JP2016089749A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
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、例えば特開2013−11271号公報には、EGR装置を備えたエンジンにおいて、EGRガスの導入による減速時の失火を防止するための技術が開示されている。この技術では、筒内流入EGRガス量を推定するとともに、エンジン運転状態に基づいて失火限界EGR量を算出する。そして、これらを比較して失火が発生すると予測した場合に、失火回避制御を実行する。失火回避制御では、例えば、吸気バルブのリフト量を小さくして筒内に流入する吸気の流速を早くする気流強化制御が行われる。 Conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-11271 discloses a technique for preventing misfire at the time of deceleration due to introduction of EGR gas in an engine equipped with an EGR device. In this technique, the in-cylinder inflow EGR gas amount is estimated, and the misfire limit EGR amount is calculated based on the engine operating state. And when these are compared and it is estimated that a misfire will generate | occur | produce, misfire avoidance control is performed. In the misfire avoidance control, for example, airflow enhancement control is performed to reduce the lift amount of the intake valve and increase the flow velocity of the intake air flowing into the cylinder.
しかしながら、上述した従来の技術のように、エンジンの減速時に吸気バルブのリフト量を小さくすると、再加速時にバルブ制御が追いつかず、空気量不足による失火が発生するおそれがある。 However, if the lift amount of the intake valve is reduced when the engine is decelerated as in the prior art described above, the valve control cannot catch up at the time of re-acceleration, and a misfire may occur due to an insufficient air amount.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、EGRガスの導入による失火の発生を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of misfire due to the introduction of EGR gas.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
吸気バルブのリフト量を大リフト量と小リフト量との間で切替可能な可変バルブリフト機構と、
内燃機関の筒内から排気された既燃ガスの一部を前記筒内へ還流させる排気還流動作を行う排気還流装置と、
前記吸気バルブのリフト量が前記大リフト量に制御され且つ前記排気還流動作が実行されている運転状態において、失火が発生しない負荷の下限とされる失火限界下限負荷を下回る低負荷要求が出された場合に、前記可変バルブリフト機構を動作させて前記吸気バルブのリフト量を前記大リフト量から前記小リフト量に切り替える切替動作を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が前記失火限界下限負荷に到達するまでの時間及び前記切替動作に要する時間に基づいて、前記内燃機関の負荷が前記失火限界下限負荷に到達する時点で前記切替動作が完了するように、前記切替動作の開始時期を制御することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A variable valve lift mechanism capable of switching the lift amount of the intake valve between a large lift amount and a small lift amount;
An exhaust gas recirculation device for performing an exhaust gas recirculation operation for recirculating part of the burned gas exhausted from the cylinder of the internal combustion engine into the cylinder;
In an operating state in which the lift amount of the intake valve is controlled to the large lift amount and the exhaust gas recirculation operation is being performed, a low load request is issued that is below the misfire limit lower limit load, which is the lower limit of the load at which misfire does not occur. Control means for performing a switching operation of operating the variable valve lift mechanism to switch the lift amount of the intake valve from the large lift amount to the small lift amount,
The control means, when the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load based on the time until the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load and the time required for the switching operation, The start time of the switching operation is controlled so that the switching operation is completed.
