JP2010168988A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce pumping loss while inhibiting pulsation in an intake air passage. <P>SOLUTION: This control device for an internal combustion engine 1 includes an on/off valve 323 opening and closing the intake air passage 32, an intake air collector 324 disposed in the intake air passage 32 at a downstream of the on/off valve 323, an intake valve 35 opening and closing an opening between the intake air passage 32 and a cylinder 21, and a variable lift operation angle mechanism 110 continuously changing the lift operation angle of the intake valve 35. The control device further includes an intake air quantity control means 40 controlling intake air quantity by controlling the lift operation angle of the intake valve 35 according to an operation state, and opening/closing valve control means (S4, S5, S7, S8) controlling the opening of the opening/closing valve 323 based on pressure in the intake air collector 324. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来の内燃機関の制御装置として、吸気通路内に発生する脈動の大きさに基づいてスロットル弁の開度を制御して、脈動の発生を抑制するものがある（例えば、特許文献１参照）。   As a conventional control device for an internal combustion engine, there is one that controls the opening of a throttle valve based on the magnitude of pulsation generated in an intake passage to suppress the generation of pulsation (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−１１２４３２号公報JP 2006-112432 A

しかしながら、吸気管内に発生する脈動の大きさに基づいてスロットル弁の開度を制御したのでは、吸気コレクタ内に負圧が発生してポンプ損失が増加する場合があった。そのため、燃費が悪化するという問題点があった。   However, if the opening degree of the throttle valve is controlled based on the magnitude of pulsation generated in the intake pipe, negative pressure may be generated in the intake collector and pump loss may increase. Therefore, there has been a problem that fuel consumption is deteriorated.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、吸気通路内の脈動の発生を抑制しつつ、ポンプ損失を低減させることを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object thereof is to reduce pump loss while suppressing the occurrence of pulsation in an intake passage.

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、吸気通路（３２）を開閉する開閉弁（３２３）と、開閉弁（３２３）の下流の吸気通路（３２）に設けられる吸気コレクタ（３２４）と、吸気通路（３２）と気筒（２１）との開口を開閉する吸気弁（３５）と、吸気弁（３５）のリフト・作動角を連続的に変更するリフト・作動角可変機構（１１０）と、を備える内燃機関（１）の制御装置であって、運転状態に応じて吸気弁（３５）のリフト・作動角を制御して、吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段（４０）と、吸気コレクタ（３２４）内の圧力に基づいて、開閉弁（３２３）の開度を制御する開閉弁制御手段（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８）と、を備えることを特徴とする。   The present invention relates to an on-off valve (323) for opening and closing an intake passage (32), an intake collector (324) provided in an intake passage (32) downstream of the on-off valve (323), an intake passage (32) and a cylinder ( 21) and an intake valve (35) that opens and closes an opening of the internal combustion engine (1), and a lift / operation angle variable mechanism (110) that continuously changes the lift / operation angle of the intake valve (35). An intake air amount control means (40) for controlling an intake air amount by controlling a lift / operation angle of the intake valve (35) according to an operating state, and a pressure in the intake collector (324). And an on-off valve control means (S4, S5, S7, S8) for controlling the opening degree of the on-off valve (323).

本発明によれば、吸気コレクタ内の圧力に基づいて開閉弁（スロットル弁）の開度を制御するため、吸気コレクタ内の圧力が負圧にならない程度に開閉弁を閉じることができる。そのため、吸気通路内の脈動の発生を抑制しつつ、ポンプ損失を低減させることができる。   According to the present invention, since the opening degree of the opening / closing valve (throttle valve) is controlled based on the pressure in the intake collector, the opening / closing valve can be closed to the extent that the pressure in the intake collector does not become negative. Therefore, pump loss can be reduced while suppressing the occurrence of pulsation in the intake passage.

吸気弁可変動弁機構を備えたエンジンの概略図である。It is the schematic of the engine provided with the intake valve variable valve mechanism. 吸気弁可変動弁機構の斜視図である。It is a perspective view of an intake valve variable valve mechanism. リフト・作動角可変機構の駆動軸方向視図である。It is a drive-axis direction view of a lift / operation angle variable mechanism. 吸気弁可変動弁機構の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of an intake valve variable valve mechanism. 第１実施形態によるスロットル開度制御について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining throttle opening degree control by 1st Embodiment. スロットル開度と、コレクタ圧力及び音振レベルと、の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a throttle opening, a collector pressure, and a sound vibration level. スロットル開度と、コレクタ圧力及びエアフローメータに伝わる圧力脈動の大きさと、の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the throttle opening and the magnitude | size of the pressure pulsation transmitted to a collector pressure and an air flow meter. スロットル開度と、コレクタ圧力と、の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between throttle opening and collector pressure. 第２実施形態によるスロットル開度制御について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the throttle opening degree control by 2nd Embodiment.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、吸気弁可変動弁機構１００を備えたエンジン１の概略図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of an engine 1 including an intake valve variable valve mechanism 100.

エンジン１は、クランクケース１０と、クランクケース１０に連結されるシリンダブロック２０と、シリンダブロック２０の頂部を覆うシリンダヘッド３０とを備える。   The engine 1 includes a crankcase 10, a cylinder block 20 connected to the crankcase 10, and a cylinder head 30 that covers the top of the cylinder block 20.

