JP4254203B2

JP4254203B2 - Control device for internal combustion engine with variable valve mechanism

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Publication number: JP4254203B2
Application number: JP2002322606A
Authority: JP
Inventors: 卓角岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP2004156525A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変動弁機構を備えた内燃機関に適用されて吸気弁の動弁特性のずれ量の特定とその特定結果に基づく各種の制御とを行うことができる内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気弁の位相や作用角等の動弁特性を変化させて吸入空気量を制御する吸気量制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献２】
特開平６−３１７１２９号公報
【特許文献３】
特開２００１−１５２８８９号公報
【特許文献４】
特開２００１−２９５６８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変動弁機構には、経年変化や各種の部品の初期公差、組み付け時のばらつき等に起因する機械的誤差がある。このような機械的誤差を把握せずに動弁特性を目標値に制御しても、実際の動弁特性は目標値からずれる。また、可変動弁機構それ自身が正確に組み立てられていても、位相や作用角等を検出するセンサに誤差があり、その検出誤差に起因して実際の動弁特性が目標値からずれることもある。そして、動弁特性が目標値からずれた場合、内燃機関の運転状態から要求される吸入空気量が得られず、空燃比が目標値からずれて排気や燃料消費率の悪化を招く。
【０００５】
本発明は、可変動弁機構の機械的誤差やその動作を検出するセンサの誤差に影響されることなく吸気弁の動弁特性のずれを正確に把握できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。また、動弁特性のずれを考慮して内燃機関の運転状態を適正に制御できる内燃機関の制御装置を提供すること、及び、動弁特性のずれによってもたらされる好ましくない運転状態の継続を抑制する効果がある制御装置を提供することを併せて目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の内燃機関の制御装置は、吸気弁の位相、作用角及びリフト量の少なくとも一つである動弁特性を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用され、前記内燃機関の運転状態に応じて定められる前記動弁特性の目標値が得られるように前記可変動弁機構の動作を制御する内燃機関の制御装置において、現在の吸気管圧力と、吸入空気量と、前記動弁特性との相関関係に基づいて、前記動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定するずれ量特定手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
内燃機関における吸気管圧力と吸入空気量との間には相関関係があり、しかもこれらの物理量は吸気弁の動弁特性に応じて変化する。従って、これらの３つの要素の相関関係が適切に維持されているか否かを判断し、適切に維持されていない場合に、その原因を動弁特性に関する目標値と実際値とのずれに求めることにより、目標値と実際値とのずれ量を特定することができる。
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置において、前記ずれ量特定手段は、前記吸気管圧力、前記吸入空気量、及び前記動弁特性の３種類の要素のうち、いずれか２つの特定要素に関する現在の状態に基づいて他の１つの要素に関する現在の状態を演算し、その演算結果と、前記他の１つの要素に関して前記２つの特定要素の状態に基づく演算とは異なる手法によって特定した現在の状態とを比較し、その比較結果に基づいて前記動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定することができる（請求項２）。
【０００９】
上記のように、吸気管圧力、吸入空気量及び動弁特性の３つの要素には相関関係があるので、その相関関係が適切に維持されている限り、任意の２つの要素を特定要素として選択し、それらの特定要素に関する現在の状態から他の１つの要素に関する現在の状態を演算すれば、その演算結果は動弁特性に関する現在の状態を正しく表しているはずである。しかし、可変動弁機構を構成する部品の加工誤差や組み付け誤差、あるいは経年変化による誤差により、動弁特性が目標値に制御されていても動弁特性の実際値は異なっていることがある。そして、動弁特性の実際値が目標値からずれていれば、吸気管圧力と吸入空気量と動弁特性との間の相関関係が適切に維持されず、２つの特定要素に関する現在の状態から演算した他の１つの要素に関する現在の状態が、当該他の１つの要素に関して別の手法によって特定した現在の状態からずれることになる。そのことを利用して、動弁特性の実際値と目標値との間のずれ量を特定することができる。
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置において、前記ずれ量特定手段は、前記他の１つの要素に関する現在の状態を、センサの実測値によって特定してもよい（請求項３）。このように他の１つの要素に関するセンサの実測値と演算値とを比較することにより、上述した３つの要素の相関関係が適切に維持されているか否かを確実に判断することができる。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の制御装置において、前記ずれ量特定手段は、前記２つの特定要素のうち少なくともいずれか一方の特定要素に関する現在の状態を、センサの実測値によって特定してもよい（請求項４）。あるいは、前記ずれ量特定手段は、前記２つの特定要素のうち少なくともいずれか一方の特定要素に関する現在の状態を、当該特定要素に関する制御の目標値によって特定してもよい（請求項５）。
【００１２】
本発明の内燃機関の制御装置の好ましい態様においては、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方と、前記動弁特性とが前記２つの特定要素に該当し、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方が前記他の１つの要素に該当するものとすることができる（請求項６）。この場合には、動弁特性の現在の状態を考慮しつつ、吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか一方に関する現在の状態から吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか他方に関する現在の状態を演算することができる。そして、演算結果を、吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか他方に関するセンサの実測値や制御の目標値を利用して特定した現在の状態と比較することにより、動弁特性の目標値と実際値との間のずれ量を特定することができる。
【００１３】
上記態様の制御装置は、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方を実測する吸気状態検出手段を備え、前記ずれ量特定手段は、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方に関する現在の状態と前記動弁特性の現在の状態とに基づいて、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方についての現在の状態を演算し、その演算結果と、前記吸気状態検出手段が実測した前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方の現在の状態とを比較し、その比較結果に基づいて前記動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定してもよい（請求項７）。この場合には、吸気管圧力又は吸入空気量に関する演算値と実測値との比較に基づいて動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定することができる。
【００１４】
また、上記態様の制御装置において、前記吸気状態検出手段は前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方についても実測可能であり、前記ずれ量特定手段は、前記吸気状態検出手段が実測した前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方に関する現在の状態と前記動弁特性の現在の状態とに基づいて前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方についての現在の状態を演算してもよい（請求項８）。この場合には、吸気管圧力及び吸入空気量のそれぞれの実測値を参照して動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定することができる。
【００１５】
さらに、上記態様の制御装置において、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方に関する制御の目標値を設定する吸気状態目標値設定手段を備え、前記ずれ量特定手段は、前記吸気状態目標値設定手段が設定した目標値を前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか一方に関する現在の状態として特定し、その特定した目標値と前記動弁特性の現在の状態とに基づいて前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方についての現在の状態を演算してもよい（請求項９）。この場合には、吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか一方の制御の目標値と動弁特性の現在の状態とに基づいて吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか他方の現在の状態を演算し、その演算結果と吸気管圧力又は吸入空気量のいずれか他方の実測値との比較に基づいて動弁特性に関する目標値と実際値とのずれ量を特定することができる。
【００１６】
また、上記態様の制御装置において、動弁特性の現在の状態は次のようにして特定することができる。
【００１７】
すなわち、本発明の制御装置が適用される内燃機関において、前記動弁特性を目標値に制御するための情報入力手段として、前記動弁特性の現在の状態を当該動弁特性に相関して変化する特定部位の状態の変化に置き換えて検出する動弁特性検出手段が設けられ、前記ずれ量特定手段は、前記吸気管圧力又は前記吸入空気量のいずれか他方についての現在の状態の演算時に、前記動弁特性検出手段の検出結果を利用して前記動弁特性の現在の状態を特定してもよい（請求項１０）。あるいは、前記ずれ量特定手段は、前記動弁特性の制御に関する目標値により前記動弁特性の現在の状態を特定してもよい（請求項１１）。いずれの場合にも、動弁特性が目標値に正しく制御されているにも拘わらず、その目標値が動弁特性の実際値からずれているときに、そのずれ量を吸気管圧力又は吸入空気量の演算結果に反映させることができる。
【００１８】
本発明の内燃機関の制御装置は、前記ずれ量特定手段が特定した前記動弁特性のずれ量を参照して燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段をさらに備えてもよい（請求項１２）。この場合には、吸気弁の動弁特性のずれに伴う吸入空気量のずれを補正して空燃比を目標値に正確に制御できるようになる。
【００１９】
前記ずれ量特定手段が特定した前記動弁特性のずれ量が所定の許容範囲から外れたか否かを判断し、許容範囲外と判断した場合に所定の警告を発する警告手段を備えてもよい（請求項１３）。吸気弁の動弁特性が過剰にずれた状態で内燃機関が運転されると排気が悪化し、燃料消費率も低下するため、このような状態に気付かずに内燃機関の運転が継続されることは好ましくない。そこで、動弁特性のずれ量に許容範囲を設定し、その許容範囲を超えたときに警告が発せられるようにしておけば、好ましくない運転状態の継続を抑制することが期待できる。
【００２１】
本発明の第２の制御装置は、吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用され、前記内燃機関の運転状態に応じて定められる作用角の目標値が得られるように前記可変動弁機構の動作を制御する内燃機関の制御装置において、吸気管圧力を検出する吸気圧検出手段と、吸入空気量を検出する吸気量検出手段と、前記吸気弁の作用角を検出する作用角検出手段と、前記作用角検出手段が検出した作用角を参照しつつ、前記吸気量検出手段が検出した吸入空気量に基づいて吸気管圧力を演算する吸気圧演算手段と、前記吸気圧検出手段が検出した吸気管圧力と前記吸気圧演算手段が演算した吸気管圧力とのずれ量から、前記作用角の目標値と実際値とのずれ量を特定する作用角ずれ特定手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１４）。
【００２２】
吸入空気量と吸気管圧力との間には相関関係があって、両者の関係が予め判っていれば吸入空気量から吸気管圧力を求めることができる。しかし、内燃機関のシリンダに吸入される空気量は吸気弁の作用角の影響を受けるから、吸気弁の作用角を可変とした場合には、吸入空気量を吸気管圧力へと換算する場合に吸気弁の作用角が変数として考慮されることになる。そして、作用角がその目標値に正しく制御されているならば、作用角検出手段が検出した作用角を利用して演算した吸気管圧力と、吸気圧検出手段が実際に検出した吸気管圧力とは一致するはずである。しかし、可変動弁機構を構成する部品の加工誤差や組み付け誤差、あるいは経年変化による誤差により、作用角検出手段が検出した作用角が目標値と一致していても実際の作用角は異なっていることがある。そして、実際の作用角が目標値からずれていれば、吸気圧検出手段が検出した吸気管圧力は、作用角検出手段の検出した作用角を利用して演算された吸気管圧力に対して、吸気弁の作用角のずれに応じた量だけずれることになる。そこで、吸気弁の作用角のずれと吸気管圧力のずれとの相関関係を予め把握しておくことにより、吸気弁の作用角の目標値と実際の値とのずれ量を特定することができる。本発明の第２の制御装置は、吸入空気量、吸気管圧力及び吸気弁の作用角の上述したような相関関係を利用して吸気弁の作用角の目標値からのずれ量を特定するものである。
【００２３】
本発明の第３の制御装置は、吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に適用され、前記内燃機関の運転状態に応じて定められる作用角の目標値が得られるように前記可変動弁機構の動作を制御する内燃機関の制御装置において、吸気管圧力を検出する吸気圧検出手段と、内燃機関の運転状態に基づいて吸入空気量の目標値を設定し、前記吸気弁の作用角の目標値を参照しつつ前記吸入空気量の目標値を吸気管圧力の目標値に変換し、得られた吸気管圧力の目標値と前記吸気圧検出手段が検出した吸気管圧力との差に基づいて、吸入空気量の調整手段を制御する吸気管圧力フィードバック制御手段と、前記吸気管圧フィードバック制御手段によって特定される前記吸気管圧力の差に基づいて、前記作用角の目標値と実際値とのずれ量を特定する作用角ずれ特定手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１５）。
【００２４】
この第３の制御装置においては、吸気弁の作用角の目標値を参照して吸入空気量の目標値を吸気管圧力の目標値に変換しているので、吸気弁の作用角にずれが生じている場合、吸気管圧力の目標値と吸気圧検出手段が検出した実際の吸気管圧力の差は吸気弁の作用角のずれが反映されたものとなる。そこで、上述した第２の制御装置の場合と同様に、吸気弁の作用角のずれと吸気管圧力のずれとの相関関係を予め把握しておくことにより、吸気弁の作用角の目標値と実際の値とのずれ量を特定することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態を示す。内燃機関１は４サイクル式のガソリンエンジンとして構成されており、その吸気弁２及び排気弁３はそれぞれバルブリフタ２ａ，３ａを介してカム４，５により開閉駆動される。吸気弁用のカム４はカムシャフト６に保持され、排気弁用のカム５はカムシャフト７に保持される。図２に示すように、カム４のカムプロフィルは、カムシャフト７の中心軸線の方向に変化している。具体的には、カム４のノーズ４ａの高さ（カムシャフト７の中心軸線からの距離をいう。）は、カムシャフト７の中心軸線に沿って図２の右端側から左端側に向かうほど漸次高くなっている。これにより、吸気弁２のリフト量及び作用角は、カム４とバルブリフタ２ａとの接触位置がカム４の図２における右端側から左端側に変化するほど大きくなる。図４に吸気弁２のリフト量及び作用角が変化する様子を示す。なお、吸気弁２のリフト量は図１の燃焼室８への吸気弁２の突出量を意味し、作用角は吸気弁２が燃焼室８に突出している期間をクランク角によって表現した値を意味する。図２に示したカム４ではリフト量及び作用角のいずれも変化させているが、カム４のプロファイによっては作用角のみを変化させることも可能である。
【００２６】
図１に示すように、カムシャフト６の一端側には吸気弁２のリフト量及び作用角を変化させるためのカムシフト装置９が設けられている。カムシフト装置９はドライバ１０によって駆動され、カムシャフト６を軸線方向に移動させてカム４とバルブリフタ２ａとの接触位置を切り替える。また、カムシャフト６の他端側にはバルブタイミング変更装置１１が設けられている。バルブタイミング変更装置１１はオイルコントロールバルブ１２によって駆動される。バルブタイミング変更装置１１は、クランクシャフト１３からタイミングチェーン１４を介してカムシャフト６，７に至る回転運動の伝達経路上に設けられ、クランクシャフト１３の位相とカム４の位相との関係を変化させて吸気弁２が開閉するタイミングを変更する。これらのカムシフト装置９、ドライバ１０、バルブタイミング変更装置１１及びオイルコントロールバルブ１２によって可変動弁機構が構成される。なお、各装置９，１１の詳細は後述する。
【００２７】
内燃機関１にはエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２２が設けられている。ＥＣＵ２２はマイクロプロセッサ及びその主記憶装置としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータとして構成され、内燃機関１を所定の運転状態に維持するために必要な各種の演算及び動作制御を実行する。代表例として、ＥＣＵ２２は、目標空燃比や目標トルクが得られるように内燃機関１の運転状態に応じて燃料噴射弁１５からの燃料噴射量や噴射時期、不図示の点火プラグによる点火時期、吸気弁２の作用角や開閉タイミング等の各種の運転パラメータについて目標値を設定し、これらの運転パラメータが得られるように各部の動作を制御する。こうした制御を実行するため、ＥＣＵ２２は種々のセンサの出力を参照する。そのセンサとしては、カムシャフト６の軸線方向の位置及び回転方向の位置（位相）に対応した信号を出力するカムセンサ１６、機関回転数（回転速度）に対応した信号を出力するクランク角センサ１７、吸気管圧力に対応した信号を出力する吸気圧検出手段としての吸気管圧センサ１８、吸入空気量に対応した信号を出力する吸気量検出手段としてのエアフローメータ１９、冷却水温度に対応した信号を出力する冷却水温センサ２０、吸入空気の温度に対応した信号を出力する吸入空気温センサ２１等がある。なお、吸気管圧力とは、内燃機関１の吸気ポートに接続された吸気管（不図示）の内部において吸入空気が有している圧力を意味する。吸気管圧センサ１８は吸気管路の任意の位置に配置してよいが、好適には吸気管圧力が安定するサージタンクの圧力を検出できる位置に配置する。
【００２８】
図３はカムシフト装置９の具体例を示している。カムシャフト６の一端側には磁性体製のスライダ３０がカムシャフト６と軸線方向に一体に移動可能に設けられている。スライダ３０の周囲には電磁石３１が設けられ、その電磁石３１とスライダ３０との間にはカムシャフト６を図３の右方に押し付けるコイルばね３２が設けられている。電磁石３１の励磁によりスライダ３０には図３の左方に向かう力が作用し、その力は励磁電流が大きいほど増加する。図１に示したドライバ１０はＥＣＵ２２からカムシャフト６の軸線方向の位置を指定する信号を受け取り、その信号に応じて電磁石３１の励磁電流を変化させる。これにより、カムシャフト６の軸線方向の位置がＥＣＵ２２にて指示された位置に制御される。つまり、本実施形態では、ＥＣＵ２２がカムシャフト６の位置を指示することによって吸気弁２のリフト量及び作用角が制御される。
【００２９】
図５及び図６はバルブタイミング変更装置１１の具体例を示している。なお、図６は図５のVI−VI線に沿った断面図、図５は図６のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。バルブタイミング変更装置１１は、図１のタイミングチェーン１４が巻き掛けられるスプロケット４０と、そのスプロケット４０にボルト４１を介して連結されたハウジング４２及びカバー４３と、ハウジング４２の内部に回転自在に挿入された内部ロータ４４とを有している。内部ロータ４４はボルト４５によってカム連結軸４６と同軸に連結されてカム連結軸４６と一体に回転する。カム連結軸４６はカムシャフト６と同軸に配置され、カムシャフト６と一体に回転可能である。但し、カムシフト装置９によるカムシャフト６の軸線方向の駆動を妨げないように、カム連結軸４６とカムシャフト６とはカップリング等を利用して軸方向に互いにスライド可能に連結される。
