JP5092956B2 - Method for controlling internal combustion engine for vehicle and internal combustion engine system - Google Patents

Method for controlling internal combustion engine for vehicle and internal combustion engine system Download PDF

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

本発明は、車両用の内燃機関を制御する方法と、車両用の内燃機関システムとに関するものである。   The present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine for a vehicle and an internal combustion engine system for a vehicle.

一般に、車両用の火花点火式エンジン(内燃機関)では、吸気通路に配設されたスロットル弁を開閉することにより燃焼室への空気の供給量、ひいてはエンジンの出力トルクを制御するようにしている。また、かかるエンジンでは、吸気弁が開かれる吸気行程で燃焼室内に空気が吸入されるようになっているが、この吸気弁の変位特性、例えば該吸気弁のリフト量あるいは閉弁時期を変えることにより、燃焼室に吸入される空気の量を制御することができる。   In general, in a spark ignition engine (internal combustion engine) for a vehicle, the amount of air supplied to a combustion chamber and thus the output torque of the engine is controlled by opening and closing a throttle valve disposed in an intake passage. . Further, in such an engine, air is sucked into the combustion chamber during the intake stroke when the intake valve is opened. The displacement characteristic of the intake valve, for example, the lift amount or the closing timing of the intake valve is changed. Thus, the amount of air taken into the combustion chamber can be controlled.

そこで、スロットル弁の開度(以下「スロットル開度」という。)を制御するとともに、吸気弁の変位特性を制御することにより、燃焼室内に吸入される空気の量、ひいては出力トルクをより精密に制御するようにしたエンジンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、特許文献1に開示されたエンジンでは、ドライバの要求に応じて吸気弁のリフト量及びスロットル弁の開度を制御する一方、変速機のシフト時に、吸入空気量を低下させるために吸気弁のリフト量とスロットル弁の開度とを制御するようにしている。
特開2007−154832号公報(段落[0022]、図1)
Therefore, by controlling the opening of the throttle valve (hereinafter referred to as “throttle opening”) and controlling the displacement characteristics of the intake valve, the amount of air sucked into the combustion chamber, and thus the output torque, can be made more precise. An engine that is controlled has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the engine disclosed in Patent Document 1, the lift amount of the intake valve and the opening degree of the throttle valve are controlled according to the driver's request, while the intake valve is used to reduce the intake air amount when the transmission is shifted. The amount of lift and the opening of the throttle valve are controlled.
JP 2007-154832 A (paragraph [0022], FIG. 1)

ところで一方、ドライバの要求ないしは意図とは無関係なエンジンの出力トルクの制御(以下「ドライバ非関与制御」という。)、例えば走行時に車輪がスリップしたときにエンジンの出力トルクを一時的に低下させることにより車輪(駆動輪)の駆動力を低減してスリップを抑制するといったトラクション制御を行うようにした車両も知られているが、このようなドライバ非関与制御ではエンジンの出力トルクを低下させる際に良好ないしは迅速な応答性が要求される。   On the other hand, control of engine output torque unrelated to the driver's request or intention (hereinafter referred to as “driver non-participation control”), for example, temporarily reducing engine output torque when a wheel slips during driving. There is also known a vehicle in which traction control is performed such that the driving force of the wheels (drive wheels) is reduced to suppress slip, but in such non-driver-involved control, when the output torque of the engine is reduced Good or quick response is required.

そこで、理論的には応答性が最も良好であると考えられる、吸気弁の変位特性(例えば、吸気弁のリフト量、閉弁時期等)の制御により、エンジンの出力トルクを低下させるといった対応が考えられる。しかしながら、吸気弁の変位特性を制御するアクチュエータは、エンジン本体に取り付けられるので厳しい熱的条件に晒される。このため、良好な応答性が要求されるドライバ非関与制御の場合は、ドライバの要求ないしは意図に従ってエンジンの出力トルクが制御される場合とは異なり、吸気弁の変位特性の変更による制御は必ずしも有効ないしは得策ではないといった問題がある。   Therefore, it is theoretically considered that the response is considered to be the best, such that the engine output torque is reduced by controlling the displacement characteristics of the intake valve (for example, the lift amount of the intake valve, the valve closing timing, etc.). Conceivable. However, since the actuator that controls the displacement characteristics of the intake valve is attached to the engine body, it is exposed to severe thermal conditions. For this reason, in the case of driver non-participatory control that requires good responsiveness, control by changing the displacement characteristics of the intake valve is not always effective, unlike when the engine output torque is controlled according to the driver's request or intention. There is a problem that it is not a good idea.

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、車両用のエンジンないしは内燃機関におけるトラクション制御等のドライバ非関与制御を、良好な応答性でもって確実にかつ適切に行うことを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and reliably and appropriately performs non-driver-related control such as traction control in a vehicle engine or an internal combustion engine with good responsiveness. It is an object to be solved to provide a means for enabling this.

上記課題を解決するためになされた本発明に係る、クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する車両用の内燃機関を制御する方法(以下「内燃機関制御方法」という。)では、第1モードと第2モードとを設けている。第1モードでは、車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室内に充填されるように、吸気弁のリフト量及びスロットル弁の開度を制御する。第2モードでは、車両のドライバ以外のもの(例えば、車両制御装置)からの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室内に充填されるように、吸気弁のリフト量及びスロットル弁の開度を制御する。そして、この内燃機関制御方法では、同一空気量に対し、第2モードにおける吸気弁のリフト量と第1モードにおける吸気弁のリフト量とを、第2モードでは第1モードよりも燃焼室内へ流入する空気の流量が大きくなるように設定し、かつ、第2モードにおけるスロットル弁の開度を、第1モードにおけるスロットル弁の開度よりも小さく設定する。   An intake valve that is driven by a crankshaft and that reciprocates in synchronization with the rotation of the crankshaft to open and close a communication portion between the intake passage and the combustion chamber. In a method for controlling an internal combustion engine for a vehicle having a throttle valve disposed in an intake passage (hereinafter referred to as “internal combustion engine control method”), a first mode and a second mode are provided. In the first mode, the lift amount of the intake valve and the opening degree of the throttle valve are controlled so that a target air amount of air determined according to the required torque of the driver of the vehicle is filled in the combustion chamber. In the second mode, the lift amount of the intake valve and the throttle valve are adjusted so that the combustion chamber is filled with air of a target air amount determined in accordance with a required torque from a vehicle other than the vehicle driver (for example, a vehicle control device). Control the opening. In this internal combustion engine control method, the intake valve lift amount in the second mode and the intake valve lift amount in the first mode flow into the combustion chamber in the second mode than in the first mode for the same air amount. The throttle valve opening in the second mode is set smaller than the throttle valve opening in the first mode.

本発明に係る内燃機関制御方法においては、第1モード及び第2モードで、吸気弁のリフト量の制御とともに又はリフト量の制御に代えて、吸気弁の閉弁時期を制御するようにしてもよい。この場合、同一空気量に対し、第2モードにおける吸気弁の閉弁時期と第1モードにおける吸気弁の閉弁時期とを、第2モードでは第1モードよりも燃焼室内へ流入する空気の流量が大きくなるように設定し、かつ、第2モードにおけるスロットル弁の開度を、第1モードにおけるスロットル弁の開度よりも小さく設定するのが好ましい。   In the internal combustion engine control method according to the present invention, in the first mode and the second mode, the valve closing timing of the intake valve may be controlled together with or in place of the lift amount control of the intake valve. Good. In this case, for the same amount of air, the closing timing of the intake valve in the second mode and the closing timing of the intake valve in the first mode are the flow rates of air flowing into the combustion chamber in the second mode than in the first mode. It is preferable to set the throttle valve opening in the second mode to be smaller than the throttle valve opening in the first mode.

本発明に係る内燃機関制御方法においては、第2モードの制御を実行するときに要求トルクを低下させ、第2モードの制御の終了後に要求トルクを上昇(又は復帰)させるようにしてもよい。第2モードの制御の実行の前後で、第1モードの制御を実行するようにしてもよい。また、第2モードで、目標空気量により定まるスロットル弁の開度に対して進み補正を加えた補正開度を目標値としてスロットル弁を制御するようにしてもよい。   In the internal combustion engine control method according to the present invention, the required torque may be decreased when the second mode control is executed, and the required torque may be increased (or restored) after the second mode control is completed. You may make it perform control of 1st mode before and after execution of control of 2nd mode. Further, in the second mode, the throttle valve may be controlled with a corrected opening degree obtained by adding a lead correction to the opening degree of the throttle valve determined by the target air amount as a target value.

本発明に係る内燃機関制御方法においては、第2モードの制御の実行時において実際の出力トルクが要求トルクよりも大きいときには、燃焼室に供給する燃料の量を減少させ、及び/又は、点火時期を遅角させてもよい。また、目標空気量が大きいほど、吸気弁のリフト量を大きくし、又は、吸気弁の閉弁時期を進角させてもよい。   In the internal combustion engine control method according to the present invention, when the actual output torque is larger than the required torque during the execution of the control in the second mode, the amount of fuel supplied to the combustion chamber is reduced and / or the ignition timing. May be retarded. Further, the lift amount of the intake valve may be increased as the target air amount is increased, or the closing timing of the intake valve may be advanced.

本発明に係る内燃機関システムは、車両用内燃機関と制御器とを備えている。ここで、車両用内燃機関は、クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、吸気弁のリフト量を変更するリフト量可変機構と、吸気通路に配置されたスロットル弁とを有している。制御器は、第1モードでは車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室内に充填される一方、第2モードでは車両のドライバ以外のものからの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室内に充填されるように、リフト量可変機構及びスロットル弁を制御する。この内燃機関システムには、同一空気量に対して、第2モードにおける吸気弁のリフト量が第1モードにおける吸気弁のリフト量よりも大きく設定され、第2モードにおけるスロットル弁の開度が第1モードにおけるスロットル弁の開度よりも小さく設定されている。   An internal combustion engine system according to the present invention includes a vehicle internal combustion engine and a controller. Here, the vehicle internal combustion engine includes an intake valve that is driven by a crankshaft and reciprocates in synchronization with rotation of the crankshaft to open and close a communication portion between the intake passage and the combustion chamber, and an intake valve lift A variable lift amount mechanism for changing the amount and a throttle valve disposed in the intake passage are provided. In the first mode, the controller fills the combustion chamber with air of a target air amount that is determined according to the required torque of the driver of the vehicle, while in the second mode, it is determined according to the required torque from something other than the driver of the vehicle. The lift amount variable mechanism and the throttle valve are controlled so that the target air amount is filled in the combustion chamber. In this internal combustion engine system, the lift amount of the intake valve in the second mode is set larger than the lift amount of the intake valve in the first mode for the same air amount, and the opening degree of the throttle valve in the second mode is It is set smaller than the opening of the throttle valve in the 1 mode.

本発明に係る内燃機関システムにおいては、リフト量可変機構に加えて又はこれに代えて、吸気弁の位相を変更する位相可変機構を設け、制御器がリフト量可変機構に加えて又はこれに代えて位相可変機構を制御するようにしてもよい。この場合、同一空気量に対して、第2モードにおける吸気弁の閉弁時期が第1モードにおける吸気弁の閉弁時期よりも早く設定され、第2モードにおけるスロットル開度が第1モードにおけるスロットル開度よりも小さく設定されているのが好ましい。   In the internal combustion engine system according to the present invention, a phase variable mechanism for changing the phase of the intake valve is provided in addition to or instead of the lift amount variable mechanism, and the controller is added to or replaced with the lift amount variable mechanism. Thus, the phase variable mechanism may be controlled. In this case, for the same amount of air, the closing timing of the intake valve in the second mode is set earlier than the closing timing of the intake valve in the first mode, and the throttle opening in the second mode is the throttle opening in the first mode. The opening is preferably set smaller than the opening.

本発明に係る内燃機関制御方法又は内燃機関システムによれば、比較的応答性に対する要求が小さい、車両のドライバの要求により気筒空気量を制御する際には、吸気管圧力が比較的高く設定される。この場合、ポンプ損失低減により、内燃機関の運転効率を向上させることができる。他方、車両のドライバ以外のものからの要求により気筒空気量を制御する際には、熱負荷が比較的小さいスロットル弁により吸気管圧力を低下することにより気筒空気量を制御することになる。これにより、良好な応答性が要求される場面で、確実にかつ適切に空気量の制御を行なうことができる。かくして、車両用の内燃機関におけるトラクション制御等のドライバ非関与制御を、良好な応答性でもって確実にかつ適切に行うことができる。   According to the internal combustion engine control method or the internal combustion engine system according to the present invention, when the cylinder air amount is controlled according to the request of the vehicle driver, the intake pipe pressure is set to be relatively high. The In this case, the operation efficiency of the internal combustion engine can be improved by reducing the pump loss. On the other hand, when the cylinder air amount is controlled by a request from a person other than the driver of the vehicle, the cylinder air amount is controlled by lowering the intake pipe pressure with a throttle valve having a relatively small thermal load. Thereby, it is possible to reliably and appropriately control the amount of air in a scene where good responsiveness is required. Thus, driver non-participation control such as traction control in an internal combustion engine for a vehicle can be reliably and appropriately performed with good responsiveness.

