JP3724312B2 - Control device for variable valve engine - Google Patents

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JP3724312B2 JP2000029510A JP2000029510A JP3724312B2 JP 3724312 B2 JP3724312 B2 JP 3724312B2 JP 2000029510 A JP2000029510 A JP 2000029510A JP 2000029510 A JP2000029510 A JP 2000029510A JP 3724312 B2 JP3724312 B2 JP 3724312B2
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁の開閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置を備える可変動弁エンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、可変動弁装置、例えば電磁駆動装置を用いて、吸気弁及び排気弁を駆動し、これらの開閉動作を任意に制御するものがある(特開平10−311231号公報参照)。
【0003】
可変動弁装置によりバルブタイミングを変化させ、シリンダ内吸入空気量を制御しているエンジンでは、ノンスロットル運転による燃費向上を目的としているため、基本的にブーストは大気圧相当で運転を行っているが、ブローバイ、エバポパージ、ブレーキマスターバック用等で、負圧要求のある場合に対応させるため、電制スロットル弁などを用いて、所望のブーストを発生させつつ運転を行っている。
【0004】
その一方、全開近傍領域にて目標吸入空気量が大きくなった時は、バルブタイミングを最大吸入空気量となる時期に固定したまま、スロットル弁を更に開けてブーストを大気圧側に変化させることによって、吸入空気量を制御する必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変動弁装置による吸入空気量制御と、スロットル弁による吸入空気量制御とを切換える際に、目標吸入空気量のみで切換えを行うと、実負圧が可変動弁装置による吸入空気量制御時の目標負圧と一致していない時にも切換えを行うこととなり、切換時にトルク段差が発生してしまうという問題点があった。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、切換時のトルク段差を無くし、良好な運転性を得られるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、図1に示すように、スロットル弁により吸気通路内を目標負圧に制御しつつ、可変動弁装置により吸気弁閉時期を制御して吸入空気量を制御する第1の吸入空気量制御手段と、吸気弁閉時期を固定し、スロットル弁の開度を制御して吸入空気量を制御する第2の吸入空気量制御手段と、エンジン運転領域に応じて前記第1及び第2の吸入空気量制御手段を選択的に作動させる切換手段とを備える可変動弁エンジンの制御装置において、吸気通路内の実負圧を検出する実負圧検出手段を設け、前記切換手段を、エンジン回転数と要求トルクとにより定まるエンジン運転領域による切換指令の後、前記実負圧検出手段により検出される実負圧が目標負圧に一致した時点で切換えを行うように構成したことを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る発明では、前記実負圧検出手段は、目標吸入空気量の変化に対し、1次遅れの特性で、実負圧を推定する手段であることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、1次遅れの時定数を目標吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて設定することを特徴とする。
【0009】
請求項4に係る発明では、前記実負圧検出手段は、吸気通路内の実負圧を直接検出する負圧センサであることを特徴とする。
請求項5に係る発明では、前記スロットル弁は、電制スロットル弁であることを特徴とする。
【0010】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、可変動弁装置による吸入空気量制御と、スロットル弁による吸入空気量制御との切換えに際し、エンジン運転領域による切換指令の後、実負圧が目標負圧に一致した時点で切換えを行うようしたことで、トルク段差を生じることなく切換えを行うことができ、運転性を向上できる。
【0011】
請求項2に係る発明によれば、目標吸入空気量の変化に対し、1次遅れの特性で、実負圧を推定することで、負圧センサを用いることなく、簡易かつ安価に実施できる。
【0012】
請求項3に係る発明によれば、1次遅れの時定数を目標吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて設定することで、目標吸入空気量やエンジン回転数による応答性の変化に良好に対応でき、推定精度を向上できる。
【0013】
請求項4に係る発明によれば、負圧センサにより吸気通路内の実負圧を直接検出することで、制御精度を向上できる。