【００３０】
内部ロータ４４には複数のベーン４７が設けられ（図６参照）、それらのベーン４７はハウジング４２の凹部４８に挿入されている。凹部４８の周方向の幅はベーン４７のそれよりも大きく、ベーン４７の前後には油圧室４９ａ，９ｂが形成される。油圧室４９ａ，４９ｂには、内燃機関１のオイルパン５０（図１参照）からポンプ５１が汲み上げたエンジンオイルがオイルコントロールバルブ１２を介して導かれる。オイルコントロールバルブ１２は各油圧室４９ａ，４９ｂにエンジンオイルを閉じ込める中立位置と、いずれか一方の油圧室４９ａ（又は４９ｂ）にエンジンオイルを供給し、他方の油圧室４９ｂ（又は４９ａ）からエンジンオイルを排出させる位置との間で切替可能である。そして、ベーン４７は油圧室４９ａ，４９ｂに閉じ込められたオイルの量及び圧力に応じて凹部４８の内部を周方向に移動する。
【００３１】
スプロケット４０に入力される回転運動によってハウジング４２は図６の矢印Ａ方向に回転し、その回転は油圧室４９ｂを介してベーン４７に伝わり、その結果、内部ロータ４４及びカム連結軸４６がスプロケット４０と一体に回転する。従って、油圧室４９ａ，４９ｂに閉じ込められるオイルの量をオイルコントロールバルブ１２によって調整してベーン４７をハウジング４２に対して周方向に移動させることにより、スプロケット４０とカムシャフト６とを回転方向に関して相対的に移動させ、それにより、クランクシャフト１３の位相とカム４の位相との対応関係を変化させて吸気弁２の開閉タイミングを変化させることができる。
【００３２】
上述したように、ＥＣＵ２２は内燃機関１の運転状態に応じて吸気弁２の作用角及び開閉タイミングの目標値を設定する。また、ＥＣＵ２２は、カムセンサ１６及びクランク角センサ１７の検出信号を参照してカムシフト装置９及びバルブタイミング変更装置１１による吸気弁２の作用角及び開閉タイミングを検出し、これらの検出値が目標値に一致するようにカムシフト装置９及びバルブタイミング変更装置１１を駆動する。以下、可変動弁機構に関連してＥＣＵ２２が実行する幾つかの処理を説明する。
【００３３】
図７は、吸気弁２の作用角のずれを特定するためにＥＣＵ２２が所定の周期で繰り返し実行する作用角ずれ検出ルーチンを示している。図７のルーチンにおいて、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１１で作用角のずれ量を検出するタイミングか否かを判断する。例えば、加速時のような過渡状態では作用角のずれ量を正しく検出できないおそれがあるので、アイドリング時のように内燃機関１が定常状態で運転している場合に限って作用角のずれ量を検出するタイミングとして設定する。作用角のずれ量を検出するタイミングでないときは図７のルーチンを終了する。
【００３４】
一方、作用角のずれ量を検出するタイミングのときはステップＳ１２へ進み、吸気管圧センサ１８の出力信号に基づいて吸気管圧力の実際値（現在値）を検出し、続くステップＳ１３でエアフローメータ１９の出力信号に基づいて吸入空気量の実際値（現在値）を検出する。次のステップＳ１４では、吸入空気量から吸気管圧力を算出するために必要な他の情報を取得する。すなわち、吸気管圧力ＰＭは、吸入空気量ＧＮを燃焼室８への吸気の充填効率ＫＴＰで除した値（＝ＧＮ／ＫＴＰ）に基づいて与えられるが、その充填効率ＫＴＰは吸気弁２の作用角、開閉タイミングや、機関回転数等の運転パラメータによって変化する。そこで、充填効率ＫＴＰを特定するために使用する運転パラメータを予め定めておき、ステップＳ１４においてそれらの運転パラメータを取得することとした。なお、吸気弁２の作用角についてはカムセンサ１６の出力信号に基づいて特定することができ、吸気弁２の開閉タイミングについてはカムセンサ１６及びクランク角センサ１７が夫々検出するカムシャフト６及びクランクシャフト１３の位相に基づいて特定することができる。
【００３５】
続くステップＳ１５では、吸入空気量の実際値（ステップＳ１３で求めた値）に基づいて吸気管圧力を算出する。その算出は上記のように吸入空気量ＧＮを充填効率ＫＴＰで除した商を求めることによって行えばよい。充填効率ＫＴＰについては例えば次のように求める。
【００３６】
まず、吸気弁２の開閉タイミング及び作用角と充填効率基準値ＫＴＰｂとの関係を予め実験的に求めて図８に示すようにマップ化し、そのマップに従って吸気弁２の作用角及び開閉タイミング（いずれもステップＳ１４で求めた値）に対応する充填効率基準値ＫＴＰｂを求める。次に、吸気弁２の作用角及び開閉タイミング以外の他の運転パラメータに関連付けて充填効率基準値ＫＴＰｂを補正する。例えば、充填効率ＫＴＰは燃焼室８に残存する背圧に応じて変化し、その背圧は内燃機関１の回転数と前回吸入した空気量とによって変化することが知られているので、これらの運転パラメータを対応付ける図９のようなマップを予め作成し、図７のルーチンを前回実行した際にステップＳ１３で検出した一回転当たりの吸入空気量と今回のステップＳ１４で検出した機関回転数とに対応する充填効率背圧補正係数Ｋｅｘを図９のマップから取得し、その充填効率背圧補正係数Ｋｅｘと充填効率基準値ＫＴＰｂとの積（＝ＫＴＰｂ×Ｋｅｘ）を充填効率ＫＴＰとする。
【００３７】
以上の他にも充填効率を求める上で無視できない運転パラメータがあればステップＳ１４及びステップＳ１５の処理において反映してよい。
【００３８】
ステップＳ１５で吸気管圧力を算出した後はステップＳ１６へ進み、ステップＳ１２で検出した吸気管圧力の実際値と、ステップＳ１５で取得した吸気管圧力の演算値との差を求め、その差から吸気弁２の作用角の実際値と目標値とのずれ量を算出する。すなわち、ステップＳ１５で演算した吸気管圧力にはカムセンサ１６が検出した吸気弁２の作用角が反映されており、その作用角が目標値に正しく制御されているとすれば、吸気弁２の作用角に基づいて算出した吸気管圧力は吸気管圧センサ１８が検出した吸気管圧力と一致するはずである。しかしながら、カム４の加工誤差、経年変化、カムセンサ１６の取り付け誤差等により、カムセンサ１６が検出する作用角が実際の作用角を正しく反映していない場合、カムセンサ１６の出力に基づいて特定した作用角を信頼してカムシフト装置９を作用角の目標値が得られるように制御しても、実際の作用角は目標値からずれ、そのずれ量に応じて吸気管圧力の実際値と演算値との間にもずれが生じる。そこで、吸気管圧力の実際値と演算値との間のずれ量と、吸気弁２の作用角の目標値と実際値との間のずれ量との相関関係を予め実験的に求め、その相関関係をマップ化し、又は数式化しておくことにより、吸気管圧力の実際値と演算値とのずれ量を吸気弁２の作用角のずれ量に変換することができる。
【００３９】
以上のようにして求められた作用角のずれ量は例えばＥＣＵ２２のＲＡＭに保存される。そして、こうして得られた作用角のずれ量を、吸気弁２の作用角が関係する各種の演算処理において考慮することにより、作用角のずれに基づく内燃機関の制御精度の低下を防止することができる。
【００４０】
図１０は、吸気弁２の作用角のずれ量に応じて燃料噴射量を補正するためにＥＣＵ２２が所定の周期で繰り返し実行する燃料噴射量補正ルーチンを示している。図１０のルーチンにおいて、ＥＣＵ２２はまずステップＳ３１で作用角のずれ量を取得する。ここで取得される作用角のずれ量は図７の処理で取得された値である。次に、ＥＣＵ２２はステップＳ３２で、作用角のずれ量に対応する吸入空気量のずれ量を算出する。吸気弁２の作用角と吸入空気量との間には相関関係があるので、その相関関係を示すマップ又は数式を予め求めておき、図７のルーチンによって求めた作用角のずれ量に対応して、吸入空気量がその目標値からどの程度ずれているかをステップＳ３２で特定する。
【００４１】
続くステップＳ３３では、吸入空気量のずれ量に対応して燃料噴射量の補正量を算出する。一般に、ＥＣＵ２２は、図示しない燃料噴射量の演算ルーチンにより、エアフローメータ１９が検出した吸入空気量に基づいて燃料噴射弁１５の燃料噴射量を決定するが、過渡時にはエアフローメータ１９のようなセンサの実測値と実際に燃焼室８に充填された吸気量とがずれ、エアフローメータ１９の実測値が、燃料噴射量を決定するための情報として使用できないことがある。このような場合、ＥＣＵ２２は、吸気管圧力や吸気弁２の作用角、開閉タイミングのように、吸入空気量に影響する運転パラメータから吸入空気量を演算し、その演算された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を決定する。しかし、吸入空気量を演算する基礎となる情報として、吸気弁２の作用角が使用される場合、吸気弁２の作用角の実際値が目標値からずれていればその影響で吸入空気量の実際の値が演算値からずれる。そこで、吸気弁２の作用角のずれ量に対応した吸入空気量のずれ量を参照して、作用角がずれに対応した吸入空気量のずれを補償して空燃比を目標値に維持するために必要な燃料噴射量の補正量をステップＳ３３で算出する。そして、ステップＳ３４では、既に求められている燃料噴射量を、ステップＳ３３で得られた補正量に従って補正する。このような燃料噴射量の補正を行うことにより、吸気弁２の作用角が目標値からずれていても、その影響が燃料噴射量の補正によって排除されて空燃比が目標値に維持され、排気の悪化や燃料消費率の悪化が回避される。
【００４２】
図１１は、吸気弁２の作用角の異常を車両の運転者等に警告するためにＥＣＵ２２が所定の周期で繰り返し実行する作用角ずれ量警報ルーチンを示している。図１１のルーチンにおいて、ＥＣＵ２２はまず図７の処理によって特定されている作用角のずれ量を取得し（ステップＳ４１）、次のステップＳ４２でずれ量が所定の上限値を超えているか否かを判断する。そして、上限値以下であれば図１１のルーチンを終える。一方、ステップＳ４２において作用角のずれ量が上限値を超えているときはステップＳ４３に進んで所定の警告灯を点灯させ、その後に図１１のルーチンを終える。ここで使用される警告灯は例えば車両の計器板に設けられた各種の警告灯の一つとしてもよい。また、上限値は、吸気弁２の作用角のずれに伴って発生する排気や燃料消費率の悪化が法令等によって定められた許容限度を超えるときの値とすることができる。このような設定によれば、吸気弁２の作用角が、燃料噴射量の補正等によって補償できない程度に悪化して法令の規制を超える程に排気等が悪化している状態を運転者に周知させることができる。そして、警告灯が点灯した場合には修理工場等で点検を受けるように予め運転者等に知らせておけば、排気悪化等の好ましくない状態で内燃機関１が継続して使用されることを抑制する効果が期待できる。
【００４３】
以上の実施形態では、ＥＣＵ２２がずれ量特定手段に相当し、吸気管圧センサ１８及びエアフローメータ１９が吸気状態検出手段に相当し、カムセンサ１６及びクランク角センサ１７が動弁特性検出手段に相当する。そして、上記の実施形態では、エアフローメータ１９によって検出した吸入空気量の実測値と、カムセンサ１６及びクランク角センサ１７によって検出した吸気弁２の作用角及び開閉タイミングの実測値とに基づいて吸気管圧力を演算し、その演算結果と吸気管圧センサ１８によって実測した吸気管圧力とを比較し、その比較結果に基づいて吸気弁２の作用角のずれ量を特定している。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限定されず、本発明の技術思想と実施的に同一の範囲内にある限り各種の形態にて実施してよい。
【００４４】
吸入空気量や動弁特性の現在の状態はそれらの制御に関する目標値を利用して特定することもできる。一例として、ＥＣＵ２２が吸気管圧力のフィードバック制御を実行している場合には、そのフィードバック制御によって得られる値から作用角のずれ量を求めることもできる。ここで、吸気管圧力のフィードバック制御の概略は次の通りである。
【００４５】
吸気管フィードバック制御ではまずアクセルペダルの踏み込み量に基づいて目標吸気量が設定され、その目標空気量を取得するために必要な吸気弁２の作用角及び開閉タイミングがそれらの目標値としてそれぞれ演算される。そして、吸気弁２の作用角及び開閉タイミングの目標値が決まると、それらの目標値に吸気弁２の動弁特性が制御されていることを前提として、目標吸気量を取得するために必要な吸気管圧力がその目標値として演算され、その目標値が得られるように吸気管路中のスロットルバルブの開度が設定される。一方、吸気管フィードバック制御においては、吸気管圧センサ１８の出力信号から吸気管圧力の実際値が取得される。そして、吸気管圧力の目標値と実際値とのずれが解消するように吸入空気量の調整手段、例えばスロットルバルブの開度がフィードバック制御される。
【００４６】
このように、吸気管圧力の偏差に基づく吸入空気量のフィードバック制御が行われている場合には、図７のルーチンと同様に吸気管圧力の演算値と実際値とのずれが取得され、しかも吸気管圧力の演算値は吸気弁２の作用角が目標値に正しく制御されていることを前提として算出されているので、ここで求められる吸気管圧力のずれは図７の例と同様に吸気弁２の作用角に関する目標値と実際値とのずれの影響を含んだものとなる。従って、図７のステップＳ１６と同様にして作用角のずれ量を特定することができる。吸入空気量及び吸気弁２の動弁特性の制御の目標値から吸気管圧力を演算し、
【００４７】
なお、ＥＣＵ２２が吸気管圧力フォードバック制御を利用して吸気弁２の作用角のずれ量を特定する場合の図７に代わるルーチンを図１２に示す。このルーチンではステップＳ２１で作用角のずれ量を検出するタイミング（例えばアイドリング時）か否かを判断し、ステップＳ２２で吸気管圧力フィードバック（ＦＢ）制御の実行中か否かを判断する。いずれかのステップで否定判断した場合は図１２のルーチンを終える。ステップＳ２１及びＳ２２にていずれも肯定判断したときにステップＳ２３へ進み、吸気管圧力ＦＢ制御による補正量（ＦＢ補正量）を取得する。ここで取得するＦＢ補正量は、スロットルバルブの補正量でもよいし、吸気管圧力の演算値と実際値とのずれ量でもよい。そして、ステップＳ２４でＦＢ補正量から吸気弁２の作用角のずれ量を算出する。
【００４８】
図１２の制御を実行する場合には、ＥＣＵ２２が吸気状態目標値設定手段として機能することになる。また、図１２の例では、吸入空気量及び動弁特性の現在の状態がそれらの制御に関する目標値によって特定されているが、いずれか一方の現在の状態をセンサによる実測値としてもよい。つまり、本発明の制御装置において、吸気管圧力、吸入空気量、及び吸気弁の動弁特性の３つの要素のうち、他の１つの要素の現在の状態を演算する基礎となる２つの特定要素の現在の状態は、センサによる実測値、制御の目標値のいずれも使用できるものである。
【００４９】
上記の実施形態では、吸入空気量と吸気弁の動弁特性とから吸気管圧力を演算し、その演算結果を吸気管圧力の実測値と比較することにより、動弁特性の目標値と実際値とのずれを特定したが、吸気管圧力と吸入空気量と動弁特性との間には相関関係があるので、これらの３つの要素のうち任意の２つの要素を特定要素として選択し、それらの２つの特定要素の現在の状態から他の１つの要素の現在の状態を演算する一方で、他の１つの要素の現在の状態を特定要素からの演算とは異なる手法、例えばセンサの実測値を利用する手法、あるいは制御の目標値を利用する手法によって特定し、こうして得られた２種類の値を比較して動弁特性のずれ量を特定してもよい。例えば、吸気管圧力の実測値と吸入空気量の実測値とから作用角の現在の状態を演算し、その演算結果とカムセンサ１６等を利用して特定した作用角とを比較することにより動弁特性の目標値と実際値とのずれを特定してもよい。吸気管圧力の実測値と動弁特性の実測値とから吸入空気量の現在の状態を演算し、その演算結果とエアフローメータ１９等を利用して特定した吸入空気量の実測値とを比較することにより動弁特性の目標値と実際値とのずれを特定してもよい。
【００５０】
本発明において、可変動弁機構は図示のものに限らず、様々な構成のものを使用してよい。例えば、吸気弁の作用角を変化させることなく、位相又はリフト量のみを変化させる可変動弁機構に対しても本発明は適用できる。すなわち、本発明は吸気弁の動弁特性として作用角のずれ量を特定するものに限らず、吸気弁の位相、リフト量等、吸入空気量や吸気管圧力に影響し得る各種の物理量のずれ量の特定に利用できる。
【００５１】
本発明に従って求められた動弁特性のずれ量は燃料噴射量の補正以外にも吸気弁の動弁特性の影響を受ける各種の運転パラメータの補正に使用してよい。警告手段は警告灯を利用するものに限らず、音声その他の各種の警告手段を用いてよい。法令により排気ガスの悪化を警告することが義務付けられている場合にはその法令に従って本発明の警告を行えばよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、吸気管圧力、吸入空気量及び動弁特性の三者の相関関係に基づいて吸気弁の動弁特性の実際値が目標値からどれだけずれているかを正確に把握することができる。従って、燃料噴射量を始めとする各種の運転パラメータの制御に関して吸気弁の動弁特性のずれ量を反映させてそれらの制御精度を高めることができる。また、吸気弁の動弁特性が許容範囲を超えている場合にこれを警告することにより、排気や燃料消費率が悪化している好ましくない状態で内燃機関が継続して運転されることを抑制する効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及びその制御装置の概略構成を示す図。
【図２】図１の内燃機関で使用される吸気側のカムを拡大して示す図。
【図３】図１の内燃機関に組み込まれるカムシフト装置の構成を示す図。
【図４】吸気弁のリフト量及び作用角が変化する様子を示した図。
【図５】図１の内燃機関に組み込まれるバルブタイミング変更装置の構成を図６のＶ−Ｖ線に沿った断面において示す図。
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図。
【図７】図１のＥＣＵが作用角のずれ量を求めるために実行する作用角ずれ検出ルーチンを示すフローチャート。
【図８】吸気弁の開閉タイミング及び作用角と吸入空気の充填効率基準値との関係を示す線図。
【図９】機関回転数及び一回当たりの吸入空気量と充填効率背圧補正係数との関係を示す線図。
【図１０】図１のＥＣＵが作用角のずれに応じて燃料噴射量を補正するために実行する燃料噴射量補正ルーチンを示すフローチャート。
【図１１】図１のＥＣＵが作用角のずれを警報するために実行する作用角ずれ量警報ルーチンを示すフローチャート。
【図１２】図１のＥＣＵが吸気管圧力フィードバック制御を利用して作用角のずれ量を特定するために実行する作用角ずれ検出ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
１内燃機関
２吸気弁
４カム
６カムシャフト
９カムシフト装置
１０ドライバ
１１バルブタイミング変更装置
１２オイルコントロールバルブ
１３クランクシャフト
１６カムセンサ（動弁特性検出手段）
１７クランク角センサ（動弁特性検出手段）
１８吸気管圧センサ（吸気状態検出手段）
１９エアフローメータ（吸気状態検出手段）
２２エンジンコントロールユニット（ずれ量特定手段、吸気状態目標値設定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism, and is used for the valve characteristics of an intake valve. Deviation amount And a control device for an internal combustion engine that can perform various controls based on the identification result.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An intake air amount control device that controls intake air amount by changing valve characteristics such as the phase and operating angle of an intake valve of an internal combustion engine is known (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-263015 A
[Patent Document 2]
JP-A-6-317129
[Patent Document 3]
JP 2001-152889 A
[Patent Document 4]
JP 2001-295686 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the variable valve mechanism has mechanical errors due to changes over time, initial tolerances of various components, variations during assembly, and the like. Even if the valve characteristic is controlled to the target value without grasping such a mechanical error, the actual valve characteristic deviates from the target value. Even if the variable valve mechanism itself is accurately assembled, there is an error in the sensor that detects the phase, operating angle, etc., and the actual valve characteristic may deviate from the target value due to the detection error. is there. When the valve operating characteristic deviates from the target value, the intake air amount required from the operating state of the internal combustion engine cannot be obtained, and the air-fuel ratio deviates from the target value, leading to deterioration of exhaust gas and fuel consumption rate.
