve. Disclosed is an internal combustion engine idle speed control device for adjusting the amount. An idle speed control device for an internal combustion engine described in this publication includes an intake air amount adjustment valve that adjusts an intake air amount in an intake passage of the internal combustion engine, and a variable valve mechanism that adjusts the lift amount or operating angle of the intake valve of the internal combustion engine. And controlling the opening speed of the intake air amount adjusting valve or adjusting the lift amount or operating angle of the intake valve by a variable valve mechanism during idling to control the rotational speed of the internal combustion engine to the target rotational speed. In this idle speed control device, it is determined that the auxiliary load generation state is changed by the auxiliary load determination unit that determines the auxiliary load generation state for the internal combustion engine and the auxiliary load determination unit when the internal combustion engine is idle. In this case, the intake air amount corresponding to the change in the state of load on the auxiliary machine is changed into the combustion chamber by changing both the opening amount of the intake air amount adjusting valve and the lift amount or operating angle of the intake valve by the variable valve mechanism. And an intake air amount adjustment unit at the time of auxiliary load change to be supplied.
この公報に記載のアイドル回転数制御装置によれば、内燃機関のアイドル時に補機負荷判定部にて補機負荷発生状態が変化したと判定された場合には、吸気量調節バルブの開度と吸気バルブのリフト量あるいは作用角とが共に変化される。これにより、補機負荷発生状態の変化初期においては、吸気バルブのリフト量あるいは作用角の変化に伴う効果により燃焼室内の吸入空気量を迅速に変更することができる。そしてこの吸気バルブのリフト量あるいは作用角の変化による一時的な吸入空気量変化の効果が減少しても、引き継いで吸気量調節バルブの開度変化による吸入空気量の変化が吸気バルブ位置にも影響してくる。このことにより吸気バルブによる一時的な吸入空気量変化の効果が減少しても、補機負荷発生状態の変化に対応した吸入空気量状態を継続させることができる。そのため、アイドル回転数制御において補機負荷発生状態の変化時における内燃機関回転の不安定化を防止することができる。
しかしながら、インテークバルブのリフト量や作用角は大きく変化させることができない一方で、インテークバルブのリフト量や作用角の変化量に対する吸入空気量の変化量は大きい(吸入空気量に対するインテークバルブのリフト量や作用角の分解能は低い)。したがって、特開2005−232992号公報に記載のアイドル回転数制御装置のように、インテークバルブのリフト量や作用角を変化させることにより、内燃機関の回転数をアイドル回転数になるように制御することは困難である。インテークバルブのリフト量や作用角を変化させることにより吸入空気量を制御した場合、吸入空気量のハンチングが生じ易く、吸入空気量を精度よく制御することは困難だからである。 However, while the lift amount and working angle of the intake valve cannot be changed greatly, the change amount of the intake air amount with respect to the intake valve lift amount and working angle change amount is large (the intake valve lift amount with respect to the intake air amount). And the resolution of the working angle is low). Therefore, like the idle speed control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-232992, the internal combustion engine speed is controlled to become the idle speed by changing the lift amount and operating angle of the intake valve. It is difficult. This is because when the intake air amount is controlled by changing the lift amount and operating angle of the intake valve, hunting of the intake air amount is likely to occur, and it is difficult to accurately control the intake air amount.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アイドル状態における内燃機関の回転数をアイドル回転数になるように精度よく制御することができる内燃機関の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control an internal combustion engine that can accurately control the rotational speed of the internal combustion engine in an idle state so as to become the idle rotational speed. Is to provide a device.
第1の発明に係る内燃機関の制御装置は、インテークバルブが開閉する位相を変更する変更機構が設けられた内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関がアイドル状態であるか否かを判別するための判別手段と、内燃機関がアイドル状態である場合において、内燃機関の回転数が予め定められた目標回転数になるように、変更機構を制御するための制御手段とを含む。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the first invention controls the internal combustion engine provided with a changing mechanism for changing a phase at which the intake valve opens and closes. The control device is configured to determine whether or not the internal combustion engine is in an idle state, and when the internal combustion engine is in an idle state, the rotational speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target rotational speed. And a control means for controlling the changing mechanism.