(実施の形態1)
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施の形態1を具体的に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。図1に示すように、内燃機関システムSは、エンジン1(内燃機関)と、エンジン1に付設された種々のアクチュエータと、種々のセンサと、これらのセンサからの信号に基づいて各アクチュエータを制御するエンジン制御ユニット100(制御器)とを備えている。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine system S controls an engine 1 (internal combustion engine), various actuators attached to the engine 1, various sensors, and each actuator based on signals from these sensors. An engine control unit 100 (controller).

エンジン1は、例えば、ガソリン、エタノール、LPG又は水素等を燃料とする火花点火式の4サイクル4気筒エンジンであって、図示していないが、第1〜第4の4つの気筒11(シリンダ)を有する。なお、本発明において、エンジン1は4気筒エンジンに限定されるものではなく、いかなる数の気筒を有するものであってもよい。エンジン1は、自動車等の車両に搭載され、そのクランクシャフト14は、変速機(図示せず)を介して駆動輪(図示せず)に連結され、車両を推進する。エンジン1の幾何学的圧縮比は13以上であるのが好ましく、14以上かつ16以下であるのがとくに好ましい。   The engine 1 is, for example, a spark ignition type four-cycle four-cylinder engine that uses gasoline, ethanol, LPG, hydrogen, or the like as fuel, which is not shown, but includes first to fourth four cylinders 11 (cylinders). Have In the present invention, the engine 1 is not limited to a four-cylinder engine, and may have any number of cylinders. The engine 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, and its crankshaft 14 is connected to drive wheels (not shown) via a transmission (not shown) to propel the vehicle. The geometric compression ratio of the engine 1 is preferably 13 or more, particularly preferably 14 or more and 16 or less.

エンジン1は、その幾何学的圧縮比が大きいほど膨張比が大きくなり、機関効率は高くなる。そこで、実施の形態1では、幾何学的圧縮比を13以上に設定し、点火時期のリタード等によりノッキングの発生を回避しつつ高トルクと燃費の大幅な低減とを図るようにしている。また、幾何学的圧縮比が高いほどプリイグニッションやノッキングなどの異常燃焼が発生する可能性が高くなるので、有効圧縮比を小さくして充填効率を低下させることも必要である。しかしながら、有効圧縮比を小さくすると、気筒11の単位容積当たりの出力が低下し、内燃機関システムSの重量比で見たときの効率は低下する。さらに、エンジン1を車両に搭載する際に、エンジンルーム内でのレイアウト性ないしは搭載性に問題が生じる。このような諸般の事情を考慮すれば、幾何学的圧縮比の上限は16とするのが好ましい。   As the geometric compression ratio of the engine 1 increases, the expansion ratio increases and the engine efficiency increases. Therefore, in the first embodiment, the geometric compression ratio is set to 13 or more, and the high torque and the fuel consumption are significantly reduced while avoiding the occurrence of knocking by the ignition timing retard or the like. In addition, the higher the geometric compression ratio, the higher the possibility of abnormal combustion such as pre-ignition and knocking. Therefore, it is also necessary to reduce the effective compression ratio to reduce the charging efficiency. However, when the effective compression ratio is reduced, the output per unit volume of the cylinder 11 is reduced, and the efficiency when viewed in terms of the weight ratio of the internal combustion engine system S is reduced. Furthermore, when the engine 1 is mounted on a vehicle, a problem arises in layout or mountability in the engine room. Considering such various circumstances, the upper limit of the geometric compression ratio is preferably 16.

エンジン1は、シリンダブロック12と、その上に配置されたシリンダヘッド13とを備えており、これらの内部に4つの気筒11が形成されている。シリンダブロック12内には、クランクシャフト14が回転自在に支持されている。クランクシャフト14は、各気筒11のピストン15に、それぞれのコネクティングロッド16等からなる連結機構を介して連結されている。   The engine 1 includes a cylinder block 12 and a cylinder head 13 disposed thereon, and four cylinders 11 are formed therein. A crankshaft 14 is rotatably supported in the cylinder block 12. The crankshaft 14 is connected to the piston 15 of each cylinder 11 via a connecting mechanism including a connecting rod 16 and the like.

各気筒11において、ピストン15は該気筒11内に摺動自在に嵌挿され、燃焼室17を画成している。シリンダヘッド13には、吸気ポート18及び排気ポート19が気筒11毎に2つずつ(図1中では1つずつ図示)形成されている。両ポート18、19は、それぞれ燃焼室17と連通している。吸気ポート18及び排気ポート19に対して、それぞれ、これらのポート18、19と燃焼室17とを遮断又は遮閉することができる吸気弁21及び排気弁22が配設されている。吸気弁21及び排気弁22は、それぞれ、吸気弁駆動機構30及び排気弁駆動機構40により駆動され、所定のタイミングで往復動作を行って、吸気ポート18及び排気ポート19を開閉する。   In each cylinder 11, the piston 15 is slidably inserted into the cylinder 11 to define a combustion chamber 17. The cylinder head 13 is formed with two intake ports 18 and two exhaust ports 19 for each cylinder 11 (one in FIG. 1 is shown). Both ports 18, 19 communicate with the combustion chamber 17. An intake valve 21 and an exhaust valve 22 that can block or block the ports 18 and 19 and the combustion chamber 17 are provided for the intake port 18 and the exhaust port 19, respectively. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are driven by an intake valve drive mechanism 30 and an exhaust valve drive mechanism 40, respectively, and reciprocate at a predetermined timing to open and close the intake port 18 and the exhaust port 19.

吸気弁駆動機構30は吸気カムシャフト31を有し、他方排気弁駆動機構40は排気カムシャフト41を有している。両カムシャフト31、41は、それぞれ、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構を介して、クランクシャフト14によって回転駆動される。このエンジン1の動力伝達機構は、クランクシャフト14が2回転する間に両カムシャフト31、41が1回転するように構成されている。吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ70によって検出され、その検出信号θVVT がエンジン制御ユニット100に入力される。また、吸気弁21のリフト量θVVL もエンジン制御ユニット100に入力される。 The intake valve drive mechanism 30 has an intake camshaft 31, while the exhaust valve drive mechanism 40 has an exhaust camshaft 41. Both camshafts 31 and 41 are rotationally driven by the crankshaft 14 via a power transmission mechanism such as a known chain / sprocket mechanism. The power transmission mechanism of the engine 1 is configured such that both camshafts 31 and 41 rotate once while the crankshaft 14 rotates twice. The phase angle of the intake camshaft 31 is detected by the cam phase sensor 70, and its detection signal θ VVT is detected. A is input to the engine control unit 100. Further, the lift amount θ VVL of the intake valve 21 A is also input to the engine control unit 100.

点火プラグ51は、シリンダヘッド13に取り付けられている。点火システム52は、エンジン制御ユニット100からの制御信号SAを受けて、点火プラグ51に、所望の点火タイミングで火花が発生するよう通電する。燃料噴射弁53は、シリンダヘッド13の一方の側面(吸気側)に取り付けられている。燃料噴射弁53の先端部は、上下方向に関して2つの吸気ポート18の下方に位置する一方、水平方向に関して2つの吸気ポート18の中間部に位置し、燃焼室17内に臨んでいる。   The spark plug 51 is attached to the cylinder head 13. The ignition system 52 receives the control signal SA from the engine control unit 100 and energizes the spark plug 51 so that a spark is generated at a desired ignition timing. The fuel injection valve 53 is attached to one side surface (intake side) of the cylinder head 13. The tip of the fuel injection valve 53 is positioned below the two intake ports 18 in the vertical direction, and is positioned in the middle of the two intake ports 18 in the horizontal direction and faces the combustion chamber 17.

燃料供給システム54は、図示していないが、燃料を昇圧して燃料噴射弁53に供給する高圧ポンプと、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプに供給する配管及びホース等と、燃料噴射弁53を駆動する電気回路とを備えている。この電気回路は、エンジン制御ユニット100からの制御信号FPを受けて燃料噴射弁53のソレノイドを作動させ、所定のタイミングで燃料噴射弁53に所定量の燃料を噴射させる。   Although not shown, the fuel supply system 54 includes a high-pressure pump that boosts the fuel and supplies the fuel to the fuel injection valve 53, a pipe and a hose that supply the fuel in the fuel tank to the high-pressure pump, and the fuel injection valve 53. And an electric circuit to be driven. This electric circuit receives the control signal FP from the engine control unit 100, operates the solenoid of the fuel injection valve 53, and causes the fuel injection valve 53 to inject a predetermined amount of fuel at a predetermined timing.

吸気ポート18は、吸気マニホールド55内の吸気通路55bを介して、吸入空気(燃料燃焼用の空気)の流れを安定させるサージタンク55aに接続されている。エアクリーナ(図示せず)からの吸入空気は、スロットルボデー56を通ってサージタンク55aに供給される。スロットルボデー56内にはスロットル弁57が配置されている。スロットル弁57は、サージタンク55aに向かう吸入空気を絞ってその流量を制御又は調整する。スロットルアクチュエータ58は、エンジン制御ユニット100からの制御信号TVOを受けて、スロットル弁57の開度を制御又は調整する。   The intake port 18 is connected to a surge tank 55 a that stabilizes the flow of intake air (fuel combustion air) via an intake passage 55 b in the intake manifold 55. Intake air from an air cleaner (not shown) is supplied to the surge tank 55 a through the throttle body 56. A throttle valve 57 is disposed in the throttle body 56. The throttle valve 57 throttles the intake air toward the surge tank 55a and controls or adjusts the flow rate thereof. The throttle actuator 58 receives the control signal TVO from the engine control unit 100 and controls or adjusts the opening degree of the throttle valve 57.

排気ポート19は、排気マニホールド60内の排気通路を介して排気管内の排気通路と連通している。排気マニホールド60よりも下流側の排気通路には、1つ又は複数の触媒コンバータ61を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータ61には、三元触媒、リーンNOx触媒、酸化触媒等の排気ガス浄化触媒が用いられている。なお、排気ガス浄化の目的に合致するものであれば、これらの触媒以外のいかなるタイプの触媒を用いてもよい。   The exhaust port 19 communicates with the exhaust passage in the exhaust pipe via the exhaust passage in the exhaust manifold 60. An exhaust gas purification system having one or a plurality of catalytic converters 61 is disposed in the exhaust passage downstream of the exhaust manifold 60. The catalytic converter 61 uses an exhaust gas purification catalyst such as a three-way catalyst, a lean NOx catalyst, or an oxidation catalyst. Note that any type of catalyst other than these catalysts may be used as long as it meets the purpose of exhaust gas purification.

吸気マニホールド55と排気マニホールド60とは、EGRパイプ62を介して互いに連通し、これにより排気ガスの一部がEGRガスとして吸気系に還流させられる。EGRパイプ62には、該EGRパイプ62を通って吸気系に還流するEGRガスの流量を制御又は調整するためのEGRバルブ63が設けられている。EGRバルブ63は、EGRバルブアクチュエータ64によって駆動される。EGRバルブアクチュエータ64は、EGRバルブ63の開度が、エンジン制御ユニット100によって算出されたEGR開度EGROPENとなるようにEGRバルブ63を駆動する。これにより、EGRガスの流量が適切に制御又は調整される。 The intake manifold 55 and the exhaust manifold 60 communicate with each other via the EGR pipe 62, whereby a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system as EGR gas. The EGR pipe 62 is provided with an EGR valve 63 for controlling or adjusting the flow rate of the EGR gas that flows back to the intake system through the EGR pipe 62. The EGR valve 63 is driven by an EGR valve actuator 64. The EGR valve actuator 64 drives the EGR valve 63 so that the opening degree of the EGR valve 63 becomes the EGR opening degree EGR OPEN calculated by the engine control unit 100. Thereby, the flow rate of EGR gas is appropriately controlled or adjusted.

エンジン制御ユニット100は、コンピュータ又はマイクロコンピュータを備えた内燃機関システムSないしはエンジン1の総合的な制御器であって、プログラムに従って演算等の処理を実行する中央処理装置(CPU)と、RAM及びROM等を有しプログラム及びデータを格納するメモリと、エンジン制御ユニット100への電気信号の入出力経路となる入出力バス(I/Oバス)とを備えている。   The engine control unit 100 is a comprehensive controller of the internal combustion engine system S or engine 1 having a computer or a microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes processing such as computation according to a program, RAM, and ROM And a memory for storing programs and data, and an input / output bus (I / O bus) serving as an input / output path for electric signals to the engine control unit 100.

エンジン制御ユニット100には、制御情報として、カム位相センサ70によって検出される吸気カムシャフト31のバルブ位相角θVVT 、吸気弁21のリフト量θVVL 、エアフローセンサ71によって検出される吸入空気流量AF、吸気圧センサ72によって検出される吸気マニホールド圧MAP(吸気圧)、クランク角センサ73によって検出されるクランク角パルス信号等の各種信号が入力される。そして、エンジン制御ユニット100は、例えば、クランク角パルス信号に基づいて、エンジン回転速度NENGを算出する。さらに、エンジン制御ユニット100には、酸素濃度センサ74(例えば、リニア酸素濃度センサ)によって検出される排気ガスの酸素濃度EGO(ひいては空燃比)と、アクセルペダル69の踏み込み量すなわちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ75から出力されるアクセル制御信号αと、変速機の出力軸(図示せず)の回転速度ひいては車速を検出する車速センサ76から出力される車速信号VSPとが入力される。 The engine control unit 100 includes, as control information, the valve phase angle θ VVT of the intake camshaft 31 detected by the cam phase sensor 70. A , lift amount θ VVL of intake valve 21 A , various signals such as an intake air flow rate AF detected by the air flow sensor 71, an intake manifold pressure MAP (intake pressure) detected by the intake pressure sensor 72, and a crank angle pulse signal detected by the crank angle sensor 73 are input. The Then, the engine control unit 100 calculates the engine rotation speed N ENG based on, for example, a crank angle pulse signal. Further, the engine control unit 100 detects the oxygen concentration EGO (and thus the air-fuel ratio) of the exhaust gas detected by the oxygen concentration sensor 74 (for example, a linear oxygen concentration sensor) and the depression amount of the accelerator pedal 69, that is, the accelerator opening. The accelerator control signal α output from the accelerator opening sensor 75 and the vehicle speed signal VSP output from the vehicle speed sensor 76 for detecting the rotational speed of the output shaft (not shown) of the transmission and the vehicle speed are input.

エンジン制御ユニット100は、これに入力された上記種々の制御情報に基づいて、エンジン1の種々の制御パラメータを算出する。例えば、適切なスロットル開度TVO、燃料噴射量FP、点火タイミングSA、バルブ位相角θVVT、リフト量θVVL等を算出する。そして、これらの制御パラメータに基づいて、これらに対応する制御信号として、スロットル制御信号TVO、燃料噴射パルス信号FP、点火パルス信号SA、バルブ位相角信号θVVT、リフト量信号θVVL等を、スロットルアクチュエータ58、燃料供給システム54、点火システム52、吸気カムシャフト31の位相可変機構32、リフト量可変機構33等に出力する。 The engine control unit 100 calculates various control parameters of the engine 1 based on the various control information input thereto. For example, an appropriate throttle opening TVO, fuel injection amount FP, ignition timing SA, valve phase angle θ VVT , lift amount θ VVL, and the like are calculated. Then, based on these control parameters, throttle control signals TVO, fuel injection pulse signals FP, ignition pulse signals SA, valve phase angle signals θ VVT , lift amount signals θ VVL, etc. are used as the corresponding control signals. It outputs to the actuator 58, the fuel supply system 54, the ignition system 52, the phase variable mechanism 32 of the intake camshaft 31, the lift amount variable mechanism 33, and the like.

次に、図2及び図3を参照しつつ、実施の形態1に係る吸気弁駆動機構30を詳細に説明する。図2は、図1に示す内燃機関システムSのエンジン1の吸気弁駆動機構30の具体的な構成を示す斜視図である。また、図3(a)〜(d)は、それぞれ、図2に示す吸気弁駆動機構30の要部を示す断面図である。なお、図3(a)は大リフト量制御状態において吸気弁21のリフト量が0の状態を示し、図3(b)は大リフト量制御状態において吸気弁21のリフト量が最大の状態を示し、図3(c)は小リフト量制御状態において吸気弁21のリフト量が0の状態を示し、図3(d)は小リフト量制御状態において吸気弁21のリフト量が最大の状態を示している。   Next, the intake valve drive mechanism 30 according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a perspective view showing a specific configuration of intake valve drive mechanism 30 of engine 1 of internal combustion engine system S shown in FIG. FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views showing the main parts of the intake valve drive mechanism 30 shown in FIG. 3A shows a state where the lift amount of the intake valve 21 is 0 in the large lift amount control state, and FIG. 3B shows a state where the lift amount of the intake valve 21 is maximum in the large lift amount control state. 3C shows a state where the lift amount of the intake valve 21 is 0 in the small lift amount control state, and FIG. 3D shows a state where the lift amount of the intake valve 21 is maximum in the small lift amount control state. Show.

図2及び図3(a)〜(d)に示すように、吸気弁駆動機構30は、吸気弁21の変位特性を調整する変位調整機構を備えている。この変位調整機構は、クランクシャフト14に対する吸気カムシャフト31の回転位相を変更することができる位相可変機構32(以下「VVT機構32」という。)と、吸気弁21のリフト量(バルブリフト量)を連続的に変更することができるリフト量可変機構33(以下「VVL機構33」という。)とで構成されている。VVT機構32は、チェーンドライブ機構によってクランクシャフト14に駆動連結されている。チェーンドライブ機構は、図示していないが、ドリブンスプロケット104の他に、クランクシャフト14のドライブスプロケットと、これらの両スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3A to 3D, the intake valve drive mechanism 30 includes a displacement adjustment mechanism that adjusts the displacement characteristics of the intake valve 21. This displacement adjustment mechanism includes a phase variable mechanism 32 (hereinafter referred to as “VVT mechanism 32”) that can change the rotation phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14, and a lift amount (valve lift amount) of the intake valve 21. The lift amount variable mechanism 33 (hereinafter referred to as “VVL mechanism 33”) that can be continuously changed. The VVT mechanism 32 is drivingly connected to the crankshaft 14 by a chain drive mechanism. Although not shown, the chain drive mechanism is provided with a drive sprocket of the crankshaft 14 in addition to the driven sprocket 104 and a chain wound around both the sprockets.

VVT機構32は、ドリブンスプロケット104に固定され該ドリブンスプロケット104と一体回転するケースと、このケースに収容されるとともにインナシャフト105に固定され該インナシャフト105と一体回転するロータとを有している。詳しくは図示していないが、ケースとロータとの間に複数の液圧室が設けられ、これらの液圧室は中心軸Xのまわりに、周方向に並んで形成されている。そして、ポンプにより加圧された液体(例えば、エンジンオイル)が各液圧室に選択的に供給され、互いに対向する液圧室の間に圧力差が形成される。なお、このVVT機構32は液圧式であるが、電磁式又は機械式のVVT機構を用いてもよい。   The VVT mechanism 32 has a case fixed to the driven sprocket 104 and rotating integrally with the driven sprocket 104, and a rotor housed in the case and fixed to the inner shaft 105 and rotated integrally with the inner shaft 105. . Although not shown in detail, a plurality of hydraulic chambers are provided between the case and the rotor, and these hydraulic chambers are formed around the central axis X in the circumferential direction. Then, the liquid pressurized by the pump (for example, engine oil) is selectively supplied to each hydraulic pressure chamber, and a pressure difference is formed between the hydraulic pressure chambers facing each other. The VVT mechanism 32 is a hydraulic type, but an electromagnetic or mechanical VVT mechanism may be used.

エンジン制御ユニット100はVVT機構32の電磁バルブ32aにバルブ位相角信号θVVT(制御信号)を出力し、電磁バルブ32aはこのバルブ位相角信号θVVTを受けて液圧のデューティ制御を行い、液圧室に供給する液体の流量、圧力等を制御又は調整する。かくして、ドリブンスプロケット104とインナシャフト105との間の実際の位相差が変更され、これによりインナシャフト105の所望の回転位相が達成される。なお、エンジン制御ユニット100と別体の、VVT機構32を制御するためのVVT制御ユニットを設けてもよい。 The engine control unit 100 outputs a valve phase angle signal θ VVT (control signal) to the electromagnetic valve 32a of the VVT mechanism 32, and the electromagnetic valve 32a receives the valve phase angle signal θ VVT and performs hydraulic pressure duty control. Control or adjust the flow rate, pressure, etc. of the liquid supplied to the pressure chamber. Thus, the actual phase difference between the driven sprocket 104 and the inner shaft 105 is changed, thereby achieving the desired rotational phase of the inner shaft 105. A VVT control unit for controlling the VVT mechanism 32, which is separate from the engine control unit 100, may be provided.

VVL機構33は、各気筒11に対応してインナシャフト105に設けられたディスク形状の偏心カム106を有している。これらの偏心カム106は、インナシャフト105の軸芯から偏心して設けられ、VVT機構32により決定される位相で回転する。この偏心カム106の外周には、リング状アーム107が回転自在に嵌め合わされている。ここで、インナシャフト105がその中心軸Xのまわりに回転すると、リング状アーム107は、中心軸Xのまわりを公転しながら、偏心カム106の中心のまわりで回動する。   The VVL mechanism 33 has a disc-shaped eccentric cam 106 provided on the inner shaft 105 corresponding to each cylinder 11. These eccentric cams 106 are provided eccentric from the axis of the inner shaft 105 and rotate at a phase determined by the VVT mechanism 32. A ring-shaped arm 107 is rotatably fitted to the outer periphery of the eccentric cam 106. Here, when the inner shaft 105 rotates around the central axis X, the ring-shaped arm 107 rotates around the center of the eccentric cam 106 while revolving around the central axis X.

また、インナシャフト105には、気筒11毎にロッカーコネクタ110が配設されている。ロッカーコネクタ110は円筒状であり、インナシャフト105に外挿されて同軸に軸支されている。換言すれば、ロッカーコネクタ110は、その中心軸Xのまわりに回動可能に支持される一方、該ロッカーコネクタ110の外周面はベアリングジャーナルとされ、シリンダヘッド13に配設されたベアリングキャップ(図示せず)によって回転可能に支持されている。   Further, the inner shaft 105 is provided with a rocker connector 110 for each cylinder 11. The rocker connector 110 has a cylindrical shape, and is externally inserted into the inner shaft 105 and is coaxially supported. In other words, the rocker connector 110 is supported so as to be rotatable about its central axis X, while the outer peripheral surface of the rocker connector 110 is a bearing journal, and the bearing cap (see FIG. (Not shown) is rotatably supported.

ロッカーコネクタ110には、第1及び第2のロッカーカム111、112が一体的に設けられている。両ロッカーカム111、112の構成は同一であるので、図3(a)〜(d)では、第1のロッカーカム111のみを示し、第2のロッカーカム112の図示は省略している。第1のロッカーカム111は、カム面111aと円周状のベース面111bとを有し(図3(d)参照)、カム面111a及びベース面111bは、いずれもタペット115の上面に摺接するようになっている。第1のロッカーカム111は、連続的には回転せず、揺動運動することを除いては、一般的な吸気弁駆動機構のカムと同様にタペット115を押圧して吸気弁21を開くものである。タペット115は、バルブスプリング116によって支持されている。バルブスプリング116は、2つの保持器117、118(図3(b)参照)の間に支持されている。   The rocker connector 110 is integrally provided with first and second rocker cams 111 and 112. Since the configuration of both the rocker cams 111 and 112 is the same, only the first rocker cam 111 is shown in FIGS. 3A to 3D, and the second rocker cam 112 is not shown. The first rocker cam 111 has a cam surface 111a and a circumferential base surface 111b (see FIG. 3D), and both the cam surface 111a and the base surface 111b are in sliding contact with the upper surface of the tappet 115. It is like that. The first rocker cam 111 presses the tappet 115 to open the intake valve 21 in the same manner as a cam of a general intake valve drive mechanism except that it does not rotate continuously and swings. It is. The tappet 115 is supported by a valve spring 116. The valve spring 116 is supported between two cages 117 and 118 (see FIG. 3B).

インナシャフト105とロッカーコネクタ110と両ロッカーカム111、112とからなる組立体と並行して、該組立体の上方に、コントロールシャフト120が配設されている。このコントロールシャフト120は、ベアリング(図示せず)によって回転可能に支持され、その長手方向の中央付近には、外周面から突出する同軸状のウォームギヤ121が一体的に設けられている。   A control shaft 120 is disposed above the assembly in parallel with the assembly including the inner shaft 105, the rocker connector 110, and both rocker cams 111 and 112. The control shaft 120 is rotatably supported by a bearing (not shown), and a coaxial worm gear 121 protruding from the outer peripheral surface is integrally provided near the center in the longitudinal direction.

ウォームギヤ121はウォーム122と噛み合っている。このウォーム122は、VVL機構33のアクチュエータであるステッピングモータ123の出力軸に固定されている。このため、エンジン制御ユニット100からリフト量信号θVVL)(制御信号)を受けたステッピングモータ123の作動により、コントロールシャフト120を所望の位置に回動させることができる。こうして回動されるコントロールシャフト120には、気筒11毎のコントロールアーム131が取り付けられ、これらコントロールアーム131は、コントロールシャフト120の回動に伴って一体的に回動させられる。 The worm gear 121 is engaged with the worm 122. The worm 122 is fixed to the output shaft of a stepping motor 123 that is an actuator of the VVL mechanism 33. Therefore, the operation of the stepping motor 123 that receives the lift amount signal θ VVL ) (control signal) from the engine control unit 100 can rotate the control shaft 120 to a desired position. A control arm 131 for each cylinder 11 is attached to the control shaft 120 rotated in this way, and these control arms 131 are rotated together with the rotation of the control shaft 120.

また、コントロールアーム131は、コントロールリンク132を介してリング状アーム107に連結されている。すなわち、コントロールリンク132の一方の端部は、コントロールピボット133によってコントロールアーム131の先端部に回転自在に連結されている。また、コントロールリンク132の他方の端部は、コモンピボット134によって、リング状アーム107に回転自在に連結されている。   The control arm 131 is connected to the ring-shaped arm 107 via the control link 132. That is, one end of the control link 132 is rotatably connected to the tip of the control arm 131 by the control pivot 133. The other end of the control link 132 is rotatably connected to the ring-shaped arm 107 by a common pivot 134.

ここで、コモンピボット134は、前記のとおりコントロールリンク132の前記他方の端部をリング状アーム107に連結するとともに、このリング状アーム107を貫通してこれをロッカーリンク135の一方の端部にも回転自在に連結している。そして、ロッカーリンク135の他方の端部は、ロッカーピボット136によって第1のロッカーカム111に回転自在に連結されている。これにより、リング状アーム107の回転がロッカーカム111に伝達される。   Here, the common pivot 134 connects the other end of the control link 132 to the ring-shaped arm 107 as described above, and penetrates the ring-shaped arm 107 to the one end of the rocker link 135. Are also rotatably connected. The other end of the rocker link 135 is rotatably connected to the first rocker cam 111 by a rocker pivot 136. Thereby, the rotation of the ring-shaped arm 107 is transmitted to the rocker cam 111.

具体的には、インナシャフト105が回転して、これと一体に偏心カム106が回転するときに、図3(a)、(c)に示すように偏心カム106が下側に位置すれば、リング状アーム107も下側に位置する。他方、図3(b)、(d)に示すように、偏心カム106が上側に位置すれば、リング状アーム107も上側に位置する。その際、リング状アーム107とコントロールリンク132とを連結するコモンピボット134の位置は、コントロールピボット133の位置と、偏心カム106及びリング状アーム107の共通中心位置との、3者相互の位置関係によって決定される。したがって、コントロールピボット133の位置が変化しない場合、すなわちコントロールシャフト120が回動しない場合は、コモンピボット134は、偏心カム106及びリング状アーム107の共通中心のまわりの回転のみに対応して、おおむね上下に往復動作を行う。   Specifically, when the inner shaft 105 rotates and the eccentric cam 106 rotates integrally therewith, as shown in FIGS. 3A and 3C, if the eccentric cam 106 is positioned on the lower side, The ring-shaped arm 107 is also located on the lower side. On the other hand, as shown in FIGS. 3B and 3D, when the eccentric cam 106 is positioned on the upper side, the ring-shaped arm 107 is also positioned on the upper side. At this time, the position of the common pivot 134 that connects the ring-shaped arm 107 and the control link 132 is a three-way positional relationship between the position of the control pivot 133 and the common center position of the eccentric cam 106 and the ring-shaped arm 107. Determined by. Therefore, when the position of the control pivot 133 does not change, that is, when the control shaft 120 does not rotate, the common pivot 134 generally corresponds only to the rotation around the common center of the eccentric cam 106 and the ring-shaped arm 107. Reciprocate up and down.

このようなコモンピボット134の往復動作は、ロッカーリンク135によって第1のロッカーカム111に伝達される。これにより、第1のロッカーカム111は、ロッカーコネクタ110で連結された第2のロッカーカム112とともに、中心軸Xのまわりに揺動する。かくして、揺動するロッカーカム111は、図3(b)、(c)に示すように、カム面111aがタペット115の上面に接触する間は、このタペット115をバルブスプリング116のばね力に抗して押し下げる。これにより、タペット115が吸気弁21を押し下げ、その結果吸気ポート18が開かれる。   Such reciprocating motion of the common pivot 134 is transmitted to the first rocker cam 111 by the rocker link 135. As a result, the first rocker cam 111 swings around the central axis X together with the second rocker cam 112 connected by the rocker connector 110. Thus, as shown in FIGS. 3B and 3C, the rocker cam 111 that swings can resist the tappet 115 against the spring force of the valve spring 116 while the cam surface 111 a contacts the upper surface of the tappet 115. And push down. As a result, the tappet 115 pushes down the intake valve 21, and as a result, the intake port 18 is opened.

他方、図3(a)、(c)に示すように、ロッカーカム111のベース面111bがタペット115の上面に接触する場合、タペット115は押し下げられない。これは、中心軸Xを中心とするロッカーカム111のベース面111bの半径が、その中心軸Xとタペット115の上面との間隔以下に設定されているからである。このようなコントロールピボット133と、コモンピボット134と、偏心カム106及びリング状アーム107の共通中心との間の相互の位置関係において、コントロールピボット133の位置が変化すれば、これにより3者相互の位置関係に変化が生じ、コモンピボット134は前記とは異なる軌跡を描いて往復動作を行うようになる。   On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3C, when the base surface 111b of the rocker cam 111 contacts the upper surface of the tappet 115, the tappet 115 is not pushed down. This is because the radius of the base surface 111 b of the rocker cam 111 around the central axis X is set to be equal to or smaller than the distance between the central axis X and the upper surface of the tappet 115. In the mutual positional relationship between the control pivot 133, the common pivot 134, and the common center of the eccentric cam 106 and the ring-shaped arm 107, if the position of the control pivot 133 is changed, this causes mutual interaction between the three parties. A change occurs in the positional relationship, and the common pivot 134 reciprocates along a different locus.

したがって、ステッピングモータ123の作動によりコントロールシャフト120及びコントロールアーム131を回転させて、コントロールピボット133の位置を変えることにより、両ロッカーカム111、112の揺動範囲を変更することができる。例えば、コントロールアーム131を、図3における位置関係において時計回りに回動させ、コントロールピボット133を図3(a)に示す位置から図3(c)に示すように左斜め上側にずらせると、ロッカーカム111の揺動範囲は、相対的にベース面111bがタペット115の上面に接触する傾向の強いものとなる。   Therefore, the rocking range of both rocker cams 111 and 112 can be changed by rotating the control shaft 120 and the control arm 131 by operating the stepping motor 123 and changing the position of the control pivot 133. For example, when the control arm 131 is rotated clockwise in the positional relationship in FIG. 3 and the control pivot 133 is shifted from the position shown in FIG. 3A to the upper left side as shown in FIG. 3C, The rocking range of the rocker cam 111 is relatively strong in that the base surface 111 b tends to contact the upper surface of the tappet 115.

図4は、内燃機関システムSないしはエンジン1の吸気弁駆動機構30における吸気弁21の変位特性ないしは動作特性(吸気弁21のリフト量及び開閉タイミング)の設定例を示す図である。図4に示すように、吸気弁駆動機構30及びこれに関連する各部品により、吸気弁21のリフト量θVVLは、例えばθVVL minからθVVL maxまでの範囲で、目標気筒空気量(各気筒11に充填される空気量の目標値)の増加に応じて増加するように制御される。他方、吸気弁21の閉弁タイミングθVVTは、リフト量θVVLの増加に応じてθVVT minからθVVT maxの範囲で遅角させられる。具体的には、この内燃機関システムSでは、例えばエンジン回転速度NENGが1500rpmの場合、吸気行程において吸気弁21を開閉する際、吸気弁21の開弁タイミングについては、ほとんどの運転領域で排気上死点直前から開弁を開始し、要求トルクに応じて閉弁タイミング(閉弁時期)を変更するようにしている。 FIG. 4 is a diagram showing a setting example of displacement characteristics or operation characteristics (lift amount and opening / closing timing of the intake valve 21) of the intake valve 21 in the intake valve drive mechanism 30 of the internal combustion engine system S or the engine 1. As shown in FIG. 4, the lift amount θ VVL of the intake valve 21 is, for example, θ VVL by the intake valve drive mechanism 30 and each component related thereto. From min to θ VVL In the range up to max , control is performed so as to increase in accordance with an increase in the target cylinder air amount (target value of the air amount charged in each cylinder 11). On the other hand, the valve closing timing θ VVT of the intake valve 21 is set to θ VVT according to the increase in the lift amount θ VVL. From min to θ VVT The angle is retarded in the range of max . Specifically, in this internal combustion engine system S, for example, when the engine speed N ENG is 1500 rpm, when the intake valve 21 is opened and closed during the intake stroke, the opening timing of the intake valve 21 is exhausted in most operating regions. The valve opening is started immediately before the top dead center, and the valve closing timing (valve closing timing) is changed according to the required torque.

また、この内燃機関システムSでは、吸気弁21の閉弁タイミングに関して、早閉じ運転モードMEIVCと、遅閉じ運転モードMLIVCとを設けている。ここで、早閉じ運転モードMEIVCは、気筒空気量(気筒に充填される空気量)が少ない低負荷時に選択されるモードであり、遅閉じ運転モードMLIVCは、気筒空気量が多い高負荷時に選択されるモードである。早閉じ運転モードMEIVCでは、時々刻々のエンジン回転速度NENGにおいて充填効率が最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側に設定される第1閉弁タイミング範囲INC1stで吸気弁21が閉じられる。他方、遅閉じ運転モードMLIVCでは、エンジン回転速度NENGにおいて充填効率が最大となる閉弁タイミングよりも遅角側に閉弁タイミングが設定され、かつ、第1閉弁タイミング範囲INC1stから離間した第2閉弁タイミング範囲INC2ndで吸気弁21が閉じられる。 Further, in the internal combustion engine system S, regard the valve closing timing of the intake valve 21, and the earlier closing operation mode M EIVC, are provided and later closing operation mode M LIVC. Here, the early closing operation mode M EIVC is a mode selected at low load when the cylinder air amount (the amount of air charged in the cylinder) is small, and the slow closing operation mode M LIVC is a high load where the cylinder air amount is large. This is the mode that is sometimes selected. In the early closing operation mode M EIVC , the intake valve 21 is closed in a first valve closing timing range INC 1st that is set to an advance side of the intake valve closing timing at which the charging efficiency becomes maximum at every engine rotation speed N ENG . It is done. On the other hand, in the slow closing operation mode MLIVC , the valve closing timing is set to the retarded angle side with respect to the valve closing timing at which the charging efficiency becomes maximum at the engine rotational speed N ENG and is separated from the first valve closing timing range INC 1st. The intake valve 21 is closed in the second valve closing timing range INC 2nd .

図4から明らかなとおり、遅閉じ運転モードMLIVCが設定される第2閉弁タイミング範囲INC2ndは、早閉じ運転モードが設定される第1閉弁タイミング範囲INC1stよりも遅角し、かつ離間している。したがって、両閉弁タイミング範囲INC1st、INC2nd間には、定常運転時であれば吸気弁21が閉じることのない中間閉弁タイミング範囲(異常燃焼懸念範囲)INCIMが存在する。この中間閉弁タイミング範囲INCIMの中の下死点BDC付近に、充填効率が最大となる吸気弁21の閉弁タイミングが存在する。 As is apparent from FIG. 4, the second valve closing timing range INC 2nd in which the slow closing operation mode MLIVC is set is delayed from the first valve closing timing range INC 1st in which the early closing operation mode is set, and It is separated. Therefore, between the both valve closing timing ranges INC 1st and INC 2nd, there is an intermediate valve closing timing range (abnormal combustion concern range) INC IM in which the intake valve 21 does not close during steady operation. Near the bottom dead center BDC in the intermediate closing timing range INC IM, charging efficiency is present closing timing of the intake valve 21 becomes maximum.

なお、このような運転モードを設定する理由は、およそ次のとおりである。すなわち、吸気弁21を早閉じにした場合、図3(c)、(d)から明らかなように、ロッカーカム111の揺動量は小さくなり、バルブスプリング116の抵抗も小さくなるので、このような運転は低負荷側では好ましい。しかし、要求負荷の増加に伴って吸気弁21の閉弁タイミングを吸気下死点付近まで遅角させると、高圧縮比のエンジン1ではプリイグニション、ノッキング等の異常燃焼が生じる可能性が高まる。また、異常燃焼が懸念される運転領域を単純に回避して吸気弁21を早閉じにした場合、要求負荷が高いときには気筒空気量を確保することができず、必要な出力を得ることができない。   The reason for setting such an operation mode is approximately as follows. That is, when the intake valve 21 is quickly closed, the rocking amount of the rocker cam 111 is small and the resistance of the valve spring 116 is small, as is apparent from FIGS. 3 (c) and 3 (d). Operation is preferable on the low load side. However, if the closing timing of the intake valve 21 is retarded to near the intake bottom dead center as the required load increases, the possibility of abnormal combustion such as pre-ignition and knocking increases in the high compression ratio engine 1. Further, when the intake valve 21 is closed early by simply avoiding the operation region in which abnormal combustion is a concern, when the required load is high, the cylinder air amount cannot be secured and the required output cannot be obtained. .

他方、吸気弁21を遅閉じにした場合、ピストン15が下死点に移動するまで気筒11内に空気を導入することができるので、有効圧縮比が低くなるところで吸気弁21を閉じても充分な気筒空気量を確保することができる。他面、図3(a)、(b)から明らかなように、低速低負荷時の目標気筒空気量が小さい運転領域では、吸気弁21のリフト量ないしはリフト範囲を最大値近傍まで大きく設定する必要があるので、機械的損失が大きくなるなどといった不具合が生じる。   On the other hand, when the intake valve 21 is delayed, air can be introduced into the cylinder 11 until the piston 15 moves to the bottom dead center. Therefore, it is sufficient to close the intake valve 21 when the effective compression ratio is low. A sufficient amount of cylinder air can be secured. As apparent from FIGS. 3 (a) and 3 (b), the lift amount or lift range of the intake valve 21 is set to a maximum value near the maximum value in the operation region where the target cylinder air amount is small at low speed and low load. Since it is necessary, problems such as increased mechanical loss occur.

そこで、この内燃機関システムSでは、連続的な運転領域で可及的に膨張比を高めつつ、異常燃焼を回避するとともに、ポンプ損失の低減、目標気筒空気量が小さい運転領域での機械的損失の低減、目標気筒空気量が大きい運転領域での出力確保等を図るため、第1閉弁タイミング範囲INC1stと第2閉弁タイミング範囲INC2ndとを設定している。また、早閉じ運転モードMEIVCから遅閉じ運転モードMLIVCへの移行、あるいは遅閉じ運転モードMLIVCから早閉じ運転モードMEIVCへの移行が行われるときには、吸気弁21の閉弁タイミングが中間閉弁タイミング範囲INCIMを通るが、このときには吸気圧力を低くすることにより、空気過剰になる傾向を抑制するようにしている。 Therefore, in this internal combustion engine system S, while increasing the expansion ratio as much as possible in the continuous operation region, while avoiding abnormal combustion, reducing pump loss, mechanical loss in the operation region where the target cylinder air amount is small The first valve closing timing range INC 1st and the second valve closing timing range INC 2nd are set in order to reduce output and secure output in an operation region where the target cylinder air amount is large. When the transition from the early closing operation mode M EIVC to the slow closing operation mode M LIVC or the transition from the slow closing operation mode M LIVC to the early closing operation mode M EIVC is performed, the closing timing of the intake valve 21 is intermediate. Although passing through the valve closing timing range INC IM , at this time, the tendency to excessive air is suppressed by lowering the intake pressure.

図5は、運転モード設定のための運転領域の例を示す特性図である。図5に示すように、この内燃機関システムSでは、高負荷側の特性L1より高負荷側である運転領域RLIVCでは遅閉じ運転モードMLIVCが設定され、低負荷側の特性L2より低負荷側である運転領域REIVCでは、早閉じ運転モードMEIVICが設定される。図5中において、特性L1と特性L2の間の運転領域RTRは、ヒステリシスを設けて運転モードの切換に用いられる領域である。このため、運転領域REIVCから要求負荷が高くなっても、特性L1を越えるまでは、運転モードは早閉じ運転モードMEIVCが維持される。他方、運転領域RLIVCから要求負荷が低くなっても、特性L2を越えるまでは、運転モードは運転領域RLIVCが維持される。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of an operation region for setting the operation mode. As shown in FIG. 5, in the internal combustion engine system S, in the operation region R LIVC that is on the higher load side than the characteristic L1 on the high load side, the slow closing operation mode MLIVC is set and the load is lower than the characteristic L2 on the low load side In the operation region R EIVC which is the side, the early closing operation mode M EIVIC is set. In FIG. 5, an operation region RTR between the characteristic L1 and the characteristic L2 is a region used for switching the operation mode by providing hysteresis. For this reason, even if the required load increases from the operation region REIVC , the operation mode is maintained in the early closing operation mode MEIVC until the characteristic L1 is exceeded. On the other hand, even if the required load becomes lower from the operation region RLIVC , the operation mode RLIVC is maintained until the characteristic L2 is exceeded.

前記のとおり、エンジン制御ユニット100は、内燃機関システムSないしはエンジン1の総合的な制御装置であって、前記各センサ70〜76等によって検出される各種制御情報に基づいて、VVT機構32(電磁バルブ32a)、VVL機構33、点火プラグ51(点火システム52)、燃料噴射弁53(燃料供給システム54)、スロットル弁53(スロットルアクチュエータ54)、EGRバルブ63等を制御ないしは駆動することにより、燃料噴射制御、点火時期制御、EGR制御等の普通のエンジン制御を行うとともに、本発明に係る、要求トルクに応答して吸気弁21の変位特性及びスロットル弁53の開度を調整するといった制御(以下「要求トルク応答制御」という。)を行うようになっている。しかしながら、普通のエンジン制御については、その制御手法は当業者によく知られており、またこのような普通のエンジン制御は本発明の要旨とするところでもないのでその説明を省略し、以下では主として本発明に係る要求トルク応答制御を説明する。   As described above, the engine control unit 100 is a comprehensive control device for the internal combustion engine system S or the engine 1, and based on various control information detected by the sensors 70 to 76 and the like, the VVT mechanism 32 (electromagnetic By controlling or driving the valve 32a), the VVL mechanism 33, the spark plug 51 (ignition system 52), the fuel injection valve 53 (fuel supply system 54), the throttle valve 53 (throttle actuator 54), the EGR valve 63, etc., fuel In addition to performing normal engine control such as injection control, ignition timing control, EGR control, etc., the control according to the present invention, such as adjusting the displacement characteristics of the intake valve 21 and the opening of the throttle valve 53 in response to the required torque (hereinafter referred to as the control) "Requested torque response control"). However, for ordinary engine control, the control method is well known to those skilled in the art, and since such ordinary engine control is not the gist of the present invention, the description thereof will be omitted. The required torque response control according to the present invention will be described.

図6は、エンジン制御ユニット100による要求トルク応答制御の制御アルゴリズムを示すブロック図である。図6に示すように、エンジン制御ユニット100は、機能的にみれば、目標トルク演算部B1と、目標図示平均有効圧力演算部B2(以下「目標Pi演算部B2」という。)と、目標空気充填量演算部B3(以下「目標CE演算部B3」という。)と、目標ブースト演算部B4と、目標吸気弁閉弁タイミング範囲演算部B5(以下「目標INC演算部B5」という。)と、目標充填効率演算部B6(以下「目標ηvp演算部B6」という。)と、目標スロットル開度演算部B7(以下「目標TVO演算部B7」という。)と、目標リフト量演算部B8(以下「目標VVL演算部B8」という。)と、目標吸気弁閉弁タイミング演算部B9(以下「目標VVT演算部B9」という。)とで構成されている。   FIG. 6 is a block diagram showing a control algorithm for request torque response control by the engine control unit 100. As shown in FIG. 6, the engine control unit 100 functionally includes a target torque calculation unit B1, a target indicated average effective pressure calculation unit B2 (hereinafter referred to as “target Pi calculation unit B2”), and target air. A filling amount calculation unit B3 (hereinafter referred to as “target CE calculation unit B3”), a target boost calculation unit B4, a target intake valve closing timing range calculation unit B5 (hereinafter referred to as “target INC calculation unit B5”), A target charging efficiency calculation unit B6 (hereinafter referred to as “target ηvp calculation unit B6”), a target throttle opening calculation unit B7 (hereinafter referred to as “target TVO calculation unit B7”), and a target lift amount calculation unit B8 (hereinafter referred to as “target”). Target VVL calculation unit B8 ") and target intake valve closing timing calculation unit B9 (hereinafter referred to as" target VVT calculation unit B9 ").

かくして、目標トルク演算部B1は、アクセル開度(アクセル制御信号α)とエンジン回転数(エンジン回転速度信号NENG)とに基づいてエンジン1の目標トルクを算出する。目標Pi演算部B2は、目標トルク演算部B1によって算出された目標トルクと、エンジン1の機械抵抗及びポンプロスとに基づいて目標図示平均有効圧力(目標Pi)を算出する。具体的には、目標トルクとトルク損失となる機械抵抗及びポンプロスとの和(合計)である実際にエンジン1が生成すべき目標燃焼トルク(目標気筒空気量)に対応する目標図示平均有効圧力を算出する。 Thus, the target torque calculator B1 calculates the target torque of the engine 1 based on the accelerator opening (accelerator control signal α) and the engine speed (engine speed signal N ENG ). The target Pi calculation unit B2 calculates a target indicated mean effective pressure (target Pi) based on the target torque calculated by the target torque calculation unit B1, the mechanical resistance of the engine 1, and the pump loss. Specifically, the target indicated mean effective pressure corresponding to the target combustion torque (target cylinder air amount) that should actually be generated by the engine 1, which is the sum (total) of the target torque and the mechanical resistance and torque loss as torque loss. calculate.

目標CE演算部B3は、目標Pi演算部B2によって算出された目標図示平均有効圧力と、エンジン回転数とに基づいて目標空気充填量(目標CE)を算出する。目標ブースト演算部B4は、目標Pi演算部B2によって算出された目標図示平均有効圧力と、エンジン回転数と、トラクション実行フラグとに基づいて目標ブーストを算出する。トラクション実行フラグは、車両のトラクション制御が実行されているときにはその値が「1」となり、このトラクション制御が終了したときにその値が「0」に戻されるフラグである。なお、車両のトラクション制御は、エンジン1によって駆動されている車両の駆動輪がスリップしたときにエンジン1の出力トルクを一時的に低下させることにより該駆動輪の駆動力を低減してスリップを抑制又は抑止するといった制御であり、よく知られた普通の制御手法により行われるので、その詳しい説明は省略する。   The target CE calculation unit B3 calculates a target air filling amount (target CE) based on the target indicated mean effective pressure calculated by the target Pi calculation unit B2 and the engine speed. The target boost calculation unit B4 calculates a target boost based on the target indicated mean effective pressure calculated by the target Pi calculation unit B2, the engine speed, and the traction execution flag. The traction execution flag is a flag whose value is “1” when the traction control of the vehicle is being executed, and whose value is returned to “0” when the traction control is finished. The traction control of the vehicle suppresses slip by reducing the driving force of the driving wheel by temporarily reducing the output torque of the engine 1 when the driving wheel of the vehicle driven by the engine 1 slips. Alternatively, the control is to suppress, and is performed by a well-known ordinary control method, and thus detailed description thereof is omitted.

目標INC演算部B5は、目標Pi演算部B2によって算出された目標図示平均有効圧力と、エンジン回転数と、トラクション実行フラグとに基づいて吸気弁21の目標閉弁タイミング範囲(目標INC)を算出する。目標ηvp演算部B6は、目標CE演算部B3によって算出された目標空気充填量と、目標ブースト演算部B4によって算出された目標ブーストとに基づいて目標充填効率又は目標体積効率(目標ηvp)を算出する。   The target INC calculation unit B5 calculates the target valve closing timing range (target INC) of the intake valve 21 based on the target indicated average effective pressure calculated by the target Pi calculation unit B2, the engine speed, and the traction execution flag. To do. The target ηvp calculation unit B6 calculates the target charging efficiency or the target volume efficiency (target ηvp) based on the target air filling amount calculated by the target CE calculation unit B3 and the target boost calculated by the target boost calculation unit B4. To do.

目標TVO演算部B7は、目標CE演算部B3によって算出された目標空気充填量と、目標ηvp演算部B6によって算出された目標充填効率又は目標体積効率と、エンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度(目標TVO)を算出する。目標VVL演算部B8は、目標INC演算部B5によって算出された吸気弁21の目標閉弁タイミング範囲と、目標ηvp演算部B6によって算出された目標充填効率又は目標体積効率と、エンジン回転数とに基づいて目標リフト量(目標CVVLリフト量)を算出する。目標VVT演算部B9は、目標INC演算部B5によって算出された目標閉弁タイミング範囲と、目標VVL演算部B8によって算出された目標リフト量とに基づいて目標吸気弁閉弁タイミング位相角(目標VVT位相角)を算出する。   The target TVO calculation unit B7 opens the target throttle based on the target air filling amount calculated by the target CE calculation unit B3, the target charging efficiency or target volume efficiency calculated by the target ηvp calculation unit B6, and the engine speed. The degree (target TVO) is calculated. The target VVL calculation unit B8 calculates the target valve closing timing range of the intake valve 21 calculated by the target INC calculation unit B5, the target charging efficiency or target volume efficiency calculated by the target ηvp calculation unit B6, and the engine speed. Based on this, the target lift amount (target CVVL lift amount) is calculated. The target VVT calculation unit B9 is configured to generate a target intake valve closing timing phase angle (target VVT) based on the target valve closing timing range calculated by the target INC calculation unit B5 and the target lift amount calculated by the target VVL calculation unit B8. (Phase angle) is calculated.

以下、演算部B1〜B9を備えたエンジン制御ユニット100によって実行される要求トルク応答制御の概要を説明する。この要求トルク応答制御では、要求トルクが車両のドライバの要求ないしは意思に起因するものであるか否かに応じて、第1モードの制御又は第2モードの制御が行われる。すなわち、エンジン制御ユニット100自体の判断によるトラクション制御等の特別なトルク制御が行われていない通常の運転時には第1モードの制御が行われる一方、このような特別なトルク制御が行われているときには第2モードの制御が行われる。なお、この実施の形態1では、このような特別な制御としてトラクション制御が行われる場合を例にとって要求トルク応答制御の制御手法を説明しているが、本発明において、このような特別なトルク制御がトラクション制御に限定されるものではない。   Hereinafter, an outline of the required torque response control executed by the engine control unit 100 including the calculation units B1 to B9 will be described. In the required torque response control, the control in the first mode or the control in the second mode is performed depending on whether the required torque is caused by the request or intention of the driver of the vehicle. That is, during normal operation in which special torque control such as traction control based on the judgment of the engine control unit 100 itself is not performed, control in the first mode is performed, while when such special torque control is performed. Control in the second mode is performed. In the first embodiment, the control method of the required torque response control is described taking the case where traction control is performed as such special control as an example. In the present invention, such special torque control is described. Is not limited to traction control.

具体的には、第1モードでは、基本的にはアクセル開度すなわち車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室17内に充填されるように、吸気弁21のリフト量と、吸気弁閉弁タイミング位相角と、スロットル開度とが制御される。他方、第2モードでは、トラクション制御時におけるエンジン制御ユニット100自体の要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が燃焼室17内に充填されるように、吸気弁21のリフト量と、吸気弁閉弁タイミング位相角と、スロットル開度とが制御される。なお、トラクション制御が開始されると、要求トルクは低くなる。すなわち、第1モードの制御中に第2モードの制御が開始されると、要求トルクが低下させられ、第2モードの制御が終了して第1モードの制御に復帰したきには、要求トルクは上昇(復帰)させられる。   Specifically, in the first mode, the lift of the intake valve 21 is basically set so that the combustion chamber 17 is filled with air of a target air amount determined according to the accelerator opening, that is, the required torque of the driver of the vehicle. The amount, the intake valve closing timing phase angle, and the throttle opening are controlled. On the other hand, in the second mode, the lift amount of the intake valve 21 and the intake valve are set so that the combustion chamber 17 is filled with air of a target air amount determined according to the required torque of the engine control unit 100 itself during traction control. The valve closing timing phase angle and the throttle opening are controlled. When the traction control is started, the required torque becomes low. That is, when the control in the second mode is started during the control in the first mode, the required torque is reduced. When the control in the second mode is completed and the control returns to the control in the first mode, the required torque is reduced. Is raised (returned).

そして、この要求トルク応答制御では、同一空気量に対し、第2モードでは第1モードよりも燃焼室17内へ流入する空気の流量が大きくなるように第2モードにおける吸気弁21のリフト量が第1モードにおける吸気弁21のリフト量よりも大きい値に設定され、かつ、第2モードにおけるスロットル開度が第1モードにおけるスロットル開度よりも小さい値に設定されている。   In this required torque response control, the lift amount of the intake valve 21 in the second mode is such that the flow rate of air flowing into the combustion chamber 17 in the second mode is larger in the second mode than in the first mode for the same air amount. A value larger than the lift amount of the intake valve 21 in the first mode is set, and the throttle opening in the second mode is set to a value smaller than the throttle opening in the first mode.

この要求トルク応答制御では、第2モードの制御が行われるときには、スロットル弁57は、目標空気量により定まるスロットル開度に対して進み補正を加えた補正開度を目標値として制御される。また、第2モードの制御の実行時において実際の出力トルクが要求トルクよりも大きいときには、出力トルクを迅速に低下させるために、燃焼室17に供給する燃料の量を減少させられ、及び/又は、点火時期が遅角させられ、エンジン1の出力トルクが低下させられる。さらに、目標空気量が大きいほど、吸気弁21のリフト量が大きい値に設定され、及び/又は、吸気弁21の閉弁タイミングが進角させられる。   In the required torque response control, when the control in the second mode is performed, the throttle valve 57 is controlled with a corrected opening obtained by performing advance correction on the throttle opening determined by the target air amount as a target value. In addition, when the actual output torque is larger than the required torque when the second mode control is executed, the amount of fuel supplied to the combustion chamber 17 can be reduced in order to quickly reduce the output torque, and / or The ignition timing is retarded and the output torque of the engine 1 is reduced. Furthermore, the larger the target air amount, the larger the lift amount of the intake valve 21 is set, and / or the valve closing timing of the intake valve 21 is advanced.

以下、図7に示すフローチャートを参照しつつ、エンジン制御ユニット100によって実行される実施の形態1に係る要求トルク応答制御の制御手法の一例を具体的に説明する。なお、図7に示すフローチャートには記載されていないが、この内燃機関システムSないしはエンジン1では、要求トルク応答制御と同時に、燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われる。   Hereinafter, an example of the control method of the required torque response control according to the first embodiment executed by the engine control unit 100 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. Although not shown in the flowchart shown in FIG. 7, in the internal combustion engine system S or the engine 1, the fuel injection amount control and the ignition timing control are performed simultaneously with the required torque response control.

図7に示すように、この要求トルク応答制御においては、制御が開始されると(スタート)、まずステップS1で各種信号が制御情報として読み込まれる。例えば、各センサ70〜76等によって検出される吸気カムシャフト位相角、吸入空気流量、吸気マニホールド圧、クランク角パルス信号、排気ガスの酸素濃度、アクセル開度、車速等に対応する各信号(図1参照)と、エンジン制御ユニット100自体によって生成又は算出されるトラクションフラグ値、エンジン回転数等に対応する各信号とが読み込まれる。   As shown in FIG. 7, in this requested torque response control, when control is started (start), first, various signals are read as control information in step S1. For example, signals corresponding to the intake camshaft phase angle, intake air flow rate, intake manifold pressure, crank angle pulse signal, exhaust gas oxygen concentration, accelerator opening, vehicle speed, etc. detected by the sensors 70 to 76, etc. (see FIG. 1) and each signal corresponding to the traction flag value, engine speed, etc. generated or calculated by the engine control unit 100 itself are read.

続いて、ステップS2で、アクセル開度(アクセル制御信号α)とエンジン回転数(エンジン回転速度信号NENG)とに基づいてエンジン1の目標トルクが算出される。なお、この目標トルクとエンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁53の燃料噴射量及び点火プラグ51の点火時期が設定される。そして、ステップS3で、ステップS2で算出された目標トルクと、機械抵抗及びポンプロスに起因する損失トルクとの和である、エンジン1が実際に生成すべき目標燃焼トルクに対応する目標図示平均有効圧力(目標Pi)が算出される。さらに、ステップS4で、ステップS3で算出された目標図示平均有効圧力と、エンジン回転数とに基づいて目標空気充填量(目標CE)が算出される。 Subsequently, in step S2, the target torque of the engine 1 is calculated based on the accelerator opening (accelerator control signal α) and the engine speed (engine speed signal N ENG ). Note that the fuel injection amount of the fuel injection valve 53 and the ignition timing of the spark plug 51 are set based on the target torque and the engine speed. In step S3, the target indicated mean effective pressure corresponding to the target combustion torque to be actually generated by the engine 1, which is the sum of the target torque calculated in step S2 and the loss torque resulting from mechanical resistance and pump loss. (Target Pi) is calculated. Further, in step S4, a target air filling amount (target CE) is calculated based on the target indicated mean effective pressure calculated in step S3 and the engine speed.

次に、ステップS5で、トラクション実行フラグの値が「1」であるか否か、すなわちトラクション制御実行中であるか否かが判定される。なお、トラクション制御実行中は、車両のスリップ状態等に応じたトルクダウン要求に従って、通常の運転状態よりも低い要求トルクが設定される。例えば、駆動輪のスリップ度合いが大きいほど要求トルクは低くなる。   Next, in step S5, it is determined whether or not the value of the traction execution flag is “1”, that is, whether or not traction control is being executed. During execution of traction control, a required torque lower than that in the normal driving state is set according to a torque down request according to the slip state of the vehicle. For example, the required torque decreases as the slipping degree of the drive wheel increases.

ステップS5で、トラクション実行フラグの値が「1」でないと判定された場合(NO)、すなわちトラクション制御が実行されていない通常の運転状態の場合(通常時)は、ステップS6で、基本的には車両のドライバの要求トルクに相応する通常時用の目標ブーストが算出される。この場合は、この後のステップS8及びステップS10〜S14で、通常時用の目標ブーストに基づいて第1モードの制御が行われることになる。   When it is determined in step S5 that the value of the traction execution flag is not “1” (NO), that is, in a normal driving state in which traction control is not executed (normal time), basically in step S6, The target boost for normal time corresponding to the required torque of the driver of the vehicle is calculated. In this case, in the subsequent steps S8 and S10 to S14, the control of the first mode is performed based on the normal target boost.

他方ステップS5で、トラクション実行フラグの値が「1」であると判定された場合(YES)、すなわちトラクション制御実行中である場合(トラクション制御時)は、ステップS7でトラクション制御時用の目標ブーストが算出される。この場合は、この後のステップS9〜S14で、トラクション制御時用の目標ブーストに基づいて第2モードの制御が行われることになる。ここで、トラクション制御実行中は、通常の運転時よりも低い目標ブーストが設定されるが、従来の制御手法ではトラクション制御実行中も通常時用のブーストが設定される(図8参照)。   On the other hand, when it is determined in step S5 that the value of the traction execution flag is “1” (YES), that is, when traction control is being executed (at the time of traction control), the target boost for traction control at step S7. Is calculated. In this case, in the subsequent steps S9 to S14, control of the second mode is performed based on the target boost for traction control. Here, during traction control execution, a target boost lower than that during normal operation is set, but with the conventional control method, normal boost is set even during traction control execution (see FIG. 8).

このようにステップS6又はステップS7で通常時用又はトラクション制御時用の目標ブーストが算出された後、通常時であるかそれともトラクション制御時であるかに応じて、ステップS8又はステップS9で、ステップS3で算出された目標図示平均有効圧力と、エンジン回転数とに基づいて、通常時用又はトラクション制御時用の吸気弁21の目標閉弁タイミング範囲(目標INC)が算出される。   Thus, after the target boost for normal time or traction control is calculated in step S6 or step S7, depending on whether it is normal time or traction control time, step S8 or step S9 Based on the target indicated mean effective pressure calculated in S3 and the engine speed, the target valve closing timing range (target INC) of the intake valve 21 for normal use or traction control is calculated.

次に、ステップS10で、ステップS4で算出された目標空気充填量と、ステップS6又はステップS7で算出された目標ブーストとに基づいて、モード(第1モード又は第2モード)に応じた目標充填効率又は目標体積効率(目標ηvp)が算出される。続いて、ステップS11で、ステップS4で算出された目標空気充填量と、ステップS10で算出された目標充填効率又は目標体積効率と、エンジン回転数とに基づいて、モードに応じた目標スロットル開度(目標TVO)が算出される。   Next, in step S10, based on the target air filling amount calculated in step S4 and the target boost calculated in step S6 or step S7, the target charging corresponding to the mode (first mode or second mode) is performed. Efficiency or target volume efficiency (target ηvp) is calculated. Subsequently, in step S11, based on the target air filling amount calculated in step S4, the target charging efficiency or target volume efficiency calculated in step S10, and the engine speed, the target throttle opening corresponding to the mode. (Target TVO) is calculated.

さらに、ステップS12で、ステップS8又はステップS9で算出された通常時用又はトラクション制御時用の吸気弁21の目標閉弁タイミング範囲と、ステップS10で算出された目標充填効率又は目標体積効率と、エンジン回転数とに基づいて、モードに応じた目標リフト量(目標CVVLリフト量)が算出される。続いて、ステップS13で、ステップS8又はステップS9で算出された通常時用又はトラクション制御時用の目標閉弁タイミング範囲と、ステップS12で算出された目標リフト量とに基づいて、モードに応じた目標吸気弁閉弁タイミング位相角(目標VVT位相角)が算出される。   Further, in step S12, the target valve closing timing range of the intake valve 21 for normal time or traction control calculated in step S8 or step S9, the target charging efficiency or target volume efficiency calculated in step S10, and Based on the engine speed, the target lift amount (target CVVL lift amount) corresponding to the mode is calculated. Subsequently, in step S13, the normal valve or traction control target valve closing timing range calculated in step S8 or step S9 and the target lift amount calculated in step S12 are set according to the mode. A target intake valve closing timing phase angle (target VVT phase angle) is calculated.

この後、ステップS14で、ステップS11で算出された目標スロットル開度と、ステップS12で算出された目標リフト量と、ステップS13で算出された目標吸気弁閉弁タイミング位相角とに基づいて、該目標値が実現されるよう、スロットルアクチュエータ58と、VVT機構32(電磁バルブ32a)と、VVL機構33とが駆動される。なお、これと同時に、所定のタイミングで、燃料噴射弁53による燃料噴射及び点火プラグ51による混合気の点火が行われる。   Thereafter, in step S14, based on the target throttle opening calculated in step S11, the target lift amount calculated in step S12, and the target intake valve closing timing phase angle calculated in step S13, The throttle actuator 58, the VVT mechanism 32 (electromagnetic valve 32a), and the VVL mechanism 33 are driven so that the target value is realized. At the same time, fuel injection by the fuel injection valve 53 and ignition of the air-fuel mixture by the spark plug 51 are performed at a predetermined timing.

具体的には、信号θVVTがVVT機構32に出力され、吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する位相が信号θVVTに対応した値となるように、VVT機構32が動作する。そして、信号θVVLがVVL機構33に出力され、吸気弁21のリフト量が信号θVVLに対応した値となるように、VVL機構33が動作する。また、信号TVOがスロットルアクチュエータ58に出力され、スロットル弁57の開度TVOが信号TVOに対応した値となるように、スロットルアクチュエータ58が動作する。 Specifically, the signal θ VVT is output to the VVT mechanism 32, and the VVT mechanism 32 operates so that the phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14 has a value corresponding to the signal θ VVT . Then, the signal θ VVL is output to the VVL mechanism 33, and the VVL mechanism 33 operates so that the lift amount of the intake valve 21 becomes a value corresponding to the signal θ VVL . Further, the signal actuator TVO is output to the throttle actuator 58, and the throttle actuator 58 operates so that the opening degree TVO of the throttle valve 57 becomes a value corresponding to the signal TVO.

なお、燃料噴射量信号FPが燃料システム54に出力され、1気筒サイクル当りFPに対応した量の燃料が燃料噴射弁53から噴射される。また、点火時期信号SAが点火システム52に出力され、気筒サイクル中の信号SAに対応した時期に、点火プラグ51が火花を生成して、燃焼室17内の混合気に点火する。これにより、必要とされる量の空気、燃料からなる混合気が、適切な時期に着火して燃焼させられ、目標トルクがエンジン1から出力される。   The fuel injection amount signal FP is output to the fuel system 54, and an amount of fuel corresponding to FP per cylinder cycle is injected from the fuel injection valve 53. Further, an ignition timing signal SA is output to the ignition system 52, and at a time corresponding to the signal SA in the cylinder cycle, the spark plug 51 generates a spark and ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 17. As a result, the required amount of air-fuel mixture is ignited and combusted at an appropriate time, and the target torque is output from the engine 1.

図8は、実施の形態1に係る要求トルク応答制御が行われている車両において、時刻tでトラクション制御が開始され、時刻tでトラクション制御が終了して通常の運転状態に復帰した場合における要求トルク、ブースト、スロットル開度、吸気弁21のリフト量(CVVLリフト)及びトルク(ないしは空気充填量CE)の時間に対する変化特性を示すグラフである。なお、図8において実線のグラフは実施の形態1に係る要求トルク応答制御が行われている場合の状態を示し、破線のグラフは従来のトラクション制御が行われている場合の状態を示している。 FIG. 8 shows a case where the traction control is started at time t 1 and the traction control ends at time t 2 and returns to a normal driving state in the vehicle in which the requested torque response control according to the first embodiment is performed. 5 is a graph showing change characteristics with respect to time of required torque, boost, throttle opening, lift amount (CVVL lift) of intake valve 21 and torque (or air charge amount CE). In FIG. 8, a solid line graph indicates a state when the required torque response control according to the first embodiment is performed, and a broken line graph indicates a state when the conventional traction control is performed. .

図8から明らかなとおり、実施の形態1に係る要求トルク応答制御では、トラクション制御実行中(時刻t〜時刻t)、すなわち第2モードの制御が行われているときには、通常時、すなわち第1モードの制御が行われているときよりも低い要求トルクが設定される。そして、目標ブーストは通常時よりも低く設定される。このため、スロットル開度は通常時よりも小さく設定され、他方目標リフト量は通常時よりも大きく設定される。 As is apparent from FIG. 8, in the required torque response control according to the first embodiment, when the traction control is being executed (time t 1 to time t 2 ), that is, when the second mode control is being performed, A lower required torque is set than when the control in the first mode is performed. The target boost is set lower than normal. For this reason, the throttle opening is set smaller than normal, while the target lift amount is set larger than normal.

その結果、エンジン1の出力トルク(実線)は、時刻tでトラクション制御が開始された後、従来の制御(破線)に比べて迅速に低下し、時刻tでトラクション制御が終了した後、従来の制御(破線)に比べて迅速に上昇ないしは復帰する。すなわち、実施の形態1に係る要求トルク応答制御によれば、従来の制御に比べて、トラクション制御実行時におけるトルクダウン要求に対する実際のトルクの応答性が良好となる。このため、車両のトラクション制御を、良好な応答性でもって確実にかつ適切に行うことができる。 As a result, the output torque of the engine 1 (solid line), after the traction control is started at time t 1, rapidly decreases as compared to conventional control (broken line), after the traction control has been completed in time t 2, the Compared to the conventional control (broken line), it quickly rises or returns. That is, according to the required torque response control according to the first embodiment, the actual torque responsiveness to the torque down request at the time of executing the traction control becomes better than the conventional control. For this reason, vehicle traction control can be reliably and appropriately performed with good responsiveness.

(実施の形態2)
以下、図9〜図12を参照しつつ、本発明の実施の形態2を説明する。しかしながら、実施の形態2に係る内燃機関システムS’ないしはエンジン1’の構成、機能及び制御システム等は、実施の形態1に係る内燃機関システムSないしはエンジン1と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態1と異なる点を説明する。なお、図9に示す内燃機関システムS’において、図1に示す内燃機関システムSの構成要素と構成及び機能が共通する構成要素には同一番号が付されている。
(Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, the configuration, function, control system, and the like of the internal combustion engine system S ′ or the engine 1 ′ according to the second embodiment have many common points with the internal combustion engine system S or the engine 1 according to the first embodiment. In order to avoid duplication, the following mainly describes differences from the first embodiment. In the internal combustion engine system S ′ shown in FIG. 9, the same reference numerals are given to components having the same configuration and function as those of the internal combustion engine system S shown in FIG.

図9に示すように、実施の形態2に係る内燃機関システムS’では、吸気弁駆動機構30の吸気弁21の変位調整機構は、クランクシャフト14に対する吸気カムシャフト31の回転位相を変更することができるVVT機構32(位相可変機構)及び電磁バルブ32aを備えているが、吸気弁21のリフト量を変更するVVL機構(リフト量可変機構)は備えていない。その他の点については、実施の形態1に係る内燃機関システムSの構成と実質的に同一である。   As shown in FIG. 9, in the internal combustion engine system S ′ according to the second embodiment, the displacement adjustment mechanism of the intake valve 21 of the intake valve drive mechanism 30 changes the rotational phase of the intake camshaft 31 relative to the crankshaft 14. The VVT mechanism 32 (variable phase mechanism) and the electromagnetic valve 32a are provided, but the VVL mechanism (variable lift amount mechanism) for changing the lift amount of the intake valve 21 is not provided. The other points are substantially the same as the configuration of the internal combustion engine system S according to the first embodiment.

実施の形態2に係るVVT機構32の構成及び機能は、実施の形態1に係るエンジン1におけるVVT機構32と実質的に同一である。すなわち、実施の形態2に係るVVT機構32は、吸気バルブ21のバルブタイミングを変更するためのものであり、吸気カムシャフト31と同軸に配置されてクランクシャフト14により直接駆動される被駆動軸と吸気カムシャフト31との間の位相差を変更することにより、クランクシャフト14と吸気カムシャフト31との間の位相差を変更する。VVT機構32としては、例えば、実施の形態1の場合と同様の液圧式機構や、被駆動軸と吸気カムシャフト31との間に設けられた電磁石を有し該電磁石に電力を付与することにより位相差を変更する電磁式機構等を用いることができる。   The configuration and function of the VVT mechanism 32 according to the second embodiment are substantially the same as those of the VVT mechanism 32 in the engine 1 according to the first embodiment. That is, the VVT mechanism 32 according to the second embodiment is for changing the valve timing of the intake valve 21, and is arranged coaxially with the intake camshaft 31 and driven shaft that is directly driven by the crankshaft 14. By changing the phase difference between the intake camshaft 31 and the intake camshaft 31, the phase difference between the crankshaft 14 and the intake camshaft 31 is changed. As the VVT mechanism 32, for example, a hydraulic mechanism similar to that in the first embodiment or an electromagnet provided between the driven shaft and the intake camshaft 31 are provided, and electric power is applied to the electromagnet. An electromagnetic mechanism or the like that changes the phase difference can be used.

そして、VVT機構32は、エンジン制御ユニット100により算出された吸気バルブ21のバルブタイミングに基づいて、位相差を変更する。VVT機構32は、吸気バルブ21の開弁期間及びリフト量つまりバルブ・プロファイルは一定に保ったまま、位相差を変更することにより、吸気バルブ21の開弁タイミングと閉弁タイミング(IVC)とを変更する。また、吸気カムシャフト31の位相角は、カム位相センサ70によって検出され、その信号θIVC はエンジン制御ユニット100に送信される。 The VVT mechanism 32 changes the phase difference based on the valve timing of the intake valve 21 calculated by the engine control unit 100. The VVT mechanism 32 changes the phase difference while keeping the valve opening period and the lift amount, that is, the valve profile, of the intake valve 21 constant, thereby adjusting the valve opening timing and the valve closing timing (IVC) of the intake valve 21. change. The phase angle of the intake camshaft 31 is detected by the cam phase sensor 70, and its signal θ IVC is detected. A is transmitted to the engine control unit 100.

なお、図10に示すように、一般的には、気筒11内の空気充填量CEは、吸気弁21の閉弁タイミングIVCが下死点(BDC)よりやや遅角したところで最も大きくなり、これより遅角側では気筒11内の空気が吸気ポート側18へ吹き返されるので減少する。   As shown in FIG. 10, generally, the air filling amount CE in the cylinder 11 becomes the largest when the valve closing timing IVC of the intake valve 21 is slightly retarded from the bottom dead center (BDC). On the more retarded side, the air in the cylinder 11 is blown back to the intake port side 18 and thus decreases.

図11は、実施の形態2に係る内燃機関システムS’におけるエンジン制御ユニット100による要求トルク応答制御の制御アルゴリズムを示すブロック図である。図11に示すように、このエンジン制御ユニット100では、吸気弁21のリフト量は制御されないので、目標VVL演算部は設けられていない。そして、目標VVT演算部B9は、目標INC演算部B5によって算出された目標閉弁タイミング範囲と、目標ηvp演算部B6によって算出された目標充填効率又は目標体積効率とに基づいて目標吸気弁閉弁タイミング位相角を算出する。その他の点については、実施の形態1に係るエンジン制御ユニット100の場合と実質的に同一である。   FIG. 11 is a block diagram showing a control algorithm for required torque response control by the engine control unit 100 in the internal combustion engine system S ′ according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, in this engine control unit 100, the lift amount of the intake valve 21 is not controlled, and therefore the target VVL calculation unit is not provided. Then, the target VVT calculation unit B9 is configured to close the target intake valve based on the target valve closing timing range calculated by the target INC calculation unit B5 and the target charging efficiency or target volume efficiency calculated by the target ηvp calculation unit B6. Calculate the timing phase angle. Other points are substantially the same as those of the engine control unit 100 according to the first embodiment.

以下、図12に示すフローチャートを参照しつつ、エンジン制御ユニット100によって実行される実施の形態2に係る要求トルク応答制御の制御手法を具体的に説明する。なお、図12に示すフローチャートには記載されていないが、この内燃機関システムS’ないしはエンジン1’でも、実施の形態1の場合と同様に、要求トルク応答制御と同時に、燃料噴射量制御及び点火時期制御が行われる。   Hereinafter, the control method of the required torque response control according to the second embodiment executed by the engine control unit 100 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. Although not described in the flowchart shown in FIG. 12, in this internal combustion engine system S ′ or engine 1 ′ as well as in the first embodiment, the fuel injection amount control and ignition are performed simultaneously with the required torque response control. Timing control is performed.

図12に示すように、この要求トルク応答制御においては、制御が開始されると(スタート)、まずステップS21で、実施の形態1の場合(ステップS1)と同様に各種信号が制御情報として読み込まれる。続いて、ステップS22で、実施の形態1の場合(ステップS2)と同様に、エンジン1の目標トルクが算出される。なお、この目標トルクとエンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁53の燃料噴射量及び点火プラグ51の点火時期が設定される。   As shown in FIG. 12, in this required torque response control, when control is started (start), first, in step S21, various signals are read as control information as in the case of the first embodiment (step S1). It is. Subsequently, in step S22, the target torque of the engine 1 is calculated as in the case of the first embodiment (step S2). Note that the fuel injection amount of the fuel injection valve 53 and the ignition timing of the spark plug 51 are set based on the target torque and the engine speed.

次に、ステップS23、S24で、それぞれ、実施の形態1の場合(ステップS3、S4)と同様に、目標図示平均有効圧力(目標Pi)及び目標空気充填量(目標CE)が算出される。続いて、ステップS25〜S27で、実施の形態1の場合(ステップS5〜S7)と同様に、トラクション実行フラグの値が「1」であるか否かに応じて、通常時用(第1モード)又はトラクション制御時用(第2モード)の目標ブーストが算出される。そして、ステップS28又はステップS29で、実施の形態1の場合(ステップS8、S9)と同様に、通常時用又はトラクション制御時用の吸気弁21の目標閉弁タイミング範囲(目標INC)が算出される。さらに、ステップS30で、実施の形態1の場合(ステップS10)と同様に、目標充填効率又は目標体積効率(目標ηvp)が算出される。続いて、ステップS31で、実施の形態1の場合(ステップS11)と同様に、目標スロットル開度(目標TVO)が算出される。   Next, in steps S23 and S24, as in the case of the first embodiment (steps S3 and S4), the target indicated mean effective pressure (target Pi) and the target air filling amount (target CE) are calculated. Subsequently, in steps S25 to S27, as in the case of the first embodiment (steps S5 to S7), depending on whether or not the value of the traction execution flag is “1” (for the first mode) ) Or a target boost for traction control (second mode) is calculated. In step S28 or step S29, as in the case of the first embodiment (steps S8 and S9), the target valve closing timing range (target INC) of the intake valve 21 for normal time or for traction control is calculated. The Further, in step S30, as in the case of the first embodiment (step S10), the target filling efficiency or the target volume efficiency (target ηvp) is calculated. Subsequently, in step S31, the target throttle opening (target TVO) is calculated as in the case of the first embodiment (step S11).

さらに、ステップS32で、ステップS28又はステップS29で算出された通常時用又はトラクション制御時用の目標閉弁タイミング範囲と、ステップS30で算出された目標充填効率又は目標体積効率とに基づいて目標吸気弁閉弁タイミング位相角(目標VVT位相角)が算出される。この後、ステップS33で、ステップS31で算出された目標スロットル開度と、ステップS32で算出された目標吸気弁閉弁タイミング位相角とに基づいて、該目標値が実現されるよう、スロットルアクチュエータ58と、VVT機構32(電磁バルブ32a)とが駆動される。   Further, in step S32, the target intake air based on the target valve closing timing range for normal time or for traction control calculated in step S28 or step S29 and the target charging efficiency or target volume efficiency calculated in step S30. A valve closing timing phase angle (target VVT phase angle) is calculated. Thereafter, in step S33, the throttle actuator 58 is realized so that the target value is realized based on the target throttle opening calculated in step S31 and the target intake valve closing timing phase angle calculated in step S32. Then, the VVT mechanism 32 (electromagnetic valve 32a) is driven.

具体的には、信号θVVTがVVT機構32に出力され、吸気カムシャフト31のクランクシャフト14に対する位相が信号θVVTに対応した値となるように、VVT機構32が動作する。そして、信号TVOがスロットルアクチュエータ58に出力され、スロットル弁57の開度TVOが信号TVOに対応した値となるように、スロットルアクチュエータ58が動作する。なお、実施の形態1の場合と同様に、燃料が燃料噴射弁53から噴射され、燃焼室17内の混合気が点火され、必要とされる量の空気及び燃料からなる混合気が、適切な時期に着火して燃焼させられ、目標トルクがエンジン1から出力される。 Specifically, the signal θ VVT is output to the VVT mechanism 32, and the VVT mechanism 32 operates so that the phase of the intake camshaft 31 with respect to the crankshaft 14 has a value corresponding to the signal θ VVT . Then, the signal TVO is output to the throttle actuator 58, and the throttle actuator 58 operates so that the opening degree TVO of the throttle valve 57 becomes a value corresponding to the signal TVO. As in the case of the first embodiment, fuel is injected from the fuel injection valve 53, the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is ignited, and the air-fuel mixture composed of the required amount of air and fuel is appropriate. It is ignited and burned at the time, and the target torque is output from the engine 1.

かくして、実施の形態2に係る内燃機関システムS’ないしは要求トルク応答制御によっても、従来の制御に比べて、トラクション制御実行時におけるトルクダウン要求に対する実際のトルクの応答性が良好となる。このため、車両のトラクション制御を、良好な応答性でもって確実にかつ適切に行うことができる。   Thus, even with the internal combustion engine system S ′ or the required torque response control according to the second embodiment, the actual torque responsiveness to the torque down request at the time of executing the traction control becomes better than the conventional control. For this reason, vehicle traction control can be reliably and appropriately performed with good responsiveness.

本発明の実施の形態1に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the internal combustion engine system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す内燃機関システムの吸気弁駆動機構の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the intake valve drive mechanism of the internal combustion engine system shown in FIG. (a)〜(d)は、それぞれ、図2に示す吸気弁駆動機構の一部断面立面図である。(A)-(d) is a partial cross section elevation view of the intake valve drive mechanism shown in FIG. 2, respectively. 図1に示す内燃機関システムの吸気弁駆動機構における吸気弁の変位特性の設定例を示すグラフである。3 is a graph showing an example of setting a displacement characteristic of an intake valve in the intake valve drive mechanism of the internal combustion engine system shown in FIG. 1. エンジン回転速度と目標気筒空気量をパラメータとする、早閉じモードが設定される領域と遅閉じモードが設定される領域とを示す図である。It is a figure which shows the area | region where the early closing mode is set, and the area | region where the late closing mode is set which uses an engine speed and target cylinder air quantity as parameters. 図1に示す内燃機関システムのエンジン制御ユニットの制御アルゴリズムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control algorithm of the engine control unit of the internal combustion engine system shown in FIG. エンジン制御ユニットによる実施の形態1に係る要求トルク応答制御の制御手法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the request torque response control which concerns on Embodiment 1 by an engine control unit. 実施の形態1に係る要求トルク応答制御が行われている車両における要求トルク、ブースト、スロットル開度、吸気弁のリフト量及びトルクの時間に対する変化特性を示すグラフである。6 is a graph showing change characteristics with respect to time of required torque, boost, throttle opening, lift amount of an intake valve, and torque in a vehicle in which required torque response control according to Embodiment 1 is performed. 本発明の実施の形態2に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the internal combustion engine system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2に係るエンジンにおける吸気弁の閉弁タイミングと空気充填量の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between intake valve closing timing and air charge amount in an engine according to Embodiment 2; 図9に示す内燃機関システムのエンジン制御ユニットの制御アルゴリズムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control algorithm of the engine control unit of the internal combustion engine system shown in FIG. エンジン制御ユニットによる実施の形態2に係る要求トルク応答制御の制御手法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the request torque response control which concerns on Embodiment 2 by an engine control unit.

符号の説明Explanation of symbols

S 内燃機関システム、S’ 内燃機関システム、1 エンジン、1’ エンジン、11 気筒、14 クランクシャフト、17 燃焼室、21 吸気弁、22 排気弁、30 吸気弁駆動機構、31 カムシャフト、32 位相可変機構(VVT機構)、33 リフト量可変機構(VVL機構)、56 スロットルボデー、57 スロットル弁、100 エンジン制御ユニット。   S internal combustion engine system, S ′ internal combustion engine system, 1 engine, 1 ′ engine, 11 cylinder, 14 crankshaft, 17 combustion chamber, 21 intake valve, 22 exhaust valve, 30 intake valve drive mechanism, 31 camshaft, 32 phase variable Mechanism (VVT mechanism), 33 Lift amount variable mechanism (VVL mechanism), 56 Throttle body, 57 Throttle valve, 100 Engine control unit.

Claims (11)

クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、上記吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する車両用の内燃機関を制御する方法であって、
車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように上記吸気弁のリフト量及び上記スロットル弁の開度を制御する第1モードと、車両のドライバ以外のものからの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように上記吸気弁のリフト量及び上記スロットル弁の開度を制御する第2モードとを設け、
同一空気量に対し、第2モードにおける上記吸気弁のリフト量と第1モードにおける上記吸気弁のリフト量とを、第2モードでは第1モードよりも上記燃焼室内へ流入する空気の流量が大きくなるように設定し、かつ、第2モードにおける上記スロットル弁の開度を第1モードにおける上記スロットル弁の開度よりも小さく設定することを特徴とする内燃機関を制御する方法。
A vehicle having an intake valve that is driven by a crankshaft and reciprocates in synchronization with rotation of the crankshaft to open and close a communication portion between the intake passage and the combustion chamber, and a throttle valve disposed in the intake passage A method for controlling an internal combustion engine for
A first mode for controlling the lift amount of the intake valve and the opening of the throttle valve so that air of a target air amount determined according to the torque required by the driver of the vehicle is filled in the combustion chamber, and other than the driver of the vehicle A second mode for controlling the lift amount of the intake valve and the opening of the throttle valve so that the combustion chamber is filled with air of a target air amount determined according to the required torque from the engine,
For the same air amount, the lift amount of the intake valve in the second mode and the lift amount of the intake valve in the first mode are such that the flow rate of the air flowing into the combustion chamber is larger in the second mode than in the first mode. And setting the opening of the throttle valve in the second mode to be smaller than the opening of the throttle valve in the first mode.
クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、上記吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する車両用の内燃機関を制御する方法であって、
車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように上記吸気弁の閉弁時期及び上記スロットル弁の開度を制御する第1モードと、車両のドライバ以外のものからの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように上記吸気弁の閉弁時期及び上記スロットル弁の開度を制御する第2モードとを設け、
同一空気量に対し、第2モードにおける上記吸気弁の閉弁時期と第1モードにおける上記吸気弁の閉弁時期とを、第2モードでは第1モードよりも上記燃焼室内へ流入する空気の流量が大きくなるように設定し、かつ、第2モードにおける上記スロットル弁の開度を第1モードにおける上記スロットル弁の開度よりも小さく設定することを特徴とする内燃機関を制御する方法。
A vehicle having an intake valve that is driven by a crankshaft and reciprocates in synchronization with rotation of the crankshaft to open and close a communication portion between the intake passage and the combustion chamber, and a throttle valve disposed in the intake passage A method for controlling an internal combustion engine for
A first mode for controlling the closing timing of the intake valve and the opening of the throttle valve so that air of a target air amount determined according to a required torque of the driver of the vehicle is filled in the combustion chamber; A second mode for controlling the closing timing of the intake valve and the opening of the throttle valve so that air of a target air amount determined according to a required torque from other than that is filled in the combustion chamber,
For the same amount of air, the closing timing of the intake valve in the second mode and the closing timing of the intake valve in the first mode are the flow rates of air flowing into the combustion chamber in the second mode than in the first mode. And setting the opening of the throttle valve in the second mode to be smaller than the opening of the throttle valve in the first mode.
第2モードの制御を実行するときに要求トルクを低下させ、第2モードの制御の終了後に要求トルクを上昇させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の内燃機関を制御する方法。   The method for controlling an internal combustion engine according to claim 1, wherein the required torque is reduced when the second mode control is executed, and the required torque is increased after the end of the second mode control. 第2モードの制御の実行の前後で、第1モードの制御を実行することを特徴とする、請求項3に記載の内燃機関を制御する方法。   The method for controlling an internal combustion engine according to claim 3, wherein the control in the first mode is executed before and after the execution of the control in the second mode. 第2モードにおいては、目標空気量により定まる上記スロットル弁の開度に対して進み補正を加えた補正開度を目標値として上記スロットル弁を制御することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関を制御する方法。   The second mode is characterized in that the throttle valve is controlled with a corrected opening obtained by adding a lead correction to the opening of the throttle valve determined by a target air amount as a target value. A method for controlling an internal combustion engine according to any one of the preceding claims. 第2モードの制御の実行時において実際の出力トルクが要求トルクよりも大きいときには、上記燃焼室に供給する燃料の量を減少させることを特徴とする、請求項5に記載の内燃機関を制御する方法。   6. The internal combustion engine according to claim 5, wherein the amount of fuel supplied to the combustion chamber is reduced when the actual output torque is larger than the required torque when the second mode control is executed. Method. 第2モードの制御の実行時において実際の出力トルクが要求トルクよりも大きいときには、点火時期を遅角させることを特徴とする、請求項4又は5に記載の内燃機関を制御する方法。   6. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 4, wherein the ignition timing is retarded when the actual output torque is larger than the required torque when the control in the second mode is executed. 目標空気量が大きいほど上記吸気弁のリフト量を大きくすることを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関を制御する方法。   2. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 1, wherein the lift amount of the intake valve is increased as the target air amount increases. 目標空気量が大きいほど上記吸気弁の閉弁時期を進角させることを特徴とする、請求項2に記載の内燃機関を制御する方法。   3. The method for controlling an internal combustion engine according to claim 2, wherein the closing timing of the intake valve is advanced as the target air amount increases. クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、上記吸気弁のリフト量を変更するリフト量可変機構と、上記吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する内燃機関と、
第1モードでは車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填される一方、第2モードでは車両のドライバ以外のものからの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように、上記リフト量可変機構及び上記スロットル弁を制御する制御器とを備えている内燃機関システムであって、
同一空気量に対して、第2モードにおける上記吸気弁のリフト量が第1モードにおける上記吸気弁のリフト量よりも大きく設定され、第2モードにおける上記スロットル弁の開度が第1モードにおける上記スロットル弁の開度よりも小さく設定されていることを特徴とする内燃機関システム。
An intake valve that is driven by the crankshaft and reciprocates in synchronization with the rotation of the crankshaft to open and close the communicating portion between the intake passage and the combustion chamber, and a lift amount variable mechanism that changes the lift amount of the intake valve And an internal combustion engine having a throttle valve disposed in the intake passage,
In the first mode, air of a target air amount determined according to the required torque of the driver of the vehicle is filled in the combustion chamber, while in the second mode, the target air amount determined according to the required torque from other than the driver of the vehicle. An internal combustion engine system including the lift variable mechanism and the controller for controlling the throttle valve so that the air is filled in the combustion chamber,
For the same air amount, the lift amount of the intake valve in the second mode is set to be larger than the lift amount of the intake valve in the first mode, and the opening degree of the throttle valve in the second mode is the same as that in the first mode. An internal combustion engine system characterized in that it is set smaller than the opening of the throttle valve.
クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、上記吸気弁の位相を変更する位相可変機構と、上記吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する内燃機関と、
第1モードでは車両のドライバの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填される一方、第2モードでは車両のドライバ以外のものからの要求トルクに応じて定まる目標空気量の空気が上記燃焼室内に充填されるように、上記位相可変機構及び上記スロットル弁を制御する制御器とを備えている内燃機関システムであって、
同一空気量に対して、第2モードにおける上記吸気弁の閉弁時期が第1モードにおける上記吸気弁の閉弁時期よりも早く設定され、第2モードにおける上記スロットル弁の開度が第1モードにおける上記スロットル弁の開度よりも小さく設定されていることを特徴とする内燃機関システム。
An intake valve that is driven by the crankshaft to reciprocate in synchronization with the rotation of the crankshaft to open and close the communication portion between the intake passage and the combustion chamber; and a phase variable mechanism that changes the phase of the intake valve; An internal combustion engine having a throttle valve disposed in the intake passage;
In the first mode, air of a target air amount determined according to the required torque of the driver of the vehicle is filled in the combustion chamber, while in the second mode, the target air amount determined according to the required torque from other than the driver of the vehicle. An internal combustion engine system comprising the phase variable mechanism and a controller for controlling the throttle valve so that the air is filled in the combustion chamber,
For the same amount of air, the closing timing of the intake valve in the second mode is set earlier than the closing timing of the intake valve in the first mode, and the opening of the throttle valve in the second mode is the first mode. An internal combustion engine system characterized in that the opening is set smaller than the opening of the throttle valve.
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