[0005]
It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of accurately grasping a deviation in valve operating characteristics of an intake valve without being affected by a mechanical error of a variable valve mechanism or an error of a sensor for detecting the operation thereof. Objective. Further, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine capable of appropriately controlling the operation state of the internal combustion engine in consideration of the deviation of the valve characteristics, and to suppress the continuation of the undesirable operation state caused by the deviation of the valve characteristics. Another object is to provide an effective control device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A control device for a first internal combustion engine according to the present invention includes: At least one of phase, working angle and lift The operation of the variable valve mechanism is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of changing the valve characteristic, so that a target value of the valve characteristic determined according to the operating state of the internal combustion engine is obtained. In the control device for an internal combustion engine that controls the current, the current intake pipe pressure, the intake air amount, Above Based on the correlation with the valve performance, the target value and actual value for the valve performance are Deviation amount Identify Deviation amount By providing the specifying means, the above-described problem is solved (claim 1).
[0007]
There is a correlation between the intake pipe pressure and the intake air amount in an internal combustion engine, and these physical quantities change according to the valve operating characteristics of the intake valve. Therefore, it is determined whether or not the correlation between these three elements is properly maintained, and when the correlation is not properly maintained, the cause is determined by the difference between the target value and the actual value related to the valve characteristics. The target value and actual value Deviation amount Can be specified.
[0008]
In the control device for an internal combustion engine of the present invention, Deviation amount The specifying means is configured to determine a current state relating to another element based on a current state relating to any two specific elements among the three types of elements of the intake pipe pressure, the intake air amount, and the valve operating characteristic. A calculation result is compared with the current state specified by a method different from the calculation based on the state of the two specific elements with respect to the one other element, and the valve operating characteristic is determined based on the comparison result Target value and actual value for Deviation amount Can be specified (Claim 2).
[0009]
As described above, there are correlations between the three elements of intake pipe pressure, intake air volume, and valve operating characteristics, so any two elements can be selected as specific elements as long as the correlation is maintained appropriately. If the current state of the other element is calculated from the current state of the specific element, the calculation result should correctly represent the current state of the valve operating characteristic. However, the actual value of the valve characteristic may be different even if the valve characteristic is controlled to the target value due to a processing error or an assembly error of parts constituting the variable valve mechanism or an error due to aging. If the actual value of the valve characteristic deviates from the target value, the correlation among the intake pipe pressure, the intake air amount, and the valve characteristic is not properly maintained, and the current state regarding the two specific factors is not maintained. The current state relating to the other calculated element deviates from the current state specified by another method regarding the other one element. this thing Between the actual value of the valve characteristics and the target value. Deviation amount Can be specified.
[0010]
In the control device for an internal combustion engine of the present invention, Deviation amount The specifying unit may specify a current state of the other one element by an actual measurement value of the sensor (claim 3). Thus, by comparing the measured value of the sensor with respect to another one element and the calculated value, it is possible to reliably determine whether or not the correlation between the three elements described above is properly maintained.
[0011]
In the control device for an internal combustion engine of the present invention, Deviation amount The specifying unit may specify a current state relating to at least one of the two specific elements by an actual measurement value of the sensor (claim 4). Or said Deviation amount The specifying means may specify a current state relating to at least one of the two specific elements by a target value of control relating to the specific element (claim 5).
[0012]
In a preferred aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, either the intake pipe pressure or the intake air amount and the valve operating characteristic correspond to the two specific elements, and the intake pipe pressure or the Either one of the intake air amounts may correspond to the other one element (Claim 6). In this case, the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount is calculated from the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount while taking into account the current state of the valve characteristics. can do. Then, by comparing the calculation result with the current state specified by using the measured value of the sensor or the control target value related to either the intake pipe pressure or the intake air amount, the target value of the valve characteristics and the actual value Between values Deviation amount Can be specified.
[0013]
The control device according to the aspect includes an intake air state detection unit that actually measures either the intake pipe pressure or the intake air amount, Deviation amount Based on the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount and the current state of the valve operating characteristic, the specifying means determines whether the intake pipe pressure or the intake air amount is the other. A current state is calculated, and the calculation result is compared with the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount actually measured by the intake state detection means, and the dynamic state is calculated based on the comparison result. Target value and actual value for valve characteristics Deviation amount (Claim 7). In this case, based on the comparison between the calculated value related to the intake pipe pressure or the intake air amount and the actual measured value, Deviation amount Can be specified.
[0014]
Further, in the control device of the above aspect, the intake state detection means can measure either the intake pipe pressure or the intake air amount, Deviation amount The specifying unit is configured to determine the intake pipe pressure or the intake air based on a current state of the intake pipe pressure or the intake air amount actually measured by the intake state detection unit and a current state of the valve operating characteristic. You may calculate the present state about either other of quantity (Claim 8). In this case, referring to the actual measured values of the intake pipe pressure and intake air amount, Deviation amount Can be specified.
[0015]
Further, in the control device of the above aspect, the control apparatus further comprises an intake state target value setting means for setting a target value for control related to either the intake pipe pressure or the intake air amount, Deviation amount The specifying unit specifies the target value set by the intake state target value setting unit as a current state relating to either the intake pipe pressure or the intake air amount, and specifies the specified target value and the current valve characteristics. The current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount may be calculated on the basis of the state (Claim 9). In this case, the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount is calculated based on the target value of the control of either the intake pipe pressure or the intake air amount and the current state of the valve operating characteristics. Based on a comparison between the calculation result and the measured value of either the intake pipe pressure or the intake air amount, Deviation amount Can be specified.
[0016]
In the control device of the above aspect, the current state of the valve operating characteristic can be specified as follows.
[0017]
That is, in an internal combustion engine to which the control device of the present invention is applied, as the information input means for controlling the valve characteristic to a target value, the current state of the valve characteristic changes in correlation with the valve characteristic. Valve characteristic detecting means for detecting the change in the state of the specific part to be detected is provided, Deviation amount The specifying means specifies the current state of the valve characteristic using the detection result of the valve characteristic detecting means when calculating the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount. (Claim 10). Or said Deviation amount The specifying unit may specify a current state of the valve characteristic based on a target value related to the control of the valve characteristic (claim 11). In any case, when the target value deviates from the actual value of the valve characteristic even though the valve characteristic is correctly controlled to the target value, Deviation amount Can be reflected in the calculation result of the intake pipe pressure or the intake air amount.
