JP2009250037A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly cope with opening-closing abnormality of an intake control valve, in a control device of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This control device 1 of the internal combustion engine has an intake passage (204 and 206) for introducing intake air to a cylinder, an intake control valve 224 arranged in the intake passage and capable of generating pulsation of a flow of the intake air in response to an opening-closing state, an opening changing means 101 for changing opening of the intake control valve, an output means 100 for outputting an opening-closing indication signal to the intake control valve so as to open or close the valve, a specifying means (such as 100 and 206s) for specifying the possibility of causing opening-closing abnormality of the intake control valve or causing the opening-closing abnormality, and a control means 100 for controlling the opening changing means so as to set the opening of the intake control valve in predetermined opening in addition to controlling the output means so as to output the opening-closing indication signal in the predetermined timing when the occurrence or the occurrence possibility is specified. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸気流量を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a control device for an internal combustion engine that controls an intake air flow rate.

この種の装置として、例えばインパルス弁等の吸気流量を制御する吸気制御弁、所謂、パルス過給弁を備えるものが提案されている。この内燃機関の吸気制御弁によれば、内燃機関の低回転領域において、吸気制御弁の開タイミングを各気筒の吸気弁の開タイミングより遅くし、且つ吸気制御弁の閉タイミングを吸気弁の閉タイミングより早くすることにより、バルブオーバラップ期間における排気の吸気への逆流が防止され、且つ吸気の導入を促進可能であると共に、吸気の吹き戻しを抑制することが可能であるとされている。   As this type of apparatus, for example, an apparatus having an intake control valve for controlling an intake flow rate such as an impulse valve, that is, a so-called pulse supercharging valve has been proposed. According to the intake control valve of the internal combustion engine, in the low speed region of the internal combustion engine, the opening timing of the intake control valve is delayed from the opening timing of the intake valve of each cylinder, and the closing timing of the intake control valve is set to the closing timing of the intake valve. By making it earlier than the timing, it is said that the backflow of the exhaust gas to the intake air during the valve overlap period can be prevented, the introduction of the intake air can be promoted, and the blow back of the intake air can be suppressed.

特許文献1では、気筒の吸気弁の上流側にある吸気通路に設けられた吸気制御弁に有される回転角センサによって、当該吸気制御弁の閉弁異常を検出し、当該吸気制御弁の開閉異常を判定する装置について開示されている。   In Patent Document 1, a closing angle of the intake control valve is detected by a rotation angle sensor provided in an intake passage provided upstream of the intake valve of the cylinder, and the intake control valve is opened and closed. An apparatus for determining an abnormality is disclosed.

また、吸気マニフォールド内の圧力を検出し、吸気制御弁の正常動作時に予測される圧力値と、実際に測定された圧力値との偏差に基づいて、パルス過給弁の開閉異常を判定する手法についても提案されている。   Also, a method for detecting the pressure in the intake manifold and determining the opening / closing abnormality of the pulse supercharging valve based on the deviation between the pressure value predicted during normal operation of the intake control valve and the actually measured pressure value Has also been proposed.

また、特許文献2では、吸気系に設置した弁体(可変吸気弁体)の異常により吸気負圧又はエンジン回転数の実測値が予測値からかけ離れることを検知することによって、弁体の開閉異常を判定する手法について開示されている。   Further, in Patent Document 2, the valve body is opened and closed by detecting that the intake negative pressure or the actual measured value of the engine speed is far from the predicted value due to the abnormality of the valve body (variable intake valve body) installed in the intake system. A method for determining an abnormality is disclosed.

また、特許文献3では、スロットル弁の開閉異常が発生したと判断される場合においても、スロットル弁を強制的に開閉駆動させることによって、電気的なノイズ等による瞬間的な異常に対応する手法について開示されている。   Further, in Patent Document 3, even when it is determined that an abnormality in the opening / closing of the throttle valve has occurred, a technique for handling an instantaneous abnormality due to electrical noise or the like by forcibly driving the throttle valve to open / close is disclosed. It is disclosed.

また、特許文献4では、スロットル弁の開度センサにおける、電気的なノイズを原因とする異常に対応する手法について開示されている。   Patent Document 4 discloses a technique for dealing with an abnormality caused by electrical noise in a throttle valve opening sensor.

また、特許文献5では、2つのロータリー弁のうち一方が故障したとき、もう一方のロータリー弁によって吸気流量を制御する手法について開示されている。   Patent Document 5 discloses a method of controlling the intake air flow rate with the other rotary valve when one of the two rotary valves fails.

特開平3−229946号公報JP-A-3-229946 特開2005−248825号公報JP 2005-248825 A 特開2001−303976号公報JP 2001-303976 A 特開2005−337211号公報JP 2005-337 211 A 特開平11−324687号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-324687

しかしながら、上述した特許文献1等によれば、吸気をインパルスチャージ(パルス過給)させるために、高速に吸気制御弁を開閉させる場合、エンジンECUだけでは演算処理が時間的に間に合わないため、別途専用のEDU(Electrical Driving Unit)が必要であり、エンジンECUからEDUへ出力される開閉指示信号にノイズが混入することで開閉指示信号自体がEDUに誤判断されてしまい、吸気制御弁が予期しない動作を行う可能性があるという技術的な問題点がある。   However, according to the above-mentioned Patent Document 1 and the like, when the intake control valve is opened and closed at high speed in order to impulse charge (pulse supercharging), the calculation process cannot be performed in time only by the engine ECU. A dedicated EDU (Electrical Driving Unit) is required, and noise is mixed in the opening / closing instruction signal output from the engine ECU to the EDU, so the opening / closing instruction signal itself is erroneously determined by the EDU, and the intake control valve is not expected There is a technical problem that there is a possibility of performing the operation.

また、上述した特許文献5では、2つのロータリー弁のいずれか一方でも全閉する異常が発生する場合、正常な一方の弁だけではエンジンストールを回避できないため、エンジンストールが発生してしまうという技術的な問題点がある。何故ならば、2つのロータリー弁が直列に配置されているため、いずれか一方の弁が全閉する異常が発生する場合、必要な新気がシリンダに入らなくなりエンジンがストールしてしまうからである。また、上述した特許文献5では、電気的なノイズによる誤動作から正常な開閉駆動へ復帰することができないという技術的な問題点がある。何故ならば、電気的なノイズによる誤動作のために、弁が全閉する異常が発生している場合、故障とみなされてその弁が誤動作から復帰されないからである。   Further, in Patent Document 5 described above, when an abnormality occurs in which one of the two rotary valves is fully closed, the engine stall is generated because the engine stall cannot be avoided with only one normal valve. There are some problems. This is because two rotary valves are arranged in series, so that if one of the valves is fully closed, the necessary fresh air will not enter the cylinder and the engine will stall. . Further, in Patent Document 5 described above, there is a technical problem that it is not possible to return to a normal opening / closing drive from a malfunction caused by electrical noise. This is because, if an abnormality occurs in which the valve is fully closed due to malfunction due to electrical noise, it is regarded as a failure and the valve is not restored from malfunction.

そこで、本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、吸気制御弁の開閉異常に適切に対応できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, for example, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately cope with an abnormal opening / closing of the intake control valve.

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気を気筒に導くための吸気通路と、前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁と、前記吸気制御弁の開度を変化させる開度変化手段と、前記吸気制御弁に開弁又は閉弁するように指示する開閉指示信号を出力する出力手段と、前記吸気制御弁の開閉異常の発生又は前記開閉異常が発生する発生可能性を特定する特定手段と、前記発生又は前記発生可能性が特定される場合、所定タイミングで前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御することに加えて、前記吸気制御弁の開度を所定開度にさせるように前記開度変化手段を制御する制御手段とを備える。   In order to solve the above problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention is provided in an intake passage for guiding intake air to a cylinder and the intake passage, and generates pulsation of the intake air flow according to an open / close state. Possible intake control valve, opening degree changing means for changing the opening degree of the intake control valve, output means for outputting an opening / closing instruction signal for instructing the intake control valve to open or close, and the intake air The specifying means for specifying the occurrence of the opening / closing abnormality of the control valve or the occurrence possibility of the opening / closing abnormality, and the opening / closing instruction signal is output at a predetermined timing when the occurrence or the occurrence possibility is specified. In addition to controlling the output means, a control means is provided for controlling the opening degree changing means so that the opening degree of the intake control valve is set to a predetermined opening degree.

本発明に係る「内燃機関」とは、一又は複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いは各種アルコール等の燃料、又は当該燃料を含む混合気が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。典型的には、2サイクル或いは4サイクルレシプロエンジン等を指す。   An “internal combustion engine” according to the present invention has one or a plurality of cylinders, and in each combustion chamber, a fuel such as gasoline, light oil or various alcohols, or an air-fuel mixture containing the fuel explodes or It is a concept that encompasses an engine that is configured to be able to extract the force generated upon combustion as a driving force through a physical or mechanical transmission path such as a piston, a connecting rod, and a crankshaft. Typically, it refers to a 2-cycle or 4-cycle reciprocating engine.

また、本発明に係る内燃機関は、吸気を気筒に導くための吸気通路を備えている。吸気制御弁は、吸気通路に設けられ、開弁及び閉弁に応じて空気の流れの脈動を生成可能である。この吸気制御弁は、典型的には、二値的、段階的及び連続的を問わずその開閉状態に応じて、外界から導かれる吸入空気を含む吸気の脈動を少なくとも生成可能な、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んでなる動弁機構又は動弁装置等の形態を有する手段である。ここに、本発明に係る「吸気」とは、気筒内に吸入される気体を指し、好適な一形態としては、吸入空気そのものであるが、例えばEGR装置等の排気還流装置が備わる場合等には、場合によりEGRガス(即ち、排気)と吸入空気の混合体であってもよい。   The internal combustion engine according to the present invention includes an intake passage for guiding intake air to the cylinder. The intake control valve is provided in the intake passage, and can generate pulsation of the air flow in accordance with opening and closing of the valve. This intake control valve is typically capable of generating at least pulsation of intake air including intake air guided from the outside world according to its open / closed state regardless of whether it is binary, stepwise, or continuous. Alternatively, it is means having a form of a valve operating mechanism or a valve operating apparatus or the like appropriately including a drive device for driving the valve body in addition to the valve body. Here, “intake” according to the present invention refers to gas sucked into a cylinder, and as a preferred form, is intake air itself, for example, when an exhaust gas recirculation device such as an EGR device is provided. May optionally be a mixture of EGR gas (ie exhaust) and intake air.

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、開度変化手段によって、吸気制御弁の開度は変化される。出力手段によって、吸気制御弁に開弁又は閉弁するように指示する開閉指示信号が出力される。特定手段によって、吸気制御弁の開閉異常の発生又は開閉異常が発生する発生可能性が特定される。ここに、本発明に係る開閉異常の発生とは、内燃機関の出力制御のための吸気制御弁の意図した開閉動作を除く他の何らかの原因によって吸気制御弁の意図されない開閉動作が発生したことを意味する。典型的には、上述した開閉指示信号に電気的なノイズが重畳されることにより、吸気制御弁が内燃機関の出力制御の観点上、意図されない開閉動作が行われたことを意味する。或いは、典型的には、上述した開閉指示信号の一部又は全部が打ち消されることにより、吸気制御弁が内燃機関の出力制御の観点上、意図されない開閉動作が行われたことを意味する。   According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the opening degree of the intake control valve is changed by the opening degree changing means. The output means outputs an open / close instruction signal that instructs the intake control valve to open or close. By the specifying means, the occurrence of the opening / closing abnormality of the intake control valve or the possibility of occurrence of the opening / closing abnormality is specified. Here, the occurrence of the opening / closing abnormality according to the present invention means that an unintended opening / closing operation of the intake control valve has occurred due to some other cause than the intended opening / closing operation of the intake control valve for output control of the internal combustion engine. means. Typically, when electrical noise is superimposed on the above-described opening / closing instruction signal, it means that the intake control valve has performed an unintended opening / closing operation from the viewpoint of output control of the internal combustion engine. Or, typically, by canceling a part or all of the above-described opening / closing instruction signal, it means that the intake control valve has performed an unintended opening / closing operation in terms of output control of the internal combustion engine.

また、本発明に係る吸気制御弁の開閉異常が発生する発生可能性とは、上述した吸気制御弁の開閉異常が発生する可能性や確率が所定レベルより高いことを意味する。この所定レベルは、典型的には、内燃機関の運転を直接的又は間接的に補助する電気的な補機類の動作状態に起因しないで、吸気制御弁の開閉異常が発生する可能性や確率を意味してよい。この所定レベルは、補機類の動作の一部又は全部を停止させた環境下で、吸気制御弁の開閉異常が発生する可能性や確率を理論的、実験的、経験上、又はシミュレーション等により求めることで得ることができる。   Further, the possibility of occurrence of an abnormal opening / closing of the intake control valve according to the present invention means that the possibility or probability of occurrence of the abnormal opening / closing of the intake control valve described above is higher than a predetermined level. This predetermined level is typically not caused by the operating state of electrical auxiliary equipment that directly or indirectly assists the operation of the internal combustion engine, and the possibility or probability that an intake control valve opening / closing abnormality will occur. May mean. This predetermined level is based on theoretical, experimental, empirical, simulation, etc., the possibility and probability of occurrence of abnormalities in opening / closing of the intake control valve in an environment where some or all of the operations of the auxiliary machinery are stopped. It can be obtained by seeking.

また、本発明に係る「特定」とは、典型的には、上述した吸気制御弁の開閉異常を示す何らかの物理量やパラメータの範囲から開閉異常が発生するタイミングや開閉異常の程度を直接的又は間接的に「特定」「推定」等することを意味する。このことに加えて又は代えて、本発明に係る特定とは、上述した開閉異常を示す何らかの物理量やパラメータの範囲から開閉異常が発生したタイミングや開閉異常の程度を直接的又は間接的に「検知」「検出」「測定」等することを意味する。   In addition, “specific” according to the present invention typically refers directly or indirectly to the timing at which an opening / closing abnormality occurs or the degree of opening / closing abnormality from the range of some physical quantity or parameter indicating the opening / closing abnormality of the intake control valve. It means "specific", "estimate", etc. In addition to or instead of this, the specification according to the present invention refers to “detecting the timing at which an opening / closing abnormality occurs and the degree of the opening / closing abnormality directly or indirectly from the range of some physical quantity or parameter indicating the opening / closing abnormality described above. "" Detection "" Measurement "means.

特に、吸気制御弁の開閉異常の発生又は開閉異常が発生する発生可能性が特定される場合、制御手段の制御下で、出力手段によって、所定タイミングで開閉指示信号を出力されることに加えて、開度変化手段によって、吸気制御弁の開度が所定開度になるようにされる。   In particular, when the occurrence of an opening / closing abnormality of the intake control valve or the possibility of the occurrence of an opening / closing abnormality is specified, in addition to outputting an opening / closing instruction signal at a predetermined timing by the output means under the control of the control means The opening degree of the intake control valve is set to a predetermined opening degree by the opening degree changing means.

ここに、本発明に係る所定タイミングとは、吸気制御弁の開閉異常を回避することを主目的とした吸気制御弁の開弁タイミング又は閉弁タイミングを意味しており、典型的には、ピストンの上死点や下死点を基準にして定義可能なタイミング、所謂、クランク周期を意味する。この所定タイミングは、内燃機関の出力トルクの制御若しくは内燃機関の機関回転数の制御のために吸気制御弁を開閉させるタイミングとは異なる趣旨である。しかしながら、この所定タイミングは、吸気制御弁の開閉異常を回避することを主目的としつつ、内燃機関の出力トルクの制御若しくは内燃機関の機関回転数の制御を副次的な目的としてもよい。   Here, the predetermined timing according to the present invention means the opening timing or closing timing of the intake control valve whose main purpose is to avoid the abnormal opening and closing of the intake control valve. The timing that can be defined with reference to the top dead center or the bottom dead center, that is, the so-called crank cycle. This predetermined timing is different from the timing for opening and closing the intake control valve for controlling the output torque of the internal combustion engine or controlling the engine speed of the internal combustion engine. However, this predetermined timing may have a secondary purpose of controlling the output torque of the internal combustion engine or controlling the engine speed of the internal combustion engine while mainly aiming at avoiding abnormal opening and closing of the intake control valve.