請求項5に係る発明によれば、電制スロットル弁を用いることで、制御性が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は本発明の第1実施形態を示す可変動弁エンジンのシステム図である。
【0015】
エンジン1の各気筒のピストン2により画成される燃焼室3には、点火栓4を囲むように、電磁駆動式の吸気弁5及び排気弁6を備えている。7は吸気通路、8は排気通路である。
【0016】
吸気弁5及び排気弁6の電磁駆動装置(可変動弁装置)の基本構造を図3に示す。弁体20の弁軸21にプレート状の可動子22が取付けられており、この可動子22はスプリング23,24により中立位置に付勢されている。そして、この可動子22の下側に開弁用電磁コイル25が配置され、上側に閉弁用電磁コイル26が配置されている。
【0017】
従って、開弁させる際は、上側の閉弁用電磁コイル26への通電を停止した後、下側の開弁用電磁コイル25に通電して、可動子22を下側へ吸着することにより、弁体20をリフトさせて開弁させる。逆に、閉弁させる際は、下側の開弁用電磁コイル25への通電を停止した後、上側の閉弁用電磁コイル26に通電して、可動子22を上側へ吸着することにより、弁体20をシート部に着座させて閉弁させる。
【0018】
図2に戻って、吸気通路7には、全気筒共通の集合部に、電制スロットル弁9が設けられている。
吸気通路7にはまた、各気筒毎の吸気ポート部分に、電磁式の燃料噴射弁10が設けられている。
【0019】
ここにおいて、吸気弁5、排気弁6、電制スロットル弁9、燃料噴射弁10及び点火栓4の作動は、コントロールユニット11により制御され、このコントロールユニット11には、エンジン回転に同期してクランク角信号を出力しこれによりクランク角位置と共にエンジン回転数Neを検出可能なクランク角センサ12、アクセル開度(アクセルペダル踏込み量)APOを検出するアクセルペダルセンサ(アクセル全閉でONとなるアイドルスイッチを含む)13、吸気通路7のスロットル弁9上流にて吸入空気量Qaを検出するエアフローメータ14、エンジン冷却水温Twを検出する水温センサ15等から、信号が入力されている。
【0020】
このエンジン1では、通常運転領域では、ポンプロスの低減による燃費向上を目的として、電磁駆動式の吸気弁5及び排気弁6の開閉動作を制御、特に吸気弁5の開時期IVOを上死点近傍に設定して、吸気弁5の閉時期IVCを可変制御することにより吸入空気量を制御して、実質的にノンスロットル運転を行う。この場合、電制スロットル弁9は、吸気通路7内に必要とする目標負圧を得る目的で、開度を制御する。
【0021】
一方、全開近傍領域(WOT領域)では、吸気弁5の閉時期IVCを下死点近傍に固定し、電制スロットル弁9の開度TVOを可変制御することにより吸入空気量を制御する。
【0022】
燃料噴射弁10の燃料噴射時期及び燃料噴射量は、エンジン運転条件に基づいて制御するが、燃料噴射量は、基本的には、エアフローメータ14により検出される吸入空気量Qaに基づいて、所望の空燃比となるように制御する。
【0023】
点火栓4による点火時期は、エンジン運転条件に基づいて、MBT(トルク上の最適点火時期)又はノック限界に制御する。
次に、吸気弁5(特に吸気弁閉時期IVC)及び電制スロットル弁9(スロットル開度TVO)の制御について、更に詳細に、図4〜図7のフローチャートにより説明する。
【0024】
図4はメインルーチンのフローチャートであり、所定時間又は所定回転毎に実行される。
ステップ1(図にはS1と記す。以下同様)では、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとを読込む。
【0025】
ステップ2では、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとから、マップを参照して、要求トルク相当の目標吸入空気量TQH0を演算する。但し、アイドル運転時(アイドルスイッチON)の場合は、エンジン回転数Neと目標アイドル回転数Nidleとの偏差ΔNe=Ne−Nidleに基づいて、該偏差がマイナス側のときは、増量方向、プラス側のときは、減量方向に、目標吸入空気量TQH0を補正する。
【0026】
尚、目標吸入空気量TQH0は目標体積流量比として演算する。体積流量比QH0(目標体積流量比TQH0)については、QH0=1の時は静的に見ると吸気弁閉時期IVCが下死点にある時、つまりシリンダ吸気行程容積が最大の時となる。また、QH0=0.7の時はシリンダ吸気行程容積が最大行程容積に対して70%になることを表している。
【0027】
ステップ3では、後述する図5の実負圧推定サブルーチンによって実負圧を推定する。
具体的には、図5のステップ21にて、エンジン回転数Neと目標吸入空気量TQH0とから、マップを参照して、1次遅れの時定数FLOADを演算する。
【0028】
そして、次のステップ22にて、次式により、目標吸入空気量TQH0を1次遅れ処理して、実負圧推定値FQH0を算出する。
FQH0=TQH0×FLOAD+FQH0z×(1−FLOAD)
FQH0zはFQH0の前回値である。
【0029】
この実負圧推定値FQH0は、目標吸入空気量TQH0を1次遅れ処理して求められるものであるから、FQH0大のとき負圧小(大気圧側)、FQH0小のとき負圧大となる。
【0030】
尚、エンジン回転数Neが高いほど目標吸入空気量TQH0の変化に対する負圧変化の応答性が高いので、エンジン回転数Neが高いほど時定数FLOADを大きくし、また、目標吸入空気量TQH0が大きいほどその変化に対する負圧変化の応答性が高いので、目標吸入空気量TQH0が大きいほど時定数FLOADを大きく設定する。
【0031】
ステップ4では、可変動弁制御領域(通常運転領域)かスロットル制御領域(全開近傍領域)かの領域判定を行う。この領域判定は、エンジン回転数Neとトルク(目標吸入空気量TQH0)とに基づいて行う。
【0032】
可変動弁制御領域の場合は、ステップ5へ進んでフラグFTH=0(現在、可変動弁制御中)か否かを判定し、Yesの場合は、ステップ9へ進んで可変動弁制御を続ける。
【0033】
ステップ5での判定でNoの場合、すなわち、現在、スロットル制御中で、可変動弁制御への切換指令の場合は、ステップ6へ進む。
ステップ6では、前記ステップ3にて求めた実負圧推定値FQH0を目標負圧相当のしきい値と比較し、実負圧推定値FQH0≦しきい値(実負圧BOOST≧目標負圧TBOOST)となったか否かを判定し、Noの場合はステップ11へ進んでスロットル制御を続ける。
【0034】
ステップ6での判定でYesの場合、すなわち、可変動弁制御への切換指令後に、実負圧推定値FQH0≦しきい値(実負圧BOOST≧目標負圧TBOOST)となった場合は、ステップ9へ進んで可変動弁制御に切換える。
【0035】
ステップ4での判定でスロットル制御領域の場合は、ステップ7へ進んでフラグFTH=1(現在、スロットル制御中)か否かを判定し、Yesの場合は、ステップ11へ進んでスロットル制御を続ける。
【0036】
ステップ7での判定でNoの場合、すなわち、現在、可変動弁制御中で、スロットル制御への切換指令の場合は、ステップ8へ進む。
ステップ8では、前記ステップ3にて求めた実負圧推定値FQH0を目標負圧相当のしきい値と比較し、実負圧推定値FQH0≧しきい値(実負圧BOOST≦目標負圧TBOOST)となったか否かを判定し、Noの場合はステップ9へ進んで可変動弁制御を続ける。
【0037】
ステップ8での判定でYesの場合、すなわち、スロットル制御への切換指令後に、実負圧推定値FQH0≧しきい値(実負圧BOOST≦目標負圧TBOOST)となった場合は、ステップ11へ進んでスロットル制御に切換える。
【0038】
ステップ9での可変動弁制御、及びステップ11でのスロットル制御については、後述するが、ステップ9での可変動弁制御の後は、ステップ10にてフラグFTH=0として本ルーチンを終了し、ステップ11でのスロットル制御の後は、ステップ12にてフラグFTH=1として本ルーチンを終了する。
【0039】
ここで、ステップ3の部分が実負圧検出手段(実負圧推定手段)に相当し、ステップ4〜8の部分が運転領域判定手段(ステップ4)を含む切換手段に相当する。
【0040】
図6は前記ステップ9にて実行される可変動弁制御サブルーチンのフローチャートであり、第1の吸入空気量制御手段に相当する。
ステップ31では、目標負圧TBOOST及び目標吸入空気量TQH0から、目標負圧TBOOSTを得るように、スロットル開度TVOを算出して、電制スロットル弁9を制御する。
【0041】
ステップ32では、目標吸入空気量TQH0及び目標負圧TBOOSTから、目標吸入空気量TQH0を得るように、吸気弁閉時期IVCを算出して、電磁駆動式の吸気弁5を制御する。
【0042】
図7は前記ステップ11にて実行されるスロットル制御サブルーチンのフローチャートであり、第2の吸入空気量制御手段に相当する。
ステップ41では、吸気弁閉時期IVCを下死点近傍に固定するように、電磁式の吸気弁5を制御する。
【0043】
ステップ42では、目標吸入空気量TQH0及びエンジン回転数Neから、目標吸入空気量TQH0を得るように、スロットル開度TVOを算出して、電制スロットル弁9を制御する。
【0044】
図8は全開近傍領域(スロットル制御)から通常運転領域(可変動弁制御)への切換えのタイムチャートであり、図9は通常運転領域(可変動弁制御)から全開近傍領域(スロットル制御)への切換えのタイムチャートである。
【0045】
図中、APOはアクセル開度、TQH0は目標吸入空気量、IVCは吸気弁閉時期、TVOはスロットル開度、BOOSTは負圧、Qcylはシリンダ吸入空気量の変化を示している。
【0046】
全開近傍領域(スロットル制御)から通常運転領域(可変動弁制御)への切換えの場合は、図8に示すように、目標吸入空気量TQH0を1次遅れ処理して得た実負圧推定値FQH0が目標負圧相当のしきい値をよぎった時点、すなわち、実負圧BOOSTが目標負圧TBOOSTとなった時点で、スロットル制御から可変動弁制御に切換えられる。
【0047】
逆に、通常運転領域(可変動弁制御)から全開近傍領域(スロットル制御)への切換えの場合は、図9に示すように、目標吸入空気量TQH0を1次遅れ処理して得た実負圧推定値FQH0が目標負圧相当のしきい値をよぎった時点、すなわち、実負圧BOOSTが目標負圧TBOOSTとなった時点で、可変動弁制御からスロットル制御に切換えられる。
【0048】
以上のように、可変動弁装置による吸入空気量制御と、電制スロットル弁による吸入空気量制御とを切換える際に、切換過渡時の実際の負圧を吸気マニホールドによる1次遅れを用いて算出し、可変動弁装置による吸入空気量制御時の目標負圧と一致した時点で切換えを行うことによって、トルク段差なく切換えを行うことができる。
【0049】
切換時、実負圧が目標負圧と一致するまで、前回の領域の制御を継続して行うことにより、シリンダ吸入空気量を従来エンジンと同等の応答性でトルク段差なく領域の切換えを行うことができる。
【0050】
次に本発明の第2実施形態について説明する。
図10は第2実施形態での可変動弁エンジンのシステム図である。
第2実施形態では、吸気通路7のスロットル弁9下流に、実負圧BOOSTを直接検出する負圧センサ16が設けられ、その信号がコントロールユニット11に入力されている。
【0051】
図11は第2実施形態でのメインルーチンのフローチャートであり、図4のフローに対し、ステップ3、6、8の処理内容が異なる。
ステップ3では、負圧センサ16からの信号に基づいて、実負圧BOOSTを検出する。
【0052】
ステップ6では、前記ステップ3にて検出した実負圧BOOSTを目標負圧TBOOSTと比較し、実負圧BOOST≧目標負圧TBOOSTとなったか否かを判定する。この結果、可変動弁制御への切換指令後に、実負圧BOOST≧目標負圧TBOOSTとなった場合に、ステップ9へ進んで可変動弁制御に切換える。
【0053】
ステップ8では、前記ステップ3にて検出した実負圧BOOSTを目標負圧TBOOSTと比較し、実負圧BOOST≦目標負圧TBOOSTとなったか否かを判定する。この結果、スロットル制御への切換指令後に、実負圧BOOST≦目標負圧TBOOSTとなった場合に、ステップ11へ進んでスロットル制御に切換える。
【0054】
この第2実施形態では、負圧センサ16を必要とすることで、コストは上昇するが、実負圧を直接検出するので、制御精度は向上する。
尚、以上の実施形態では、可変動弁装置として、電磁駆動式のものを用いたが、油圧駆動式のもの等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の第1実施形態を示す可変動弁エンジンのシステム図
【図3】 吸排気弁の電磁駆動装置の基本構造図
【図4】 メインルーチンのフローチャート
【図5】 実負圧推定サブルーチンのフローチャート
【図6】 可変動弁制御サブルーチンのフローチャート
【図7】 スロットル制御サブルーチンのフローチャート
【図8】 スロットル制御→可変動弁制御の切換えのタイムチャート
【図9】 可変動弁制御→スロットル制御の切換えのタイムチャート
【図10】 第2実施形態での可変動弁エンジンのシステム図
【図11】 第2実施形態でのメインルーチンのフローチャート
【符号の説明】
1 エンジン
4 点火栓
5 電磁駆動式の吸気弁
6 電磁駆動式の排気弁
7 吸気通路
8 排気通路
9 燃料噴射弁
10 電制スロットル弁
11 コントロールユニット
12 クランク角センサ
13 アクセルペダルセンサ
14 エアフローメータ
15 水温センサ
16 負圧センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control apparatus for a variable valve engine including a variable valve apparatus that can arbitrarily control the opening / closing operation of an intake valve.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a variable valve device, for example, an electromagnetic drive device, which drives an intake valve and an exhaust valve and arbitrarily controls their opening / closing operations (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-311231).
[0003]
In an engine in which the valve timing is changed by a variable valve system and the intake air amount in the cylinder is controlled, the purpose is to improve fuel efficiency by non-throttle operation. Therefore, boost is basically operated at atmospheric pressure. However, for the purpose of blow-by, evaporation purge, brake master back, etc., in order to cope with a negative pressure request, an electric throttle valve is used to generate a desired boost.
[0004]
On the other hand, when the target intake air amount becomes large in the fully open region, open the throttle valve and change the boost to the atmospheric pressure side while keeping the valve timing fixed at the time when the maximum intake air amount is reached. It is necessary to control the intake air amount.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when switching between the intake air amount control by the variable valve operating device and the intake air amount control by the throttle valve, if switching is performed only with the target intake air amount, the actual negative pressure is controlled by the variable valve operating device. Switching is performed even when the target negative pressure does not coincide with the current target negative pressure, and there is a problem that a torque step is generated at the time of switching.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to eliminate a torque step at the time of switching and to obtain good drivability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1, the intake valve closing timing is controlled by the variable valve device while the intake passage is controlled to the target negative pressure by the throttle valve, and the intake air amount is controlled. The first intake air amount control means for controlling, the second intake air amount control means for controlling the intake air amount by fixing the intake valve closing timing and controlling the opening degree of the throttle valve, and the engine operating range And a switching means for selectively actuating the first and second intake air amount control means. The variable valve engine control device further comprises an actual negative pressure detection means for detecting the actual negative pressure in the intake passage. The switching means is switched when the actual negative pressure detected by the actual negative pressure detecting means coincides with the target negative pressure after the switching command based on the engine operating range determined by the engine speed and the required torque. Specially configured To.
[0008]
The invention according to claim 2 is characterized in that the actual negative pressure detecting means is means for estimating the actual negative pressure with a first-order lag characteristic with respect to a change in the target intake air amount.
The invention according to claim 3 is characterized in that the first-order lag time constant is set based on the target intake air amount and the engine speed.
[0009]
The invention according to claim 4 is characterized in that the actual negative pressure detecting means is a negative pressure sensor for directly detecting the actual negative pressure in the intake passage.
The invention according to claim 5 is characterized in that the throttle valve is an electric throttle valve.
[0010]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when switching between the intake air amount control by the variable valve operating device and the intake air amount control by the throttle valve, the actual negative pressure becomes the target negative pressure after the switching command by the engine operating region. Since the switching is performed at the time of coincidence, the switching can be performed without generating a torque step, and the drivability can be improved.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the actual negative pressure is estimated with a first-order lag characteristic with respect to a change in the target intake air amount, so that it can be implemented easily and inexpensively without using a negative pressure sensor.
[0012]
According to the invention of claim 3, by setting the time constant of the first-order lag based on the target intake air amount and the engine speed, it is possible to satisfactorily change the response depending on the target intake air amount and the engine speed. It can cope and can improve estimation accuracy.
[0013]
According to the invention of claim 4, the control accuracy can be improved by directly detecting the actual negative pressure in the intake passage by the negative pressure sensor.
According to the invention which concerns on Claim 5, controllability improves by using an electrically controlled throttle valve.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 2 is a system diagram of a variable valve engine showing a first embodiment of the present invention.
[0015]
The combustion chamber 3 defined by the piston 2 of each cylinder of the engine 1 is provided with an electromagnetically driven intake valve 5 and an exhaust valve 6 so as to surround the spark plug 4. 7 is an intake passage and 8 is an exhaust passage.
[0016]
FIG. 3 shows the basic structure of an electromagnetic drive device (variable valve operating device) for the intake valve 5 and the exhaust valve 6. A plate-like movable element 22 is attached to the valve shaft 21 of the valve body 20, and the movable element 22 is biased to a neutral position by springs 23 and 24. A valve opening electromagnetic coil 25 is disposed below the mover 22, and a valve closing electromagnetic coil 26 is disposed above the movable element 22.
[0017]
Therefore, when opening the valve, after energization of the upper valve closing electromagnetic coil 26 is stopped, by energizing the lower valve opening electromagnetic coil 25 and attracting the mover 22 downward, The valve body 20 is lifted and opened. Conversely, when closing the valve, by energizing the lower valve opening electromagnetic coil 25 and then energizing the upper valve closing electromagnetic coil 26 to attract the mover 22 upward, The valve body 20 is seated on the seat portion and closed.
[0018]
Returning to FIG. 2, the intake passage 7 is provided with an electrically controlled throttle valve 9 at a common portion common to all cylinders.
The intake passage 7 is also provided with an electromagnetic fuel injection valve 10 at the intake port portion of each cylinder.
[0019]
Here, the operation of the intake valve 5, the exhaust valve 6, the electric throttle valve 9, the fuel injection valve 10 and the spark plug 4 is controlled by the control unit 11, and the control unit 11 has a crank in synchronization with the engine rotation. A crank angle sensor 12 that outputs an angle signal and can detect the engine speed Ne together with the crank angle position, an accelerator pedal sensor that detects an accelerator opening (accelerator pedal depression amount) APO (an idle switch that is turned on when the accelerator is fully closed) 13), an air flow meter 14 for detecting the intake air amount Qa upstream of the throttle valve 9 in the intake passage 7, a water temperature sensor 15 for detecting the engine cooling water temperature Tw, and the like.
[0020]
In this engine 1, in the normal operation region, the opening / closing operation of the electromagnetically driven intake valve 5 and the exhaust valve 6 is controlled for the purpose of improving the fuel consumption by reducing the pump loss. The intake air amount is controlled by variably controlling the closing timing IVC of the intake valve 5 and substantially non-throttle operation is performed. In this case, the electric throttle valve 9 controls the opening degree for the purpose of obtaining a target negative pressure required in the intake passage 7.
[0021]
On the other hand, in the fully open vicinity region (WOT region), the closing timing IVC of the intake valve 5 is fixed near the bottom dead center, and the opening degree TVO of the electric throttle valve 9 is variably controlled to control the intake air amount.
[0022]
The fuel injection timing and the fuel injection amount of the fuel injection valve 10 are controlled based on the engine operating conditions. The fuel injection amount is basically determined based on the intake air amount Qa detected by the air flow meter 14. It controls so that it may become the air fuel ratio.
[0023]
The ignition timing by the spark plug 4 is controlled to MBT (optimum ignition timing on torque) or a knock limit based on engine operating conditions.
Next, the control of the intake valve 5 (particularly the intake valve closing timing IVC) and the electric throttle valve 9 (throttle opening TVO) will be described in more detail with reference to the flowcharts of FIGS.
[0024]
FIG. 4 is a flowchart of the main routine, which is executed every predetermined time or every predetermined rotation.
In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the accelerator opening APO and the engine speed Ne are read.
[0025]
In step 2, the target intake air amount TQH0 corresponding to the required torque is calculated from the accelerator opening APO and the engine speed Ne with reference to a map. However, in idling operation (idle switch ON), based on the deviation ΔNe = Ne−Nidle between the engine speed Ne and the target idle speed Nidle, when the deviation is on the negative side, the increase direction, the positive side In this case, the target intake air amount TQH0 is corrected in the decreasing direction.
[0026]
The target intake air amount TQH0 is calculated as a target volume flow rate ratio. Regarding the volume flow rate ratio QH0 (target volume flow rate ratio TQH0), when QH0 = 1, when viewed statically, the intake valve closing timing IVC is at the bottom dead center, that is, the cylinder intake stroke volume is the maximum. Further, when QH0 = 0.7, the cylinder intake stroke volume is 70% of the maximum stroke volume.
[0027]
In step 3, the actual negative pressure is estimated by an actual negative pressure estimation subroutine shown in FIG.
Specifically, at step 21 in FIG. 5, a first-order delay time constant FLOAD is calculated from the engine speed Ne and the target intake air amount TQH0 with reference to a map.
[0028]
Then, in the next step 22, the target intake air amount TQH0 is subjected to a first-order lag process by the following equation to calculate an actual negative pressure estimated value FQH0.
FQH0 = TQH0 × FLOAD + FQH0z × (1-FLOAD)
FQH0z is the previous value of FQH0.
[0029]
Since the actual negative pressure estimated value FQH0 is obtained by subjecting the target intake air amount TQH0 to a first-order lag process, the negative pressure is small (atmospheric pressure side) when FQH0 is large, and the negative pressure is large when FQH0 is small. .
[0030]
The higher the engine speed Ne, the higher the response of the negative pressure change to the change in the target intake air amount TQH0. Therefore, the higher the engine speed Ne, the larger the time constant FLOAD and the larger the target intake air amount TQH0. Since the response of the negative pressure change to the change is higher, the time constant FLOAD is set larger as the target intake air amount TQH0 is larger.
[0031]
In step 4, it is determined whether the variable valve control region (normal operation region) or the throttle control region (near full open region). This region determination is performed based on the engine speed Ne and torque (target intake air amount TQH0).
[0032]
In the case of the variable valve control region, the process proceeds to step 5 to determine whether or not the flag FTH = 0 (currently during variable valve control). If YES, the process proceeds to step 9 to continue the variable valve control. .
[0033]
If the determination in step 5 is No, that is, if the throttle control is currently being performed and the switch command to the variable valve control is given, the process proceeds to step 6.
In step 6, the actual negative pressure estimated value FQH0 obtained in step 3 is compared with a threshold value corresponding to the target negative pressure, and the actual negative pressure estimated value FQH0 ≦ threshold value (actual negative pressure BOOST ≧ target negative pressure TBOOST). ) Is determined, and if No, the process proceeds to step 11 to continue the throttle control.
[0034]
If the determination in step 6 is Yes, that is, if the actual negative pressure estimated value FQH0 ≦ the threshold value (actual negative pressure BOOST ≧ target negative pressure TBOOST) after the command to switch to variable valve control, step Proceed to 9 to switch to variable valve control.
[0035]
If the determination in step 4 is in the throttle control region, the process proceeds to step 7 to determine whether or not the flag FTH = 1 (currently during throttle control). If yes, the process proceeds to step 11 to continue the throttle control. .
[0036]
If the determination in step 7 is No, that is, if the variable valve control is currently being performed and the switch command to throttle control is issued, the process proceeds to step 8.
In step 8, the actual negative pressure estimated value FQH0 obtained in step 3 is compared with a threshold corresponding to the target negative pressure, and the actual negative pressure estimated value FQH0 ≧ threshold (actual negative pressure BOOST ≦ target negative pressure TBOOST). ) Is determined, and in the case of No, the process proceeds to step 9 to continue the variable valve control.
[0037]
If the determination in step 8 is Yes, that is, if the actual negative pressure estimated value FQH0 ≧ threshold value (actual negative pressure BOOST ≦ target negative pressure TBOOST) after the command to switch to throttle control, the process proceeds to step 11. Go ahead and switch to throttle control.
[0038]
The variable valve control in step 9 and the throttle control in step 11 will be described later, but after the variable valve control in step 9, the routine is ended with flag FTH = 0 in step 10, After the throttle control in step 11, the routine is terminated in step 12 with the flag FTH = 1.
[0039]
Here, the step 3 corresponds to the actual negative pressure detection means (actual negative pressure estimation means), and the steps 4 to 8 correspond to the switching means including the operation region determination means (step 4).
[0040]
FIG. 6 is a flowchart of the variable valve control subroutine executed in step 9, which corresponds to the first intake air amount control means.
In step 31, the throttle opening TVO is calculated from the target negative pressure TBOOST and the target intake air amount TQH0 so as to obtain the target negative pressure TBOOST, and the electric throttle valve 9 is controlled.
[0041]
In step 32, the intake valve closing timing IVC is calculated from the target intake air amount TQH0 and the target negative pressure TBOOST so as to obtain the target intake air amount TQH0, and the electromagnetically driven intake valve 5 is controlled.
[0042]
FIG. 7 is a flowchart of the throttle control subroutine executed in step 11 and corresponds to the second intake air amount control means.
In step 41, the electromagnetic intake valve 5 is controlled so that the intake valve closing timing IVC is fixed near the bottom dead center.
[0043]
In step 42, the throttle opening TVO is calculated from the target intake air amount TQH0 and the engine speed Ne so as to obtain the target intake air amount TQH0, and the electric throttle valve 9 is controlled.
[0044]
FIG. 8 is a time chart of switching from the fully open vicinity region (throttle control) to the normal operation region (variable valve control), and FIG. 9 is from the normal operation region (variable valve control) to the fully open region (throttle control). It is a time chart of switching.
[0045]
In the figure, APO represents the accelerator opening, TQH0 represents the target intake air amount, IVC represents the intake valve closing timing, TVO represents the throttle opening, BOOST represents the negative pressure, and Qcyl represents the change in the cylinder intake air amount.
[0046]
In the case of switching from the fully open vicinity region (throttle control) to the normal operation region (variable valve control), as shown in FIG. 8, the actual negative pressure estimation value obtained by subjecting the target intake air amount TQH0 to the primary delay processing When FQH0 crosses the threshold value corresponding to the target negative pressure, that is, when the actual negative pressure BOOST becomes the target negative pressure TBOOST, the throttle control is switched to the variable valve control.
[0047]
Conversely, in the case of switching from the normal operation region (variable valve control) to the fully open region (throttle control), as shown in FIG. 9, the actual negative value obtained by subjecting the target intake air amount TQH0 to the first-order lag process. When the estimated pressure value FQH0 crosses the threshold corresponding to the target negative pressure, that is, when the actual negative pressure BOOST becomes the target negative pressure TBOOST, the variable valve control is switched to the throttle control.
[0048]
As described above, when switching between the intake air amount control by the variable valve device and the intake air amount control by the electric throttle valve, the actual negative pressure during the switching transition is calculated using the primary delay by the intake manifold. Then, switching can be performed without a torque step by switching at the time when the target negative pressure coincides with the intake air amount control by the variable valve device.
[0049]
At the time of switching, the control of the previous area is continued until the actual negative pressure matches the target negative pressure, so that the area of the cylinder intake air can be switched with a response equivalent to that of the conventional engine and without a torque step. Can do.
[0050]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a system diagram of the variable valve engine in the second embodiment.
In the second embodiment, a negative pressure sensor 16 that directly detects the actual negative pressure BOOST is provided downstream of the throttle valve 9 in the intake passage 7, and the signal is input to the control unit 11.
[0051]
FIG. 11 is a flowchart of the main routine in the second embodiment. The processing contents of steps 3, 6, and 8 are different from the flow of FIG.
In step 3, the actual negative pressure BOOST is detected based on the signal from the negative pressure sensor 16.
[0052]
In step 6, the actual negative pressure BOOST detected in step 3 is compared with the target negative pressure TBOOST, and it is determined whether or not the actual negative pressure BOOST ≧ target negative pressure TBOOST. As a result, when the actual negative pressure BOOST ≧ the target negative pressure TBOOST is satisfied after the switching command to the variable valve control, the routine proceeds to step 9 to switch to the variable valve control.