[0018]
The control apparatus for an internal combustion engine of the present invention comprises the above-mentioned Deviation amount Of the valve characteristics specified by the specifying means. Deviation amount The fuel injection amount correcting means for correcting the fuel injection amount with reference to FIG. In this case, it is possible to accurately control the air-fuel ratio to the target value by correcting the deviation of the intake air amount accompanying the deviation of the valve operating characteristics of the intake valve.
[0019]
Above Deviation amount Of the valve characteristics specified by the specifying means. Deviation amount It may be provided with warning means for determining whether or not is out of a predetermined allowable range, and issuing a predetermined warning when it is determined that it is out of the allowable range. If the internal combustion engine is operated with the valve operating characteristics of the intake valve deviating excessively, the exhaust will deteriorate and the fuel consumption rate will also decrease. Therefore, the operation of the internal combustion engine will continue without being aware of such a state. Is not preferred. Therefore, the valve characteristics Deviation amount If a permissible range is set and a warning is issued when the permissible range is exceeded, it can be expected to suppress the continuation of an undesirable driving state.
[0021]
The second control device of the present invention is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism that can change the working angle of the intake valve, and obtains a target value of the working angle determined according to the operating state of the internal combustion engine. In the control apparatus for an internal combustion engine for controlling the operation of the variable valve mechanism, the intake pressure detecting means for detecting the intake pipe pressure, the intake air amount detecting means for detecting the intake air amount, and the operating angle of the intake valve And an intake pressure calculating means for calculating an intake pipe pressure based on an intake air amount detected by the intake air amount detecting means while referring to an operating angle detected by the operating angle detecting means, From the amount of deviation between the intake pipe pressure detected by the intake pressure detection means and the intake pipe pressure calculated by the intake pressure calculation means, a target value and an actual value of the working angle are calculated. Deviation amount The above-mentioned problem is solved by providing an operating angle deviation specifying means for specifying 14 ).
[0022]
There is a correlation between the intake air amount and the intake pipe pressure. If the relationship between the two is known in advance, the intake pipe pressure can be obtained from the intake air amount. However, since the amount of air sucked into the cylinder of the internal combustion engine is affected by the operating angle of the intake valve, when the operating angle of the intake valve is made variable, the amount of intake air is converted into the intake pipe pressure. The working angle of the intake valve is taken into account as a variable. If the working angle is correctly controlled to the target value, the intake pipe pressure calculated using the working angle detected by the working angle detection means, and the intake pipe pressure actually detected by the intake pressure detection means Should match. However, the actual operating angle differs even if the operating angle detected by the operating angle detection means matches the target value due to processing errors, assembly errors of the components constituting the variable valve mechanism, or errors due to aging. Sometimes. If the actual operating angle deviates from the target value, the intake pipe pressure detected by the intake pressure detecting means is compared to the intake pipe pressure calculated using the operating angle detected by the operating angle detecting means. It shifts by an amount corresponding to the shift of the working angle of the intake valve. Therefore, by knowing in advance the correlation between the deviation of the intake valve working angle and the deviation of the intake pipe pressure, the target value and the actual value of the intake valve working angle Deviation amount Can be specified. The second control device of the present invention uses the correlation as described above of the intake air amount, the intake pipe pressure, and the intake valve operating angle from the target value of the intake valve operating angle. Deviation amount Is specified.
[0023]
The third control device of the present invention is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism that can change the working angle of the intake valve, and obtains a target value of the working angle determined according to the operating state of the internal combustion engine. In the control apparatus for an internal combustion engine that controls the operation of the variable valve mechanism as described above, an intake pressure detection means for detecting the intake pipe pressure, and a target value of the intake air amount based on the operating state of the internal combustion engine, The target value of the intake air amount is converted into the target value of the intake pipe pressure while referring to the target value of the working angle of the intake valve, and the obtained intake pipe pressure target value and the intake air detected by the intake pressure detecting means An intake pipe pressure feedback control means for controlling the intake air amount adjustment means based on the difference from the pipe pressure, and the working angle based on the difference in the intake pipe pressure specified by the intake pipe pressure feedback control means. Target value and actual value of Deviation amount The above-mentioned problem is solved by providing an operating angle deviation specifying means for specifying 15 ).
[0024]
In the third control device, since the target value of the intake air amount is converted into the target value of the intake pipe pressure with reference to the target value of the intake valve working angle, a deviation occurs in the intake valve working angle. In this case, the difference between the target value of the intake pipe pressure and the actual intake pipe pressure detected by the intake pressure detecting means reflects the deviation of the working angle of the intake valve. Therefore, as in the case of the second control device described above, the target value of the intake valve operating angle is obtained by grasping in advance the correlation between the intake valve operating angle deviation and the intake pipe pressure deviation. With actual value Deviation amount Can be specified.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a control device for an internal combustion engine of the present invention. The internal combustion engine 1 is configured as a four-cycle gasoline engine, and its intake valve 2 and exhaust valve 3 are opened and closed by cams 4 and 5 via valve lifters 2a and 3a, respectively. The intake valve cam 4 is held by a camshaft 6, and the exhaust valve cam 5 is held by a camshaft 7. As shown in FIG. 2, the cam profile of the cam 4 changes in the direction of the central axis of the camshaft 7. Specifically, the height of the nose 4a of the cam 4 (referring to the distance from the central axis of the camshaft 7) gradually increases from the right end side to the left end side in FIG. It is high. As a result, the lift amount and operating angle of the intake valve 2 increase as the contact position between the cam 4 and the valve lifter 2a changes from the right end side to the left end side in FIG. FIG. 4 shows how the lift amount and operating angle of the intake valve 2 change. The lift amount of the intake valve 2 means the amount of protrusion of the intake valve 2 to the combustion chamber 8 in FIG. 1, and the operating angle is a value expressed by the crank angle during which the intake valve 2 protrudes into the combustion chamber 8. means. In the cam 4 shown in FIG. 2, both the lift amount and the working angle are changed, but depending on the profile of the cam 4, only the working angle can be changed.
[0026]
As shown in FIG. 1, a cam shift device 9 for changing the lift amount and operating angle of the intake valve 2 is provided on one end side of the camshaft 6. The cam shift device 9 is driven by a driver 10 and moves the cam shaft 6 in the axial direction to switch the contact position between the cam 4 and the valve lifter 2a. A valve timing changing device 11 is provided on the other end side of the camshaft 6. The valve timing changing device 11 is driven by an oil control valve 12. The valve timing changing device 11 is provided on the transmission path of the rotational movement from the crankshaft 13 to the camshafts 6 and 7 via the timing chain 14 and changes the relationship between the phase of the crankshaft 13 and the phase of the cam 4. The timing at which the intake valve 2 opens and closes is changed. These cam shift device 9, driver 10, valve timing changing device 11 and oil control valve 12 constitute a variable valve mechanism. Details of the devices 9 and 11 will be described later.
[0027]
