JP2013092154A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 要求トルクに余裕トルクを加算することにより吸気制御目標トルクTRQGAが算出され、吸気制御目標トルクTRQGAに応じて目標弁作動位相VTCCMD及び目標スロットル弁開度THCMDが算出される。弁作動位相VTC及びスロットル弁開度THが、目標弁作動位相VTCCMD及び目標スロットル弁開度THCMDと一致するように制御され、推定弁作動位相HVTC及び推定スロットル弁開度HTHに応じて推定吸気制御トルクHTRQGAが算出され、要求トルクTRQEと推定吸気制御トルクHTRQGAとの比率を用いて点火時期IGLOGの算出が行われる。
【選択図】 図4
Description
[第1の実施形態]
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図2は弁作動特性可変装置の構成を示す図である。図1において、例えば4気筒を有する内燃機関(以下単に「エンジン」という)1は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての弁作動特性可変機構42を有する弁作動特性可変装置40を備えている。弁作動特性可変機構42により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。
スロットル弁3の下流には吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ8及び吸気温TAを検出する吸気温センサ9が取付けられている。またエンジン1の本体には、エンジン冷却水温TWを検出するエンジン冷却水温センサ10が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ECU5に供給される。
ステップS11では、アクセルペダル操作量AP及びエンジン回転数NEに応じて基本目標トルクTRQBを算出する。基本目標トルクTRQBには、上述したドライバ要求トルクTRQD及び摩擦損失トルクTFが含まれる。
TRQE=TRQB+TRQL (1)
ステップS14では、吸気ゲージ圧PBGA(=PBA−PA)に応じて図5に示すDTRQIDLSテーブルを検索し、余裕トルクDTRQIDLSを算出する。余裕トルクDTRQIDLSは、点火時期を最適点火時期(エンジン出力トルクが最大となる点火時期)MBTから遅角した値に設定することによるトルク減少量に相当する。
TRQGA=TRQE+DTRQIDLS (2)
ステップS16では、図6及び図7に示すGACMD算出処理を実行し、吸気制御目標トルクTRQGAを得るために必要な吸入空気流量である目標吸入空気流量GACMDを算出する。
ステップS21では、エンジン回転数NEに応じて下限吸入空気流量GAIRFCL及び上限吸入空気流量GCYLMAXQを算出する。ステップS22では、仮下側吸入空気流量GATMPLを下限吸入空気流量GAIRFCLに設定するとともに、仮上側吸入空気流量GATMPHを上限吸入空気流量GCYLMAXQに設定する。ステップS23ではインデクスパラメータiを「1」に設定する。
GATMP=(GATMPL+GATMPH)/2 (3)
TRQTMP=GATMP×KTDTMP×KGAT (4)
IGSET=MBT−IGKNOCK−IGCR (11)
DIGRB=MBT−IGSET (12)
KTRQ=TRQE/HTRQGA (13)
KIGDNM=KTRQ×KIGDN (14)
IGLOG=MBT−DIGRTD (15)
第1の実施形態では、検出される弁作動位相VTC及びスロットル弁開度THに応じて、推定吸入空気流量HGAIRを算出したが、本実施形態は、弁作動位相VTC及びスロットル弁開度THの推定値である推定弁作動位相HVTC及び推定スロットル弁開度HTHを算出し、推定弁作動位相HVTC及び推定スロットル弁開度HTHに応じて、推定吸入空気流量HGAIRを算出するようにしたものである。以下に説明する点以外は、第1の実施形態と同一である。
ステップS81では、目標弁作動位相VTCCMDが制限作動位相の前回値VTCLTD(k-1)より大きいか否かを判別する。制限作動位相VTCLTDは、目標弁作動位相VTCCMDに対して、制限された変化量で追従するパラメータであり、以下に説明するステップS82〜S87で算出される。また「k」は本処理の実行周期(すなわちTDCパルス発生周期)で離散化した離散化時刻である。
VTCLMT=VTCLTD(k-1)+DVTCP (21)
ステップS81の答が否定(NO)、すなわちVTCCMD≦VTCLTD(k-1)であるときは、作動位相リミット値VTCLMTを下記式(22)により算出する(ステップS84)。式(22)のDVTCMは、減少方向変化量の上限値である(以下「上限減少量」という)。
VTCLMT=VTCLTD(k-1)−DVTCM (22)
HVTC=HVTC(k-1)
+CVTC×(HVTCTMP(k)−HVTC(k-1)) (23)
HTH=HTH(k-1)
+CTH×(THCMD(k)−HTH(k-1)) (24)
2 吸気管
3 スロットル弁(吸気制御手段)
4 スロットル弁開度センサ(制御量検出手段)
5 電子制御ユニット(点火時期制御手段、要求トルク算出手段、吸気制御目標トルク算出手段、目標吸入空気流量算出手段、目標制御量算出手段、吸気制御実行手段、推定吸入空気流量算出手段、推定出力トルク算出手段、トルク比率算出手段、最適点火時期算出手段、遅角補正量算出手段、仮目標吸入空気流量算出手段、目標弁作動位相算出手段、制御量推定手段、目標スロットル弁開度算出手段、制限作動位相算出手段、第1なまし処理手段、第2なまし処理手段)
11 クランク角度位置センサ(制御量検出手段)
12 カム角度位置センサ(制御量検出手段)
42 弁作動特性可変機構(吸気制御手段)
Claims (7)
- 内燃機関の吸入空気流量を制御する吸気制御手段と、前記機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備える内燃機関の制御装置において、
前記機関の要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記要求トルクに余裕トルクを加算することにより吸気制御目標トルクを算出する吸気制御目標トルク算出手段と、
前記吸気制御目標トルクに応じて前記機関の目標吸入空気流量を算出する目標吸入空気流量算出手段と、
前記目標吸入空気流量に応じて前記吸気制御手段の目標制御量を算出する目標制御量算出手段と、
前記吸気制御手段の制御量が前記目標制御量と一致するように前記吸気制御手段を駆動する吸気制御実行手段と、
前記吸気制御手段の制御量を推定する制御量推定手段と、
推定された制御量に応じて前記機関の吸入空気流量の推定値である推定吸入空気流量を算出する推定吸入空気流量算出手段と、
前記推定吸入空気流量に応じて前記機関の推定出力トルクを算出する推定出力トルク算出手段と、
前記要求トルクと推定出力トルクとの比率であるトルク比率を算出するトルク比率算出手段とを備え、
前記点火時期制御手段は、前記トルク比率に応じて前記点火時期制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記吸気制御手段は、前記機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、前記機関の吸気弁の作動位相を連続的に変更する弁作動位相可変機構とを備え、
前記制御量推定手段は、
前記目標吸入空気流量及び前記機関の回転数に応じて、前記作動位相の目標値である目標作動位相を算出する目標作動位相算出手段と、
前記目標作動位相の変化に対して、制限された変化量で追従する制限作動位相を算出する制限作動位相算出手段とを備え、
所定期間前に算出された前記制限作動位相を弁作動位相推定値として算出し、
前記推定吸入空気流量算出手段は、前記弁作動位相推定値を用いて前記推定吸入空気流量を算出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。 - 前記制御量推定手段は、前記弁作動位相推定値になまし処理を行う第1なまし処理手段をさらに備え、前記推定吸入空気流量算出手段は、前記なまし処理された弁作動位相推定値を用い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。
- 前記制限作動位相算出手段は、前記目標作動位相の変化方向に応じて、前記制限作動位相の前回値に第1制限変化量を加算すること、または前記制限作動位相の前回値から第2制限変化量を減算することにより、前記制限作動位相を算出し、前記第1及び第2制限変化量を前記機関の回転数に応じて設定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御量推定手段は、
前記目標吸入空気流量に応じて目標スロットル弁開度を算出する目標スロットル弁開度算出手段と、
前記目標スロットル弁開度のなまし処理を行う第2なまし処理手段とを備え、
該なまし処理された目標スロットル弁開度を前記スロットル弁開度の推定値として算出し、
前記推定吸入空気流量算出手段は、前記スロットル弁開度推定値を用いて前記推定吸入空気流量を算出することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記点火時期制御手段は、前記機関の出力トルクが最大となる最適点火時期を、前記機関の運転状態に応じて算出する最適点火時期算出手段と、前記トルク比率に応じて遅角補正量を算出する遅角補正量算出手段とを備え、前記最適点火時期を前記遅角補正量により補正して、前記点火時期を算出することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記吸気制御手段は、前記機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、前記機関の吸気弁の作動位相を連続的に変更する弁作動位相可変機構とを備え、
前記目標吸入空気流量算出手段は、前記機関の回転数に応じて仮目標吸入空気流量を算出する仮目標吸入空気流量算出手段を有し、
前記仮目標吸入空気流量に応じて、前記吸気弁の仮目標作動位相を算出する第1ステップと、
前記仮目標吸入空気流量に応じて、前記機関の仮吸気ゲージ圧を算出する第2ステップと、
前記仮吸気ゲージ圧及び仮目標作動位相に応じて前記点火時期の仮遅角量を算出する第3ステップと、
前記仮遅角量に応じて仮トルク低減率を算出する第4ステップと、
前記仮目標吸入空気流量及び仮トルク低減率に応じて前記機関の仮出力トルクを算出する第5ステップと、
前記仮出力トルクが前記吸気制御目標トルクに近づくように、前記仮目標吸入空気流量を更新する第6ステップとを繰り返し実行し、
前記目標吸入空気流量を、前記仮出力トルクと吸気制御目標トルクとの差が所定閾値以下となった時点の仮目標吸入空気流量に設定することを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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