また、本発明に係る所定開度とは、吸気制御弁の開閉異常を回避することを主目的とした吸気制御弁の開度を意味しており、典型的には、全開の開度又は全閉の開度などの開度制御の負荷が小さい開度を意味する。この所定開度は、内燃機関の出力トルクの制御若しくは内燃機関の機関回転数の制御のための吸気制御弁の開度とは異なる趣旨である。   In addition, the predetermined opening according to the present invention means the opening of the intake control valve whose main purpose is to avoid the abnormal opening and closing of the intake control valve, and is typically a fully opened opening or a fully opened opening. It means an opening with a small load of opening control such as a closing opening. This predetermined opening degree is different from the opening degree of the intake control valve for controlling the output torque of the internal combustion engine or controlling the engine speed of the internal combustion engine.

これにより、吸気制御弁の開閉異常が発生した場合でも、内燃機関の出力制御のために意図された吸気制御弁の開閉が誤動作する頻度や誤動作の度合いを顕著に低減させることができる。或いは、これにより、吸気制御弁の開閉異常が発生する発生可能性が事前に特定されることで、内燃機関の出力制御のために意図された吸気制御弁の開閉が誤動作することを効果的に防止することができる。   Thereby, even when the intake control valve opening / closing abnormality occurs, it is possible to remarkably reduce the frequency and the degree of malfunction of the intake control valve opening / closing intended for output control of the internal combustion engine. Alternatively, the possibility of occurrence of an abnormal opening / closing of the intake control valve is specified in advance, thereby effectively preventing malfunction of the opening / closing of the intake control valve intended for output control of the internal combustion engine. Can be prevented.

この結果、吸気制御弁の開閉における誤動作に起因して、意図した吸気の脈動が生成されなくなり、内燃機関の出力トルクが顕著に低下してしまったり、空気の気筒への吸気量が顕著に小さくなりエンジンストールが発生してしまったりしてしまうことを適切且つ効果的に防止することが可能である。   As a result, due to a malfunction in opening and closing of the intake control valve, the intended intake air pulsation is no longer generated, the output torque of the internal combustion engine is significantly reduced, or the amount of intake air into the cylinder is significantly small. It is possible to appropriately and effectively prevent the engine stall from occurring.

本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記内燃機関の運転を直接的又は間接的に補助する電気系を更に備え、前記特定手段は、前記電気系の動作が始動する始動状態及び前記電気系の動作が停止する停止状態のうち一方の状態から他方の状態へ変化する場合、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定し、前記電気系が前記一方の状態又は前記他方の状態を維持する場合、前記発生又は前記発生可能性を特定しない。   In one aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control device further includes an electric system that directly or indirectly assists the operation of the internal combustion engine, and the specifying unit is a start state in which an operation of the electric system is started. And when the operation of the electric system stops from one state to the other state, the occurrence of the opening / closing abnormality or the possibility of occurrence is specified, and the electric system is in the one state or the other When the state is maintained, the occurrence or the possibility of occurrence is not specified.

この態様によれば、電気系における始動状態、停止状態及び2つの状態の移り変わりを識別することで、吸気制御弁の開閉異常の発生又は吸気制御弁の開閉異常が発生する発生可能性を簡便且つ適切に特定することができる。電気系は、典型的には、開閉指示信号に電気的なノイズを与える内燃機関の補機類、電動機、発電機などを含む電気機器を意味する。   According to this aspect, by identifying the start state, the stop state, and the transition between the two states in the electrical system, the occurrence possibility of the occurrence of the intake control valve opening / closing abnormality or the intake control valve opening / closing abnormality can be simplified and simplified. Can be identified appropriately. The electric system typically means an electric device including an auxiliary machine of an internal combustion engine, an electric motor, a generator, etc. that gives electric noise to an opening / closing instruction signal.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気通路内の圧力を検出する検出手段と、前記内燃機関の機関回転数を測定する測定手段とを更に備え、前記特定手段は、前記検出された圧力若しくは前記検出された圧力の変化率と、前記測定された機関回転数との相関関係に基づいて、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control device further comprises detection means for detecting the pressure in the intake passage, and measurement means for measuring the engine speed of the internal combustion engine. Based on the correlation between the detected pressure or the detected rate of change of the pressure and the measured engine speed, the occurrence or possibility of the opening / closing abnormality is specified.

この態様によれば、吸気制御弁の開閉異常の発生又は吸気制御弁の開閉異常が発生する発生可能性を、吸気制御弁の開閉指示信号の信号制御処理とは殆ど又は完全に無関係である吸気通路内の圧力若しくは圧力の変化率並びに内燃機関の機関回転数によって特定することができる。ここに、本発明に係る圧力の変化率とは、単位時間当たりの圧力の変化量を意味する。   According to this aspect, the intake control valve opening / closing abnormality or the possibility of occurrence of the intake control valve opening / closing abnormality is hardly or completely irrelevant to the signal control processing of the intake control valve opening / closing instruction signal. It can be specified by the pressure in the passage or the rate of change of the pressure and the engine speed of the internal combustion engine. Here, the rate of change in pressure according to the present invention means the amount of change in pressure per unit time.

これにより、開閉指示信号の信号制御処理と、開閉異常の発生又は発生可能性の特定処理とを機能的に区別することができるので、開閉異常の発生又は発生可能性が特定された後、出力手段によって所定タイミングで開閉指示信号を出力させると共に、開度変化手段によって吸気制御弁の開度を所定開度にさせるフェイルセーフ処理を迅速且つ適切に行うことができる。   As a result, it is possible to functionally distinguish between the signal control processing of the opening / closing instruction signal and the identification processing of occurrence / occurrence of opening / closing abnormality, so that the output after the occurrence / occurrence of opening / closing abnormality is identified. The opening / closing instruction signal is output at a predetermined timing by the means, and the fail-safe process for causing the opening degree of the intake control valve to be the predetermined opening degree by the opening degree changing means can be quickly and appropriately performed.

仮に、開度変化手段によって、吸気制御弁の開閉異常を特定して、その開閉異常を制御手段に通知する通信処理を介して、上述したフェイルセーフ処理を行う場合、信号制御処理と、開閉異常を制御手段に通知する通信処理とが行われるため、フェイルセーフ処理が遅延してしまう可能性が生じる。   If the above-mentioned fail-safe process is performed via a communication process in which an opening / closing change means identifies an opening / closing abnormality of the intake control valve and notifies the opening / closing abnormality to the control means, the signal control process and the opening / closing abnormality Since the communication process for notifying the control means is performed, the fail-safe process may be delayed.

上述した制御手段に係る態様では、前記吸気の流量を検出する流量検出手段を更に備え、前記特定手段は、前記検出された圧力若しくは前記検出された圧力の変化率と、前記測定された機関回転数と、前記検出された流量との相関関係に基づいて、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定するように構成してよい。   In the aspect according to the control means described above, the flow rate detecting means for detecting the flow rate of the intake air is further provided, and the specifying means includes the detected pressure or the rate of change of the detected pressure and the measured engine speed. The occurrence of the opening / closing abnormality or the possibility of occurrence thereof may be specified based on the correlation between the number and the detected flow rate.

このように構成すれば、より多くの物理量や変数パラメータを用いて、より高精度に開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定することができる。   If comprised in this way, generation | occurrence | production of the opening / closing abnormality or the said possibility of generation | occurrence | production can be pinpointed with higher precision using more physical quantities and variable parameters.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記所定タイミングとして、クランク周期に同期したタイミングで、前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means controls the output means to output the opening / closing instruction signal at a timing synchronized with a crank cycle as the predetermined timing.

この態様によれば、ピストンの上死点や下死点を基準にして定義可能なクランク周期に同期したタイミングで開閉指示信号を出力できるので、開閉指示信号の出力信号処理の負荷を低減し、より迅速に吸気制御弁の開閉異常を回避することができる。   According to this aspect, since the opening / closing instruction signal can be output at a timing synchronized with a crank cycle that can be defined with reference to the top dead center or the bottom dead center of the piston, the load of the output signal processing of the opening / closing instruction signal is reduced, An abnormal opening / closing of the intake control valve can be avoided more quickly.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記所定タイミングとして、前記気筒の吸気行程内で少なくとも一回、前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means controls the output means so as to output the opening / closing instruction signal at least once within the intake stroke of the cylinder as the predetermined timing. To do.

この態様によれば、吸気行程内で少なくとも一回、吸気制御弁の開閉異常を回避する開閉指示信号が出力されるので、吸気制御弁によって生成可能な吸気の流れの脈動を維持することができる。これにより、吸気制御弁の開閉異常の回避と、内燃機関の出力トルクの制御若しくは内燃機関の機関回転数の制御との両立を実現することができる。   According to this aspect, since the opening / closing instruction signal for avoiding the abnormal opening / closing of the intake control valve is output at least once in the intake stroke, the pulsation of the intake flow that can be generated by the intake control valve can be maintained. . Thereby, it is possible to achieve both the avoidance of the opening / closing abnormality of the intake control valve and the control of the output torque of the internal combustion engine or the control of the engine speed of the internal combustion engine.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気通路は、複数の気筒に共有され、前記吸気制御弁は、前記共有される吸気通路に一つ設けられる。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the intake passage is shared by a plurality of cylinders, and one intake control valve is provided in the shared intake passage.

この態様によれば、典型的には、複数の気筒のうち少なくとも一つの気筒は、吸気行程であるので、吸気制御弁の開閉異常を回避するために開閉指示信号を出力させる所定タイミングを設定する自由度を高めることができる。   According to this aspect, typically, at least one of the plurality of cylinders is in the intake stroke, so that a predetermined timing for outputting the opening / closing instruction signal is set in order to avoid an abnormal opening / closing of the intake control valve. The degree of freedom can be increased.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記吸気通路として、複数の気筒に夫々有される吸気のための複数の吸気通路と、前記吸気制御弁として、前記複数の吸気通路に夫々設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の脈動を夫々生成可能な複数の吸気制御弁とを備える。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the intake passages include a plurality of intake passages for intake air respectively provided in a plurality of cylinders, and the intake control valves include a plurality of intake passages. And a plurality of intake control valves that are respectively provided and can generate the pulsation of the intake air according to the open / closed state.

この態様によれば、典型的には、複数の吸気制御弁によって、複数の気筒の吸気行程に夫々対応して、吸気の脈動を夫々生成させつつ、吸気制御弁の開閉異常を回避する開閉指示信号が出力される。これにより、複数の気筒の全ての気筒において個別に吸気制御弁の開閉異常を回避することができるので、複数の気筒によって夫々出力される出力トルクの総量の制御若しくは内燃機関の機関回転数の制御を実現することができる。   According to this aspect, typically, the plurality of intake control valves respectively generate the intake pulsations corresponding to the intake strokes of the plurality of cylinders, and avoid the opening / closing abnormality of the intake control valves. A signal is output. As a result, it is possible to avoid the abnormal opening / closing of the intake control valve individually in all the cylinders of the plurality of cylinders, so control of the total amount of output torque output by each of the plurality of cylinders or control of the engine speed of the internal combustion engine Can be realized.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
(基本構成)
先ず、図1を参照して、本発明の実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。図1において、エンジンシステム10は、図示せぬ車両に搭載され、ECU100及びエンジン200を備える。
(First embodiment)
(Basic configuration)
First, with reference to FIG. 1, the structure of the engine system 10 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the engine system 10. In FIG. 1, an engine system 10 is mounted on a vehicle (not shown) and includes an ECU 100 and an engine 200.

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、エンジン200の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納される制御プログラムに従って、後述する各種の制御処理を実行することが可能に構成されている。ECU100は、後述のインパルス弁EDU(Electrical Drive Unit)101、後述のインジェクタEDU(Electrical Drive Unit)101、及び、各種のセンサーと各種の信号を入出力する。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the entire operation of the engine 200. 1 is an example of a “control device for an internal combustion engine”. The ECU 100 is configured to be able to execute various control processes described later according to a control program stored in the ROM. The ECU 100 inputs and outputs various signals with an impulse valve EDU (Electrical Drive Unit) 101 described later, an injector EDU (Electrical Drive Unit) 101 described later, and various sensors.

尚、ECU100は、本発明に係る「制御手段」として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。   The ECU 100 is an integrated electronic control unit that functions as a “control unit” according to the present invention. However, the physical, mechanical, and electrical configurations of these units according to the present invention are limited to this. For example, it may be configured as various computer systems such as a plurality of ECUs, various processing units, various controllers or a microcomputer device.

エンジン200は、ガソリンを燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列4気筒ガソリンエンジンである。エンジン200の概略について説明すると、エンジン200は、シリンダブロックに4本のシリンダ202が並列して配置された構成を有している。そして、各シリンダ内における圧縮行程において燃料を含む混合気が圧縮され、点火装置203の点火動作により着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト(不図示)の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、エンジンシステム10を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。クランクシャフトには、エンジンの始動用のスタートモータMが接続されている。   The engine 200 is an in-line four-cylinder gasoline engine that is an example of an “internal combustion engine” according to the present invention that uses gasoline as fuel. The outline of the engine 200 will be described. The engine 200 has a configuration in which four cylinders 202 are arranged in parallel in a cylinder block. Then, the air-fuel mixture containing fuel is compressed in the compression stroke in each cylinder, and the force generated when ignited by the ignition operation of the ignition device 203 is applied to a crankshaft (not shown) via a piston and a connecting rod (not shown), respectively. It is configured to be converted into a rotational motion. The rotation of the crankshaft is transmitted to drive wheels of a vehicle on which the engine system 10 is mounted, and the vehicle can travel. A start motor M for starting the engine is connected to the crankshaft.

以下に、エンジン200の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、個々のシリンダ202の構成は相互に等しいため、ここでは一のシリンダ202についてのみ説明することとする。但し、各シリンダを区別して表す場合には、これら4本のシリンダの各々を適宜「第1シリンダ#1」、「第2シリンダ#2」、「第3シリンダ#3」及び「第4シリンダ#4」と表現することにする。   Below, the principal part structure of the engine 200 is demonstrated with a part of the operation | movement. Since the configuration of each cylinder 202 is equal to each other, only one cylinder 202 will be described here. However, when the cylinders are distinguished from each other, each of these four cylinders is appropriately designated as “first cylinder # 1”, “second cylinder # 2”, “third cylinder # 3”, and “fourth cylinder #”. 4 ”.

図1において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、吸気管204を介して供給される。吸気管204には、サージタンク205が設置されており、その内部において吸気管204と連通している。サージタンク205は、吸入空気を安定してシリンダ202側に供給するための貯留手段であり、吸気管204内を流れる吸入空気は、サージタンク205に一時的に貯留され、その不規則な脈動等が抑制される構成となっている。   In FIG. 1, intake air that is air guided from the outside is supplied through an intake pipe 204. A surge tank 205 is installed in the intake pipe 204 and communicates with the intake pipe 204 inside. The surge tank 205 is a storage means for stably supplying intake air to the cylinder 202 side. The intake air flowing in the intake pipe 204 is temporarily stored in the surge tank 205, and its irregular pulsation, etc. Is configured to be suppressed.