The internal combustion engine 1 is provided with an engine control unit (ECU) 22. The ECU 22 is configured as a computer including a microprocessor and ROM, RAM, and the like as its main storage device, and executes various calculations and operation controls necessary for maintaining the internal combustion engine 1 in a predetermined operating state. As a representative example, the ECU 22 determines the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 15 according to the operating state of the internal combustion engine 1 so as to obtain the target air-fuel ratio and target torque, the ignition timing by an unillustrated spark plug, the intake air Target values are set for various operating parameters such as the operating angle and opening / closing timing of the valve 2, and the operation of each part is controlled so that these operating parameters are obtained. In order to execute such control, the ECU 22 refers to the outputs of various sensors. The sensor includes a cam sensor 16 that outputs a signal corresponding to the axial position and the rotational position (phase) of the camshaft 6, a crank angle sensor 17 that outputs a signal corresponding to the engine speed (rotational speed), An intake pipe pressure sensor 18 serving as an intake pressure detecting means for outputting a signal corresponding to the intake pipe pressure, an air flow meter 19 serving as an intake air amount detecting means for outputting a signal corresponding to the intake air amount, and a signal corresponding to the coolant temperature. There are a cooling water temperature sensor 20 for outputting, an intake air temperature sensor 21 for outputting a signal corresponding to the temperature of the intake air, and the like. The intake pipe pressure means the pressure that intake air has in the intake pipe (not shown) connected to the intake port of the internal combustion engine 1. The intake pipe pressure sensor 18 may be arranged at an arbitrary position in the intake pipe line, but is preferably arranged at a position where the pressure of the surge tank at which the intake pipe pressure is stable can be detected.
[0028]
FIG. 3 shows a specific example of the cam shift device 9. A slider 30 made of a magnetic material is provided on one end side of the camshaft 6 so as to be movable integrally with the camshaft 6 in the axial direction. An electromagnet 31 is provided around the slider 30, and a coil spring 32 that presses the camshaft 6 rightward in FIG. 3 is provided between the electromagnet 31 and the slider 30. Due to the excitation of the electromagnet 31, a force toward the left in FIG. 3 acts on the slider 30, and the force increases as the excitation current increases. The driver 10 shown in FIG. 1 receives a signal designating the position of the camshaft 6 in the axial direction from the ECU 22 and changes the exciting current of the electromagnet 31 in accordance with the signal. Thereby, the position of the camshaft 6 in the axial direction is controlled to the position instructed by the ECU 22. That is, in the present embodiment, the lift amount and operating angle of the intake valve 2 are controlled by the ECU 22 instructing the position of the camshaft 6.
[0029]
5 and 6 show specific examples of the valve timing changing device 11. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG. The valve timing changing device 11 includes a sprocket 40 around which the timing chain 14 shown in FIG. 1 is wound, a housing 42 and a cover 43 connected to the sprocket 40 via bolts 41, and is rotatably inserted into the housing 42. And an internal rotor 44. The inner rotor 44 is coaxially connected to the cam connection shaft 46 by a bolt 45 and rotates integrally with the cam connection shaft 46. The cam connecting shaft 46 is disposed coaxially with the camshaft 6 and can rotate integrally with the camshaft 6. However, the cam connecting shaft 46 and the camshaft 6 are slidably connected to each other in the axial direction using a coupling or the like so as not to prevent the camshaft 6 from being driven in the axial direction by the cam shift device 9.
[0030]
The inner rotor 44 is provided with a plurality of vanes 47 (see FIG. 6), and these vanes 47 are inserted into the recesses 48 of the housing 42. The circumferential width of the recess 48 is larger than that of the vane 47, and hydraulic chambers 49 a and 9 b are formed before and after the vane 47. Engine oil pumped up by the pump 51 from the oil pan 50 (see FIG. 1) of the internal combustion engine 1 is guided to the hydraulic chambers 49a and 49b via the oil control valve 12. The oil control valve 12 supplies the engine oil to a neutral position where the engine oil is confined in each of the hydraulic chambers 49a and 49b, and one of the hydraulic chambers 49a (or 49b), and the engine oil is supplied from the other hydraulic chamber 49b (or 49a). It is possible to switch between the positions where the water is discharged. The vane 47 moves in the circumferential direction in the recess 48 in accordance with the amount and pressure of oil confined in the hydraulic chambers 49a and 49b.
[0031]
The housing 42 is rotated in the direction of arrow A in FIG. 6 by the rotational motion input to the sprocket 40, and the rotation is transmitted to the vane 47 through the hydraulic chamber 49b. As a result, the internal rotor 44 and the cam connecting shaft 46 are connected to the sprocket 40. And rotate together. Accordingly, the amount of oil confined in the hydraulic chambers 49a and 49b is adjusted by the oil control valve 12, and the vane 47 is moved in the circumferential direction with respect to the housing 42, so that the sprocket 40 and the camshaft 6 are relative to each other in the rotational direction. Accordingly, the correspondence between the phase of the crankshaft 13 and the phase of the cam 4 can be changed, and the opening / closing timing of the intake valve 2 can be changed.
[0032]
As described above, the ECU 22 sets the target value of the operating angle and opening / closing timing of the intake valve 2 in accordance with the operating state of the internal combustion engine 1. Further, the ECU 22 detects the operating angle and the opening / closing timing of the intake valve 2 by the cam shift device 9 and the valve timing changing device 11 with reference to the detection signals of the cam sensor 16 and the crank angle sensor 17, and these detected values become the target values. The cam shift device 9 and the valve timing changing device 11 are driven so as to match. Hereinafter, some processes executed by the ECU 22 in relation to the variable valve mechanism will be described.
[0033]
FIG. 7 shows a working angle deviation detection routine that the ECU 22 repeatedly executes at a predetermined cycle in order to specify the deviation of the working angle of the intake valve 2. In the routine of FIG. 7, the ECU 22 determines whether or not it is time to detect the amount of deviation of the operating angle in step S11. For example, since there is a possibility that the amount of deviation of the operating angle cannot be detected correctly in a transient state such as during acceleration, the amount of deviation of the operating angle is limited only when the internal combustion engine 1 is operating in a steady state as in idling. Set as the detection timing. If it is not time to detect the amount of deviation of the operating angle, the routine of FIG. 7 is terminated.
[0034]
On the other hand, when it is time to detect the amount of deviation of the operating angle, the process proceeds to step S12, where the actual value (current value) of the intake pipe pressure is detected based on the output signal of the intake pipe pressure sensor 18, and in step S13, the air flow meter is detected. Based on the output signal of 19, the actual value (current value) of the intake air amount is detected. In the next step S14, other information necessary for calculating the intake pipe pressure from the intake air amount is acquired. That is, the intake pipe pressure PM is a value obtained by dividing the intake air amount GN by the intake charging efficiency KTP into the combustion chamber 8 (= GN / KTP). On the basis of the Although given, the charging efficiency KTP varies depending on the operating angle of the intake valve 2, the opening / closing timing, and the operating parameters such as the engine speed. Therefore, operating parameters used for specifying the charging efficiency KTP are determined in advance, and these operating parameters are acquired in step S14. The operating angle of the intake valve 2 can be specified based on the output signal of the cam sensor 16, and the opening and closing timing of the intake valve 2 is detected by the camshaft 6 and the crankshaft 13 detected by the cam sensor 16 and the crank angle sensor 17, respectively. Can be specified based on the phase.
[0035]
In the subsequent step S15, the intake pipe pressure is calculated based on the actual value of the intake air amount (the value obtained in step S13). The calculation may be performed by obtaining the quotient obtained by dividing the intake air amount GN by the charging efficiency KTP as described above. For example, the filling efficiency KTP is obtained as follows.
[0036]