クランクケース１０の内部には、クランクシャフト１１が回転可能に支持される。クランクシャフト１１には、エンジン１の始動時にスタータモータ１２によって、クランクシャフト１１の一端に連結されたフライホイール１３のリングギヤ１４を介して始動トルクが与えられる。   A crankshaft 11 is rotatably supported in the crankcase 10. When the engine 1 is started, the crankshaft 11 is given a starting torque by a starter motor 12 via a ring gear 14 of a flywheel 13 connected to one end of the crankshaft 11.

シリンダブロック２０には、複数のシリンダ２１が形成される。シリンダ２１には、ピストン２２が摺動自在に嵌合する。ピストン２２は、コンロッド２３によってクランクシャフト１１に連結される。   A plurality of cylinders 21 are formed in the cylinder block 20. A piston 22 is slidably fitted into the cylinder 21. The piston 22 is connected to the crankshaft 11 by a connecting rod 23.

シリンダヘッド３０には、燃焼室３１の頂壁に開口する吸気通路３２と排気通路３３とが形成され、燃焼室３１の頂壁中心に点火栓３４が設けられる。シリンダヘッド３０には、吸気通路３１の開口を開閉する一対の吸気弁３５と、排気通路３２の開口を開閉する一対の排気弁３６とが設けられる。図１では図面の煩雑を防止するため、一方の吸気弁及び排気弁のみを記載してある。シリンダヘッド３０には、吸気弁３５を開閉駆動すると共にその開閉時期を任意の時期に設定できる吸気弁可変動弁機構１００と、排気弁３６を開閉駆動する排気カムシャフト３７とが設けられる。   The cylinder head 30 is formed with an intake passage 32 and an exhaust passage 33 that open to the top wall of the combustion chamber 31, and an ignition plug 34 is provided at the center of the top wall of the combustion chamber 31. The cylinder head 30 is provided with a pair of intake valves 35 that open and close the opening of the intake passage 31 and a pair of exhaust valves 36 that open and close the opening of the exhaust passage 32. In FIG. 1, only one intake valve and exhaust valve are shown in order to prevent the drawing from being complicated. The cylinder head 30 is provided with an intake valve variable valve mechanism 100 that can open and close the intake valve 35 and set the opening and closing timing to an arbitrary timing, and an exhaust camshaft 37 that drives the exhaust valve 36 to open and close.

吸気通路３２には、上流から順にエアフローメータ３２１と、音量センサ３２２と、スロットルバルブ３２３と、吸気コレクタ３２４と、ブーストセンサ３２５と、燃料噴射弁３２６とが設けられる。   The intake passage 32 is provided with an air flow meter 321, a volume sensor 322, a throttle valve 323, an intake collector 324, a boost sensor 325, and a fuel injection valve 326 in order from the upstream.

エアクリーナ３２１は、空気中に含まれる異物を除去する。   The air cleaner 321 removes foreign substances contained in the air.

エアフローメータ３２１は、空気の流量（吸入空気量）を検出する。   The air flow meter 321 detects the air flow rate (intake air amount).

音量センサ３２２は、エアフローメータ３２１とスロットルバルブ３２３の間に設けられ、吸気系の騒音振動状態を表す音振レベル（ｄＢ）を検出する。   The volume sensor 322 is provided between the air flow meter 321 and the throttle valve 323, and detects a sound vibration level (dB) representing a noise vibration state of the intake system.

スロットルバルブ３２３は、吸気通路３２を開閉する。スロットルバルブ３２３の開度（以下、「スロットル開度」という）は、後述するコントローラ４０によって、連続的に調節される。   The throttle valve 323 opens and closes the intake passage 32. The opening of the throttle valve 323 (hereinafter referred to as “throttle opening”) is continuously adjusted by the controller 40 described later.

吸気コレクタ３２４は、シリンダ内に吸入される空気を蓄える。   The intake collector 324 stores air taken into the cylinder.

ブーストセンサ３２５は、吸気コレクタ３２４の内部圧力（以下、「コレクタ圧力」という）を検出する。   Boost sensor 325 detects the internal pressure of intake collector 324 (hereinafter referred to as “collector pressure”).

燃料噴射弁３２６は、エンジン運転状態に応じて燃料を噴射する。   The fuel injection valve 326 injects fuel according to the engine operating state.

排気通路３３には、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く触媒コンバータ３３１が設けられる。   The exhaust passage 33 is provided with a catalytic converter 331 that removes harmful substances such as hydrocarbons and nitrogen oxides in the exhaust.

コントローラ４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発メモリ２０及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ４０には、上述したセンサ信号のほかにも、クランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ４１、大気圧を検出する大気圧センサ４２及び車両加速度を検出する加速度センサ４３などの各種センサからの信号が入力される。   The controller 40 is constituted by a microcomputer including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a nonvolatile memory 20 and an input / output interface (I / O interface). In addition to the sensor signals described above, the controller 40 includes an engine rotation speed sensor 41 that detects the engine rotation speed based on the crank angle, an atmospheric pressure sensor 42 that detects atmospheric pressure, an acceleration sensor 43 that detects vehicle acceleration, and the like. Signals from various sensors are input.

次に、図２を参照して、吸気弁可変動弁機構１００について説明する。図２は、吸気弁可変動弁機構１００の斜視図である。   Next, the intake valve variable valve mechanism 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of the intake valve variable valve mechanism 100.

吸気弁可変動弁機構１００は、吸気弁３５のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１１０と、吸気弁３５のリフト中心角（吸気弁３５が最大リフトを迎えるクランク角度位置）の位相を進角又は遅角させる位相可変機構１４０とを備え、吸気弁３５のバルブタイミングを可変制御する。なお、図２では１つの気筒に対応する一対の吸気弁３５及びその関連部品のみを簡略的に図示している。   The intake valve variable valve mechanism 100 includes a lift / operation angle variable mechanism 110 that changes the lift / operation angle of the intake valve 35, and a lift center angle of the intake valve 35 (a crank angle position at which the intake valve 35 reaches the maximum lift). A phase variable mechanism 140 for advancing or retarding the phase is provided, and the valve timing of the intake valve 35 is variably controlled. In FIG. 2, only a pair of intake valves 35 corresponding to one cylinder and its related parts are shown in a simplified manner.

まず、リフト・作動角可変機構１１０の構成について説明する。   First, the configuration of the lift / operating angle variable mechanism 110 will be described.

吸気弁３５の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸１１３が設けられる。駆動軸１１３は、一端部に設けられた従動スプロケット１４２等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフト１１と連係され、クランクシャフト１１に連動して軸周りに回転する。   A hollow drive shaft 113 extending in the cylinder row direction is provided above the intake valve 35. The drive shaft 113 is linked to the crankshaft 11 by a belt or chain (not shown) via a driven sprocket 142 provided at one end, and rotates around the axis in conjunction with the crankshaft 11.

駆動軸１１３には、気筒ごとに、一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３に対して回転自在に取り付けられる。この一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３を中心として所定の回転範囲で揺動（上下動）することによって、その下方に位置する吸気弁のバルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁３５が下方にリフトする。なお、一対の揺動カム１２０は、互いに円筒等で同位相に固定されている。   A pair of swing cams 120 is attached to the drive shaft 113 so as to be rotatable with respect to the drive shaft 113 for each cylinder. The pair of swing cams 120 swings (up and down) around the drive shaft 113 within a predetermined rotation range, thereby pressing the valve lifter 119 of the intake valve located below it and lifting the intake valve 35 downward. To do. The pair of swing cams 120 are fixed to each other in the same phase by a cylinder or the like.

駆動軸１１３の外周には、円筒状の駆動カム１１５が圧入等によって固定される。駆動カム１１５の中心Ｐ4（図３参照）は、駆動軸１１３の軸心Ｐ3（図３参照）から所定量だけ偏心した位置にある。駆動カム１１５は、揺動カム１２０から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定される。そして、駆動カム１１５の外周面には、リンクアーム１２５の基端１２５ａが、回転自在に嵌合する。 A cylindrical drive cam 115 is fixed to the outer periphery of the drive shaft 113 by press fitting or the like. The center P 4 (see FIG. 3) of the drive cam 115 is at a position eccentric from the axis P 3 (see FIG. 3) of the drive shaft 113 by a predetermined amount. The drive cam 115 is fixed at a position away from the swing cam 120 by a predetermined distance in the axial direction. Then, the base end 125a of the link arm 125 is rotatably fitted to the outer peripheral surface of the drive cam 115.

駆動軸１１３の斜め上方には、制御軸１１６が、駆動軸１１３と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持される。   A control shaft 116 extends diagonally above the drive shaft 113 in the cylinder row direction in parallel with the drive shaft 113 and is rotatably supported.

制御軸１１６の一端部には、制御軸１１６を所定回転角度範囲内で回転させるリフト量制御アクチュエータ１３０が設けられる。リフト量制御アクチュエータ１３０は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ４０からの制御信号に基づいて、第１油圧装置２０１によって制御される。   One end of the control shaft 116 is provided with a lift amount control actuator 130 that rotates the control shaft 116 within a predetermined rotation angle range. The lift amount control actuator 130 is controlled by the first hydraulic device 201 based on a control signal from the controller 40 that detects the operating state of the engine 1.

制御軸１１６の外周面には、制御カム１１７が圧入等によって固定される。制御カム１１７の中心Ｐ1（図３参照）は、制御軸１１６の軸心Ｐ2（図３参照）から所定量だけ偏心した位置にある。制御カム１１７には、ロッカアーム１１８が、制御カム１１７の外周面に回転自在に嵌合する。ロッカアーム１１８は、制御カム１１７の軸心Ｐ1を支点として揺動する。 A control cam 117 is fixed to the outer peripheral surface of the control shaft 116 by press fitting or the like. The center P 1 (see FIG. 3) of the control cam 117 is at a position eccentric from the axis P 2 (see FIG. 3) of the control shaft 116 by a predetermined amount. A rocker arm 118 is rotatably fitted to the outer peripheral surface of the control cam 117. The rocker arm 118 swings about the axis P 1 of the control cam 117 as a fulcrum.

ロッカアーム１１８は、制御カム１１７に支持される中央の基端部１１８ａを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸び、その両端には一端部１１８ｂと他端部１１８ｃとを有する。そして一端部１１８ｂと揺動カム１２０とがリンク部材１２６によって連結され、他端部１１８ｃ（図３参照）とリンクアーム１２５の端部１２５ｂとが連結される。   The rocker arm 118 extends in the left-right direction perpendicular to the axial direction around a central base end portion 118a supported by the control cam 117, and has one end 118b and the other end 118c at both ends thereof. The one end 118b and the swing cam 120 are connected by a link member 126, and the other end 118c (see FIG. 3) and the end 125b of the link arm 125 are connected.

次に、位相可変機構１４０の構成について説明する。   Next, the configuration of the phase variable mechanism 140 will be described.

位相可変機構１４０は、位相角制御アクチュエータ１４１と第２油圧装置２０２とを備える。   The phase variable mechanism 140 includes a phase angle control actuator 141 and a second hydraulic device 202.

位相角制御アクチュエータ１４１は、スプロケット１４２と駆動軸１１３とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。   The phase angle control actuator 141 relatively rotates the sprocket 142 and the drive shaft 113 within a predetermined angle range.

第２油圧装置２０２は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ４０からの制御信号に基づいて、位相角制御アクチュエータ１４１を制御する。   The second hydraulic device 202 controls the phase angle control actuator 141 based on a control signal from the controller 40 that detects the operating state of the engine 1.

第２油圧装置２０２による位相角制御アクチュエータ１４１への油圧制御によって、スプロケット１４２と駆動軸１１３とが相対的に回転し、リフト中心角が進角又は遅角する。   By the hydraulic control to the phase angle control actuator 141 by the second hydraulic device 202, the sprocket 142 and the drive shaft 113 are relatively rotated, and the lift center angle is advanced or retarded.

続いてリフト・作動角可変機構１１０の作用を詳述する。   Next, the operation of the lift / operating angle variable mechanism 110 will be described in detail.

図３（Ａ）（Ｂ）は、リフト・作動角可変機構１１０の駆動軸方向視図である。図３（Ａ）は、吸気弁３５のゼロリフト時における揺動カム１２０の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。図３（Ｂ）は、吸気弁３５のフルリフト時における揺動カム１２０の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。   3A and 3B are views of the lift / operating angle variable mechanism 110 as viewed in the drive axis direction. FIG. 3A is a view showing the positions of the swing cam 120 when the intake valve 35 is at the zero lift when the swing cam 120 is at the minimum swing and at the maximum swing. FIG. 3B is a diagram showing the positions of the swing cam 120 when the intake valve 35 is fully lifted when the swing cam 120 is at the minimum swing and at the maximum swing.

ここで、吸気弁のゼロリフト時とは、吸気弁３５がリフトしないことをいう（つまり吸気弁のリフト量はゼロ）。また、吸気弁のフルリフト時とは、吸気弁３５が最大のリフト量となることをいう。   Here, the time of zero lift of the intake valve means that the intake valve 35 does not lift (that is, the lift amount of the intake valve is zero). In addition, when the intake valve is fully lifted, the intake valve 35 has the maximum lift amount.

図３（Ａ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ1が制御軸１１６の軸心Ｐ2の上方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが制御軸１１６に対して上方に位置しているときは、ロッカアーム１１８は全体として上方へ位置し、揺動カム１２０の端部１２０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、カム面１２０ｂがバルブリフタ１１９から離れる方向に傾く（図３（Ａ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、基円面１２０ｃが長くバルブリフタに接触し続け、カム面１２０ｂがバルブリフタに接触する期間が短くなる。このため、吸気弁３５の最大リフト量が小さくなる（図３（Ａ）の右側参照）。また、吸気弁３５の開時期から閉時期までのクランク角度区間、つまり吸気弁３５の作動角も縮小する。 As shown in FIG. 3A, the center P 1 of the control cam 117 is located above the axis P 2 of the control shaft 116, and the thick portion 117 a of the control cam is located above the control shaft 116. In this state, the rocker arm 118 is positioned upward as a whole, and the end 120a of the swing cam 120 is relatively lifted upward. That is, the initial position of the swing cam 120 is inclined in a direction in which the cam surface 120b is separated from the valve lifter 119 (see the left side of FIG. 3A). Therefore, when the swing cam 120 swings with the rotation of the drive shaft 113, the base circle surface 120c continues to contact the valve lifter for a long time, and the period during which the cam surface 120b contacts the valve lifter is shortened. For this reason, the maximum lift amount of the intake valve 35 is reduced (see the right side of FIG. 3A). Further, the crank angle section from the opening timing to the closing timing of the intake valve 35, that is, the operating angle of the intake valve 35 is also reduced.

