JP5321546B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気通路を流れる吸入空気を制御する吸気制御弁と、内燃機関の排気通路から吸気通路へ戻される排気ガスを制御する排気制御弁とを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine control device including an intake control valve that controls intake air flowing through an intake passage of the internal combustion engine, and an exhaust control valve that controls exhaust gas returned from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. Is.
[従来の技術]
従来より、内燃機関(エンジン)の燃焼室に供給する吸入空気量を制御する空気流量制御弁の弁体として、エンジンの吸気通路を開閉するスロットルバルブ、または排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部であるEGRガスを還流させる排気ガス還流路を開閉するEGRバルブを有する内燃機関の吸気制御装置が公知である。
また、エンジンの始動時やアイドル運転時に吸気通路の開口断面積を絞って吸気ポート内に吸気偏流を生じさせ、エンジンの燃焼室内において吸気渦流(タンブル流)を発生させるタンブル制御弁の弁体として、エンジンの吸気通路を開閉するタンブルコントロールバルブ(以下バルブと略す)を有する内燃機関の吸気制御装置が公知である。
[Conventional technology]
Conventionally, as a valve body of an air flow rate control valve that controls the amount of intake air supplied to a combustion chamber of an internal combustion engine (engine), a throttle valve that opens and closes the intake passage of the engine, or one exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage. 2. Description of the Related Art An intake control device for an internal combustion engine having an EGR valve that opens and closes an exhaust gas recirculation path that recirculates EGR gas as a part is known.
As a valve body of a tumble control valve that narrows the opening cross-sectional area of the intake passage during engine start-up or idle operation to generate intake air drift in the intake port and generate intake vortex flow (tumble flow) in the combustion chamber of the engine An intake control device for an internal combustion engine having a tumble control valve (hereinafter abbreviated as a valve) for opening and closing the intake passage of the engine is known.
タンブル制御弁は、エンジンの燃焼室内においてタンブル流を発生させることで、燃焼室内での燃焼効率を良くし、燃費の改善や有害排気物質の低減を図ることができる。
ここで、タンブル制御弁は、そのバルブと通路壁面との間に形成される開口断面積が小さい程、タンブル比を高く設定できる。つまりタンブルを強化できる。しかし、タンブルを強化すると、エンジンの吸気通路内で吸入空気の圧力損失が増加する。特に吸入空気の流量が多い条件ではポンピングロス(吸気抵抗)が増加するので、燃費の改善効果が少なくなる不具合があった。
The tumble control valve can generate a tumble flow in the combustion chamber of the engine, thereby improving the combustion efficiency in the combustion chamber, improving fuel efficiency and reducing harmful exhaust substances.
Here, the tumble control valve can set the tumble ratio higher as the opening cross-sectional area formed between the valve and the passage wall surface is smaller. In other words, tumble can be strengthened. However, when the tumble is strengthened, the pressure loss of the intake air increases in the intake passage of the engine. In particular, the pumping loss (intake resistance) increases under the condition where the flow rate of the intake air is large.
そこで、吸入空気の流量に対応して自動でタンブル制御弁の弁体(バルブ)の開度調整を行うことで、ポンピングロスの増加を抑えるようにした内燃機関の吸気制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
タンブル制御弁は、図14に示したように、エンジンの吸気通路を開閉するバルブ101と、このバルブ101を回転自在に支持するシャフト102と、バルブ101の駆動力を発生する電動モータ103と、この電動モータ103の回転を減速する減速機構104と、シャフト102をバルブ101の全閉位置側で係止する全閉ストッパ105と、シャフト102をバルブ101の全開位置側で係止する全開ストッパ106とを備えている。 シャフト102は、バルブ101の回転角度(開度)を決める2つの第1、第2ガイド111、112を有している。第1ガイド111は、バルブ101の全閉時における揺動可能角度の一方側の限界位置を規定している。また、第2ガイド112は、バルブ101の全閉時における揺動可能角度の他方側の限界位置を規定している。
Therefore, an intake control device for an internal combustion engine has been proposed in which the opening degree of the valve body (valve) of the tumble control valve is automatically adjusted in accordance with the flow rate of the intake air to suppress an increase in pumping loss. (For example, refer to Patent Document 1).
As shown in FIG. 14, the tumble control valve includes a
バルブ101とシャフト102との間には、バルブ101を第1ガイド111に押し当てる側の付勢するスプリング107が装着されている。
そして、タンブル制御弁は、エンジンの吸気通路内を流れる空気流量に対応して自動でバルブ101の開度調整を行うことで、ポンピングロスの増加を抑えることができる。すなわち、1回の吸気工程のなかで、ピストンスピードの速い(=流量が大きく、圧力損失が大きい)90°ATDC当たりでスプリング107が吸入空気の流れのトルクに負けてバルブ101が少し開く。これにより、ポンピングロスや圧力損失を低減できるので、燃費を改善することができる。
なお、吸入空気の流れのトルクとは、新規空気(新気)、EGRガス等、タンブル制御弁を通過する気体によりバルブ101に及ぼされるトルク(バルブ101を開く側に回転させるトルク)のことである。
A
The tumble control valve can automatically suppress the increase in pumping loss by automatically adjusting the opening of the
Note that the torque of the intake air flow is the torque (torque that rotates the
[従来の技術の不具合]
ところが、特許文献1に記載の吸気制御装置においては、バルブ101とシャフト102とが分離して設置されており、タンブル制御弁のバルブ開度を直接モニタできないので、バルブ101の現在位置、バルブ101とシャフト102との間の接続状態の不具合(結合不良)を検出できないという問題があった。
また、エンジンの運転状況によらず、スプリング107の荷重(スプリング力)が固定されているので、図7(a)に破線で示したように、エンジンの運転状況(吸入空気の全流量)に対応した最適なバルブ挙動(吸入空気の流れのトルクに対するバルブ101の回転方向への揺動量)を選択することができない。
[Conventional technical problems]
However, in the intake control device described in Patent Document 1, since the
Further, since the load (spring force) of the
ところで、内燃機関(エンジン)の燃焼室より排出される排気ガス中に含まれる有害物質(例えば窒素酸化物:NOx)の低減を図るという目的で、排気ガスの一部であるEGRガスを排気通路から吸気通路へ還流させる排気ガス還流管(EGRガスパイプ)を備えた排気ガス循環装置(EGRシステム)が公知である。このEGRシステムにおいて、EGRガスを吸気通路に戻すと、エンジンの出力および運転性の低下を伴うので、EGRガスパイプの途中にEGRガスの流量を制御するEGRガス流量制御弁が設置されている。 ここで、一般的に、吸入空気の全流量中のEGR率が高い程、燃焼が不安定になり、図7に示したように、トルク変動限界に到達し易くなるため、高いタンブル比が必要とされる。 By the way, for the purpose of reducing harmful substances (for example, nitrogen oxides: NOx) contained in the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine (engine), EGR gas which is a part of the exhaust gas is exhausted to the exhaust passage. An exhaust gas circulation device (EGR system) provided with an exhaust gas recirculation pipe (EGR gas pipe) that recirculates air to the intake passage is known. In this EGR system, when the EGR gas is returned to the intake passage, the engine output and operability are deteriorated. Therefore, an EGR gas flow rate control valve for controlling the flow rate of the EGR gas is installed in the middle of the EGR gas pipe. Here, generally, the higher the EGR rate in the entire flow rate of intake air, the more unstable the combustion becomes, and as shown in FIG. 7, the torque fluctuation limit is easily reached, so a high tumble ratio is required. It is said.
そこで、高いタンブル比を確保するという目的で、バルブ101の全閉時にバルブ101があまり開かないようにスプリング107のスプリング力を強くすることが考えられるが、タンブル制御弁を通過する吸入空気の全流量が少ない場合、つまりEGR率が小さい場合、図7(a)に破線で示したように、スプリング107のスプリング力が強すぎて、バルブ101が全く開かず、圧力損失の低減効果が減少するという問題が生じる。
また、圧力損失の低減効果を確保するという目的で、バルブ101の全閉時にバルブ101が十分に開くようにスプリング107のスプリング力を弱くすることが考えられるが、タンブル制御弁を通過する吸入空気の全流量が多い場合、つまりEGR率が多い場合、図7(a)に破線で示したように、スプリング107のスプリング力が不足して、必要なタンブル比を得ることができないという問題が生じる。
Therefore, for the purpose of ensuring a high tumble ratio, it is conceivable to increase the spring force of the
In order to ensure the effect of reducing pressure loss, it is conceivable to weaken the spring force of the
本発明の目的は、内燃機関の運転状況に対応してモータのトルクを制御してスプリングのセットトルクを調整することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。また、バルブの実開度を直接モニタすることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。さらに、トルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can adjust the set torque of a spring by controlling the torque of a motor in accordance with the operating state of the internal combustion engine. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can directly monitor the actual opening of the valve. Furthermore, it is providing the control apparatus of the internal combustion engine which can suppress the deterioration of drivability, such as a torque fluctuation.
請求項1に記載の発明、つまり内燃機関の制御装置は、バルブと、シャフトと、モータと、トルク伝動機構と、制御ユニットとを備えている。
トルク伝動機構は、モータのトルクをシャフトに伝達してバルブを開閉動作させる動力伝達手段である。このトルク伝動機構のトルク伝動経路上には、モータのトルクを受けて回転するレバー、およびシャフトとレバーとを弾性的に連結するスプリング等が設置されている。
そして、トルク伝動機構は、モータのトルクを受けてレバーが回転すると、レバーの回転方向にスプリングが捩じられる。これにより、スプリングは、シャフトに対して、バルブを閉じる側または開く側に(スプリング)トルクを与えるトルク付与手段として機能する。
制御ユニットは、内燃機関の運転状況に基づいてモータへの供給電力を可変制御するモータ制御手段である。この制御ユニットは、内燃機関の運転状況に基づいてスプリングの目標セットトルク(スプリングトルク)を設定するトルク設定手段を有している。そして、制御ユニットは、トルク設定手段にて設定された目標セットトルクに基づいてモータへの供給電力を可変制御してモータのトルクを制御(加減、増減)する。
The invention according to claim 1, that is, the control device for the internal combustion engine includes a valve, a shaft, a motor, a torque transmission mechanism, and a control unit.
The torque transmission mechanism is power transmission means for transmitting the torque of the motor to the shaft to open and close the valve. On the torque transmission path of this torque transmission mechanism, a lever that rotates in response to the torque of the motor, a spring that elastically connects the shaft and the lever, and the like are installed.
In the torque transmission mechanism, when the lever rotates in response to the torque of the motor, the spring is twisted in the rotation direction of the lever. As a result, the spring functions as a torque applying means for applying a (spring) torque to the shaft on the side of closing or opening the valve.
The control unit is motor control means for variably controlling the power supplied to the motor based on the operating status of the internal combustion engine. This control unit has a torque setting means for setting a target set torque (spring torque) of the spring based on the operating state of the internal combustion engine. The control unit variably controls the power supplied to the motor based on the target set torque set by the torque setting means, thereby controlling (adjusting, increasing / decreasing) the motor torque.
請求項1に記載の発明によれば、制御ユニットが、トルク設定手段にて設定された目標セットトルクに基づいてモータへの供給電力を可変制御してモータのトルクを制御(加減、増減)することにより、内燃機関の運転状況に対応してスプリングトルクを調整(最適化)することが可能となる。これにより、内燃機関の運転状況に対応した最適なバルブ挙動(バルブ保持力)を選択することができる。
ここで、バルブとして、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流(タンブル流またはスワール流)を開閉動作により調整するタンブルコントロールバルブ(TCV)またはスワールコントロールバルブ(SCV)を採用した場合、スプリングの目標セットトルク(スプリング力)が強すぎて、圧力損失の低減効果が減少する不具合を解消することが可能となる。また、内燃機関の運転状況に基づいてモータのトルクを制御(加減、増減)してスプリングトルクを調整することにより、内燃機関の運転状況の変化に関わらず、常に必要渦流比(タンブル比またはスワール比)を確保することができるので、内燃機関の燃焼状態が安定して、トルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することができる。
According to the first aspect of the present invention, the control unit variably controls the power supplied to the motor based on the target set torque set by the torque setting means to control (add, subtract, increase or decrease) the motor torque. As a result, the spring torque can be adjusted (optimized) in accordance with the operating condition of the internal combustion engine. Thereby, the optimal valve behavior (valve holding force) corresponding to the operating condition of the internal combustion engine can be selected.
Here, when a tumble control valve (TCV) or a swirl control valve (SCV) that adjusts a swirling flow (tumble flow or swirl flow) generated in the combustion chamber of the internal combustion engine by an opening / closing operation is adopted as a valve, the target of the spring It is possible to solve the problem that the set torque (spring force) is too strong and the effect of reducing the pressure loss is reduced. Also, by adjusting the spring torque by controlling the motor torque based on the operating status of the internal combustion engine and adjusting the spring torque, the required eddy current ratio (tumble ratio or swirl ratio) is always maintained regardless of changes in the operating status of the internal combustion engine. Ratio) can be ensured, so that the combustion state of the internal combustion engine can be stabilized and deterioration of drivability such as torque fluctuation can be suppressed.
請求項2に記載の発明によれば、制御ユニットが、パルス信号発生手段、デューティ比設定手段等により構成されている。
パルス信号のデューティ比は、目標セットトルクから求められる。
なお、デューティ比とは、パルス信号の発生周期における、モータを通電する通電オン期間とモータへの通電を停止する通電オフ期間との比率のことである。制御ユニットは、パルス信号のデューティ比を変更して、モータへの供給電力を可変制御する。
請求項3に記載の発明によれば、制御ユニットが、揺動角度設定手段、流れトルク推定手段、トルク設定手段等により構成されている。
内燃機関の運転状況に基づいて、バルブの全閉開度に対するバルブの目標開度である目標揺動角度が設定される。
内燃機関の運転状況に基づいて、バルブおよびシャフトに対し、バルブを全閉した際に吸入空気の流量によって前記バルブを開く側に作用する流れのトルクが推定される。
そして、スプリングの目標セットトルクは、目標揺動角度または(および)流れのトルク(の推定値)から求められる。
According to the second aspect of the present invention, the control unit is constituted by the pulse signal generating means, the duty ratio setting means and the like.
The duty ratio of the pulse signal is obtained from the target set torque.
The duty ratio is the ratio of the energization on period in which the motor is energized and the energization off period in which the motor is deenergized in the pulse signal generation cycle. The control unit variably controls the power supplied to the motor by changing the duty ratio of the pulse signal.
According to the third aspect of the present invention, the control unit includes the swing angle setting means, the flow torque estimation means, the torque setting means, and the like.
Based on the operating condition of the internal combustion engine, a target swing angle that is a target opening degree of the valve with respect to the fully closed opening degree of the valve is set.
Based on the operating condition of the internal combustion engine, the torque of the flow that acts on the valve and the shaft to open the valve is estimated by the flow rate of the intake air when the valve is fully closed.
The target set torque of the spring is obtained from the target swing angle or (and) the flow torque (estimated value).