First, the relationship between the opening / closing timing and operating angle of the intake valve 2 and the charging efficiency reference value KTPb is experimentally obtained in advance and mapped as shown in FIG. 8, and the operating angle and opening / closing timing of the intake valve 2 (whichever Also, the filling efficiency reference value KTPb corresponding to the value obtained in step S14) is obtained. Next, the charging efficiency reference value KTPb is corrected in association with operating parameters other than the operating angle and opening / closing timing of the intake valve 2. For example, it is known that the charging efficiency KTP changes according to the back pressure remaining in the combustion chamber 8, and the back pressure is known to change depending on the rotational speed of the internal combustion engine 1 and the amount of air sucked last time. A map as shown in FIG. 9 that associates the operating parameters is created in advance, and the intake air amount per rotation detected in step S13 when the routine of FIG. 7 was executed last time and the engine speed detected in step S14 this time are obtained. The corresponding charging efficiency back pressure correction coefficient Kex is acquired from the map of FIG. 9, and the product (= KTPb × Kex) of the charging efficiency back pressure correction coefficient Kex and the charging efficiency reference value KTPb is set as the charging efficiency KTP.
[0037]
In addition to the above, if there is an operation parameter that cannot be ignored in obtaining the charging efficiency, it may be reflected in the processing of step S14 and step S15.
[0038]
After calculating the intake pipe pressure in step S15, the process proceeds to step S16, where the difference between the actual value of the intake pipe pressure detected in step S12 and the calculated value of the intake pipe pressure acquired in step S15 is obtained, and the intake air is calculated from the difference. A deviation amount between the actual value of the operating angle of the valve 2 and the target value is calculated. That is, the intake pipe pressure calculated in step S15 reflects the operating angle of the intake valve 2 detected by the cam sensor 16, and if the operating angle is correctly controlled to the target value, the operation of the intake valve 2 is performed. The intake pipe pressure calculated based on the angle should coincide with the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 18. However, when the operating angle detected by the cam sensor 16 does not correctly reflect the actual operating angle due to the machining error of the cam 4, aging, the mounting error of the cam sensor 16, etc., the operating angle specified based on the output of the cam sensor 16 Even if the cam shift device 9 is controlled so as to obtain the target value of the operating angle with reliability, the actual operating angle deviates from the target value, and the actual value of the intake pipe pressure and the calculated value according to the deviation amount There is also a gap between them. Therefore, a correlation between the amount of deviation between the actual value of the intake pipe pressure and the calculated value and the amount of deviation between the target value of the working angle of the intake valve 2 and the actual value is experimentally obtained in advance, and the correlation By mapping the relationship or formulating the relationship, the amount of deviation between the actual value of the intake pipe pressure and the calculated value can be converted into the amount of deviation of the operating angle of the intake valve 2.
[0039]
The displacement amount of the working angle obtained as described above is stored in the RAM of the ECU 22, for example. Then, the amount of deviation of the operating angle obtained in this way is taken into consideration in various arithmetic processes related to the operating angle of the intake valve 2, thereby preventing a decrease in the control accuracy of the internal combustion engine based on the deviation of the operating angle. it can.
[0040]
FIG. 10 shows a fuel injection amount correction routine that the ECU 22 repeatedly executes at a predetermined cycle in order to correct the fuel injection amount according to the amount of deviation of the operating angle of the intake valve 2. In the routine of FIG. 10, the ECU 22 first acquires the amount of deviation of the operating angle in step S31. The amount of deviation of the operating angle acquired here is a value acquired by the processing of FIG. Next, in step S32, the ECU 22 calculates a deviation amount of the intake air amount corresponding to the deviation amount of the operating angle. Since there is a correlation between the working angle of the intake valve 2 and the intake air amount, a map or a mathematical expression showing the correlation is obtained in advance and corresponds to the deviation amount of the working angle obtained by the routine of FIG. In step S32, how much the intake air amount deviates from the target value is specified.
[0041]
In the subsequent step S33, the correction amount of the fuel injection amount is calculated in correspondence with the deviation amount of the intake air amount. In general, the ECU 22 determines the fuel injection amount of the fuel injection valve 15 based on the intake air amount detected by the air flow meter 19 by a fuel injection amount calculation routine (not shown). The actual measurement value and the intake air amount actually filled in the combustion chamber 8 may deviate, and the actual measurement value of the air flow meter 19 may not be used as information for determining the fuel injection amount. In such a case, the ECU 22 calculates the intake air amount from operating parameters that affect the intake air amount, such as the intake pipe pressure, the operating angle of the intake valve 2, and the opening / closing timing, and based on the calculated intake air amount. To determine the fuel injection amount. However, when the operating angle of the intake valve 2 is used as information that is the basis for calculating the intake air amount, if the actual value of the operating angle of the intake valve 2 deviates from the target value, the influence of the intake air amount is The actual value deviates from the calculated value. In order to maintain the air-fuel ratio at the target value by referring to the intake air amount deviation corresponding to the operating angle deviation of the intake valve 2 and compensating for the intake air amount deviation corresponding to the operating angle deviation. In step S33, a correction amount of the fuel injection amount necessary for the calculation is calculated. In step S34, the fuel injection amount already obtained is corrected according to the correction amount obtained in step S33. By correcting the fuel injection amount in this way, even if the operating angle of the intake valve 2 is deviated from the target value, the influence is eliminated by correcting the fuel injection amount, and the air-fuel ratio is maintained at the target value. Deterioration of fuel consumption and fuel consumption rate are avoided.
[0042]
FIG. 11 shows a working angle deviation alarm routine that is repeatedly executed by the ECU 22 at a predetermined cycle in order to warn the vehicle driver or the like of an abnormality in the working angle of the intake valve 2. In the routine of FIG. 11, the ECU 22 first obtains the amount of deviation of the working angle specified by the processing of FIG. 7 (step S41), and determines whether or not the amount of deviation exceeds a predetermined upper limit in the next step S42. to decide. And if it is below an upper limit, the routine of FIG. 11 will be complete | finished. On the other hand, when the amount of deviation of the operating angle exceeds the upper limit value in step S42, the process proceeds to step S43 to turn on a predetermined warning lamp, and then the routine of FIG. The warning light used here may be one of various warning lights provided on the instrument panel of the vehicle, for example. Further, the upper limit value can be a value when the deterioration of the exhaust gas or the fuel consumption rate generated with the deviation of the operating angle of the intake valve 2 exceeds the allowable limit defined by laws and regulations. According to such a setting, the driver is informed that the operating angle of the intake valve 2 has deteriorated to such an extent that it cannot be compensated for by correcting the fuel injection amount, and the exhaust gas has deteriorated to the extent that it exceeds legal regulations. Can be made. When the warning light is turned on, it is possible to prevent the internal combustion engine 1 from being continuously used in an unfavorable state such as exhaust deterioration by informing the driver in advance to receive an inspection at a repair shop or the like. Can be expected.
[0043]
In the above embodiment, the ECU 22 Deviation amount The intake pipe pressure sensor 18 and the air flow meter 19 correspond to the intake means detection means, and the cam sensor 16 and the crank angle sensor 17 correspond to the valve characteristic detection means. In the above embodiment, the intake pipe is based on the actually measured value of the intake air amount detected by the air flow meter 19 and the actually measured value of the operating angle and opening / closing timing of the intake valve 2 detected by the cam sensor 16 and the crank angle sensor 17. The pressure is calculated, the calculation result is compared with the intake pipe pressure actually measured by the intake pipe pressure sensor 18, and the operating angle of the intake valve 2 is calculated based on the comparison result. Deviation amount Has been identified. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be implemented in various forms as long as it is within the same scope as the technical idea of the present invention.
[0044]
The current state of the intake air amount and the valve operating characteristics can be specified by using target values related to those controls. As an example, when the ECU 22 executes feedback control of the intake pipe pressure, the amount of deviation of the operating angle can be obtained from a value obtained by the feedback control. Here, the outline of feedback control of the intake pipe pressure is as follows.