サージタンク205の下流側(即ちこの場合、シリンダ202側)において、吸気管204は吸気枝管206に連通している。吸気枝管206は、各シリンダ202の吸気ポート(不図示)の各々に連通しており、吸気管204を流れる吸入空気は、吸気枝管206を介して、各シリンダに対応する不図示の吸気ポートに導かれる構成となっている。吸気ポートは、一のシリンダ202について二個ずつ備わっており、夫々がシリンダ202内部に連通可能に構成されている。吸気ポートとシリンダ202内部との連通状態は、各吸気ポートに対し設けられた吸気バルブ207により制御される。吸気バルブ207は、クランクシャフトに連動して回転する吸気カムシャフト(不図示)に固定された、吸気カムシャフトの伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす吸気カム(不図示)のカムプロフィール(端的に言えば、形状)に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に吸気ポートとシリンダ202内部とを連通させることが可能に構成されている。このように、エンジン200では、吸気管204及び吸気枝管206が4本のシリンダ202に共有されており、本発明に係る「吸気通路」の一例をなしている。   On the downstream side of the surge tank 205 (that is, in this case, the cylinder 202 side), the intake pipe 204 communicates with the intake branch pipe 206. The intake branch pipe 206 communicates with each intake port (not shown) of each cylinder 202, and intake air flowing through the intake pipe 204 passes through the intake branch pipe 206 and is not shown corresponding to each cylinder. It is configured to be guided to the port. Two intake ports are provided for each cylinder 202, and each intake port is configured to communicate with the inside of the cylinder 202. The communication state between the intake port and the cylinder 202 is controlled by an intake valve 207 provided for each intake port. The intake valve 207 is fixed to an intake camshaft (not shown) that rotates in conjunction with the crankshaft, and a cam profile (not shown) of an intake cam (not shown) whose section perpendicular to the extension direction of the intake camshaft is elliptical. In short, the opening / closing characteristics are defined according to the shape), and the intake port and the inside of the cylinder 202 can communicate with each other when the valve is opened. As described above, in the engine 200, the intake pipe 204 and the intake branch pipe 206 are shared by the four cylinders 202, which is an example of the “intake passage” according to the present invention.

吸気ポートには、不図示のインジェクタの噴射弁が露出しており、吸気ポートに燃料たるガソリンを噴射可能に構成されている。このインジェクタの駆動系は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100により上位に制御される。即ち、インジェクタは、ECU100によりその動作が制御される構成となっている。インジェクタを介して噴射された燃料は、吸気ポートにおいて吸入空気とある程度混合され、上述した混合気として吸気行程にシリンダ202内部へ吸入される。即ち、この混合気は、本発明に係る「吸気」の一例である。尚、吸入された混合気は、吸気行程及びそれに引き続く圧縮行程において更に混合が促進され、圧縮TDC付近においてなされる点火装置203の点火制御(尚、ECU100により制御される)により点火及び着火する(即ち、爆発する)構成となっている。特に、インジェクタによる燃料の噴射量及び噴射タイミングは、インジェクタEDU(Electrical Drive Unit)102によって制御される
本実施形態では、このようにインジェクタは所謂、電子制御式のポートインジェクタであり、燃料は吸気ポートに噴射されるが、燃料の噴射形態は何ら限定されるものではなく、例えば、この種のポートインジェクタに代えて又は加えて、高温高圧のシリンダ202内部に直接燃料を噴射可能な、例えばコモンレールシステムやユニットインジェクタ等からなる筒内直噴システムが採用されてもよい。
An injector injection valve (not shown) is exposed at the intake port, and is configured to be able to inject gasoline as fuel into the intake port. The injector drive system is electrically connected to the ECU 100 and is controlled by the ECU 100 to the upper level. That is, the operation of the injector is controlled by the ECU 100. The fuel injected through the injector is mixed to some extent with the intake air at the intake port, and is sucked into the cylinder 202 during the intake stroke as the above-described mixture. That is, this air-fuel mixture is an example of “intake” according to the present invention. Note that the intake air-fuel mixture is further mixed in the intake stroke and the subsequent compression stroke, and is ignited and ignited by the ignition control (which is controlled by the ECU 100) of the ignition device 203 performed in the vicinity of the compression TDC ( That is, it is configured to explode). In particular, the amount and timing of fuel injection by the injector are controlled by an injector EDU (Electrical Drive Unit) 102. In this embodiment, the injector is a so-called electronically controlled port injector, and the fuel is an intake port. However, the fuel injection mode is not limited in any way. For example, instead of or in addition to this type of port injector, fuel can be directly injected into the high-temperature and high-pressure cylinder 202, for example, a common rail system. Alternatively, an in-cylinder direct injection system including a unit injector or the like may be employed.

燃焼した混合気或いは一部未燃の混合気は、吸気バルブ207の開閉に連動して開閉する排気バルブ210の開弁時に、不図示の排気ポートを介して排気として排気マニホールド213に導かれる構成となっている。排気バルブ210は、クランクシャフトに連動して回転する排気カムシャフト(不図示)に固定された、排気カムシャフトの伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす排気カム(不図示)のカムプロフィール(端的に言えば、形状)に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に排気ポートとシリンダ202内部とを連通させることが可能に構成されている。排気マニホールド213に集約された排気は、排気マニホールド213に連通する排気管214に供給される。排気管214には触媒SHが備えられている。   The combusted air-fuel mixture or the partially unburned air-fuel mixture is guided to the exhaust manifold 213 as exhaust gas via an exhaust port (not shown) when the exhaust valve 210 that opens and closes in conjunction with opening and closing of the intake valve 207 is opened. It has become. The exhaust valve 210 is fixed to an exhaust camshaft (not shown) that rotates in conjunction with a crankshaft, and a cam profile (not shown) of an exhaust cam (not shown) whose section perpendicular to the extending direction of the exhaust camshaft is elliptical. In short, the opening / closing characteristics are defined according to the shape), and the exhaust port and the inside of the cylinder 202 can be communicated with each other when the valve is opened. The exhaust gas collected in the exhaust manifold 213 is supplied to the exhaust pipe 214 communicating with the exhaust manifold 213. The exhaust pipe 214 is provided with a catalyst SH.

排気管214には、タービンハウジング215に収容される形でタービン216が設置されている。タービン216は、排気管214に導かれた排気の圧力(即ち、排気圧)により所定の回転軸を中心として回転可能に構成された、セラミック製の回転翼車である。このタービン216の回転軸は、コンプレッサハウジング217に収容される形で吸気管204に設置されたコンプレッサ218と共有されており、タービン216が排気圧により回転すると、コンプレッサ218も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。特に、この回転軸は、過給機用の電動機215mによって回転可能である。尚、タービンハウジング215の内部には、タービン216を流れる流量を変化可能な可変ノズルベーンを備えてよい。   A turbine 216 is installed in the exhaust pipe 214 so as to be accommodated in the turbine housing 215. The turbine 216 is a ceramic impeller configured to be rotatable about a predetermined rotation axis by the pressure of exhaust gas (that is, exhaust pressure) guided to the exhaust pipe 214. The rotating shaft of the turbine 216 is shared with the compressor 218 installed in the intake pipe 204 so as to be accommodated in the compressor housing 217. When the turbine 216 is rotated by exhaust pressure, the compressor 218 is also centered on the rotating shaft. It is configured to rotate. In particular, the rotating shaft can be rotated by a supercharger motor 215m. Note that a variable nozzle vane capable of changing the flow rate flowing through the turbine 216 may be provided inside the turbine housing 215.

コンプレッサ218は、エアクリーナ219を介して外界から吸気管204に吸入される吸入空気を、その回転に伴う圧力により上述したサージタンク205へ圧送供給することが可能に構成されており、このコンプレッサ218による吸入空気の圧送効果により、所謂、過給が実現される構成となっている。即ち、エンジン200では、タービン216とコンプレッサ218とにより、一種のターボチャージャが構成されている。尚、これ以降の説明において、タービン216及びコンプレッサ218を含む過給器の総称として適宜「ターボチャージャ」なる言葉を使用することとする。   The compressor 218 is configured to be able to pump and supply the intake air sucked into the intake pipe 204 from the outside via the air cleaner 219 to the surge tank 205 described above by the pressure accompanying the rotation. The so-called supercharging is realized by the pressure feeding effect of the intake air. That is, in the engine 200, the turbine 216 and the compressor 218 constitute a kind of turbocharger. In the following description, the term “turbocharger” will be used as a general term for the supercharger including the turbine 216 and the compressor 218 as appropriate.

エアクリーナ219とコンプレッサ218との間には、吸入空気の質量流量を検出可能なホットワイヤ式のエアフローメータ220が設置されている。エアフローメータ220は、ECU100と電気的に接続されており、検出された吸入空気量は、ECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、本実施形態において、検出された吸入空気量は、シリンダ202に吸入される吸気の量(即ち、吸気量)と一義的な関係を有しており、エンジン200の実負荷を規定する指標値として扱われる。   Between the air cleaner 219 and the compressor 218, a hot wire type air flow meter 220 capable of detecting the mass flow rate of the intake air is installed. The air flow meter 220 is electrically connected to the ECU 100, and the detected intake air amount is grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite period. In the present embodiment, the detected intake air amount is uniquely related to the amount of intake air (ie, the intake air amount) sucked into the cylinder 202, and is an index that defines the actual load of the engine 200. Treated as a value.

コンプレッサ218とサージタンク205との間には、インタークーラ221が設置され、過給された吸入空気を冷却することによって過給効率の向上が図られる構成となっている。また、インタークーラ221とサージタンク205との間には、サージタンク205へ供給される吸入空気の量を(即ち、一義的に吸気量を)調節可能なスロットルバルブ222が配設されている。このスロットルバルブ222は、ECU100と電気的に接続され且つECU100により上位に制御されるスロットルバルブモータ223から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、スロットルバルブ222を境にした吸気管204の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。このように、エンジン200では、スロットルバルブ222及びスロットルバルブモータ223により、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。   An intercooler 221 is installed between the compressor 218 and the surge tank 205, and the supercharging efficiency is improved by cooling the supercharged intake air. Further, a throttle valve 222 capable of adjusting the amount of intake air supplied to the surge tank 205 (that is, the intake amount uniquely) is disposed between the intercooler 221 and the surge tank 205. The throttle valve 222 is a rotary valve that is electrically connected to the ECU 100 and is configured to be rotatable by a driving force supplied from a throttle valve motor 223 that is controlled by the ECU 100 at the upper level. The rotational position is continuously controlled from the fully closed position where the upstream and downstream portions of the intake pipe 204 are substantially blocked to the fully opened position where the intake pipe 204 is almost fully communicated. Thus, in the engine 200, the throttle valve 222 and the throttle valve motor 223 constitute a kind of electronically controlled throttle device.

スロットルバルブ222の開度たるスロットル開度は、不図示のアクセルペダルの操作量たるアクセル開度に応じて制御される。アクセル開度は、アクセル開度センサ11により検出され、アクセル開度センサ11と電気的に接続されたECU100により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。総体的には、アクセル開度が小さい程スロットル開度は小さく(即ち、吸入空気量が絞られる方向に制御され)、アクセル開度が大きい程スロットル開度が大きく(即ち、吸入空気量が絞られない方向に制御され)なるように、ECU100により、検出されたアクセル開度に応じてスロットルバルブモータ223が制御される。ここで特に、スロットル開度が、吸入空気量に影響を与える指標である(即ち、スロットル開度の大小は、吸入空気量の大小に夫々対応する)ことに鑑みれば、本実施形態において、内燃機関の負荷状態は結局、アクセル開度により規定される。   The throttle opening that is the opening of the throttle valve 222 is controlled according to the accelerator opening that is the amount of operation of an unillustrated accelerator pedal. The accelerator opening is detected by the accelerator opening sensor 11 and is grasped at a constant or indefinite period by the ECU 100 electrically connected to the accelerator opening sensor 11. In general, the smaller the accelerator opening, the smaller the throttle opening (that is, the direction in which the intake air amount is throttled), and the larger the accelerator opening, the larger the throttle opening (ie, reducing the intake air amount). The throttle valve motor 223 is controlled by the ECU 100 in accordance with the detected accelerator opening. In particular, in view of the fact that the throttle opening is an index that affects the intake air amount (that is, the magnitude of the throttle opening corresponds to the magnitude of the intake air amount, respectively) The engine load state is ultimately defined by the accelerator opening.

一方、サージタンク205と吸気バルブ207との間、より具体的には、吸気管204と各吸気ポートに連通する吸気枝管206との接続部位近傍には、インパルス弁224が設けられている。インパルス弁224は、サージタンク205と吸気枝管206との連通を遮断する全閉状態と、サージタンク205と吸気枝管206とをほぼ全面的に連通させる全開状態との二値的な開閉状態を採るように構成され、吸気の脈動、所謂、インパルスチャージを実現可能である。インパルス弁224は、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる電磁制御弁である。インパルス弁224を回転駆動する回転駆動系224mは、インパルス弁EDU(Electrical Drive Unit)101と電気的に接続されている。この回転駆動系224mは、例えばレゾルバ等の回転角センサを有する。インパルス弁224の開閉タイミングは、ECU100によって出力され駆動パルス信号により制御される構成となっている。尚、この駆動パルス信号によって、本発明に係る「開閉指示信号」の一具体例が構成されている。加えて、インパルス弁224の開度は、インパルス弁EDUによって制御される。詳細には、ECU100の制御下で、インパルス弁EDUによって、インパルス弁の開度を決定する回転角に対応した電流が流れるように電流制御が行われる。インパルス弁EDUに有される演算部によって、インパルス弁の回転角に応じた電流の値が演算される。   On the other hand, an impulse valve 224 is provided between the surge tank 205 and the intake valve 207, more specifically, in the vicinity of a connection portion between the intake pipe 204 and the intake branch pipe 206 communicating with each intake port. The impulse valve 224 is a binary open / closed state of a fully closed state in which communication between the surge tank 205 and the intake branch pipe 206 is blocked, and a fully open state in which the surge tank 205 and the intake branch pipe 206 are communicated almost entirely. The intake air pulsation, so-called impulse charge, can be realized. The impulse valve 224 is an electromagnetic control valve that is an example of the “intake control valve” according to the present invention. A rotational drive system 224m that rotationally drives the impulse valve 224 is electrically connected to an impulse valve EDU (Electrical Drive Unit) 101. The rotational drive system 224m has a rotational angle sensor such as a resolver. The opening / closing timing of the impulse valve 224 is controlled by a drive pulse signal output by the ECU 100. The drive pulse signal constitutes one specific example of the “open / close instruction signal” according to the present invention. In addition, the opening degree of the impulse valve 224 is controlled by the impulse valve EDU. Specifically, under the control of the ECU 100, current control is performed by the impulse valve EDU so that a current corresponding to the rotation angle that determines the opening degree of the impulse valve flows. The value of the current corresponding to the rotation angle of the impulse valve is calculated by the calculation unit provided in the impulse valve EDU.

このように、スロットルバルブ222よりも下流側においてインパルス弁224を備えることにより、エンジン200では、各シリンダ202への吸入空気の供給の有無が、インパルス弁224の開閉状態に応じて制御される。   Thus, by providing the impulse valve 224 on the downstream side of the throttle valve 222, in the engine 200, whether or not the intake air is supplied to each cylinder 202 is controlled according to the open / close state of the impulse valve 224.

インパルス弁224は、このように二値的な開閉状態を採り得るため、例えば開閉動作を繰り返すことによって、サージタンク205から供給される吸入空気を脈動させつつ吸気枝管206に供給することが可能である。サージタンク205とインパルス弁224との間の吸気管の長さを変化させて設定することで、吸入空気の脈動の発生状態を変化させてよい。吸入空気は吸気を構成する要素であり、吸入空気が脈動波として供給され得ることに鑑みれば、吸気もまた脈動波としてシリンダ202内部へ吸入される。本実施形態では、吸気は、噴霧状態の燃料が混合される点を除けば、吸入空気と等しいとも言える。   Since the impulse valve 224 can take such a binary open / close state as described above, for example, by repeating the open / close operation, the intake air supplied from the surge tank 205 can be supplied to the intake branch pipe 206 while pulsating. It is. By changing the length of the intake pipe between the surge tank 205 and the impulse valve 224 and setting it, the generation state of the pulsation of the intake air may be changed. In consideration of the fact that the intake air is an element constituting the intake air and the intake air can be supplied as a pulsating wave, the intake air is also sucked into the cylinder 202 as a pulsating wave. In this embodiment, it can be said that intake air is equal to intake air except that fuel in a sprayed state is mixed.

尚、吸気を脈動させるためのインパルス弁224の動作は、このような開閉動作の繰り返しに限定されず、インパルス弁224上下流の圧力が相違すれば、例えば一回の開閉動作によっても、吸気の脈動は好適に生成される。   Note that the operation of the impulse valve 224 for pulsating the intake air is not limited to the repetition of such an opening / closing operation, and if the pressure on the upstream and downstream of the impulse valve 224 is different, for example, even if the opening / closing operation is performed once, Pulsations are preferably generated.

特に、本実施形態では、吸気通路に一つのインパルス弁を供えた構成について説明するが、この限りではない。4つのインパルス弁が、上述した4つのシリンダに夫々有される4つの吸気ポートに夫々備えられていてよい。   In particular, in the present embodiment, a configuration in which one impulse valve is provided in the intake passage will be described, but this is not restrictive. Four impulse valves may be provided in four intake ports respectively provided in the four cylinders described above.

インパルス弁224の下流側であり且つ吸気枝管206の上流側である吸気通路の一部と、排気マニホールド213とはEGR通路213eによって連通している。このEGR通路213eには、還流ガス、所謂EGRガスの流れる方向を基準として、上流側から下流側へ向かって、EGRクーラ213c、及びEGR弁213vが設けられている。   A part of the intake passage which is downstream of the impulse valve 224 and upstream of the intake branch pipe 206 and the exhaust manifold 213 communicate with each other through an EGR passage 213e. The EGR passage 213e is provided with an EGR cooler 213c and an EGR valve 213v from the upstream side toward the downstream side with reference to the flowing direction of the reflux gas, so-called EGR gas.

サージタンク205の内部には、吸入空気の温度を測定する温度センサー205sを備える。   Inside the surge tank 205, a temperature sensor 205s for measuring the temperature of the intake air is provided.

吸気枝管206の内部には、吸気通路の内部の圧力を測定する圧力センサー206sを備える。   A pressure sensor 206s that measures the pressure inside the intake passage is provided inside the intake branch pipe 206.

クランク角度を測定するクランク角度センサーCSを備える。   A crank angle sensor CS for measuring the crank angle is provided.

エンジンの冷却水の温度を測定する温度センサーTSを備える。   A temperature sensor TS for measuring the temperature of engine coolant is provided.

加えて、エンジンシステム10には、電気系として、エンジンを冷却する冷却水を循環させる電動式の水ポンプ、エンジンを潤滑させるエンジンオイルを循環させる電動式の油ポンプ、エンジンが搭載された車両のドライバーが居る空間を冷却するエアコン(Air Condition)、ドライバーのハンドル操作を補助する電動式のパワーステアリング装置、ラジエータファンを回転駆動させるファンモータを備えて構成されてよい。   In addition, the engine system 10 includes, as an electric system, an electric water pump that circulates cooling water that cools the engine, an electric oil pump that circulates engine oil that lubricates the engine, and a vehicle equipped with the engine. An air conditioner (Air Condition) that cools the space where the driver is present, an electric power steering device that assists the driver in operating the steering wheel, and a fan motor that rotates the radiator fan may be included.

(動作原理)
次に、図2及び図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図2は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。尚、この図2で示された制御処理は、ECU100によって、第1の所定周期Time1で繰り返し実行される。
(Operating principle)
Next, the operation principle of the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve. It is the shown flowchart. Note that the control process shown in FIG. 2 is repeatedly executed by the ECU 100 at the first predetermined period Time1.

特に、本実施形態では、フラグ情報が「ON」である場合、条件の肯定を意味し、フラグ情報が「OFF」である場合、条件の否定を意味する。   In particular, in the present embodiment, when the flag information is “ON”, the condition is positive, and when the flag information is “OFF”, the condition is negative.

(インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目した制御処理)
図2に示されるように、先ず、ECU100の制御下で、変数twに格納されている値が変数tw_0に代入される(ステップS101)。ここに、変数twは、ECU100の制御下で、現在時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度の値を格納する変数を意味する。また、変数tw_0は現在時刻より所定周期Time1だけ過去の時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度の値を格納する変数を意味する。尚、本実施形態に係る取得とは、各種のセンサーによって測定され、ECU100の記憶装置に記憶されることを意味する。
(Control processing focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve)
As shown in FIG. 2, first, under the control of the ECU 100, the value stored in the variable tw is substituted into the variable tw_0 (step S101). Here, the variable tw means a variable that stores the value of the engine coolant temperature obtained at the current time under the control of the ECU 100. Further, the variable tw_0 means a variable for storing the temperature value of the engine coolant acquired at a time past the predetermined period Time1 from the current time. The acquisition according to the present embodiment means that the measurement is performed by various sensors and is stored in the storage device of the ECU 100.

次に、ECU100の制御下で、現在時刻において、エンジンの冷却水の温度が取得され、変数twに格納される(ステップS102)。   Next, under the control of the ECU 100, the temperature of the engine coolant is acquired at the current time and stored in the variable tw (step S102).

次に、ECU100の制御下で、現在時刻より所定周期Time1だけ過去の時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度を示す変数tw_0がラジエータファンを駆動する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T1より小さく、且つ、現在時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度を示す変数twがラジエータファンを駆動する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T1以上であるか否かが判定される(ステップS103)。この判断処理によりラジエータファンを駆動する必要性があるか否かを判定することができる。   Next, under the control of the ECU 100, the variable tw_0 indicating the temperature of the engine cooling water acquired at a time past the predetermined period Time1 from the current time is the temperature T1 of the engine cooling water that needs to drive the radiator fan. It is determined whether or not the variable tw indicating the temperature of the engine coolant acquired at the current time is equal to or higher than the temperature T1 of the engine coolant that needs to drive the radiator fan. S103). This determination process can determine whether or not there is a need to drive the radiator fan.

ここで、変数tw_0がラジエータファンを駆動する必要のあるエンジンの冷却水の温度T1より小さく、且つ、変数twがラジエータファンを駆動する必要のあるエンジンの冷却水の温度T1以上であると判定される場合(ステップS103:Yes)、ECU100の制御下で、ラジエータファンを駆動させることを意味するフラグ情報であるFAN駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS104)。   Here, it is determined that the variable tw_0 is smaller than the temperature T1 of the engine coolant that needs to drive the radiator fan, and the variable tw is equal to or higher than the temperature T1 of the engine coolant that needs to drive the radiator fan. (Step S103: Yes), “ON” is substituted into the FAN drive flag, which is flag information indicating that the radiator fan is driven under the control of the ECU 100 (step S104).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS105)。   Next, under the control of the ECU 100, “ON” is substituted into an IPV drive flag that is flag information that means that the impulse valve is driven (step S105).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS106)。尚、このIPV駆動カウンタは、インパルス弁が開弁及び閉弁を行う必要性のある、例えば5回等の所定回数を設定するために用いられる。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter that is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S106). This IPV drive counter is used for setting a predetermined number of times, for example, five times, which the impulse valve needs to open and close.

他方、上述したステップS103の判定の結果、変数tw_0がラジエータファンを駆動する必要のあるエンジンの冷却水の温度T1より小さくなく、又は、変数twがラジエータファンを駆動する必要のあるエンジンの冷却水の温度T1以上でないと判定される場合(ステップS103:Yes)、更に、ECU100の制御下で、現在時刻より所定周期Time1だけ過去の時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度を示す変数tw_0がラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2より大きく、且つ、現在時刻において取得されたエンジンの冷却水の温度を示す変数twがラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2以下であり、且つ、FAN駆動フラグに「ON」が代入されているか否かが判定される(ステップS107)。   On the other hand, as a result of the determination in step S103 described above, the variable tw_0 is not smaller than the temperature T1 of the engine cooling water that needs to drive the radiator fan, or the engine cooling water that the variable tw needs to drive the radiator fan. When it is determined that the temperature is not equal to or higher than the temperature T1 (step S103: Yes), the variable tw_0 indicating the temperature of the engine cooling water acquired at a time past the predetermined period Time1 from the current time is further controlled under the control of the ECU 100. Cooling of the engine in which the variable tw indicating the temperature of the cooling water of the engine, which is larger than the temperature T2 of the cooling water of the engine that needs to stop the radiator fan and acquired at the current time, needs to stop the radiator fan. The water temperature is T2 or less and “ON” is assigned to the FAN drive flag. Whether it has is determined (step S107).

尚、このラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2は、典型的にはセ氏94度であり、上述したラジエータファンを駆動する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T1の典型例であるセ氏97度より小さいことが、ラジエータファンを効率的且つ省電力で駆動させることができるので好ましい。   The temperature T2 of the engine cooling water that needs to stop the radiator fan is typically 94 degrees Celsius, and the temperature T1 of the engine cooling water that needs to drive the radiator fan described above. Less than 97 degrees Celsius, which is a typical example, is preferable because the radiator fan can be driven efficiently and with low power consumption.

特に、ラジエータファンの駆動するタイミングは、上述した、エンジンの冷却水の温度が、所定値より大きくなったタイミング又は所定値より小さくなったタイミングを考慮することに加えて又は代えて、エンジンの電気系の負荷、所謂、オルタデューティが、所定値より大きくなったタイミング又は所定値より小さくなったタイミングを考慮してよい。   In particular, the driving timing of the radiator fan is determined in addition to or in place of the above-described timing when the temperature of the cooling water of the engine becomes higher than a predetermined value or lower than the predetermined value. You may consider the timing when the load of the system, so-called alter duty, becomes larger than a predetermined value or becomes smaller than a predetermined value.

上述したステップS107の判定の結果、変数tw_0がラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2より大きく、且つ、変数twがラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2以下であり、且つ、FAN駆動フラグに「ON」が代入されていると判定される場合(ステップS107:Yes)、ECU100の制御下で、ラジエータファンを駆動させることを意味するフラグ情報であるFAN駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS108)。   As a result of the determination in step S107 described above, the variable tw_0 is larger than the temperature T2 of the engine cooling water that needs to stop the radiator fan, and the variable tw needs to stop the radiator fan. When it is determined that the temperature is equal to or lower than T2 and “ON” is assigned to the FAN drive flag (step S107: Yes), flag information indicating that the radiator fan is driven under the control of the ECU 100. “OFF” is assigned to a certain FAN drive flag (step S108).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS109)。   Next, under the control of the ECU 100, “ON” is substituted into an IPV drive flag that is flag information that means that the impulse valve is driven (step S109).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS110)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter which is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S110).

他方、上述したステップS107の判定の結果、変数tw_0がラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2より大きくない、又は、変数twがラジエータファンを停止する必要性のあるエンジンの冷却水の温度T2以下でない、又は、FAN駆動フラグに「ON」が代入されていないと判定される場合(ステップS107:No)、ECU100の制御下で、ラジエータファンを駆動させることを意味するフラグ情報であるFAN駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS111)。   On the other hand, as a result of the determination in step S107 described above, the variable tw_0 is not larger than the temperature T2 of the engine coolant that needs to stop the radiator fan or the variable tw needs to stop the radiator fan. If it is determined that the temperature is not lower than the cooling water temperature T2 or that “ON” is not substituted for the FAN drive flag (step S107: No), the flag means that the radiator fan is driven under the control of the ECU 100. “OFF” is assigned to the information FAN drive flag (step S111).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS112)。   Next, under the control of the ECU 100, “OFF” is substituted for the IPV drive flag that is flag information that means that the impulse valve is driven (step S112).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS113)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter which is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S113).

(インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理)
次に図3を参照してインパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理、言い換えると、インパルス弁のフェイルセーフ処理について説明する。ここに、図3は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目して示したフローチャートである。尚、この図3で示された制御処理は、ECU100によって、第2の所定周期Time2で繰り返し実行される。この第2の所定周期Time2は、上述した第1の所定周期Time1より小さいことが好ましい。
(Control processing focusing on the operation of opening and closing the impulse valve)
Next, referring to FIG. 3, a control process that focuses on the opening and closing operations of the impulse valve, in other words, the fail-safe process of the impulse valve will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, focusing on the opening and closing operations of the impulse valves. The control process shown in FIG. 3 is repeatedly executed by the ECU 100 at the second predetermined cycle Time2. The second predetermined period Time2 is preferably smaller than the first predetermined period Time1 described above.

図3に示されるように、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグが取得される(ステップS201)。   As shown in FIG. 3, under the control of the ECU 100, an IPV drive flag that is flag information indicating that the impulse valve is driven is acquired (step S201).

次に、ECU100の制御下で、エンジン回転数、即ち、機関回転数が取得され、変数Neに格納される(ステップS202)。   Next, under the control of the ECU 100, the engine speed, that is, the engine speed is acquired and stored in the variable Ne (step S202).

次に、ECU100の制御下で、IPV駆動フラグに「ON」が代入されており、且つ、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さいか否かが判定される(ステップS203)。ここに、閾値Nipvは、IPV駆動フラグが「ON」である期間において、インパルス弁が開弁及び閉弁を行う必要性のある回数を意味する。   Next, under the control of the ECU 100, it is determined whether or not “ON” is substituted for the IPV drive flag and the value of the IPV drive counter is smaller than the threshold Nipv (step S203). Here, the threshold Nipv means the number of times that the impulse valve needs to be opened and closed during the period in which the IPV drive flag is “ON”.

ステップS203の判定の結果、IPV駆動フラグに「ON」が代入されており、且つ、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さいと判定される場合(ステップS203:Yes)、更に、ECU100の制御下で、変数Neが閾値Nemaxより小さいか否かが判定される(ステップS204)。ここに、閾値Nemaxは、各気筒の吸気行程内でインパルス弁の開弁を行うことに加えて閉弁を行うことが可能なエンジン回転数の最大値を意味する。   As a result of the determination in step S203, when “ON” is assigned to the IPV drive flag and it is determined that the value of the IPV drive counter is smaller than the threshold Nipv (step S203: Yes), further, under the control of the ECU 100. Thus, it is determined whether or not the variable Ne is smaller than the threshold value Nemax (step S204). Here, the threshold value Nemax means the maximum value of the engine speed at which the valve can be closed in addition to the opening of the impulse valve within the intake stroke of each cylinder.

ここで、変数Neが閾値Nemaxより小さいと判定される場合(ステップS204:Yes)、ECU100の制御下で、インパルス弁を開弁するタイミングが算出される(ステップS205)。特に、インパルス弁を開弁するタイミングは、吸気の脈動の作用が最大となるタイミング(所謂、インパルスチャージが全負荷となるタイミング)よりも、クランク角度でTDC(Top Dead Center)に近づくタイミングであってよい。これにより、シリンダ内の負圧を低減させ、ポンプピングロスを低減させることができる。   If it is determined that the variable Ne is smaller than the threshold value Nemax (step S204: Yes), the timing for opening the impulse valve is calculated under the control of the ECU 100 (step S205). In particular, the timing of opening the impulse valve is the timing at which the crank angle approaches the TDC (Top Dead Center) rather than the timing at which the effect of the pulsation of the intake air becomes maximum (so-called timing at which the impulse charge becomes full load). It's okay. Thereby, the negative pressure in a cylinder can be reduced and a pumping loss can be reduced.

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を閉弁するタイミングが算出される(ステップS206)。特に、インパルス弁を閉弁するタイミングは、クランク角度でBDC(Bottom Dead Center)付近のタイミングであってよい。尚、インパルス弁を開弁又は閉弁するタイミングについては後述される。   Next, the timing for closing the impulse valve is calculated under the control of the ECU 100 (step S206). In particular, the timing for closing the impulse valve may be a timing near the BDC (Bottom Dead Center) in terms of the crank angle. The timing for opening or closing the impulse valve will be described later.

次に、ECU100の制御下で、各気筒の吸気行程内の所定タイミングで、インパルス弁を開弁させる駆動パルス信号(又は指示信号)が出力され、インパルス弁の開弁が行われると共に、インパルス弁を閉弁させる駆動パルス信号が出力され、インパルス弁の閉弁が行われる(ステップS207)。   Next, a drive pulse signal (or instruction signal) for opening the impulse valve is output at a predetermined timing within the intake stroke of each cylinder under the control of the ECU 100, and the impulse valve is opened and the impulse valve is opened. A drive pulse signal for closing the valve is output, and the impulse valve is closed (step S207).

次に、ECU100の制御下で、IPV駆動カウンタの値が1だけ増加(インクリメント)される(ステップS208)。   Next, under the control of the ECU 100, the value of the IPV drive counter is incremented by 1 (step S208).

他方、上述したステップS204の判定の結果、変数Neが閾値Nemaxより小さいと判定されない場合、即ち、変数Neが閾値Nemaxより大きい又は等しいと判定さる場合(ステップS204:No)、ECU100の制御下で、インパルス弁を閉弁するタイミングが算出される(ステップS209)。特に、インパルス弁を閉弁するタイミングは、例えばクランク同期のタイミング、言い換えると、クランク角度がBDCであるタイミングでよい。   On the other hand, as a result of the determination in step S204 described above, when it is not determined that the variable Ne is smaller than the threshold value Nemax, that is, when it is determined that the variable Ne is greater than or equal to the threshold value Nemax (step S204: No), under the control of the ECU 100. The timing for closing the impulse valve is calculated (step S209). In particular, the timing of closing the impulse valve may be, for example, the timing of crank synchronization, in other words, the timing at which the crank angle is BDC.

次に、ECU100の制御下で、変数Neに対応されるインパルス弁の開弁状態を実際に維持可能な最小作用角を実現するためのパルス幅、即ち、駆動パルス信号がLOWレベルである時間間隔が算出される(ステップS210)。具体的には、この時間隔は、例えば4(msec)でよい。   Next, under the control of the ECU 100, the pulse width for realizing the minimum operating angle that can actually maintain the open state of the impulse valve corresponding to the variable Ne, that is, the time interval in which the drive pulse signal is at the LOW level. Is calculated (step S210). Specifically, this time interval may be 4 (msec), for example.

このように、変数Neが閾値Nemaxより大きい又は等しいと判定される場合、インパルス弁の開弁状態を維持するための算出された作用角は、実際にインパルス弁を開弁させ、且つ、インパルス弁を閉弁させるように指示可能な最小作用角より小さくなるため、算出された開弁のタイミングでインパルス弁を開弁することができない。   Thus, when it is determined that the variable Ne is greater than or equal to the threshold value Nemax, the calculated operating angle for maintaining the impulse valve open state actually opens the impulse valve, and the impulse valve Therefore, the impulse valve cannot be opened at the calculated valve opening timing.

このため、インパルス弁の閉弁は、例えばクランク同期で、言い換えると、クランク角度がBDCのタイミングで指示し、インパルス弁の開弁状態を実際に維持可能な最小作用角に対応される時間間隔だけ確保して、インパルス弁を開弁するように指示してよい。   For this reason, the closing of the impulse valve is, for example, in synchronization with the crank, in other words, the crank angle is indicated at the timing of BDC, and only the time interval corresponding to the minimum operating angle that can actually maintain the valve opening state of the impulse valve. And may instruct to open the impulse valve.

尚、上述したステップS209においては、インパルス弁を閉弁するタイミングの代わりに、インパルス弁を開弁するタイミングが算出されることに加えて、インパルス弁を開弁するタイミングは、例えばクランク同期のタイミング、言い換えると、クランク角度がTDCであるタイミングでよい。   In step S209 described above, in addition to the timing for opening the impulse valve being calculated instead of the timing for closing the impulse valve, the timing for opening the impulse valve is, for example, the timing of crank synchronization. In other words, the timing at which the crank angle is TDC may be used.

次に、ECU100の制御下で、4気筒型エンジンの場合、所定の気筒の吸気行程内の所定タイミングで、インパルス弁を閉弁させる駆動パルス信号が出力され、上述した変数Neに対応されるインパルス弁の開弁状態を実際に維持可能な最小作用角に対応されるパルス幅だけ以前に、インパルス弁の開弁が行われる(ステップS211)。詳細には、例えばインパルス弁を一つ有する1弁式のインパルスチャージの場合、4つの気筒の吸気行程で夫々開弁することが好ましい。しかしながら、変数Neが閾値Nemaxより大きい又は等しいと判定される場合、4つ吸気行程の全てにおいて、インパルス弁を開弁することは時間的に困難である。そこで、一の気筒の吸気行程内で、インパルス弁の開弁及び閉弁している。   Next, under the control of the ECU 100, in the case of a four-cylinder engine, a drive pulse signal for closing the impulse valve is output at a predetermined timing within the intake stroke of the predetermined cylinder, and the impulse corresponding to the variable Ne described above. The impulse valve is opened before the pulse width corresponding to the minimum operating angle that can actually maintain the valve open state (step S211). More specifically, for example, in the case of a single valve type impulse charge having one impulse valve, it is preferable to open each valve in the intake stroke of four cylinders. However, if it is determined that the variable Ne is greater than or equal to the threshold value Nemax, it is difficult in time to open the impulse valve in all four intake strokes. Therefore, the impulse valve is opened and closed within the intake stroke of one cylinder.

次に、ECU100の制御下で、IPV駆動カウンタの値が1だけ増加(インクリメント)される(ステップS212)。   Next, under the control of the ECU 100, the value of the IPV drive counter is incremented by 1 (step S212).

他方、上述したステップS203の判定の結果、IPV駆動フラグに「ON」が代入されていない、又は、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さくないと判定される場合(ステップS203:No)、上述したステップS204乃至S212の処理は省略される。   On the other hand, as a result of the determination in step S203 described above, when it is determined that "ON" is not assigned to the IPV drive flag or the value of the IPV drive counter is not smaller than the threshold value Nipv (step S203: No), The processes in steps S204 to S212 are omitted.

これにより、インパルス弁の開閉異常が発生する発生可能性が事前に或いは未然に特定され、積極的に或いは意図的にインパルス弁を開閉させることで、駆動パルス信号が電気系のノイズに起因して内燃機関の出力制御のために意図された吸気制御弁の開閉が誤動作することを効果的に防止することができる。   As a result, the possibility of occurrence of an abnormal opening / closing of the impulse valve is specified in advance or in advance, and the driving pulse signal is caused by noise in the electric system by actively or intentionally opening / closing the impulse valve. It is possible to effectively prevent malfunction of the opening and closing of the intake control valve intended for output control of the internal combustion engine.

この結果、インパルス弁の開閉における誤動作に起因して、意図した吸気の脈動が生成されなくなり、内燃機関の出力トルクが顕著に低下してしまったり、空気の気筒への吸気量が顕著に小さくなりエンジンストールが発生してしまったりしてしまうことを適切且つ効果的に防止することが可能である。   As a result, due to a malfunction in opening and closing of the impulse valve, the intended intake air pulsation is not generated, the output torque of the internal combustion engine is significantly reduced, or the intake amount of air into the cylinder is significantly reduced. It is possible to appropriately and effectively prevent the engine stall.

(インパルス弁の開閉タイミング)
ここで、図4を参照し、インパルス弁の開閉制御の詳細について説明する。ここに、図4は、本実施形態に係るインパルス弁の開閉時期を表すタイミングチャートである。
(Impulse valve opening and closing timing)
Here, the details of the opening / closing control of the impulse valve will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing the opening / closing timing of the impulse valve according to the present embodiment.

図4において、横軸には時刻が表されており、縦軸には、上段から順に、第1シリンダ(図示♯1)、第2シリンダ(図示♯2)、第3シリンダ(図示♯3)及び第4シリンダ(図示♯4)における吸気バルブ207の開閉状態、並びにインパルス弁224の開閉状態が表される。尚、エンジン200では、吸気バルブ207及びインパルス弁224の動作が、クランク角により制御される。従って、クランク角は、角度概念であると同時に、時間概念として扱うことが可能である。また、図4では、経過時刻とクランク角との相対的な位置関係を維持するために、機関回転数Neが一定であるとする。   In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the first cylinder (# 1 shown), the second cylinder (# 2 shown), and the third cylinder (# 3 shown) in order from the top. And the open / close state of the intake valve 207 and the open / close state of the impulse valve 224 in the fourth cylinder (# 4 in the drawing). In engine 200, the operations of intake valve 207 and impulse valve 224 are controlled by the crank angle. Therefore, the crank angle can be handled as a time concept as well as an angle concept. In FIG. 4, it is assumed that the engine speed Ne is constant in order to maintain the relative positional relationship between the elapsed time and the crank angle.

図4において、第1シリンダ#1を例に採って説明すると、時刻ti10、ti20、ti30、ti40及びti50は、夫々圧縮TDC(圧縮行程におけるTDCであり、膨張行程の開始時期である)、膨張BDC(膨張行程におけるBDCであり、排気行程の開始時期である)、排気TDC(排気行程におけるTDCであり、吸気行程の開始時期である)、吸気BDC(吸気行程におけるBDCであり、圧縮行程の開始時期である)及び圧縮TDCに相当する時刻である。   In FIG. 4, taking the first cylinder # 1 as an example, the times ti10, ti20, ti30, ti40, and ti50 are respectively compression TDC (TDC in the compression stroke and the start time of the expansion stroke), expansion BDC (BDC in the expansion stroke and the start timing of the exhaust stroke), Exhaust TDC (TDC in the exhaust stroke and the start timing of the intake stroke), Intake BDC (BDC in the intake stroke and the compression stroke) And the time corresponding to the compressed TDC.

尚、エンジン200では、第1シリンダ、第3シリンダ、第4シリンダ及び第2シリンダの順に(表現は一例であり、一の行程が相前後して行われるシリンダが等しい限りにおいて、どのように表現されてもよい。例えば第4シリンダ、第2シリンダ、第1シリンダ及び第3シリンダの順と表現してもよい)膨張行程を迎えるように爆発順序が規定されている。   In the engine 200, the first cylinder, the third cylinder, the fourth cylinder, and the second cylinder are arranged in this order (the expression is an example, and how the expression is expressed as long as the cylinders in which one stroke is performed before and after are equal) (For example, the order of explosion may be expressed as the order of the fourth cylinder, the second cylinder, the first cylinder, and the third cylinder).

エンジン200では、吸気バルブ207は、排気TDCにおいて開弁し、吸気BDCよりも進角側(即ち、圧縮行程初期である)において閉弁する(そのように、吸気カムのカムプロフィールが決定されている)。   In the engine 200, the intake valve 207 opens at the exhaust TDC, and closes at an advanced angle side (that is, at the beginning of the compression stroke) from the intake BDC (as such, the cam profile of the intake cam is determined). )

上述したECU100からインパルス弁EDUに、図4(a)の下側部に示される、インパルス弁を開弁又は閉弁させる駆動パルス信号が出力される。即ち、インパルス弁EDUは、例えば電圧値が0VであるLOWレベルの駆動パルス信号が入力されると、
全開状態になるようにインパルス弁を駆動させる。或いは、インパルス弁EDUは、例えば電圧値が5VであるHIレベルの駆動パルス信号が入力されると、全閉状態になるようにインパルス弁を駆動させる。
A drive pulse signal for opening or closing the impulse valve shown in the lower part of FIG. 4A is output from the ECU 100 to the impulse valve EDU. That is, the impulse valve EDU receives, for example, a LOW level drive pulse signal having a voltage value of 0 V,
The impulse valve is driven so as to be fully opened. Alternatively, the impulse valve EDU drives the impulse valve so as to be in a fully closed state when, for example, an HI level drive pulse signal having a voltage value of 5 V is input.

第1シリンダを例に採って説明すると、インパルス弁EDUは、時刻ti31においてLOWレベルの駆動パルス信号が入力されると、インパルス弁を開弁させる。インパルス弁は、時刻ti32に全開状態になる。インパルス弁EDUは、時刻ti40においてHIレベルの駆動パルス信号が入力されると、インパルス弁を閉弁させる。インパルス弁は、時刻ti41に全閉状態になる。   Taking the first cylinder as an example, the impulse valve EDU opens the impulse valve when a LOW-level drive pulse signal is input at time ti31. The impulse valve is fully opened at time ti32. The impulse valve EDU closes the impulse valve when an HI level drive pulse signal is input at time ti40. The impulse valve is fully closed at time ti41.

図4(b)に示されると共に、上述したように、インパルス弁を開弁するタイミングは、吸気の脈動の作用が最大となるタイミング(所謂、インパルスチャージが全負荷となるタイミング)よりも、クランク角度でTDC(Top Dead Center)に近づくタイミングであってよい。これにより、シリンダ内の負圧を低減させ、ポンプピングロスを低減させることができる。具体的には、図4(b)では、インパルス弁EDUに開弁させる信号である、例えば電圧値が0VであるLOWレベルの駆動パルス信号、所謂、開弁トリガが、時刻t31よりTDCよりも時刻t31aにおいて入力されている。   As shown in FIG. 4B and as described above, the timing at which the impulse valve is opened is higher than the timing at which the action of the pulsation of intake air becomes maximum (so-called timing at which the impulse charge becomes full load). The timing may approach the TDC (Top Dead Center) at an angle. Thereby, the negative pressure in a cylinder can be reduced and a pumping loss can be reduced. Specifically, in FIG. 4B, a signal for causing the impulse valve EDU to open, for example, a LOW-level drive pulse signal having a voltage value of 0 V, a so-called valve opening trigger, is applied from the time t31 to the TDC. It is input at time t31a.

(第2実施形態の動作原理)
次に、図5から図7を参照して、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図5は、本発明の第2実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁が意図しない閉弁を行ったか否かを示すフラグ、言い換えると、インパルス弁で閉弁異常が発生したか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。この閉弁異常によって、本発明に係る開閉異常の一具体例が構成されている。尚、この図で示された制御処理は、ECU100によって、所定の周期で繰り返し実行される。
(Operation principle of the second embodiment)
Next, the operation principle of the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a flag indicating whether or not the impulse valve has closed unintentionally, in other words, the impulse control flow of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. It is the flowchart shown paying attention to the flag which shows whether the valve closing abnormality occurred in the valve. A specific example of the opening / closing abnormality according to the present invention is constituted by the valve closing abnormality. The control process shown in this figure is repeatedly executed by the ECU 100 at a predetermined cycle.

図6は、本発明の第2実施形態に係る閉弁異常の発生を検知するための吸気管の圧力の所定閾値と、エンジン回転数との相関関係を示したグラフ(図6(a)及び図6(b))である。尚、図6(a)は、内燃機関がディーゼルエンジンである場合に対応し、図6(b)は、内燃機関がガソリンエンジンである場合に対応する。また、図6(a)及び図6(b)中で、実線は、アクセル開度がゼロ、即ち、アクセルがオフの場合の所定閾値を示し、点線は、アクセル開度が最大値、即ち、アクセルがオンの場合の所定閾値を示す。これらのグラフは、本発明に係る開閉異常の一具体例である閉弁異常の発生を吸気管の圧力の値と所定閾値との比較に基づいて検知する検知手法の一具体例を示している。   FIG. 6 is a graph showing the correlation between the predetermined threshold value of the pressure of the intake pipe for detecting the occurrence of the valve closing abnormality according to the second embodiment of the present invention and the engine speed (FIG. 6 (a) and FIG. 6). FIG. 6B). 6A corresponds to the case where the internal combustion engine is a diesel engine, and FIG. 6B corresponds to the case where the internal combustion engine is a gasoline engine. 6 (a) and 6 (b), the solid line indicates the predetermined threshold when the accelerator opening is zero, that is, the accelerator is off, and the dotted line indicates the maximum accelerator opening, A predetermined threshold when the accelerator is on is shown. These graphs show a specific example of a detection method for detecting the occurrence of a valve closing abnormality, which is a specific example of the opening / closing abnormality according to the present invention, based on a comparison between the pressure value of the intake pipe and a predetermined threshold value. .

また、図6中の縦軸は、吸気管の圧力の絶対圧(kPa:kilo pascal)を示し、図5中の横軸はエンジン回転数Ne(rpm:revolution per minute)を示す。   In addition, the vertical axis in FIG. 6 indicates the absolute pressure (kPa: kilo pascal) of the intake pipe pressure, and the horizontal axis in FIG. 5 indicates the engine speed Ne (rpm: revolution per minute).

(インパルス弁で閉弁異常が発生したか否かを示すフラグに着目した制御処理)
図5に示されるように、先ず、ECU100の制御下で、吸気管の圧力が取得され、変数pimに格納される(ステップS301)。
(Control processing focusing on a flag indicating whether or not a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve)
As shown in FIG. 5, first, under the control of the ECU 100, the pressure of the intake pipe is acquired and stored in the variable pim (step S301).

次に、ECU100の制御下で、エンジン回転数が取得され、変数Neに格納される(ステップS302)。   Next, under the control of the ECU 100, the engine speed is acquired and stored in the variable Ne (step S302).

次に、ECU100の制御下で、アクセル開度が取得され、変数accpに格納される(ステップS303)。   Next, under the control of the ECU 100, the accelerator opening is acquired and stored in the variable accp (step S303).

次に、ECU100の制御下で、変数accpがゼロであるか否かが判定される(ステップS304)。ここで、変数accpがゼロであると判定される場合、即ち、アクセルがオフの場合、言い換えると、アクセルが踏み込まれていない場合(ステップS304:Yes)、図6(a)又は図6(b)中の実線と、エンジン回転数Neとの交点における吸気管の圧力が読み取られ、所定閾値を示す変数Pf_acoffに格納される(ステップS305)。   Next, it is determined whether or not the variable accp is zero under the control of the ECU 100 (step S304). Here, when it is determined that the variable accp is zero, that is, when the accelerator is off, in other words, when the accelerator is not depressed (step S304: Yes), FIG. 6A or FIG. ) And the pressure of the intake pipe at the intersection of the solid line and the engine speed Ne is read and stored in a variable Pf_aoff indicating a predetermined threshold (step S305).

次に、ECU100の制御下で、変数Pf_acoffの値が、変数Pfに格納される(ステップS305)。   Next, under the control of the ECU 100, the value of the variable Pf_aoff is stored in the variable Pf (step S305).

他方、上述したステップS304の判定の結果、変数accpがゼロであると判定されない場合、即ち、アクセルがオンの場合、言い換えると、アクセルが踏み込まれている場合(ステップS304:No)、図6(a)又は図6(b)中の点線と、エンジン回転数Neとの交点における吸気管の圧力が読み取られ、所定閾値を示す変数Pf_aconに格納される(ステップS307)。   On the other hand, if it is not determined that the variable accp is zero as a result of the determination in step S304 described above, that is, if the accelerator is on, in other words, if the accelerator is depressed (step S304: No), FIG. The pressure in the intake pipe at the intersection of the dotted line in a) or FIG. 6B and the engine speed Ne is read and stored in a variable Pf_acon indicating a predetermined threshold value (step S307).

次に、ECU100の制御下で、変数Pf_aconの値が、変数Pfに格納される(ステップS308)。   Next, under the control of the ECU 100, the value of the variable Pf_acon is stored in the variable Pf (step S308).

次に、ECU100の制御下で、上述した吸気管の圧力を示す変数pimが、所定閾値を示す変数Pfより小さいか否かが判定される(ステップS309)。ここで、上述した吸気管の圧力を示す変数pimが、所定閾値を示す変数Pfより小さい場合(ステップS309:Yes)、インパルス弁で閉弁異常が発生したことを示す閉弁異常フラグに「ON」が代入される(ステップS310)。   Next, under the control of the ECU 100, it is determined whether or not the variable pim indicating the pressure of the intake pipe described above is smaller than the variable Pf indicating a predetermined threshold value (step S309). Here, when the variable pim indicating the pressure of the intake pipe described above is smaller than the variable Pf indicating the predetermined threshold (step S309: Yes), the valve closing abnormality flag indicating that a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve is set to “ON”. Is substituted (step S310).

他方、上述したステップS309の判定の結果、上述した吸気管の圧力を示す変数pimが、所定閾値を示す変数Pfより小さくない場合(ステップS309:No)、インパルス弁で閉弁異常が発生したことを示す閉弁異常フラグに「OFF」が代入される(ステップS311)。   On the other hand, if the variable pim indicating the pressure of the intake pipe described above is not smaller than the variable Pf indicating the predetermined threshold (No in step S309) as a result of the determination in step S309 described above, a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve. "OFF" is substituted into the valve closing abnormality flag indicating (step S311).

(インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理)
次に図7を参照して、第2実施形態に係る、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理、言い換えると、インパルス弁のフェイルセーフ処理について説明する。ここに、図7は、本発明の第2実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目して示したフローチャートである。尚、この図7で示された制御処理は、ECU100によって、所定の周期で繰り返し実行される。また、図7に示された第2実施形態に係るインパルス弁の開弁及び閉弁の制御処理において、上述した図3において示された第1実施形態に係るインパルス弁の開弁及び閉弁の制御処理と概ね同様の処理には同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
(Control processing focusing on the operation of opening and closing the impulse valve)
Next, with reference to FIG. 7, the control processing focused on the opening and closing operations of the impulse valve according to the second embodiment, in other words, the fail-safe processing of the impulse valve will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention, focusing on the opening and closing operations of the impulse valves. The control process shown in FIG. 7 is repeatedly executed by the ECU 100 at a predetermined cycle. Further, in the valve opening and closing control processing of the impulse valve according to the second embodiment shown in FIG. 7, the opening and closing of the impulse valve according to the first embodiment shown in FIG. Processes that are substantially the same as the control processes are assigned the same step numbers, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

図7に示されるように、ECU100の制御下で、インパルス弁で閉弁異常が発生したことを示す閉弁異常フラグが取得される(ステップS401)。   As shown in FIG. 7, under the control of the ECU 100, a valve closing abnormality flag indicating that a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve is acquired (step S401).

次に、上述したステップS202を経て、ECU100の制御下で、閉弁異常フラグに「ON」が代入されており、且つ、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さいか否かが判定される(ステップS402)。ここで、閉弁異常フラグに「ON」が代入されており、且つ、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さいと判定される場合(ステップS402:Yes)、上述したステップS204乃至S212の処理が行われる。   Next, through the above-described step S202, it is determined whether or not “ON” is substituted for the valve closing abnormality flag and the value of the IPV drive counter is smaller than the threshold Nipv under the control of the ECU 100 ( Step S402). Here, when “ON” is substituted for the valve closing abnormality flag and it is determined that the value of the IPV drive counter is smaller than the threshold Nipv (step S402: Yes), the processing of steps S204 to S212 described above is performed. Done.

他方、上述したステップS402の判定の結果、閉弁異常フラグに「ON」が代入されていない、又は、IPV駆動カウンタの値が閾値Nipvより小さくないと判定される場合(ステップS402:No)、上述したステップS204乃至S212の処理は省略される。   On the other hand, as a result of the determination in step S402 described above, when it is determined that "ON" is not substituted for the valve closing abnormality flag or the value of the IPV drive counter is not smaller than the threshold value Nipv (step S402: No), The processes in steps S204 to S212 described above are omitted.

これにより、インパルス弁の閉弁異常が発生した場合でも、内燃機関の出力制御のために意図されたインパルス弁の開閉が誤動作する頻度や誤動作の度合いを顕著に低減させることができる。   Thereby, even when the valve closing abnormality of the impulse valve occurs, it is possible to remarkably reduce the frequency and the degree of the malfunction of the opening / closing of the impulse valve intended for the output control of the internal combustion engine.

尚、上述した第2実施形態では、本発明に係る開閉異常の一具体例である閉弁異常の発生を吸気管の圧力の値と所定閾値との比較に基づいて検知する検知手法について説明したが、吸気管の圧力の値の代わりに、吸気管の圧力の変化率の絶対値を用いて、閉弁異常の発生を検知してよい。ここに、本実施形態に係る圧力の変化率とは、吸気管の圧力の単位時間当たりの変化量(dPim/dt)を意味し、この値の急激な増大によって、インパルス弁の閉弁異常を検知してよい。この測定され取得された吸気管の圧力の変化率と、所定閾値との比較に基づいて、インパルス弁の閉弁異常を検知する場合、次のように所定閾値を設定することが好ましい。即ち、アクセル開度がゼロ、即ち、アクセル開度がオフの場合はエンジンブレーキが発生しているので、所定閾値は、エンジンブレーキで発生する吸気管の圧力の変化率よりも小さく設定してよい。他方で、アクセルがオンの場合には、所定閾値はアクセルがオフの場合の所定閾値よりも大きく設定することで、閉弁異常の発生をより迅速に検知することができる。尚、アクセル開度の代わりにスロットル開度をもちいてよい。また、吸気管の圧力の変化率の絶対値を用いて、閉弁異常の発生を検知する場合も、内燃機関がディーゼルエンジンであるかガソリンエンジンであるかに応じて、異なる種類の所定閾値を示した相関関係のマップを用いてよい。   In the above-described second embodiment, the detection method for detecting the occurrence of the valve closing abnormality, which is a specific example of the opening / closing abnormality according to the present invention, based on the comparison between the pressure value of the intake pipe and a predetermined threshold has been described. However, instead of the value of the intake pipe pressure, the absolute value of the rate of change of the intake pipe pressure may be used to detect the occurrence of the valve closing abnormality. Here, the rate of change in pressure according to the present embodiment means the amount of change (dPim / dt) in the pressure of the intake pipe per unit time, and a sudden increase in this value can cause an abnormal closing of the impulse valve. May be detected. When detecting the valve closing abnormality of the impulse valve based on the comparison between the measured change rate of the intake pipe pressure and the predetermined threshold, it is preferable to set the predetermined threshold as follows. That is, when the accelerator opening is zero, that is, when the accelerator opening is off, the engine brake is generated. Therefore, the predetermined threshold value may be set smaller than the rate of change of the intake pipe pressure generated by the engine brake. . On the other hand, when the accelerator is on, the predetermined threshold is set larger than the predetermined threshold when the accelerator is off, so that the occurrence of the valve closing abnormality can be detected more quickly. A throttle opening may be used instead of the accelerator opening. Also, when detecting the occurrence of valve closing abnormality using the absolute value of the rate of change of pressure in the intake pipe, different types of predetermined thresholds are set depending on whether the internal combustion engine is a diesel engine or a gasoline engine. The correlation map shown may be used.

具体的には、内燃機関がディーゼルエンジンの場合、エンジン負荷の調整時やエンジンブレーキの作動時は、スロットル弁による吸気流量の調節、所謂、スロットルリングをあまり用いられず、正常運転の時では吸気管の圧力の値が比較的大きいため、吸気管の圧力の変化率よりも吸気管の圧力を用いて、閉弁異常の発生を検知することが好ましい。   Specifically, when the internal combustion engine is a diesel engine, when adjusting the engine load or operating the engine brake, the intake flow rate adjustment by the throttle valve, that is, the so-called throttle ring is not used so much, and the intake air is not used during normal operation. Since the value of the pipe pressure is relatively large, it is preferable to detect the occurrence of the valve closing abnormality using the pressure of the intake pipe rather than the rate of change of the pressure of the intake pipe.

他方で、内燃機関がガソリンエンジンの場合、エンジン負荷の調整時やエンジンブレーキの作動時は、スロットリングを行う為、正常運転の時では吸気管の圧力の値が比較的小さい、言い換えると、吸気管の負圧が大きいので、吸気管の圧力よりも吸気管の圧力の変化率を用いて、閉弁異常の発生を検知することが好ましい。加えて、実際に閉弁異常が発生してから、吸気管の圧力が所定閾値より小さくなる時間よりも吸気管の圧力の変化率が所定閾値より小さくなる時間の方が小さいので、閉弁異常をより迅速に検知することができると共に、インパルス弁のフェイルセーフ処理を迅速に実行できる。   On the other hand, when the internal combustion engine is a gasoline engine, throttling is performed when the engine load is adjusted or when the engine brake is operated, so that the pressure value in the intake pipe is relatively small during normal operation. Since the negative pressure of the pipe is large, it is preferable to detect the occurrence of the valve closing abnormality using the rate of change of the pressure of the intake pipe rather than the pressure of the intake pipe. In addition, since the time during which the rate of change in the pressure of the intake pipe becomes smaller than the predetermined threshold after the actual occurrence of the valve closing abnormality is smaller than the time when the pressure in the intake pipe becomes smaller than the predetermined threshold, Can be detected more quickly, and the fail-safe process of the impulse valve can be performed quickly.

このように、吸気管の圧力の変化率の絶対値を用いて、閉弁異常の発生を検知した方が、吸気管の圧力を用いて閉弁異常の発生を検知する場合よりも、インパルス弁の閉弁異常をより迅速に検知することができる。何故ならば、吸気管の圧力の変化率の絶対値を用いて、閉弁異常の発生を検知する場合、吸気管の容積とサージタンクの容積とを考慮しない分だけ、吸気管の圧力を用いて閉弁異常の発生を検知する場合よりも、吸気管の圧力の変化率が所定閾値より低下するまでにかかる時間が短いためである。   In this way, the detection of the occurrence of valve closing abnormality using the absolute value of the rate of change in the pressure of the intake pipe is more effective than the case where the occurrence of valve closing abnormality is detected using the pressure of the intake pipe. It is possible to detect an abnormal valve closing more quickly. This is because when detecting the occurrence of valve closing abnormalities using the absolute value of the rate of change in the pressure of the intake pipe, the pressure of the intake pipe is used so much that the volume of the intake pipe and the volume of the surge tank are not considered. This is because the time taken for the rate of change of the pressure in the intake pipe to fall below the predetermined threshold is shorter than when detecting the occurrence of valve closing abnormality.

(第3実施形態の動作原理)
次に、図8を参照して、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図8は、本発明の第3実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁で閉弁異常が発生したか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。尚、この図で示された制御処理は、ECU100によって、所定の周期で繰り返し実行される。
(Operation principle of the third embodiment)
Next, with reference to FIG. 8, the operation principle of the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows the flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention, focusing on a flag indicating whether or not a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve. It is a flowchart. The control process shown in this figure is repeatedly executed by the ECU 100 at a predetermined cycle.

図8に示されるように、先ず、ECU100の制御下で、内燃機関がアイドル運転している場合における、エンジン回転数が取得され、変数Neに格納される(ステップS501)。   As shown in FIG. 8, first, under the control of the ECU 100, the engine speed when the internal combustion engine is idling is acquired and stored in the variable Ne (step S501).

次に、ECU100の制御下で、内燃機関がアイドル運転している場合における変数Neの値が、目標アイドル回転数から100(rpm)を差し引いた値より小さいか否かが判定される(ステップS502)。尚、この目標アイドル回転数は、典型的には、補機類の動作の一部又は全部を停止させるなどして、吸気制御弁の閉弁異常を殆ど又は完全に発生させない環境下でのアイドル回転数を理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等により求めることで得ることができる。また、定数である100rpmは、目標アイドル回転数の許容範囲の一具体例を示している。   Next, it is determined whether the value of the variable Ne when the internal combustion engine is idling under the control of the ECU 100 is smaller than the value obtained by subtracting 100 (rpm) from the target idle speed (step S502). ). Note that this target idle speed is typically determined by idling in an environment that causes little or no abnormalities in the closing of the intake control valve by, for example, stopping part or all of the operation of the auxiliary machinery. The rotational speed can be obtained by theoretical, experimental, empirical, or simulation. The constant of 100 rpm indicates a specific example of the allowable range of the target idle speed.

上述したステップS502の判定の結果、ECU100の制御下で、内燃機関がアイドル運転している場合における変数Neの値が、目標アイドル回転数から100(rpm)を差し引いた値より小さいと判定される場合(ステップS502:Yes)、インパルス弁で閉弁異常が発生したことを示す閉弁異常フラグに「ON」が代入される(ステップS503)。   As a result of the determination in step S502 described above, it is determined that the value of the variable Ne when the internal combustion engine is idling under the control of the ECU 100 is smaller than the value obtained by subtracting 100 (rpm) from the target idle speed. In the case (step S502: Yes), “ON” is substituted into a valve closing abnormality flag indicating that a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve (step S503).