請求項4に記載の発明によれば、レバーからスプリングを介してモータのトルクが伝達されるシャフトがバルブを支持(固定)しており、しかもバルブの実開度に対応した信号を出力するセンサを備えている。これにより、バルブの実開度を直接モニタすることが可能となるので、バルブとシャフトとの間の結合不足(接続不良)や破損等の故障検知性能を確保することができる。
また、制御ユニットは、揺動角度演算手段(バルブ開度演算手段)、デューティ比補正手段等により構成されている。また、センサより出力された信号からバルブの実開度である実揺動角度が算出される。
そして、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が所定量よりも大きい場合、つまり想定されるバルブ挙動と実挙動との間に差が発生した場合には、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が所定量に納まるようにパルス信号のデューティ比を所定の補正量分だけ補正する。 これにより、目標セットトルク、パルス信号のデューティ比を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制し、より高精度なバルブの揺動角度制御が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the shaft for transmitting the torque of the motor from the lever via the spring supports (fixes) the valve, and outputs a signal corresponding to the actual opening of the valve. It has. As a result, the actual opening of the valve can be directly monitored, so that failure detection performance such as insufficient coupling (connection failure) or breakage between the valve and the shaft can be ensured.
Further, the control unit is constituted by swing angle calculation means (valve opening calculation means), duty ratio correction means, and the like. Further, an actual swing angle that is an actual opening of the valve is calculated from a signal output from the sensor.
When the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is larger than a predetermined amount, that is, when a difference occurs between the assumed valve behavior and the actual behavior, the actual swing angle and the target swing angle are set. The duty ratio of the pulse signal is corrected by a predetermined correction amount so that the deviation from the moving angle falls within a predetermined amount. As a result, control error due to product variation, disturbance, and the like, which are error factors in obtaining the target set torque and the duty ratio of the pulse signal, can be suppressed, and the valve swing angle control can be performed with higher accuracy.
請求項5に記載の発明によれば、制御ユニットが、テーブル記憶手段、テーブル補正手段等により構成されている。
テーブル記憶手段には、パルス信号のデューティ比とスプリングの目標セットトルクとの対応関係を所定の形式(マップデータまたは演算式等の形式)で表した(書き換え可能なデューティ比−トルク特性)テーブルが記憶保持されている。
想定されるバルブ挙動と実挙動との間に差が発生した後、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が所定量以下となった場合には、上記テーブルを、パルス信号のデューティ比の補正量を全て加算した補正量合計値分だけ更新する。
これにより、目標セットトルク、パルス信号のデューティ比を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制し、より高精度なバルブの揺動角度制御が可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the control unit is configured by table storage means, table correction means, and the like.
The table storage means includes a (rewritable duty ratio-torque characteristic) table that shows the correspondence between the duty ratio of the pulse signal and the target set torque of the spring in a predetermined format (format such as map data or an arithmetic expression). Retained.
After the difference between the assumed valve behavior and the actual behavior occurs, if the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is less than the predetermined amount, the above table is used as the duty ratio of the pulse signal. The correction amount is updated by the total correction amount obtained by adding all the correction amounts.
As a result, control error due to product variation, disturbance, and the like, which are error factors in obtaining the target set torque and the duty ratio of the pulse signal, can be suppressed, and the valve swing angle control can be performed with higher accuracy.
ここで、請求項4又は5に記載のセンサより出力される信号とは、アナログ信号またはデジタル信号のことである。
アナログ信号を出力するセンサとして、バルブまたはこのバルブの回転軸(シャフト)に固定された磁石より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子(ホール素子や磁気抵抗(MR)素子)を有するセンサ(ホールIC)を採用しても良い。
デジタル信号を出力するセンサとして、バルブまたはこのバルブの回転軸(シャフト)に固定された磁石より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子(ホール素子)を有するON−OFFセンサ(ホールIC)、タッチセンサあるいはリミットスイッチ等を採用しても良い。
Here, the signal output from the sensor according to
As a sensor that outputs an analog signal, a non-contact type magnetic detection element (a Hall element or a magnetoresistive (MR) element) that detects magnetic flux emitted from a valve or a magnet fixed to a rotating shaft (shaft) of the valve is used. You may employ | adopt the sensor (Hall IC) which has.
As a sensor for outputting a digital signal, an ON-OFF sensor (Hall element) having a non-contact type magnetic detection element (Hall element) for detecting magnetic flux emitted from a valve or a magnet fixed to a rotating shaft (shaft) of the valve. IC), a touch sensor, a limit switch, or the like may be employed.
請求項6に記載の発明によれば、制御ユニットが、揺動角度設定手段、流れトルク推定手段、トルク設定手段等により構成されている。
内燃機関の運転状況に基づいて、バルブの全閉開度に対するバルブの目標開度である目標揺動角度が設定される。
内燃機関の運転状況に基づいて、バルブおよびシャフトに対し、バルブを全閉した際に吸入空気の流量によって前記バルブを開く側に作用する流れのトルクが推定される。
そして、スプリングの目標セットトルクは、目標揺動角度または(および)流れのトルク(の推定値)から求められる。
請求項7に記載の発明によれば、制御ユニットが、レバー角度設定手段、パルス信号発生手段、デューティ比設定手段等により構成されている。
目標セットトルクに基づいて、レバーの目標角度が設定される。
パルス信号のデューティ比は、レバーの目標角度から求められる。
なお、デューティ比とは、パルス信号の発生周期における、モータを通電する通電オン期間とモータへの通電を停止する通電オフ期間との比率のことである。制御ユニットは、パルス信号のデューティ比を変更して、モータへの供給電力を可変制御する。
According to the sixth aspect of the present invention, the control unit is configured by the swing angle setting means, the flow torque estimation means, the torque setting means and the like.
Based on the operating condition of the internal combustion engine, a target swing angle that is a target opening degree of the valve with respect to the fully closed opening degree of the valve is set.
Based on the operating condition of the internal combustion engine, the torque of the flow that acts on the valve and the shaft to open the valve is estimated by the flow rate of the intake air when the valve is fully closed.
The target set torque of the spring is obtained from the target swing angle or (and) the flow torque (estimated value).
According to the seventh aspect of the present invention, the control unit is configured by lever angle setting means, pulse signal generation means, duty ratio setting means, and the like.
A target angle of the lever is set based on the target set torque.
The duty ratio of the pulse signal is obtained from the target angle of the lever.
The duty ratio is the ratio of the energization on period in which the motor is energized and the energization off period in which the motor is deenergized in the pulse signal generation cycle. The control unit variably controls the power supplied to the motor by changing the duty ratio of the pulse signal.
請求項8に記載の発明によれば、レバーからスプリングを介してモータのトルクが伝達されるシャフトがバルブを支持(固定)しており、しかもバルブの実開度に対応した信号を出力する第1センサと、レバーの実角度に対応した信号を出力する第2センサとを備えている。これにより、バルブの実開度を直接モニタすることが可能となるので、バルブとシャフトとの間の結合不足(接続不良)や破損等の故障検知性能を確保することができる。
また、制御ユニットは、実角度演算手段、揺動角度演算手段、回転角度補正手段、デューティ比設定手段等により構成されている。また、第1センサより出力された信号からバルブの実開度である実揺動角度が算出される。また、第2センサより出力された信号からレバーの実角度が算出される。
そして、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が所定量よりも大きい場合、つまり想定されるバルブ挙動と実挙動との間に差が発生した場合には、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が前記所定量に納まるようにレバーの目標角度を所定の補正量分だけ補正する。これにより、レバーの目標角度、目標セットトルク、パルス信号のデューティ比を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制し、より高精度なバルブの揺動角度制御が可能となる。
また、レバーの実角度とレバーの目標角度とが一致するように、パルス信号のデューティ比を(PIDまたはPI)フィードバック制御している。
According to the eighth aspect of the present invention, the shaft to which the torque of the motor is transmitted from the lever via the spring supports (fixes) the valve, and outputs a signal corresponding to the actual opening of the valve. 1 sensor and a second sensor that outputs a signal corresponding to the actual angle of the lever. As a result, the actual opening of the valve can be directly monitored, so that failure detection performance such as insufficient coupling (connection failure) or breakage between the valve and the shaft can be ensured.
The control unit includes an actual angle calculation means, a swing angle calculation means, a rotation angle correction means, a duty ratio setting means, and the like. Further, an actual swing angle that is an actual opening of the valve is calculated from a signal output from the first sensor. Further, the actual angle of the lever is calculated from the signal output from the second sensor.
When the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is larger than a predetermined amount, that is, when a difference occurs between the assumed valve behavior and the actual behavior, the actual swing angle and the target swing angle are set. The target angle of the lever is corrected by a predetermined correction amount so that the deviation from the moving angle falls within the predetermined amount. This suppresses control errors due to product variations and disturbances that can cause errors when determining the target angle of the lever, target set torque, and duty ratio of the pulse signal, and enables more accurate valve swing angle control. Become.
Further, the duty ratio of the pulse signal is feedback controlled (PID or PI) so that the actual angle of the lever and the target angle of the lever coincide.
請求項9に記載の発明によれば、制御ユニットが、テーブル記憶手段、テーブル補正手段等により構成されている。
テーブル記憶手段には、レバーの目標角度と目標セットトルクとの対応関係を所定の形式(マップデータまたは演算式等の形式)で表した(書き換え可能なレバー角度−トルク特性)テーブルが記憶保持されている。
そして、実揺動角度と目標揺動角度との偏差が所定量以下の場合には、目標角度の補正量を全て加算した補正量合計値分だけ、テーブルが更新される。
これにより、レバーの目標角度、目標セットトルク、パルス信号のデューティ比を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制し、より高精度なバルブの揺動角度制御が可能となる。
According to the invention described in
The table storage means stores and holds a (rewritable lever angle-torque characteristic) table in which a correspondence relationship between the target angle of the lever and the target set torque is expressed in a predetermined format (a format such as map data or an arithmetic expression). ing.
When the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is equal to or smaller than a predetermined amount, the table is updated by the correction amount total value obtained by adding all the correction amounts of the target angle.
This suppresses control errors due to product variations and disturbances that can cause errors when determining the target angle of the lever, target set torque, and duty ratio of the pulse signal, and enables more accurate valve swing angle control. Become.
ここで、請求項8又は9に記載の第1、第2センサより出力される信号とは、アナログ信号またはデジタル信号のことである。
アナログ信号を出力する第1、第2センサとして、バルブまたはこのバルブの回転軸(シャフト)およびレバーまたはこのレバーの回転軸に固定された磁石より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子(ホール素子や磁気抵抗(MR)素子)を有するセンサ(ホールIC)を採用しても良い。
デジタル信号を出力する第1、第2センサとして、バルブまたはこのバルブの回転軸(シャフト)およびレバーまたはこのレバーの回転軸に固定された磁石より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子(ホール素子)を有するON−OFFセンサ(ホールIC)、タッチセンサあるいはリミットスイッチ等を採用しても良い。
Here, the signals output from the first and second sensors according to
Non-contact type magnetic detection for detecting magnetic flux emitted from a valve or a rotating shaft (shaft) of the valve and a lever or a magnet fixed to the rotating shaft of the lever as first and second sensors for outputting an analog signal A sensor (Hall IC) having an element (Hall element or magnetoresistive (MR) element) may be employed.
Non-contact type magnetic detection for detecting magnetic flux emitted from a valve or a rotating shaft (shaft) of this valve and a lever or a magnet fixed to the rotating shaft of this lever as first and second sensors for outputting digital signals An ON-OFF sensor (Hall IC) having an element (Hall element), a touch sensor, a limit switch, or the like may be employed.
請求項10に記載の発明によれば、トルク伝動機構が、バルブの動作可能範囲の一方側の限界位置である全開位置またはその付近のみ、シャフトとレバーとが直結するように構成されている。例えばバルブまたはシャフトが全開ストッパに突き当たる際、あるいはその直前からバルブまたはシャフトが全開ストッパに突き当たるまでの間のみ、スプリングを介することなく、シャフトとレバーとが直結するように構成されている。この場合には、モータのトルクを受けて回転するレバーがバルブを確実に全開位置に保持することができる。これにより、内燃機関の燃焼室に大量の吸入空気を導入できるので、内燃機関の出力不足または内燃機関のトルク低下等の不具合の発生を防止することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the torque transmission mechanism is configured such that the shaft and the lever are directly connected only at or near the fully open position that is the limit position on one side of the operable range of the valve. For example, the shaft and the lever are configured to be directly connected without using a spring only when the valve or the shaft hits the fully open stopper or just before the valve or the shaft hits the fully open stopper. In this case, the lever that rotates in response to the torque of the motor can reliably hold the valve in the fully open position. Thereby, since a large amount of intake air can be introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine, it is possible to prevent problems such as insufficient output of the internal combustion engine or torque reduction of the internal combustion engine.
請求項11に記載の発明によれば、バルブとして、内燃機関の燃焼室で発生する旋回流を開閉動作により調整する吸気流制御弁の弁体を採用しても良い。なお、吸気流制御弁の弁体として、内燃機関の燃焼室で発生するタンブル流を開閉動作により調整するタンブル制御弁の弁体であるタンブルコントロールバルブ(TCV)を採用しても良い。また、吸気流制御弁の弁体として、内燃機関の燃焼室で発生するスワール流を開閉動作により調整するスワール制御弁の弁体であるスワールコントロールバルブ(SCV)を採用しても良い。
請求項12に記載の発明によれば、内燃機関の吸気通路に排気ガスの一部をEGRガスとして還流させる排気ガス循環装置(EGR装置)を備えている。この排気ガス循環装置は、EGR(ガス量)制御弁、およびこのEGR制御弁の弁体を駆動するアクチュエータを有している。なお、EGR制御弁の弁体として、内燃機関の燃焼室に供給する吸入空気の全流量に対するEGRガス量の比率であるEGR率を制御するEGRバルブを採用しても良い。
According to the eleventh aspect of the present invention, the valve body of an intake flow control valve that adjusts the swirling flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine by an opening / closing operation may be employed as the valve. Note that a tumble control valve (TCV) that is a valve body of a tumble control valve that adjusts the tumble flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine by an opening / closing operation may be employed as the valve body of the intake flow control valve. Further, a swirl control valve (SCV) that is a valve body of a swirl control valve that adjusts a swirl flow generated in the combustion chamber of the internal combustion engine by an opening / closing operation may be employed as the valve body of the intake flow control valve.
According to the twelfth aspect of the present invention, the exhaust gas circulation device (EGR device) for recirculating a part of the exhaust gas as EGR gas is provided in the intake passage of the internal combustion engine. The exhaust gas circulation device has an EGR (gas amount) control valve and an actuator that drives the valve body of the EGR control valve. An EGR valve that controls the EGR rate, which is the ratio of the amount of EGR gas to the total flow rate of intake air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, may be employed as the valve body of the EGR control valve.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、エンジンの運転状況に対応してモータのトルクを制御してスプリングのセットトルクを調整(最適化)するという目的を、トルク設定手段にて設定された目標セットトルクに基づいてモータへの供給電力を可変制御してモータのトルクを制御(加減、増減)することで実現した。
また、バルブの実開度を直接モニタするという目的を、レバーからスプリングを介してモータのトルクが伝達されるシャフトがバルブを支持(固定)しており、しかもバルブの実開度に対応した信号を出力する(第1)センサを備えたことで実現した。
さらに、トルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制するという目的を、トルク設定手段にて設定された目標セットトルクに基づいてモータへの供給電力を可変制御してモータのトルクを制御(加減、増減)することで実現した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention aims to adjust (optimize) the set torque of the spring by controlling the torque of the motor in accordance with the operating condition of the engine, to the motor based on the target set torque set by the torque setting means. This is achieved by variably controlling the power supplied to the motor to control (increase, decrease or decrease) the motor torque.
In addition, for the purpose of directly monitoring the actual opening of the valve, a shaft to which the motor torque is transmitted from the lever via the spring supports (fixes) the valve, and a signal corresponding to the actual opening of the valve. This is realized by providing a (first) sensor that outputs
Furthermore, for the purpose of suppressing deterioration of drivability such as torque fluctuation, the motor torque is controlled (adjusted, increased or decreased) by variably controlling the power supplied to the motor based on the target set torque set by the torque setting means. ).