[0045]
In the intake pipe feedback control, first, a target intake air amount is set based on the depression amount of the accelerator pedal, and the operating angle and the opening / closing timing of the intake valve 2 necessary for obtaining the target air amount are respectively calculated as the target values. The When the target values of the operating angle and the opening / closing timing of the intake valve 2 are determined, it is necessary to acquire the target intake air amount on the assumption that the valve operating characteristics of the intake valve 2 are controlled to those target values. The intake pipe pressure is calculated as the target value, and the opening of the throttle valve in the intake pipe is set so that the target value is obtained. On the other hand, in the intake pipe feedback control, the actual value of the intake pipe pressure is acquired from the output signal of the intake pipe pressure sensor 18. Then, the intake air amount adjusting means, for example, the opening degree of the throttle valve is feedback controlled so that the deviation between the target value and the actual value of the intake pipe pressure is eliminated.
[0046]
As described above, when feedback control of the intake air amount based on the deviation of the intake pipe pressure is performed, the difference between the calculated value of the intake pipe pressure and the actual value is acquired, as in the routine of FIG. Since the calculated value of the intake pipe pressure is calculated on the assumption that the operating angle of the intake valve 2 is correctly controlled to the target value, the deviation of the intake pipe pressure obtained here is the same as in the example of FIG. This includes the influence of the deviation between the target value and the actual value regarding the operating angle of the valve 2. Accordingly, it is possible to specify the amount of deviation of the operating angle in the same manner as in step S16 in FIG. The intake pipe pressure is calculated from the target value for controlling the intake air amount and the valve operating characteristics of the intake valve 2,
[0047]
FIG. 12 shows a routine instead of FIG. 7 in the case where the ECU 22 uses the intake pipe pressure Fordback control to specify the amount of deviation of the operating angle of the intake valve 2. In this routine, it is determined in step S21 whether or not it is the timing for detecting the amount of deviation of the operating angle (for example, during idling), and in step S22, it is determined whether or not intake pipe pressure feedback (FB) control is being executed. If a negative determination is made in any step, the routine of FIG. When an affirmative determination is made in both steps S21 and S22, the process proceeds to step S23, and a correction amount (FB correction amount) by the intake pipe pressure FB control is acquired. The FB correction amount acquired here may be a throttle valve correction amount or a deviation amount between the calculated value of the intake pipe pressure and the actual value. In step S24, the operating angle deviation amount of the intake valve 2 is calculated from the FB correction amount.
[0048]
When executing the control of FIG. 12, the ECU 22 functions as an intake state target value setting means. In the example of FIG. 12, the current state of the intake air amount and the valve operating characteristic is specified by the target values related to the control, but either one of the current states may be an actually measured value by the sensor. That is, in the control device of the present invention, two specific elements that serve as a basis for calculating the current state of one of the three elements of the intake pipe pressure, the intake air amount, and the valve operating characteristics of the intake valve In the current state, either an actual measurement value by a sensor or a control target value can be used.
[0049]
In the above embodiment, the target value and the actual value of the valve characteristics are calculated by calculating the intake pipe pressure from the intake air amount and the valve characteristics of the intake valve, and comparing the calculation result with the actually measured value of the intake pipe pressure. However, since there is a correlation among the intake pipe pressure, the intake air amount and the valve operating characteristics, any two of these three elements are selected as specific elements, While calculating the current state of the other element from the current state of the two specific elements, a method different from the calculation from the specific element, for example, the actual value of the sensor Or by using the control target value and comparing the two types of values obtained in this way. Deviation amount May be specified. For example, the current state of the working angle is calculated from the actual measured value of the intake pipe pressure and the actual measured value of the intake air amount, and the calculated result is compared with the specified operating angle using the cam sensor 16 or the like. The deviation between the target value of the characteristic and the actual value may be specified. The current state of the intake air amount is calculated from the actual measured value of the intake pipe pressure and the actual measured value of the valve operating characteristic, and the calculated result is compared with the actual measured value of the intake air amount specified using the air flow meter 19 or the like. Thus, the deviation between the target value and the actual value of the valve operating characteristic may be specified.
[0050]
In the present invention, the variable valve mechanism is not limited to that shown in the figure, and various configurations may be used. For example, the present invention can be applied to a variable valve mechanism that changes only the phase or the lift amount without changing the operating angle of the intake valve. That is, according to the present invention, the operating angle of the valve operating characteristic of the intake valve Deviation amount Of various physical quantities that can affect the intake air volume and intake pipe pressure, such as the intake valve phase and lift amount. Deviation amount Can be used to identify
[0051]
The deviation amount of the valve characteristic obtained in accordance with the present invention may be used for correcting various operating parameters affected by the valve characteristic of the intake valve in addition to the correction of the fuel injection amount. The warning means is not limited to one using a warning lamp, and various warning means such as voice may be used. When it is required by law to warn of deterioration of exhaust gas, the warning of the present invention may be performed according to the law.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, how much the actual value of the valve operating characteristic of the intake valve deviates from the target value based on the correlation between the intake pipe pressure, the intake air amount, and the valve operating characteristic. It is possible to grasp accurately. Therefore, the valve operating characteristics of the intake valve are related to the control of various operating parameters including the fuel injection amount. Deviation amount Can be reflected to improve the control accuracy. In addition, if the valve operating characteristics of the intake valve exceed the allowable range, this is warned to suppress the continued operation of the internal combustion engine in an unfavorable state in which the exhaust gas and fuel consumption rate are deteriorating. Can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing an intake side cam used in the internal combustion engine of FIG. 1;
3 is a diagram showing a configuration of a cam shift device incorporated in the internal combustion engine of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing how the lift amount and operating angle of an intake valve change.
5 is a diagram showing a configuration of a valve timing changing device incorporated in the internal combustion engine of FIG. 1 in a cross section taken along line VV of FIG. 6;
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a working angle deviation detection routine executed by the ECU of FIG. 1 in order to obtain a working angle deviation amount;
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between intake valve opening / closing timing and operating angle, and intake air charging efficiency reference value;
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the amount of intake air per cycle, and the charging efficiency back pressure correction coefficient.
FIG. 10 is a flowchart showing a fuel injection amount correction routine that is executed by the ECU of FIG. 1 to correct the fuel injection amount in accordance with the deviation of the operating angle.
FIG. 11 is a flowchart showing a working angle deviation amount alarm routine executed by the ECU of FIG. 1 to warn of a deviation of the working angle.
FIG. 12 is a flowchart showing a working angle deviation detection routine executed by the ECU of FIG. 1 in order to identify a working angle deviation amount using intake pipe pressure feedback control;
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine
2 Intake valve
4 cams
6 Camshaft
9 Cam shift device
10 Driver
11 Valve timing change device
12 Oil control valve
13 Crankshaft
16 Cam sensor (valve characteristic detection means)
17 Crank angle sensor (valve characteristic detection means)
18 Intake pipe pressure sensor (intake state detection means)
19 Air flow meter (intake state detection means)
22 Engine control unit ( Deviation amount Identification means, intake state target value setting means)