他方、上述したステップS502の判定の結果、ECU100の制御下で、内燃機関がアイドル運転している場合における変数Neの値が、目標アイドル回転数から100(rpm)を差し引いた値より小さいと判定されない場合(ステップS502::No)、インパルス弁で閉弁異常が発生したことを示す閉弁異常フラグに「OFF」が代入される(ステップS504)。   On the other hand, as a result of the determination in step S502 described above, it is determined that the value of the variable Ne when the internal combustion engine is idling under the control of the ECU 100 is smaller than the value obtained by subtracting 100 (rpm) from the target idle speed. If not (Step S502 :: No), “OFF” is substituted into a valve closing abnormality flag indicating that a valve closing abnormality has occurred in the impulse valve (Step S504).

これにより、インパルス弁の開閉異常を、アイドル運転時に高精度に検知することができる。   Thereby, the opening / closing abnormality of the impulse valve can be detected with high accuracy during idle operation.

(第4実施形態の動作原理)
次に、図9を参照して、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図9は、本発明の第4実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。尚、この図9で示された制御処理は、ECU100によって、所定の周期で繰り返し実行される。
(Operation principle of the fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 9, the operation principle of the control apparatus for an internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows the flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention, focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve. It is the shown flowchart. The control process shown in FIG. 9 is repeatedly executed by the ECU 100 at a predetermined cycle.

(インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目した制御処理)
図9に示されるように、先ず、ECU100の制御下で、エンジン回転数が取得され、変数Neに格納される(ステップS601)。
(Control processing focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve)
As shown in FIG. 9, first, under the control of the ECU 100, the engine speed is acquired and stored in a variable Ne (step S601).

次に、ECU100の制御下で、始動モードが「0」であり、且つ、取得されたエンジン回転数が100(rpm)より小さいか否かが判定される(ステップS602)。   Next, under the control of the ECU 100, it is determined whether or not the start mode is “0” and the acquired engine speed is smaller than 100 (rpm) (step S602).

ここに、本実施形態に係る始動モードとは、スタートモータを用いて内燃機関を始動させる際のエンジン回転数及びエンジンの点火の成功の可否によって定義される内燃機関の始動状態を識別する識別情報である。具体的には、始動モードが「1」である場合、エンジン回転数が100(rpm)より小さく、且つ、エンジンの点火は成功していない内燃機関の始動状態を示す。始動モードが「2」である場合、エンジン回転数が100から800(rpm)の範囲にあり、且つ、エンジンの点火は成功していない内燃機関の始動状態を示す。始動モードが「3」である場合、エンジン回転数が800(rpm)より大きい範囲にあり、且つ、エンジンの点火は成功している内燃機関の始動状態を示す。尚、始動モードは、ドライバーによる点火スイッチ、所謂、イングニションスイッチがオンされて場合、初期値として「0」に設定される。   Here, the start mode according to the present embodiment is identification information for identifying the start state of the internal combustion engine defined by the engine speed when starting the internal combustion engine using the start motor and the success or failure of ignition of the engine. It is. Specifically, when the start mode is “1”, this indicates a start state of the internal combustion engine in which the engine speed is less than 100 (rpm) and the engine has not been successfully ignited. When the start mode is “2”, the engine speed is in a range of 100 to 800 (rpm), and the engine ignition is not successful, indicating a start state of the internal combustion engine. When the start mode is “3”, the engine speed is in a range greater than 800 (rpm), and the ignition of the engine indicates a start state of the internal combustion engine that is successful. The start mode is set to “0” as an initial value when an ignition switch by a driver, that is, an ignition switch is turned on.

ここで、始動モードが「0」であり、且つ、取得されたエンジン回転数が100(rpm)より小さいと判定される場合(ステップS602:Yes)、ECU100の制御下で、始動モードに「1」が代入される(ステップS603)。   Here, when it is determined that the start mode is “0” and the acquired engine speed is smaller than 100 (rpm) (step S602: Yes), the start mode is set to “1” under the control of the ECU 100. Is substituted (step S603).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS604)。言い換えると、スタートモーターによってエンジン回転数が100(rpm)より小さい始動状態では、スタートモーターの駆動によるノイズに起因されるインパルス弁の開閉異常の発生は殆ど又は完全にないので、IPV駆動フラグに「OFF」が代入され、インパルス弁のフェイルセーフ処理を省略させる。   Next, “OFF” is substituted into the IPV drive flag, which is flag information indicating that the impulse valve is driven under the control of the ECU 100 (step S604). In other words, in the start state where the engine speed is smaller than 100 (rpm) by the start motor, there is almost no or no occurrence of an abnormal opening / closing of the impulse valve due to noise caused by driving the start motor. “OFF” is substituted, and the fail-safe process of the impulse valve is omitted.

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS605)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter that is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S605).

他方、上述したステップS602の判定の結果、始動モードが「0」でない、又は、取得されたエンジン回転数が100(rpm)より小さくないと判定される場合(ステップS602:No)、更に、ECU100の制御下で、始動モードが「1」であり、且つ、取得されたエンジン回転数が800(rpm)より小さいか否かが判定される(ステップS606)。ここで、始動モードが「1」であり、且つ、取得されたエンジン回転数が800(rpm)より小さいと判定される場合(ステップS606:Yes)、ECU100の制御下で、始動モードに「2」が代入される(ステップS607)。   On the other hand, if it is determined as a result of the determination in step S602 described above that the start mode is not “0” or the acquired engine speed is not smaller than 100 (rpm) (step S602: No), the ECU 100 further. Under the control, it is determined whether or not the start mode is “1” and the acquired engine speed is smaller than 800 (rpm) (step S606). Here, when it is determined that the start mode is “1” and the acquired engine speed is smaller than 800 (rpm) (step S606: Yes), the start mode is set to “2” under the control of the ECU 100. Is substituted (step S607).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS608)。   Next, under the control of the ECU 100, “ON” is substituted for the IPV drive flag, which is flag information indicating that the impulse valve is driven (step S608).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS609)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter which is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S609).

他方、上述したステップS606の判定の結果、始動モードが「1」でない、又は、取得されたエンジン回転数が800(rpm)より小さくないと判定される場合(ステップS606:No)、更に、ECU100の制御下で、取得されたエンジン回転数が800(rpm)より大きいか否かが判定される(ステップS610)。ここで、取得されたエンジン回転数が800(rpm)より大きいと判定される場合(ステップS610:Yes)、ECU100の制御下で、始動モードに「3」が代入される(ステップS611)。   On the other hand, when it is determined as a result of the determination in step S606 described above that the start mode is not “1” or the acquired engine speed is not smaller than 800 (rpm) (step S606: No), the ECU 100 further. Under the control, it is determined whether or not the acquired engine speed is greater than 800 (rpm) (step S610). If it is determined that the acquired engine speed is greater than 800 (rpm) (step S610: Yes), “3” is substituted for the start mode under the control of the ECU 100 (step S611).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS612)。言い換えると、エンジン回転数が800(rpm)より大きい始動状態では、点火が成功し、スタートモーターの駆動は停止され、スタートモーターの駆動によるノイズに起因されるインパルス弁の開閉異常の発生は殆ど又は完全にないので、IPV駆動フラグに「OFF」が代入され、インパルス弁のフェイルセーフ処理を省略させる。   Next, “OFF” is substituted into the IPV drive flag, which is flag information indicating that the impulse valve is driven under the control of the ECU 100 (step S612). In other words, in a starting state where the engine speed is greater than 800 (rpm), ignition is successful, driving of the start motor is stopped, and there is almost no occurrence of an abnormal opening / closing of the impulse valve due to noise due to driving of the start motor. Since it is not complete, “OFF” is assigned to the IPV drive flag, and the fail-safe process of the impulse valve is omitted.

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS613)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter that is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S613).

尚、第4実施形態において、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理、言い換えると、インパルス弁のフェイルセーフ処理については、上述の図3で説明した第1実施形態と概ね同様であるので、説明を省略する。   In the fourth embodiment, the control processing that focuses on the operation of opening and closing the impulse valve, in other words, the fail-safe processing of the impulse valve, is substantially the same as in the first embodiment described above with reference to FIG. Therefore, explanation is omitted.

(第5実施形態の動作原理)
次に、図10を参照して、本発明の第5実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図10は、本発明の第5実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。尚、この図10で示された制御処理は、ECU100によって、所定の周期で繰り返し実行される。
(Operation Principle of Fifth Embodiment)
Next, with reference to FIG. 10, the operation principle of the control apparatus for an internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows the flow of control processing of the ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention, focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve. It is the shown flowchart. The control process shown in FIG. 10 is repeatedly executed by the ECU 100 at a predetermined cycle.

(インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目した制御処理)
図10に示されるように、先ず、ECU100の制御下で、変数Facに格納されている値が変数Fac_0に代入される(ステップS701)。ここに、変数Facは現在時刻において車載用のエアコン(エアーコンデション)が駆動しているか否かを示すフラグ情報を意味する。また、変数Fac_0は現在時刻より上述の所定の周期だけ過去の時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報を意味する。
(Control processing focusing on a flag indicating whether or not to open and close the impulse valve)
As shown in FIG. 10, first, under the control of the ECU 100, the value stored in the variable Fac is substituted into the variable Fac_0 (step S701). Here, the variable Fac means flag information indicating whether or not an in-vehicle air conditioner (air condition) is driven at the current time. Further, the variable Fac_0 means flag information indicating whether or not the air conditioner is driven at a time past the predetermined period from the current time.

次に、ECU100の制御下で、現在時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報である変数Facが取得される(ステップS702)。   Next, under the control of the ECU 100, a variable Fac that is flag information indicating whether or not the air conditioner is being driven at the current time is acquired (step S702).

次に、ECU100の制御下で、現在時刻より所定の周期だけ過去の時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報である変数Fac_0が「OFF」であり、且つ、現在時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報である変数Facが「ON」であるか否かが判定される(ステップS703)。   Next, under the control of the ECU 100, the variable Fac_0, which is flag information indicating whether or not the air conditioner is driven at a time past a predetermined period from the current time, is “OFF”, and the air conditioner is It is determined whether or not the variable Fac, which is flag information indicating whether or not driving, is “ON” (step S703).

ここで、変数Fac_0が「OFF」であり、且つ、変数Facが「ON」であると判定される場合(ステップS703:Yes)、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS704)。   Here, when it is determined that the variable Fac_0 is “OFF” and the variable Fac is “ON” (step S703: Yes), a flag indicating that the impulse valve is driven under the control of the ECU 100. “ON” is substituted into the IPV drive flag which is information (step S704).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS705)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter that is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S705).

他方、上述したステップS703の判定の結果、変数Fac_0が「OFF」でない、又は、変数Facが「ON」でないと判定される場合(ステップS703:No)、更に、ECU100の制御下で、現在時刻より所定の周期だけ過去の時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報である変数Fac_0が「ON」であり、且つ、現在時刻においてエアコンが駆動しているか否かを示すフラグ情報である変数Facが「OFF」であるか否かが判定される(ステップS706)。   On the other hand, when it is determined that the variable Fac_0 is not “OFF” or the variable Fac is not “ON” as a result of the determination in step S703 described above (step S703: No), the current time is further controlled under the control of the ECU 100. The variable Fac_0, which is flag information indicating whether or not the air conditioner is driven at a past time for a predetermined period, is “ON”, and is flag information indicating whether or not the air conditioner is driven at the current time. It is determined whether or not a certain variable Fac is “OFF” (step S706).

ここで、変数Fac_0が「ON」であり、且つ、変数Facが「OFF」であると判定される場合(ステップS706:Yes)、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「ON」が代入される(ステップS707)。   Here, when it is determined that the variable Fac_0 is “ON” and the variable Fac is “OFF” (step S706: Yes), a flag indicating that the impulse valve is driven under the control of the ECU 100. “ON” is substituted into the IPV drive flag which is information (step S707).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS708)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter that is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S708).

他方、上述したステップS706の判定の結果、変数Fac_0が「ON」でない、又は、変数Facが「OFF」でないと判定される場合(ステップS706:No)、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させることを意味するフラグ情報であるIPV駆動フラグに「OFF」が代入される(ステップS709)。   On the other hand, if it is determined that the variable Fac_0 is not “ON” or the variable Fac is not “OFF” as a result of the determination in step S706 described above (step S706: No), the impulse valve is driven under the control of the ECU 100. “OFF” is substituted into the IPV drive flag, which is flag information that means to perform (step S709).

次に、ECU100の制御下で、インパルス弁を駆動させる回数を意味するカウンタ情報であるIPV駆動カウンタに「0」が代入される(ステップS710)。   Next, under the control of the ECU 100, “0” is substituted into an IPV drive counter which is counter information indicating the number of times the impulse valve is driven (step S710).

尚、第5実施形態において、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目した制御処理、言い換えると、インパルス弁のフェイルセーフ処理については、上述の図3で説明した第1実施形態と概ね同様であるので、説明を省略する。   In the fifth embodiment, the control processing that focuses on the opening and closing operations of the impulse valve, in other words, the fail-safe processing of the impulse valve, is substantially the same as in the first embodiment described above with reference to FIG. Therefore, the description is omitted.

上述した第4実施形態においては、エンジン始動用のスタートモータが駆動されているか否かによって、インパルス弁のフェイルセーフ処理を行うか否かを決定する手法について説明した。また、第5実施形態においては、車載用のエアコンが駆動されているか否かによって、インパルス弁のフェイルセーフ処理を行うか否かを決定する手法について説明した。しかしながら、本実施形態では、この限りではない。典型的には、次に示される車載用の電気系又は電気装置が駆動されているか否かによって、インパルス弁のフェイルセーフ処理を行うか否かを決定してよい。即ち、車載用の電気系又は電気装置としては、電動パワーステアリング、電動式の水ポンプ、電動式の油ポンプ、及び電動式の過給ターボ装置、所謂、モーターアシストターボなどの駆動状態及び停止状態のうちいずれか一方の状態からいずれか他方の状態へ変化する際に電気的なノイズを発生する各種の電気系又は電気装置を挙げることができる。   In the above-described fourth embodiment, the method for determining whether or not to perform the fail-safe processing of the impulse valve depending on whether or not the start motor for starting the engine is driven has been described. Moreover, in 5th Embodiment, the method of determining whether to perform the fail safe process of an impulse valve according to whether the vehicle-mounted air conditioner is driven was demonstrated. However, the present embodiment is not limited to this. Typically, whether or not to perform the fail-safe processing of the impulse valve may be determined depending on whether or not an on-vehicle electrical system or electrical device shown below is driven. That is, as an on-vehicle electric system or electric device, an electric power steering, an electric water pump, an electric oil pump, and an electric supercharged turbo device, a so-called motor assist turbo drive state and stop state Among them, various electric systems or devices that generate electrical noise when changing from one state to the other state can be given.

(本実施形態に係る作用と効果との検討)
次に、図11を参照して、本実施形態に係る作用と効果との検討を行う。ここに、図11は、本実施形態に係るインパルス弁が全閉状態から全開状態へ正常に駆動する場合でのリフト量とクランク角度との関係を示したグラフ(図11(a))及び本実施形態に係るインパルス弁で開閉異常が発生した場合での、インパルス弁が全閉状態から全開状態へ駆動するリフト量とクランク角度との関係を示したグラフ(図11(b))である。
(Examination of actions and effects according to this embodiment)
Next, with reference to FIG. 11, the effect | action and effect which concern on this embodiment are examined. FIG. 11 is a graph (FIG. 11 (a)) showing the relationship between the lift amount and the crank angle when the impulse valve according to this embodiment is normally driven from the fully closed state to the fully open state. FIG. 11B is a graph (FIG. 11B) showing a relationship between a lift amount and a crank angle at which the impulse valve is driven from the fully closed state to the fully opened state when an opening / closing abnormality occurs in the impulse valve according to the embodiment.