[0053]
In step 8, the actual negative pressure BOOST detected in step 3 is compared with the target negative pressure TBOOST to determine whether or not the actual negative pressure BOOST ≦ target negative pressure TBOOST. As a result, when the actual negative pressure BOOST ≦ the target negative pressure TBOOST is satisfied after the command for switching to the throttle control, the routine proceeds to step 11 to switch to the throttle control.
[0054]
In the second embodiment, the need for the negative pressure sensor 16 increases the cost, but since the actual negative pressure is detected directly, the control accuracy is improved.
In the above embodiment, an electromagnetically driven type is used as the variable valve operating device, but a hydraulically driven type can also be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a system diagram of a variable valve engine showing a first embodiment of the present invention. 4) Main routine flowchart [FIG. 5] Actual negative pressure estimation subroutine flowchart [FIG. 6] Variable valve control subroutine flowchart [FIG. 7] Throttle control subroutine flowchart [FIG. 8] Throttle control → Variable valve control switching FIG. 9 is a time chart of switching from variable valve control to throttle control. FIG. 10 is a system diagram of a variable valve engine in the second embodiment. FIG. 11 is a flowchart of a main routine in the second embodiment. [Explanation of symbols]
1 Engine 4 Spark plug 5 Electromagnetically driven intake valve 6 Electromagnetically driven exhaust valve 7 Intake passage 8 Exhaust passage 9 Fuel injection valve 10 Electric throttle valve 11 Control unit 12 Crank angle sensor 13 Accelerator pedal sensor 14 Air flow meter 15 Water temperature Sensor 16 Negative pressure sensor

Claims (5)

吸気弁の開閉動作を任意に制御可能な可変動弁装置と、吸気通路に設けた開度を任意に制御可能なスロットル弁とを備える一方、スロットル弁により吸気通路内を目標負圧に制御しつつ、可変動弁装置により吸気弁閉時期を制御して吸入空気量を制御する第1の吸入空気量制御手段と、吸気弁閉時期を固定し、スロットル弁の開度を制御して吸入空気量を制御する第2の吸入空気量制御手段と、エンジン運転領域に応じて前記第1及び第2の吸入空気量制御手段を選択的に作動させる切換手段とを備える可変動弁エンジンの制御装置において、
吸気通路内の実負圧を検出する実負圧検出手段を設け、
前記切換手段を、エンジン回転数と要求トルクとにより定まるエンジン運転領域による切換指令の後、前記実負圧検出手段により検出される実負圧が目標負圧に一致した時点で切換えを行うように構成したことを特徴とする可変動弁エンジンの制御装置。
While equipped with a variable valve system that can arbitrarily control the opening and closing operation of the intake valve and a throttle valve that can arbitrarily control the opening provided in the intake passage, the throttle valve controls the inside of the intake passage to a target negative pressure. On the other hand, the first intake air amount control means for controlling the intake air amount by controlling the intake valve closing timing by the variable valve device, and the intake valve closing timing is fixed, and the throttle valve opening is controlled to control the intake air. A control apparatus for a variable valve engine, comprising: a second intake air amount control means for controlling the amount; and a switching means for selectively operating the first and second intake air amount control means according to the engine operating range. In
An actual negative pressure detecting means for detecting the actual negative pressure in the intake passage is provided,
The switching means is switched when the actual negative pressure detected by the actual negative pressure detecting means coincides with the target negative pressure after a switching command based on the engine operating range determined by the engine speed and the required torque. A control apparatus for a variable valve engine characterized in that it is configured.
前記実負圧検出手段は、目標吸入空気量の変化に対し、1次遅れの特性で、実負圧を推定する手段であることを特徴とする請求項1記載の可変動弁エンジンの制御装置。  2. The control apparatus for a variable valve engine according to claim 1, wherein the actual negative pressure detecting means is means for estimating the actual negative pressure with a first-order lag characteristic with respect to a change in the target intake air amount. . 1次遅れの時定数を目標吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて設定することを特徴とする請求項2記載の可変動弁エンジンの制御装置。  3. The control apparatus for a variable valve engine according to claim 2, wherein the time constant of the first-order lag is set based on the target intake air amount and the engine speed. 前記実負圧検出手段は、吸気通路内の実負圧を直接検出する負圧センサであることを特徴とする請求項1記載の可変動弁エンジンの制御装置。  2. The control apparatus for a variable valve engine according to claim 1, wherein the actual negative pressure detecting means is a negative pressure sensor that directly detects the actual negative pressure in the intake passage. 前記スロットル弁は、電制スロットル弁であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。  The control apparatus for a variable valve engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the throttle valve is an electric throttle valve.
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