第1の発明によると、内燃機関がアイドル状態である場合、内燃機関の回転数が予め定められた目標回転数(たとえばアイドル回転数)になるように、インテークバルブが開閉する位相が変更される。たとえば、インテークバルブが閉じるクランク角がBDC(Bottom Dead Center)よりも遅角側である場合において、位相が遅角されると、ピストンの上昇に伴なってシリンダから吸気通路内に押し戻される空気量が増え、結果的にシリンダ内に吸入される空気量が減る。逆に、インテークバルブが閉じるクランク角がBDCよりも遅角側である場合において、位相が進角されると、ピストンの上昇に伴なってシリンダから吸気通路内に押し戻される空気量が減り、結果的にシリンダ内に吸入される空気量が増える。したがって、インテークバルブの位相が変化した場合、スロットル開度が変化が変化した場合に比べて、シリンダに吸入される空気量が応答性よく変化する。これにより、シリンダに吸入される空気量を速やかに増減することができる。そのため、内燃機関の出力を応答性よく制御して、内燃機関の回転数をアイドル回転数に速やかに近づけることができる。このとき、インテークバルブの位相は、比較的大きく変化させることができる。特に、インテークバルブのリフト量や作用角を変化させる場合と比較して、インテークバルブの位相は大きく変化させることができる。一方、インテークバルブの位相の変化量に対する吸入空気量の変化量は比較的小さい(吸入空気量に対するインテークバルブの位相の分解能は高い)。特に、インテークバルブのリフト量や作用角を変化させる場合と比較して、インテークバルブの位相の変化量に対する吸入空気量の変化量は小さい。そのため、インテークバルブの位相を変化させることにより、シリンダに吸入される空気量をきめ細かく制御することができる。その結果、内燃機関の出力を精度よく制御して、アイドル状態における内燃機関の回転数をアイドル回転数になるように精度よく制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the first invention, when the internal combustion engine is in an idle state, the phase at which the intake valve opens and closes is changed so that the rotational speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target rotational speed (for example, idle rotational speed). . For example, when the crank angle at which the intake valve closes is retarded from BDC (Bottom Dead Center), when the phase is retarded, the amount of air pushed back from the cylinder into the intake passage as the piston rises As a result, the amount of air sucked into the cylinder is reduced. Conversely, when the crank angle at which the intake valve closes is retarded from BDC, when the phase is advanced, the amount of air pushed back from the cylinder into the intake passage as the piston rises decreases, resulting in the result Therefore, the amount of air sucked into the cylinder increases. Therefore, when the phase of the intake valve changes, the amount of air sucked into the cylinder changes with higher responsiveness than when the change in the throttle opening changes. As a result, the amount of air sucked into the cylinder can be quickly increased or decreased. Therefore, the output of the internal combustion engine can be controlled with good responsiveness so that the rotational speed of the internal combustion engine can be brought close to the idle rotational speed quickly. At this time, the phase of the intake valve can be changed relatively large. In particular, the phase of the intake valve can be greatly changed as compared with the case where the lift amount and operating angle of the intake valve are changed. On the other hand, the amount of change in the intake air amount relative to the amount of change in the phase of the intake valve is relatively small (the resolution of the phase of the intake valve relative to the amount of intake air is high). In particular, the amount of change in the intake air amount with respect to the amount of change in the phase of the intake valve is small as compared with the case where the lift amount and operating angle of the intake valve are changed. Therefore, the amount of air taken into the cylinder can be finely controlled by changing the phase of the intake valve. As a result, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately control the output of the internal combustion engine so that the rotational speed of the internal combustion engine in the idle state becomes the idle rotational speed.
第2の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第1の発明の構成に加え、内燃機関には、インテークバルブよりも吸気通路の上流側において、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整バルブが設けられる。制御手段は、内燃機関の回転数が目標回転数になるように、変更機構に加えて、調整バルブを制御するための手段を含む。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the internal combustion engine adjusts the amount of air sucked into the internal combustion engine on the upstream side of the intake passage from the intake valve. A regulating valve is provided. The control means includes means for controlling the adjustment valve in addition to the changing mechanism so that the rotational speed of the internal combustion engine becomes the target rotational speed.
第2の発明によると、内燃機関には、インテークバルブよりも上流側において、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整バルブが設けられる。内燃機関がアイドル状態である場合、インテークバルブの位相を変更した場合に比べてシリンダに吸入される空気量をより大きく変化させることができる調整バルブが、変更機構に加えて制御される。これにより、シリンダに吸入される空気量を大きく変化させ、内燃機関の回転数を大きく変化させることができる。そのため、内燃機関の回転数と目標回転数(たとえばアイドル回転数)との差が大きい場合であっても、内燃機関の回転数をアイドル回転数に近づけることができる。その結果、アイドル状態における内燃機関の回転数がアイドル回転数になるように精度よく制御することができる。 According to the second aspect of the invention, the internal combustion engine is provided with the adjustment valve that adjusts the amount of air taken into the internal combustion engine on the upstream side of the intake valve. When the internal combustion engine is in an idle state, an adjustment valve that can change the amount of air sucked into the cylinder more greatly than in the case where the phase of the intake valve is changed is controlled in addition to the change mechanism. As a result, the amount of air taken into the cylinder can be greatly changed, and the rotational speed of the internal combustion engine can be greatly changed. Therefore, even when the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed (for example, idle rotational speed) is large, the rotational speed of the internal combustion engine can be brought close to the idle rotational speed. As a result, the internal combustion engine in the idle state can be accurately controlled so that the rotational speed becomes the idle rotational speed.
第3の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第2の発明の構成に加え、制御手段は、内燃機関の回転数と目標回転数との差および前記内燃機関の回転数の変化率のうちの少なくともいずれか一方の値に応じて変更機構を制御するための手段と、内燃機関の回転数と目標回転数との差を積分した値に応じて調整バルブを制御するための手段とを含む。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the control means includes a difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed and a rate of change in the rotational speed of the internal combustion engine. Means for controlling the changing mechanism according to at least one of the values, and means for controlling the adjusting valve according to a value obtained by integrating the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed. Including.
第3の発明によると、内燃機関の回転数と目標回転数との差および前記内燃機関の回転数の変化率(回転数を微分した値)のうちの少なくともいずれか一方の値に応じて変更機構が制御される。すなわち、比例制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一方の制御により変更機構が制御される。これにより、内燃機関の回転数に対して応答性よく変更機構を制御し、内燃機関の回転数を目標回転数(たとえばアイドル回転数)に速やかに近づけることができる。また、内燃機関の回転数と目標回転数との差を積分した値に応じて調整バルブが制御される。すなわち、積分制御により調整バルブが制御される。これにより、内燃機関の回転数とアイドル回転数との差をより小さくすることができる。そのため、アイドル状態における内燃機関の回転数がアイドル回転数になるように精度よく制御することができる。 According to the third invention, the change is made according to at least one of the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed and the rate of change of the rotational speed of the internal combustion engine (a value obtained by differentiating the rotational speed). The mechanism is controlled. That is, the changing mechanism is controlled by at least one of proportional control and differential control. As a result, the change mechanism can be controlled with high responsiveness to the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational speed of the internal combustion engine can be quickly brought close to the target rotational speed (for example, idle rotational speed). Further, the adjustment valve is controlled according to a value obtained by integrating the difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed. That is, the adjustment valve is controlled by integral control. Thereby, the difference between the rotation speed of the internal combustion engine and the idle rotation speed can be further reduced. Therefore, it is possible to control with high accuracy so that the rotational speed of the internal combustion engine in the idle state becomes the idle rotational speed.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のエンジンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、たとえば図1に示すECU(Electronic Control Unit)4000が実行するプログラムにより実現される。 With reference to FIG. 1, the engine of the vehicle carrying the control apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The control device according to the present embodiment is realized, for example, by a program executed by ECU (Electronic Control Unit) 4000 shown in FIG.
エンジン1000は、「A」バンク1010と「B」バンク1012とに、それぞれ4つの気筒(シリンダ)からなる気筒群が設けられたV型8気筒エンジンである。なお、V型8気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。
The
エンジン1000には、エアクリーナ1020から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ1030により調整される。スロットルバルブ1030はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。
空気は、吸気通路1032を通ってシリンダ1040に導入される。空気は、シリンダ1040(燃焼室)において燃料と混合される。シリンダ1040には、インジェクタ1050から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ1050の噴射孔はシリンダ1040内に設けられている。
Air is introduced into the
燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ1050の噴射孔がシリンダ1040内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン1000を説明するが、直噴用のインジェクタ1050に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
Fuel is injected during the intake stroke. Note that the timing of fuel injection is not limited to the intake stroke. In this embodiment,
シリンダ1040内の混合気は、点火プラグ1060により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒1070により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン1080押し下げられ、クランクシャフト1090が回転する。
The air-fuel mixture in the
シリンダ1040の頭頂部には、インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110が設けられる。インテークバルブ1100はインテークカムシャフト1120により駆動される。エキゾーストバルブ1110はエキゾーストカムシャフト1130により駆動される。インテークカムシャフト1120とエキゾーストカムシャフト1130とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。
An
インテークバルブ1100は、インテークカムシャフト1120に設けられたインテーク用VVT機構2000により、位相(開閉タイミング)が制御される。エキゾーストバルブ1110は、エキゾーストカムシャフト1130に設けられたエキゾースト用VVT機構3000により、位相(開閉タイミング)が制御される。
The phase (opening / closing timing) of
本実施の形態においては、インテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130がVVT機構により回転されることにより、インテークバルブ1100およびエキゾーストバルブ1110の位相が制御される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。
In the present embodiment,
インテーク用VVT機構2000は、電動モータにより作動する。エキゾースト用VVT機構3000は、油圧により作動する。なお、インテーク用VVT機構2000を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用VVT機構3000を電動モータにより作動するようにしてもよい。また、VVT機構には、公知の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
ECU4000には、クランク角センサ5000からクランクシャフト1090の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ECU4000には、カムポジションセンサ5010からインテークカムシャフト1120およびエキゾーストカムシャフト1130の位相(回転方向におけるカムシャフトの位置)を表す信号が入力される。
さらに、ECU4000には、水温センサ5020からエンジン1000の水温(冷却水の温度)を表す信号が、エアフローメータ5030からエンジン1000の吸入空気量(エンジン1000に吸入される空気量)を表す信号が入力される。
Further, the
ECU4000は、これらのセンサから入力された信号、メモリ(図示せず)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン1000が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ1100の位相、エキゾーストバルブ1110の位相などを制御する。
Based on signals input from these sensors, a map stored in a memory (not shown), and a program,
本実施の形態において、ECU4000は、図2に示すように、エンジン回転数NEと吸入空気量KLとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ1100の位相のベース値VT(B)を決定する。インテークバルブ1100の位相のベース値VT(B)を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2,
本実施の形態において、エンジン1000がアイドル状態である場合、BDC(Bottom Dead Center)よりも遅角側のクランク角でインテークバルブ1100が閉じるように、インテークバルブ1100の位相が設定される。
In the present embodiment, when
図3を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU4000が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰り返される。
With reference to FIG. 3, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU4000は、インテークバルブ1100の位相算出前提条件が成立しているか否かを判別する。たとえば、インテーク用VVT機構2000が故障していない場合等において、位相算出前提条件が成立していると判別される。位相算出前提条件が成立していると(S100にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S110にて、ECU4000は、ISC制御実行条件が成立しているか否かを判別する。アイドルスイッチ(図示せず)がオンであり、エンジン回転数NEがしきい値よりも低く、かつフューエルカットが実行されていない場合、ISC制御実行条件が成立していると判別される。なお、アイドルスイッチとは、アクセル開度がしきい値よりも小さい(「0」である)という条件等が満たされた場合にオンにされるスイッチである。ISC制御実行条件が成立していると(S110にてYES)、処理はS120に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、この処理は終了する。
In S110,
S120にて、ECU4000は、現在のエンジン回転数NEと予め定められたアイドル回転数NE(I)と差EDを算出する。S130にて、ECU4000は、図4に示すマップに基づいて、インテークバルブ1100の位相の補正量VT(P)を、エンジン回転数NEと予め定められたアイドル回転数NE(I)と差EDに応じて算出する。
In S120,
すなわち、ECU4000は比例制御によりインテークバルブ1100の位相を制御する。図4に示すように、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)と差EDが大きいほど(エンジン回転数NEがアイドル回転数NE(I)よりも大きいほど)、位相がより遅角側に補正される。
That is,
図3に戻って、S140にて、ECU4000は、エンジン回転数NEの変化率(単位時間(たとえば1msec)あたりの変化量)ΔNEを算出する。エンジン回転数NEの変化率ΔNEは、現在のNEから前回のNEを減算した値として算出される。
Returning to FIG. 3, in S140,
S150にて、ECU4000は、図5に示すマップに基づいて、インテークバルブ1100の位相の補正量VT(D)を、エンジン回転数NEの変化率ΔNEに応じて算出する。
In S150,
すなわち、ECU4000は微分制御によりインテークバルブ1100の位相を制御する。図5に示すように、エンジン回転数NEの変化率ΔNEが大きいほど、(エンジン回転数NEが上昇するほど)、位相がより遅角側に補正される。
That is,
図3に戻って、S160にて、ECU4000は、インテークバルブ1100の位相のベース値VT(B)に対して、比例制御の比例項により算出された補正量VT(P)および微分制御の微分項により算出された補正量VT(D)を加算して、位相の目標値VT(T)を算出する。
Returning to FIG. 3, in S160,
S170にて、ECU4000は、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)と差EDを積分した値に基づいて、スロットル開度の目標値THA(T)を算出する。
すなわち、ECU4000は、積分制御によりスロットル開度を制御する。
In S170,
That is,
たとえば、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)と差EDを積分した値に応じて定められる変化量をスロットル開度の現在値に加算することにより、スロットル開度の目標値THA(T)が算出される。 For example, the target value THA (T of the throttle opening is added by adding the amount of change determined according to the value obtained by integrating the engine speed NE, the idle speed NE (I) and the difference ED to the current value of the throttle opening. ) Is calculated.
S180にて、ECU4000は、インテークバルブ1100の位相が目標値VT(T)になるようにインテーク用VVT機構2000を制御するとともに、スロットル開度が目標値THA(T)になるように、スロットルバルブ1030を制御する。
In S180,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU4000の動作について説明する。
The operation of
車両の走行中、インテークバルブ1100の位相算出前提条件が成立している状態で(S100にてYES)、ISC制御実行条件が成立すると(S110にてYES)、現在のエンジン回転数NEと予め定められたアイドル回転数NE(I)と差EDが算出される(S120)。
If the ISC control execution condition is satisfied (YES in S110) while the vehicle is traveling and the phase calculation precondition of
比例制御によりインテークバルブ1100の位相を制御するため、インテークバルブ1100の位相の補正量VT(P)がエンジン回転数NEと予め定められたアイドル回転数NE(I)と差EDに応じて算出される(S130)。
In order to control the phase of the
さらに、エンジン回転数NEの変化率が算出され(S140)、微分制御によりインテークバルブ1100の位相を制御するため、インテークバルブ1100の位相の補正量VT(D)が、エンジン回転数NEの変化率ΔNEに応じて算出される(S150)。
Further, the rate of change of the engine speed NE is calculated (S140), and the phase of the
エンジン回転数NEと吸入空気量KLとをパラメータとしたマップに基づいて決定される位相のベース値VT(B)に対して、比例制御による補正量VT(P)および微分制御による補正量VT(D)が加算され、位相の目標値VT(T)が算出される(S160)。 For a phase base value VT (B) determined based on a map using the engine speed NE and the intake air amount KL as parameters, a correction amount VT (P) by proportional control and a correction amount VT (by differential control) D) is added, and the phase target value VT (T) is calculated (S160).
このとき、各機種のエンジンに固有の値として定められた位相のベース値VT(B)に対して、比例制御による補正量VT(P)および微分制御による補正量VT(D)を加算して位相の目標値VT(T)が算出されるので、位相の補正量を算出するシステムを複数の機種のエンジンに適用することができる。 At this time, the correction amount VT (P) by proportional control and the correction amount VT (D) by differential control are added to the phase base value VT (B) determined as a value unique to the engine of each model. Since the phase target value VT (T) is calculated, the system for calculating the phase correction amount can be applied to a plurality of types of engines.
目標値VT(T)が算出されると、インテークバルブ1100の位相がこの目標値VT(T)になるように、インテーク用VVT機構2000が制御され(S180)、位相が変化される。
When target value VT (T) is calculated,
インテークバルブ1100が閉じるクランク角がBDCよりも遅角側である場合において、位相が遅角されると、ピストン1080の上昇に伴なってシリンダ1040から吸気通路内に押し戻される空気量が増え、結果的にシリンダ1040内に吸入される空気量が減る。
When the crank angle at which the
逆に、インテークバルブ1100が閉じるクランク角がBDCよりも遅角側である場合において、位相が進角されると、ピストン1080の上昇に伴なってシリンダから吸気通路内に押し戻される空気量が減り、結果的にシリンダ1040内に吸入される空気量が増える。
On the contrary, when the crank angle at which the
したがって、インテークバルブ1100の位相が変化した場合は、スロットル開度が変化が変化した場合に比べて、シリンダ1040に吸入される空気量が応答性よく変化する。
Therefore, when the phase of
これにより、シリンダ1040に吸入される空気量を速やかに増減することができる。そのため、エンジン1000の出力を応答性よく制御して、エンジン回転数NEをアイドル回転数に速やかに近づけることができる。
As a result, the amount of air drawn into the
このとき、インテークバルブ1100の位相は、比較的大きく変化させることができる。特に、VVL(Variable Valve Lift)機構によりインテークバルブ1100のリフト量や作用角を変化させる場合と比較して、インテークバルブ1100の位相は大きく変化させることができる。
At this time, the phase of the
一方、インテークバルブ1100の位相の変化量に対する吸入空気量の変化量は比較的小さい(吸入空気量に対するインテークバルブの位相の分解能は高い)。特に、VVL機構によりインテークバルブ1100のリフト量や作用角を変化させる場合と比較して、インテークバルブ1100の位相の変化量に対する吸入空気量の変化量は小さい。
On the other hand, the amount of change in intake air amount relative to the amount of change in phase of
そのため、インテークバルブ1100の位相を変化させることにより、シリンダ1040に吸入される空気量をきめ細かく制御することができる。その結果、エンジン1000の出力を精度よく制御して、エンジン回転数NEをアイドル回転数NE(I)に精度よく近づけることができる。
Therefore, by changing the phase of
ところで、上述したように、インテークバルブ1100の位相の変化量に対する吸入空気量の変化量は小さい。そのため、インテークバルブ1100の位相を変化させるのみでは、空気量を大きく変化させることができない。この場合、エンジン1000自体のフリクションや補機類の負荷が大きいことに起因して、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)との差EDが大きくなると、エンジン回転数NEをアイドル回転数NEに近づけ難い。
Incidentally, as described above, the amount of change in the intake air amount with respect to the amount of change in the phase of the
そこで、本実施の形態においては、比例制御および微分制御によりインテークバルブ1100の位相を変化させることに加えて、積分制御によりスロットル開度を変化させることにより、シリンダ1040に吸入される空気量を制御する。
Therefore, in the present embodiment, in addition to changing the phase of
積分制御によりスロットル開度を変化させるため、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)と差EDを積分した値に基づいて、スロットル開度の目標値THA(T)が算出される(S170)。スロットル開度がこの目標値THA(T)になるように、スロットルバルブ1030が制御される。これにより、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)との差EDが大きい場合であっても、吸入空気量を大きく変化させ、エンジン回転数NEをアイドル回転数NE(I)に近づけることができる。
In order to change the throttle opening by integral control, the target value THA (T) of the throttle opening is calculated based on a value obtained by integrating the engine speed NE, the idle speed NE (I) and the difference ED (S170). ). The
以上のように、本実施形態に係る制御装置であるECUによれば、エンジンがアイドル状態である場合、エンジン回転数NEがアイドル回転数NEになるように、インテークバルブの位相が遅角されたり進角されたりする。これにより、応答性よく、かつきめ細やかにシリンダに吸入される空気量を変化させることができる。そのため、エンジンの出力を精度よく制御して、エンジン回転数NEをアイドル回転数NE(I)になるように精度よく制御することができる。 As described above, according to the ECU that is the control device according to the present embodiment, when the engine is in the idle state, the phase of the intake valve is retarded so that the engine speed NE becomes the idle speed NE. It is advanced. As a result, the amount of air drawn into the cylinder can be changed with good responsiveness and fineness. Therefore, it is possible to accurately control the engine output so that the engine speed NE becomes the idle speed NE (I) with high accuracy.
<その他の実施の形態>
前述の実施の形態においては、比例制御および微分制御によりインテークバルブ1100の位相を変化させていたが、比例制御および微分制御のいずれか一方の制御によりインテークバルブ1100の位相を変化させるようにしてもよい。ただし、この場合、比例制御によりインテークバルブ1100の位相を変化させることが好ましい。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the phase of
また、本実施の形態においては、積分制御によりスロットル開度を変化させていたが、スロットル開度の代わりに、インテークバルブ1100のリフト量や作用角を積分制御により変化させるようにしてもよい。この場合、スロットルバルブ1100を設けずにエンジン1000を構成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the throttle opening is changed by integral control. However, the lift amount and operating angle of
さらに、スロットルバルブ1100をバイパスする通路を設け、この通路上にスロットルバルブ1100とは異なるISCバルブを設けるようにしてもよい。この場合、エンジン1000のアイドル状態において、ISCバルブを積分制御することにより、吸入空気量を調整するようにしてもよい。
Further, a passage that bypasses the
さらに、アイドル状態において、BDCよりも進角側のクランク角でインテークバルブ1100が閉じるように位相のベース値VT(B)を設定するようにしてもよい。この場合、エンジン回転数NEとアイドル回転数NE(I)と差EDが大きいほど(エンジン回転数NEがアイドル回転数NE(I)よりも大きいほど)、位相をより進角側に補正するようにしてもよい。また、エンジン回転数NEの変化率ΔNEが大きいほど、(エンジン回転数NEが上昇するほど)、位相をより進角側に補正するようにしてもよい。BDCよりも進角側のクランク角でインテークバルブ1100が閉じる場合において、位相がより進角されると、シリンダ1040に吸入される空気量が減り、エンジン回転数NEが抑制されるからである。
Furthermore, in the idle state, the phase base value VT (B) may be set so that the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1000 エンジン、1010 「A」バンク、1012 「B」バンク、1020 エアクリーナ、1030 スロットルバルブ、1040 シリンダ、1050 インジェクタ、1060 点火プラグ、1070 三元触媒、1090 クランクシャフト、1100 インテークバルブ、1110 エキゾーストバルブ、1120 インテークカムシャフト、1130 エキゾーストカムシャフト、1140 高圧ポンプ、2000 インテーク用VVT機構、3000 エキゾースト用VVT機構、4000 ECU、5000 クランク角センサ、5010 カムポジションセンサ、5020 水温センサ、5030 エアフローメータ。 1000 engine, 1010 “A” bank, 1012 “B” bank, 1020 air cleaner, 1030 throttle valve, 1040 cylinder, 1050 injector, 1060 spark plug, 1070 three-way catalyst, 1090 crankshaft, 1100 intake valve, 1110 exhaust valve, 1120 Intake camshaft, 1130 exhaust camshaft, 1140 high pressure pump, 2000 intake VVT mechanism, 3000 exhaust VVT mechanism, 4000 ECU, 5000 crank angle sensor, 5010 cam position sensor, 5020 water temperature sensor, 5030 air flow meter.
Claims (3)
前記内燃機関がアイドル状態であるか否かを判別するための判別手段と、
前記内燃機関がアイドル状態である場合において、前記内燃機関の回転数が予め定められた目標回転数になるように、前記変更機構を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine provided with a change mechanism for changing a phase at which an intake valve opens and closes,
Determining means for determining whether or not the internal combustion engine is in an idle state;
A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the change mechanism so that the rotational speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target rotational speed when the internal combustion engine is in an idle state.
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が前記目標回転数になるように、前記変更機構に加えて、前記調整バルブを制御するための手段を含む、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is provided with an adjustment valve for adjusting the amount of air sucked into the internal combustion engine on the upstream side of the intake passage from the intake valve.
2. The control of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the control means includes means for controlling the adjustment valve in addition to the change mechanism so that the rotational speed of the internal combustion engine becomes the target rotational speed. apparatus.
前記内燃機関の回転数と前記目標回転数との差および前記内燃機関の回転数の変化率のうちの少なくともいずれか一方の値に応じて前記変更機構を制御するための手段と、
前記内燃機関の回転数と前記目標回転数との差を積分した値に応じて前記調整バルブを制御するための手段とを含む、請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 The control means includes
Means for controlling the changing mechanism in accordance with at least one of a difference between a rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed and a rate of change of the rotational speed of the internal combustion engine;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising means for controlling the adjustment valve in accordance with a value obtained by integrating a difference between the rotational speed of the internal combustion engine and the target rotational speed.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005322282A JP2007127100A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Control device for internal combustion engine |
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JP2013072309A (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2014098368A (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
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