Claims

The valve operating system is applied to an internal combustion engine having a variable valve operating mechanism capable of changing a valve operating characteristic that is at least one of a phase, a working angle, and a lift amount of the intake valve, and is determined according to an operating state of the internal combustion engine In a control device for an internal combustion engine that controls the operation of the variable valve mechanism so as to obtain a target value of characteristics,
And the current intake pipe pressure, the intake air amount, based on the correlation between the valve operating characteristics, that with a displacement amount specifying means for specifying a shift amount between an actual value and a target value for the valve operating characteristics A control device for an internal combustion engine characterized by the above.

The deviation amount specifying means is based on a current state related to any two specific elements among the three types of elements of the intake pipe pressure, the intake air amount, and the valve operating characteristic. Is compared with the current state specified by a method different from the calculation based on the state of the two specific elements with respect to the other one element, and based on the comparison result 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a deviation amount between a target value and an actual value related to valve operating characteristics is specified.

The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the deviation amount specifying means specifies a current state of the other one element by an actual measurement value of a sensor.

4. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the deviation amount specifying unit specifies a current state of at least one of the two specific elements by an actual measurement value of a sensor. 5. Control device.

The said deviation | shift amount specific | specification part specifies the present state regarding at least any one specific element of the said 2 specific elements with the target value of control regarding the said specific element, The Claim 2 or 3 characterized by the above-mentioned. Control device for internal combustion engine.

Either the intake pipe pressure or the intake air amount and the valve operating characteristic correspond to the two specific elements, and either the intake pipe pressure or the intake air amount is the other one element. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein:

Intake state detection means for actually measuring either the intake pipe pressure or the intake air amount,
The deviation amount specifying means is configured to determine either the intake pipe pressure or the intake air amount based on a current state relating to either the intake pipe pressure or the intake air amount and a current state of the valve operating characteristic. The current state of the other is calculated, and the calculation result is compared with the current state of the other one of the intake pipe pressure and the intake air amount measured by the intake state detection means, and based on the comparison result The control device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein a deviation amount between a target value and an actual value related to the valve operating characteristic is specified.

The intake state detection means can also measure either the intake pipe pressure or the intake air amount,
The deviation amount specifying means is configured to determine the intake pipe pressure or the current state of the valve operating characteristic based on either the intake pipe pressure or the intake air amount actually measured by the intake state detection means. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein a current state of any one of the intake air amounts is calculated.

An intake state target value setting means for setting a target value of control related to either the intake pipe pressure or the intake air amount;
The deviation amount specifying means specifies the target value set by the intake state target value setting means as a current state related to either the intake pipe pressure or the intake air amount, and the specified target value and the valve 8. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein a current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount is calculated based on a current state of characteristics.

In the internal combustion engine, as information input means for controlling the valve operating characteristic to a target value, the current state of the valve operating characteristic is replaced with a change in the state of a specific part that changes in correlation with the valve operating characteristic. And a deviation amount specifying means for detecting the current state of either the intake pipe pressure or the intake air amount when the current state is calculated. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 7 to 9, wherein the current state of the valve operating characteristic is specified using the control.

The internal combustion engine control according to any one of claims 7 to 9, wherein the deviation amount specifying means specifies a current state of the valve operating characteristic based on a target value related to the control of the valve operating characteristic. apparatus.

The fuel injection amount correcting means for correcting the fuel injection amount by referring to the deviation amount of the valve operating characteristic specified by the deviation amount specifying means. Control device for internal combustion engine.

It is provided with warning means for determining whether or not the deviation amount of the valve operating characteristic specified by the deviation amount specifying means is out of a predetermined allowable range, and issuing a predetermined warning when it is determined that the deviation is out of the allowable range. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12.

The operation of the variable valve mechanism is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of changing the operating angle of the intake valve, and a target value of the operating angle determined according to the operating state of the internal combustion engine is obtained. In a control device for an internal combustion engine for controlling
An intake pressure detecting means for detecting the intake pipe pressure;
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount;
A working angle detecting means for detecting a working angle of the intake valve;
An intake pressure calculating means for calculating an intake pipe pressure based on the intake air amount detected by the intake air amount detecting means while referring to the operating angle detected by the operating angle detecting means;
Working angle deviation specifying means for specifying a deviation amount between the target value and the actual value of the working angle from the deviation amount between the intake pipe pressure detected by the intake pressure detecting means and the intake pipe pressure calculated by the intake pressure calculating means. When,
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:

The operation of the variable valve mechanism is applied to an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of changing the operating angle of the intake valve, and a target value of the operating angle determined according to the operating state of the internal combustion engine is obtained. In a control device for an internal combustion engine for controlling
An intake pressure detecting means for detecting the intake pipe pressure;
A target value of the intake air amount is set based on the operating state of the internal combustion engine, and the target value of the intake air amount is converted into a target value of the intake pipe pressure while referring to the target value of the operating angle of the intake valve. An intake pipe pressure feedback control means for controlling the intake air amount adjustment means based on the difference between the intake pipe pressure target value and the intake pipe pressure detected by the intake pressure detection means;
A working angle deviation specifying means for specifying a deviation amount between the target value and the actual value of the working angle based on the difference in the intake pipe pressure specified by the intake pipe pressure feedback control means;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: