JP2016118149A - Internal combustion engine control device - Google Patents

Internal combustion engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP2016118149A
JP2016118149A JP2014257908A JP2014257908A JP2016118149A JP 2016118149 A JP2016118149 A JP 2016118149A JP 2014257908 A JP2014257908 A JP 2014257908A JP 2014257908 A JP2014257908 A JP 2014257908A JP 2016118149 A JP2016118149 A JP 2016118149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vvl
speed
lift
deviation
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014257908A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
岡野 隆行
Takayuki Okano
隆行 岡野
戸田 仁司
Hitoshi Toda
仁司 戸田
敏行 宮田
Toshiyuki Miyata
敏行 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2014257908A priority Critical patent/JP2016118149A/en
Publication of JP2016118149A publication Critical patent/JP2016118149A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine control device capable of accurately estimating a quantity of intake air introduced into an internal combustion engine provided with a variable valve gear mechanism.SOLUTION: An internal combustion engine control device comprises: target-value setting means setting a control angle which corresponds to a target value of a lift amount of an intake valve 7 from an operating state; control-angle detection means detecting a control angle from a reference position of a control member; lift-speed calculation means calculating a lift speed which is a variation of the control angle per unit time; lift-amount estimation means estimating the lift amount after a predetermined prediction period since calculation of the lift speed on the basis of the lift speed and the prediction period; and intake-air-quantity estimation means estimating a quantity of intake air taken in a combustion chamber of the internal combustion engine on the basis of the lift amount, the lift-speed calculation means calculating a deviation which is a difference between the control angle set by the target-value setting means and the control angle detected by the control-angle detection means and calculating the lift speed from speed characteristics representing a relation between the deviation and the lift speed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、可変動弁機構を備え、吸気管噴射型の内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる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 that includes a variable valve mechanism and can accurately estimate an intake air amount introduced into an intake pipe injection type internal combustion engine.

従来、内燃機関の燃焼室へ吸入される吸入空気量を正確に得ることで、内燃機関を適切に制御する技術が知られている。しかしながら、直接的に吸入空気量を検出することは困難であるため、内燃機関の吸気系における空気の流量をエアフローセンサによって検出し、この検出結果に基づいて、吸入空気量を推定する手法が一般的に用いられている。特に、吸気バルブが閉じる前に吸気管に燃料噴射を行う内燃機関においては、燃料噴射時に燃焼室内に吸入される吸入空気量をより正確に推定する必要があるため、吸入空気量をより正確に推定することが重要な課題となっている。   Conventionally, a technique for appropriately controlling an internal combustion engine by accurately obtaining an intake air amount sucked into a combustion chamber of the internal combustion engine is known. However, since it is difficult to directly detect the intake air amount, a general method is to detect the air flow rate in the intake system of the internal combustion engine with an air flow sensor and estimate the intake air amount based on the detection result. Has been used. In particular, in an internal combustion engine that injects fuel into the intake pipe before the intake valve is closed, it is necessary to more accurately estimate the intake air amount sucked into the combustion chamber at the time of fuel injection. Estimating is an important issue.

また、近年、吸気弁や排気弁のリフト量、開閉弁タイミングおよび開弁期間といったバルブ特性を内燃機関の回転数や負荷に応じて変更する可変動弁機構が開発されており(例えば、特許文献1参照)、このような可変動弁機構が適用された内燃機関において吸入空気量を推定する技術も開発されている(例えば、特許文献2参照)。   In recent years, a variable valve mechanism has been developed that changes valve characteristics such as the lift amount of an intake valve or exhaust valve, opening / closing valve timing, and valve opening period in accordance with the rotational speed and load of an internal combustion engine (for example, Patent Documents). 1), and a technique for estimating the intake air amount in an internal combustion engine to which such a variable valve mechanism is applied has also been developed (see, for example, Patent Document 2).

このような吸入空気量の推定によれば、吸気弁の動作状態の変化に応じた有効行程容積を演算し、この有効行程容積に基づいて吸入空気量が演算される。したがって吸入空気量をより正確に推定することができる。   According to such estimation of the intake air amount, an effective stroke volume corresponding to a change in the operation state of the intake valve is calculated, and the intake air amount is calculated based on the effective stroke volume. Therefore, the intake air amount can be estimated more accurately.

しかしながら、運転状況等に応じた目標のリフト量となるように吸気弁を動作させた場合、目標となるリフト量に到達するまでに遅れが生じる。このような遅れ、すなわち過渡状態にある場合において、目標となるリフト量を吸気弁の動作状態として吸入空気量を演算すると、実際の吸気弁のリフト量が反映されたものではない。   However, when the intake valve is operated so as to achieve the target lift amount according to the driving situation, a delay occurs until the target lift amount is reached. When the intake air amount is calculated with the target lift amount as the operating state of the intake valve in such a delay, that is, in a transient state, the actual intake valve lift amount is not reflected.

特開2005−299536号公報JP 2005-299536 A 特許第4760604号公報Japanese Patent No. 4760604

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる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 situation, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately estimate the amount of intake air introduced into the internal combustion engine having a variable valve mechanism.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、前記制御部材の基準位置からの制御角を検出する制御角検出手段と、前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、前記リフト速度算出手段は、前記目標値設定手段により設定された制御角と、前記制御角検出手段により検出した制御角との差である偏差を算出し、当該偏差と前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   A first aspect of the present invention that solves the above problem is a control device for an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can change a lift amount of an intake valve in accordance with a control angle of a control member. Target value setting means for setting a control angle corresponding to the target value of the lift amount of the intake valve, control angle detection means for detecting a control angle from a reference position of the control member, and fluctuation of the control angle per unit time Lift speed calculation means for calculating a lift speed as a quantity, lift amount estimation means for estimating a lift quantity after the prediction period based on the lift speed and a predetermined prediction period from the time when the lift speed was calculated And an intake air amount estimating means for estimating an intake air amount sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine based on the lift amount estimated by the lift amount estimating means, the lift speed calculating means A deviation that is a difference between the control angle set by the target value setting means and the control angle detected by the control angle detection means is calculated, and the lift speed is calculated from a speed characteristic that represents the relationship between the deviation and the lift speed. In the control device for the internal combustion engine.

かかる第1の態様では、リフト速度を直接的に得ることができない可変動弁機構において、制御角の偏差に基づいてリフト速度を求めることができる。このようにリフト速度を求めることで、予測期間後における吸気弁のリフト量を推定することが可能となる。そして、予測期間後のリフト量に基づいて吸入空気量を推定するので、吸入空気量は可変動弁機構のリフト量が目標の制御角よりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、推定した吸入空気量と実際の吸入空気量との乖離を小さくすることができる。   In the first aspect, in the variable valve mechanism that cannot directly obtain the lift speed, the lift speed can be obtained based on the deviation of the control angle. By obtaining the lift speed in this way, it is possible to estimate the lift amount of the intake valve after the prediction period. And, since the intake air amount is estimated based on the lift amount after the prediction period, the intake air amount takes into account that the lift amount of the variable valve mechanism operates later than the target control angle, The difference between the estimated intake air amount and the actual intake air amount can be reduced.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、前記偏差が正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いることを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine described in the first aspect, the lift speed calculation means uses different speed characteristics for the positive and negative deviations. The control apparatus for an internal combustion engine is characterized.

かかる第2の態様では、制御角の偏差が同じであっても、回転する方向によってリフト速度が異なるような可変動弁機構において制御部材が回転する方向に合わせて、より高い精度でリフト速度を推定することができる。   In the second aspect, even if the control angle deviation is the same, the lift speed can be increased with higher accuracy in accordance with the direction in which the control member rotates in the variable valve mechanism in which the lift speed varies depending on the direction of rotation. Can be estimated.

本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、前記偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いることを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   According to a third aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine described in the first or second aspect, the lift speed calculation means is configured to respectively perform a case where the deviation increases and a case where the deviation decreases. The control apparatus for an internal combustion engine uses different speed characteristics.

かかる第3の態様では、制御角の偏差が同じであっても、当該偏差が増加しているか、又は減少しているかによってリフト速度が異なるような可変動弁機構において、当該偏差の増加時又は減少時のそれぞれに適した速度特性を用いて、より高い精度でリフト速度を推定することができる。   In the third aspect, even when the deviation of the control angle is the same, in the variable valve mechanism in which the lift speed differs depending on whether the deviation is increasing or decreasing, It is possible to estimate the lift speed with higher accuracy by using speed characteristics suitable for each time of decrease.

本発明の第4の態様は、第1〜第3の何れか一つの態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、所定周期ごとにリフト速度を計算するとともに周期ごとに計算したリフト速度を記憶し、前記リフト量推定手段は、前記吸気弁のリフト量が前記目標値となるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の周期で算出したリフト速度を用いて前記リフト量を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置にある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine described in any one of the first to third aspects, the lift speed calculation means calculates the lift speed for each predetermined period and for each period. The calculated lift speed is stored, and the lift amount estimating means calculates in the previous cycle in the delay time until the actual operation starts so that the lift amount of the intake valve becomes the target value. The control apparatus for an internal combustion engine is characterized in that the lift amount is estimated using the lift speed.

かかる第4の態様では、遅れ時間がある可変動弁機構において、より高い精度でリフト速度を推定することができる。   In the fourth aspect, the lift speed can be estimated with higher accuracy in the variable valve mechanism having a delay time.

本発明によれば、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine which can estimate the intake air amount introduced into an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism with sufficient accuracy is provided.

実施形態1に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1. FIG. VVL機構のリフト量の特性、及びリフト量とVVL制御角の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the lift amount of a VVL mechanism, and the characteristic of a lift amount and a VVL control angle. 実施形態1に係る制御装置における処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る制御装置における処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る制御装置における処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. リフト速度算出手段の入力となるVVL偏差と出力となるVVL速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the VVL deviation used as the input of a lift speed calculation means, and the VVL speed used as an output. 吸入空気量、スロットル弁の開度、吸気弁のリフト量及び吸気マニホールド内の圧力の時系列変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-sequential change of the amount of intake air, the opening degree of a throttle valve, the lift amount of an intake valve, and the pressure in an intake manifold. VVL偏差に基づいて用いられる速度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the speed characteristic used based on a VVL deviation. 実施形態2に係る制御装置における処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 目標VVLが設定されてから実際に吸気弁のリフト量が動き始めるまでの時間差を示す図である。It is a figure which shows the time difference until the lift amount of an intake valve actually starts moving after the target VVL is set. 実施形態3に係る制御装置における処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. In addition, description of embodiment is an illustration and this invention is not limited to the following description.

〈実施形態1〉
図1は、本実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。同図には、本実施形態の内燃機関の一例である、吸気管噴射型の多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジン(以下エンジン1と称する)を例示してある。なお、内燃機関としては、吸気管噴射の多気筒ガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジン等を適用することも可能である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a control device for the internal combustion engine according to the present embodiment. In the figure, an intake pipe injection type multi-cylinder (for example, four-cylinder) gasoline engine (hereinafter referred to as engine 1), which is an example of the internal combustion engine of the present embodiment, is illustrated. As the internal combustion engine, not only an intake pipe injection multi-cylinder gasoline engine but also a diesel engine can be applied.

エンジン1のシリンダヘッド2には、気筒毎に点火プラグ3が取り付けられ、点火プラグ3には高電圧を出力する点火コイル4が接続されている。シリンダヘッド2には、気筒毎に吸気ポート5が設けられ、各吸気ポート5の燃焼室6側には吸気弁7が設けられている。吸気弁7は、後述する可変動弁機構20により開閉作動され、各吸気ポート5と燃焼室6との連通・遮断を行うようになっている。   A spark plug 3 is attached to the cylinder head 2 of the engine 1 for each cylinder, and an ignition coil 4 that outputs a high voltage is connected to the spark plug 3. In the cylinder head 2, an intake port 5 is provided for each cylinder, and an intake valve 7 is provided on the combustion chamber 6 side of each intake port 5. The intake valve 7 is opened and closed by a variable valve mechanism 20 which will be described later, so that each intake port 5 and the combustion chamber 6 are communicated and blocked.

各吸気ポート5には、吸気マニホールド9の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド9には電磁式の燃料噴射弁(インジェクション)10が取り付けられ、燃料噴射弁10には燃料パイプ11が取り付けられている。燃料パイプ11は、図示しない燃料供給装置に接続され、図示しない燃料タンクから燃料パイプ11を介して燃料噴射弁10に燃料が供給される。   One end of an intake manifold 9 is connected to each intake port 5. An electromagnetic fuel injection valve (injection) 10 is attached to the intake manifold 9, and a fuel pipe 11 is attached to the fuel injection valve 10. The fuel pipe 11 is connected to a fuel supply device (not shown), and fuel is supplied from a fuel tank (not shown) to the fuel injection valve 10 via the fuel pipe 11.

燃料噴射弁10の上流側における吸気マニホールド9には電磁式のスロットル弁12が取り付けられ、スロットル弁12の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ13が設けられている。スロットル弁12の上流側には吸入空気量を計測するエアフローセンサ14が設けられている。   An electromagnetic throttle valve 12 is attached to the intake manifold 9 on the upstream side of the fuel injection valve 10, and a throttle position sensor 13 for detecting the valve opening degree of the throttle valve 12 is provided. An air flow sensor 14 for measuring the intake air amount is provided on the upstream side of the throttle valve 12.

一方、シリンダヘッド2には、気筒毎に排気ポート15が設けられ、各排気ポート15の燃焼室6側には排気弁17が設けられている。排気弁17は、後述する可変動弁機構20により開閉作動され、各排気ポート15と燃焼室6との連通・遮断を行うようになっている。   On the other hand, the cylinder head 2 is provided with an exhaust port 15 for each cylinder, and an exhaust valve 17 is provided on the side of the combustion chamber 6 of each exhaust port 15. The exhaust valve 17 is opened and closed by a variable valve mechanism 20 to be described later so as to communicate and block each exhaust port 15 and the combustion chamber 6.

各排気ポート15には、排気マニホールド16の一端がそれぞれ接続されている。なお、このようなMPIエンジンは公知のものであるため、構成の詳細については省略してある。   One end of an exhaust manifold 16 is connected to each exhaust port 15. Since such an MPI engine is a known one, details of the configuration are omitted.

可変動弁機構20は、吸気弁7及び排気弁17のそれぞれについて、リフト量及びタイミングを個別に、又は、連動させつつ変更するものである。この可変動弁機構20には、ロッカアームの揺動量と揺動のタイミングとを変更するための機構として、可変バルブリフト機構21(以下、VVL機構とも呼ぶ)及び可変バルブタイミング機構22(以下、VVT機構とも呼ぶ)を備えている。   The variable valve mechanism 20 is configured to change the lift amount and the timing individually or in conjunction with each of the intake valve 7 and the exhaust valve 17. The variable valve mechanism 20 includes a variable valve lift mechanism 21 (hereinafter also referred to as a VVL mechanism) and a variable valve timing mechanism 22 (hereinafter referred to as a VVT) as mechanisms for changing the rocking amount and rocking timing of the rocker arm. (Also called a mechanism).

VVL機構21は、吸気弁7や排気弁17のリフト量を制御部材の制御角に応じて変更可能な機構である。例えば、このVVL機構21は、カムシャフトに固定されたカムからロッカアームやタペットに伝達される揺動の大きさ(リフト量)を変更する機能を有する。揺動の大きさを変更することで吸気弁7及び排気弁17のストロークが変更され、それぞれの弁の最大リフト量を連続的に変化させることが可能となる。以下、ロッカシャフト(制御部材の一例)は、その制御角に応じて吸気弁7のリフト量を変更することが可能となっており、ロッカシャフトの基準位置からの制御角を、VVL制御角(請求項の制御角である)と呼ぶ。VVL制御角はリフト量に対応するパラメータであり、VVL制御角に対してリフト量が一対一で定まる。なお、制御角の変化量が正の場合はリフト量を増大させる方向に回転することを表し、負の場合はリフト量を減少させる方向に回転することを表す。   The VVL mechanism 21 is a mechanism that can change the lift amount of the intake valve 7 and the exhaust valve 17 according to the control angle of the control member. For example, the VVL mechanism 21 has a function of changing the magnitude of swing (lift amount) transmitted from a cam fixed to the camshaft to a rocker arm or tappet. By changing the magnitude of the swing, the strokes of the intake valve 7 and the exhaust valve 17 are changed, and the maximum lift amount of each valve can be continuously changed. Hereinafter, the rocker shaft (an example of the control member) can change the lift amount of the intake valve 7 in accordance with the control angle, and the control angle from the reference position of the rocker shaft can be changed to the VVL control angle ( It is called a control angle in claims. The VVL control angle is a parameter corresponding to the lift amount, and the lift amount is determined on a one-to-one basis with respect to the VVL control angle. In addition, when the change amount of the control angle is positive, it indicates that the rotation is in the direction of increasing the lift amount, and when it is negative, the rotation is in the direction of decreasing the lift amount.

VVL機構21は、後述する制御装置30からの制御信号によりVVL制御角が任意に設定されるように構成されている。VVL機構21は、VVL制御角が設定されると、そのVVL制御角になるまでロッカシャフトに対する揺動部材を回動させる。これにより、吸気弁7は、そのVVL制御角に対応したリフト量とされる。   The VVL mechanism 21 is configured such that the VVL control angle is arbitrarily set by a control signal from the control device 30 described later. When the VVL control angle is set, the VVL mechanism 21 rotates the swinging member with respect to the rocker shaft until the VVL control angle is reached. As a result, the intake valve 7 has a lift amount corresponding to the VVL control angle.

図2(a)は、VVL機構のリフト量の特性を示すグラフであり、図2(b)は、リフト量とVVL制御角の特性を示すグラフである。   FIG. 2A is a graph showing the characteristics of the lift amount of the VVL mechanism, and FIG. 2B is a graph showing the characteristics of the lift amount and the VVL control angle.

図2(a)の実線は、制御装置30が設定したVVL機構21に設定したリフト量の時間変化を表し、点線は、VVL機構21により制御された実際のリフト量の時間変化を表す。実線は、制御装置30がVVL機構21に設定するリフト量として、ある時点から徐々に増大させたことを示している。破線は、実際のリフト量は制御装置30が設定するリフト量(実線)よりも遅れることを示している。このような設定しようとするリフト量と、実際のリフト量との差を偏差と称する。   The solid line in FIG. 2A represents the time change of the lift amount set in the VVL mechanism 21 set by the control device 30, and the dotted line represents the time change of the actual lift amount controlled by the VVL mechanism 21. A solid line indicates that the lift amount set by the control device 30 in the VVL mechanism 21 is gradually increased from a certain point in time. The broken line indicates that the actual lift amount is delayed from the lift amount (solid line) set by the control device 30. The difference between the lift amount to be set and the actual lift amount is referred to as deviation.

制御装置30がVVL機構21にリフト量を増大させてからしばらくは、このような偏差が現れ、一定時間経過後に、偏差がなくなる。すなわち、設定しようとするリフト量に、実際のリフト量が合致するまでには過渡状態が生じる。このような過渡状態において、エンジン1への吸入空気量をより正確に推定する演算については後述する。なお、同図には、リフト量を増大させる場合を例示したが、リフト量を減少させる場合においても同様に過渡状態が生じる。   Such a deviation appears for a while after the control device 30 increases the lift amount to the VVL mechanism 21, and the deviation disappears after a certain period of time. In other words, a transient state occurs until the actual lift amount matches the lift amount to be set. The calculation for more accurately estimating the intake air amount to the engine 1 in such a transient state will be described later. In addition, although the case where the lift amount is increased is illustrated in the same figure, a transient state similarly occurs when the lift amount is decreased.

また、図2(b)に示すように、リフト量は、VVL制御角に対して一対一で定まる。したがって、運転状況等に応じて特定のリフト量にする場合は、VVL機構21に設定するVVL制御角を特定する。以後、制御装置30で設定するVVL制御角を目標VVL(deg)、VVL機構21において検出された実際のVVL制御角を実VVL(deg)と称する。   Further, as shown in FIG. 2B, the lift amount is determined on a one-to-one basis with respect to the VVL control angle. Therefore, when a specific lift amount is set according to the driving situation or the like, the VVL control angle set in the VVL mechanism 21 is specified. Hereinafter, the VVL control angle set by the control device 30 is referred to as a target VVL (deg), and the actual VVL control angle detected by the VVL mechanism 21 is referred to as an actual VVL (deg).

VVT機構22は、吸気弁7や排気弁17の開閉のタイミング(バルブタイミング)を変更する機構である。このVVT機構22は、ロッカアームに揺動を生じさせるカム又はカムシャフトの回転位相を変更する機能を有する。カム又はカムシャフトの回転位相を変更することで、クランクシャフトの回転位相に対するロッカアームの揺動のタイミングを連続的に変化させる(タイミングをずらす)ことが可能となる。   The VVT mechanism 22 is a mechanism that changes the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve 7 and the exhaust valve 17. The VVT mechanism 22 has a function of changing the rotational phase of the cam or camshaft that causes the rocker arm to swing. By changing the rotational phase of the cam or the camshaft, it is possible to continuously change (shift the timing) the rocker arm swinging timing with respect to the rotational phase of the crankshaft.

また、VVT機構22は、カム又はカムシャフトの回転位相を検出するセンサーを有しており、センサーが検出した回転位相(以後、VVT位相角と称する)は後述する制御装置30に送信されるようになっている。   The VVT mechanism 22 has a sensor that detects the rotational phase of the cam or camshaft, and the rotational phase detected by the sensor (hereinafter referred to as the VVT phase angle) is transmitted to the control device 30 described later. It has become.

上述したようなエンジン1を搭載する車両には、制御装置30が設けられている。制御装置30は、例えばマイクロプロセッサやROM、RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置、変速機制御装置、車両安定制御装置、空調制御装置、電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続されている。   A vehicle equipped with the engine 1 as described above is provided with a control device 30. The control device 30 is configured as, for example, an LSI device or an embedded electronic device in which a microprocessor, ROM, RAM, and the like are integrated, and is connected to a communication line of an in-vehicle network provided in the vehicle. On the in-vehicle network, various known electronic control devices such as a brake control device, a transmission control device, a vehicle stability control device, an air conditioning control device, and an electrical component control device are connected so as to communicate with each other.

制御装置30は、エンジン1に関する点火系、燃料系、吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン1の各燃焼室6に供給される空気量や燃料噴射量、各燃焼室6の点火時期等を制御するものである。   The control device 30 is an electronic control device that comprehensively controls a wide range of systems such as an ignition system, a fuel system, an intake / exhaust system, and a valve system related to the engine 1, and the amount of air supplied to each combustion chamber 6 of the engine 1. The fuel injection amount, the ignition timing of each combustion chamber 6 and the like are controlled.

また、制御装置30は、上述したように、目標VVLをVVL機構21に設定することで吸気弁7のリフト量を設定可能となっている。VVL機構21には、実VVLを検出するセンサーが設けられており、制御装置30は当該センサーによる実VVLが送信されるようになっている。   Further, as described above, the control device 30 can set the lift amount of the intake valve 7 by setting the target VVL in the VVL mechanism 21. The VVL mechanism 21 is provided with a sensor that detects the actual VVL, and the control device 30 is configured to transmit the actual VVL by the sensor.

このような制御装置30は、上述した各種センサーから送られたデータに基づいて、吸入空気量を計算し、燃焼室6で所定の空燃比で燃料が燃焼されるように制御を行う。このような吸入空気量の計算は、電子回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。または、吸入空気量の計算の一部をハードウェア、その他をソフトウェアにより実現してもよい。   Such a control device 30 calculates the intake air amount based on the data sent from the various sensors described above, and performs control so that the fuel is combusted in the combustion chamber 6 at a predetermined air-fuel ratio. Such calculation of the intake air amount may be realized by an electronic circuit (hardware) or may be realized by software. Alternatively, a part of the calculation of the intake air amount may be realized by hardware, and the other may be realized by software.

本実施形態では、制御装置30は、目標値設定手段と、制御角検出手段と、リフト速度算出手段と、リフト量推定手段と、吸入空気量推定手段とを備えている。これらの各手段は、ソフトウェアとして実装されている。また、エンジン1は、膨張、排気、吸気、圧縮の4サイクルで動作するものとし、吸気行程の2行程前である膨張行程中において、2行程後の吸気行程完了時のリフト量を推定し、吸入空気量を算出する場合について説明する。もちろん、予測する時点としては、2行程前に限らず、1行程前の排気行程中であってもよい。   In the present embodiment, the control device 30 includes target value setting means, control angle detection means, lift speed calculation means, lift amount estimation means, and intake air amount estimation means. Each of these means is implemented as software. The engine 1 is assumed to operate in four cycles of expansion, exhaust, intake, and compression. During the expansion stroke that is two strokes before the intake stroke, the lift amount at the completion of the intake stroke after the two strokes is estimated. A case where the intake air amount is calculated will be described. Of course, the predicted time is not limited to two strokes before, and may be during the exhaust stroke one stroke before.

目標値設定手段は、運転状態から吸気弁7のリフト量の目標値に対応した制御部材の制御角を設定する。本実施形態では、この制御角を目標VVLと称する。運転状態としては、アクセル操作量やエンジン1の負荷等を挙げることができる。   The target value setting means sets the control angle of the control member corresponding to the target value of the lift amount of the intake valve 7 from the operating state. In the present embodiment, this control angle is referred to as a target VVL. Examples of the operating state include an accelerator operation amount and a load on the engine 1.

このような目標値設定手段は、各種センサーなどから得られた信号に基づいて運転状況に適した目標VVLを演算する。制御装置30は、目標値設定手段により演算された目標VVLをVVL機構21に設定する。これにより、VVL機構21は制御部材の制御角をその目標VVLとなるように動作させ、この結果、吸気弁7は、目標VVLに対応したリフト量となる。   Such target value setting means calculates a target VVL suitable for the driving situation based on signals obtained from various sensors. The control device 30 sets the target VVL calculated by the target value setting means in the VVL mechanism 21. As a result, the VVL mechanism 21 operates so that the control angle of the control member becomes the target VVL. As a result, the intake valve 7 has a lift amount corresponding to the target VVL.

制御角検出手段は、制御部材の基準位置からの回転量である制御角(上述した実VVL)を検出する。   The control angle detection means detects a control angle (actual VVL described above) that is the amount of rotation from the reference position of the control member.

リフト速度算出手段は、制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出する。具体的には次のようにリフト速度を算出する。まず、目標値設定手段により設定された目標VVL(deg)と、制御角検出手段により検出した実VVL(deg)との差である偏差(deg)を算出し、この偏差と速度特性からリフト速度を算出する。以降、リフト速度をVVL速度、偏差をVVL偏差とも称する。   The lift speed calculation means calculates a lift speed that is a fluctuation amount per unit time of the control angle. Specifically, the lift speed is calculated as follows. First, a deviation (deg) that is a difference between the target VVL (deg) set by the target value setting means and the actual VVL (deg) detected by the control angle detection means is calculated, and the lift speed is calculated from the deviation and the speed characteristics. Is calculated. Hereinafter, the lift speed is also referred to as VVL speed, and the deviation is also referred to as VVL deviation.

速度特性とは、VVL偏差とVVL速度との関係である。速度特性としては、例えば、VVL偏差をVVL速度に変換する係数や関数、又はVVL偏差からVVL速度に変換するマップを挙げることができる。   The speed characteristic is a relationship between the VVL deviation and the VVL speed. Examples of the speed characteristic include a coefficient and a function for converting the VVL deviation into the VVL speed, or a map for converting the VVL deviation into the VVL speed.

このようなリフト速度算出手段によれば、吸気弁7のVVL偏差に基づいてVVL速度を得ることができる。VVL偏差がある場合、すなわち、目標VVLと実VVLとに差があれば、実VVLは目標VVLに追従するようにリフト量が変動している状態であると考えられるので、このVVL偏差と速度特性とからVVL速度を推定することができる。詳細な計算例については後述する。   According to such lift speed calculation means, the VVL speed can be obtained based on the VVL deviation of the intake valve 7. If there is a VVL deviation, that is, if there is a difference between the target VVL and the actual VVL, the actual VVL is considered to be in a state where the lift amount fluctuates so as to follow the target VVL. The VVL speed can be estimated from the characteristics. A detailed calculation example will be described later.

リフト量推定手段は、VVL速度と、VVL速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定する。予測期間とは、VVL速度を算出した時点から、エンジン1の吸気行程が完了するまでの時点までの時間をいう。ポート噴射を行うエンジン1においては、吸気行程の完了時に、エンジン1に吸入される吸入空気量が確定する。したがって、予測期間後におけるリフト量は、吸気行程が完了する際のリフト量を推定したものとなる。   The lift amount estimation means estimates the lift amount after the prediction period based on the VVL speed and a predetermined prediction period from the time when the VVL speed is calculated. The prediction period refers to the time from the time when the VVL speed is calculated until the time when the intake stroke of the engine 1 is completed. In the engine 1 that performs port injection, the amount of intake air that is taken into the engine 1 is determined when the intake stroke is completed. Therefore, the lift amount after the prediction period is an estimate of the lift amount when the intake stroke is completed.

本実施形態では、膨張行程中に、2行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間は2行程後である。以降、この2行程後のリフト量を2行程後VVLとも称する。詳細な計算例については後述する。   In this embodiment, since the lift amount at the completion of the intake stroke after the second stroke is estimated during the expansion stroke, the prediction period is after the second stroke. Hereinafter, the lift amount after the second stroke is also referred to as VVL after the second stroke. A detailed calculation example will be described later.

吸入空気量推定手段は、リフト量推定手段により推定されたリフト量(本実施形態では2行程後VVL)に基づいてエンジン1の燃焼室6内に吸入される吸入空気量を推定する。2行程後VVLに基づく吸入空気量の推定の具体例は後述する。   The intake air amount estimating means estimates the intake air amount sucked into the combustion chamber 6 of the engine 1 based on the lift amount estimated by the lift amount estimating means (in this embodiment, VVL after two strokes). A specific example of the estimation of the intake air amount based on VVL after two strokes will be described later.

図3〜図5は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。これらの図を用いて、2行程後のリフト量を推定し、エンジン1への吸入空気量を推定する計算について詳細に説明する。   3-5 is a figure which shows the processing flow in the control apparatus which concerns on this embodiment. The calculation for estimating the lift amount after two strokes and estimating the intake air amount to the engine 1 will be described in detail with reference to these drawings.

まず、図3に示すように、制御装置30は、実VVL及びVVT位相角を検出する(ステップS1)。具体的には、制御装置30は、VVL機構21及びVVT機構22から実VVL及びVVT位相角を受信し、記憶装置にそれらを記憶する。   First, as shown in FIG. 3, the control device 30 detects the actual VVL and the VVT phase angle (step S1). Specifically, the control device 30 receives the actual VVL and VVT phase angles from the VVL mechanism 21 and the VVT mechanism 22, and stores them in the storage device.

次に、実VVLに基づいてVVL速度を推定する(ステップS2)。VVL速度の推定は、図4及び図5に示す処理フローにより行う。具体的には、図4に示すように、目標VVLの演算を行う(ステップS10)。この演算は、目標値設定手段により行われ、目標VVLは、上述したように、アクセル操作量、VVT位相角やエンジン1の負荷などの作動状態に基づいて、公知の方法で計算することができる。   Next, the VVL speed is estimated based on the actual VVL (step S2). The estimation of the VVL speed is performed by the processing flow shown in FIGS. Specifically, as shown in FIG. 4, the target VVL is calculated (step S10). This calculation is performed by the target value setting means, and the target VVL can be calculated by a known method based on the operation state such as the accelerator operation amount, the VVT phase angle, the load of the engine 1 and the like as described above. .

次に、VVL速度を算出する(ステップS11〜ステップS20)。この演算は、リフト速度算出手段により行われる。リフト速度算出手段は、次のようにVVL速度を算出する。   Next, the VVL speed is calculated (steps S11 to S20). This calculation is performed by the lift speed calculation means. The lift speed calculation means calculates the VVL speed as follows.

まず、VVL偏差の演算を行う(ステップS11)。具体的には、リフト速度算出手段は、ステップS10で得られた目標VVLと、制御各検出手段により得られた制御角である実VVLとの差を計算することで、VVL偏差を得る。   First, a VVL deviation is calculated (step S11). Specifically, the lift speed calculation means obtains the VVL deviation by calculating the difference between the target VVL obtained in step S10 and the actual VVL that is the control angle obtained by each control means.

次に、VVL偏差と速度特性とからVVL速度を推定する。本実施形態では、速度特性として、VVL偏差からVVL速度に変換するVVL速度変換係数を用いる。このVVL速度変換係数にVVL偏差を乗じることで、VVL速度を得ることができる。   Next, the VVL speed is estimated from the VVL deviation and the speed characteristic. In this embodiment, a VVL speed conversion coefficient for converting the VVL deviation into the VVL speed is used as the speed characteristic. The VVL speed can be obtained by multiplying the VVL speed conversion coefficient by the VVL deviation.

VVL速度変換係数としては、実測やシミュレーションなど種々の方法で定めることができ、予め制御装置30の記憶装置に記憶させておく。VVL速度変換係数は、VVL偏差の値に関わらず一定でもよいし、VVL偏差の値に対応した値としてもよい。本実施形態では、VVL偏差が正又はゼロである場合と、負である場合とで異なるVVL速度変換係数を用いる。   The VVL speed conversion coefficient can be determined by various methods such as actual measurement and simulation, and is stored in the storage device of the control device 30 in advance. The VVL speed conversion coefficient may be constant regardless of the value of the VVL deviation, or may be a value corresponding to the value of the VVL deviation. In the present embodiment, different VVL speed conversion coefficients are used depending on whether the VVL deviation is positive or zero and negative.

具体的には、ステップS11で算出したVVL偏差がゼロ以上であるかを判定する(ステップS12)。VVL偏差が正又はゼロである場合は(ステップS12;Yes)、正又はゼロのVVL偏差に対応したVVL速度変換係数を用い(ステップS13)、VVL偏差が負である場合は(ステップS12;No)、負のVVL偏差に対応したVVL速度変換係数を用いる(ステップS14)。   Specifically, it is determined whether the VVL deviation calculated in step S11 is zero or more (step S12). When the VVL deviation is positive or zero (step S12; Yes), the VVL speed conversion coefficient corresponding to the positive or zero VVL deviation is used (step S13). When the VVL deviation is negative (step S12; No) ), The VVL speed conversion coefficient corresponding to the negative VVL deviation is used (step S14).

次に、VVL速度を推定する(ステップS15)。具体的には、ステップS13又はステップS14で用いるとしたVVL速度変換係数に、VVL偏差を乗じることでVVL速度を算出する。   Next, the VVL speed is estimated (step S15). Specifically, the VVL speed is calculated by multiplying the VVL speed conversion coefficient used in step S13 or step S14 by the VVL deviation.

図6は、リフト速度算出手段の入力となるVVL偏差と出力となるVVL速度との関係を示すグラフである。横軸はVVL偏差であり、縦軸はVVL速度である。例えば、VVL偏差が0〜a(deg)である区間では、ステップS13で設定したゼロ以上のVVL偏差用のVVL速度変換係数を用いる。このVVL速度変換係数は直線L1の傾きに相当する。同様に、VVL偏差が0〜−b(deg)である区間では、ステップS14で設定した負のVVL偏差用のVVL速度変換係数を用いる。このVVL速度変換係数は直線L2の傾きに相当する。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the VVL deviation as an input to the lift speed calculation means and the VVL speed as an output. The horizontal axis is the VVL deviation, and the vertical axis is the VVL speed. For example, in a section where the VVL deviation is 0 to a (deg), the VVL speed conversion coefficient for the VVL deviation of zero or more set in step S13 is used. This VVL speed conversion coefficient corresponds to the slope of the straight line L1. Similarly, in the interval where the VVL deviation is 0 to −b (deg), the VVL speed conversion coefficient for the negative VVL deviation set in step S14 is used. This VVL speed conversion coefficient corresponds to the slope of the straight line L2.

このように、VVL偏差及びVVL速度変換係数よりVVL速度を求めることができるが、実際のVVL速度は上限がある。VVL機構21が吸気弁7のリフト量、すなわち制御角を変更する速度は、制御部材を回転運動させるモーターの能力により上限が定まっているからである。   Thus, although the VVL speed can be obtained from the VVL deviation and the VVL speed conversion coefficient, the actual VVL speed has an upper limit. This is because the upper limit of the lift amount of the intake valve 7, that is, the speed at which the control angle is changed by the VVL mechanism 21 is determined by the ability of the motor to rotate the control member.

したがって、ステップS15で計算した速度がそのような速度の上限を超えている場合には、ステップS15で計算したVVL速度を補正する。具体的には、ステップS15で得られたVVL速度がA(deg/sec)以上であるかを判定する(ステップS16)。このA(deg/sec)は、制御部材の制御角が基準位置から正の方向(リフト量が増大する方向)に回転する場合における、制御角の上限速度の一例であり、この値に限定されるものではない。   Therefore, if the speed calculated in step S15 exceeds the upper limit of such speed, the VVL speed calculated in step S15 is corrected. Specifically, it is determined whether the VVL speed obtained in step S15 is A (deg / sec) or more (step S16). This A (deg / sec) is an example of the upper limit speed of the control angle when the control angle of the control member rotates in the positive direction (the direction in which the lift amount increases) from the reference position, and is limited to this value. It is not something.

推定したVVL速度がA(deg/sec)以上であるならば(ステップS16;Yes)、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度は、上限速度であるA(deg/sec)とする(ステップS17)。一方、推定したVVL速度がA(deg/sec)未満であるならば(ステップS16;No)、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度は、ステップS15で演算したVVL速度とする。   If the estimated VVL speed is greater than or equal to A (deg / sec) (step S16; Yes), the VVL speed finally output by the lift speed calculation means is A (deg / sec) which is the upper limit speed ( Step S17). On the other hand, if the estimated VVL speed is less than A (deg / sec) (step S16; No), the VVL speed finally output by the lift speed calculation means is the VVL speed calculated in step S15.

また、本実施形態では、VVL偏差が負の場合、すなわちステップS15で得られたVVL速度が負の場合についても、VVL速度を補正する。具体的には、推定したVVL速度がA(deg/sec)未満であり(ステップS16;No)、推定したVVL速度が−B(deg/sec)以下であるかを判定する(ステップS18)。この−B(deg/sec)は、制御部材の制御角が基準位置から負の方向(リフト量が減少する方向)に回転する場合における、制御角の上限速度の一例であり、この値に限定されるものではない。   In the present embodiment, the VVL speed is also corrected when the VVL deviation is negative, that is, when the VVL speed obtained in step S15 is negative. Specifically, it is determined whether the estimated VVL speed is less than A (deg / sec) (step S16; No) and the estimated VVL speed is -B (deg / sec) or less (step S18). This -B (deg / sec) is an example of the upper limit speed of the control angle when the control angle of the control member rotates in the negative direction (the direction in which the lift amount decreases) from the reference position, and is limited to this value. Is not to be done.

推定したVVL速度が−B(deg/sec)以下であるならば(ステップS18;Yes)、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度は、上限速度である−B(deg/sec)とする(ステップS19)。一方、推定したVVL速度が−B(deg/sec)より大きいならば(ステップS18;No)、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度は、ステップS15で演算したVVL速度とする(ステップS20)。   If the estimated VVL speed is equal to or lower than −B (deg / sec) (step S18; Yes), the VVL speed finally output by the lift speed calculation means is −B (deg / sec) which is the upper limit speed. (Step S19). On the other hand, if the estimated VVL speed is greater than -B (deg / sec) (step S18; No), the VVL speed finally output by the lift speed calculation means is the VVL speed calculated in step S15 (step S18). S20).

このように、VVL機構21による制御角の上限速度と、VVL偏差及びVVL速度変換係数より求めたVVL速度とを比較して補正することにより(ステップS16〜ステップS19)、制御角の上限速度を超え、実際に出すことができないVVL速度を推定してしまうことを回避できる。   In this way, the upper limit speed of the control angle by the VVL mechanism 21 and the VVL speed obtained from the VVL deviation and the VVL speed conversion coefficient are compared and corrected (steps S16 to S19), whereby the upper limit speed of the control angle is set. Therefore, it is possible to avoid estimating the VVL speed that cannot be exceeded.

例えば、図6に示すように、VVL偏差がa(deg)より大きい範囲においては、VVL偏差及びVVL速度変換係数を用いてVVL速度を演算した結果、VVL速度がA(deg/sec)を超えることになるので、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度としては、上限速度であるA(deg/sec)となっている。   For example, as shown in FIG. 6, in the range where the VVL deviation is larger than a (deg), the VVL speed is calculated using the VVL deviation and the VVL speed conversion coefficient. As a result, the VVL speed exceeds A (deg / sec). Therefore, the VVL speed finally outputted by the lift speed calculation means is A (deg / sec) which is the upper limit speed.

同様に、VVL偏差が−b(deg)より小さい範囲においては、VVL偏差及びVVL速度変換係数を用いてVVL速度を演算した結果、VVL速度が−Bを下回ることになるので、リフト速度算出手段が最終的に出力するVVL速度としては、上限速度である−B(deg/sec)となっている。   Similarly, in the range where the VVL deviation is smaller than -b (deg), the VVL speed is calculated using the VVL deviation and the VVL speed conversion coefficient. As a result, the VVL speed falls below -B. The VVL speed that is finally output is -B (deg / sec), which is the upper limit speed.

ここで、VVL偏差の正負が異なるだけで大きさが同じである場合、例えば、+a(deg)と−b(deg)の場合、制御部材が回転する方向が異なるだけであるので、両者に同一のVVL速度変換係数を乗じて、同じVVL速度を算出することもできる。しかしながら、VVL機構21の構造的な特性により、VVL偏差が同じであっても、回転する方向によってVVL速度が異なる場合がある。   Here, in the case where the magnitude is the same with only the sign of the VVL deviation being different, for example, in the case of + a (deg) and -b (deg), only the direction in which the control member rotates is different. The same VVL speed can also be calculated by multiplying the VVL speed conversion coefficient. However, due to the structural characteristics of the VVL mechanism 21, even if the VVL deviation is the same, the VVL speed may vary depending on the direction of rotation.

本実施形態では、上述したように、VVL速度は、VVL偏差が正又はゼロである場合と、負で有る場合とで異なるVVL速度変換係数を用いて推定した。したがって、VVL偏差が同じであっても、回転する方向によってVVL速度が異なるようなVVL機構21において、制御部材が回転する方向に合わせて、より高い精度でVVL速度を推定することができる。   In the present embodiment, as described above, the VVL speed is estimated using different VVL speed conversion coefficients when the VVL deviation is positive or zero and when the VVL deviation is negative. Therefore, even if the VVL deviation is the same, in the VVL mechanism 21 in which the VVL speed varies depending on the direction of rotation, the VVL speed can be estimated with higher accuracy in accordance with the direction in which the control member rotates.

なお、本実施形態のVVL速度変換係数は、上述したようにVVL偏差が正負の何れかに応じて2つのことなるものを設定したが、これに限定されない。例えば、VVL速度変換係数は、VVL偏差の値に関わらず一定の値としてもよいし、VVL偏差を適宜複数の区間に分け、各区間に複数のVVL速度変換係数を設定してもよい。   As described above, two VVL speed conversion coefficients are set according to whether the VVL deviation is positive or negative as described above, but the VVL speed conversion coefficient is not limited to this. For example, the VVL speed conversion coefficient may be a constant value regardless of the value of the VVL deviation, or the VVL deviation may be appropriately divided into a plurality of sections, and a plurality of VVL speed conversion coefficients may be set in each section.

上述のようにして推定されたVVL速度に基づいて、所定の予測期間後におけるリフト量を推定する。本実施形態では、膨張行程中に、2行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間としては2行程後であり、2行程後VVLを推定する(図3:ステップS3)。   Based on the VVL speed estimated as described above, the lift amount after a predetermined prediction period is estimated. In this embodiment, since the lift amount at the completion of the intake stroke after the second stroke is estimated during the expansion stroke, the prediction period is after the second stroke, and the VVL after the second stroke is estimated (FIG. 3: step S3). ).

具体的には、リフト量推定手段は、リフト速度算出手段により得られたVVL速度と、そのVVL速度を算出した時点から2行程後までの時間に基づいて2行程後VVLを推定する。すなわち、VVL速度に2行程後までの時間を乗じることで、2行程後VVLが得られる。この2行程後VVLは、VVL速度を算出した時点から2行程後までの制御角の変化量(deg)であるから、VVL速度を算出した時点の制御角である実VVL(deg)との和を計算し、図2(b)のような対応関係から当該和に対応するリフト量を2行程後VVL(mm)として得ることができる。   Specifically, the lift amount estimation means estimates the VVL after the second stroke based on the VVL speed obtained by the lift speed calculation means and the time from the time when the VVL speed is calculated to the time after the second stroke. That is, the VVL after the second stroke is obtained by multiplying the VVL speed by the time until the second stroke. The VVL after the second stroke is the amount of change (deg) of the control angle from the time when the VVL speed is calculated to the time after the second stroke, and is therefore the sum of the actual VVL (deg) that is the control angle when the VVL speed is calculated. And the lift amount corresponding to the sum can be obtained as VVL (mm) after two strokes from the correspondence as shown in FIG.

次に、吸入空気量推定手段により、エンジン1の燃焼室6内に吸入される吸入空気量Ecを推定する(図3:ステップS4〜ステップS6)。本実施形態では、運転状況に応じて計算した吸入空気量(Ec)を目標Ecとし、この目標Ecを2行程後最大吸気量で補正したものを燃料演算用Ecとする。   Next, the intake air amount estimation means estimates the intake air amount Ec sucked into the combustion chamber 6 of the engine 1 (FIG. 3: Steps S4 to S6). In the present embodiment, the intake air amount (Ec) calculated according to the driving situation is set as the target Ec, and the target Ec corrected by the maximum intake amount after two strokes is set as Ec for fuel calculation.

まず、2行程後VVLから2行程後の最大吸気量を推定する(図3:ステップS4)。最大吸気量とは、エンジン1の燃焼室6に吸入される吸入空気量の最大値である。ステップS3で求められた2行程後VVLと、エンジン1の構成、吸気弁7の形状等に基づいて、公知の方法により2行程後の最大吸気量を計算することができる。   First, the maximum intake air amount after two strokes is estimated from VVL after two strokes (FIG. 3: step S4). The maximum intake air amount is a maximum value of the intake air amount sucked into the combustion chamber 6 of the engine 1. Based on the VVL after the second stroke obtained in step S3, the configuration of the engine 1, the shape of the intake valve 7, etc., the maximum intake amount after the second stroke can be calculated by a known method.

次に、目標Ecを演算する(図3:ステップS5)。ここで、従来技術と対比して本発明における目標Ec及び燃料演算用Ecの演算について説明する。   Next, the target Ec is calculated (FIG. 3: step S5). Here, the calculation of the target Ec and the fuel calculation Ec in the present invention will be described in comparison with the prior art.

図7(a)は、従来技術における吸入空気量、スロットル弁12の開度、吸気弁7のリフト量及び吸気マニホールド9内の圧力の時系列変化を示すグラフであり、図7(b)は、本発明における吸入空気量、スロットル弁12の開度、吸気弁7のリフト量及び吸気マニホールド9内の圧力の時系列変化を示すグラフである。いずれも横軸は時間であり、縦軸は各パラメータの大きさを表している。   FIG. 7A is a graph showing time-series changes in the intake air amount, the opening degree of the throttle valve 12, the lift amount of the intake valve 7 and the pressure in the intake manifold 9 in the prior art, and FIG. 4 is a graph showing time-series changes in the intake air amount, the opening degree of the throttle valve 12, the lift amount of the intake valve 7 and the pressure in the intake manifold 9 in the present invention. In either case, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the size of each parameter.

図7(a)に示すように、従来技術においては、目標Ecは、運転状況に応じて設定した目標VVL、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁12の開度、並びに吸気マニホールド9内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。そして、スロットル弁12の開度が目標値よりも遅れることを考慮して目標Ecを補正することで、補正後の吸入空気量である補正Ecを得ることができる。   As shown in FIG. 7A, in the prior art, the target Ec is the target VVL set according to the driving situation, the opening of the throttle valve 12 set according to the driving situation, and the intake manifold 9 It is calculated by a known method using the pressure as a parameter. Then, by correcting the target Ec considering that the opening of the throttle valve 12 is delayed from the target value, it is possible to obtain the corrected Ec that is the corrected intake air amount.

このような従来技術においては、吸気弁7のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ecを演算していない。したがって、これに基づいて得られた補正Ecと、実際にエンジン1に吸入される吸入空気量(以降、実Ecと称する)とは、補正Ecを2行程分平行移動した点線Xと、実Ecとの間の網掛け部分Sに示すように乖離が生じる。   In such a conventional technique, the target Ec is not calculated in consideration of the fact that the lift amount of the intake valve 7 becomes slower than the target value. Therefore, the correction Ec obtained based on this and the intake air amount actually sucked into the engine 1 (hereinafter referred to as the actual Ec) are the dotted line X obtained by translating the correction Ec by two strokes, and the actual Ec. As shown in the shaded portion S between the two, a deviation occurs.

一方、本発明における目標Ecの演算(図3:ステップS5)は、図7(b)に示すように、目標Ecは、2行程後VVL、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁12の開度、並びに吸気マニホールド9内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。すなわち、2行程後VVLを用いることで、吸気弁7のリフト量が目標値よりも遅れて動作することが考慮されている。同図の例では、従来技術の目標Ecよりも網掛け部分Tの分だけ本発明の目標Ecは小さく設定されている。そして、2行程後VVLを用いて計算された目標Ecを補正することで、燃料演算用Ecを求める(図3:ステップS6)。   On the other hand, in the calculation of the target Ec in the present invention (FIG. 3: Step S5), as shown in FIG. The degree and the pressure in the intake manifold 9 are parameters, and are calculated by a known method. That is, it is considered that the lift amount of the intake valve 7 operates with a delay from the target value by using the VVL after the second stroke. In the example of the figure, the target Ec of the present invention is set to be smaller by the shaded portion T than the target Ec of the prior art. Then, the fuel calculation Ec is obtained by correcting the target Ec calculated using the VVL after two strokes (FIG. 3: step S6).

このように、本発明においては、吸気弁7のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ecを演算している。したがって、これに基づいて得られた燃料演算用Ecと、実Ecとは、乖離を小さくすることができる。つまり、燃料演算用Ecを2行程分平行移動すると実Ecと略一致する。上述したように、従来技術に係る補正Ecは、網掛け部分Sのように実Ecと乖離していたが、本発明ではそのような網掛け部分Sで表される実Ecとの乖離を小さくすることができる。   Thus, in the present invention, the target Ec is calculated in consideration of the fact that the lift amount of the intake valve 7 becomes slower than the target value. Therefore, the difference between the Ec for fuel calculation obtained based on this and the actual Ec can be reduced. That is, when the fuel calculation Ec is moved in parallel by two strokes, it substantially matches the actual Ec. As described above, the correction Ec according to the prior art has deviated from the actual Ec as in the shaded portion S, but in the present invention, the deviation from the actual Ec represented by such a shaded portion S is reduced. can do.

以降、特に図示しないが、制御装置30は、VVT位相角や吸入空気量推定手段が演算した燃料演算用Ecなどのパラメータを用いて、公知の方法により運転状況に応じた空燃比を計算し、当該空燃比で燃料をエンジン1の燃焼室に供給する。   Thereafter, although not particularly illustrated, the control device 30 calculates the air-fuel ratio according to the operating condition by a known method using parameters such as the VVT phase angle and the fuel calculation Ec calculated by the intake air amount estimation means, Fuel is supplied to the combustion chamber of the engine 1 at the air-fuel ratio.

以上に説明したように、本発明に係る制御装置30によれば、VVL速度を直接的に得ることができないVVL機構21において、VVL偏差に基づいてVVL速度を求めることができる。このようにVVL速度を求めることで、2行程後における吸気弁7のリフト量である2行程後VVLを推定することが可能となる。そして、2行程後VVLに基づいて燃料演算用Ecを推定するので、燃料演算用Ecは吸気弁7が目標VVLよりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、燃料演算用Ecと実Ecとの乖離を小さくすることができる。   As described above, according to the control device 30 according to the present invention, the VVL mechanism 21 that cannot directly obtain the VVL speed can obtain the VVL speed based on the VVL deviation. By obtaining the VVL speed in this way, it becomes possible to estimate the VVL after the second stroke which is the lift amount of the intake valve 7 after the second stroke. Since the fuel calculation Ec is estimated based on the VVL after the second stroke, the fuel calculation Ec takes into account that the intake valve 7 operates later than the target VVL. Deviation from Ec can be reduced.

このように、本発明に係る制御装置30によれば、吸気弁7のリフト量を変更する際の過渡状態において、エンジン1に供給される空気量として燃料演算用Ecをより高い精度で推定することができる。そして、この燃料演算用Ecに基づいて調整された空燃比で燃料を燃焼することができるので、より効率よくエンジン1を動作させることができる。   Thus, according to the control device 30 according to the present invention, the fuel calculation Ec is estimated with higher accuracy as the amount of air supplied to the engine 1 in a transient state when the lift amount of the intake valve 7 is changed. be able to. Since the fuel can be burned at the air-fuel ratio adjusted based on the fuel calculation Ec, the engine 1 can be operated more efficiently.

〈実施形態2〉
実施形態1に係る制御装置30では、VVL偏差からVVL速度を求める速度特性(VVL速度変換係数)として、VVL偏差が正負のそれぞれの場合に設定した異なる速度特性を用いたが、このような態様に限定されない。例えば、VVL偏差が増加している場合と減少している場合とで異なる速度特性を設定してもよい。
<Embodiment 2>
In the control device 30 according to the first embodiment, different speed characteristics set in each case where the VVL deviation is positive or negative are used as the speed characteristics (VVL speed conversion coefficient) for obtaining the VVL speed from the VVL deviation. It is not limited to. For example, different speed characteristics may be set depending on whether the VVL deviation is increasing or decreasing.

なお、本実施形態に係る制御装置は、リフト速度算出手段以外は実施形態1に係る制御装置と同等の構成を有し、処理フローとしては、ステップS1、ステップS3〜ステップS6について実施形態1に係る制御装置と同じであるので、重複する説明は省略する。   The control device according to the present embodiment has the same configuration as that of the control device according to the first embodiment except for the lift speed calculating means, and the processing flow is the same as that of the first embodiment with respect to step S1, step S3 to step S6. Since it is the same as the control apparatus which concerns, the overlapping description is abbreviate | omitted.

図8は、VVL偏差に基づいて用いられる速度特性を示すグラフである。図8(a)及び図8(b)は、横軸が時間であり、縦軸が制御角(VVLと表記)である。図8(a)は実VVLが目標VVLよりも小さい過渡状態、すなわちVVLが増加している過渡状態における、目標VVLと実VVLとの経時変化を表し、図8(b)は実VVLが目標VVLよりも大きい過渡状態、すなわちVVLが減少している過渡状態における、目標VVLと実VVLとの経時変化を表している。   FIG. 8 is a graph showing speed characteristics used based on the VVL deviation. In FIGS. 8A and 8B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the control angle (denoted as VVL). FIG. 8A shows a temporal change between the target VVL and the actual VVL in a transient state where the actual VVL is smaller than the target VVL, that is, a transient state where the VVL is increasing, and FIG. It shows the change over time between the target VVL and the actual VVL in a transient state larger than VVL, that is, in a transient state where VVL is decreasing.

図8(c)及び図8(d)は、横軸が時間であり、縦軸がVVL偏差である。図8(c)は図8(a)に対応し、VVLが増加している過渡状態におけるVVL偏差の経時変化を表し、図8(d)は図8(b)に対応し、VVLが減少している過渡状態におけるVVL偏差の経時変化を表している。   In FIG. 8C and FIG. 8D, the horizontal axis is time, and the vertical axis is VVL deviation. FIG. 8 (c) corresponds to FIG. 8 (a) and shows the change over time in the VVL deviation in the transient state where VVL increases, and FIG. 8 (d) corresponds to FIG. 8 (b) and VVL decreases. It shows the change over time of the VVL deviation in the transient state.

図8(e)及び図8(f)は、速度特性の一例である速度マップである。横軸はVVL偏差であり、縦軸はVVL速度である。この速度マップは、リフト速度算出手段の入力となるVVL偏差から、出力となるVVL速度を得るものである。図8(e)はVVL偏差が減少しているときに用いられる速度マップ(以後、VVL偏差減少時速度マップと称する)であり、図8(f)はVVL偏差が増加しているときに用いられる速度マップ(以後、VVL偏差増加時速度マップと称する)である。   FIG. 8E and FIG. 8F are velocity maps that are examples of velocity characteristics. The horizontal axis is the VVL deviation, and the vertical axis is the VVL speed. This speed map is used to obtain the VVL speed as an output from the VVL deviation as an input of the lift speed calculation means. FIG. 8E is a speed map used when the VVL deviation is decreasing (hereinafter referred to as a VVL deviation decreasing speed map), and FIG. 8F is used when the VVL deviation is increasing. Is a speed map (hereinafter referred to as a VVL deviation increasing speed map).

リフト速度算出手段は、VVL偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性であるVVL偏差減少時速度マップ及びVVL偏差増加時速度マップを用いる。   The lift speed calculation means uses a VVL deviation decreasing speed map and a VVL deviation increasing speed map, which are different speed characteristics depending on whether the VVL deviation is increasing or decreasing.

図8(a)に示すように、実VVLが目標VVLに追従するように増加する過渡状態においては、図8(c)に示すように、常にVVL偏差は正であるが、その大きさは変動している。具体的には、VVL偏差は、前半で増加し、しばらく一定値を保ち、後半で減少している。   As shown in FIG. 8A, in the transient state where the actual VVL increases so as to follow the target VVL, as shown in FIG. 8C, the VVL deviation is always positive, but the magnitude is It has fluctuated. Specifically, the VVL deviation increases in the first half, maintains a constant value for a while, and decreases in the second half.

また、図8(b)に示すように、実VVLが目標VVLに追従するように減少する過渡状態においては、図8(d)に示すように、常にVVL偏差は負であるが、その大きさは変動している。具体的には、VVL偏差は、前半で減少し、しばらく一定値を保ち、後半で増加している。   Also, as shown in FIG. 8B, in the transient state where the actual VVL decreases so as to follow the target VVL, the VVL deviation is always negative as shown in FIG. That fluctuates. Specifically, the VVL deviation decreases in the first half, maintains a constant value for a while, and increases in the second half.

ある時点におけるVVL偏差と、それよりも前の時点におけるVVL偏差との差をVVL偏差の変化率とする。例えば、図3に示したステップS1〜ステップS6までの一連の計算を行う計算周期ごとにVVL偏差を記憶しておき、次の計算周期においては、新たに計算したVVL偏差と、前の周期で記憶したVVL偏差との差からVVL偏差の変化率を計算することができる。   The difference between the VVL deviation at a certain time point and the VVL deviation at the previous time point is defined as a change rate of the VVL deviation. For example, the VVL deviation is stored for each calculation cycle in which a series of calculations from step S1 to step S6 shown in FIG. 3 is performed, and in the next calculation cycle, the newly calculated VVL deviation and the previous cycle are used. The change rate of the VVL deviation can be calculated from the difference from the stored VVL deviation.

VVL偏差が正であり、VVL偏差の変化率が増加している場合(図8(c)の区間T1)では、VVL偏差からVVL速度を得る速度マップとして、図8(f)のVVL偏差増加時速度マップの右半分(VVL偏差がゼロ以上)を参照する。   When the VVL deviation is positive and the change rate of the VVL deviation increases (section T1 in FIG. 8C), the VVL deviation increase in FIG. 8F is obtained as a speed map for obtaining the VVL speed from the VVL deviation. Refer to the right half of the hourly speed map (VVL deviation is zero or more).

VVL偏差が正であり、VVL偏差の変化率が減少している場合(図8(c)の区間T2)では、VVL偏差からVVL速度を得る速度マップとして、図8(e)のVVL偏差減少時速度マップの右半分(VVL偏差がゼロ以上)を参照する。   When the VVL deviation is positive and the change rate of the VVL deviation is decreasing (section T2 in FIG. 8C), the VVL deviation reduction in FIG. 8E is obtained as a speed map for obtaining the VVL speed from the VVL deviation. Refer to the right half of the hourly speed map (VVL deviation is zero or more).

VVL偏差が負であり、VVL偏差の変化率が減少している場合(図8(d)の区間T3)では、VVL偏差からVVL速度を得る速度マップとして、図8(e)のVVL偏差減少時速度マップの左半分(VVL偏差がゼロ未満)を参照する。   When the VVL deviation is negative and the change rate of the VVL deviation is decreasing (section T3 in FIG. 8D), the VVL deviation reduction in FIG. 8E is obtained as a speed map for obtaining the VVL speed from the VVL deviation. Refer to the left half of the hourly speed map (VVL deviation is less than zero).

VVL偏差が負であり、VVL偏差の変化率が増加している場合(図8(d)の区間T4)では、VVL偏差からVVL速度を得る速度マップとして、図8(f)のVVL偏差増加時速度マップの左半分(VVL偏差がゼロ未満)を参照する。   When the VVL deviation is negative and the change rate of the VVL deviation is increasing (section T4 in FIG. 8D), the VVL deviation increase in FIG. 8F is obtained as a speed map for obtaining the VVL speed from the VVL deviation. Refer to the left half of the hourly speed map (VVL deviation is less than zero).

このようにして参照する速度マップが定まれば、計算したVVL偏差に対応するVVL速度を求めることができる。なお、実施形態1と同様に、VVL偏差に対応するVVL速度が上限値を超える場合には、VVL速度としてその上限値が設定される。   If the speed map to be referred to is determined in this way, the VVL speed corresponding to the calculated VVL deviation can be obtained. As in the first embodiment, when the VVL speed corresponding to the VVL deviation exceeds the upper limit value, the upper limit value is set as the VVL speed.

上述した速度マップからVVL速度を推定する処理について説明する。本実施形態に係る制御装置30は、所定の計算周期ごとに、実施形態1と同様にステップS1からステップS6までの一連の処理を実行する。ステップS2のVVL速度の推定については、図9に示す処理フローにより行う。   A process for estimating the VVL speed from the speed map described above will be described. The control device 30 according to the present embodiment executes a series of processes from step S1 to step S6 in the same manner as in the first embodiment at every predetermined calculation cycle. The estimation of the VVL speed in step S2 is performed according to the processing flow shown in FIG.

図9は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。まず、目標VVLの演算を行う(ステップS21)。この演算は、目標値設定手段により行われ、目標VVLは、上述したように、アクセル操作量、VVT位相角やエンジン1の負荷などの作動状態に基づいて、公知の方法で計算することができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a processing flow in the control device according to the present embodiment. First, the target VVL is calculated (step S21). This calculation is performed by the target value setting means, and the target VVL can be calculated by a known method based on the operation state such as the accelerator operation amount, the VVT phase angle, the load of the engine 1 and the like as described above. .

次に、VVL偏差の演算を行う(ステップS22)。具体的には、リフト速度算出手段は、ステップS10で得られた目標VVLと、制御各検出手段により得られた制御角である実VVLとの差を計算することで、VVL偏差を得る。   Next, the VVL deviation is calculated (step S22). Specifically, the lift speed calculation means obtains the VVL deviation by calculating the difference between the target VVL obtained in step S10 and the actual VVL that is the control angle obtained by each control means.

次に、VVL偏差の変化率を演算する(ステップS23)。具体的には、リフト速度算出手段は、今回のVVL偏差と前回のVVL偏差との差を計算することで、VVL偏差の変化率を得る。今回のVVL偏差とは今回の計算周期においてステップS22で演算して得られたVVL偏差であり、前回のVVL偏差とは前回の計算周期においてステップS22で演算して得られたVVL偏差である。リフト速度算出手段は、VVL偏差を計算するたびに、次回の計算周期において参照可能なようにそのVVL偏差を記憶しておく。   Next, the change rate of the VVL deviation is calculated (step S23). Specifically, the lift speed calculation means obtains the change rate of the VVL deviation by calculating the difference between the current VVL deviation and the previous VVL deviation. The current VVL deviation is the VVL deviation obtained by calculation in step S22 in the current calculation cycle, and the previous VVL deviation is the VVL deviation obtained in step S22 in the previous calculation cycle. Each time the VVL deviation is calculated, the lift speed calculation means stores the VVL deviation so that it can be referred to in the next calculation cycle.

このようにして得られたVVL偏差の変化率は、計算周期の今回と前回との間に、どの程度、VVL偏差が変化したかを表すものとなる。このようなVVL偏差の変化率がα以下であるかを判定する(ステップS24)。αは、VVL偏差が増加していると判定する閾値である。このようなαは予め制御装置30の記憶装置に記憶させておく。   The change rate of the VVL deviation obtained in this way represents how much the VVL deviation has changed between the current and previous calculation cycles. It is determined whether such a change rate of the VVL deviation is α or less (step S24). α is a threshold value for determining that the VVL deviation is increasing. Such α is stored in the storage device of the control device 30 in advance.

VVL偏差の変化率がαより大きい場合(ステップS24;No)、VVL偏差が増加していると判断し、VVL偏差増加時速度マップを参照する(ステップS25)。   If the change rate of the VVL deviation is larger than α (step S24; No), it is determined that the VVL deviation is increasing, and the VVL deviation increasing speed map is referred to (step S25).

そして、VVL偏差増加時速度マップからVVL速度を推定する(ステップS26)。VVL偏差の変化率が増加し、VVL偏差が正である場合(図8(c)の区間T1)、図8(f)に示すVVL偏差増加時速度マップの右半分を参照して、VVL偏差からVVL速度を得ることができる。   Then, the VVL speed is estimated from the VVL deviation increasing speed map (step S26). When the rate of change of the VVL deviation increases and the VVL deviation is positive (section T1 in FIG. 8C), the VVL deviation is referred to by referring to the right half of the VVL deviation increasing speed map shown in FIG. VVL speed can be obtained from

同様に、VVL偏差の変化率が増加し、VVL偏差が負である場合(図8(d)の区間T4)、図8(f)に示すVVL偏差増加時速度マップの左半分を参照して、VVL偏差からVVL速度を得ることができる。   Similarly, when the change rate of the VVL deviation increases and the VVL deviation is negative (section T4 in FIG. 8 (d)), refer to the left half of the VVL deviation increasing speed map shown in FIG. 8 (f). The VVL speed can be obtained from the VVL deviation.

一方、VVL偏差の変化率がα以下である場合(ステップS24;Yes)、VVL偏差の変化率がβ以下であるかを判定する(ステップS27)。βは、VVL偏差が減少していると判定する閾値である。このようなβは予め制御装置30の記憶装置に記憶させておく。   On the other hand, when the change rate of the VVL deviation is α or less (step S24; Yes), it is determined whether the change rate of the VVL deviation is β or less (step S27). β is a threshold value for determining that the VVL deviation is decreasing. Such β is stored in the storage device of the control device 30 in advance.

VVL偏差の変化率がβ以下である場合(ステップS27;Yes)、VVL偏差が減少していると判断し、VVL偏差減少時速度マップを参照する(ステップS28)。   When the change rate of the VVL deviation is equal to or less than β (step S27; Yes), it is determined that the VVL deviation is decreasing, and the VVL deviation decreasing speed map is referred to (step S28).

そして、VVL偏差減少時速度マップからVVL速度を推定する(ステップS29)。VVL偏差の変化率が減少し、VVL偏差が正である場合(図8(c)の区間T2)、図8(e)に示すVVL偏差減少時速度マップの右半分を参照して、VVL偏差からVVL速度を得ることができる。   Then, the VVL speed is estimated from the VVL deviation decreasing speed map (step S29). When the change rate of the VVL deviation decreases and the VVL deviation is positive (section T2 in FIG. 8C), the VVL deviation is referred to by referring to the right half of the VVL deviation decreasing speed map shown in FIG. VVL speed can be obtained from

同様に、VVL偏差の変化率が減少し、VVL偏差が負である場合(図8(d)の区間T3)、図8(e)に示すVVL偏差減少時速度マップの左半分を参照して、VVL偏差からVVL速度を得ることができる。   Similarly, when the change rate of the VVL deviation decreases and the VVL deviation is negative (section T3 in FIG. 8D), refer to the left half of the VVL deviation decreasing speed map shown in FIG. The VVL speed can be obtained from the VVL deviation.

また、VVL偏差の変化率がβより大きい場合(ステップS27;No)、すなわち、β<VVL偏差の変化率≦αの場合、前回の計算周期におけるVVL偏差の変化率が減少であったか否かを判定する(ステップS30)。各計算周期においては、次回以降の計算周期において参照可能なようにVVL偏差の変化率を記憶装置に記憶しておく。   If the VVL deviation rate of change is larger than β (step S27; No), that is, if β <VVL deviation rate of change ≦ α, whether or not the VVL deviation rate of change in the previous calculation cycle has decreased. Determination is made (step S30). In each calculation cycle, the change rate of the VVL deviation is stored in the storage device so that it can be referred to in the next and subsequent calculation cycles.

このようにVVL速度を計算した後は、実施形態1と同様に2行程後VVLを推定し(図3:ステップS3)、2行程後最大吸気量を推定し(図3:ステップS4)、目標Ecを演算し(図3:ステップS5)、燃料演算用Ecを演算する(図3:ステップS6)。   After calculating the VVL speed in this way, the VVL after the second stroke is estimated as in the first embodiment (FIG. 3: step S3), and the maximum intake air amount after the second stroke is estimated (FIG. 3: step S4). Ec is calculated (FIG. 3: step S5), and Ec for fuel calculation is calculated (FIG. 3: step S6).

以上に説明したように、VVL機構21の構造的な特性により、同じVVL偏差であっても、VVL偏差が増加している場合と減少している場合とでは、当該VVL偏差に対応するVVL速度が異なる場合がある(図8(e)及び図8(f))。   As described above, due to the structural characteristics of the VVL mechanism 21, even when the VVL deviation is the same, the VVL speed corresponding to the VVL deviation depends on whether the VVL deviation increases or decreases. May be different (FIGS. 8E and 8F).

本実施形態に係る制御装置30では、VVL偏差からVVL速度を求める速度特性として、VVL偏差が増加している場合と減少している場合とで異なる速度特性の一例としてVVL偏差増加時速度マップ及びVVL偏差減少時速度マップを用いた。すなわち、VVL偏差が同じであっても、VVL偏差が増加しているか、又は減少しているかによってVVL速度が異なるようなVVL機構21において、VVL偏差の増加時又は減少時のそれぞれに適した速度マップを用いて、より高い精度でVVL速度を推定することができる。   In the control device 30 according to the present embodiment, as a speed characteristic for obtaining the VVL speed from the VVL deviation, as an example of a speed characteristic that differs depending on whether the VVL deviation is increasing or decreasing, a VVL deviation increasing speed map and A VVL deviation reduction speed map was used. That is, even if the VVL deviation is the same, in the VVL mechanism 21 in which the VVL speed is different depending on whether the VVL deviation is increasing or decreasing, a speed suitable for each increase or decrease of the VVL deviation. The map can be used to estimate the VVL velocity with higher accuracy.

なお、本実施形態では、VVL偏差が増加している場合と減少している場合のそれぞれについて2つの異なる速度マップを設定したが、このような態様に限定されず、VVL偏差の変化率に対して3つ以上の速度マップを設定してもよい。例えば、VVL偏差の変化率をXとすると、Xがβ未満、β以上α未満、αより大きい場合のそれぞれについて3つの異なる速度マップを設定するなどしてもよい。   In the present embodiment, two different speed maps are set for each of the case where the VVL deviation is increasing and the case where the VVL deviation is decreasing. However, the present invention is not limited to such a mode. Three or more speed maps may be set. For example, assuming that the change rate of the VVL deviation is X, three different speed maps may be set for each of cases where X is less than β, more than β and less than α, and greater than α.

〈実施形態3〉
図10は、VVL機構において、目標VVLが設定されてから実際に吸気弁のリフト量が動き始めるまでの時間差を示す図である。
<Embodiment 3>
FIG. 10 is a diagram illustrating a time difference from when the target VVL is set until when the lift amount of the intake valve actually starts to move in the VVL mechanism.

VVL機構21は、制御装置30により目標VVLが設定された際に、例えばモーターが始動して、目標VVLに到達するまで制御部材を回転させる。このようなVVL機構21では、例えば、計算周期を10msecとすると、10msecごとにVVL速度が推定される。今回の計算周期において、目標VVLが演算されると(図4:ステップS10や図9:ステップS21)、その目標VVLとなるようにVVL機構21のモーターが始動する。   When the target VVL is set by the control device 30, the VVL mechanism 21 rotates the control member until, for example, the motor is started and reaches the target VVL. In such a VVL mechanism 21, for example, if the calculation cycle is 10 msec, the VVL speed is estimated every 10 msec. When the target VVL is calculated in the current calculation cycle (FIG. 4: step S10 and FIG. 9: step S21), the motor of the VVL mechanism 21 is started so that the target VVL is reached.

このとき、目標VVLが設定されてからモーターが実際に動作を開始するまでの遅れ時間がある。例えば、今回の計算周期においての遅れ時間は20msecであると、厳密には、今回の計算周期において推定したVVL速度は(図4:ステップS15や図9:ステップS26、ステップS29)、20msec後におけるVVL偏差の速度を推定したものである。   At this time, there is a delay time from when the target VVL is set until the motor actually starts operating. For example, if the delay time in the current calculation cycle is 20 msec, strictly speaking, the VVL speed estimated in the current calculation cycle (FIG. 4: step S15 or FIG. 9: step S26, step S29) is 20 msec later. This is an estimation of the speed of the VVL deviation.

本実施形態に係る制御装置は、この遅れ時間を計算にいれてリフト量を推定する。なお、本実施形態に係る制御装置は、リフト速度算出手段及びリフト量推定手段以外は実施形態1に係る制御装置と同等の構成を有し、処理フローとしては、ステップS1、ステップS3〜ステップS6について実施形態1に係る制御装置と同じであるので、重複する説明は省略する。   The control device according to the present embodiment estimates the lift amount by calculating this delay time. The control device according to the present embodiment has the same configuration as the control device according to the first embodiment except for the lift speed calculation unit and the lift amount estimation unit, and the processing flow includes steps S1, S3 to S6. Since it is the same as that of the control device according to the first embodiment, overlapping description is omitted.

本実施形態に係る制御装置のリフト速度算出手段は、計算周期(請求項の所定周期)ごとにVVL速度を計算するとともに計算周期ごとに計算したVVL速度を記憶しておく。   The lift speed calculation means of the control device according to the present embodiment calculates the VVL speed for each calculation cycle (predetermined cycle in claims) and stores the VVL speed calculated for each calculation cycle.

本実施形態では、計算周期を10msecとしてあるので、10msecごとにVVL速度を記憶装置に記憶しておく。後述する前回、前々回というように、少なくとも参照するVVL速度の数だけ記憶しておく。   In this embodiment, since the calculation cycle is 10 msec, the VVL speed is stored in the storage device every 10 msec. At least the number of VVL speeds to be referred to is stored as in the previous time and the last time described later.

リフト量推定手段は、吸気弁7のリフト量が目標VVLとなるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の計算周期において算出したリフト速度を用いてリフト量を推定する。   The lift amount estimation means calculates the lift amount using the lift speed calculated in the previous calculation period during the delay time until the actual operation starts so that the lift amount of the intake valve 7 becomes the target VVL. presume.

図10に示すように、前々回(−20msec)、前回(−10msec)、今回の各計算周期において推定したVVL速度をそれぞれV−2、V−1、Vとする。 As shown in FIG. 10, the VVL speeds estimated in the previous calculation cycle (−20 msec), the previous time (−10 msec), and the current calculation cycle are V −2 , V −1 , and V 0 , respectively.

予測期間は、VVL速度を算出した時点から吸気行程完了後までの間であるが、本実施形態では、2行程前の膨張行程から吸気行程完了までとしたので、予測期間を2行程周期とも称する。この2行程周期が遅れ時間よりも長い(例えば25msec)である場合、予測期間後のリフト量は、V−2、V−1、Vを用いて次のように計算することができる。計算周期は10msecである。 The prediction period is from the time when the VVL speed is calculated until after the completion of the intake stroke. In this embodiment, the prediction period is from the expansion stroke before the two strokes to the completion of the intake stroke, so the prediction period is also referred to as a two-stroke cycle. . When the two-stroke cycle is longer than the delay time (for example, 25 msec), the lift amount after the prediction period can be calculated as follows using V −2 , V −1 , and V 0 . The calculation cycle is 10 msec.

リフト量=V−2×計算周期+V−1×計算周期
+V×(予測期間−2×計算周期) (式1)
Lift amount = V −2 × calculation cycle + V −1 × calculation cycle
+ V 0 × (forecast period−2 × calculation cycle) (Formula 1)

同様に、特に図示しないが、2行程周期が遅れ時間よりも短く、1計算周期よりも長い(例えば10〜20msec)である場合、予測期間後のリフト量は、V−2、V−1を用いて次のように計算することができる。 Similarly, although not particularly shown, when the two-stroke cycle is shorter than the delay time and longer than one calculation cycle (for example, 10 to 20 msec), the lift amount after the prediction period is V −2 and V −1 . And can be calculated as follows:

リフト量=V−2×計算周期+V−1×(予測期間−計算周期) (式2) Lift amount = V −2 × calculation cycle + V −1 × (forecast period−calculation cycle) (Formula 2)

さらに、2行程周期が遅れ時間よりも短く、1計算周期よりも短い(例えば10msec未満)である場合、予測期間後のリフト量は、V−2を用いて次のように計算することができる。 Furthermore, when the two-stroke cycle is shorter than the delay time and shorter than one calculation cycle (for example, less than 10 msec), the lift amount after the prediction period can be calculated as follows using V- 2. .

リフト量=V−2×予測期間 (式3) Lift amount = V −2 × prediction period (Formula 3)

以後、予測期間後のリフト量を推定2行程間VVL作動量と称し、図11を用いて制御装置における処理を説明する。図11は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。   Hereinafter, the lift amount after the prediction period is referred to as the estimated VVL operation amount during the two strokes, and the processing in the control device will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a processing flow in the control device according to the present embodiment.

本実施形態に係る制御装置30は、VVL速度を推定した後(図5:ステップS17、S19又はS20、図9:ステップS26又はS29)、2行程周期が20msec以下であるか否かを判定する(ステップS31)。   After estimating the VVL speed (FIG. 5: Step S17, S19 or S20, FIG. 9: Step S26 or S29), the control device 30 according to the present embodiment determines whether the two-stroke cycle is 20 msec or less. (Step S31).

2行程周期が20msecより長い場合(ステップS31;No)、上記の式1により推定2行程間VVL作動量を計算する(ステップS32)。2行程周期が20msec以下である場合(ステップS31;Yes)、2行程周期が10msec以下であるかを判定する(ステップS33)。   When the two-stroke cycle is longer than 20 msec (step S31; No), the VVL operation amount between the two estimated strokes is calculated by the above equation 1 (step S32). If the two-stroke cycle is 20 msec or less (step S31; Yes), it is determined whether the two-stroke cycle is 10 msec or less (step S33).

2行程周期が10msecより長い場合(ステップS33;No)、上記の式2により推定2行程間VVL作動量を計算する(ステップS34)。2行程周期が10msec以下である場合(ステップS33;Yes)、上記の式3により推定2行程間VVL作動量を計算する(ステップS35)。   When the two-stroke cycle is longer than 10 msec (step S33; No), the VVL operation amount between the two estimated strokes is calculated by the above equation 2 (step S34). When the two-stroke cycle is 10 msec or less (step S33; Yes), the VVL operation amount between the estimated two strokes is calculated by the above equation 3 (step S35).

このようにして得られた推定2行程間VVL作動量は、VVL速度を算出した時点から2行程後までの制御角の変化量(deg)であるから、VVL速度を算出した時点の制御角である実VVL(deg)との和を計算することで、2行程後の制御角(推定2行程後VVL制御角)を得ることができる(ステップS36)。   The estimated VVL operation amount between the two strokes obtained in this way is the amount of change (deg) of the control angle from the time when the VVL speed is calculated to the time after the second stroke, and is the control angle at the time when the VVL speed is calculated. By calculating the sum with a certain actual VVL (deg), a control angle after the second stroke (estimated VVL control angle after the second stroke) can be obtained (step S36).

以後は、特に図示しないが、図2(b)のような対応関係から推定2行程後VVL制御角に対応するリフト量を2行程後VVL(mm)として得ることができる(図3:ステップS3)。そして、実施形態1と同様に、2行程後最大吸気量を推定し(図3:ステップS4)、目標Ecを演算し(図3:ステップS5)、燃料演算用Ecを演算する(図3:ステップS6)。   Thereafter, although not shown in particular, the lift amount corresponding to the VVL control angle estimated after the two strokes can be obtained as the VVL (mm) after the two strokes from the correspondence shown in FIG. 2B (FIG. 3: Step S3). ). As in the first embodiment, the maximum intake air amount after two strokes is estimated (FIG. 3: step S4), the target Ec is calculated (FIG. 3: step S5), and the fuel calculation Ec is calculated (FIG. 3: Step S6).

以上に説明したように、本実施形態に係る制御装置30では、目標VVLが設定されてからモーターが実際に動作を開始するまでの遅れ時間があるVVL機構21において、この遅れ時間を計算にいれてVVL速度を推定する。これにより、VVL機構21に遅れ時間がある場合においても、より高い精度でVVL速度を推定することができる。   As described above, the control device 30 according to the present embodiment calculates this delay time in the VVL mechanism 21 that has a delay time from when the target VVL is set until the motor actually starts operating. To estimate the VVL speed. Thereby, even when the VVL mechanism 21 has a delay time, the VVL speed can be estimated with higher accuracy.

本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。   The present invention can be used in the industrial field of automobiles.

1 エンジン
5 吸気ポート
6 燃焼室
7 吸気弁
20 可変動弁機構
21 可変バルブリフト機構(VVL機構)
22 可変バルブタイミング機構(VVT機構)
30 制御装置
1 Engine 5 Intake Port 6 Combustion Chamber 7 Intake Valve 20 Variable Valve Mechanism 21 Variable Valve Lift Mechanism (VVL Mechanism)
22 Variable valve timing mechanism (VVT mechanism)
30 Control device

Claims (4)

制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、
前記制御部材の基準位置からの制御角を検出する制御角検出手段と、
前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、
前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、
前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、
前記リフト速度算出手段は、前記目標値設定手段により設定された制御角と、前記制御角検出手段により検出した制御角との差である偏差を算出し、当該偏差と前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism capable of changing a lift amount of an intake valve according to a control angle of a control member,
Target value setting means for setting a control angle corresponding to the target value of the lift amount of the intake valve from the operating state of the internal combustion engine;
Control angle detection means for detecting a control angle from a reference position of the control member;
Lift speed calculating means for calculating a lift speed that is a fluctuation amount per unit time of the control angle;
Lift amount estimation means for estimating a lift amount after the prediction period based on the lift speed and a predetermined prediction period from the time when the lift speed is calculated;
Intake air amount estimating means for estimating the intake air amount sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine based on the lift amount estimated by the lift amount estimating means;
The lift speed calculation means calculates a deviation which is a difference between the control angle set by the target value setting means and the control angle detected by the control angle detection means, and the relationship between the deviation and the lift speed is calculated. A control device for an internal combustion engine, characterized in that the lift speed is calculated from a speed characteristic that is expressed.
請求項1に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、前記偏差が正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the lift speed calculation means uses different speed characteristics depending on whether the deviation is positive or negative.
請求項1又は請求項2に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、前記偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The control device for an internal combustion engine, wherein the lift speed calculation means uses different speed characteristics depending on whether the deviation is increasing or decreasing.
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、所定周期ごとにリフト速度を計算するとともに周期ごとに計算したリフト速度を記憶し、
前記リフト量推定手段は、前記吸気弁のリフト量が前記目標値となるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の周期で算出したリフト速度を用いて前記リフト量を推定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The lift speed calculating means calculates the lift speed for each predetermined period and stores the lift speed calculated for each period,
The lift amount estimation means uses the lift speed calculated in the previous cycle during the delay time until the actual operation starts so that the lift amount of the intake valve becomes the target value. A control device for an internal combustion engine characterized by estimating an amount.
JP2014257908A 2014-12-19 2014-12-19 Internal combustion engine control device Pending JP2016118149A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014257908A JP2016118149A (en) 2014-12-19 2014-12-19 Internal combustion engine control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014257908A JP2016118149A (en) 2014-12-19 2014-12-19 Internal combustion engine control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016118149A true JP2016118149A (en) 2016-06-30

Family

ID=56243991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014257908A Pending JP2016118149A (en) 2014-12-19 2014-12-19 Internal combustion engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016118149A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4923600B2 (en) Stop position control device for internal combustion engine
JP5944249B2 (en) Internal EGR amount calculation device for internal combustion engine
JP4207718B2 (en) Control device for internal combustion engine
US8606487B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2006118381A (en) Valve characteristic estimating device and control device for internal combustion engine
JP6446081B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2005226655A (en) Control device for internal combustion engine
JP4613872B2 (en) Control device
JP4631775B2 (en) Stop position control device for internal combustion engine
JP5598374B2 (en) Engine control device
JP2008223688A (en) Ignition timing control system of internal combustion engine
JP4760423B2 (en) Oil deterioration judgment device for internal combustion engine
JP2007127035A (en) Control device of internal combustion engine
JP2007218132A (en) Control device for internal combustion engine
JP2016118149A (en) Internal combustion engine control device
JP2006207538A (en) Ignition timing control device for internal combustion engine
JP2013104407A (en) Control device for internal combustion engine
JP5402757B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5472165B2 (en) Engine control device
JP5285501B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2016118150A (en) Internal combustion engine control device
JP5543622B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5076983B2 (en) Engine fuel injection control device
JP4241560B2 (en) Intake air amount estimation device for internal combustion engine
JP2018003699A (en) Control device of internal combustion engine, and controlling method thereof