上述したように、インパルス弁EDUは、例えばエンジンECU等のECU100からインパルス弁を開弁又は閉弁させる駆動パルス信号が入力され、例えば電圧値が0VであるLOWレベルでは全開状態になるように、或いは、例えば電圧値が5VであるHIレベルでは全閉状態になるようにインパルス弁の駆動を制御する。インパルス弁の全開状態と全閉状態との間の状態が遷移する時間は約3msから約5ms程度で行われ、インパルス弁が開閉するタイミングは非常に高速である。インパルス弁の開閉は、駆動パルス信号のHIレベルとLOWレベルとが切り替わるエッジが検出される毎に、インパルス弁を開閉するモータの駆動が開始される。このエッジの検出は、例えば、電圧値が2.5Vを超えた瞬間の時刻又は電圧値が2.5Vより低下した瞬間の時刻を用いることで検出することができる。   As described above, the impulse valve EDU is input with a drive pulse signal for opening or closing the impulse valve from the ECU 100 such as an engine ECU, for example, so that the impulse valve EDU is fully opened at a LOW level where the voltage value is 0 V, for example. Alternatively, for example, the driving of the impulse valve is controlled so that the valve is fully closed at the HI level where the voltage value is 5V. The transition time between the fully open state and the fully closed state of the impulse valve is about 3 ms to about 5 ms, and the timing for opening and closing the impulse valve is very fast. As for the opening and closing of the impulse valve, the driving of the motor for opening and closing the impulse valve is started every time an edge at which the HI level and the LOW level of the driving pulse signal are switched is detected. The detection of this edge can be detected by using, for example, the time when the voltage value exceeds 2.5V or the time when the voltage value falls below 2.5V.

駆動パルス信号のエッジの検出の時刻は、内燃機関の出力制御と密接に関係するため、エンジンECU等のECU100で演算され、仮に通信処理において時間遅れが発生した場合、例えば出力トルクの低下や排気エミッションの悪化等の内燃機関の出力制御に多大な影響を与える。このため、シリアル通信ではなく、電圧変化による通信によって、ECU100からインパルス弁EDU(ECU)に出力される。このような電圧変化による通信は、例えばインジェクタや点火プラグの制御と概ね同様の通信手法である。   Since the detection time of the edge of the drive pulse signal is closely related to the output control of the internal combustion engine, it is calculated by the ECU 100 such as the engine ECU. This greatly affects the output control of the internal combustion engine, such as worsening of emissions. For this reason, it is output from the ECU 100 to the impulse valve EDU (ECU) not by serial communication but by communication due to voltage change. Such communication by voltage change is, for example, a communication method substantially similar to control of an injector and a spark plug.

このように、ECU100において、駆動パルス信号のエッジの検出の時刻を演算することで、インパルス弁EDUにおいて、エンジン回転数のタイミングを演算する回路を設ける必要が無くなり、インパルス弁EDUの製造工程上、インパルス弁EDUの専用のクランク角センサを追加する必要がなくなるため、低コスト化を実現することができる。詳細には、汎用的な内燃機関を制御するECU100に、インパルス弁専用のインパルス弁EDUを追加することで、インパルス弁を有する内燃機関を制御することができるので、製造コストを低コスト化することができる。   Thus, by calculating the detection time of the edge of the drive pulse signal in the ECU 100, it is not necessary to provide a circuit for calculating the timing of the engine speed in the impulse valve EDU, and in the manufacturing process of the impulse valve EDU, Since it is not necessary to add a dedicated crank angle sensor for the impulse valve EDU, the cost can be reduced. More specifically, an internal combustion engine having an impulse valve can be controlled by adding an impulse valve EDU dedicated to the impulse valve to the ECU 100 that controls a general-purpose internal combustion engine, thereby reducing the manufacturing cost. Can do.

駆動パルス信号のエッジが検出されて、インパルス弁が開弁又は閉弁するため、図11(a)に示されるように、正常時では、例えばクランク角度a2以降において、駆動パルス信号がLOWレベルで全開状態へ駆動制御される必要のある場合に、図11(b)に示されるように、上述した電気的なノイズによって上述した2.5Vの電圧閾値を超える電圧を検知した場合に、例えばクランク角度a2以降において、インパルス弁が閉じてしまう。このようにインパルス弁の開閉異常が発生した場合、全開状態へ遷移するための駆動パルス信号のエッジであるHIレベルからLOWレベルが検知されるまでインパルス弁が全閉状態に維持される場合が起こりうる。この場合、インパルス弁は全閉状態であり、吸気の漏れ流量が小さいため気筒に新しい吸気が吸入されることなく、出力トルクが低下してしまい、ひいてはエンジンストールを起こってしまう。   Since the edge of the drive pulse signal is detected and the impulse valve is opened or closed, as shown in FIG. 11A, at normal times, for example, after the crank angle a2, the drive pulse signal is at the LOW level. When it is necessary to control the drive to the fully open state, as shown in FIG. 11B, when a voltage exceeding the voltage threshold of 2.5 V described above is detected by the electric noise described above, for example, the crank After the angle a2, the impulse valve is closed. When the impulse valve opening / closing abnormality occurs in this way, the impulse valve may be maintained in the fully closed state until the LOW level is detected from the HI level that is the edge of the drive pulse signal for transitioning to the fully opened state. sell. In this case, the impulse valve is in a fully closed state, and since the intake air leakage flow rate is small, the new intake air is not drawn into the cylinder, the output torque is lowered, and engine stall occurs.

これに対して、上述した第1、第4及び第5実施形態によれば、インパルス弁の開閉異常が発生する発生可能性が事前に特定されることで、内燃機関の出力制御のために意図された吸気制御弁の開閉が誤動作することを効果的に防止することができる。特に、第1、第4及び第5実施形態によれば、開閉異常の発生の検知処理と、検知した開閉異常の発生をECU100へ通知する通信処理、及び、上述したフェイルセーフ処理を省略できる。これにより、インパルス弁の開閉状態の遷移時間(典型的には3から5ms)と比較して大きい時間である、開閉異常の発生の検知処理と、検知した開閉異常の発生をECU100へ通知する通信処理、及び、上述したフェイルセーフ処理に掛かる時間に相当する数サイクルにおいて開閉異常が発生したことによる出力トルクの低下を殆ど又は完全に回避することができる。   On the other hand, according to the first, fourth, and fifth embodiments described above, the possibility of occurrence of an abnormal opening / closing of the impulse valve is specified in advance, which is intended for output control of the internal combustion engine. It is possible to effectively prevent the malfunction of the opened / closed intake control valve. In particular, according to the first, fourth, and fifth embodiments, it is possible to omit the detection process of the occurrence of the opening / closing abnormality, the communication process for notifying the ECU 100 of the occurrence of the detected opening / closing abnormality, and the fail-safe process described above. As a result, the detection processing of the occurrence of the opening / closing abnormality, which is a time longer than the transition time (typically 3 to 5 ms) of the impulse valve, and the communication for notifying the ECU 100 of the occurrence of the detected opening / closing abnormality. A decrease in output torque due to the occurrence of an opening / closing abnormality in several cycles corresponding to the time required for the processing and the above-described fail-safe processing can be almost or completely avoided.

或いは、上述した第2及び第3実施形態によれば、インパルス弁の開閉異常が発生した場合でも、内燃機関の出力制御のために意図された吸気制御弁の開閉が誤動作する頻度や誤動作の度合いを顕著に低減させることができる。   Alternatively, according to the above-described second and third embodiments, the frequency and degree of malfunction of the intake control valve intended for output control of the internal combustion engine malfunction even when an impulse valve malfunction occurs. Can be significantly reduced.

この結果、インパルス弁の開閉における誤動作に起因して、意図した吸気の脈動が生成されなくなり、内燃機関の出力トルクが顕著に低下してしまったり、空気の気筒への吸気量が顕著に小さくなりエンジンストールが発生してしまったりしてしまうことを適切且つ効果的に防止することが可能である。   As a result, due to a malfunction in opening and closing of the impulse valve, the intended intake air pulsation is not generated, the output torque of the internal combustion engine is significantly reduced, or the intake amount of air into the cylinder is significantly reduced. It is possible to appropriately and effectively prevent the engine stall.

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明はガソリンエンジンに限らず、ディーゼルガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms. For example, the present invention is not limited to a gasoline engine, and may be applied to various internal combustion engines that use diesel gasoline or other fuels.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the control of the internal combustion engine accompanying such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing a configuration of an engine system 10. FIG. 本実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on this embodiment paying attention to the flag which shows whether the valve opening and closing of an impulse valve are performed. 本実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目して示したフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of control processing of an ECU that performs overall control of the internal combustion engine according to the present embodiment, paying attention to opening and closing operations of an impulse valve. 本実施形態に係るインパルス弁の開閉時期を表すタイミングチャートである。It is a timing chart showing the opening and closing timing of the impulse valve according to the present embodiment. 第2実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁で閉弁異常が発生したか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment paying attention to the flag which shows whether the valve closing abnormality generate | occur | produced with the impulse valve. 第2実施形態に係る閉弁異常の発生を検知するための吸気管の圧力の所定閾値と、エンジン回転数との相関関係を示したグラフ(図6(a)及び図6(b))である。FIG. 6A and FIG. 6B are graphs showing the correlation between the predetermined threshold value of the intake pipe pressure for detecting the occurrence of valve closing abnormality according to the second embodiment and the engine speed. is there. 第2実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁の動作に着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment paying attention to the valve opening and closing operation | movement of an impulse valve. 第3実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁で閉弁異常が発生したか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment paying attention to the flag which shows whether the valve closing abnormality generate | occur | produced with the impulse valve. 第4実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on 4th Embodiment paying attention to the flag which shows whether the valve opening and closing of an impulse valve are performed. 第5実施形態に係る内燃機関を統括制御するECUの制御処理の流れを、インパルス弁の開弁及び閉弁を行うか否かを示すフラグに着目して示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the control processing of ECU which performs overall control of the internal combustion engine which concerns on 5th Embodiment paying attention to the flag which shows whether the valve opening and closing of an impulse valve are performed. 本実施形態に係るインパルス弁が全閉状態から全開状態へ正常に駆動する場合でのリフト量とクランク角度との関係を示したグラフ(図11(a))及び本実施形態に係るインパルス弁で開閉異常が発生した場合での、インパルス弁が全閉状態から全開状態へ駆動するリフト量とクランク角度との関係を示したグラフ(図11(b))である。The graph (FIG. 11 (a)) showing the relationship between the lift amount and the crank angle when the impulse valve according to the present embodiment is normally driven from the fully closed state to the fully opened state, and the impulse valve according to the present embodiment. FIG. 11B is a graph (FIG. 11B) showing the relationship between the lift amount that drives the impulse valve from the fully closed state to the fully open state and the crank angle when an open / close abnormality occurs.

符号の説明Explanation of symbols

10…エンジンシステム、100…ECU、101…インパルス弁EDU、101…インジェクタEDU、200…エンジン、202…シリンダ、204…吸気管、205…サージタンク、206…吸気枝管、206s…圧力センサー、207…吸気バルブ、222…スロットルバルブ、224…インパルス弁、CS…クランク角度センサー、TS…温度センサー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine system, 100 ... ECU, 101 ... Impulse valve EDU, 101 ... Injector EDU, 200 ... Engine, 202 ... Cylinder, 204 ... Intake pipe, 205 ... Surge tank, 206 ... Intake branch pipe, 206s ... Pressure sensor, 207 ... intake valve, 222 ... throttle valve, 224 ... impulse valve, CS ... crank angle sensor, TS ... temperature sensor.

Claims (8)

吸気を気筒に導くための吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁と、
前記吸気制御弁の開度を変化させる開度変化手段と、
前記吸気制御弁に開弁又は閉弁するように指示する開閉指示信号を出力する出力手段と、
前記吸気制御弁の開閉異常の発生又は前記開閉異常が発生する発生可能性を特定する特定手段と、
前記発生又は前記発生可能性が特定される場合、所定タイミングで前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御することに加えて、前記吸気制御弁の開度を所定開度にさせるように前記開度変化手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An intake passage for guiding intake air to the cylinder;
An intake control valve provided in the intake passage and capable of generating pulsation of the intake flow according to an open / close state;
An opening changing means for changing the opening of the intake control valve;
An output means for outputting an opening / closing instruction signal for instructing the intake control valve to open or close;
A specifying means for specifying occurrence of an opening / closing abnormality of the intake control valve or occurrence possibility of the opening / closing abnormality;
When the occurrence or possibility of occurrence is specified, in addition to controlling the output means to output the opening / closing instruction signal at a predetermined timing, the opening degree of the intake control valve is set to a predetermined opening degree. And a control means for controlling the opening degree changing means.
前記内燃機関の運転を直接的又は間接的に補助する電気系を更に備え、
前記特定手段は、前記電気系の動作が始動する始動状態及び前記電気系の動作が停止する停止状態のうち一方の状態から他方の状態へ変化する場合、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定し、前記電気系が前記一方の状態又は前記他方の状態を維持する場合、前記発生又は前記発生可能性を特定しない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。
An electric system for directly or indirectly assisting the operation of the internal combustion engine;
The specifying means may detect the occurrence of the opening / closing abnormality or the possibility of occurrence when the state changes from one state to another state in a start state in which the operation of the electric system starts and a stop state in which the operation of the electric system stops. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when the electric system maintains the one state or the other state, the generation or the possibility of occurrence is not specified.
前記吸気通路内の圧力を検出する検出手段と、
前記内燃機関の機関回転数を測定する測定手段とを更に備え、
前記特定手段は、前記検出された圧力若しくは前記検出された圧力の変化率と、前記測定された機関回転数との相関関係に基づいて、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
Detecting means for detecting pressure in the intake passage;
Measuring means for measuring the engine speed of the internal combustion engine,
The specifying means specifies the occurrence or possibility of the opening / closing abnormality based on a correlation between the detected pressure or a rate of change of the detected pressure and the measured engine speed. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
前記吸気の流量を検出する流量検出手段を更に備え、
前記特定手段は、前記検出された圧力若しくは前記検出された圧力の変化率と、前記測定された機関回転数と、前記検出された流量との相関関係に基づいて、前記開閉異常の発生又は前記発生可能性を特定することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
A flow rate detecting means for detecting the flow rate of the intake air;
The specifying means is configured to generate the opening / closing abnormality or based on a correlation between the detected pressure or a change rate of the detected pressure, the measured engine speed, and the detected flow rate. 4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein occurrence possibility is specified.
前記制御手段は、前記所定タイミングとして、クランク周期に同期したタイミングで、前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御することを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。   5. The control unit according to claim 1, wherein the control unit controls the output unit to output the opening / closing instruction signal at a timing synchronized with a crank cycle as the predetermined timing. 6. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1. 前記制御手段は、前記所定タイミングとして、前記気筒の吸気行程内で少なくとも一回、前記開閉指示信号を出力するように前記出力手段を制御することを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。   The said control means controls the said output means to output the said opening / closing instruction | indication signal at least once within the intake stroke of the said cylinder as the said predetermined timing, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1. 前記吸気通路は、複数の気筒に共有され、
前記吸気制御弁は、前記共有される吸気通路に一つ設けられることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The intake passage is shared by a plurality of cylinders,
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein one intake control valve is provided in the shared intake passage.
前記吸気通路として、複数の気筒に夫々有される吸気のための複数の吸気通路と、
前記吸気制御弁として、前記複数の吸気通路に夫々設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の脈動を夫々生成可能な複数の吸気制御弁とを備えることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
As the intake passage, a plurality of intake passages for intake respectively included in a plurality of cylinders;
The intake control valve includes a plurality of intake control valves that are respectively provided in the plurality of intake passages and that can respectively generate the pulsation of the intake air according to an open / close state. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
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