[実施例1の構成]
図1ないし図9は本発明の実施例1を示したもので、図1はエンジン制御システムを示した図で、図2および図4(a)はTCVのバルブ全開状態を示した図で、図3および図4(b)はTCVのバルブ全閉状態を示した図で、図5(a)はTCVのバルブ全閉作動を示した図で、図5(b)はバルブ全開作動を示した図である。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 9 show Example 1 of the present invention, FIG. 1 is a view showing an engine control system, FIGS. 2 and 4A are views showing a TCV fully opened state, 3 and 4 (b) are views showing a TCV valve fully closed state, FIG. 5 (a) is a view showing a TCV valve fully closed operation, and FIG. 5 (b) is a valve fully open operation. It is a figure.
本実施例の内燃機関の制御装置(エンジン制御システム)は、内燃機関(エンジン)の各気筒毎の燃焼室内に供給される新規吸入空気(新気)の流量(新気量)を制御する電子スロットル装置と、エンジンの排気ガスの一部であるEGRガスを吸気通路へ再循環(還流)させる排気ガス循環装置(EGRシステム)と、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において吸気渦流(タンブル流)を発生させる吸気渦流発生装置と、この吸気渦流発生装置を、電子スロットル装置、EGRシステム、点火装置、燃料噴射装置等の各システムと関連して制御するエンジン制御ユニット(電子制御装置:ECU)1とを備え、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する吸入空気を制御する内燃機関の吸気制御装置として使用されるものである。 The control device (engine control system) for the internal combustion engine of the present embodiment is an electronic device that controls the flow rate (fresh air amount) of new intake air (new air) supplied into the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine (engine). Throttle device, exhaust gas circulation device (EGR system) for recirculating (refluxing) EGR gas, which is part of engine exhaust gas, to the intake passage, and intake vortex flow (tumble flow) in the combustion chamber of each cylinder of the engine And an engine control unit (electronic control unit: ECU) 1 for controlling the intake vortex generator in association with each system such as an electronic throttle device, an EGR system, an ignition device, and a fuel injection device And is used as an intake control device for an internal combustion engine that controls intake air supplied to a combustion chamber for each cylinder of the engine.
電子スロットル装置は、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する新気の流量(新気量)を開閉動作(共通吸気通路の開口面積を変更すること)により調整する空気量(新気量)制御弁の弁体であるスロットルバルブ2の開度制御を行うスロットルバルブ制御装置である。スロットルバルブ2の回転軸(シャフト)は、電動モータ3によって回転方向に駆動される。
EGRシステムは、エンジンの排気管から吸気管へ還流するEGRガスの流量(EGRガス量)を開閉動作(EGRガス流路の開口面積を変更すること)により調整するEGRガス流量制御弁の弁体であるEGRバルブ4の開度制御を行うEGRバルブ制御装置である。EGRバルブ4の駆動軸(シャフト)は、アクチュエータによって往復移動方向に駆動される。
吸気渦流発生装置は、エンジンの各気筒毎の燃焼室内で発生する旋回流(タンブル流)を開閉動作(各分岐吸気通路の開口面積を変更すること)により調整する吸気渦流制御弁の弁体である複数のタンブルコントロールバルブ(TCV)5の開度制御を行うタンブルコントロールバルブ制御装置(システム)である。TCV5の回転軸(バルブシャフト)6は、電動モータ7によって回転方向に駆動される。
The electronic throttle device adjusts the flow rate (fresh air amount) of fresh air supplied to the combustion chamber of each cylinder of the engine by opening and closing (changing the opening area of the common intake passage) (fresh air amount). This is a throttle valve control device that controls the opening degree of the
The EGR system is a valve body of an EGR gas flow rate control valve that adjusts the flow rate (EGR gas amount) of EGR gas recirculated from the exhaust pipe of the engine to the intake pipe by opening / closing operation (changing the opening area of the EGR gas flow path). This is an EGR valve control device that controls the opening degree of the
The intake vortex generator is a valve body of an intake vortex control valve that adjusts the swirling flow (tumble flow) generated in the combustion chamber of each cylinder of the engine by opening / closing operation (changing the opening area of each branch intake passage). This is a tumble control valve control device (system) that controls the opening degree of a plurality of tumble control valves (TCV) 5. A rotating shaft (valve shaft) 6 of the
ECU1は、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置(SRAM、DRAM等の揮発性メモリ、EPROM、EEPROMまたはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ)、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。このECU1は、エアフロメータ13、クランク角度センサ14、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ15、バルブ開度センサ(TCV開度センサ16、EGRV開度センサ18)、吸気温度センサ、冷却水温センサおよび排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等の各種センサからのセンサ出力信号が、A/D変換回路によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
The ECU 1 includes a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a control program or control logic, a storage device that stores various data (volatile memory such as SRAM and DRAM, nonvolatile memory such as EPROM, EEPROM, and flash memory), a timer, and the like A microcomputer having a known structure configured to include the above functions is provided. The ECU 1 includes an
マイクロコンピュータは、エアフロメータ13より出力される電気信号(AFM信号)に基づいて、エンジンの吸気管を流れる新気の流量(新気量)を計測(算出)し、この算出した新気量を各種エンジン制御(例えばTCV5の揺動角度制御等)に使用する。また、マイクロコンピュータは、EGRV開度センサ18より出力される電気信号(EGRV開度信号)に基づいて、エンジンの吸気管に還流するEGRガスの流量(EGRガス量)を計測(算出)し、この算出したEGRガス量を各種エンジン制御(例えばTCV5の揺動角度制御等)に使用する。
なお、ECU1によるTCV5の揺動角度制御の詳細は後述する。
The microcomputer measures (calculates) the flow rate (fresh air amount) of fresh air flowing through the intake pipe of the engine based on the electrical signal (AFM signal) output from the
Details of the swing angle control of the
ここで、エンジンは、複数の気筒を有する多気筒ガソリンエンジンが採用されている。このエンジンは、エアクリーナで濾過された清浄な新気またはEGRガスである吸入空気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーにより出力を発生するものである。
エンジンの各気筒(シリンダ)には、燃焼室内に燃料を直接噴射供給するためのインジェクタ21、燃焼室内の混合気を点火するためのスパークプラグ22が取り付けられている。また、各気筒(シリンダ)のシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストン23が摺動自在に支持されている。また、エンジンには、各気筒毎の吸気ポートを開閉する吸気バルブ24、および各気筒毎の排気ポートを開閉する排気バルブ25が取り付けられている。
Here, a multi-cylinder gasoline engine having a plurality of cylinders is employed as the engine. This engine generates output by heat energy obtained by burning clean fresh air filtered by an air cleaner or an air-fuel mixture of intake air, which is EGR gas, and fuel in a combustion chamber.
Each cylinder (cylinder) of the engine is provided with an
エンジンの複数(各気筒毎)の吸気ポートには、吸気管が接続されている。この吸気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸入空気を供給するための吸気通路(共通吸気通路31等)が形成されている。また、吸気管の途中には、エアクリーナ、エアフロメータ13、スロットルバルブ2、インテークマニホールド26等が設置されている。インテークマニホールド26は、内部に分岐吸気通路32が形成された複数の吸気分岐管を有している。エンジンの複数(各気筒毎)の排気ポートには、排気管が接続されている。この排気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置(三元触媒等の触媒)を経由して外部に排出するための排気通路(共通排気通路33等)が形成されている。また、排気管の途中には、エキゾーストマニホールド、排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等が設置されている。エキゾーストマニホールドは、内部に分岐排気通路34が形成された複数の排気分岐管を有している。
An intake pipe is connected to a plurality of intake ports (for each cylinder) of the engine. An intake passage (such as a common intake passage 31) for supplying intake air to the combustion chamber of each cylinder of the engine is formed inside the intake pipe. Further, an air cleaner, an
本実施例の電子スロットル装置は、スロットル開度センサ15、スロットルボディ、スロットルバルブ2、電動アクチュエータを備えている。
スロットルボディは、エンジンの吸気管の途中、例えばインテークマニホールド26のサージタンクの入口部に設置されている。
スロットルバルブ2は、吸気管の内部(吸気通路)を流れる新気量を制御(調整)するバタフライバルブであって、吸気管に回転自在に装着されたシャフト(回転軸)に支持固定されている。また、吸気管(スロットルボディ)には、スロットルバルブ2を支持固定するシャフト(回転軸)を開弁方向または閉弁方向に駆動する電動アクチュエータが搭載されている。この電動アクチュエータは、電力の供給を受けるとスロットルバルブ2を駆動する駆動力(トルク)を発生する電動モータ3を有している。
ここで、スロットルバルブ2を駆動する電動モータ3は、ECU1によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
The electronic throttle device of this embodiment includes a
The throttle body is installed in the middle of the intake pipe of the engine, for example, at the inlet of the surge tank of the
The
Here, the electric motor 3 that drives the
本実施例のEGRシステムは、EGRV開度センサ18、EGRガスパイプ、EGRクーラ35、EGRガス流量制御弁を備えている。EGRシステムは、EGRガス流量制御弁の弁体であるEGRバルブ4が開弁している間、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガス(エンジンの排出ガス)の一部が、EGRガスパイプを経由し、EGRガスとして吸気通路(複数の分岐吸気通路32)へ戻される。
EGRガスパイプは、排気管から吸気管へEGRガスを戻す排気ガス還流管である。このEGRガスパイプの内部には、EGRガスを排気通路(複数の分岐排気通路34)から(複数の分岐吸気通路32)へ還流させるための排気ガス還流路(EGRガス流路)36が形成されている。
The EGR system of this embodiment includes an
The EGR gas pipe is an exhaust gas recirculation pipe that returns EGR gas from the exhaust pipe to the intake pipe. An exhaust gas recirculation path (EGR gas flow path) 36 is formed inside the EGR gas pipe to recirculate the EGR gas from the exhaust path (plurality of branched exhaust paths 34) to the (plurality of branched intake paths 32). Yes.
EGRクーラ35は、EGRガスを冷却する排気ガス冷却用熱交換器である。
EGRガス流量制御弁は、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する吸入空気の全流量に対するEGRガス量の比率であるEGR率を制御するEGR制御弁である。このEGRガス流量制御弁は、EGRガス流路36の開口面積を変更するEGRバルブ4、およびこのEGRバルブ4を開弁方向または閉弁方向に駆動するアクチュエータを有し、EGRガス流路36を介して排気通路(複数の分岐排気通路34)から吸気通路(複数の分岐吸気通路32)へ還流されるEGRガス量を可変制御する。
The
The EGR gas flow rate control valve is an EGR control valve that controls an EGR rate that is a ratio of an EGR gas amount to a total flow rate of intake air supplied to a combustion chamber for each cylinder of the engine. This EGR gas flow rate control valve has an
本実施例の吸気渦流発生装置は、TCV開度センサ16、吸気管、吸気渦流制御弁(タンブル制御弁)を備えている。
吸気管、特にインテークマニホールド26の内部には、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに連通する分岐吸気通路32が形成されている。
また、インテークマニホールド26は、分岐吸気通路32の重力方向における下方側、つまり分岐吸気通路32の重力方向における下面側に、TCV5の全開時にTCV5が分岐吸気通路32内に突き出さないようにTCV5を収納(格納)するためのバルブ収納凹部27を有している。
The intake vortex generator of this embodiment includes a
A
Further, the
吸気渦流制御弁は、複数の分岐吸気通路32の開口面積を変更するTCV5、およびこのTCV5のバルブシャフト6を開弁方向または閉弁方向に回転駆動するアクチュエータを有している。
複数のTCV5は、1本のバルブシャフト6に串刺し状態となるように結合(支持固定)された回転型のバルブである。これらのTCV5は、各分岐吸気通路32の開口面積が最大となる全開位置から、各分岐吸気通路32の開口面積が最小となる全閉位置に至るまでのバルブ作動範囲にて回転角度(バルブ開度)が変更されることで、吸気管(インテークマニホールド26)に対して相対回転して各分岐吸気通路32を開閉する。つまり各分岐吸気通路32の通路断面積を絞る。
The intake vortex control valve has a
The plurality of
複数のTCV5は、その回転中心を成すバルブシャフト6が、TCV5のバルブ中心部よりも、TCV5の板厚方向に対して垂直なバルブ面方向の片側(図示下方側)に偏った位置に設置されている。したがって、TCV5は、片持ち式のバルブを構成している。
また、本実施例では、複数のTCV5が全閉位置において停止している状態であっても、各分岐吸気通路32の上部に隙間(TCV5のバルブ上端と吸気通路上側壁面との間に形成される隙間(開口部37))が形成されるように構成されている。
なお、TCV5のバルブ上端面の一部(中央部)、つまりバルブシャフト6側に対して反対側のバルブ上端面を切り欠くことで、エンジンの各気筒毎の燃焼室内においてタンブル流を発生させるための長方形状の開口部(切欠き部、スリット)を形成しても良い。この場合、TCV5の全閉時に、TCV5のバルブ上端が吸気通路上側壁面に当接するようにしても良い。
The plurality of
Further, in this embodiment, even when the plurality of
In order to generate a tumble flow in the combustion chamber of each cylinder of the engine by cutting out a part (central portion) of the valve upper end surface of the
ここで、複数のTCV5は、タンブル実行条件が成立していない場合、図2、図4(a)、図5(b)に示したように、電動モータ7のトルク(モータトルク)を利用して全開される。つまりTCV駆動モードは、複数のTCV5を全開位置に固定する全開固定モードに設定される。
なお、TCV5の全開位置とは、TCV5(または分岐吸気通路32)を全開した全開開度の状態のことである。そして、全開位置は、TCV5の作動可能範囲の一方側の限界位置、つまりバルブシャフト6の外周に結合一体化されたストッパレバー11の全開ストッパ部が全開ストッパ38に突き当たって、これ以上のTCV5の全開作動が規制される全開側規制位置である。
Here, when the tumble execution condition is not satisfied, the plurality of
The fully opened position of TCV5 is a state of a fully opened position where TCV5 (or branch intake passage 32) is fully opened. The fully open position is a limit position on one side of the operable range of the
また、複数のTCV5は、タンブル実行条件が成立している場合、図3、図4(b)、図5(a)に示したように、モータトルクを利用して全閉される。つまりTCV駆動モードは、複数のTCV5を全閉位置に固定する全閉固定モード、あるいは全閉位置から所定の揺動角度分だけ開弁側に揺動するTCV揺動角度制御モードに設定される。
なお、TCV5の全閉位置とは、TCV5(または分岐吸気通路32)を全閉した全閉開度の状態のことである。そして、全閉位置は、TCV5の作動可能範囲の他方側の限界位置、つまりストッパレバー11の全閉ストッパ部が全閉ストッパ39に突き当たって、これ以上のTCV5の全閉作動が規制される全閉側規制位置である。
Further, when the tumble execution condition is satisfied, the plurality of
The fully closed position of TCV5 is a state of a fully closed opening degree in which TCV5 (or branch intake passage 32) is fully closed. The fully closed position is the limit position on the other side of the operable range of the
バルブシャフト6は、複数のTCV5を圧入固定している。このバルブシャフト6は、複数のTCV5の回転中心部を串刺し状態となるように結合することで、全てのTCV5を連動可能に連結する1本の駆動軸である。バルブシャフト6の回転軸方向の一端外周には、全開ストッパ38または全閉ストッパ39に選択的に係止されるストッパレバー11が嵌合保持されている。
全開ストッパ38とは、吸気管、特にインテークマニホールド26に設置された突条の突出部、あるいは吸気管、特にインテークマニホールド26に支持固定された全開ストッパスクリューのことである。
全閉ストッパ39は、吸気管、特にインテークマニホールド26に設置された突条の突出部、あるいは吸気管、特にインテークマニホールド26に支持固定された全閉ストッパスクリューのことである。
The
The full-
The fully
アクチュエータは、電力の供給を受けるとTCV5を駆動する駆動力(トルク)を発生する電動モータ7、およびこのモータトルクをバルブシャフト6に伝達するトルク伝動機構を有している。
電動モータ7は、ECU1によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
ここで、本実施例のモータ駆動回路は、ECU1のマイクロコンピュータより与えられる「PWM信号のデューティ比(後述する)」に対応して電動モータ7への供給電力(モータ印加電圧またはモータ駆動電流)を可変制御する。
トルク伝動機構のトルク伝動経路上には、電動モータ7の回転を減速する減速機構8、この減速機構8からモータトルクを受けて回転するコントロールレバー9、このコントロールレバー9からモータトルクを受けてコントロールレバー9の回転方向の全閉側(または全開側)に捩じられることでセットトルク(スプリング力)が調整されるコイル状のスプリング10、およびバルブシャフト6の回転軸方向の一端外周に支持固定されたストッパレバー11等が設置されている。
The actuator has an
The
Here, the motor drive circuit of this embodiment corresponds to the “duty ratio of the PWM signal (described later)” given from the microcomputer of the ECU 1 (power applied to the electric motor 7 (motor applied voltage or motor drive current)). Is variably controlled.
On the torque transmission path of the torque transmission mechanism, a
減速機構8は、電動モータ7の出力軸(シャフト)40の外周に圧入固定されたピニオンギヤ41、およびこのピニオンギヤ41と噛み合って回転する最終ギヤ42等により構成されている。
ピニオンギヤ41は、最終ギヤ42と噛み合う複数の凸状歯が周方向全体に形成されている。
最終ギヤ42は、例えば合成樹脂によって円弧状に一体成形されている。この最終ギヤ42の外周部には、ピニオンギヤ41の凸状歯と噛み合う複数の凸状歯43が形成されている。また、最終ギヤ42の内周部には、コントロールレバー9がインサート成形されている。
The
The
The
コントロールレバー9は、TCV5のバルブシャフト6と同一軸線上に回転中心を有し、この回転中心を中心として放射状に延設された円形状のプレートを主体とする。コントロールレバー9の回転中心線上には、シャフト(回転軸)44が接続(結合一体化)されている。このシャフト44は、吸気管、特にインテークマニホールド26、あるいはアクチュエータを収容するハウジング(アクチュエータケース)に保持される軸受(ベアリング)45に回転方向に摺動自在に支持されている。
The
また、コントロールレバー9は、ストッパレバー11の全開ストッパ部が全開ストッパ38に突き当たる際、つまりTCV5の動作可能範囲の一方側の限界位置である全開位置またはその付近のみ、ストッパレバー11を介してTCV5のバルブシャフト6とコントロールレバー9とを直結させる軸方向アーム46を有している。この軸方向アーム46は、プレートの外周部からコントロールレバー9の回転中心軸線方向のTCV5側に向けて真っ直ぐに延びている。これにより、TCV5の全開時に、スプリング10を介することなく、モータトルクをコントロールレバー9から直接TCV5のバルブシャフト6に伝達することが可能となる。
Further, the
スプリング10は、コントロールレバー9の回転中心とストッパレバー11の回転中心とを結ぶ直線(仮想回転軸線)の周囲を螺旋状に取り囲むように設置されている。このスプリング10は、コントロールレバー9とストッパレバー11とを弾性的に、しかも回転方向に連結してコントロールレバー9のTCV5を閉じる側または開く側への回転動作にストッパレバー11を追従させることで、モータトルクをTCV5のバルブシャフト6に伝達する。また、スプリング10は、コントロールレバー9の回転方向(TCV5を閉じる側または開く側への回転方向)に捩じられることで、TCV5のバルブシャフト6およびストッパレバー11に対して、TCV5を閉じる側または開く側にスプリングトルクを与えるスプリングトルク付与手段としての機能を有している。
The
ストッパレバー11は、TCV5のバルブシャフト6と同一軸線上に回転中心を有している。ストッパレバー11の回転方向の一方側(開弁作動方向)には、全開ストッパ38に係止される全開ストッパ部が設けられている。これにより、ストッパレバー11の全開ストッパ部が全開ストッパ38に突き当たると、TCV5のバルブ開度が全開開度の状態(全開位置)となるように規制される。なお、全開ストッパ38は、TCV5の開閉動作をその動作可能範囲の一方側の限界位置である全開位置(TCV5の全開位置)にて規制する一方側のストッパである。
The
ストッパレバー11の回転方向の他方側(閉弁作動方向)には、全閉ストッパ39に係止される全閉ストッパ部が設けられている。これにより、ストッパレバー11の全閉ストッパ部が全閉ストッパ39に突き当たると、TCV5のバルブ開度が全閉開度の状態(全閉位置)となるように規制される。なお、全閉ストッパ39は、TCV5の開閉動作をその動作可能範囲の他方側の限界位置である全閉位置(TCV5の全閉位置)にて規制する他方側のストッパである。
ストッパレバー11の回転中心線上には、上述したように、バルブシャフト(TCV5、ストッパレバー11の回転軸)6が接続(結合一体化)されている。このバルブシャフト6は、吸気管、特にインテークマニホールド26、あるいはアクチュエータを収容するハウジング(アクチュエータケース)に保持される軸受(ベアリング)47に回転方向に摺動自在に支持されている。
On the other side of the
As described above, the valve shaft (TCV5, the rotation shaft of the stopper lever 11) 6 is connected (coupled and integrated) on the rotation center line of the
次に、本実施例のECU1によるTCV5の揺動角度制御を図1ないし図9に基づいて説明する。
ECU1には、上述したように、エアフロメータ13、クランク角度センサ14、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ15、バルブ開度センサ(TCV開度センサ16、EGRV開度センサ18)、吸気温度センサ、冷却水温センサおよび排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等が接続されている。
エアフロメータ13は、エンジンの各気筒の燃焼室に吸い込まれる新気量を検出する空気量検出手段である。
Next, the swing angle control of the
As described above, the ECU 1 includes an
The
クランク角度センサ14は、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出する回転角度検出手段である。このクランク角度センサ14は、エンジンのクランクシャフトの回転角度を電気信号に変換するピックアップコイルよりなり、例えば30°CA(クランク角度)毎にNEパルス信号が出力される。
また、ECU1は、クランク角度センサ14より出力されたNEパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(エンジン回転数:NE)を検出するための回転速度検出手段として機能する。
アクセル開度センサは、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するエンジン負荷検出手段である。
The
Further, the ECU 1 functions as a rotational speed detection means for detecting the engine rotational speed (engine rotational speed: NE) by measuring the interval time of the NE pulse signal output from the
The accelerator opening sensor is an engine load detecting means for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening).
スロットル開度センサ15は、アクセル開度センサより出力される電気信号(アクセル開度信号)に基づいて変更されるスロットルバルブ2のバルブ開度に相当するスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段(エンジン負荷検出手段)である。
TCV開度センサ16は、TCV5のバルブ開度に相当するバルブシャフト6の回転角度を検出するTCV開度検出手段である。このTCV開度センサ16は、TCV5のバルブシャフト6に固定された磁石(マグネット)より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子を有するホールICを主体として構成されている。このホールICより出力される電気信号は、ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応した電圧信号(アナログ信号)である。
EGRV開度センサ18は、EGRバルブ4のバルブ開度を検出するEGRV開度検出手段である。
The
The TCV
The EGRV
[実施例1の制御方法]
次に、本実施例のエンジン制御システムの制御方法を図1ないし図9に基づいて簡単に説明する。ここで、図6はTCV揺動角度の制御方法を示したフローチャートである。この図6の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
[Control Method of Example 1]
Next, a control method of the engine control system of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing a method for controlling the TCV swing angle. The control routine of FIG. 6 is repeatedly executed every predetermined control period after the ignition switch is turned on (IG · ON).
先ず、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、エアフロメータ13、クランク角度センサ14、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ15、バルブ開度センサ(TCV開度センサ16、EGRV開度センサ18)、吸気温度センサ、冷却水温センサおよび排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等の各種センサからのセンサ信号が、例えば所定のサンプリング周期毎に繰り返し読み込まれる。
そして、ECU1は、エンジンの運転状況に基づいてバルブ駆動モードを決定する。この決定されたバルブ駆動モードからタンブル実行条件が成立しているか否かを判断する。 ここで、マイクロコンピュータのメモリは、要求タンブル比と推定圧力損失との対応関係を所定の形式(演算式またはマップデータ(特性線)等の形式:図7(b)参照)で表したバルブ駆動モード設定用テーブルを記憶保持するテーブル記憶手段としての機能を有している。
なお、図7(b)に示したマップデータを格納するバルブ駆動モード設定用テーブルを、更新(マップデータの書き換え)が可能なテーブルとしても良い。
First, when the ignition switch is turned on (IG / ON), the
Then, the ECU 1 determines the valve drive mode based on the operating state of the engine. It is determined whether or not the tumble execution condition is satisfied from the determined valve drive mode. Here, the memory of the microcomputer is a valve drive in which the correspondence relationship between the required tumble ratio and the estimated pressure loss is expressed in a predetermined format (a formula such as an arithmetic expression or map data (characteristic line): see FIG. 7B). It has a function as table storage means for storing and holding the mode setting table.
Note that the valve drive mode setting table for storing the map data shown in FIG. 7B may be a table that can be updated (rewrite the map data).
そして、タンブル実行条件が成立しているか否かを判断するタイミングになると、現在のエンジンの運転状況から要求タンブル比を求め、要求タンブル比が所定値以上の場合に、タンブル実行条件を満足していると判断する。
なお、要求タンブル比は、エンジン回転速度、EGR率(=「EGRガス量」/(「新気量」+「EGRガス量」)、新気量等から算出する。
そして、要求タンブル比が所定値以上の場合には、TCV5を全閉するTCV全閉指令を出す。つまりタンブルフラグ(FLAG)を立てる(オン)する(FLAG=ON)。 また、要求タンブル比が所定値未満の場合には、TCV5を全開するTCV全開指令を出す。つまりタンブルフラグ(FLAG)を倒す(オフ)する(FLAG=OFF)。
Then, when it is time to determine whether or not the tumble execution condition is satisfied, the required tumble ratio is obtained from the current engine operating condition, and when the required tumble ratio is equal to or greater than a predetermined value, the tumble execution condition is satisfied. Judge that
The required tumble ratio is calculated from the engine speed, the EGR rate (= “EGR gas amount” / (“new air amount” + “EGR gas amount”)), the new air amount, and the like.
When the requested tumble ratio is equal to or greater than a predetermined value, a TCV full close command for fully closing the
次に、FLAG=OFFの場合には、次の制御周期まで待機する。
また、FLAG=ONの場合には、駆動モード設定用テーブル(図7(b)参照)に基づいてTCV駆動モードを決定する。
すなわち、「推定圧力損失」が所定値(所定の演算式で求められる可変値)未満の場合には、TCV5を全閉位置に固定する全閉固定モードを実施し、あるいは「推定圧力損失」が所定値以上の場合には、TCV5を全閉位置から全開側に揺動可能とするTCV揺動角度制御モードを実施するようにTCV駆動モードを決定する。
なお、「推定圧力損失」は、吸入空気量(「新気量」+「EGRガス量」)等から推定する。また、「新気量」は、エアフロメータ13のセンサ出力信号(AFM信号)、つまりEGRバルブ4のバルブ開度から推定されるEGRガス量等から算出する。また、「EGRガス量」は、EGRV開度センサ18のセンサ出力信号(EGRV開度信号)、つまりEGRバルブ4のバルブ開度から推定されるEGRガス量等から算出する。
Next, when FLAG = OFF, it waits until the next control cycle.
When FLAG = ON, the TCV drive mode is determined based on the drive mode setting table (see FIG. 7B).
That is, when the “estimated pressure loss” is less than a predetermined value (a variable value obtained by a predetermined arithmetic expression), the fully closed fixing mode for fixing the
The “estimated pressure loss” is estimated from the intake air amount (“fresh air amount” + “EGR gas amount”) or the like. Further, the “new air amount” is calculated from the sensor output signal (AFM signal) of the
次に、TCV駆動モードが全閉固定モードの場合には、TCV5の電動モータ7に印加するモータ印加電圧または駆動デューティ比(DUTY比)を最大値(例えばDUTY比100%)に設定する。そして、ECU1は、モータ駆動回路に与えるPWM信号のデューティ比を100%に設定する。そして、ECU1は、算出されたDUTY比に対応したパルス信号(PWM信号:パルス幅変調信号)を、モータ駆動回路に与える(パルス信号発生手段)。そして、次の制御周期まで待機する。
Next, when the TCV drive mode is the fully closed fixed mode, the motor applied voltage or drive duty ratio (DUTY ratio) applied to the
また、TCV駆動モードがTCV揺動角度制御モードの場合には、図6の制御ルーチンが起動する。
図6の制御ルーチンが起動すると、先ず、ステップS1の処理が実行される。
ここで、マイクロコンピュータのメモリは、目標揺動角度および流れのトルクとスプリング10の目標セットトルクとの対応関係を所定の形式(図8(b)参照)で表した書き換え可能な「揺動角度−トルク特性テーブル」を記憶保持するテーブル記憶手段、およびPWM信号のデューティ比とスプリング10の目標セットトルクとの対応関係を所定の形式(図8(c)参照)で表した書き換え可能な「DUTY(デューティ比)−トルク特性テーブル」を記憶保持するテーブル記憶手段としての機能を有している。
なお、図8(b)に示した、TCV5の揺動角度とスプリング10のセットトルクとの対応関係を表す「揺動角度−トルク特性線」、および図8(c)に示した、PWM信号のDUTY(デューティ比)とスプリング10のセットトルクとの対応関係を表す「DUTY−トルク特性線」は、図9(a)、(b)に示したように、更新(書き換え)が可能な特性線(特性直線)である。
When the TCV drive mode is the TCV swing angle control mode, the control routine of FIG. 6 is started.
When the control routine of FIG. 6 is started, first, the process of step S1 is executed.
Here, the memory of the microcomputer is a rewritable “rocking angle” in which the target rocking angle and the correspondence between the flow torque and the target set torque of the
It should be noted that the “oscillation angle-torque characteristic line” representing the correspondence between the TCV5 swing angle and the set torque of the
先ず、図6の制御ルーチンのステップS1では、エンジンの運転状況に基づいて、TCV5の全閉開度に対するTCV5の目標バルブ開度である「目標揺動角度」を設定する揺動角度決定処理が実行される(揺動角度設定手段)。
具体的には、例えばエンジン回転速度およびエンジン負荷(アクセル開度またはスロットル開度)に基づいて、「目標揺動角度」を設定(決定)し、メモリに格納する。
なお、図8(a)に示した、燃料消費率とTCV5の揺動角度との対応関係を表す「燃料消費率−揺動角度特性線」に基づいて、「目標揺動角度」を設定(決定)し、メモリに格納しても良い。
First, in step S1 of the control routine of FIG. 6, a swing angle determination process for setting a “target swing angle” that is a target valve opening degree of the
Specifically, for example, based on the engine speed and the engine load (accelerator opening or throttle opening), the “target swing angle” is set (determined) and stored in the memory.
Note that the “target swing angle” is set based on the “fuel consumption rate—swing angle characteristic line” representing the correspondence relationship between the fuel consumption rate and the swing angle of the
ここで、図8(a)の「燃料消費率−揺動角度特性線」は、燃料消費率と揺動角度との対応関係を実験等により予め測定して作成した特性曲線であって、マイクロコンピュータのメモリに記憶保持されている。なお、揺動角度が第1所定値以下であると燃料消費率(燃費)が大きくなる傾向にあるが、これは揺動角度が第1所定値よりも小さくなると吸入空気量に対してスプリング10のスプング力が強すぎて吸入空気の圧力損失が増加し、燃費が悪化することを示している。また、揺動角度が第1所定値よりも大きい第2所定値以上であると燃料消費率(燃費)が大きくなる傾向にあるが、これは揺動角度が第2所定値よりも大きくなると吸入空気量に対してスプリング10のスプング力が弱すぎてタンブル比が低下し、このタンブル比の低下に伴ってEGR限界が低下し、燃費およびエミッション(排気ガス中のNOx低減効果)が悪化することを示している。
Here, the “fuel consumption rate-oscillation angle characteristic line” in FIG. 8A is a characteristic curve created by measuring the correspondence between the fuel consumption rate and the oscillation angle in advance through experiments or the like. It is stored in computer memory. When the swing angle is equal to or less than the first predetermined value, the fuel consumption rate (fuel consumption) tends to increase. However, when the swing angle is smaller than the first predetermined value, the
次に、エンジンの運転状況に基づいて、TCV5のバルブシャフト6に対し、TCV5を全閉した際に吸入空気の流量によってTCV5を開く側(開弁する側)に作用する「流れのトルク」を推定するトルク推定処理が実行される(流れトルク推定手段)。
具体的には、例えば吸入空気の全流量(「新気量」+「EGRガス量」)に基づいて、「流れのトルク」を推定し、メモリに格納する。
次に、揺動角度決定処理で設定された「目標揺動角度」およびトルク推定処理で設定された「流れのトルク」に基づいて、スプリング10の「目標セットトルク」を設定するスプリングトルク決定処理が実行される(スプリングトルク設定手段)。
具体的には、図8(b)で表した「揺動角度−トルク特性テーブル」内の「揺動角度−トルク特性線」に基づいて、「目標セットトルク」を設定(決定)し、マイクロコンピュータのメモリに格納する。
ここで、図8(b)の「揺動角度−トルク特性線」は、「目標揺動角度」と「流れのトルク」と「目標セットトルク」との対応関係を実験等により予め測定して作成した特性線であって、途中に遷移点(目標セットトルクに対応している)を有している。なお、1「目標揺動角度」、2「流れのトルク」、3「目標セットトルク」の処理順に設定処理を実施しているが、「目標揺動角度」、「流れのトルク」の処理順は、逆にしても良い。
Next, based on the operating condition of the engine, the “flow torque” acting on the
Specifically, for example, based on the total flow rate of the intake air (“fresh air amount” + “EGR gas amount”), the “flow torque” is estimated and stored in the memory.
Next, a spring torque determination process for setting a “target set torque” of the
Specifically, the “target set torque” is set (determined) based on the “swing angle-torque characteristic line” in the “swing angle-torque characteristic table” shown in FIG. Store in computer memory.
Here, the “oscillation angle-torque characteristic line” in FIG. 8B is obtained by measuring the correspondence relationship between the “target oscillation angle”, “flow torque”, and “target set torque” in advance by experiments or the like. The created characteristic line has a transition point (corresponding to the target set torque) in the middle. The setting processing is performed in the order of processing of 1 “target swing angle”, 2 “flow torque”, and 3 “target set torque”, but the processing order of “target swing angle” and “flow torque”. May be reversed.
次に、スプリングトルク決定処理で設定されたトルク決定処理「目標セットトルク」に基づいて、「PWM信号のデューティ比」を設定(決定)するデューティ比決定処理が実行される(デューティ比設定手段)。
具体的には、図8(c)で表した「DUTY−トルク特性テーブル」に基づいて、PWM信号のデューティ比を設定し、マイクロコンピュータのメモリに格納する。
次に、設定されたDUTY比に対応したパルス信号(PWM信号:パルス幅変調信号)を、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える(パルス信号発生手段)。
このとき、目標セットトルクに基づいて制御された所定のデューティ比のPWM信号を所定の周期で発生する(パルス信号発生手段)。なお、モータ駆動回路に与える「PWM信号のデューティ比」とは、スプリング10のスプリング力が目標セットトルクになるように、PWM信号の発生周期(以下PWM周期と言う)における、電動モータ7を通電する通電オン(ON)期間と電動モータ7への通電を停止する通電オフ(OFF)期間との比率(ON/OFF比)のことである。
また、マイクロコンピュータからモータ駆動回路に出力されるPWM信号のデューティ比が増加する程、電動モータ7を流れるモータ駆動電流も増加する。これにより、TCV5の電動モータ7に「PWM信号のデューティ比」に対応したモータ印加電圧が印加され、電動モータ7に閉弁作動方向(正方向)のモータ駆動電流が流れる。
Next, based on the torque determination process “target set torque” set in the spring torque determination process, a duty ratio determination process for setting (determining) “a duty ratio of the PWM signal” is executed (duty ratio setting means) .
Specifically, the duty ratio of the PWM signal is set based on the “DUTY-torque characteristic table” shown in FIG. 8C and stored in the memory of the microcomputer.
Next, a pulse signal (PWM signal: pulse width modulation signal) corresponding to the set DUTY ratio is applied to a motor drive circuit that drives the electric motor 7 (pulse signal generation means).
At this time, a PWM signal having a predetermined duty ratio controlled based on the target set torque is generated at a predetermined cycle (pulse signal generating means). The “PWM signal duty ratio” applied to the motor drive circuit means that the
Further, as the duty ratio of the PWM signal output from the microcomputer to the motor drive circuit increases, the motor drive current flowing through the
以上のステップS1の処理を実行した後には、ステップS2の処理が実行される。
このステップS2では、先ず、TCV開度センサ16のセンサ出力信号(TCV開度信号)からTCV5の実バルブ開度である「実揺動角度」を演算(算出、測定)する揺動角度演算処理が実行される(揺動角度演算手段)。
次に、揺動角度演算処理で測定された「実揺動角度」と揺動角度決定処理で設定された「目標揺動角度」との偏差が、予め設定された「所定量」以下であるか否かを判定する揺動角度偏差判定処理が実行される(揺動角度偏差判定手段)。
After executing the process in step S1, the process in step S2 is executed.
In this
Next, the deviation between the “actual rocking angle” measured in the rocking angle calculation process and the “target rocking angle” set in the rocking angle determination process is equal to or less than a predetermined “predetermined amount”. A swing angle deviation determination process is performed to determine whether or not (a swing angle deviation determination means).
以上のステップS2の判定結果がNOの場合、つまり「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」よりも大きい場合には、ステップS3の処理が実行される。
このステップS3では、「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」中に納まるように、「PWM信号のデューティ比」を予め設定された「所定の補正量」分だけ補正(増加または減少)するデューティ比補正処理が実行される(デューティ比補正手段)。
以上のステップS3の処理を実行した後には、上述したステップS2の処理が実行される。
If the determination result in step S2 is NO, that is, if the deviation between the “actual rocking angle” and the “target rocking angle” is larger than the “predetermined amount”, the process of step S3 is executed.
In this step S3, the “predetermined correction amount” in which the “duty ratio of the PWM signal” is set in advance so that the deviation between the “actual swing angle” and the “target swing angle” falls within the “predetermined amount”. Duty ratio correction processing for correcting (increasing or decreasing) by the amount is executed (duty ratio correcting means).
After executing the process in step S3, the process in step S2 described above is executed.
一方、ステップS2の判定結果がYESの場合、つまり「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」以下の場合には、ステップS4の処理が実行される。
このステップS4では、「PWM信号のデューティ比」の補正量を全て加算した「補正量合計値」分だけ、図8(b)で表した「揺動角度−トルク特性テーブル」を更新すると共に、図8(c)で表した「DUTY−トルク特性テーブル」を更新するテーブル補正処理が実行される(テーブル補正手段)。
On the other hand, if the determination result in step S2 is YES, that is, if the deviation between the “actual rocking angle” and the “target rocking angle” is equal to or less than the “predetermined amount”, the process in step S4 is executed.
In this step S4, the “oscillation angle-torque characteristic table” shown in FIG. 8B is updated by the “correction amount total value” obtained by adding all the correction amounts of the “PWM signal duty ratio”. A table correction process for updating the “DUTY-torque characteristic table” shown in FIG. 8C is executed (table correction means).
ここで、図8(b)で表した「揺動角度−トルク特性テーブル」の更新処理は、図9(a)で表した「揺動角度−トルク特性テーブル」内の「揺動角度−トルク特性線」の書き換え処理によって実施される。なお、図9(a)のマップデータ(「揺動角度−トルク特性テーブル」)は、図8(b)のDUTY(デューティ比)補正前の「揺動角度−トルク特性線」(図示二点鎖線)に、DUTY(デューティ比)補正後の「揺動角度−トルク特性線」(図示実線)を追加して表記したものである。
図9(a)のマップデータからも確認できるように、「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差に基づいて、「目標揺動角度」が、そのときのエンジンの運転状況(特に吸入空気の全流量)に対応した「実揺動角度」と一致するように、DUTY(デューティ比)補正前の目標セットトルクに相当する「実セットトルク」から、「補正量合計値」分に相当する「補正トルクΔt」分だけトルク増大側に移行したDUTY(デューティ比)補正後の目標セットトルクを遷移点とする「揺動角度−トルク特性線」に書き換える。
なお、「揺動角度−トルク特性線」を、TCV5の揺動角度に対するスプリングトルク特性を示す所定の形式(演算式)に従う特性線としても良い。また、学習前の「揺動角度−トルク特性線」を学習後の「揺動角度−トルク特性線」(「補正量合計値」を含んだ「揺動角度−トルク特性線」)に書き換える際に、図示右方向に平行移動するだけでなく、「揺動角度−トルク特性線」の傾きを変更するようにしても良い。
Here, the update processing of the “swinging angle-torque characteristic table” shown in FIG. 8B is performed in the “swinging angle-torque characteristic table” shown in FIG. 9A. This is performed by rewriting the “characteristic line”. Note that the map data ("oscillation angle-torque characteristic table") in FIG. 9A is the "oscillation angle-torque characteristic line" (two points in the figure) before DUTY (duty ratio) correction in FIG. 8B. The “swing angle-torque characteristic line” (solid line in the figure) after DUTY (duty ratio) correction is added to the chain line).
As can be confirmed from the map data in FIG. 9A, the “target swing angle” is determined based on the deviation between the “actual swing angle” and the “target swing angle”. From the “actual set torque” corresponding to the target set torque before the DUTY (duty ratio) correction so as to coincide with the “actual swing angle” corresponding to (especially the total flow rate of the intake air), the “correction amount total value” It is rewritten as a “swinging angle-torque characteristic line” with the target set torque after DUTY (duty ratio) correction shifted to the torque increase side by “correction torque Δt” corresponding to the transition point.
The “swing angle-torque characteristic line” may be a characteristic line according to a predetermined format (calculation formula) indicating the spring torque characteristic with respect to the
また、図8(c)で表した「DUTY−トルク特性テーブル」の更新処理は、図9(b)で表した「DUTY−トルク特性テーブル」内の「DUTY−トルク特性線」の書き換え処理によって実施される。なお、図9(b)のマップデータ(「DUTY−トルク特性テーブル」)は、図8(c)のテーブル更新前(図示実線))の「DUTY−トルク特性線」(図示実線)に、テーブル更新(学習)後の「DUTY−トルク特性線」(図示二点鎖線)を追加して表記したものである。
図9(b)のマップデータからも確認できるように、DUTY補正前(学習前)の目標セットトルクである「実セットトルク」とDUTY補正後(学習後)の目標セットトルクである「目標セットトルク」とのトルク偏差である「補正トルクΔt」から所定の形式(演算式)を用いて算出される「DUTY補正量」分だけDUTY(デューティ比)増加側に移行した「DUTY−トルク特性線」に書き換える。
以上のステップS4の処理を実行した後には、図6の制御ルーチンを抜ける。
なお、「DUTY−トルク特性線」を、デューティ比(DUTY)に対するスプリングトルク特性を示す所定の形式(演算式)に従う特性線としても良い。また、学習前の「DUTY−トルク特性線」を学習後の「DUTY−トルク特性線」(「DUTY補正量」を含んだ「DUTY−トルク特性線」)に書き換える際に、図示左方向に平行移動するだけでなく、「DUTY−トルク特性線」の傾きを変更するようにしても良い。
Further, the update process of the “DUTY-torque characteristic table” shown in FIG. 8C is performed by rewriting the “DUTY-torque characteristic line” in the “DUTY-torque characteristic table” shown in FIG. 9B. To be implemented. Note that the map data (“DUTY-torque characteristic table”) in FIG. 9B is stored in the “DUTY-torque characteristic line” (shown solid line) before the table update in FIG. 8C (shown solid line). The “DUTY-torque characteristic line” (two-dot chain line in the figure) after the update (learning) is additionally shown.
As can be confirmed from the map data in FIG. 9B, “target set torque” that is the target set torque before DUTY correction (before learning) and “target set that is the target set torque after DUTY correction (after learning)”. “DUTY-torque characteristic line” shifted to the DUTY (duty ratio) increase side by “DUTY correction amount” calculated from a “correction torque Δt” that is a torque deviation from “torque” using a predetermined format (calculation formula) To "".
After executing the processing in step S4, the control routine of FIG. 6 is exited.
The “DUTY-torque characteristic line” may be a characteristic line according to a predetermined format (calculation formula) indicating the spring torque characteristic with respect to the duty ratio (DUTY). In addition, when the “DUTY-torque characteristic line” before learning is rewritten to the “DUTY-torque characteristic line” after learning (“DUTY-torque characteristic line” including “DUTY correction amount”), it is parallel to the left direction in the figure. In addition to movement, the slope of the “DUTY-torque characteristic line” may be changed.