一方、図３（Ｂ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ1が制御軸１１６の軸心Ｐ2の下方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが制御軸１１６に対して下方に位置している場合には、ロッカアーム１１８は全体として下方へ位置し、揺動カム１２０の端部１２０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、カム面１２０ｂがバルブリフタ１１９に近付く方向に傾く（図３（Ｂ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、バルブリフタ１１９と接触する部位が基円面１２０ｃからカム面１２０ｂへと直ちに移行する。このため、吸気弁３５の最大リフト量が大きくなる（図３（Ｂ）の右側参照）。また、吸気弁３５の作動角も拡大する。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (B), the center P 1 of the control cam 117 is positioned below the axis P 2 of the control shaft 116, downwardly with respect to the thick portion 117a of the control cam control shaft 116 When positioned, the rocker arm 118 is positioned downward as a whole, and the end 120a of the swing cam 120 is relatively pushed downward. That is, the initial position of the swing cam 120 is inclined in a direction in which the cam surface 120b approaches the valve lifter 119 (see the left side of FIG. 3B). Therefore, when the swing cam 120 swings with the rotation of the drive shaft 113, the portion that contacts the valve lifter 119 immediately shifts from the base circle surface 120c to the cam surface 120b. For this reason, the maximum lift amount of the intake valve 35 is increased (see the right side of FIG. 3B). In addition, the operating angle of the intake valve 35 is increased.

図４は、吸気弁可変動弁機構１００の作用を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the intake valve variable valve mechanism 100.

先に図３を参照して説明した制御カム１１７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、吸気弁３５のバルブリフト特性は連続的に変化する。つまり、図４の実線に示したように、吸気弁可変動弁機構１００は、リフト・作動角可変機構１１０によって、吸気弁３５のリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁３５のリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁３５の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。   Since the initial position of the control cam 117 described above with reference to FIG. 3 can be continuously changed, the valve lift characteristic of the intake valve 35 is continuously changed accordingly. That is, as shown by the solid line in FIG. 4, the intake valve variable valve mechanism 100 continuously increases and decreases the lift amount and the operation angle of the intake valve 35 simultaneously by the lift / operation angle variable mechanism 110. be able to. Although depending on the layout of each part, for example, the opening timing and closing timing of the intake valve 35 change substantially symmetrically with changes in the lift amount and operating angle of the intake valve 35.

さらに、図４で破線に示すように、吸気弁可変動弁機構１００は、位相可変機構１４０によって、リフト中心角を進角又は遅角させることができる。   Further, as indicated by a broken line in FIG. 4, the intake valve variable valve mechanism 100 can advance or retard the lift center angle by the phase variable mechanism 140.

このように、リフト・作動角可変機構１１０と位相可変機構１４０とを組み合わせることによって、吸気弁可変動弁機構１００は、任意のクランク角度位置で吸気弁３５を開閉でき、吸気弁３５の閉時期を任意の時期に設定することができる。つまり、吸気弁３５のバルブタイミングを任意に設定することができる。   In this way, by combining the lift / operating angle variable mechanism 110 and the phase variable mechanism 140, the intake valve variable valve mechanism 100 can open and close the intake valve 35 at an arbitrary crank angle position, and the intake valve 35 is closed. Can be set at any time. That is, the valve timing of the intake valve 35 can be set arbitrarily.

これにより、スロットルバルブ３２３を略全開に保持しつつ、運転者の要求トルクに応じて吸気弁３５のリフト量及び作動角とリフト中心角とを制御して吸気量を調節することができる。すなわち、運転者の要求トルクが減少したときは、リフト・作動角可変機構１１０によって吸気弁のリフト量及び作動角を小さくすると共に、位相可変機構１４０によってリフト中心角を進角させることで、要求トルクに応じた吸気量に制御できる。以下では、スロットルバルブ３２３を略全開に保持しつつ、吸気弁可変動弁機構１００によって吸気量を制御する運転のことをノンスロットル運転という。   As a result, the intake air amount can be adjusted by controlling the lift amount, the operating angle, and the lift center angle of the intake valve 35 in accordance with the driver's required torque while holding the throttle valve 323 substantially fully open. That is, when the driver's required torque decreases, the lift / operating angle variable mechanism 110 reduces the lift amount and operating angle of the intake valve, and the phase variable mechanism 140 advances the lift center angle. The intake air amount can be controlled according to the torque. Hereinafter, an operation in which the intake valve is controlled by the intake valve variable valve mechanism 100 while the throttle valve 323 is substantially fully opened is referred to as a non-throttle operation.

ノンスロットル運転中は、スロットルバルブ３２３を略全開に保持するため、スロットルバルブ３２３を閉じることによって生じるポンプ損失を低減することができる。しかしながら、スロットルバルブ３２３を略全開にすると、シリンダ内の圧力と吸気通路３２の圧力との差分によって発生した圧力脈動が、スロットルバルブ３２３よりも上流の吸気通路３２にまで伝達してしまう。そうすると、この圧力脈動によって、エアフローメータ３２１の検出信号に基づいて算出した吸気量と実際の吸気量との間にズレが生じたり、吸気系の騒音や振動（音振レベル）が大きくなるという問題がある。   During the non-throttle operation, the throttle valve 323 is held almost fully open, so that the pump loss caused by closing the throttle valve 323 can be reduced. However, when the throttle valve 323 is substantially fully opened, the pressure pulsation generated by the difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the intake passage 32 is transmitted to the intake passage 32 upstream of the throttle valve 323. Then, the pressure pulsation causes a problem that a difference occurs between the intake air amount calculated based on the detection signal of the air flow meter 321 and the actual intake air amount, and noise and vibration (sound vibration level) of the intake system increase. There is.

そこで、本実施形態では、コレクタ圧力が負圧にならない程度までスロットルバルブ３２３を閉じることで、ポンプ損失の低減を図るとともに、音振レベルを減少させる。以下、このスロットル開度制御について説明する。   Therefore, in this embodiment, the throttle valve 323 is closed to such an extent that the collector pressure does not become a negative pressure, thereby reducing the pump loss and reducing the sound vibration level. Hereinafter, this throttle opening control will be described.

図５は、本実施形態によるスロットル開度制御について説明するフローチャートである。コントローラ４０は、本ルーチンをエンジンの運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。   FIG. 5 is a flowchart illustrating the throttle opening degree control according to this embodiment. The controller 40 executes this routine at a predetermined calculation cycle (for example, 10 ms) during operation of the engine.

ステップＳ１において、コントローラ４０は、ブーストセンサ３２５によって、コレクタ圧力を検出する。   In step S <b> 1, the controller 40 detects the collector pressure by the boost sensor 325.

ステップＳ２において、コントローラ４０は、加速度センサ４３によって検出した加速度に基づいて、減速中か否かを判定する。コントローラ４０は、減速中であればステップＳ６に処理を移行する。一方で、減速中でなければステップＳ３に処理を移行する。   In step S <b> 2, the controller 40 determines whether the vehicle is decelerating based on the acceleration detected by the acceleration sensor 43. If the controller 40 is decelerating, the process proceeds to step S6. On the other hand, if the vehicle is not decelerating, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３において、コントローラ４０は、コレクタ圧力が大気圧センサ４２によって検出された大気圧よりも小さいか否かを判定する。コントローラ４０は、コレクタ圧力が大気圧よりも小さければステップＳ５に処理を移行する。一方で、コレクタ圧力が大気圧であればステップＳ４に処理を移行する。   In step S <b> 3, the controller 40 determines whether or not the collector pressure is smaller than the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 42. If the collector pressure is lower than the atmospheric pressure, the controller 40 proceeds to step S5. On the other hand, if the collector pressure is atmospheric pressure, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４において、コントローラ４０は、スロットルバルブ３２３を所定角度だけ閉じる。   In step S4, the controller 40 closes the throttle valve 323 by a predetermined angle.

ステップＳ５において、コントローラ４０は、スロットルバルブ３２３を所定角度だけ開く。   In step S5, the controller 40 opens the throttle valve 323 by a predetermined angle.

ステップＳ６において、コントローラ４０は、コレクタ圧力が所定負圧より小さいか否かを判定する。コントローラ４０は、コレクタ圧力が所定負圧よりも小さければステップＳ８に処理を移行する。一方で、コレクタ圧力が所定負圧よりも大きければステップＳ７に処理を移行する。   In step S6, the controller 40 determines whether or not the collector pressure is smaller than a predetermined negative pressure. If the collector pressure is smaller than the predetermined negative pressure, the controller 40 proceeds to step S8. On the other hand, if the collector pressure is greater than the predetermined negative pressure, the process proceeds to step S7.

ステップＳ７において、コントローラ４０は、スロットルバルブ３２３を所定角度だけ閉じる。   In step S7, the controller 40 closes the throttle valve 323 by a predetermined angle.

ステップＳ８において、コントローラ４０は、スロットルバルブ３２３を所定角度だけ開く。   In step S8, the controller 40 opens the throttle valve 323 by a predetermined angle.

次に、スロットル開度制御制御による作用効果について、図６から図８を参照して説明する。   Next, the effect by throttle opening control control is demonstrated with reference to FIGS.

図６は、スロットル開度と、コレクタ圧力及び音振レベルと、の関係を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the throttle opening, the collector pressure, and the sound vibration level.

図６に示すように、吸気コレクタ３２４には、スロットル開度が全開から所定開度にまで閉じられる間、コレクタ圧力が大気圧のまま変化しないコレクタ圧力不感帯が存在する。本実施形態では、このコレクタ圧力不感帯を利用して、通常運転時には、コレクタ圧力が負圧になる直前までスロットル開度を小さくする。これにより、図６に示すように、スロットルバルブ３２３を全開にした状態と比較して、音振レベルを小さくすることができる。   As shown in FIG. 6, the intake collector 324 has a collector pressure dead zone in which the collector pressure remains at atmospheric pressure while the throttle opening is closed from the full opening to the predetermined opening. In this embodiment, this collector pressure dead zone is used to reduce the throttle opening until just before the collector pressure becomes negative during normal operation. As a result, as shown in FIG. 6, the sound vibration level can be reduced as compared with a state where the throttle valve 323 is fully opened.

また、減速時には、運転状態によっては燃料カットが実施され、通常運転時よりも燃料消費量が少なくなるので、ノンスロットル運転による燃費効果も通常運転時より小さくなる。そこで本実施形態では、減速時には、通常運転時よりもスロットルバルブ３２３を閉じてスロットル開度を小さくし、コレクタ圧力を所定負圧まで下げている。これにより、減速時においては、通常運転時よりも音振レベルを小さくすることができる。   Further, at the time of deceleration, the fuel cut is performed depending on the driving state, and the fuel consumption is smaller than that at the time of normal driving. Therefore, in this embodiment, at the time of deceleration, the throttle valve 323 is closed to reduce the throttle opening, and the collector pressure is reduced to a predetermined negative pressure, compared to the normal operation. Thereby, at the time of deceleration, a sound vibration level can be made smaller than at the time of normal operation.

図７は、スロットル開度と、コレクタ圧力及びエアフローメータ３２１に伝わる圧力脈動の大きさと、の関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the throttle opening, the collector pressure, and the magnitude of pressure pulsation transmitted to the air flow meter 321.

図７に示すように、通常運転時には、コレクタ圧力不感帯を利用して、コレクタ圧力が負圧になる直前までスロットルバルブ３２３を閉じてスロットル開度を小さくすることで、エアフローメータ３２１に伝わる圧力脈動を小さくすることができる。また、減速時には、コレクタ圧力を所定負圧まで下げることで、通常運転時よりもエアフローメータ３２１に伝わる圧力脈動を小さくすることができる。   As shown in FIG. 7, during normal operation, the pressure pulsation transmitted to the air flow meter 321 is reduced by closing the throttle valve 323 and reducing the throttle opening until just before the collector pressure becomes negative using the collector pressure dead zone. Can be reduced. Further, at the time of deceleration, the pressure pulsation transmitted to the air flow meter 321 can be made smaller than that during normal operation by lowering the collector pressure to a predetermined negative pressure.

これにより、エアフローメータ３２１の検出信号に基づいて算出される吸気量が、実際の吸気量からずれてしまうことを抑制できる。   Thereby, it is possible to prevent the intake air amount calculated based on the detection signal of the air flow meter 321 from deviating from the actual intake air amount.

図８は、スロットル開度と、コレクタ圧力と、の関係を示す図であり、コレクタ圧力を負圧にしたい場合の応答性についての効果を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the throttle opening and the collector pressure, and is a diagram for explaining the effect on the response when the collector pressure is desired to be negative.

一般的に、車両には、吸入負圧を利用してブレーキペダルの踏力を軽減するブレーキブースタが設けられている。したがって、所定の運転条件ではスロットルバルブ３２３を閉じてコレクタ圧力を負圧にしておく必要がある。このような場合に、本実施形態によれば、コレクタ圧力が負圧になる直前までスロットルバルブ３２３を閉じているので、コレクタ圧力を目標負圧にするまでの時間を短縮できる。したがって、吸入負圧が必要なときの応答性を向上させることができる。   In general, a vehicle is provided with a brake booster that reduces the depressing force of a brake pedal by using suction negative pressure. Therefore, it is necessary to close the throttle valve 323 and set the collector pressure to a negative pressure under predetermined operating conditions. In such a case, according to the present embodiment, since the throttle valve 323 is closed until immediately before the collector pressure becomes negative, the time until the collector pressure becomes the target negative pressure can be shortened. Accordingly, it is possible to improve the responsiveness when the suction negative pressure is required.

以上説明した本実施形態によれば、スロットルバルブ３２３を略全開に保持しつつ、吸気弁可変動弁機構１００によって吸気量を制御するノンスロットル運転を実施することとした。そして、通常運転時には、コレクタ圧力が負圧になる直前までスロットルバルブ３２３を閉じることとした。   According to the present embodiment described above, the non-throttle operation in which the intake air amount is controlled by the intake valve variable valve mechanism 100 is performed while the throttle valve 323 is held substantially fully open. During normal operation, the throttle valve 323 is closed until just before the collector pressure becomes negative.

これにより、ポンプ損失の低減を図り、燃費を向上させることができる。また、圧力脈動がスロットルバルブ３２３よりも上流の吸気通路３２にまで伝達するのを抑制することができる。そのため、エアフローメータ３２１による吸入空気量検出精度を向上させることができるとともに、吸気系の騒音及び振動を抑制することができる。   Thereby, reduction of pump loss can be aimed at and fuel consumption can be improved. Further, it is possible to suppress the pressure pulsation from being transmitted to the intake passage 32 upstream of the throttle valve 323. Therefore, the accuracy of intake air amount detection by the air flow meter 321 can be improved, and noise and vibration in the intake system can be suppressed.

また、ポンプ損失低減による燃費向上効果の低い減速時には、スロットル開度を通常運転時よりも小さくすることとした。これにより、通常運転時よりも、吸気系の騒音及び振動を抑制することができる。   In addition, the throttle opening is set to be smaller than that during normal operation at the time of deceleration with low fuel efficiency improvement effect due to reduction of pump loss. Thereby, the noise and vibration of the intake system can be suppressed more than during normal operation.

また、予めコレクタ圧力が負圧になる直前までスロットルバルブ３２３を閉じておくことで、吸入負圧が必要なときに、コレクタ圧力を素早く目標負圧まで下げることができる。   Further, by closing the throttle valve 323 until immediately before the collector pressure becomes negative, the collector pressure can be quickly reduced to the target negative pressure when suction negative pressure is required.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図９を参照して説明する。本実施形態は、吸気通路３２の音振レベルを検出し、音振レベルを考慮してスロットル開度制御を実施する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the sound opening level of the intake passage 32 is detected and the throttle opening control is performed in consideration of the sound vibration level. Hereinafter, the difference will be mainly described. In each of the following embodiments, the same reference numerals are used for portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図９は、本実施形態によるスロットル開度制御について説明するフローチャートである。コントローラ４０は、本ルーチンをエンジンの運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the throttle opening degree control according to the present embodiment. The controller 40 executes this routine at a predetermined calculation cycle (for example, 10 ms) during operation of the engine.

ステップＳ２１において、コントローラ４０は、音量センサ３２２によって、吸気系の音振レベルを検出する。   In step S <b> 21, the controller 40 detects the sound vibration level of the intake system using the volume sensor 322.

ステップＳ２２において、コントローラ４０は、音振レベルが、運転状態に応じて定まる許容値より小さいか否かを判定する。コントローラ４０は、音振レベルが許容値よりも小さければステップＳ２３に処理を移行する。一方で音振レベルが許容値よりも大きければステップＳ１に処理を移行する。   In step S22, the controller 40 determines whether or not the sound vibration level is smaller than an allowable value determined according to the driving state. If the sound vibration level is smaller than the allowable value, the controller 40 proceeds to step S23. On the other hand, if the sound vibration level is larger than the allowable value, the process proceeds to step S1.

ステップＳ２３において、コントローラ４０は、スロットル開度を現在の開度に維持する。   In step S23, the controller 40 maintains the throttle opening at the current opening.

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、スロットルバルブ３２３を、音振レベルに応じた適切なスロットル開度に維持することができる。これにより、コレクタ圧力が負圧になる直前までスロットルバルブ３２３を閉じる必要がなくなる場合がある。したがって、スロットルバルブ３２３を閉じ、その開度に維持するために必要な消費電力を減らすことができ、燃費を向上させることができる。   According to this embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the throttle valve 323 can be maintained at an appropriate throttle opening degree according to the sound vibration level. As a result, it may not be necessary to close the throttle valve 323 until just before the collector pressure becomes negative. Therefore, the power consumption required for closing the throttle valve 323 and maintaining the opening thereof can be reduced, and the fuel consumption can be improved.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、上記各実施形態では、スロットルバルブ３２３を所定の角度ずつ開閉させていたが、予め実験等で定めたエンジン回転速度とエンジン負荷と基づくマップや、エンジン回転速度とリフト・作動角と基づくマップによって、開閉角度を算出してもよい。   For example, in each of the above embodiments, the throttle valve 323 is opened and closed by a predetermined angle. However, a map based on the engine rotational speed and the engine load and a map based on the engine rotational speed and the lift / operating angle determined in advance through experiments or the like. Thus, the opening / closing angle may be calculated.

１ エンジン（内燃機関）
２１ シリンダ（気筒）
３２ 吸気通路
３５ 吸気弁
４０ コントローラ（吸入空気量制御手段）
１１０ リフト・作動角可変機構
３２２ 音量センサ（音振レベル検出手段）
３２３ スロットル弁（開閉弁）
３２４ 吸気コレクタ
Ｓ４ 開閉弁制御手段
Ｓ５ 開閉弁制御手段
Ｓ７ 開閉弁制御手段
Ｓ８ 開閉弁制御手段
Ｓ２３ 開度保持手段 1 engine (internal combustion engine)
21 cylinders
32 Intake passage 35 Intake valve 40 Controller (intake air amount control means)
110 Lift / Operating Angle Variable Mechanism 322 Volume sensor (sound vibration level detection means)
323 Throttle valve (open / close valve)
324 Intake collector S4 On-off valve control means S5 On-off valve control means S7 On-off valve control means S8 On-off valve control means S23 Opening holding means

Claims (4)

吸気通路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁の下流の前記吸気通路に設けられる吸気コレクタと、
前記吸気通路と気筒との開口を開閉する吸気弁と、
前記吸気弁のリフト・作動角を連続的に変更するリフト・作動角可変機構と、
を備える内燃機関の制御装置であって、
運転状態に応じて前記吸気弁のリフト・作動角を制御して、吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
前記吸気コレクタ内の圧力に基づいて、前記開閉弁の開度を制御する開閉弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An on-off valve for opening and closing the intake passage;
An intake collector provided in the intake passage downstream of the on-off valve;
An intake valve that opens and closes an opening between the intake passage and the cylinder;
A variable lift / operating angle mechanism for continuously changing the lift / operating angle of the intake valve;
An internal combustion engine control device comprising:
An intake air amount control means for controlling the intake air amount by controlling the lift and operating angle of the intake valve according to the operating state;
On-off valve control means for controlling the opening degree of the on-off valve based on the pressure in the intake collector;
A control device for an internal combustion engine, comprising: 前記開閉弁制御手段は、
通常運転時には、前記コレクタ内の圧力が負圧になる直前まで前記開閉弁の開度を小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The on-off valve control means includes
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein, during normal operation, the opening degree of the on-off valve is reduced until immediately before the pressure in the collector becomes negative. 前記開閉弁制御手段は、
減速時には、前記開閉弁の開度を前記通常運転時よりも小さくする
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。 The on-off valve control means includes
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein during the deceleration, the opening degree of the on-off valve is made smaller than that during the normal operation. 前記吸気通路の騒音振動状態を検出する音振レベル検出手段と、
前記騒音振動状態が所定の音振レベルに収まったときは、前記開閉弁の開度を現在の開度に保持する開度保持手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。 Sound vibration level detection means for detecting a noise vibration state of the intake passage;
When the noise vibration state falls within a predetermined sound vibration level, opening degree holding means for holding the opening degree of the on-off valve at the current opening degree;
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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