第1の発明によれば、吸気バルブのリフト量が大リフト量に制御され且つ排気還流動作が実行されている運転状態において、失火が発生しない負荷の下限とされる失火限界下限負荷を下回る低負荷要求が出された場合に、可変バルブリフト機構を動作させて吸気バルブのリフト量を大リフト量から小リフト量に切り替える切替動作が行われる。この際、内燃機関の負荷が失火限界下限負荷に到達するまでの時間及び切替動作に要する時間に基づいて、内燃機関の負荷が失火限界下限負荷に到達する時点で切替動作が完了するように、切替動作の開始時期が制御される。このような構成によれば、小リフト量への切替動作が実際に開始される前に失火限界下限負荷を超える加速要求に転じた場合には当該切替動作が行われないため、再加速時に吸入空気量が不足して失火が発生する事態を抑制することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, in an operating state in which the lift amount of the intake valve is controlled to be a large lift amount and the exhaust gas recirculation operation is being executed, a low value lower than the misfire limit lower limit load that is the lower limit of the load that does not cause misfire. When a load request is issued, a switching operation for switching the lift amount of the intake valve from the large lift amount to the small lift amount by operating the variable valve lift mechanism is performed. At this time, based on the time until the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load and the time required for the switching operation, the switching operation is completed when the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load, The start time of the switching operation is controlled. According to such a configuration, when switching to an acceleration request exceeding the misfire limit lower limit load is performed before the switching operation to the small lift amount is actually started, the switching operation is not performed, and therefore suction is performed at the time of reacceleration. It is possible to suppress a situation where misfire occurs due to an insufficient amount of air.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図1乃至図4を参照して説明する。
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。本実施形態の制御装置は、火花点火式のガソリンエンジンとして構成された内燃機関10を備えている。内燃機関10の各気筒には、吸気通路12および排気通路14が連通している。
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an
吸気通路12の入口近傍には、エアクリーナ16が取り付けられている。エアクリーナ16の下流側の吸気通路12には、吸気通路12に吸入される空気(新気)の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ18が設けられている。また、エアフローメータ18の下流側の吸気通路12には、ターボ過給機20のコンプレッサ20aが設置されている。コンプレッサ20aは、排気通路14に配置されたタービン20bに連結軸を介して一体的に連結されている。
An
コンプレッサ20aよりも下流側の吸気通路12には、電子制御式のスロットルバルブ22が設けられている。また、スロットルバルブ22よりも下流側の吸気通路12は、各気筒の吸気ポート(図示省略)に接続される吸気マニホールド24として構成されている。吸気マニホールド24は、サージタンク24aとして機能する集合部と、サージタンク24aと各吸気ポートとを接続する吸気枝管24bとを備えている。サージタンク24aには、コンプレッサ20aにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラー26が設けられている。
An electronically controlled
内燃機関10の各気筒には、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料インジェクタ30と、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ32と、吸気バルブ(図示省略)と、排気バルブ(図示省略)とが設けられている。吸気バルブ及び排気バルブには、作用角は一定のまま開閉タイミングを進角或いは遅角することが可能な油圧式の可変バルブタイミング機構(VVT)34が備えられている。また、吸気バルブには、当該吸気バルブの開弁特性であるバルブリフト量の変更を行うための油圧式の可変バルブリフト機構(VVL)36が設けられている。尚、本実施の形態における可変バルブリフト機構36は、大リフト量に対応する大リフトカムと小リフト量に対応する小リフトカム(何れも図示省略)を切り替えることにより、吸気バルブのリフト量と共に作用角を2段階に変更する機構である。可変バルブタイミング機構34と可変バルブリフト機構36とは、共通の油圧装置(図示省略)によって動作される。油圧装置には、油圧を検出するための油圧センサ38が設けられている。尚、可変バルブタイミング機構34及び可変バルブリフト機構36の構成については、多くの文献において公知であるため、その詳細な説明を省略する。
Each cylinder of the
タービン20bよりも下流側の排気通路14には、排気ガスを浄化するための触媒(一例として三元触媒)40及び消音のためのマフラ41が備えられている。また、図1に示す内燃機関10は、低圧ループ(LPL)式の排気還流装置(EGR装置)42を備えている。EGR装置42は、触媒40よりも下流側の排気通路14と、コンプレッサ20aよりも上流側の吸気通路12とを接続するEGR通路44を備えている。このEGR通路44の途中には、吸気通路12に導入される際のEGRガスの流れの上流側から順に、EGRクーラー46およびEGRバルブ48が設けられている。EGRクーラー46は、EGR通路44を流れるEGRガスを冷却するために備えられており、EGRバルブ48は、EGRガスの流量を調整するために備えられている。
The
さらに、本実施形態のシステムは、制御手段としてのECU50(Electronic Control Unit)を備えている。ECUは、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置(CPU)とを備えている。入出力インターフェースは、内燃機関もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ECUが信号を取り込むセンサには、上述したエアフローメータ18、油圧センサ38に加え、クランク軸の回転位置およびエンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。ECUが操作信号を出すアクチュエータには、上述したスロットルバルブ22、点火プラグ32、燃料インジェクタ30、可変バルブタイミング機構34、可変バルブリフト機構36およびEGRバルブ48の他、エンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。CPUは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。
Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU 50 (Electronic Control Unit) as control means. The ECU includes at least an input / output interface, a memory, and an arithmetic processing unit (CPU). The input / output interface is provided to capture sensor signals from various sensors attached to the internal combustion engine or a vehicle on which the internal combustion engine is mounted, and to output operation signals to various actuators provided in the internal combustion engine. Various sensors for acquiring the engine operating state, such as a crank angle sensor for acquiring the rotational position of the crankshaft and the engine rotational speed, in addition to the
[実施の形態1の動作]
上述したとおり、本実施の形態のシステムは、大リフトカムと小リフトカムを切り替えることにより、吸気バルブのバルブリフト量を2段階に切り替え可能な可変バルブリフト機構36を備えている。内燃機関10の運転領域は、大リフトカムが使用される領域と小リフトカムが使用される領域とに分けられている。本実施の形態の内燃機関10では、先ず、エアフローメータ18、クランク角センサおよびアクセルポジションセンサ等を用いてエンジン回転速度およびエンジン負荷を算出し、これらの値から特定される運転状態が何れのリフトカムの領域に属するかによって可変バルブリフト機構36による切替動作が行われる。
[Operation of Embodiment 1]
As described above, the system of the present embodiment includes the variable
具体的には、本実施の形態の内燃機関10では、アイドル時を含む軽負荷運転時には、可変バルブリフト機構36の制御状態が、大リフトカムに切り替えられた状態となるように制御される。このような大リフト制御時には吸気バルブの閉じ時期(IVC)が遅くなり、一度吸った空気を戻すことで少ない空気量で運転する、いわゆるアトキンソンサイクルとなる。これにより、ポンピング損失の低減を図ることができる。一方、加速時には、可変バルブリフト機構36の制御状態が、小リフトカムに切り替えられた状態となるように制御される。このような小リフト制御時には、吸気の吹き返しがなくなるので吸気の充填効率を高めて加速性を向上させることができる。
Specifically, in the
また、本実施の形態の内燃機関10では、燃費の向上を目的とした排気還流動作が行われる。具体的には、内燃機関10の運転状態が所定のEGR導入領域に属する場合に、EGRバルブ48が開弁される。このような排気還流動作により、筒内から排気通路14へ排気された既燃ガスの一部が、EGR通路44を介して吸気通路12へ流される。還流された既燃ガス(EGRガス)は、新気とともに内燃機関10の筒内に吸入されて燃焼に供される。
Further, in the
ここで、EGRガスの導入時において減速要求が出されると、吸入空気量不足による失火が発生するおそれがある。この失火対策としては、燃焼状態の改善によって失火耐性を高めることを目的として、可変バルブリフト機構36の吸気カムを大リフトカムから小リフトカムへと切り替えることが考えられる。そこで、本実施の形態のシステムでは、大作用角用の吸気カムでのEGRガスの導入時において、内燃機関10の減速時の目標負荷が失火が発生しないとされる下限の負荷(失火限界下限負荷)を下回ると判断された場合に、可変バルブリフト機構36の吸気カムを大リフトカムから小リフトカムへと切り替える制御が行われる。
Here, if a deceleration request is issued during the introduction of EGR gas, there is a risk of misfire due to insufficient intake air amount. As a countermeasure against this misfire, it is conceivable to switch the intake cam of the variable
しかしながら、内燃機関10の運転状態によっては、減速要求が出された直後に加速要求に転じる場合も想定される。図2は、内燃機関10の負荷と可変バルブリフト機構36の切替動作との関係を説明するためのタイムチャートである。この図では、減速要求によって目標負荷が一旦失火限界下限を下回る負荷となるが、その後の加速要求によって結果的に実負荷が失火限界下限負荷を下回ることなく上昇した場合の例を示している。このような目標負荷の変化において、図中(a)は、目標負荷が失火限界下限を下回った直後の時点aに吸気カムが大リフトカムから小リフトカムへと切り替えられた場合を示している。このように、目標負荷が失火限界下限負荷を下回った直後の時点aにおいて吸気カムの切り替えを開始すると、結果的には吸気カムの不要な切り替えを行うこととなり、再加速時の吸入空気量不足による失火発生や切り替え時の過渡制御に起因する燃費の低下を招いてしまう。
However, depending on the operating state of the
そこで、本実施の形態のシステムでは、大リフトカムでのEGRガスの導入時において内燃機関10の減速による低負荷要求時の目標負荷が失火限界下限負荷を下回ると判断された場合に、実負荷が失火限界下限負荷に到達する時点で吸気カムの小リフトカムへの切替動作が完了するように、当該切替動作の開始時期を遅らせることとしている。図2中の(b)は、吸気カムの切り替えの開始を時点bに遅らせた結果、時点bの前に加速要求が出されて結果的に吸気カムの切り替えに至らなかった場合の例を示している。このように、本実施の形態のシステムによれば、吸気カムの生涯の切替回数を減らすことができるので、切り替えによる燃費の低下を抑制するとともに、部品を保護することができる。
Therefore, in the system of the present embodiment, when it is determined that the target load at the time of a low load request due to deceleration of the
なお、切替動作の開始時期は、以下に示す演算によって決定する。図3は、吸気カムの切り替え時期を決定するための方法を説明するための図である。図3において、図中(1)は減速が開始される時刻X、図中(2)は実負荷が失火限界下限に到達する時刻Y、そして図中(3)は吸気カムを大リフトカムから小リフトカムへと切り替えるのに要する切替時間Zであり、切替動作の開始時間TはT=(Y−X−Z)によって算出される。なお、切替時間Zは、ハード動作時間と制御時間と油圧応答時間と動作バラツキとの和として演算される。油圧応答時間は油圧に対応して変化する。図4は油圧に対する油圧応答時間の関係を示す図である。この図に示すように、油圧応答時間は、油圧が高くなるほど、すなわち低油温、高回転になるほど短くなる傾向にある。ここでは、図4に示す関係を用いて、油圧センサ38の検出値に対応する油圧応答時間を特定することができる。
Note that the start time of the switching operation is determined by the following calculation. FIG. 3 is a diagram for explaining a method for determining the intake cam switching timing. In FIG. 3, (1) in the figure is the time X at which deceleration starts, (2) in the figure is the time Y at which the actual load reaches the misfire limit lower limit, and (3) in the figure is the small intake cam from the large lift cam. This is the switching time Z required for switching to the lift cam, and the switching operation start time T is calculated by T = (Y−X−Z). The switching time Z is calculated as the sum of the hardware operation time, the control time, the hydraulic response time, and the operation variation. The oil pressure response time changes corresponding to the oil pressure. FIG. 4 is a diagram showing the relationship of the hydraulic response time with respect to the hydraulic pressure. As shown in this figure, the hydraulic response time tends to become shorter as the hydraulic pressure becomes higher, that is, as the oil temperature becomes lower and the rotation speed becomes higher. Here, the hydraulic pressure response time corresponding to the detected value of the
このようなタイミングで吸気カムの切り替えを開始することとすれば、吸気カムの切替開始を最大限に遅らせて不要な切り替えの実施を抑制することができる。また、必要な切り替えに対しては、実負荷が失火限界下限に到達するタイミングで吸気カムの切り替えを完了させることができるため、EGRガスの導入中の減速による失火の発生を有効に抑制することができる。 If switching of the intake cam is started at such timing, the start of switching of the intake cam can be delayed as much as possible to suppress unnecessary switching. In addition, for necessary switching, the switching of the intake cam can be completed at the timing when the actual load reaches the lower limit of misfire, so that the occurrence of misfire due to deceleration during the introduction of EGR gas is effectively suppressed. Can do.
ところで、上述した実施の形態1のシステムでは、可変バルブリフト機構36として、大小2つの吸気カムを切り替える機構を例に説明したが、バルブリフト量を可変可能な機構であれば他の機構でもよい。
In the system of the first embodiment described above, the variable
また、上述した実施の形態1のシステムでは、開始時間TをT=(Y−X−Z)に決定することとしたが、実負荷が失火限界下限に到達するまでの範囲で吸気カムの切り替えを完了させることができるのであれば、開始時間Tは(Y−X−Z)よりも短い時間でもよい。 In the system of the first embodiment described above, the start time T is determined as T = (Y−X−Z). However, the intake cam is switched in the range until the actual load reaches the misfire limit lower limit. Can be completed, the start time T may be shorter than (Y-X-Z).
実施の形態2.
本発明の実施の形態2について図5乃至図11を参照して説明する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[実施の形態2の特徴]
本実施の形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に後述する図5及び図6に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
[Features of Embodiment 2]
The system of the present embodiment can be realized by causing the
上述したとおり、本実施の形態のシステムは可変バルブタイミング機構34と可変バルブリフト機構36とが、共通の油圧装置によって動作されるように構成されている。このため、油圧が低い状態において可変バルブタイミング機構34によるVVT動作要求と可変バルブリフト機構36による吸気カム切替動作要求とが同時期に出されている場合には、これら両機構を同時期に動作させることができないおそれがある。
As described above, the system of the present embodiment is configured such that the variable
そこで、本実施の形態のシステムでは、可変バルブタイミング機構34と可変バルブリフト機構36の動作要求が同時期に出された場合に、これら両機構を同時期に動作させることが可能か否かを判定することとする。そして、これら両機構を同時期に動作させることができないと判定された場合には、EGRガスの導入時における失火耐性の高い動作を優先して実行することとする。以下、このような制御の具体的処理についてフローチャートを用いて詳細に説明する。
Therefore, in the system according to the present embodiment, when the operation requests of the variable
図5は、実施の形態2でECU50により実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンでは、先ず、ステップS1においてEGRガスの導入が開始されると、次のステップS2において、内燃機関の減速要求による可変バルブタイミング機構34へのVVT動作要求の有無判定、及び内燃機関の減速要求による可変バルブリフト機構36の大リフトカムから小リフトカムへの切替要求の有無判定が行われる。
FIG. 5 is a flowchart showing a routine for control executed by the
次のステップS3では、上記ステップS2における判定結果に基づいて、可変バルブタイミング機構34によるVVT動作要求と可変バルブリフト機構36による切替要求が同時期に出されているか否かが判定される。その結果、これら両機構の動作要求が同時期に出されていないと判定された場合には、後述するステップS5に移行して、動作要求が出されている機構の動作が行われる。
In the next step S3, it is determined whether the VVT operation request by the variable
一方、上記ステップS3において、これら両機構の動作要求が同時期に出されていると判定された場合には、次のステップS4に移行して、これら両機構を同時期に動作させることが可能か否かが判定される。ここでは、具体的には、油圧センサ38によって検出された現在の油圧が所定値X以上か否かが判定される。なお、所定値Xは、可変バルブタイミング機構34及び可変バルブリフト機構36を同時期に動作させることが可能な油圧値として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、油圧≧所定値Xの成立が認められた場合には、これら両機構を同時期に動作可能と判断されて、次のステップS5に移行し、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作及び可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作が同時期に行われる。具体的には、可変バルブタイミング機構34は、エンジン回転速度およびエンジン負荷から特定される運転状態と可変バルブタイミング機構34の制御量との関係の規定した運転マップに従い成行で動作される。また、可変バルブリフト機構36は、上述した実施の形態1における動作と同様の動作が実行されて、開始時間Tによる切替動作によって小リフトカムへの切り替えが行われる。
On the other hand, if it is determined in step S3 that the operation requests for both mechanisms are issued at the same time, the process proceeds to the next step S4 so that these mechanisms can be operated at the same time. It is determined whether or not. Specifically, it is determined whether or not the current oil pressure detected by the
一方、上記ステップS4において、油圧≧所定値Xの成立が認められない場合には、これら両機構を同時期の動作できないと判断されて、次のステップS6に移行し、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作と可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作の優先調停が行われる。図6は、実施の形態2でECU50により実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。ステップS6では、具体的には図6に示すルーチンが実行される。
On the other hand, if the establishment of hydraulic pressure ≧ predetermined value X is not recognized in step S4, it is determined that these mechanisms cannot be operated at the same time, and the process proceeds to the next step S6 where the variable
図6に示すルーチンでは、先ず、ステップS10において、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作と可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作の優先調停が行われる。図7は、優先調停に用いる運転領域マップを示す図である。また、図8は、優先調停を行った場合の吸気バルブの開弁特性の変化を説明するための図である。なお、図8中の(a)は、吸気バルブ位相の進角量が最大で小リフトカムへと切替を行った場合を、図8中の(b)は、吸気バルブ位相の進角量を最小側へと動作させた後に小リフトカムへと切替を行った場合を、そして図8中の(c)は、吸気バルブの位相の進角量が最小で小リフトカムへと切替を行った場合を、それぞれ示している。
In the routine shown in FIG. 6, first, in step S10, priority arbitration is performed between the phase variable operation by the variable
図7に示す運転領域マップでは、低回転中負荷から低回転高負荷の領域に属する(A)領域、低回転低負荷から低回転中負荷の領域に属する(B)領域、そして高回転の領域に属する(C)領域に分けて優先調停を行うこととしている。より詳しくは、現在の運転状態が図中の(A)領域に属する場合においてEGRガスを導入すると、スロットルバルブ22やウエストゲートバルブ(図示せず)の制御だけでは吸入空気量が不足する。このため、減速時においては、可変バルブタイミング機構34の動作によって吸気吸入効率、過給圧を高める必要があり、これにより可変バルブタイミング機構34の動作量(進角量)は大きくなる。
In the operation region map shown in FIG. 7, the region (A) belonging to the region from the low rotation medium load to the low rotation high load, the region (B) belonging to the region from the low rotation low load to the low rotation medium load, and the high rotation region Priority arbitration is performed separately for the (C) region belonging to. More specifically, if the EGR gas is introduced when the current operating state belongs to the region (A) in the figure, the intake air amount is insufficient only by controlling the
図8中の(a)は、このような(A)領域の状態から小リフトカムへの切り替えを優先して行った場合の例を示している。図9は、スロットル開度に対する吸入空気量の変化を示す図である。図9に示すように、スロットル開度の大きい高負荷域において吸気カムを第リフトカムから小リフトカムへと切り替えると、吸入空気量の低下が大きいことが分かる。また、図8中の(a)に示すように、小リフトカムへの切り替えを優先して行った場合、小リフトカムへの切り替え後のIVCが下死点狙いからずれてしまうため、吸入空気量が不足して失火を抑制することができない。 (A) in FIG. 8 shows an example in which switching from the state of the (A) region to the small lift cam is performed with priority. FIG. 9 is a diagram showing changes in the intake air amount with respect to the throttle opening. As shown in FIG. 9, it can be seen that when the intake cam is switched from the first lift cam to the small lift cam in a high load range where the throttle opening is large, the amount of intake air is greatly reduced. Further, as shown in FIG. 8A, when priority is given to switching to the small lift cam, the IVC after switching to the small lift cam deviates from the bottom dead center aim, so the amount of intake air is small. Insufficient misfire can not be suppressed.
一方、図8中の(b)は、(A)領域の状態から小リフトカムへの切り替え後のIVCが下死点狙いになるように可変バルブタイミング機構34を優先的に動作させ、その後に小リフトカムへの切り替えを行った場合の例を示している。この場合、小リフトカムへの切り替え後のIVCが狙いの下死点となるため、失火抑制に対する効果が高まる。
On the other hand, (b) in FIG. 8 shows that the variable
また、現在の運転状態が図中の(B)領域に属する場合には、EGRガスを導入したとしてもスロットルバルブ22やウエストゲートバルブ(図示せず)の制御によって吸入空気量を制御することができる。このため、減速時においては、可変バルブタイミング機構34の動作量(進角量)は小さくなる。
If the current operating state belongs to the region (B) in the figure, the intake air amount can be controlled by controlling the
図8中の(c)は、このような(B)領域の状態から小リフトカムへの切り替えを優先して行った場合の例を示している。この場合、この場合、小リフトカムへの切り替え後のIVCが狙いの下死点となるため、失火抑制に対する効果が高まる。 (C) in FIG. 8 shows an example in which switching from the state of the (B) region to the small lift cam is performed with priority. In this case, in this case, the IVC after switching to the small lift cam becomes the target bottom dead center, so the effect of suppressing misfire is enhanced.
なお、現在の運転状態が図中の(C)領域に属する場合には、エンジン回転速度が高く油圧が高いため、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作と可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作を同時期に行うことができ、優先調停の必要性はない。
When the current operating state belongs to the region (C) in the figure, the engine rotation speed is high and the hydraulic pressure is high. Therefore, the phase variable operation by the variable
このように、ステップS10では、現在の運転状態が図7に示す運転領域マップの何れの領域に属するかによって、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作と可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作の何れを優先するかが決定される。
As described above, in step S10, the variable
ステップS10において、現在の運転状態が(A)領域に属すると判定された場合には、可変バルブタイミング機構34による位相可変動作を優先すべきと判断されて、次のステップS11に移行する。ステップS11では、進角量がVVT所定値以下となる位置まで可変バルブタイミング機構34が遅角側へ可変される。なお、VVT所定値は、小リフトカムへの切り替えた場合にIVCが下死点付近となるための動作量が用いられる。図10は、可変バルブタイミング機構34の動作量に対するEGR導入時の失火耐性を示す図である。この図に示す(a)及び(b)は、図8に示す(a)及び(b)の動作に対応している。この図に示すように、可変バルブタイミング機構34をVVT所定値以下となる位置まで可変させた後に吸気カムを小リフトカムへ切り替えることにより、失火耐性が高まることが分かる。
If it is determined in step S10 that the current operation state belongs to the (A) region, it is determined that the phase variable operation by the variable
ステップS11の処理が完了されると次のステップS12に移行する。ステップS12では、現在時刻が所定の切替タイミング時刻に到達しているか否かが判定される。なお、所定の切り替えタイミング時刻は、上述した実施の形態1における開始時間Tを考慮した切り替えタイミングが用いられる。その結果、現在時刻≧所定の切替タイミング時刻の成立が認められた場合には、次のステップS13に移行して、小リフトカムへの切り替えが即座に行われる。 When the process of step S11 is completed, the process proceeds to the next step S12. In step S12, it is determined whether or not the current time has reached a predetermined switching timing time. The predetermined switching timing time is the switching timing considering the start time T in the first embodiment. As a result, when it is recognized that the current time ≧ the predetermined switching timing time is established, the process proceeds to the next step S13, and switching to the small lift cam is immediately performed.
一方、上記ステップS12において、現在時刻≧所定の切替タイミング時刻の成立が認められない場合には、次のステップS14に移行して、VVT所定値が減速先のマップ値と異なるか否かが判定される。その結果、VVT所定値≠マップ値の成立が認められた場合には、次のステップS15に移行して所定の切り替えタイミング時刻になるまで可変バルブタイミング機構34をマップ値に向かって動作させる。ステップS15の処理の後、または上記ステップS14において所定値≠マップ値の成立が認められない場合には、次のステップS16に移行して所定の切り替えタイミング時刻において小リフトカムへの切替動作が実行される。
On the other hand, if the establishment of the current time ≧ predetermined switching timing time is not recognized in step S12, the process proceeds to the next step S14 to determine whether or not the VVT predetermined value is different from the map value of the deceleration destination. Is done. As a result, if it is recognized that VVT predetermined value ≠ map value is established, the process proceeds to the next step S15 and the variable
ステップS13またはステップS16において可変バルブリフト機構36の吸気カムが小リフトカムに切り替えられると、次にステップS17に移行する。ステップS17では、現在の可変バルブタイミング機構34の動作量がマップ値に到達したか否かが判定される。その結果、当該動作量が未だマップ値に到達していない場合には、次のステップS18に移行して、可変バルブタイミング機構34をマップ値まで動作させることが行われる。
When the intake cam of the variable
なお、上記ステップS10において、現在の運転状態が(B)領域に属すると判定された場合には、可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作を優先すべきと判断されて、次のステップS19に移行する。ステップS19では、所定の切替タイミング時刻が経過するまでの期間は、動作量がマップ値となる位置に向かって可変バルブタイミング機構34が動作される。そして、ステップS20において所定の切替タイミング時刻に到達すると、可変バルブタイミング機構34の動作が停止される。そして、次のステップS21では、所定の切り替えタイミング時刻において小リフトカムへの切替動作が実行される。ステップS21の処理が完了すると、ステップS17に移行して、可変バルブタイミング機構34の動作が行われる。
If it is determined in step S10 that the current operating state belongs to the region (B), it is determined that the switching operation of the intake cam by the variable
以上説明した優先調停による効果をタイムチャートを用いて説明する。図11は、優先調停を行った場合の各種状態量の変化を示すタイムチャートである。この図に示す例では、実線が図6に示すルーチンに従い優先調停を実行した場合を、一点鎖線が小リフトカムへの切り替えを最速で実行した比較例を、そして鎖線が可変バルブタイミング機構34の動作を最速で実行した比較例を、それぞれ示している。
The effect of the priority arbitration described above will be described using a time chart. FIG. 11 is a time chart showing changes in various state quantities when priority arbitration is performed. In the example shown in this figure, the solid line indicates the case where the priority arbitration is executed according to the routine shown in FIG. 6, the one-dot chain line indicates the comparative example in which the switching to the small lift cam is executed at the highest speed, and the chain line indicates the operation of the variable
図11に示す動作例では、時間t1において減速要求が出されると、動作量がVVT所定値以下となるように可変バルブタイミング機構34が動作される。時間t2では、可変バルブタイミング機構34の動作が停止されるとともに可変バルブリフト機構36による吸気カムの切替動作が開始される。そしてエンジン負荷が失火限界下限に達する時間t3において、小リフトカムへの切り替えが完了される。時間t3の後は、可変バルブタイミング機構34がマップ値まで動作される。このような動作によれば、EGRガス導入時における失火限界耐性を高く設定できるので、定常で導入可能なEGR率を向上させることができる。
In the operation example shown in FIG. 11, when a deceleration request is issued at time t1, the variable
10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアクリーナ
18 エアフローメータ
20 ターボ過給機
20a コンプレッサ
20b タービン
22 スロットルバルブ
24 吸気マニホールド
24a サージタンク
24b 吸気枝管
26 インタークーラー
30 燃料インジェクタ
32 点火プラグ
34 可変バルブタイミング機構
36 可変バルブリフト機構
38 油圧センサ
40 触媒
41 マフラ
42 EGR装置
44 EGR通路
46 EGRクーラー
48 EGRバルブ
50 ECU(Electronic Control Unit)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
内燃機関の筒内から排気された既燃ガスの一部を前記筒内へ還流させる排気還流動作を行う排気還流装置と、
前記吸気バルブのリフト量が前記大リフト量に制御され且つ前記排気還流動作が実行されている運転状態において、失火が発生しない負荷の下限とされる失火限界下限負荷を下回る低負荷要求が出された場合に、前記可変バルブリフト機構を動作させて前記吸気バルブのリフト量を前記大リフト量から前記小リフト量に切り替える切替動作を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が前記失火限界下限負荷に到達するまでの時間及び前記切替動作に要する時間に基づいて、前記内燃機関の負荷が前記失火限界下限負荷に到達する時点で前記切替動作が完了するように、前記切替動作の開始時期を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A variable valve lift mechanism capable of switching the lift amount of the intake valve between a large lift amount and a small lift amount;
An exhaust gas recirculation device for performing an exhaust gas recirculation operation for recirculating part of the burned gas exhausted from the cylinder of the internal combustion engine into the cylinder;
In an operating state in which the lift amount of the intake valve is controlled to the large lift amount and the exhaust gas recirculation operation is being performed, a low load request is issued that is below the misfire limit lower limit load, which is the lower limit of the load at which misfire does not occur. Control means for performing a switching operation of operating the variable valve lift mechanism to switch the lift amount of the intake valve from the large lift amount to the small lift amount,
The control means, when the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load based on the time until the load of the internal combustion engine reaches the misfire limit lower limit load and the time required for the switching operation, A control device for an internal combustion engine, wherein the start timing of the switching operation is controlled so that the switching operation is completed.
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