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の内燃機関の制御装置(エンジン制御システム)においては、ECU1によって、「目標セットトルク」に基づいて電動モータ7への供給電力(モータ印加電圧または駆動デューティ比)を可変制御してモータトルクを制御(増減)することで、エンジンの運転状況に対応してスプリングトルクを調整(最適化)している。
すなわち、ECU1は、エンジンの運転状況(例えばエンジン回転速度およびエンジン負荷)から「目標揺動角度」を決定するように構成されている。そして、ECU1は、エンジンの運転状況(例えば吸入空気の全流量(「新気量」+「EGRガス量」)から「流れのトルク」を推定し、「目標揺動角度」および「流れのトルク」からスプリング10の「目標セットトルク」を決定するように構成されている。さらに、ECU1は、「目標セットトルク」に基づいて電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える「PWM信号のデューティ比」を可変制御するように構成されている。これにより、「目標セットトルク」に基づいてモータトルクが制御(増減)されるため、スプリングトルクが調整(最適化)される。
これによって、エンジンの運転状況に対応してスプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力を調整(最適化)することが可能となる。したがって、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動(バルブ保持力)を選択することができる。すなわち、エンジンの運転状況に対応して想定されるバルブ挙動に実挙動を近づけることができる。
[Effect of Example 1]
As described above, in the control device (engine control system) for the internal combustion engine of this embodiment, the ECU 1 supplies the electric power (motor applied voltage or drive duty ratio) to the
That is, the ECU 1 is configured to determine the “target swing angle” from the engine operating status (for example, engine speed and engine load). Then, the ECU 1 estimates the “flow torque” from the engine operating status (for example, the total flow rate of the intake air (“fresh air amount” + “EGR gas amount”)), and the “target swing angle” and “flow torque”. ”Is determined to determine the“ target set torque ”of the
This makes it possible to adjust (optimize) the “target set torque” of the
ここで、本実施例のエンジン制御システムにおいては、バルブとして、エンジンの各気筒毎の燃焼室で発生する旋回流(タンブル流)を開閉動作により調整するTCV5を採用している。このため、スプリング10の目標セットトルク(スプリング力)が強すぎて、圧力損失の低減効果が減少する不具合を解消することが可能となる。
また、エンジンの運転状況に基づいて、モータトルクを制御(加減、増減)してスプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力を調整することにより、図7(a)に実線で示したように、エンジンの運転状況の変化に関わらず、常に必要タンブル比を確保することができるので、エンジンの燃焼状態が安定して、トルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することができる。
Here, in the engine control system of the present embodiment, TCV5 that adjusts the swirling flow (tumble flow) generated in the combustion chamber for each cylinder of the engine by the opening / closing operation is adopted as a valve. For this reason, it is possible to solve the problem that the target set torque (spring force) of the
Further, as shown by the solid line in FIG. 7A, the motor torque is controlled (adjusted, increased / decreased) based on the operating state of the engine to adjust the “target set torque” of the
また、本実施例のエンジン制御システムにおいては、予め実験等により測定して作成した「揺動角度−トルク特性テーブル」および「DUTY−トルク特性テーブル」に従って、「目標セットトルク」、「PWM信号のデューティ比」を設定している。そして、想定されるバルブ挙動と実挙動との間に差が発生した場合には、「PWM信号のデューティ比」を補正すると同時に、「揺動角度−トルク特性テーブル」および「DUTY−トルク特性テーブル」を補正量合計値分だけ更新するように構成されている。
これにより、「目標セットトルク」、「PWM信号のデューティ比」を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制できるので、より高精度なTCV5の揺動角度制御を実施することができる。したがって、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動を実現できるので、エンジンの燃焼が不安定になることによるトルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することができ、且つ燃費の向上を図ることができる。
なお、実施例1の誤差要因としては、モータトルク誤差(温度特性、モータ印加電圧、経年劣化等)、スプリング特性誤差、流れトルク推定誤差などが挙げられる。
Further, in the engine control system of the present embodiment, the “target set torque”, the “PWM signal of the PWM signal” are determined according to the “swing angle-torque characteristic table” and “DUTY-torque characteristic table” which are created by experiments and the like in advance. “Duty ratio” is set. When a difference between the assumed valve behavior and the actual behavior occurs, the “duty ratio of the PWM signal” is corrected, and at the same time, the “oscillation angle-torque characteristic table” and the “DUTY-torque characteristic table” are corrected. "Is updated by the correction amount total value.
As a result, it is possible to suppress control errors due to product variations, disturbances, and the like, which are error factors when obtaining “target set torque” and “duty ratio of PWM signal”, and therefore, more accurate TCV5 swing angle control is performed. be able to. Therefore, since the optimum valve behavior corresponding to the operating condition of the engine can be realized, deterioration of drivability such as torque fluctuation due to unstable combustion of the engine can be suppressed, and fuel consumption can be improved. Can do.
The error factors of the first embodiment include motor torque errors (temperature characteristics, motor applied voltage, aging deterioration, etc.), spring characteristics errors, flow torque estimation errors, and the like.
また、本実施例のエンジン制御システムにおいては、排気ガスの一部であるEGRガスを排気管内の排気通路(例えば共通排気通路33)から吸気管内の吸気通路(例えば共通吸気通路31)へ還流させるEGRガスパイプを備えたEGRシステムを備えている。そして、EGRガスパイプの途中には、EGR率を制御するEGRガス流量制御弁の弁体であるEGRバルブ4が設置されている。
ここで、EGRガスパイプおよびEGRバルブ4等により構成されるEGRシステムと、TCV5およびアクチュエータ等により構成される吸気渦流発生装置を備えたエンジン制御システムにおいては、一般的に、吸入空気の全流量中のEGR率(=「EGRガス流量」/(「新気量」+「EGRガス流量」))が高い程、燃焼状態が不安定になり、図7に示したように、トルク変動限界に到達し易くなるため、高いタンブル比が必要とされる。
そこで、高いタンブル比を確保するという目的で、特許文献1に記載のタンブル制御弁の場合、バルブ101の全閉時にバルブ101があまり開かないようにスプリング107のスプリング力を強くすることが考えられるが、タンブル制御弁を通過する吸入空気の全流量が少ない場合、つまりEGR率が小さい場合、図7(a)に破線で示したように、スプリング107のスプリング力が強すぎて、バルブ101が全く開かず、圧力損失の低減効果が減少するという問題が生じる。
Further, in the engine control system of the present embodiment, the EGR gas that is a part of the exhaust gas is recirculated from the exhaust passage (for example, the common exhaust passage 33) in the exhaust pipe to the intake passage (for example, the common intake passage 31) in the intake pipe. EGR system equipped with EGR gas pipe. In the middle of the EGR gas pipe, an
Here, in an engine control system including an EGR system configured by an EGR gas pipe and an
Therefore, for the purpose of ensuring a high tumble ratio, in the case of the tumble control valve described in Patent Document 1, it is conceivable to increase the spring force of the
また、圧力損失の低減効果を確保するという目的で、バルブ101の全閉時にバルブ101が十分に開くようにスプリング107のスプリング力を弱くすることが考えられるが、タンブル制御弁を通過する吸入空気の全流量が多い場合、例えば「新気量」を一定のもと、EGR率を単純に高くした場合、排気還流量(EGRガス量)の増加に伴ってエンジンの各気筒毎の燃焼室に供給される吸入空気の全流量が増加することにより、特許文献1に記載のタンブル制御弁の場合、図7(a)に破線で示したように、スプリング107が吸入空気の流れのトルクに負けて、つまりスプリング力が不足して、バルブ101が大きく全開側に開いてしまう。これにより、タンブル制御弁のバルブ101と通路壁面との間に形成される開口断面積が大きくなるので、必要なタンブル比を得ることができないという問題が生じる。
したがって、特許文献1に記載のタンブル制御弁の場合には、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に供給される吸入空気量の増加およびタンブル比の低下に伴って、トルク変動等のドライバビリティが悪化するという問題があった。
In order to ensure the effect of reducing pressure loss, it is conceivable to weaken the spring force of the
Therefore, in the case of the tumble control valve described in Patent Document 1, drivability such as torque fluctuation deteriorates as the intake air amount supplied into the combustion chamber of each cylinder of the engine increases and the tumble ratio decreases. There was a problem to do.
そこで、本実施例のエンジン制御システムにおいては、上述したように、エンジンの運転状況に基づいて、モータトルクを制御(加減、増減)してスプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力を調整することにより、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動(バルブ保持力)を選択することができる。これにより、スプリング力が強すぎて、圧力損失の低減効果が減少するという不具合を解消することができる。また、スプリング10のスプリング力が不足して、TCV5が大きく全開側に開いてしまい、必要なタンブル比を得ることができないという不具合を解消することができる。
また、エンジンの運転状況(例えばEGR率、エンジン回転速度、吸入空気量等から算出される要求タンブル比)に基づいてモータトルクを制御(加減、増減)してスプリング力を調整しているので、図7(a)に実線で示したように、エンジンの運転状況の変化(例えば「新気量」を一定のもとEGR率を高くする等)に関わらず、常に要求タンブル比を確保することができるので、エンジンの燃焼状態が安定して、トルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することができる。
Therefore, in the engine control system according to the present embodiment, as described above, the motor torque is controlled (adjusted, increased / decreased) based on the engine operating condition to adjust the “target set torque” of the
Also, since the motor torque is controlled (adjusted, increased / decreased) based on the engine operating status (for example, the required tumble ratio calculated from the EGR rate, engine speed, intake air amount, etc.), the spring force is adjusted. As shown by the solid line in FIG. 7 (a), the required tumble ratio should always be ensured regardless of changes in the engine operating status (for example, the EGR rate is increased while keeping the "new air amount" constant). Therefore, the combustion state of the engine is stabilized, and deterioration of drivability such as torque fluctuation can be suppressed.
ここで、特許文献1に記載のタンブル制御弁は、4気筒エンジンの各気筒の燃焼室に連通する複数の吸気通路にそれぞれバルブ101およびスプリング107が配設され、1本のシャフト102によって複数のバルブ101が一括制御されるように構成されている。このため、各スプリング107のセット荷重にバラツキがあると、4気筒エンジンの気筒間の燃焼状態にバラツキが発生するので、トルク変動等のドライバビリティが悪化するという問題があった。また、エンジンの各気筒毎、つまり各バルブ毎に1つずつスプリング107が必要となるので、部品点数および組付工数が多くコストが上昇するという問題があった。
Here, the tumble control valve described in Patent Document 1 is provided with a
そこで、本実施例のエンジン制御システムにおいては、上述したように、バルブシャフト6が、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する複数の分岐吸気通路32にそれぞれ開閉自在に設置された複数のTCV5の開度を一括変更することが可能な1本の駆動軸とされている。そして、複数のTCV5のバルブシャフト6に対して、1個のコントロールレバー9から1本のスプリング10を介して1個のモータトルクを伝達するように構成されているので、特許文献1に記載のタンブル制御弁と比べて、スプリング機構が1つで済む。これにより、部品点数および組付工数が少なくなり、製品コストの上昇を抑制することができる。
また、スプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力がエンジンの各気筒毎にバラツクことはないので、エンジンの気筒間の燃焼状態にバラツキが発生することはなく、トルク変動等のドライバビリティを抑制することができる。
Therefore, in the engine control system of this embodiment, as described above, the
In addition, since the “target set torque” of the
したがって、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える「PWM信号のデューティ比」を可変制御することで、複数のTCV5を全閉作動させると、共通吸気通路31から分岐吸気通路32に流入した吸気流が、殆どTCV5のバルブ上端面と吸気通路壁面との間の隙間(開口部37)を通過して、吸気ポートの上層部に導入され、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる。そして、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる吸気流は、吸気ポートの吸気弁口(ポート開口部)から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の吸気渦流(タンブル流)が発生するため、エンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費やエミッション(例えばHC低減効果)等が改善される。
Therefore, when the plurality of
また、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える「PWM信号のデューティ比」を可変制御することで、複数のTCV5を全開作動させると、共通吸気通路31から各分岐吸気通路32に流入した吸気流が、各分岐吸気通路32をストレートに通過して、吸気ポート内に導入される。そして、吸気ポートを通過した吸気流は、吸気ポートの吸気弁口(ポート開口部)から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内においてタンブル流は発生しない。また、複数のTCV5の全閉時には、分岐吸気通路32の通路断面積を狭める方向に突出するように複数のTCV5が存在することはないので、分岐吸気通路32内で吸入空気の圧力損失が増加することはない。これにより、スロットルバルブ2の全開時にポンピングロス(吸気抵抗)を増加させる要因がなくなるので、スロットルバルブ2の全開時に必要な吸入空気量を達成(確保)することができる。したがって、エンジン出力の低下を防止することができる。
Further, when the plurality of
本実施例のエンジン制御システムにおいては、上述したように、複数のTCV5の全閉作動時に、モータトルクを、スプリング10およびストッパレバー11を介してTCV5のバルブシャフト6に伝達するコントロールレバー9を備えている。このコントロールレバー9には、ストッパレバー11の全開ストッパ部が全開ストッパ38に突き当たる際、つまりTCV5の動作可能範囲の一方側の限界位置である全開位置またはその付近のみ、ストッパレバー11を介してTCV5のバルブシャフト6とコントロールレバー9とを直結させる軸方向アーム46が設けられている。
これによって、TCV5の全開時に、スプリング10を介することなく、モータトルクをコントロールレバー9から直接TCV5のバルブシャフト6に伝達することが可能となるので、モータトルクを受けて回転するコントロールレバー9がTCV5を確実に全開位置に保持することができる。これにより、エンジンの各気筒毎の燃焼室に大量の吸入空気を導入できるので、エンジンの出力不足またはエンジンのトルク低下等の不具合の発生を防止することができる。
As described above, the engine control system of this embodiment includes the
As a result, when the
[実施例2の構成]
図10ないし図12(a)は本発明の実施例2を示したもので、図10(a)はTCVの全閉動作を示した模式図で、図10(b)は(コントロールレバー角度)−(バルブシャフト角度)に対するスプリング力を示した図である。
[Configuration of Example 2]
FIGS. 10 to 12 (a) show a second embodiment of the present invention. FIG. 10 (a) is a schematic diagram showing the TCV fully closed operation, and FIG. 10 (b) is (control lever angle). It is the figure which showed the spring force with respect to-(valve shaft angle).
本実施例のエンジン制御システム、特に吸気渦流発生装置においては、図10(a)に示したように、TCV5のバルブ開度に相当するバルブシャフト6の回転角度を検出するTCV開度検出手段であるTCV開度センサ16と、電動モータ7の回転角度に相当するコントロールレバー9の回転角度を検出するレバー角度検出手段であるコントロールレバー角度センサ17とを備えている。
TCV開度センサ16は、実施例1と同様なものである。
コントロールレバー角度センサ17は、コントロールレバー9に固定された磁石(マグネット)より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子を有するホールICを主体として構成されている。このホールICより出力される電気信号は、ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応した電圧信号(アナログ信号)である。なお、磁石を、モータトルクを受けて回転する減速機構8のピニオンギヤ41や最終ギヤ42に装着しても良い。
In the engine control system of this embodiment, particularly the intake vortex generator, as shown in FIG. 10 (a), the TCV opening detection means for detecting the rotation angle of the
The
The control
[実施例2の制御方法]
次に、本実施例のエンジン制御システムの制御方法を図10ないし図12(a)に基づいて簡単に説明する。ここで、図11はTCV揺動角度の制御方法を示したフローチャートである。この図11の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
[Control Method of Example 2]
Next, a control method of the engine control system of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS. 10 to 12 (a). Here, FIG. 11 is a flowchart showing a method of controlling the TCV swing angle. The control routine of FIG. 11 is repeatedly executed at predetermined control cycles after the ignition switch is turned on (IG • ON).
実施例1と同様に、TCV駆動モードがTCV揺動角度制御モードの場合には、図11の制御ルーチンが起動する。
図11の制御ルーチンが起動すると、先ず、ステップS11の処理が実行される。
先ず、ステップS11では、実施例1と同様に、エンジンの運転状況に基づいて、「目標揺動角度」を設定する揺動角度決定処理が実行される(揺動角度設定手段)。
次に、実施例1と同様に、エンジンの運転状況に基づいて、「流れのトルク」を推定するトルク推定処理が実行される(流れトルク推定手段)。
Similar to the first embodiment, when the TCV drive mode is the TCV swing angle control mode, the control routine of FIG. 11 is started.
When the control routine of FIG. 11 is started, first, the process of step S11 is executed.
First, in step S11, as in the first embodiment, a swing angle determination process for setting a “target swing angle” is executed based on the operating state of the engine (swing angle setting means).
Next, as in the first embodiment, torque estimation processing for estimating “flow torque” is executed based on the engine operating condition (flow torque estimation means).
次に、実施例1と同様に、「目標揺動角度」および「流れのトルク」に基づいて、「目標セットトルク」を設定するスプリングトルク決定処理が実行される(スプリングトルク設定手段)。
ここで、図10(b)で表したマップデータ内の特性線は、「(コントロールレバー角度)−(バルブシャフト角度)」と「スプリング力(スプリングトルク」との対応関係を実験等により予め測定して作成した特性直線である。なお、図10(b)中の目標スプリング力とは、「目標セットトルク」に相当する。
Next, as in the first embodiment, a spring torque determination process for setting “target set torque” is executed based on “target swing angle” and “flow torque” (spring torque setting means).
Here, the characteristic line in the map data shown in FIG. 10 (b) indicates that the correspondence between “(control lever angle) − (valve shaft angle)” and “spring force (spring torque)” is measured in advance by experiments or the like. Note that the target spring force in Fig. 10B corresponds to "target set torque".
次に、「目標セットトルク」に基づいて、コントロールレバー9の目標角度である「目標レバー角度」を設定するコントロールレバー角度決定処理が実行される(コントロールレバー角度設定手段)。
具体的には、図12(a)で表した「コントロールレバー角度−トルク特性テーブル」内の「コントロールレバー角度−トルク特性線」に基づいて、「目標レバー角度」を設定(決定)し、マイクロコンピュータのメモリに格納する。
ここで、図12(a)の「コントロールレバー角度−トルク特性線」は、「コントロールレバー角度」と「セットトルク」との対応関係を実験等により予め測定して作成した特性直線である。
Next, a control lever angle determination process for setting a “target lever angle” that is a target angle of the
Specifically, the “target lever angle” is set (determined) based on the “control lever angle-torque characteristic line” in the “control lever angle-torque characteristic table” shown in FIG. Store in computer memory.
Here, the “control lever angle-torque characteristic line” in FIG. 12A is a characteristic line created by measuring the correspondence between the “control lever angle” and the “set torque” in advance through experiments or the like.
以上のステップS11の処理を実行した後には、ステップS12の処理が実行される。 このステップS12では、コントロールレバー角度決定処理で設定された「目標レバー角度」に基づいて、「PWM信号のデューティ比」を設定(決定)するデューティ比決定処理が実行される(デューティ比設定手段)。
次に、設定されたDUTY比に対応したパルス信号(PWM信号:パルス幅変調信号)を、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える(パルス信号発生手段)。
After executing the process of step S11, the process of step S12 is executed. In this step S12, a duty ratio determination process for setting (determining) “a duty ratio of the PWM signal” is executed based on the “target lever angle” set in the control lever angle determination process (duty ratio setting means). .
Next, a pulse signal (PWM signal: pulse width modulation signal) corresponding to the set DUTY ratio is applied to a motor drive circuit that drives the electric motor 7 (pulse signal generation means).
ここで、本実施例のデューティ比設定手段では、PIDフィードバック制御によって「PWM信号のデューティ比」を設定(決定)している。
具体的には、先ず、コントロールレバー角度センサ17のセンサ出力信号(コントロールレバー角度信号)からコントロールレバー9の実角度である「コントロールレバー角度」を演算(算出、測定)する実角度演算処理が実行される(実角度演算手段)。
次に、実角度演算処理で測定された「コントロールレバー角度」とコントロールレバー角度決定処理で設定された「目標レバー角度」とが一致するように、「コントロールレバー角度」と「目標レバー角度」との偏差に基づいて、「PWM信号のデューティ比」をPIDフィードバック制御するフィードバック制御処理が実行される(デューティ比設定手段)。これにより、レバーの目標角度に対するコントロールレバー角度の応答性(収束性)を向上することができる。
Here, the duty ratio setting means of this embodiment sets (determines) the “PWM signal duty ratio” by PID feedback control.
Specifically, first, an actual angle calculation process for calculating (calculating and measuring) a “control lever angle” that is an actual angle of the
Next, the “control lever angle” and “target lever angle” are set so that the “control lever angle” measured in the actual angle calculation process matches the “target lever angle” set in the control lever angle determination process. On the basis of the deviation, a feedback control process for performing PID feedback control on the “duty ratio of the PWM signal” is executed (duty ratio setting means). Thereby, the response (convergence) of the control lever angle with respect to the target angle of the lever can be improved.
以上のステップS12の処理を実行した後には、ステップS13の処理が実行される。 このステップS13では、先ず、実施例1と同様に、「実揺動角度」を演算する揺動角度演算処理が実行される(揺動角度演算手段)。
次に、実施例1と同様に、「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が、予め設定された「所定量」以下であるか否かを判定する揺動角度偏差判定処理が実行される(揺動角度偏差判定手段)。
After executing the process of step S12, the process of step S13 is executed. In this step S13, first, similarly to the first embodiment, the swing angle calculation process for calculating the “actual swing angle” is executed (swing angle calculating means).
Next, as in the first embodiment, the swing angle deviation determination for determining whether or not the deviation between the “actual swing angle” and the “target swing angle” is equal to or less than a preset “predetermined amount”. Processing is executed (swing angle deviation determining means).
以上のステップS13の判定結果がNOの場合、つまり「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」よりも大きい場合には、ステップS14の処理が実行される。 このステップS14では、「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」中に納まるように、「目標レバー角度」を予め設定された「所定の補正量」分だけ補正(増加または減少)する回転角度補正処理が実行される(回転角度補正手段)。
以上のステップS14の処理を実行した後には、上述したステップS13の処理が実行される。
If the determination result in step S13 is NO, that is, if the deviation between the “actual rocking angle” and the “target rocking angle” is larger than the “predetermined amount”, the process of step S14 is executed. In this step S14, the “target lever angle” is set by a predetermined “predetermined correction amount” so that the deviation between the “actual swing angle” and the “target swing angle” falls within the “predetermined amount”. A rotation angle correction process for correction (increase or decrease) is executed (rotation angle correction means).
After executing the process of step S14, the process of step S13 described above is executed.
一方、ステップS13の判定結果がYESの場合、つまり「実揺動角度」と「目標揺動角度」との偏差が「所定量」以下の場合には、ステップS15の処理が実行される。
このステップS15では、「目標レバー角度」の補正量を全て加算した「補正量合計値」分だけ、図12(a)で表した「コントロールレバー角度−トルク特性テーブル」を更新するテーブル補正処理が実行される(テーブル補正手段)。
ここで、図12(a)で表した「コントロールレバー角度−トルク特性テーブル」の更新処理は、「コントロールレバー角度−トルク特性線」の書き換え処理によって実施される。
以上のステップS14の処理を実行した後には、図11の制御ルーチンを抜ける。
なお、「コントロールレバー角度−トルク特性線」を、コントロールレバー角度に対するスプリングトルク特性を示す所定の形式(演算式)に従う特性線としても良い。また、「コントロールレバー角度−トルク特性線」を学習値(「所定の補正量」)に書き換える際に、「コントロールレバー角度−トルク特性線」の傾きを学習補正するようにしても良い。
On the other hand, if the decision result in the step S13 is YES, that is, if the deviation between the “actual rocking angle” and the “target rocking angle” is equal to or less than the “predetermined amount”, the process of the step S15 is executed.
In this step S15, table correction processing for updating the “control lever angle-torque characteristic table” shown in FIG. 12A by the “correction amount total value” obtained by adding all the correction amounts of the “target lever angle” is performed. Executed (table correction means).
Here, the update process of the “control lever angle-torque characteristic table” shown in FIG. 12A is performed by rewriting the “control lever angle-torque characteristic line”.
After executing the process of step S14, the control routine of FIG. 11 is exited.
The “control lever angle-torque characteristic line” may be a characteristic line according to a predetermined format (calculation formula) indicating the spring torque characteristic with respect to the control lever angle. Further, when the “control lever angle-torque characteristic line” is rewritten to a learning value (“predetermined correction amount”), the inclination of the “control lever angle-torque characteristic line” may be learned and corrected.
[実施例2の効果]
以上のように、本実施例の内燃機関の制御装置(エンジン制御システム)においては、ECU1によって、「目標セットトルク」に対応して設定された「目標レバー角度」に基づいて電動モータ7への供給電力(モータ印加電圧または駆動デューティ比)を可変制御してモータトルクを制御(増減)することで、エンジンの運転状況に対応してスプリングトルクを調整(最適化)している。また、実施例1に対し、コントロールレバー角度センサ17を追加することにより、スプリング力を高精度に制御している。
すなわち、ECU1は、実施例1と同様にしてスプリング10の「目標セットトルク」を決定した後に、「目標セットトルク」に基づいて「目標レバー角度」を決定するように構成されている。さらに、ECU1は、コントロールレバー角度センサ17のセンサ出力信号(コントロールレバー角度信号)から測定された「コントロールレバー角度」と、設定された「目標レバー角度」との偏差がなくなるように、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える「PWM信号のデューティ比」に対して、PID制御(比例積分微分制御)によるフィードバック制御を行うように構成されている。これにより、「目標レバー角度」に基づいてモータトルクが制御(増減)されるため、スプリングトルクが調整(最適化)される。
これによって、エンジンの運転状況に対応してスプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力を調整(最適化)することが可能となる。したがって、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動(バルブ保持力)を選択することができる。
[Effect of Example 2]
As described above, in the control device (engine control system) for the internal combustion engine of the present embodiment, the ECU 1 applies the
That is, the ECU 1 is configured to determine the “target lever angle” based on the “target set torque” after determining the “target set torque” of the
This makes it possible to adjust (optimize) the “target set torque” of the
また、本実施例のエンジン制御システムにおいては、予め実験等により測定して作成した「揺動角度−トルク特性テーブル」および「コントロールレバー角度−トルク特性テーブル」に従って、「目標セットトルク」、「目標レバー角度」、「PWM信号のデューティ比」を設定している。そして、想定されるバルブ挙動と実挙動との間に差が発生した場合には、「PWM信号のデューティ比」を補正すると同時に、「コントロールレバー角度−トルク特性テーブル」を補正量合計値分だけ更新するように構成されている。
これにより、「目標セットトルク」、「目標レバー角度」、「PWM信号のデューティ比」を求める際の誤差要因となる製品バラツキ、外乱などによる制御誤差を抑制できるので、より高精度なTCV5の揺動角度制御を実施することができる。したがって、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動を実現できるので、エンジンの燃焼不安定によるトルク変動等のドライバビリティの悪化を抑制することができ、且つ燃費の向上を図ることができる。
なお、実施例2の誤差要因としては、スプリング特性誤差、流れトルク推定誤差などが挙げられる。
すなわち、実施例1よりも実施例2の方が誤差要因が少なく、より高精度な揺動角度制御が可能となる。但し、実施例1よりも実施例2の方がセンサ1個分高コストとなる。
In the engine control system of this embodiment, the “target set torque”, “target target torque”, “target lever torque-torque characteristic table” and “control lever angle-torque characteristic table” prepared in advance through experiments or the like are prepared. “Lever angle” and “Duty ratio of PWM signal” are set. If there is a difference between the assumed valve behavior and the actual behavior, the “duty ratio of the PWM signal” is corrected and the “control lever angle-torque characteristic table” is corrected by the total correction amount. Configured to update.
As a result, it is possible to suppress control errors due to product variations, disturbances, and the like, which are error factors when obtaining “target set torque”, “target lever angle”, and “duty ratio of PWM signal”. Moving angle control can be implemented. Therefore, since the optimal valve behavior corresponding to the operating condition of the engine can be realized, deterioration of drivability such as torque fluctuation due to unstable combustion of the engine can be suppressed, and fuel consumption can be improved.
Note that error factors in the second embodiment include a spring characteristic error, a flow torque estimation error, and the like.
That is, the error factor is less in the second embodiment than in the first embodiment, and more accurate swing angle control is possible. However, the cost of the second embodiment is higher than that of the first embodiment by one sensor.
[実施例3の構成]
図12(b)および図13は本発明の実施例3を示したもので、図12(b)はセンサ出力電圧とTCVバルブ開度との関係を示した図で、図13はTCV揺動角度の制御方法を示したフローチャートである。
[Configuration of Example 3]
FIGS. 12B and 13 show Example 3 of the present invention. FIG. 12B shows the relationship between the sensor output voltage and the TCV valve opening, and FIG. 13 shows the TCV fluctuation. It is the flowchart which showed the control method of an angle.
本実施例のエンジン制御システム、特に吸気渦流発生装置においては、TCV5のバルブ開度に相当するバルブシャフト6の回転角度を検出するTCV開度検出手段であるTCV開度センサ16を備えている。
このTCV開度センサ16は、実施例1及び2のセンサがアナログ信号を出力する高価なものであったのに対し、デジタル信号を出力するON−OFFタイプのものである。TCV開度センサ16は、図12(b)に示したように、TCV5のバルブ開度がTCV5の動作可能範囲の一方側(全閉位置側)でオン信号を出力し、また、TCV5の動作可能範囲の他方側(全開位置側)でオフ信号を出力するように構成されている。
The engine control system of this embodiment, particularly the intake vortex generator, includes a
The
[実施例3の制御方法]
次に、本実施例のエンジン制御システムの制御方法を図12(b)および図13に基づいて簡単に説明する。ここで、図13はTCV揺動角度の制御方法を示したフローチャートである。この図13の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
[Control Method of Example 3]
Next, the control method of the engine control system of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. Here, FIG. 13 is a flowchart showing a method of controlling the TCV swing angle. The control routine of FIG. 13 is repeatedly executed at predetermined control cycles after the ignition switch is turned on (IG · ON).
実施例1と同様に、TCV駆動モードがTCV揺動角度制御モードの場合には、図13の制御ルーチンが起動する。
図13の制御ルーチンが起動すると、先ず、ステップS1の処理が実行される。
先ず、ステップS1では、実施例1と同様に、「目標揺動角度」、「流れのトルク」、「目標セットトルク」、「PWM信号のデューティ比」が設定される。
次に、設定されたDUTY比に対応したパルス信号(PWM信号:パルス幅変調信号)を、電動モータ7を駆動するモータ駆動回路に与える(パルス信号発生手段)。
Similar to the first embodiment, when the TCV drive mode is the TCV swing angle control mode, the control routine of FIG. 13 is started.
When the control routine of FIG. 13 is started, first, the process of step S1 is executed.
First, in step S1, as in the first embodiment, “target swing angle”, “flow torque”, “target set torque”, and “duty ratio of PWM signal” are set.
Next, a pulse signal (PWM signal: pulse width modulation signal) corresponding to the set DUTY ratio is applied to a motor drive circuit that drives the electric motor 7 (pulse signal generation means).
以上のステップS1の処理を実行した後には、ステップS5の処理が実行される。
このステップS5では、先ず、TCV開度センサ16のセンサ出力に変動が有るか否かを判定するセンサ出力変動判定処理が実行される(センサ出力変動判定手段)。
以上のステップS5の判定結果がNOの場合、つまりTCV開度センサ16のセンサ出力に変動がない場合には、ステップS6の処理が実行される。
このステップS6では、「PWM信号のデューティ比」を予め設定された「所定の補正量」分だけ下げるデューティ比補正処理が実行される(デューティ比補正手段)。
以上のステップS6の処理を実行した後には、上述したステップS5の処理が実行される。
After executing the process in step S1, the process in step S5 is executed.
In step S5, first, a sensor output fluctuation determination process for determining whether or not there is a fluctuation in the sensor output of the TCV
When the determination result of step S5 is NO, that is, when there is no change in the sensor output of the
In step S6, a duty ratio correction process is performed to reduce the “PWM signal duty ratio” by a predetermined “predetermined correction amount” (duty ratio correction means).
After executing the process of step S6, the process of step S5 described above is executed.
一方、ステップS5の判定結果がYESの場合、つまりTCV開度センサ16のセンサ出力に変動が有る場合には、ステップS7の処理が実行される。
このステップS7では、「PWM信号のデューティ比」の補正量を全て加算した「補正量合計値」分だけ、「DUTY−トルク特性テーブル」を更新するテーブル補正処理が実行される(テーブル補正手段)。
「DUTY−トルク特性テーブル」の更新処理は、実施例1と同様に、「DUTY−トルク特性テーブル」内の「DUTY−トルク特性線」の書き換え処理によって実施される。
以上のステップS7の処理を実行した後には、図13の制御ルーチンを抜ける。
ここで、バルブ駆動モードが全閉固定モード(非揺動モード)の時、TCV開度センサ16の出力変動を検出した場合には、TCV開度センサ16の出力変動が収まるまで、「PWM信号のデューティ比」を上げることが望ましい。
On the other hand, if the determination result of step S5 is YES, that is, if the sensor output of the
In this step S7, a table correction process is executed to update the “DUTY-torque characteristic table” by the “correction amount total value” obtained by adding all the correction amounts of the “PWM signal duty ratio” (table correction means). .
The update process of the “DUTY-torque characteristic table” is performed by rewriting the “DUTY-torque characteristic line” in the “DUTY-torque characteristic table” as in the first embodiment.
After executing the process of step S7, the control routine of FIG. 13 is exited.
Here, when the output fluctuation of the
[実施例3の効果]
以上のように、本実施例の内燃機関の制御装置(エンジン制御システム)においては、実施例1及び2と比べて低コストで、エンジンの運転状況に対応してスプリング10の「目標セットトルク」、つまりスプリング力を調整(最適化)することが可能となる。したがって、エンジンの運転状況に対応した最適なバルブ挙動(バルブ保持力)を選択することができる。
なお、実施例3よりも実施例1及び2の方が、より高精度な揺動角度制御を実施できる。
[Effect of Example 3]
As described above, in the control device (engine control system) for the internal combustion engine of the present embodiment, the “target set torque” of the
The first and second embodiments can perform more precise swing angle control than the third embodiment.
[変形例]
本実施例では、本発明の内燃機関の制御装置を、吸気渦流発生装置を備えた内燃機関の吸気制御装置に適用しているが、本発明の内燃機関の制御装置を、内燃機関の吸気通路を開閉して吸入空気の流量を制御する内燃機関の電子スロットル制御装置、内燃機関の吸気通路を開閉して吸気通路の通路長や通路断面積を変更する内燃機関の可変吸気制御装置に適用しても良い。
また、本発明の内燃機関の制御装置を、内燃機関の燃焼室に連通する排気通路に開閉自在に設置されて、内燃機関の燃焼室より流出する排気ガスを制御する排気ガス制御バルブを備えた内燃機関の排気制御装置に適用しても良い。
また、本発明の内燃機関の制御装置を、内燃機関の燃焼室に連通する流体流路(排気通路と吸気通路とを結ぶ排気ガス還流路)に開閉自在に設置されて、内燃機関の燃焼室より流出した排気ガスを吸気系統に還流させる排気ガス還流量(EGR量)を制御するEGR制御バルブを備えた内燃機関のEGR制御装置に適用しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the control device for an internal combustion engine of the present invention is applied to an intake control device for an internal combustion engine provided with an intake vortex generator, but the control device for an internal combustion engine of the present invention is applied to the intake passage of the internal combustion engine. The electronic throttle control device for an internal combustion engine that controls the flow rate of intake air by opening and closing the valve, and the variable intake control device for the internal combustion engine that changes the passage length and passage cross-sectional area of the intake passage by opening and closing the intake passage of the internal combustion engine. May be.
In addition, the control device for an internal combustion engine of the present invention is provided with an exhaust gas control valve that is installed in an exhaust passage communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine so as to be openable and closable and controls exhaust gas flowing out from the combustion chamber of the internal combustion engine. You may apply to the exhaust-gas control apparatus of an internal combustion engine.
Further, the control device for an internal combustion engine of the present invention is installed in a fluid passage (exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust passage and the intake passage) that communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine so as to be freely opened and closed. You may apply to the EGR control apparatus of the internal combustion engine provided with the EGR control valve which controls the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) which recirculates the exhaust gas which flowed out more to an intake system.
本実施例では、吸気渦流発生装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための縦方向の吸気渦流(タンブル流)の生成が可能となるように構成したが、吸気渦流発生装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための横方向の吸気渦流(スワール流)の生成が可能となるように構成しても良い。また、吸気渦流発生装置を、エンジンの燃焼を促進させるためのスキッシュ渦の生成が可能となるように構成しても良い。
本実施例では、タンブル制御弁の弁体であるTCV5のバルブシャフト6にモータトルクを伝達するコイル状のスプリング10のスプリング力を内燃機関(エンジン)の運転状況に対応して調整可能とすることを課題(目的)としているが、スワール制御弁の弁体であるスワールコントロールバルブ(SCV)のバルブシャフトにモータトルクを伝達するコイル状のスプリングのスプリング力を内燃機関の運転状況に対応して調整可能とするとことを課題(目的)としても良い。
また、吸気制御バルブは、多連一体型の吸気制御バルブに限定されず、内燃機関の吸気通路に設置されるバルブであれば、1個の吸気制御バルブであっても良い。
本実施例では、EGRバルブ4を駆動するアクチュエータを、電動モータ3とトルク伝動機構とを備えたアクチュエータによって構成したが、EGRバルブ4を駆動するアクチュエータを、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、コイルを含む電磁石を備えた電磁アクチュエータによって構成しても良い。
In this embodiment, the intake vortex generator is configured so as to be able to generate a vertical intake vortex (tumble flow) for promoting combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of each cylinder of the engine. The intake vortex generator may be configured to be able to generate a lateral intake vortex (swirl) for promoting combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of each cylinder of the engine. Further, the intake vortex generator may be configured to be able to generate a squish vortex for promoting engine combustion.
In this embodiment, the spring force of the coiled
Further, the intake control valve is not limited to the multiple integrated intake control valve, and may be one intake control valve as long as it is a valve installed in the intake passage of the internal combustion engine.
In this embodiment, the actuator that drives the
1 ECU(エンジン制御ユニット)
5 TCV(タンブルコントロールバルブ)
6 バルブシャフト
7 電動モータ
8 減速機構
9 コントロールレバー
10 スプリング
11 ストッパレバー
16 TCV開度センサ(第1センサ)
17 コントロールレバー角度センサ(第2センサ)
18 EGRV開度センサ
1 ECU (Engine Control Unit)
5 TCV (Tumble Control Valve)
6
17 Control lever angle sensor (second sensor)
18 EGRV opening sensor
Claims (12)
(b)このバルブを支持するシャフトと、
(c)電力の供給を受けてトルクを発生するモータと、
(d)このモータのトルクを前記シャフトに伝達して前記バルブを開閉動作させるトルク伝動機構と、
(e)前記内燃機関の運転状況に基づいて前記モータへの供給電力を可変制御する制御ユニットと
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記トルク伝動機構は、そのトルク伝動経路上に、前記モータのトルクを受けて回転するレバー、および前記シャフトと前記レバーとを弾性的に連結するスプリングを有し、
前記制御ユニットは、前記内燃機関の運転状況に基づいて前記スプリングの目標セットトルクを設定するトルク設定手段を有し、前記目標セットトルクに基づいて前記モータへの供給電力を可変制御して前記モータのトルクを制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 (A) a valve installed in the intake passage of the internal combustion engine so as to be freely opened and closed;
(B) a shaft that supports the valve;
(C) a motor that receives torque and generates torque;
(D) a torque transmission mechanism that transmits the torque of the motor to the shaft to open and close the valve;
(E) a control device for an internal combustion engine, comprising: a control unit that variably controls power supplied to the motor based on an operating state of the internal combustion engine;
The torque transmission mechanism has, on its torque transmission path, a lever that rotates in response to the torque of the motor, and a spring that elastically connects the shaft and the lever,
The control unit includes torque setting means for setting a target set torque of the spring based on an operating state of the internal combustion engine, and variably controls power supplied to the motor based on the target set torque. A control apparatus for an internal combustion engine, which controls the torque of the engine.
前記制御ユニットは、所定のデューティ比のパルス信号を所定の周期で発生するパルス信号発生手段、
および前記目標セットトルクに基づいて、前記パルス信号のデューティ比を設定するデューティ比設定手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control unit comprises a pulse signal generating means for generating a pulse signal having a predetermined duty ratio at a predetermined cycle,
And a control device for an internal combustion engine, comprising: duty ratio setting means for setting a duty ratio of the pulse signal based on the target set torque.
前記制御ユニットは、前記内燃機関の運転状況に基づいて、前記バルブの全閉開度に対する前記バルブの目標開度である目標揺動角度を設定する揺動角度設定手段、
あるいは前記内燃機関の運転状況に基づいて、前記バルブおよび前記シャフトに対し、前記バルブを全閉した際に吸入空気の流量によって前記バルブを開く側に作用する流れのトルクを推定する流れトルク推定手段を有し、
前記トルク設定手段は、前記目標揺動角度または前記流れのトルクに基づいて、前記スプリングの目標セットトルクを設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
The control unit is a swing angle setting means for setting a target swing angle that is a target opening degree of the valve with respect to a fully closed opening degree of the valve, based on an operating state of the internal combustion engine,
Alternatively, a flow torque estimating means for estimating the torque of the flow acting on the valve opening side by the flow rate of the intake air when the valve is fully closed with respect to the valve and the shaft based on the operating state of the internal combustion engine Have
The control device for an internal combustion engine, wherein the torque setting means sets a target set torque of the spring based on the target swing angle or the flow torque.
前記バルブの実開度に対応した信号を出力するセンサを備え、
前記制御ユニットは、前記センサより出力された信号から前記バルブの実開度である実揺動角度を算出する揺動角度演算手段、
および前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が所定量よりも大きい場合、前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が前記所定量に納まるように前記パルス信号のデューティ比を所定の補正量分だけ補正するデューティ比補正手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
A sensor that outputs a signal corresponding to the actual opening of the valve;
The control unit is a swing angle calculating means for calculating an actual swing angle that is an actual opening of the valve from a signal output from the sensor,
When the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is larger than a predetermined amount, the duty of the pulse signal is set so that the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is within the predetermined amount. A control apparatus for an internal combustion engine, comprising duty ratio correction means for correcting the ratio by a predetermined correction amount.
前記制御ユニットは、前記パルス信号のデューティ比と前記スプリングの目標セットトルクとの対応関係を所定の形式で表したテーブルを記憶保持するテーブル記憶手段、
および前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が所定量以下の場合、前記パルス信号のデューティ比の補正量を全て加算した補正量合計値分だけ、前記テーブルを更新するテーブル補正手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The control unit stores and holds a table representing a correspondence relationship between the duty ratio of the pulse signal and the target set torque of the spring in a predetermined format;
And when the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is equal to or less than a predetermined amount, the table correction means updates the table by a correction amount total value obtained by adding all the correction amounts of the duty ratio of the pulse signal. A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記制御ユニットは、前記内燃機関の運転状況に基づいて、前記バルブの全閉開度に対する前記バルブの目標開度である目標揺動角度を設定する揺動角度設定手段、
あるいは前記内燃機関の運転状況に基づいて、前記バルブおよび前記シャフトに対し、前記バルブを全閉した際に吸入空気の流量によって前記バルブを開く側に作用する流れのトルクを推定する流れトルク推定手段を有し、
前記トルク設定手段は、前記目標揺動角度または前記流れのトルクに基づいて、前記スプリングの目標セットトルクを設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control unit is a swing angle setting means for setting a target swing angle that is a target opening degree of the valve with respect to a fully closed opening degree of the valve, based on an operating state of the internal combustion engine,
Alternatively, a flow torque estimating means for estimating the torque of the flow acting on the valve opening side by the flow rate of the intake air when the valve is fully closed with respect to the valve and the shaft based on the operating state of the internal combustion engine Have
The control device for an internal combustion engine, wherein the torque setting means sets a target set torque of the spring based on the target swing angle or the flow torque.
前記制御ユニットは、前記目標セットトルクに基づいて、前記レバーの目標角度であるレバーの目標角度を設定するレバー角度設定手段、
所定のデューティ比のパルス信号を所定の周期で発生するパルス信号発生手段、
および前記レバーの目標角度に基づいて、前記パルス信号のデューティ比を設定するデューティ比設定手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6,
The control unit includes a lever angle setting means for setting a target angle of the lever, which is a target angle of the lever, based on the target set torque;
Pulse signal generating means for generating a pulse signal having a predetermined duty ratio in a predetermined cycle;
And a control device for an internal combustion engine, comprising: duty ratio setting means for setting a duty ratio of the pulse signal based on a target angle of the lever.
前記バルブの実開度に対応した信号を出力する第1センサと、
前記レバーの実角度に対応した信号を出力する第2センサと
を備え、
前記制御ユニットは、前記第1センサより出力された信号から前記バルブの実開度である実揺動角度を算出する揺動角度演算手段、
前記第2センサより出力された信号から前記レバーの実角度を算出する実角度演算手段、
および前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が所定量よりも大きい場合、前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が前記所定量に納まるように前記レバーの目標角度を所定の補正量分だけ補正する回転角度補正手段
を有し、
前記デューティ比設定手段は、前記レバーの実角度と前記レバーの目標角度とが一致するように、前記パルス信号のデューティ比をフィードバック制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7,
A first sensor that outputs a signal corresponding to the actual opening of the valve;
A second sensor that outputs a signal corresponding to the actual angle of the lever,
The control unit is a swing angle calculating means for calculating an actual swing angle that is an actual opening of the valve from a signal output from the first sensor;
An actual angle calculating means for calculating an actual angle of the lever from a signal output from the second sensor;
When the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is greater than a predetermined amount, the target angle of the lever is set so that the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is within the predetermined amount. A rotation angle correction means for correcting the amount by a predetermined correction amount,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the duty ratio setting means feedback-controls the duty ratio of the pulse signal so that an actual angle of the lever matches a target angle of the lever.
前記制御ユニットは、前記レバーの目標角度と前記目標セットトルクとの対応関係を所定の形式で表したテーブルを記憶保持するテーブル記憶手段、
および前記実揺動角度と前記目標揺動角度との偏差が所定量以下の場合、前記目標角度の補正量を全て加算した補正量合計値分だけ、前記テーブルを更新するテーブル補正手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8,
The control unit stores and holds a table representing a correspondence relationship between the target angle of the lever and the target set torque in a predetermined format;
And when the deviation between the actual swing angle and the target swing angle is a predetermined amount or less, the table correction means for updating the table by a correction amount total value obtained by adding all the correction amounts of the target angle. A control device for an internal combustion engine.
前記バルブとは、前記内燃機関の燃焼室で発生する旋回流を開閉動作により調整する吸気流制御弁の弁体のことであることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
The control device for an internal combustion engine, wherein the valve is a valve body of an intake flow control valve that adjusts a swirling flow generated in a combustion chamber of the internal combustion engine by an opening / closing operation.
前記内燃機関の吸気通路に排気ガスの一部をEGRガスとして還流させる排気ガス循環装置を備え、
前記排気ガス循環装置は、前記内燃機関の燃焼室に供給する吸入空気の全流量に対するEGRガス量の比率であるEGR率を制御するEGR制御弁、およびこのEGR制御弁の弁体を駆動するアクチュエータを有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11,
An exhaust gas circulation device for recirculating a part of the exhaust gas as EGR gas in the intake passage of the internal combustion engine;
The exhaust gas circulation device includes an EGR control valve that controls an EGR rate that is a ratio of an EGR gas amount to a total flow rate of intake air supplied to a combustion chamber of the internal combustion engine, and an actuator that drives a valve body of the EGR control valve A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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