JP2021152341A - Engine control device - Google Patents

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Abstract

To suppress deterioration of flexibility of throttle opening control for torque control of an engine.SOLUTION: In an engine control system 22 that performs torque control of an engine 10 through operations of a throttle opening and ignition timing, a maximum load factor used for setting target torque that is a control target value of the torque control and a maximum opening load factor used for calculating a target opening that is a control target value of the throttle opening are determined as individual values calculated separately.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トルクデマンド方式のトルク制御を行うエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device that performs torque demand type torque control.

特許文献1に見られるように、トルクデマンド方式のトルク制御を行うエンジン制御装置が知られている。トルクデマンド方式のエンジンのトルク制御では、アクセルペダル操作量やエンジン回転数、車両の走行状況に基づいて設定されたエンジントルクの目標値である目標トルクを実現すべく、スロットル開度の制御が行われる。具体的には、目標トルクの実現に必要なエンジンの負荷率を要求負荷率の値として演算するとともに、要求負荷率の値分の負荷率が得られる開度にスロットル開度を制御している。なお、スロットル開度を変更してから、変更後の開度に応じた値に負荷率が変化するまでの吸気の応答遅れ期間には、エンジンの実トルクと目標トルクとが乖離する。そこで、トルクデマンド方式のトルク制御では、エアフローメータ出力から求めた実負荷率と要求負荷率との偏差に応じて点火時期等によるトルク調整を行うことで、目標トルクに対する実トルクの乖離を抑えている。 As seen in Patent Document 1, an engine control device that performs torque demand type torque control is known. In torque demand type engine torque control, the throttle opening is controlled in order to achieve the target torque, which is the target value of the engine torque set based on the accelerator pedal operation amount, engine speed, and vehicle running conditions. To be told. Specifically, the load factor of the engine required to achieve the target torque is calculated as the value of the required load factor, and the throttle opening is controlled to the opening degree at which the load factor corresponding to the value of the required load factor can be obtained. .. The actual torque of the engine and the target torque deviate from each other during the intake response delay period from when the throttle opening is changed until the load factor changes to a value corresponding to the changed opening. Therefore, in the torque demand type torque control, the deviation of the actual torque from the target torque is suppressed by adjusting the torque according to the ignition timing etc. according to the deviation between the actual load factor obtained from the air flow meter output and the required load factor. There is.

なお、スロットル開度をその制御範囲の最大値である最大開度としたときの負荷率である最大負荷率は、エンジン回転数により変化する値となる。よって、現在の運転状態において、スロットル開度の制御により調整可能なエンジントルクの範囲の最大値である最大トルクも、エンジン回転数により変化する値となる。最大トルクを超える値を目標トルクとして設定しても、その実現は不可能となる。そのため、トルクデマンド方式のトルク制御では、現在のエンジン回転数における最大負荷率を求めるとともに、その最大負荷率から求められた最大トルク以下の値となるように目標トルクの上限ガードを行っている。 The maximum load factor, which is the load factor when the throttle opening is set to the maximum opening which is the maximum value of the control range, is a value that changes depending on the engine speed. Therefore, in the current operating state, the maximum torque, which is the maximum value in the range of engine torque that can be adjusted by controlling the throttle opening, also becomes a value that changes depending on the engine speed. Even if a value exceeding the maximum torque is set as the target torque, it cannot be realized. Therefore, in the torque demand type torque control, the maximum load factor at the current engine speed is obtained, and the upper limit guard of the target torque is performed so that the value is equal to or less than the maximum torque obtained from the maximum load factor.

特開2009−185665号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-185665

ところで、スロットル開度の制御に際しては、次の値がスロットル開度の制御目標値である目標開度の値として設定される。すなわち、要求負荷率が最大負荷率以上の場合には最大開度が目標開度の値として設定される。また、要求負荷率が最大負荷率未満の場合には、要求負荷率が最大負荷率から減少していった場合に要求負荷率が最大負荷率であるときの値である最大開度から要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として目標開度が設定される。 By the way, when controlling the throttle opening degree, the following values are set as the target opening degree value which is the control target value of the throttle opening degree. That is, when the required load factor is equal to or greater than the maximum load factor, the maximum opening degree is set as the value of the target opening degree. If the required load factor is less than the maximum load factor, the required load starts from the maximum opening, which is the value when the required load factor is the maximum load factor when the required load factor decreases from the maximum load factor. The target opening is set as a value that decreases as the rate decreases.

一方、スロットル開度の制御だけを見た場合には、目標開度の演算に用いる最大負荷率として、現在のエンジン回転数における負荷率の実際の最大値とは異なる値を設定した方が望ましい場合がある。例えば、最大負荷率の値として実際の値よりも小さい値を用いて目標開度を演算すると、目標開度として最大開度が設定される要求負荷率が実際の最大負荷率よりも小さい値となる。そうした場合には、アクセルペダルを踏み込んで車両を加速させる際に、スロットル開度がより早い時期から最大開度に達するため、加速時の車両のレスポンスが向上する。しかしながら、最大負荷率の値として実際とは異なる値を設定すると、エンジンのトルク制御を適切に実施できなくなる。 On the other hand, when looking only at the control of the throttle opening, it is desirable to set a value different from the actual maximum value of the load factor at the current engine speed as the maximum load factor used for calculating the target opening. In some cases. For example, if the target opening is calculated using a value smaller than the actual value as the value of the maximum load factor, the required load factor for which the maximum opening is set as the target opening is smaller than the actual maximum load factor. Become. In such a case, when the accelerator pedal is depressed to accelerate the vehicle, the throttle opening reaches the maximum opening from an earlier stage, so that the response of the vehicle at the time of acceleration is improved. However, if a value different from the actual value is set as the value of the maximum load factor, the torque control of the engine cannot be properly performed.

上記課題を解決するエンジン制御装置は、車両に搭載されたエンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度であるスロットル開度と同スロットル開度以外のエンジンの操作量とを、エンジントルクを同エンジントルクの制御目標値である目標トルクとすべく操作してエンジンのトルク制御を行う。そして、同エンジン制御装置は、現在のエンジン回転数におけるエンジンの負荷率の最大値である最大負荷率を演算する最大負荷率演算処理と、車両の走行状況に応じて目標トルクを設定する処理であって、上記最大負荷率に基づき、負荷率が最大負荷率以下の値となるように目標トルクの値を設定する目標トルク設定処理と、目標トルクとエンジン回転数とに応じて負荷率の要求値である要求負荷率を演算する要求負荷率演算処理と、エンジン回転数に基づき最大開度負荷率を演算する最大開度負荷率演算処理と、要求負荷率と最大開度負荷率とに基づき、スロットル開度の制御目標値である目標開度を演算する処理であって、要求負荷率が最大開度負荷率以上の場合にはスロットル開度の制御範囲の最大値である最大開度を目標開度の値として演算するとともに、要求負荷率が最大開度負荷率未満の場合には、要求負荷率が最大開度負荷率から減少していった場合に、要求負荷率が最大開度負荷率であるときの値である最大開度から要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として目標開度を演算する目標開度演算処理と、スロットル開度が目標開度となるようにスロットルバルブを駆動するスロットル操作処理と、を行っている。 An engine control device that solves the above problems uses the throttle opening, which is the opening of the throttle valve installed in the intake passage of the engine mounted on the vehicle, and the operating amount of the engine other than the throttle opening to determine the engine torque. The engine torque is controlled by operating to set the target torque, which is the control target value of the engine torque. Then, the engine control device performs a maximum load factor calculation process for calculating the maximum load factor, which is the maximum value of the load factor of the engine at the current engine speed, and a process for setting a target torque according to the running condition of the vehicle. Therefore, based on the above maximum load factor, a target torque setting process that sets the target torque value so that the load factor becomes a value equal to or less than the maximum load factor, and a load factor request according to the target torque and the engine speed. Based on the required load factor calculation process that calculates the required load factor, which is a value, the maximum opening load factor calculation process that calculates the maximum opening load factor based on the engine speed, and the required load factor and the maximum opening load factor. , It is a process to calculate the target opening which is the control target value of the throttle opening, and when the required load factor is equal to or more than the maximum opening load factor, the maximum opening which is the maximum value of the control range of the throttle opening is set. Calculated as the value of the target opening, and when the required load factor is less than the maximum opening load factor, the required load factor becomes the maximum opening when the required load factor decreases from the maximum opening load factor. Target opening calculation processing that calculates the target opening as a value that decreases as the required load factor decreases from the maximum opening that is the value when the load factor is used, and throttle so that the throttle opening becomes the target opening. The throttle operation process that drives the valve is performed.

エンジン回転数が一定の場合の最大負荷率は、スロットル開度が最大開度のときに達成される。また、上記エンジン制御装置では、要求負荷率が最大開度負荷率以上の場合に最大開度が目標開度の値として演算される。よって、最大負荷率と最大開度負荷率とは本来、同じ値となる。 The maximum load factor when the engine speed is constant is achieved when the throttle opening is the maximum opening. Further, in the engine control device, when the required load factor is equal to or greater than the maximum opening load factor, the maximum opening is calculated as the value of the target opening. Therefore, the maximum load factor and the maximum opening load factor are essentially the same value.

一方、目標開度の演算に用いる最大開度負荷率の値を適宜に変更すれば、スロットルバルブの制御特性を調整することができる。このとき、上記エンジン制御装置では、トルク制御での目標トルクの設定に用いる最大負荷率と、スロットル開度制御での目標開度の演算に用いる最大開度負荷率とを、別途に演算される個別の値としている。そのため、トルク制御での目標トルクの設定に影響を与えることなく、最大開度負荷率の値を変更してスロットルバルブの制御特性を調整できるようになる。したがって、上記エンジン制御装置によれば、エンジンのトルク制御のためのスロットル開度制御の自由度の低下が抑えられる。 On the other hand, the control characteristics of the throttle valve can be adjusted by appropriately changing the value of the maximum opening load factor used for calculating the target opening. At this time, in the engine control device, the maximum load factor used for setting the target torque in the torque control and the maximum opening load factor used for calculating the target opening degree in the throttle opening degree control are separately calculated. It is an individual value. Therefore, the control characteristic of the throttle valve can be adjusted by changing the value of the maximum opening load factor without affecting the setting of the target torque in the torque control. Therefore, according to the engine control device, a decrease in the degree of freedom in throttle opening control for engine torque control can be suppressed.

上記エンジン制御装置における最大負荷率演算処理は、予め当該制御装置に記憶された、最大負荷率とエンジン回転数との関係についての情報が格納された最大負荷率演算マップを用いて最大負荷率を演算する処理とすることが可能である。同様に、最大開度負荷率も、当該制御装置に予め記憶された、最大開度負荷率とエンジン回転数との関係についての情報が格納された最大開度負荷率演算マップを用いて最大開度負荷率を演算する処理とすることが可能である。しかしながら、そうした場合には、下記のように、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が煩雑となる虞がある。例えば、最大負荷率演算マップと最大開度負荷率演算マップとの双方において共通のマップ値を設定するエンジン回転数の範囲が存在することがある。そうした共通範囲における最大負荷率演算マップのマップ値を修正した場合には、最大開度負荷率演算マップについても同様のマップ値の修正を行う必要がある。一方、演算マップの設定に際しては、人手によるマップ値の修正を幾度も繰り返すことがあり、修正忘れや誤修正により両演算マップのマップ値が不整合となる虞がある。 In the maximum load factor calculation process in the engine control device, the maximum load factor is calculated using a maximum load factor calculation map in which information about the relationship between the maximum load factor and the engine speed is stored in advance stored in the control device. It can be a process to be calculated. Similarly, the maximum opening load factor is also maximized using the maximum opening load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum opening load factor and the engine speed, which is stored in advance in the control device. It is possible to perform the process of calculating the load factor. However, in such a case, as described below, there is a risk that the operation of setting the calculation map at the time of designing the engine control device becomes complicated. For example, there may be a range of engine speeds for which a common map value is set for both the maximum load factor calculation map and the maximum opening load factor calculation map. When the map value of the maximum load factor calculation map in such a common range is corrected, it is necessary to correct the same map value for the maximum opening load factor calculation map. On the other hand, when setting the calculation map, the map values may be manually corrected many times, and there is a risk that the map values of both calculation maps will be inconsistent due to forgetting to correct or erroneously correcting the map values.

これに対しては、上記エンジン制御装置に、最大負荷率とエンジン回転数との関係についての情報を格納した最大負荷率演算マップと、最大負荷率に対する最大開度負荷率の差分である負荷率補正値とエンジン回転数との関係についての情報が格納された補正値演算マップと、を予め記憶しておく。そして、最大負荷率演算処理を、最大負荷率演算マップを用いて最大負荷率を演算する処理とするとともに、最大開度負荷率演算処理を、最大負荷率演算マップを用いて演算された最大負荷率を、補正値演算マップを用いて演算された負荷率補正値で補正することで最大開度負荷率を演算する処理とするとよい。こうした場合、補正値演算マップのマップ値として「0」が設定されている部分では、その部分の最大負荷率演算マップのマップ値が幾度修正されても、最大開度負荷率は最大負荷率と同じ値となる。よって、上記共通部分における最大負荷率演算マップのマップ値の修正に際して、補正値演算マップの修正は不要となる。このように、上記態様で最大開度負荷率を演算することとすれば、エンジン制御装置の設計時における演算マップの設定作業が容易となる。 To this end, the engine control device contains a maximum load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum load factor and the engine speed, and a load factor that is the difference between the maximum load factor and the maximum opening load factor. A correction value calculation map in which information about the relationship between the correction value and the engine speed is stored is stored in advance. Then, the maximum load factor calculation process is the process of calculating the maximum load factor using the maximum load factor calculation map, and the maximum opening load factor calculation process is the maximum load calculated using the maximum load factor calculation map. It is preferable to perform the process of calculating the maximum opening load factor by correcting the rate with the load factor correction value calculated using the correction value calculation map. In such a case, in the part where "0" is set as the map value of the correction value calculation map, the maximum opening load factor is the maximum load factor no matter how many times the map value of the maximum load factor calculation map of that part is corrected. It will be the same value. Therefore, when correcting the map value of the maximum load factor calculation map in the above common portion, it is not necessary to correct the correction value calculation map. As described above, if the maximum opening load factor is calculated in the above embodiment, the operation of setting the calculation map at the time of designing the engine control device becomes easy.

ところで、最大開度近傍の大開度領域では、スロットル開度の変化に対する負荷率の変化が僅かとなり、要求負荷率の微小な変動に対してスロットル開度の大幅な変更が繰り返される、いわゆるスロットルハンチングが発生することがある。こうした大開度領域でのスロットルハンチングの発生は、上記エンジン制御装置における目標開度演算処理を下記の態様で行うことで抑制できる。 By the way, in the large opening region near the maximum opening, the change in the load factor with respect to the change in the throttle opening becomes small, and the throttle opening is repeatedly changed significantly with respect to the minute change in the required load factor, so-called throttle hunting. May occur. The occurrence of throttle hunting in such a large opening region can be suppressed by performing the target opening calculation processing in the engine control device in the following manner.

ここで、スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときのスロットル開度を切替点開度TAwotとし、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの負荷率KLを切替点負荷率KLwotとし、負荷率を要求負荷率とするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*とする。このとき、上記エンジン制御装置における目標開度演算処理を、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の値となる場合にはスロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度を目標開度の値として演算するとともに、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には切替点開度TAwot、切替点負荷率KLwot、最大開度TAmax、最大開度負荷率KLmax2、及び要求負荷率KL*に対して式(1)の関係を満たす値「TA*」を目標開度の値として演算する処理とする。 Here, the ratio of the intake pressure after passing the throttle valve to the intake pressure before passing the throttle valve is defined as the throttle front-rear pressure ratio RP, and the throttle opening when the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the default value RPwot is the switching point. The opening TAwot is set, the load factor KL when the throttle front-rear pressure ratio RP is the default value RPwot is set as the switching point load factor KLwot, and the throttle front-rear pressure ratio RP required to set the load factor as the required load factor is the required pressure. The ratio is RP *. At this time, the target opening degree calculation process in the engine control device is performed to target the throttle opening degree at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP * when the required pressure ratio RP * becomes a value equal to or less than the default value RPwot. Calculated as the opening value, and if the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwott, the switching point opening TAwot, switching point load factor KLwot, maximum opening TAmax, maximum opening load factor KLmax2, And the value "TA *" that satisfies the relationship of the equation (1) with respect to the required load ratio KL * is calculated as the value of the target opening degree.

Figure 2021152341
上記目標開度演算処理では、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算される。要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合にも、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算すると、目標開度TA*が最大開度TAmaxに近づくにつれて、負荷率KLに対する目標開度TA*の感度が高くなる。そのため、大開度領域では、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになり、スロットルハンチングが発生してしまう。
Figure 2021152341
In the above target opening calculation process, when the required pressure ratio RP * is equal to or less than the default value RPwot, the throttle opening TA at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP * is calculated as the value of the target opening TA *. Will be done. Even when the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwot, if the throttle opening TA at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP * is calculated as the value of the target opening TA *, the target opening TA * will be calculated. As the maximum opening TAmax approaches, the sensitivity of the target opening TA * to the load factor KL increases. Therefore, in the large opening region, the value of the target opening TA * changes significantly with respect to a slight change in the required load factor KL *, and throttle hunting occurs.

これに対して上記目標開度演算処理では、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合には、要求負荷率KL*に対して線形関係となるように目標開度TA*の値が演算される。こうした場合、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える領域では、要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の変化率は一定となるため、スロットルハンチングが発生し難くなる。 On the other hand, in the above target opening calculation process, when the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwot, the value of the target opening TA * is calculated so as to have a linear relationship with the required load factor KL *. Will be done. In such a case, in the region where the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwot, the rate of change of the target opening TA * with respect to the required load factor KL * is constant, so that throttle hunting is less likely to occur.

しかも、大開度領域においても要求負荷率KL*に連動して変化する値として目標開度TA*が演算されるため、再循環排気や燃料蒸気、ブローバイガスなどの新気以外のガスが燃焼室に流入する状況でも、要求負荷率KL*の変化に追従して負荷率KLが変化するようにスロットル開度TAを制御することが可能となる。このように上記態様で目標開度演算処理を行えば、大開度領域におけるスロットルバルブの制御性を向上できる。 Moreover, since the target opening TA * is calculated as a value that changes in conjunction with the required load factor KL * even in the large opening region, gases other than fresh air such as recirculated exhaust, fuel vapor, and blow-by gas are emitted into the combustion chamber. It is possible to control the throttle opening TA so that the load factor KL changes according to the change in the required load factor KL * even in the situation where the gas flows into the gas. If the target opening degree calculation process is performed in this manner, the controllability of the throttle valve in the large opening degree region can be improved.

エンジン制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of one Embodiment of an engine control device. 同エンジン制御装置が実行するトルク制御ルーチンのフローチャート。A flowchart of the torque control routine executed by the engine control device. 最大負荷率演算マップに格納された最大負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。Maximum load factor A graph showing the relationship between the maximum load factor stored in the calculation map and the engine speed. スロットル前後圧力比とスロットル通過流量との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the throttle front-rear pressure ratio and the throttle passing flow rate. スロットル前後圧力比とΦ値との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the throttle front-rear pressure ratio and the Φ value. 飽和流量とスロットル開度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the saturation flow rate and the throttle opening. スロットル開度とスロットル前後圧力比との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the throttle opening and the throttle front-rear pressure ratio. 上記エンジン制御装置が実行するスロットル開度制御ルーチンのフローチャート。The flowchart of the throttle opening control routine executed by the engine control device. 補正値演算マップに格納された負荷率補正値とエンジン回転数との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the load factor correction value stored in the correction value calculation map and the engine speed. 最大負荷率、最大開度負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the maximum load factor, the maximum opening load factor, and the engine speed. 大開度域での目標開度の演算態様を示す図。The figure which shows the calculation mode of the target opening degree in a large opening degree region. 大開度域での要求負荷率と目標開度との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the required load factor and the target opening in a large opening range.

以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図1〜図12を参照して詳細に説明する。本実施形態のエンジン制御装置は、車両に搭載された自然吸気式のエンジンに適用されている。エンジンの出力は、変速機を介して、走行用の駆動力として車輪に伝達される。 Hereinafter, an embodiment of the engine control device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12. The engine control device of the present embodiment is applied to a naturally aspirated engine mounted on a vehicle. The output of the engine is transmitted to the wheels as a driving force for traveling via a transmission.

図1に示すように、本実施形態の適用対象となるエンジン10には、燃焼室11に流入する吸気が流れる吸気通路12と、燃焼室11から排出された排気が流れる排気通路13と、が設けられている。また、エンジン10には、開弁/閉弁に応じて吸気通路12を燃焼室11に連通/遮断する吸気弁14と、開弁/閉弁に応じて排気通路13を燃焼室11に連通/遮断する排気弁15と、が設けられている。 As shown in FIG. 1, the engine 10 to which the present embodiment is applied includes an intake passage 12 through which the intake air flowing into the combustion chamber 11 flows and an exhaust passage 13 through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber 11 flows. It is provided. Further, the engine 10 has an intake valve 14 that communicates / shuts off the intake passage 12 to the combustion chamber 11 according to valve opening / closing, and an exhaust passage 13 that communicates / shuts off the exhaust passage 13 to the combustion chamber 11 according to valve opening / closing. An exhaust valve 15 for shutting off is provided.

吸気通路12には、吸気中の塵等を濾過するエアクリーナ16と、吸気通路12を流れる吸気の流量である吸気流量GAを検出するエアフローメータ17と、が設けられている。また、吸気通路12におけるエアフローメータ17よりも下流側の部分には、スロットルバルブ18が設置されている。スロットルバルブ18は、回転可能に軸支された状態で吸気通路12内に設置されている。そして、スロットルバルブ18は、スロットルモータ19により回転駆動されるようになっている。さらに、吸気通路12におけるスロットルバルブ18よりも下流側の部分には、吸気中に燃料を噴射するインジェクタ20が設置されている。そして、燃焼室11には、吸気通路12を通じて流入した吸気とインジェクタ20が噴射した燃料との混合気に着火する点火装置21が設置されている。 The intake passage 12 is provided with an air cleaner 16 for filtering dust and the like in the intake passage, and an air flow meter 17 for detecting the intake flow rate GA, which is the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 12. Further, a throttle valve 18 is installed in a portion of the intake passage 12 on the downstream side of the air flow meter 17. The throttle valve 18 is installed in the intake passage 12 in a state in which the throttle valve 18 is rotatably supported by the shaft. The throttle valve 18 is rotationally driven by the throttle motor 19. Further, an injector 20 that injects fuel during intake is installed in a portion of the intake passage 12 on the downstream side of the throttle valve 18. An ignition device 21 is installed in the combustion chamber 11 to ignite a mixture of the intake air flowing in through the intake passage 12 and the fuel injected by the injector 20.

こうしたエンジン10においてスロットルバルブ18は、吸気通路12内での回転位置に応じて開口面積を変化させることで、同スロットルバルブ18を通過する吸気の流量であるスロットル通過流量を調整する弁となっている。以下の説明におけるスロットル開度TAは、開口面積が「0」となる回転位置である全閉位置からのスロットルバルブ18の回転角を表している。 In such an engine 10, the throttle valve 18 serves as a valve for adjusting the throttle passing flow rate, which is the flow rate of the intake air passing through the throttle valve 18, by changing the opening area according to the rotation position in the intake passage 12. There is. The throttle opening TA in the following description represents the rotation angle of the throttle valve 18 from the fully closed position, which is the rotation position where the opening area becomes “0”.

以上のように構成されたエンジン10は、エンジン制御装置としてのエンジン制御システム22により制御されている。エンジン制御システム22は、エンジン制御に係る各種の演算処理を実行する演算処理回路と、プログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットとして構成されている。エンジン制御システム22には、上述のエアフローメータ17による吸気流量GAの検出信号に加え、運転者のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセルペダル操作量ACC、大気圧PA、スロットル開度TAなどの検出信号が入力されている。また、エンジン制御システム22には、クランクシャフト23の回転に応じて出力されるパルス状のクランク信号CRNKが入力されている。エンジン制御システム22は、そのクランク信号CRNKからエンジン回転数NEを求めている。 The engine 10 configured as described above is controlled by an engine control system 22 as an engine control device. The engine control system 22 is configured as an electronic control unit including an arithmetic processing circuit that executes various arithmetic processing related to engine control and a memory in which programs and data are stored. In the engine control system 22, in addition to the above-mentioned detection signal of the intake flow rate GA by the air flow meter 17, detection signals such as the accelerator pedal operation amount ACC, the atmospheric pressure PA, and the throttle opening TA, which are the amount of depression of the accelerator pedal of the driver, are detected. Has been entered. Further, a pulsed crank signal CRNK output according to the rotation of the crankshaft 23 is input to the engine control system 22. The engine control system 22 obtains the engine speed NE from the crank signal CRNK.

なお、車両には、エンジン制御システム22の他にも、各種の制御システムが設置されている。例えば、変速機の変速制御を行う変速制御システム、車両のオートクルーズ制御を行うオートクルーズ制御システム、車輪の空転を防止するためのトランクション制御を行うトランクション制御システム、旋回時の車両の姿勢を安定させるための走行安定制御を行う走行安定制御システムなどの制御システムなどである。以下の説明では、車両に設置されたエンジン制御システム22以外の制御システムを他の制御システム30と記載する。他の制御システム30は、各々の制御におけるエンジントルクの要求値を設定してエンジン制御システム22に出力する。以下の説明では、他の制御システム30のそれぞれが設定したエンジントルクの要求値を、他の要求トルクTEr1,TEr2,…と記載する。 In addition to the engine control system 22, various control systems are installed in the vehicle. For example, a shift control system that controls the shift of the transmission, an autocruise control system that controls the autocruise of the vehicle, a trunktion control system that controls the trunking to prevent the wheels from slipping, and the attitude of the vehicle when turning. It is a control system such as a running stability control system that performs running stability control for stabilization. In the following description, a control system other than the engine control system 22 installed in the vehicle will be referred to as another control system 30. The other control system 30 sets the required value of the engine torque in each control and outputs the required value to the engine control system 22. In the following description, the required values of the engine torque set by each of the other control systems 30 are described as the other required torques Ter1, Ter2, ....

なお、エンジン制御システム22は、ドライバ要求トルク演算処理F1、最大負荷率演算処理F2、及び目標トルク設定処理F3、スロットル開度制御処理F4、及び点火時期制御処理F5を通じてエンジン10のトルク制御を行っている。ドライバ要求トルク演算処理F1は、アクセルペダル操作量ACCとエンジン回転数NEとに基づき、運転者のエンジントルクの要求値であるドライバ要求トルクTEdを演算する処理である。最大負荷率演算処理F2は現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1を演算する処理であり、目標トルク設定処理F3はエンジントルクの制御目標値である目標トルクTE*を設定する処理である。また、スロットル開度制御処理F4は目標トルクTE*に応じてスロットルバルブ18のスロットル開度TAを制御する処理であり、点火時期制御処理F5は目標トルクTE*に応じて点火装置21の点火時期SAを制御する処理である。 The engine control system 22 controls the torque of the engine 10 through the driver required torque calculation process F1, the maximum load factor calculation process F2, the target torque setting process F3, the throttle opening control process F4, and the ignition timing control process F5. ing. The driver required torque calculation process F1 is a process for calculating the driver required torque Ted, which is a required value of the engine torque of the driver, based on the accelerator pedal operation amount ACC and the engine speed NE. The maximum load factor calculation process F2 is a process for calculating the maximum load factor KLmax1 which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, and the target torque setting process F3 is a control target value of the engine torque. This is a process for setting the target torque TE *. Further, the throttle opening control process F4 is a process of controlling the throttle opening TA of the throttle valve 18 according to the target torque TE *, and the ignition timing control process F5 is the ignition timing of the ignition device 21 according to the target torque TE *. This is a process for controlling SA.

さらにエンジン制御システム22は、要求負荷率演算処理F6、最大開度負荷率演算処理F7、目標開度演算処理F8、及びスロットル操作処理F9の各処理を通じて、スロットル開度制御処理F4を行っている。要求負荷率演算処理F6は目標トルクTE*とエンジン回転数NEとに基づき負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*を演算する処理であり、最大開度負荷率演算処理F7はエンジン回転数NEに基づき最大開度負荷率KLmax2を演算する処理である。目標開度演算処理F8は、要求負荷率KL*と最大開度負荷率KLmax2とに基づき、スロットル開度TAの制御目標値である目標開度TA*を演算する処理である。そして、スロットル操作処理F9はスロットル開度TAを目標開度TA*とすべくスロットルバルブ18を駆動する処理である。 Further, the engine control system 22 performs the throttle opening control process F4 through each of the required load factor calculation process F6, the maximum opening load factor calculation process F7, the target opening calculation process F8, and the throttle operation process F9. .. The required load factor calculation process F6 is a process for calculating the required load factor KL *, which is a required value of the load factor KL, based on the target torque TE * and the engine speed NE, and the maximum opening load factor calculation process F7 is the engine rotation. This is a process for calculating the maximum opening load factor KLmax2 based on the number NE. The target opening degree calculation process F8 is a process of calculating the target opening degree TA *, which is a control target value of the throttle opening degree TA, based on the required load factor KL * and the maximum opening degree load factor KLmax2. Then, the throttle operation process F9 is a process of driving the throttle valve 18 so that the throttle opening TA is set to the target opening TA *.

次に、そうしたエンジン10のトルク制御の詳細を説明する。図2には、トルク制御のためにエンジン制御システム22が実行するトルク制御ルーチンのフローチャートが示されている。エンジン制御システム22のエンジン10の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行する。 Next, the details of the torque control of such an engine 10 will be described. FIG. 2 shows a flowchart of a torque control routine executed by the engine control system 22 for torque control. During the operation of the engine 10 of the engine control system 22, the processing of this routine is repeatedly executed at a predetermined control cycle.

本ルーチンの処理が開始されるとまずステップS100において、アクセルペダル操作量ACCとエンジン回転数NEとに基づき、ドライバ要求トルクTEdが演算される。ドライバ要求トルクTEdは、車両の駆動力に対するドライバの要求に応えるために必要なエンジントルクを示している。 When the processing of this routine is started, first, in step S100, the driver required torque TED is calculated based on the accelerator pedal operation amount ACC and the engine speed NE. The driver required torque Ted indicates the engine torque required to meet the driver's demand for the driving force of the vehicle.

次のステップS110では、他の制御システム30が設定した他の要求トルクTEr1,TEr2,…が読み込まれる。そして、ステップS120では、ドライバ要求トルクTEd、及び他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から、現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクが、最終要求トルクTErの値として設定される。 In the next step S110, other required torques Ter1, Ter2, ... Set by the other control system 30 are read. Then, in step S120, the required torque that should be given the highest priority in the current running condition of the vehicle from the driver required torque Ted and the other required torques Ter1, Ter2, ... Is set as the value of the final required torque Ter. ..

続くステップS130では、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1の値が演算される。負荷率KLは、燃焼室11に流入する吸気の質量であるシリンダ流入吸気量を、シリンダの行程容積を占める標準大気状態の、すなわち標準大気圧:1013hPa、標準気温:20℃、標準相対湿度:60%の吸気の質量に対する比率で表したものである。すなわち、負荷率KLは、燃焼室11の吸気の充填効率ηcを表している。そして、最大負荷率KLmax1は、現在のエンジン回転数NEにおいて、スロットル開度TAをその制御範囲の最大値である最大開度TAmaxとしたときの負荷率KLの値を示している。こうした最大負荷率KLmax1の演算は、エンジン制御システム22のメモリに予め記憶された最大負荷率演算マップMAP1を用いて行われる。最大負荷率演算マップMAP1には、予め試験等で求められたエンジン回転数NEと最大負荷率KLmax1との関係についての情報が格納されている。図3には、本実施形態のエンジン制御装置で使用される最大負荷率演算マップMAP1におけるエンジン回転数NEと最大負荷率KLmax1との関係が示されている。 In the following step S130, the value of the maximum load factor KLmax1, which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, is calculated. The load factor KL determines the amount of intake air flowing into the cylinder, which is the mass of the intake air flowing into the combustion chamber 11, in the standard atmospheric condition occupying the stroke volume of the cylinder, that is, standard atmospheric pressure: 1013 hPa, standard air temperature: 20 ° C., standard relative humidity: It is expressed as a ratio to the mass of intake air of 60%. That is, the load factor KL represents the filling efficiency ηc of the intake air in the combustion chamber 11. The maximum load factor KLmax1 indicates the value of the load factor KL when the throttle opening TA is set to the maximum opening TAmax, which is the maximum value of the control range, at the current engine speed NE. The calculation of the maximum load factor KLmax1 is performed using the maximum load factor calculation map MAP1 stored in advance in the memory of the engine control system 22. The maximum load factor calculation map MAP1 stores information on the relationship between the engine speed NE and the maximum load factor KLmax1 obtained in advance by a test or the like. FIG. 3 shows the relationship between the engine speed NE and the maximum load factor KLmax1 in the maximum load factor calculation map MAP1 used in the engine control device of the present embodiment.

続いて、ステップS140において、最大負荷率KLmax1とエンジン回転数NEとに基づき、現在のエンジン回転数NEにおいてエンジン10の負荷率KLを最大負荷率KLmax1としたときのエンジントルクである最大トルクTEmaxの値が演算される。そして、続くステップS150において、最終要求トルクTEr、最大トルクTEmaxのうち、より小さい方の値が目標トルクTE*の値として設定される。 Subsequently, in step S140, the maximum torque TEmax, which is the engine torque when the load factor KL of the engine 10 is set to the maximum load factor KLmax1 at the current engine speed NE, based on the maximum load factor KLmax1 and the engine speed NE. The value is calculated. Then, in the subsequent step S150, the smaller value of the final required torque Ter and the maximum torque TEmax is set as the value of the target torque TE *.

次のステップS160では、目標トルクTE*に応じてスロットルバルブ18のスロットル開度TAを操作するスロットル開度制御処理F4が行われる。また、続くステップS170では、目標トルクTE*に応じて点火装置21の点火時期SAを操作する点火時期制御処理F5が行われる。 In the next step S160, the throttle opening control process F4 for operating the throttle opening TA of the throttle valve 18 is performed according to the target torque TE *. Further, in the following step S170, the ignition timing control process F5 for operating the ignition timing SA of the ignition device 21 is performed according to the target torque TE *.

こうしたトルク制御ルーチンでは、ドライバ要求トルクTEd、他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から、現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクが最終要求トルクTErの値として設定される。一方、他の要求トルクTEr1,TEr2,…の値は、他の制御システム30のそれぞれの事情によって設定されるため、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の最大トルクTEmaxを超える、実現不能な値が設定されることがある。そのため、上記トルク制御ルーチンでは、現在のエンジン回転数NEにおける最大負荷率KLmax1を求めるとともに、その最大負荷率KLmax1から求められた最大トルクTEmax以下の値となるように、目標開度TA*の値を設定している。 In such a torque control routine, the required torque that should be given the highest priority in the current running condition of the vehicle is set as the value of the final required torque Ter from among the driver required torque Ted and other required torques Ter1, Ter2, .... On the other hand, the values of the other required torques Ter1, Ter2, ... Are set according to the respective circumstances of the other control system 30, and therefore exceed the maximum torque TEmax of the engine 10 at the current engine speed NE, which is an unrealizable value. May be set. Therefore, in the torque control routine, the maximum load factor KLmax1 at the current engine speed NE is obtained, and the value of the target opening TA * is set to be equal to or less than the maximum torque TEmax obtained from the maximum load factor KLmax1. Is set.

なお、スロットル開度TAの変更がエンジントルクに反映されるまでには、スロットルバルブ18から燃焼室11までの吸気の移動時間分の遅延がある。よって、スロットル開度TAの制御だけでは、目標トルクTA*分のエンジントルクを実現できない場合がある。そのため、本実施形態では、スロットル開度制御では、スロットル開度TAの操作で可能な範囲でエンジントルクを目標トルクTE*に近づけ、吸気の移動時間による遅延により過不足が生じた分を点火時期制御での点火時期SAの操作により補うことで、目標トルクTE*分のエンジントルクを実現するようにしている。 Before the change in the throttle opening TA is reflected in the engine torque, there is a delay corresponding to the movement time of the intake air from the throttle valve 18 to the combustion chamber 11. Therefore, it may not be possible to achieve the engine torque equal to the target torque TA * only by controlling the throttle opening TA. Therefore, in the present embodiment, in the throttle opening control, the engine torque is brought closer to the target torque TE * within the range possible by operating the throttle opening TA, and the ignition timing is determined by the excess or deficiency caused by the delay due to the movement time of the intake air. By supplementing the ignition timing SA in control, the engine torque equal to the target torque TE * is achieved.

なお、こうしたトルク制御ルーチンにおけるステップS100の処理がドライバ要求トルク演算処理F1に、ステップS130の処理が最大負荷率演算処理F2に、ステップS110、ステップS120、ステップS140、及びステップS150の処理が目標トルク設定処理F3に、それぞれ対応している。 The processing of step S100 in such a torque control routine is the driver required torque calculation processing F1, the processing of step S130 is the maximum load factor calculation processing F2, and the processing of steps S110, step S120, step S140, and step S150 is the target torque. Each corresponds to the setting process F3.

続いて、トルク制御ルーチンのステップS160におけるスロットル開度制御処理F4の詳細を説明する。ここでは、まず、スロットル開度TAの制御目標値である目標開度TA*の演算の基本ロジックを説明する。 Subsequently, the details of the throttle opening degree control process F4 in step S160 of the torque control routine will be described. Here, first, the basic logic for calculating the target opening TA *, which is the control target value of the throttle opening TA, will be described.

目標開度TA*の演算に際してエンジン制御システム22はまず、目標トルクTE*、及びエンジン回転数NEに基づいて、負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*を算出する。ここでは、吸気の移動時間による遅延を考慮して実現可能な範囲でエンジントルクを目標トルクTE*に近い値とする負荷率KLが、要求負荷率KL*の値として算出される。 When calculating the target opening TA *, the engine control system 22 first calculates the required load factor KL *, which is the required value of the load factor KL, based on the target torque TE * and the engine speed NE. Here, the load factor KL that makes the engine torque a value close to the target torque TE * within a feasible range in consideration of the delay due to the movement time of the intake air is calculated as the value of the required load factor KL *.

一方、シリンダ流入吸気量は、吸気通路12におけるスロットルバルブ18よりも下流側の部分の吸気の圧力であるスロットル下流圧PMと、エンジン回転数NEと、により定まる。よって、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとに基づくことで、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要なスロットル下流圧PMの値を求めることができる。エンジン制御システム22は、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとに基づき、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル下流圧PMを要求スロットル下流圧PM*の値として演算している。 On the other hand, the cylinder inflow intake amount is determined by the throttle downstream pressure PM, which is the intake pressure of the portion downstream of the throttle valve 18 in the intake passage 12, and the engine speed NE. Therefore, based on the required load factor KL * and the engine speed NE, the value of the throttle downstream pressure PM required to obtain the load factor KL for the required load factor KL * can be obtained. The engine control system 22 calculates the throttle downstream pressure PM at which the load factor KL for the required load factor KL * is obtained as the value of the required throttle downstream pressure PM * based on the required load factor KL * and the engine speed NE. There is.

ここで、スロットルバルブ18を通過し、エンジン10の各気筒の燃焼室11に分配供給される吸気の質量流量を吸気弁通過流量とする。なお、燃焼室11への吸気の流入は吸気弁14の開閉に応じて間欠的に行われるため、実際の吸気弁通過流量はエンジン10の回転に応じて変動する値となるが、ここではそうした変動分を均した値を吸気弁通過流量として用いる。エンジン10が1回転する間に同エンジン10において行われる吸気行程の回数は、エンジン10の気筒数により定まった回数となる。よって、単位時間当たりのエンジン10の回転数であるエンジン回転数NEは、エンジン10において単位時間に行われる吸気行程の回数に比例した値となり、そのエンジン回転数NEに要求負荷率KL*を乗算した積(=NE×KL*)は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる吸気弁通過流量に比例する値となる。 Here, the mass flow rate of the intake air that passes through the throttle valve 18 and is distributed and supplied to the combustion chamber 11 of each cylinder of the engine 10 is defined as the intake valve passing flow rate. Since the inflow of intake air into the combustion chamber 11 is performed intermittently according to the opening and closing of the intake valve 14, the actual flow rate passing through the intake valve becomes a value that fluctuates according to the rotation of the engine 10. The value obtained by averaging the fluctuations is used as the flow rate through the intake valve. The number of intake strokes performed in the engine 10 during one rotation of the engine 10 is a number determined by the number of cylinders of the engine 10. Therefore, the engine speed NE, which is the number of revolutions of the engine 10 per unit time, is a value proportional to the number of intake strokes performed in the unit time in the engine 10, and the engine speed NE is multiplied by the required load factor KL *. The product (= NE × KL *) is a value proportional to the flow rate through the intake valve from which the load factor KL corresponding to the required load factor KL * is obtained.

なお、本実施形態では、[rpm・%]を目標開度TA*の演算に用いる吸気の流量の単位として用いている。同単位を用いた場合の吸気弁通過流量[rpm・%]は、エンジン回転数NE[rpm]に要求負荷率KL*[%]を乗算した積と一致する値となる。 In this embodiment, [rpm ·%] is used as a unit of the flow rate of the intake air used for calculating the target opening TA *. When the same unit is used, the intake valve passing flow rate [rpm ·%] is a value that matches the product of the engine speed NE [rpm] multiplied by the required load factor KL * [%].

スロットル開度TA及びエンジン回転数NEが一定に保持された定常状態における吸気弁通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の流量であるスロットル通過流量と等しい流量となる。したがって、スロットル下流圧PMが要求スロットル下流圧PM*となり、かつスロットル通過流量がエンジン回転数NEと要求負荷率KL*の積となるスロットル開度TAをスロットルバルブ18の目標開度TA*に設定すれば、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるようになる。 The flow rate through the intake valve in a steady state in which the throttle opening TA and the engine speed NE are kept constant is equal to the flow rate through the throttle, which is the flow rate of the intake air passing through the throttle valve 18. Therefore, the throttle opening TA * at which the throttle downstream pressure PM becomes the required throttle downstream pressure PM * and the throttle passing flow rate is the product of the engine rotation speed NE and the required load factor KL * is set as the target opening TA * of the throttle valve 18. Then, the load factor KL for the required load factor KL * can be obtained.

スロットル通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度と同スロットルバルブ18の開口面積との積となる。また、スロットルバルブ18の開口面積は、スロットル開度TAの関数となる。さらに、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル上流圧PACに対するスロットル下流圧PMの比であるスロットル前後圧力比RPにより決まる。スロットル上流圧PACは、吸気通路12におけるスロットルバルブ18の上流側の部分の吸気の圧力を表している。本実施形態では、大気圧PAをスロットル上流圧PACとして用いている。スロットル前後圧力比RPの値が取り得る範囲は、「0」から「1」までの範囲となる。よって、スロットル開度TA、スロットル前後圧力比RP、スロットル通過流量の3つの値のうち、2つの値が定まれば、残りの一つの値も自ずと定まることになる。 The throttle passing flow rate is the product of the speed of intake air passing through the throttle valve 18 and the opening area of the throttle valve 18. The opening area of the throttle valve 18 is a function of the throttle opening TA. Further, the speed of intake air passing through the throttle valve 18 is determined by the throttle front-rear pressure ratio RP, which is the ratio of the throttle downstream pressure PM to the throttle upstream pressure PAC. The throttle upstream pressure PAC represents the intake pressure of the portion of the intake passage 12 on the upstream side of the throttle valve 18. In this embodiment, the atmospheric pressure PA is used as the throttle upstream pressure PAC. The range in which the value of the throttle front-rear pressure ratio RP can be taken is the range from "0" to "1". Therefore, if two of the three values of the throttle opening TA, the throttle front-rear pressure ratio RP, and the throttle passing flow rate are determined, the remaining one value is naturally determined.

図4に、スロットル開度TA及びスロットル前後圧力比RPとスロットル通過流量との関係を示す。なお、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPが「1」のときには「0」となり、スロットル前後圧力比RPが一定の値α以下のときには音速となる。そして、スロットル前後圧力比RPを「α」から「1」まで次第に増加させていったときのスロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPが「α」のときの値である音速からスロットル前後圧力比RPが「1」のときの値である「0」まで次第に低下する。また、スロットル通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度とスロットルバルブ18の開口面積との積となる。そのため、スロットル前後圧力比RPが一定の状態ではスロットル開度TAが大きいほど、スロットル通過流量が多くなる。よって、スロットル開度TA及びスロットル前後圧力比RPに対するスロットル通過流量の変化傾向は図4に示す通りとなる。 FIG. 4 shows the relationship between the throttle opening TA, the throttle front-rear pressure ratio RP, and the throttle passing flow rate. The speed of intake air passing through the throttle valve 18 is "0" when the throttle front-rear pressure ratio RP is "1", and becomes a sound velocity when the throttle front-rear pressure ratio RP is a certain value α or less. The speed of intake air passing through the throttle valve 18 when the throttle front-rear pressure ratio RP is gradually increased from “α” to “1” is the value when the throttle front-rear pressure ratio RP is “α”. The pressure gradually decreases from the speed of sound to "0", which is the value when the throttle front-rear pressure ratio RP is "1". Further, the throttle passing flow rate is the product of the speed of the intake air passing through the throttle valve 18 and the opening area of the throttle valve 18. Therefore, when the throttle front-rear pressure ratio RP is constant, the larger the throttle opening TA, the larger the throttle passing flow rate. Therefore, the tendency of the throttle passing flow rate to change with respect to the throttle opening TA and the throttle front-rear pressure ratio RP is as shown in FIG.

ここで、スロットル前後圧力比RPが「α」以下の領域、すなわちスロットルバルブ18を通過する吸気の速度が音速以上となる音速域におけるスロットル通過流量を飽和流量とする。飽和流量は、スロットルバルブ18の開口面積と音速との積となり、その値はスロットル開度TAの関数となる。こうした飽和流量に対するスロットル通過流量の比をΦ値とする。スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPにより決まるため、Φ値はスロットル前後圧力比RPの関数となる。なお、Φ値は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度の、音速に対する比を表してもいる。 Here, the throttle passing flow rate is defined as a throttle passing flow rate in a region where the throttle front-rear pressure ratio RP is “α” or less, that is, in a sound velocity range where the speed of intake air passing through the throttle valve 18 is sound velocity or higher. The saturated flow rate is the product of the opening area of the throttle valve 18 and the speed of sound, and the value is a function of the throttle opening TA. The ratio of the throttle passing flow rate to the saturated flow rate is defined as the Φ value. Since the speed of intake air passing through the throttle valve 18 is determined by the throttle front-rear pressure ratio RP, the Φ value is a function of the throttle front-rear pressure ratio RP. The Φ value also represents the ratio of the speed of the intake air passing through the throttle valve 18 to the speed of sound.

図5に、Φ値とスロットル前後圧力比RPとの関係を示す。同図に示すように、スロットル前後圧力比RPが「α」以下の音速域でのΦ値は「1」となる。また、スロットル前後圧力比RPが「1」のときのΦ値は「0」となる。そして、スロットル前後圧力比RPを「α」から「1」へと次第に増加させていったときのΦ値は、スロットル前後圧力比RPが「α」のときの値である「1」からスロットル前後圧力比RPが「1」のときの値である「0」へと次第に減少していく値となる。エンジン制御システム22のメモリには、こうしたΦ値とスロットル前後圧力比RPとの関係についての情報が格納されたΦ値演算マップMAP2が予め記憶されている。 FIG. 5 shows the relationship between the Φ value and the throttle front-rear pressure ratio RP. As shown in the figure, the Φ value in the sound velocity range where the throttle front-rear pressure ratio RP is “α” or less is “1”. Further, when the throttle front-rear pressure ratio RP is "1", the Φ value is "0". The Φ value when the throttle front-rear pressure ratio RP is gradually increased from “α” to “1” is the value when the throttle front-rear pressure ratio RP is “α” from “1” before and after the throttle. The value gradually decreases to "0", which is the value when the pressure ratio RP is "1". In the memory of the engine control system 22, a Φ value calculation map MAP2 in which information about the relationship between the Φ value and the throttle front-rear pressure ratio RP is stored is stored in advance.

図6に、飽和流量とスロットル開度TAとの関係を示す。上述のように飽和流量は、スロットルバルブ18の開口面積に比例する。そして、スロットル開度TAと開口面積との関係は、吸気通路12及びスロットルバルブ18の寸法形状により決まるため、飽和流量とスロットル開度TAとの関係はそれらの設計仕様から求められるものとなっている。エンジン制御システム22のメモリには、こうした飽和流量とスロットル開度TAとの関係についての情報が格納された開度演算マップMAP3が予め記憶されている。 FIG. 6 shows the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA. As described above, the saturated flow rate is proportional to the opening area of the throttle valve 18. Since the relationship between the throttle opening TA and the opening area is determined by the dimensions and shape of the intake passage 12 and the throttle valve 18, the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA is obtained from their design specifications. There is. In the memory of the engine control system 22, an opening calculation map MAP3 in which information about the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA is stored is stored in advance.

スロットル通過流量は、現在のスロットル開度TAにおける飽和流量に、現在のスロットル前後圧力比RPにおけるΦ値を乗算した積として求めることができる。一方、上述のように、要求スロットル下流圧PM*は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル下流圧PMの値として求められている。よって、現在のスロットル上流圧PACが既知となれば、そのスロットル上流圧PACに対する要求スロットル下流圧PM*の比として、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル前後圧力比RPである要求圧力比RP*の値を求めることができる。ちなみに、自然吸気式のエンジン10では、スロットル上流圧PACは大気圧PAと同じ圧力であると見做せる。そこで本実施形態では、要求スロットル下流圧PM*を大気圧PAで除算した商(=PM*/PA)を要求圧力比RP*の値として求めている。 The throttle passing flow rate can be obtained as the product of the saturated flow rate at the current throttle opening TA and the Φ value at the current throttle front-rear pressure ratio RP. On the other hand, as described above, the required throttle downstream pressure PM * is obtained as the value of the throttle downstream pressure PM from which the load factor KL corresponding to the required load factor KL * can be obtained. Therefore, if the current throttle upstream pressure PAC is known, it is a throttle front-rear pressure ratio RP that can obtain a load factor KL equal to the required load factor KL * as the ratio of the required throttle downstream pressure PM * to the throttle upstream pressure PAC. The value of the required pressure ratio RP * can be obtained. Incidentally, in the naturally aspirated engine 10, the throttle upstream pressure PAC can be regarded as having the same pressure as the atmospheric pressure PA. Therefore, in the present embodiment, the quotient (= PM * / PA) obtained by dividing the required throttle downstream pressure PM * by the atmospheric pressure PA is obtained as the value of the required pressure ratio RP *.

さらに、上述のように、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる吸気弁通過流量は、要求負荷率KL*にエンジン回転数NEを乗算した積となる。また、定常状態では、吸気弁通過流量とスロットル通過流量とは等しい流量となる。よって、次の手順により、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要な目標開度TA*の値を演算することができる。 Further, as described above, the intake valve passing flow rate at which the load factor KL for the required load factor KL * is obtained is the product of the required load factor KL * multiplied by the engine speed NE. Further, in the steady state, the flow rate passing through the intake valve and the flow rate passing through the throttle are equal to each other. Therefore, the value of the target opening degree TA * required to obtain the load factor KL for the required load factor KL * can be calculated by the following procedure.

上記のように要求スロットル下流圧PM*は、吸気弁通過流量が、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる流量となるときのスロットル下流圧PMを表している。よって、スロットル上流圧PACに対する要求スロットル下流圧PM*の比である要求圧力比RP*の値は、吸気弁通過流量が、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる流量となるときのスロットル前後圧力比RPを表すことになる。そこで、図5の関係に基づいて、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*であるときのΦ値の値を求め、その求めたΦ値の値により、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要な吸気弁通過流量を除算した商を演算する。この商の値は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル開度TAにおける、すなわち目標開度TA*における飽和流量を表す。そこで、図6の関係に基づき、その商の値が飽和流量となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として求めれば、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算することができる。 As described above, the required throttle downstream pressure PM * represents the throttle downstream pressure PM when the flow rate passing through the intake valve becomes the flow rate at which the load factor KL equal to the required load factor KL * can be obtained. Therefore, the value of the required pressure ratio RP *, which is the ratio of the required throttle downstream pressure PM * to the throttle upstream pressure PAC, is when the flow rate passing through the intake valve becomes the flow rate at which the load factor KL equal to the required load factor KL * can be obtained. It represents the throttle front-rear pressure ratio RP. Therefore, based on the relationship of FIG. 5, the value of the Φ value when the throttle front-rear pressure ratio RP is the required pressure ratio RP * is obtained, and the load factor for the required load factor KL * is obtained from the obtained Φ value value. Calculate the quotient obtained by dividing the intake valve passing flow rate required to obtain KL. The value of this quotient represents the saturated flow rate at the throttle opening TA at which the load factor KL equal to the required load factor KL * is obtained, that is, at the target opening TA *. Therefore, based on the relationship of FIG. 6, if the throttle opening TA at which the quotient value is the saturated flow rate is obtained as the value of the target opening TA *, the throttle opening is obtained to obtain the load factor KL for the required load factor KL *. TA can be calculated as the value of the target opening TA *.

ただし、こうして演算した目標開度TA*に基づきスロットルバルブ18の開度制御を行う場合には、次の問題が生じる虞がある。
図7に、スロットル上流圧PAC及びエンジン回転数NEが一定の状態においてスロットル開度TAを変化させたときのスロットル前後圧力比RPの変化を示す。スロットル開度TAを「0」から最大開度TAmaxへと増加させていったときにスロットル前後圧力比RPは、スロットル開度TAが「0」のときの値である「0」からスロットル開度TAが最大開度TAmaxのときの値である「1」へと増加していく。ただし、スロットル開度TAが最大開度TAmaxに近づくと、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの変化率、すなわちスロットル開度TAの変化量に対するスロットル前後圧力比RPの変化量の比率は次第に小さくなる。そのため、スロットル前後圧力比RPが「1」に近い大開度領域では、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が低くなる。すなわち、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになる。そしてその結果、大開度領域では、スロットル開度TAの大幅な変更が頻繁に行われる、いわゆるスロットルハンチングが発生して、スロットルモータ19等の負荷が増大する虞がある。
However, when the opening degree of the throttle valve 18 is controlled based on the target opening degree TA * calculated in this way, the following problem may occur.
FIG. 7 shows changes in the throttle front-rear pressure ratio RP when the throttle opening TA is changed in a state where the throttle upstream pressure PAC and the engine speed NE are constant. When the throttle opening TA is increased from "0" to the maximum opening TAmax, the throttle front-rear pressure ratio RP starts from "0", which is the value when the throttle opening TA is "0". The TA increases to "1", which is the value when the maximum opening TAmax is reached. However, when the throttle opening TA approaches the maximum opening TAmax, the rate of change of the throttle front-rear pressure ratio RP with respect to the throttle opening TA, that is, the ratio of the change amount of the throttle front-rear pressure ratio RP to the change amount of the throttle opening TA gradually increases. It becomes smaller. Therefore, in the large opening region where the throttle front-rear pressure ratio RP is close to "1", the sensitivity of the throttle front-rear pressure ratio RP to the throttle opening TA becomes low. That is, the value of the target opening degree TA * changes significantly with respect to a slight change in the required load factor KL *. As a result, in the large opening region, the throttle opening TA is frequently changed, that is, so-called throttle hunting occurs, and the load on the throttle motor 19 and the like may increase.

また、アクセルペダルを踏み込んで車両を加速させる際には、シリンダ流入吸気量の速やかな増大が求められる。これに対して、上記の基本ロジックによる目標開度TA*の演算では、要求負荷率KL*が最大負荷率KLmax1となるまでアクセルペダルを踏み込まなければ、最大開度TAmaxが目標開度TA*の値として設定されないため、車両の加速時におけるシリンダ流入吸気量の増加が遅くなる。 Further, when the accelerator pedal is depressed to accelerate the vehicle, it is required to rapidly increase the amount of intake air taken into the cylinder. On the other hand, in the calculation of the target opening TA * by the above basic logic, the maximum opening TAmax is the target opening TA * unless the accelerator pedal is depressed until the required load factor KL * reaches the maximum load factor KLmax1. Since it is not set as a value, the increase in the cylinder inflow intake amount when the vehicle is accelerating is delayed.

以上を踏まえ、本実施形態では、下記の態様でスロットル開度TAを制御している。
図8に、本実施形態のエンジン制御システム22がスロットル開度TAの制御に際して実行するスロットル開度制御ルーチンのフローチャートを示す。エンジン制御システム22は、トルク制御ルーチンのステップS160におけるスロットル開度TAの制御を、本ルーチンの処理を通じて行っている。
Based on the above, in the present embodiment, the throttle opening TA is controlled in the following modes.
FIG. 8 shows a flowchart of a throttle opening control routine executed by the engine control system 22 of the present embodiment when controlling the throttle opening TA. The engine control system 22 controls the throttle opening TA in step S160 of the torque control routine through the processing of this routine.

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、目標トルクTE*とエンジン回転数NEとに基づき、負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*の値が演算される。続いてステップS210において、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとから要求スロットル下流圧PM*が演算される。また、次のステップS220では、要求スロットル下流圧PM*をスロットル上流圧PACで除算した商が要求圧力比RP*の値として演算される。上述のように自然吸気式のエンジン10に適用される本実施形態では、スロットル上流圧PACとして大気圧PAが用いられている。なお、過給式のエンジンに適用する場合には過給圧の検出値又は推定値をスロットル上流圧PACの値として用いるようにするとよい。 When the processing of this routine is started, first, in step S200, the value of the required load factor KL *, which is the required value of the load factor KL, is calculated based on the target torque TE * and the engine speed NE. Subsequently, in step S210, the required throttle downstream pressure PM * is calculated from the required load factor KL * and the engine speed NE. Further, in the next step S220, the quotient obtained by dividing the required throttle downstream pressure PM * by the throttle upstream pressure PAC is calculated as the value of the required pressure ratio RP *. In the present embodiment applied to the naturally aspirated engine 10 as described above, the atmospheric pressure PA is used as the throttle upstream pressure PAC. When applied to a supercharged engine, the detected value or estimated value of the supercharging pressure may be used as the value of the throttle upstream pressure PAC.

続いて、ステップS230において要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値であるか否かが判定される。既定値RPwotの値としては、スロットルハンチングが発生する虞があるスロットル前後圧力の範囲の下限値よりも小さい値が設定されている(図7参照)。このときの要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の値である場合には(S230:NO)、ステップS240に処理が進められる。これに対して、要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値である場合(S230:YES)には、ステップS300に処理が進められる。 Subsequently, in step S230, it is determined whether or not the required pressure ratio RP * is a value larger than the default value RPwot. As the default value RPwot, a value smaller than the lower limit of the throttle front-rear pressure range in which throttle hunting may occur is set (see FIG. 7). If the required pressure ratio RP * at this time is a value equal to or less than the default value RPwot (S230: NO), the process proceeds to step S240. On the other hand, when the required pressure ratio RP * is a value larger than the default value RPwot (S230: YES), the process proceeds to step S300.

要求圧力比RP*が既定値RPwot以下であってステップS240に処理が進められると、そのステップS240において、上述のΦ値演算マップMAP2を用いて、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*であるときのΦ値の値が、要求Φ値PHY*の値として求められる。さらに同ステップS240では、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとの積を要求Φ値PHY*で除算した商が、要求飽和流量BPM*の値として演算される。続いて、ステップS250において、上述の開度演算マップMAP3を用いて飽和流量が要求飽和流量BPM*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算された後、ステップS260に処理が進められる。このように、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、上述の基本ロジックに従って目標開度TA*が演算される。 When the required pressure ratio RP * is equal to or less than the default value RPwot and the process proceeds to step S240, in that step S240, the throttle front-rear pressure ratio RP is set to the required pressure ratio RP * by using the above-mentioned Φ value calculation map MAP2. The value of the Φ value at a certain time is obtained as the value of the required Φ value PHY *. Further, in step S240, the quotient obtained by dividing the product of the required load factor KL * and the engine speed NE by the required Φ value PHY * is calculated as the value of the required saturated flow rate BPM *. Subsequently, in step S250, the throttle opening TA at which the saturated flow rate is the required saturated flow rate BPM * is calculated as the value of the target opening TA * using the opening calculation map MAP3 described above, and then the process is performed in step S260. It can be advanced. As described above, when the required pressure ratio RP * is equal to or less than the default value RPwot, the target opening degree TA * is calculated according to the above-mentioned basic logic.

そして、ステップS260に処理が進められると、そのステップS260において、スロットル開度TAを目標開度TA*とすべく、スロットルバルブ18の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。スロットルバルブ18の駆動制御は、例えば目標開度TA*に対するスロットル開度TAの偏差に応じてスロットルモータ19の駆動電流をフィードバック調整することで行われる。 Then, when the process proceeds to step S260, the process of this routine ends after the drive control of the throttle valve 18 is performed in order to set the throttle opening TA to the target opening TA * in the step S260. Will be done. The drive control of the throttle valve 18 is performed, for example, by feedback-adjusting the drive current of the throttle motor 19 according to the deviation of the throttle opening TA with respect to the target opening TA *.

一方、要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値であって(S230:YES)、ステップS300に処理が進められた場合には、そのステップS300において次の2つの値が演算される。まず、Φ値演算マップMAP2を用いて、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotであるときのΦ値の値が、切替点Φ値PHYwotの値として演算される。また、要求負荷率KL*にエンジン回転数NEを乗算した積を切替点Φ値PHYwotで除算した商が、切替点飽和流量BPMwotの値として演算される。 On the other hand, when the required pressure ratio RP * is a value larger than the default value RPwot (S230: YES) and the process proceeds to step S300, the following two values are calculated in step S300. First, using the Φ value calculation map MAP2, the value of the Φ value when the throttle front-rear pressure ratio RP is the default value RPwot is calculated as the value of the switching point Φ value PHYwatt. Further, the quotient obtained by dividing the product obtained by multiplying the required load factor KL * by the engine speed NE by the switching point Φ value PHYwatt is calculated as the value of the switching point saturation flow rate BPMwatch.

続いて、ステップS310において、開度演算マップMAP3を用いて、飽和流量が切替点飽和流量BPMwotとなるスロットル開度TAが切替点開度TAwotの値として演算される。 Subsequently, in step S310, using the opening degree calculation map MAP3, the throttle opening TA at which the saturated flow rate becomes the switching point saturated flow rate BPMwot is calculated as the value of the switching point opening degree TAwot.

さらに続くステップS320では、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなる負荷率KLの値が、切替点負荷率KLwotの値として演算される。切替点負荷率KLwotの演算に際してはまず、スロットル上流圧PACに既定値RPwotを乗算した積が、切替点スロットル下流圧PMwotの値として求められる。一方、エンジン制御システム22のメモリには、スロットル下流圧PM及びエンジン回転数NEと負荷率KLとの関係についての情報が格納された負荷率演算マップMAP4が予め記憶されている。切替点負荷率KLwotの値は、この負荷率演算マップMAP4を用いて、現在のエンジン回転数NEにおいてスロットル下流圧PMが切替点スロットル下流圧PMwotとなる負荷率KLを求めることで、演算されている。なお、こうして演算された切替点負荷率KLwotの値は、スロットル開度TA以外のエンジン10の制御状態を変えずに、スロットル開度TAを切替点開度TAwotとした場合の負荷率KLを示している。 Further in step S320, the value of the load factor KL at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the default value RPwott is calculated as the value of the switching point load factor KLwott. In calculating the switching point load factor KLwott, first, the product of the throttle upstream pressure PAC multiplied by the default value RPwott is obtained as the value of the switching point throttle downstream pressure PMwott. On the other hand, in the memory of the engine control system 22, a load factor calculation map MAP4 in which information about the relationship between the throttle downstream pressure PM, the engine rotation speed NE, and the load factor KL is stored is stored in advance. The value of the switching point load factor KLwot is calculated by using this load factor calculation map MAP4 to obtain the load factor KL at which the throttle downstream pressure PM becomes the switching point throttle downstream pressure PMwott at the current engine speed NE. There is. The value of the switching point load factor KLwot calculated in this way indicates the load factor KL when the throttle opening TA is set to the switching point opening TAwot without changing the control state of the engine 10 other than the throttle opening TA. ing.

ちなみに、バルブタイミングやバルブリフト量などの吸気弁14の動弁特性を可変とする可変動弁機構を備えるエンジンでは、上記のようなスロットル下流圧PM及びエンジン回転数NEと負荷率KLとの関係は、可変動弁機構による吸気弁14の動弁特性の変更に応じても変化する。そうした可変動弁機構による吸気弁14の動弁特性の変更が負荷率KLに与える影響が大きい場合には、スロットル下流圧PM、エンジン回転数NE、及び可変動弁機構の操作量と負荷率KLとの関係を記憶するように負荷率演算マップMAP4を構成する。そして、その負荷率演算マップMAP4を用いて、現在のエンジン回転数NE、可変動弁機構の操作量、及び切替点スロットル下流圧PMwotから切替点負荷率KLwotを演算するとよい。 By the way, in an engine equipped with a variable valve mechanism that changes the valve timing of the intake valve 14 such as valve timing and valve lift amount, the relationship between the throttle downstream pressure PM and engine rotation speed NE and the load factor KL as described above. Changes even when the valve operating characteristics of the intake valve 14 are changed by the variable valve timing mechanism. If the change in valve characteristics of the intake valve 14 by such a variable valve mechanism has a large effect on the load factor KL, the throttle downstream pressure PM, engine speed NE, and the operating amount and load factor KL of the variable valve mechanism The load factor calculation map MAP4 is configured so as to memorize the relationship with. Then, using the load factor calculation map MAP4, the switching point load factor KLwott may be calculated from the current engine speed NE, the operation amount of the variable valve mechanism, and the switching point throttle downstream pressure PMwott.

続いてステップS330において、上述のトルク制御ルーチンのステップS130で演算された、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1の値が読み込まれる。さらに、次のステップS340において、エンジン回転数NEに基づき、最大負荷率KLmax1と後述の最大開度負荷率KLmax2との差分である負荷率補正値CKMの値が求められる。負荷率補正値CKMは、エンジン制御システム22のメモリに予め記憶された補正値演算マップMAP5を用いて演算される。補正値演算マップMAP5には、エンジン回転数NEと負荷率補正値CKMとの関係についての情報が格納されている。 Subsequently, in step S330, the value of the maximum load factor KLmax1, which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, calculated in step S130 of the torque control routine described above is read. Further, in the next step S340, the value of the load factor correction value CKM, which is the difference between the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 described later, is obtained based on the engine speed NE. The load factor correction value CKM is calculated using the correction value calculation map MAP5 stored in advance in the memory of the engine control system 22. The correction value calculation map MAP5 stores information about the relationship between the engine speed NE and the load factor correction value CKM.

図9に、補正値演算マップMAP5におけるエンジン回転数NEと負荷率補正値CKMの値との関係を示す。同図に示すように、「N1」未満のエンジン回転数NEの範囲では正の値が、「N1」から「N2」までのエンジン回転数NEの範囲では負の値が、「N2」を超えるエンジン回転数NEの範囲では「0」が、それぞれ負荷率補正値CKMの値として設定される。なお、「N1」未満のエンジン回転数NEの範囲は、大開度領域でのスロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低くなり、スロットルハンチングが生じやすいエンジン回転数NEの範囲となっている。また、「N1」から「N2」までのエンジン回転数NEの範囲は、車両の加速性能を確保する上で、加速時のシリンダ流入吸気量の速やかな増加が特に求められるエンジン回転数NEの範囲となっている。 FIG. 9 shows the relationship between the engine speed NE and the load factor correction value CKM in the correction value calculation map MAP5. As shown in the figure, a positive value exceeds "N2" in the range of engine speed NE less than "N1", and a negative value exceeds "N2" in the range of engine speed NE from "N1" to "N2". In the range of engine speed NE, "0" is set as the value of the load factor correction value CKM. The range of the engine speed NE less than "N1" is the range of the engine speed NE in which the sensitivity of the throttle front-rear pressure ratio RP to the throttle opening TA in the large opening region is particularly low and throttle hunting is likely to occur. ing. Further, the range of the engine speed NE from "N1" to "N2" is the range of the engine speed NE in which a rapid increase in the cylinder inflow intake amount at the time of acceleration is particularly required in order to secure the acceleration performance of the vehicle. It has become.

続いて、ステップS350において、最大負荷率KLmax1に負荷率補正値CKMを加えた和が最大開度負荷率KLmax2の値として求められる。最大開度負荷率KLmax2は、現在のエンジン回転数NEにおいて、目標開度TA*を最大開度TAmaxとする要求負荷率KL*の値の範囲の最小値を示している。 Subsequently, in step S350, the sum of the maximum load factor KLmax1 plus the load factor correction value CKM is obtained as the value of the maximum opening load factor KLmax2. The maximum opening load factor KLmax2 indicates the minimum value in the range of the required load factor KL * with the target opening TA * as the maximum opening TAmax in the current engine speed NE.

図10には、最大負荷率KLmax1、及び最大開度負荷率KLmax2とエンジン回転数NEとの関係が示されている。上述のように、最大負荷率KLmax1は、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値であり、トルク制御での目標トルクTE*の設定に使用される。一方、上記のように、最大開度負荷率KLmax2は、目標開度TA*を最大開度TAmaxとする要求負荷率KL*の値の範囲の最小値である。エンジン回転数NEが一定の状態では、スロットル開度TAを最大開度TAmaxとしたときに負荷率KLが最大となるため、最大開度負荷率KLmax2は本来、最大負荷率KLmax1と同値とすべきパラメータである。しかしながら、本実施形態では、エンジン回転数NEによっては、最大負荷率KLmax1、最大開度負荷率KLmax2に異なる値が設定されるようになっている。なお、そうした理由については後述する。 FIG. 10 shows the relationship between the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 and the engine speed NE. As described above, the maximum load factor KLmax1 is the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, and is used for setting the target torque TE * in torque control. On the other hand, as described above, the maximum opening load factor KLmax2 is the minimum value in the range of the required load factor KL * with the target opening TA * as the maximum opening TAmax. When the engine speed NE is constant, the load factor KL becomes maximum when the throttle opening TA is set to the maximum opening TAmax. Therefore, the maximum opening load factor KLmax2 should be originally the same value as the maximum load factor KLmax1. It is a parameter. However, in the present embodiment, different values are set for the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 depending on the engine speed NE. The reason for this will be described later.

そして、ステップS360において、切替点開度TAwot、最大開度TAmax、要求負荷率KL*、切替点負荷率KLwot、及び最大開度負荷率KLmax2に基づき、式(2)に示す関係を満たす値として目標開度TA*の値が演算される。そして、ステップS360において、最大開度TAmax以下の値となるように目標開度TA*の上限ガード処理が行われた後、ステップS260に処理が進められる。なお、上限ガード処理では、目標開度TA*が最大開度TAmax以下の場合には目標開度TA*の値がそのまま維持され、目標開度TA*が最大開度TAmaxを超える場合には最大開度TAmaxが目標開度TA*の値として設定し直される。そして、その後、ステップS260において、ステップS360を通じて設定した目標開度TA*に基づくスロットルバルブ18を駆動するスロットルバルブ18の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 Then, in step S360, as a value satisfying the relationship shown in the equation (2) based on the switching point opening TAwatt, the maximum opening TAmax, the required load factor KL *, the switching point load factor KLwot, and the maximum opening load factor KLmax2. The value of the target opening TA * is calculated. Then, in step S360, the upper limit guard process of the target opening TA * is performed so that the value is equal to or less than the maximum opening TAmax, and then the process proceeds to step S260. In the upper limit guard process, the value of the target opening TA * is maintained as it is when the target opening TA * is equal to or less than the maximum opening TAmax, and the maximum when the target opening TA * exceeds the maximum opening TAmax. The opening TAmax is reset as the value of the target opening TA *. Then, in step S260, after the drive control of the throttle valve 18 for driving the throttle valve 18 based on the target opening degree TA * set through step S360 is performed, the processing of this routine is completed.

Figure 2021152341
なお、こうしたスロットル開度制御ルーチンにおけるステップS200の処理が要求負荷率演算処理F6に、ステップS320〜ステップS340の処理が最大開度負荷率演算処理F7に、ステップS260の処理がスロットル操作処理F9に、それぞれ対応している。また、スロットル開度制御ルーチンにおける、残りの処理、すなわちステップS210〜250、ステップS300〜S320、及びステップS360の処理が目標開度演算処理F8に対応している。
Figure 2021152341
The process of step S200 in the throttle opening control routine is the required load factor calculation process F6, the processes of steps S320 to S340 are the maximum opening load factor calculation process F7, and the process of step S260 is the throttle operation process F9. , Each corresponds. Further, the remaining processes in the throttle opening degree control routine, that is, the processes of steps S210 to 250, steps S300 to S320, and steps S360 correspond to the target opening degree calculation process F8.

図11に、スロットル開度TA及び負荷率KLを座標軸とした直交座標系に式(2)の各パラメータをプロットしたものを示す。同図に示す線分LABは、スロットル開度TAが切替点開度TAwotであり、且つ負荷率KLが切替点負荷率KLwotである座標点Aと、スロットル開度TAが最大開度TAmaxであり、且つ負荷率KLが最大開度負荷率KLmax2である座標点Bと、を繋ぐ線分である。ステップS360では、線分LAB上、又はその延長線上において、負荷率KLが要求負荷率KL*となる座標点Cのスロットル開度TAの値が、目標開度TA*の値として演算される。すなわち、式(2)は、座標点A、B間の線形補間を通じて目標開度TA*を演算する式となっている。 FIG. 11 shows a plot of each parameter of the equation (2) in a Cartesian coordinate system with the throttle opening TA and the load factor KL as coordinate axes. The line segment LAB shown in the figure has a coordinate point A in which the throttle opening TA is the switching point opening TAwot and the load factor KL is the switching point load factor KLwot, and the throttle opening TA is the maximum opening TAmax. Moreover, it is a line segment connecting the coordinate point B in which the load factor KL is the maximum opening load factor KLmax2. In step S360, the value of the throttle opening TA at the coordinate point C where the load factor KL is the required load factor KL * on the line segment LAB or on the extension line thereof is calculated as the value of the target opening TA *. That is, the equation (2) is an equation for calculating the target opening degree TA * through linear interpolation between the coordinate points A and B.

本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、アクセルペダル操作量ACCに基づくドライバ要求トルクTEdと、他の制御システム30により設定された他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクを選択して目標トルクTE*の値を設定している。そして、その目標トルクTE*分のエンジントルクを実現すべく、スロットル開度TAや点火時期SAを制御している。その際、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の最大負荷率KLmax1を演算するとともに、負荷率KLが最大負荷率KLmax1以下の値となるように目標トルクTE*の上限減ガードを行うことで、実現不能な値が目標トルクTE*の値として設定されないようにしている。
The operation and effect of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the driver required torque Ted based on the accelerator pedal operation amount ACC and the other required torques Ter1, Ter2, ... Set by the other control system 30 should be given the highest priority in the current driving situation of the vehicle. The required torque is selected and the target torque TE * value is set. Then, the throttle opening TA and the ignition timing SA are controlled in order to realize the engine torque corresponding to the target torque TE *. At that time, the maximum load factor KLmax1 of the engine 10 at the current engine speed NE is calculated, and the upper limit reduction guard of the target torque TE * is performed so that the load factor KL becomes a value equal to or less than the maximum load factor KLmax1. An unrealizable value is not set as the target torque TE * value.

一方、スロットル開度TAの制御に際しては、目標トルクTE*に応じて設定された要求負荷率KL*分の負荷率KLを実現するために必要なスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算する。目標開度TA*の演算に際しては、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル前後圧力比RPが、要求圧力比RP*の値として演算される。そして、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、スロットル前後圧力比RPとスロットル開度TAとの関係に基づき、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算している。 On the other hand, when controlling the throttle opening TA, the throttle opening TA required to realize the load factor KL for the required load factor KL * set according to the target torque TE * is the value of the target opening TA *. Calculate as. When calculating the target opening TA *, the throttle front-rear pressure ratio RP at which the load factor KL corresponding to the required load factor KL * is obtained is calculated as the value of the required pressure ratio RP *. When the required pressure ratio RP * is equal to or less than the default value RPwot, the throttle opening TA where the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP * based on the relationship between the throttle front-rear pressure ratio RP and the throttle opening TA. Is calculated as the value of the target opening TA *.

図12の曲線L0は、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合にも、要求圧力比RP*が演算切替圧力比RPwot以下の場合と同様に、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算した場合の要求負荷率KL*と目標開度TA*との関係を示している。こうした場合には、要求負荷率KL*が最大負荷率KLmax1に近づくにつれて、要求負荷率KL*の変化量に対する目標開度TA*の変化量の比率が、すなわち要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の感度が高くなる。そのため、最大開度TAmaxの近傍では、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになり、スロットルハンチングが発生してしまう。 The curve L0 in FIG. 12 shows that even when the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwot, the throttle front-rear pressure ratio RP is the required pressure ratio RP, as in the case where the required pressure ratio RP * is less than or equal to the calculation switching pressure ratio RPwott. The relationship between the required load factor KL * and the target opening TA * when the throttle opening TA that is * is calculated as the value of the target opening TA * is shown. In such a case, as the required load factor KL * approaches the maximum load factor KLmax1, the ratio of the change amount of the target opening TA * to the change amount of the required load factor KL * is that is, the target opening degree with respect to the required load factor KL *. The sensitivity of TA * increases. Therefore, in the vicinity of the maximum opening TAmax, the value of the target opening TA * changes significantly with respect to a slight change in the required load factor KL *, and throttle hunting occurs.

一方、図12の曲線L1は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の大開度領域における要求負荷率KL*と目標開度TA*との関係を示している。また、図12の曲線L2は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1よりも小さい値K1が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の上記関係を示している。さらに、図12の曲線L3は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1よりも大きい値K2が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の上記関係を示している。いずれの場合においても、切替点開度TAwotから最大開度TAmaxまでの大開度領域では、要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の変化率が一定となる。そのため、既定値RPwot等の値を適切に設定すれば、大開度領域でのスロットルハンチングの発生を抑制できる。 On the other hand, the curve L1 of FIG. 12 shows the required load factor KL * in the large opening region when the same value as the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 in the engine control device of the present embodiment. The relationship with the target opening TA * is shown. Further, the curve L2 in FIG. 12 shows the above relationship when a value K1 smaller than the maximum load factor KLmax1 is set as a value of the maximum opening load factor KLmax2 in the engine control device of the present embodiment. Further, the curve L3 of FIG. 12 shows the above relationship when a value K2 larger than the maximum load factor KLmax1 is set as a value of the maximum opening load factor KLmax2 in the engine control device of the present embodiment. In any case, the rate of change of the target opening TA * with respect to the required load factor KL * is constant in the large opening region from the switching point opening TAwatt to the maximum opening TAmax. Therefore, if a value such as the default value RPwot is appropriately set, the occurrence of throttle hunting in a large opening region can be suppressed.

なお、図12の曲線L2の場合のように、最大負荷率KLmax1よりも小さい値K1が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合には、最大負荷率KLmax1よりも小さい要求負荷率KL*から目標開度TA*が最大開度TAmaxに設定される。そのため、車両を加速するため、アクセルペダルを踏み込んだ際に、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合よりも速やかかにスロットル開度TAが最大開度TAmaxに達するようになる。そのため、本実施形態では、加速に際してシリンダ流入空気量の速やかな増加が求められるエンジン回転数NEの範囲では、最大負荷率KLmax1よりも小さい値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。 When the value K1 smaller than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 as in the case of the curve L2 in FIG. 12, the required load factor smaller than the maximum load factor KLmax1 From KL *, the target opening TA * is set to the maximum opening TAmax. Therefore, in order to accelerate the vehicle, when the accelerator pedal is depressed, the throttle opening TA is opened to the maximum more quickly than when the same value as the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2. The degree will reach TAmax. Therefore, in the present embodiment, in the range of the engine speed NE where a rapid increase in the amount of air flowing into the cylinder is required during acceleration, a value smaller than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2. ..

一方、本実施形態では、大開度領域でのスロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低くなり、スロットルハンチングが生じやすいエンジン回転数NEの範囲では、図12の曲線L3の場合のように、最大負荷率KLmax1よりも大きい値K2を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。こうした場合、切替点負荷率KLwotから最大負荷率KLmax1までの範囲における要求負荷率KL*の変化量に対する目標開度TA*の変化量の比率が、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合よりも小さくなる。そのため、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低いエンジン回転数NEの範囲でも、スロットルハンチングを抑制できるようになる。 On the other hand, in the present embodiment, the sensitivity of the throttle front-rear pressure ratio RP to the throttle opening TA in the large opening region is particularly low, and in the range of the engine speed NE where throttle hunting is likely to occur, the case of the curve L3 in FIG. 12 As described above, a value K2 larger than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2. In such a case, the ratio of the change amount of the target opening TA * to the change amount of the required load factor KL * in the range from the switching point load factor KLwot to the maximum load factor KLmax1 is the same value as the maximum load factor KLmax1. It is smaller than when it is set as the value of the rate KLmax2. Therefore, throttle hunting can be suppressed even in the engine speed NE range where the sensitivity of the throttle front-rear pressure ratio RP to the throttle opening TA is particularly low.

このように本実施形態では、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値とは異なる値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定することで、スロットルバルブ18の制御特性を調整している。これに対して、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値よりも大きい値を最大負荷率KLmax1の値として設定すると、実現可能なエンジントルクよりも大きいトルクが目標トルクTE*の値として設定される虞がある。このように、エンジン10のトルク制御での目標トルクTE*の設定に用いる最大負荷率KLmax1の値には、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値を設定する必要がある。その点、本実施形態では、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値を示す値として、エンジン10のトルク制御では最大負荷率KLmax1を用いる一方で、スロットル開度TAの制御では最大開度負荷率KLmax2を用いている。すなわち、本実施形態では、トルク制御とスロットル開度TAの制御とでは、別途に演算した個別の値を、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値として用いている。そのため、トルク制御に影響を与えることなく、スロットルバルブ18の制御特性を調整できる。 As described above, in the present embodiment, the control characteristics of the throttle valve 18 are adjusted by setting a value different from the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE as the value of the maximum opening load factor KLmax2. doing. On the other hand, if a value larger than the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE is set as the value of the maximum load factor KLmax1, the torque larger than the feasible engine torque is the target torque TE *. May be set as a value. As described above, it is necessary to set the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE as the value of the maximum load factor KLmax1 used for setting the target torque TE * in the torque control of the engine 10. In that respect, in the present embodiment, the maximum load factor KLmax1 is used in the torque control of the engine 10 as the value indicating the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, while the maximum opening is used in the control of the throttle opening TA. The load factor KLmax2 is used. That is, in the present embodiment, in the torque control and the throttle opening TA control, separately calculated individual values are used as the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE. Therefore, the control characteristics of the throttle valve 18 can be adjusted without affecting the torque control.

なお、本実施形態では、補正値演算マップMAP5を用いて演算した負荷率補正値CKMにより、最大負荷率KLmax1を補正することで、最大開度負荷率KLmax2の値を演算している。尤も、エンジン回転数NEと最大開度負荷率KLmax2の値との関係についての情報が格納された演算マップを用意すれば、上記手順を踏まずとも、エンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2の値を直接演算することができる。しかしながら、そうした場合には、下記のように、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が煩雑となる虞がある。 In the present embodiment, the value of the maximum opening load factor KLmax2 is calculated by correcting the maximum load factor KLmax1 by the load factor correction value CKM calculated using the correction value calculation map MAP5. However, if a calculation map is prepared in which information about the relationship between the engine speed NE and the value of the maximum opening load factor KLmax2 is prepared, the maximum opening load factor KLmax2 can be obtained from the engine speed NE without following the above procedure. The value of can be calculated directly. However, in such a case, as described below, there is a risk that the operation of setting the calculation map at the time of designing the engine control device becomes complicated.

ここで、上記のようなエンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2を直接演算するための演算マップを最大開度負荷率演算マップとする。上記のように本実施形態では、「N2」以上のエンジン回転数NEの範囲では、最大負荷率KLmax1の値と同じ値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。以下の説明では、このような最大負荷率KLmax1と同じ値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定するエンジン回転数NEの範囲を、共通範囲と記載する。また、以下の説明では、各演算マップにおけるエンジン回転数NE毎の最大負荷率KLmax1や最大開度負荷率KLmax2の値をマップ値と記載する。 Here, the calculation map for directly calculating the maximum opening load factor KLmax2 from the engine speed NE as described above is referred to as the maximum opening load factor calculation map. As described above, in the present embodiment, in the range of the engine speed NE of "N2" or more, the same value as the value of the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2. In the following description, the range of the engine speed NE in which the same value as the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 is described as a common range. Further, in the following description, the values of the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 for each engine speed NE in each calculation map are described as map values.

上記のような最大開度負荷率演算マップを用いて最大開度負荷率KLmax2を演算する場合、エンジン制御装置の設計に際して上記共通範囲における最大負荷率演算マップMAP1のマップ値を修正した場合には最大開度負荷率演算マップにおいても同様のマップ値の修正が必要となる。エンジン10の制御系は、様々な要素が絡み合った複雑な系であり、演算マップの設定に際して幾度も修正が繰り返されることがある。そのため、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正の都度、最大開度負荷率演算マップのマップ値も修正するとなると、誤修正や修正忘れにより、両演算マップのマップ値が不整合となる虞がある。 When calculating the maximum opening load factor KLmax2 using the maximum opening load factor calculation map as described above, when the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 in the above common range is modified when designing the engine control device. It is necessary to correct the same map value in the maximum opening load factor calculation map. The control system of the engine 10 is a complicated system in which various elements are intertwined, and the modification may be repeated many times when setting the calculation map. Therefore, if the map value of the maximum opening load factor calculation map is also corrected each time the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is corrected, there is a risk that the map values of both calculation maps will be inconsistent due to erroneous correction or forgetting to correct. There is.

これに対して、本実施形態では、最大負荷率KLmax1に対する最大開度負荷率KLmax2の差分である負荷率補正値CKMとエンジン回転数NEとの関係を格納した補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算している。この場合、補正値演算マップMAP5のマップ値として「0」が設定されている部分については、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値が如何に修正されても、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として演算されることになる。そのため、上記共通範囲における最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正に際して、補正値演算マップMAP5の修正は不要となる。また、共通範囲以外のエンジン回転数NEの範囲においても、補正値演算マップMAP5のマップ値を維持したまま、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値だけを修正しても、最大負荷率KLmax1と最大開度負荷率KLmax2との相対的な関係は維持される。そのため、共通範囲以外の範囲でも、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正に応じた補正値演算マップMAP5の修正が必要とならない場合がある。このように、補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算することとすれば、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が容易となる。 On the other hand, in the present embodiment, the maximum is obtained by using the correction value calculation map MAP5 that stores the relationship between the load factor correction value CKM, which is the difference between the maximum opening load factor KLmax2 and the maximum load factor KLmax1, and the engine speed NE. The opening load factor KLmax2 is calculated. In this case, for the part where "0" is set as the map value of the correction value calculation map MAP5, the same value as the maximum load factor KLmax1 is the maximum regardless of how the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is modified. It will be calculated as the value of the opening load factor KLmax2. Therefore, when modifying the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 in the above common range, it is not necessary to modify the correction value calculation map MAP5. Further, even in the range of the engine speed NE other than the common range, even if only the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is modified while maintaining the map value of the correction value calculation map MAP5, the maximum load factor is KLmax1 and the maximum. The relative relationship with the opening load factor KLmax2 is maintained. Therefore, even in a range other than the common range, it may not be necessary to modify the correction value calculation map MAP5 according to the modification of the map value of the maximum load factor calculation map MAP1. As described above, if the maximum opening load factor KLmax2 is calculated using the correction value calculation map MAP5, the calculation map setting work at the time of designing the engine control device becomes easy.

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、トルク制御とスロットル開度TAの制御とでは、別途に演算した個別の値を、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値として用いているため、スロットルバルブ18の制御特性の調整がトルク制御に与える影響を抑えられる。
According to the engine control device of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the torque control and the throttle opening TA control use separately calculated individual values as the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, and therefore the throttle valve. The influence of the adjustment of the control characteristics of 18 on the torque control can be suppressed.

(2)本実施形態では、最大負荷率KLmax1との差分についての情報を格納した補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算している。そのため、設計時の演算マップの設定作業が容易となる。 (2) In the present embodiment, the maximum opening load factor KLmax2 is calculated using the correction value calculation map MAP5 that stores information about the difference from the maximum load factor KLmax1. Therefore, the operation of setting the calculation map at the time of design becomes easy.

(3)負荷率KLが切替点負荷率KLwotを超える大開度領域では、切替点開度TAwotと最大開度TAmaxとの間で、要求負荷率KL*に対して線形関係を満たす値として目標開度TA*を演算している。そのため、大開度領域でのスロットルハンチングが発生し難くなる。しかも、大開度領域においても要求負荷率KL*に連動して変化する値として目標開度TA*が演算されるため、再循環排気や燃料蒸気、ブローバイガスなどの新気以外のガスが燃焼室に流入する状況でも、要求負荷率KL*の変化に追従して負荷率KLが変化するようにスロットル開度TAを制御することが可能となる。よって、大開度領域におけるスロットルバルブの制御性を向上できる。 (3) In the large opening region where the load factor KL exceeds the switching point load factor KLwot, the target is opened as a value satisfying the linear relationship with the required load factor KL * between the switching point opening TAwatt and the maximum opening TAmax. The degree TA * is calculated. Therefore, throttle hunting is less likely to occur in a large opening region. Moreover, since the target opening TA * is calculated as a value that changes in conjunction with the required load factor KL * even in the large opening region, gases other than fresh air such as recirculated exhaust, fuel vapor, and blow-by gas are emitted into the combustion chamber. It is possible to control the throttle opening TA so that the load factor KL changes according to the change in the required load factor KL * even in the situation where the gas flows into the gas. Therefore, the controllability of the throttle valve in the large opening region can be improved.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・最大開度負荷率KLmax2を用いた目標開度TA*の演算を上記実施形態とは異なる態様で行うようにしてもよい。例えば、最大開度負荷率KLmax2に対する要求負荷率KL*の比率を求め、その比率と目標開度TA*との関係を格納した演算マップを用いて目標開度TA*を演算するようにしてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-The calculation of the target opening TA * using the maximum opening load factor KLmax2 may be performed in a mode different from that of the above embodiment. For example, the ratio of the required load factor KL * to the maximum opening load factor KLmax2 may be obtained, and the target opening TA * may be calculated using an calculation map that stores the relationship between the ratio and the target opening TA *. good.

・上記実施形態では、最大負荷率演算マップMAP1を用いて演算した最大負荷率KLmax1を、補正値演算マップMAP5を用いて演算した負荷率補正値CKMにより補正することで、最大開度負荷率KLmax2を演算していた。上述のような、最大開度負荷率KLmax2とエンジン回転数NEとの関係についての情報を格納した最大開度負荷率演算マップをエンジン制御システム22に予め記憶しておき、その最大開度負荷率演算マップを用いてエンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2を直接演算するようにしてもよい。 -In the above embodiment, the maximum load factor KLmax1 calculated using the maximum load factor calculation map MAP1 is corrected by the load factor correction value CKM calculated using the correction value calculation map MAP5, whereby the maximum opening load factor KLmax2 Was calculated. The maximum opening load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum opening load factor KLmax2 and the engine speed NE as described above is stored in advance in the engine control system 22, and the maximum opening load factor is stored in advance. The maximum opening load factor KLmax2 may be calculated directly from the engine speed NE using the calculation map.

・上記実施形態では、スロットル開度TAと点火時期SAとの操作を通じてエンジン10のトルク制御が行われていた。これら以外のエンジン操作量にも、その操作によってエンジントルクを調整できるものがある。例えば、吸気弁14や排気弁15の動弁特性を可変とする可変動弁機構を備えるエンジンでは、可変動弁機構による動弁特性の操作を通じてエンジントルクを調整できる。また、可変容量式のターボチャージャを備えるエンジンでは、同ターボチャージャの容量の操作を通じてエンジントルクを調整できる。このようなエンジントルクを調整可能なエンジン操作量の中から、スロットル開度TAと、スロットル開度TAとは別の1つ以上のエンジン操作量と、の操作を通じてトルク制御を行うようにしてもよい。 -In the above embodiment, the torque of the engine 10 is controlled through the operation of the throttle opening TA and the ignition timing SA. There are some engine operating amounts other than these that can adjust the engine torque by the operation. For example, in an engine provided with a variable valve mechanism that changes the valve characteristics of the intake valve 14 and the exhaust valve 15, the engine torque can be adjusted by manipulating the valve characteristics by the variable valve mechanism. Further, in an engine equipped with a variable capacity turbocharger, the engine torque can be adjusted by manipulating the capacity of the turbocharger. Even if the torque is controlled through the operation of the throttle opening TA and one or more engine operating amounts different from the throttle opening TA from the engine operating amount in which the engine torque can be adjusted. good.

・上記各実施形態では、スロットル制御装置を自然吸気式のエンジン10に適用した場合について説明したが、大気圧PAの代わりに過給圧をスロットル上流圧PACとして用いるようにすれば、過給式のエンジンにも適用できる。 -In each of the above embodiments, the case where the throttle control device is applied to the naturally aspirated engine 10 has been described, but if the supercharging pressure is used as the throttle upstream pressure PAC instead of the atmospheric pressure PA, the supercharging type It can also be applied to the engine of.

10…エンジン
11…燃焼室
12…吸気通路
13…排気通路
14…吸気弁
15…排気弁
16…エアクリーナ
17…エアフローメータ
18…スロットルバルブ
19…スロットルモータ
20…インジェクタ
21…点火装置
22…エンジン制御システム
23…クランクシャフト
30…他の制御システム
10 ... Engine 11 ... Combustion chamber 12 ... Intake passage 13 ... Exhaust passage 14 ... Intake valve 15 ... Exhaust valve 16 ... Air cleaner 17 ... Air flow meter 18 ... Throttle valve 19 ... Throttle motor 20 ... Injector 21 ... Ignition device 22 ... Engine control system 23 ... Crankshaft 30 ... Other control system

Claims (3)

車両に搭載されたエンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度であるスロットル開度と同スロットル開度とは別のエンジン操作量とを、エンジントルクを同エンジントルクの制御目標値である目標トルクとすべく操作して前記エンジンのトルク制御を行うエンジン制御装置において、
現在のエンジン回転数における前記エンジンの負荷率の最大値である最大負荷率を演算する最大負荷率演算処理と、
前記車両の走行状況に応じて前記目標トルクを設定する処理であって、前記最大負荷率に基づき、前記負荷率が同最大負荷率以下の値となるように前記目標トルクの値を設定する目標トルク設定処理と、
前記目標トルクと前記エンジン回転数とに応じて前記負荷率の要求値である要求負荷率を演算する要求負荷率演算処理と、
前記エンジン回転数に基づき最大開度負荷率を演算する最大開度負荷率演算処理と、
前記要求負荷率と前記最大開度負荷率とに基づき、前記スロットル開度の制御目標値である目標開度を演算する処理であって、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率以上の場合には前記スロットル開度の制御範囲の最大値である最大開度を前記目標開度の値として演算するとともに、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率未満の場合には、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率から減少していった場合に、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率であるときの値である前記最大開度から前記要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として前記目標開度を演算する目標開度演算処理と、
前記スロットル開度が前記目標開度となるように前記スロットルバルブを駆動するスロットル操作処理と、
を行うエンジン制御装置。
The throttle opening, which is the opening of the throttle valve installed in the intake passage of the engine mounted on the vehicle, and the engine operating amount different from the same throttle opening, and the engine torque is the control target value of the same engine torque. In an engine control device that controls the torque of the engine by operating it to achieve the target torque.
Maximum load factor calculation processing that calculates the maximum load factor, which is the maximum value of the load factor of the engine at the current engine speed, and
It is a process of setting the target torque according to the traveling condition of the vehicle, and is a target of setting the target torque value so that the load factor becomes a value equal to or less than the maximum load factor based on the maximum load factor. Torque setting process and
A required load factor calculation process for calculating a required load factor, which is a required value of the load factor, according to the target torque and the engine speed.
Maximum opening load factor calculation processing that calculates the maximum opening load factor based on the engine speed, and
In the process of calculating the target opening degree, which is the control target value of the throttle opening degree, based on the required load factor and the maximum opening degree load factor, and the required load factor is equal to or greater than the maximum opening degree load factor. The maximum opening, which is the maximum value of the control range of the throttle opening, is calculated as the value of the target opening, and when the required load factor is less than the maximum opening load factor, the required load factor is used. Decreases from the maximum opening load factor, and decreases from the maximum opening, which is the value when the required load factor is the maximum opening load factor, as the required load factor decreases. Target opening calculation processing that calculates the target opening as a value, and
Throttle operation processing that drives the throttle valve so that the throttle opening becomes the target opening.
Engine control device to do.
当該エンジン制御装置には、前記最大負荷率と前記エンジン回転数との関係についての情報を格納した最大負荷率演算マップと、前記最大負荷率に対する前記最大開度負荷率の差分である負荷率補正値と前記エンジン回転数との関係についての情報が格納された補正値演算マップと、が予め記憶されており、
前記最大負荷率演算処理は、前記最大負荷率演算マップを用いて前記最大負荷率を演算する処理であり、
前記最大開度負荷率演算処理は、前記最大負荷率演算マップを用いて演算された前記最大負荷率を、前記補正値演算マップを用いて演算された前記負荷率補正値で補正することで前記最大開度負荷率を演算する処理である
請求項1に記載のエンジン制御装置。
The engine control device includes a maximum load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum load factor and the engine speed, and a load factor correction that is the difference between the maximum load factor and the maximum opening load factor. A correction value calculation map in which information about the relationship between the value and the engine speed is stored is stored in advance.
The maximum load factor calculation process is a process for calculating the maximum load factor using the maximum load factor calculation map.
The maximum opening load factor calculation process is performed by correcting the maximum load factor calculated using the maximum load factor calculation map with the load factor correction value calculated using the correction value calculation map. The engine control device according to claim 1, which is a process for calculating the maximum opening load factor.
前記スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、前記スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの前記スロットル開度を切替点開度TAwotとし、前記スロットル前後圧力比RPが前記既定値RPwotとなるときの前記負荷率KLを切替点負荷率KLwotとし、前記負荷率を前記要求負荷率とするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*としたとき、
前記目標開度演算処理は、前記要求圧力比RP*が前記既定値RPwot以下の値となる場合には前記スロットル前後圧力比RPが前記要求圧力比RP*となる前記スロットル開度を前記目標開度の値として演算するとともに、前記要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には前記切替点開度TAwot、前記切替点負荷率KLwot、前記最大開度TAmax、前記最大開度負荷率KLmax2、及び前記要求負荷率KL*に対して下式の関係を満たす値「TA*」を前記目標開度の値として演算する処理である
請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。
Figure 2021152341
The ratio of the intake pressure after the passage of the throttle valve to the intake pressure before the passage of the throttle valve is defined as the throttle front-rear pressure ratio RP, and the throttle opening when the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the default value RPwot is the switching point. The throttle front-rear pressure required to set the opening TAwot, the load factor KL when the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the default value RPwot, the switching point load factor KLwot, and the load factor the required load factor. When the ratio RP is the required pressure ratio RP *
The target opening degree calculation process sets the throttle opening degree at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP * when the required pressure ratio RP * becomes a value equal to or less than the predetermined value RPwot. When the required pressure ratio RP * exceeds the default value RPwott, the switching point opening TAwot, the switching point load factor KLwot, the maximum opening TAmax, and the maximum opening are calculated as the values of degrees. The engine control device according to claim 1 or 2, which is a process of calculating the load ratio KLmax2 and the value "TA *" satisfying the relationship of the following equation with respect to the required load ratio KL * as the value of the target opening degree.
Figure 2021152341
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