JP5446579B2 - Internal combustion engine system control method and internal combustion engine system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関、スロットル弁および吸気閉弁時期可変機構を備えた内燃機関システムの制御方法およびその内燃機関システムに関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to an internal combustion engine, a control method for an internal combustion engine system including a throttle valve, and an intake valve closing timing variable mechanism, and the internal combustion engine system.
従来より、例えば特許文献1に示されているように、吸気弁のリフト量を目標空気充填量の増大に応じて大きくし、これに伴ない吸気弁の閉弁時期(吸気閉弁時期ともいう)を遅らせることで、気筒空気量を制御するようにすることが知られている。これにより、スロットル弁による空気量制御により生じるポンプ損失を抑制して、機関運転効率を向上させることができるようになる。
Conventionally, for example, as disclosed in
一方、機関運転効率を高めるために、膨張比を高めることが知られている。膨張比を高めると、必然的に圧縮比が高くなる。そのため、高負荷低速領域において、異常燃焼が発生しやすくなる。この異常燃焼を防止するためには、気筒空気充填量を低下させることが有効である。そこで、例えば特許文献2に示されているように、有効圧縮比を低下させれば、ポンプ損失を増大することなしに空気充填量を低下させることができる。この有効圧縮比を低下させるには、吸気閉弁時期を、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期に対して進角側または遅角側に離間させることで達成される。
On the other hand, it is known to increase the expansion ratio in order to increase the engine operating efficiency. Increasing the expansion ratio inevitably increases the compression ratio. Therefore, abnormal combustion is likely to occur in a high load low speed region. In order to prevent this abnormal combustion, it is effective to reduce the cylinder air filling amount. Therefore, for example, as shown in
ところで、高負荷低速領域からは、通常、高負荷中速領域へと短期間に移行する。それに伴ない、空気充填量が最大となる吸気閉弁時期が高速で遅角する。これに対応して、高負荷低速領域に移行した時点で予め、吸気閉弁時期を遅らせることで、機関の加速性能を高く保つことが可能となる。 By the way, the high load low speed region usually shifts to a high load medium speed region in a short time. Accordingly, the intake valve closing timing at which the air filling amount becomes maximum is retarded at high speed. Correspondingly, the acceleration performance of the engine can be kept high by delaying the intake valve closing timing in advance at the time of shifting to the high load low speed region.
従って、有効圧縮比を低下させるべく、低負荷から中負荷にかけての低速領域では、空気充填量が最大となる吸気閉弁時期よりも進角側に設定される早閉じ範囲内で、目標吸気量の増大に応じて遅角する時期に吸気弁を閉じる一方、高負荷低速領域では、空気充填量が最大となる吸気閉弁時期よりも遅角側に設定され且つ前記早閉じ範囲から離間した遅閉じ範囲内で、吸気弁を閉じるようにすることが望ましい。これにより、要求空気量が大きく変化すると、互いに離間した早閉じ範囲と遅閉じ範囲との間を、吸気閉弁時期が移行することになる。 Therefore, in order to reduce the effective compression ratio, in the low speed range from low load to medium load, the target intake air amount is within the early closing range set on the advance side of the intake valve closing timing at which the air charge amount is maximum. While the intake valve is closed at a timing retarded in response to an increase in the engine speed, in a high load low speed region, a delay that is set on the retard side of the intake valve closing timing at which the air filling amount is maximum and is separated from the early closing range. It is desirable to close the intake valve within the closed range. As a result, when the required air amount changes greatly, the intake valve closing timing shifts between the early closing range and the late closing range that are separated from each other.
ここで、吸気弁は、一般的には、クランクシャフトにより駆動されて開閉する。すなわち、吸気弁の開閉駆動は、クランクシャフトに同期して回転するカムシャフト等のシャフトを介して行われる。このような動弁機構において、吸気閉弁時期を変化させるためには、連続的に変化させることが不可避となる。このため、吸気閉弁時期を、早閉じ範囲と遅閉じ範囲との間で移行させるには、その両範囲の間を連続的に変化させて移行する必要があり、この結果、その移行時に、空気充填量が最大となる時期になる瞬間が生じる。このとき、空気充填量が過剰となるので、それを防止するために、スロットル弁を絞ることによって、吸気圧を低下させることが考えられる。 Here, the intake valve is generally driven by a crankshaft to open and close. That is, the opening / closing drive of the intake valve is performed via a shaft such as a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft. In such a valve operating mechanism, in order to change the intake valve closing timing, it is inevitable to change it continuously. For this reason, in order to shift the intake valve closing timing between the early closing range and the late closing range, it is necessary to shift between both ranges continuously, and as a result, at the time of the transition, There will be a moment when the maximum air charge is reached. At this time, since the air filling amount becomes excessive, in order to prevent this, it is conceivable to reduce the intake pressure by reducing the throttle valve.
しかしながら、例えば車輪(駆動輪)のスリップによりトラクションコントロールが作動して要求トルクが低下して、吸気閉弁時期を遅閉じ範囲から早閉じ範囲へ移行する場合には問題が生じる。すなわち、遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行中に、車輪のグリップ力の回復により車輪スリップ量が急激に減少して機関速度が急低下する可能性があり、このように機関速度が低下すると、スロットル弁による吸気絞り効果が低下するため、吸気圧が充分に低下しなくなる可能性がある。このため、遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行時においては、気筒空気充填量の過剰による異常燃焼の発生を確実に防止するべく、スロットル弁をより絞り気味にして、その絞り気味のスロットル弁開度を前提にして、制御パラメータを設定する必要が生じる。この結果、ポンプ損失が増大して、機関運転効率を低下させる可能性がある。 However, for example, a problem occurs when the traction control is activated due to slipping of the wheels (drive wheels) and the required torque is reduced, and the intake valve closing timing is shifted from the late closing range to the early closing range. In other words, during the transition from the slow closing range to the early closing range, the wheel slip amount may decrease sharply due to the recovery of the wheel grip force, and the engine speed may drop rapidly. Since the intake throttle effect of the throttle valve is reduced, the intake pressure may not be sufficiently reduced. For this reason, at the time of transition from the late closing range to the early closing range, in order to reliably prevent the occurrence of abnormal combustion due to excessive cylinder air charge, the throttle valve is made to be more throttled, and the throttle valve with that throttle It is necessary to set control parameters on the assumption of the opening. As a result, there is a possibility that the pump loss increases and the engine operation efficiency is lowered.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸気弁の閉弁時期を早閉じ範囲と遅閉じ範囲とに設定し、該閉弁時期の遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行中にスロットル弁を絞る場合に、開き気味のスロットル弁開度に設定することができるようにして、ポンプ損失を出来る限り低減しようとすることにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to set the closing timing of the intake valve to an early closing range and a late closing range, and to delay the closing timing of the valve closing timing. When the throttle valve is throttled during the transition from the first to the early closing range, it is intended to reduce the pump loss as much as possible by setting the throttle valve opening degree to be open.
前記の目的を達成するために、本発明では、往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、前記燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、および、該吸気通路を燃焼室から遮断可能で且つクランクシャフトにより駆動される吸気弁、を有する内燃機関と、前記吸気通路に配設されたスロットル弁と、前記クランクシャフトにより駆動される前記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、を備えた内燃機関システムの制御方法を対象として、前記内燃機関の要求トルクが、機関速度毎に定まる第1所定トルク以上であるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で前記吸気弁を閉じる工程と、前記要求トルクが、前記第1所定トルクよりも小さいときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で前記吸気弁を閉じる工程と、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から、該第1所定トルク以下に設定された第2所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定する工程と、前記可能性が所定レベルよりも低いと判定したときに、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲から前記早閉じ範囲へ移行するように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、前記遅閉じ範囲と前記早閉じ範囲との間の中間閉弁時期範囲における異常燃焼を抑制するように、前記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する工程と、前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときに、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲に留まるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御する工程と、を備えるようにした。 To achieve the above object, according to the present invention, a cylinder that defines a combustion chamber together with a reciprocating piston, an intake passage through which air introduced into the combustion chamber passes, and the intake passage can be shut off from the combustion chamber. An intake valve driven by a crankshaft, a throttle valve disposed in the intake passage, and an intake valve closing timing for controlling the closing timing of the intake valve driven by the crankshaft When the required torque of the internal combustion engine is equal to or higher than a first predetermined torque determined for each engine speed, the air speed at the engine speed is determined in each cylinder cycle. The step of closing the intake valve within a delay closing range set on the retard side with respect to the timing when the filling amount becomes maximum, and the required torque is equal to the first predetermined torque. And closing the intake valve within an early closing range that is set to an advance side of the timing at which the air charge amount becomes maximum at the engine speed and is separated from the slow closing range in each cylinder cycle. The engine speed may decrease by a predetermined amount or more when the required torque decreases from the first predetermined torque or more to a second predetermined torque set to be equal to or less than the first predetermined torque. And determining the intake valve closing timing variable mechanism so that the closing timing of the intake valve shifts from the late closing range to the early closing range when it is determined that the possibility is lower than a predetermined level. controls so as to suppress abnormal combustion in an intermediate closing timing range between the retarded-closing range and the early closing range, the step of driving the throttle valve temporarily closing direction, the accessibility When sex is determined to the a predetermined level or more, the closing timing of the intake valve is so and a step of controlling the intake valve closing timing varying mechanism to remain later closing range above.
このことにより、内燃機関の要求トルクが、第1所定トルク以上である状態から第2所定トルクを超えて低下する際、機関速度が所定量以上低下する可能性が判定され、その可能性が所定レベル以上であると判定されたときには、吸気弁の閉弁時期(吸気閉弁時期)が遅閉じ範囲に留まり、前記可能性が所定レベルよりも低いと判定されたときにのみ、吸気閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へ移行し、この移行時にスロットル弁が一時的に閉方向に作動する。これにより、スロットル弁の一時的閉作動制御中に機関速度が所定量以上低下する可能性は低くなり、スロットル弁による吸気絞り効果の低下により気筒空気充填量が過剰になる虞れを排除することができる。従って、要求トルクの低下に伴う吸気閉弁時期の遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行時に、開き気味のスロットル弁開度を前提として、制御パラメータ(スロットル弁開度や吸気閉弁時期等)の設定を行なうことが可能となる。よって、ポンプ損失を低減することができて、機関運転効率を高く保つことが可能となる。 As a result, when the required torque of the internal combustion engine decreases from the state where it is equal to or higher than the first predetermined torque to exceed the second predetermined torque, it is determined that the engine speed may decrease by a predetermined amount or more. When it is determined that the level is equal to or higher than the level, the intake valve closing timing (intake valve closing timing) remains in the late closing range, and the intake valve closing timing is determined only when it is determined that the possibility is lower than the predetermined level. Shifts from the late closing range to the early closing range, and at this transition, the throttle valve temporarily operates in the closing direction. As a result, the possibility that the engine speed decreases by a predetermined amount or more during the temporary closing operation control of the throttle valve is reduced, and the possibility that the cylinder air filling amount becomes excessive due to the reduction of the intake throttle effect by the throttle valve is eliminated. Can do. Therefore, the control parameters (throttle valve opening, intake valve closing timing, etc.) are premised on the assumption that the throttle valve opening is open when the intake valve closing timing shifts from the slow closing range to the early closing range due to a decrease in the required torque. Can be set. Therefore, the pump loss can be reduced and the engine operation efficiency can be kept high.
前記可能性を判定する工程は、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から前記第2所定トルクを超えて低下する際の低下量が大きいほど、前記可能性が高いと判定する工程である、ことが好ましい。 The step of determining the possibility determines that the possibility is higher as the amount of decrease when the required torque is lower than the second predetermined torque from a state where the required torque is equal to or higher than the first predetermined torque is larger. It is preferable that it is a process.
これにより、要求トルクの低下量が大きいほど、機関速度が所定量以上低下する可能性が高くなって、吸気閉弁時期の遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行が制限される。特にトラクションコントロールの場合には、要求トルクの低下量が大きいほど、機関速度の低下量が大きくなるので、スロットル弁による吸気絞り効果の低下により気筒空気充填量が過剰になるのを適切に抑制することができる。 As a result, the greater the amount of decrease in the required torque, the higher the possibility that the engine speed will decrease by a predetermined amount or more, and the transition from the late closing range to the early closing range of the intake valve closing timing is limited. Particularly in the case of traction control, the larger the amount of decrease in the required torque, the larger the amount of decrease in the engine speed. Therefore, it is possible to appropriately suppress an excessive amount of cylinder air filling due to a decrease in the intake throttle effect by the throttle valve. be able to.
前記所定レベルは、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から前記第2所定トルクを超えて低下する際の機関速度が高いほど、高く設定されていることが好ましい。 It is preferable that the predetermined level is set higher as the engine speed is higher when the required torque is lower than the second predetermined torque from a state where the required torque is equal to or higher than the first predetermined torque.
このことで、吸気流速に比例した絞り効果の低下による気筒空気充填量の増大に適切に対応することが可能になる。 This makes it possible to appropriately cope with an increase in the cylinder air charge amount due to a reduction in the throttle effect proportional to the intake air flow rate.
前記内燃機関からの動力が伝達される車輪のスリップ量が所定値以上である際に、該内燃機関の要求トルクを低下させる工程を更に備えていてもよい。 The method may further include a step of reducing a required torque of the internal combustion engine when a slip amount of a wheel to which power from the internal combustion engine is transmitted is a predetermined value or more.
このようなトラクションコントロールの作動による要求トルクの低下時には、該低下により機関速度が低下することが予測される。この機関速度の低下量は、車輪スリップ量などから容易に予測することができ、機関速度が所定量以上低下する可能性を容易に判定することができる。 When the required torque decreases due to such traction control operation, it is predicted that the engine speed decreases due to the decrease. The reduction amount of the engine speed can be easily predicted from the wheel slip amount or the like, and the possibility that the engine speed is reduced by a predetermined amount or more can be easily determined.
本発明の別の態様は、往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、前記燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、および、該吸気通路を燃焼室から遮断可能で且つクランクシャフトにより駆動される吸気弁、を有する内燃機関と、前記吸気通路に配設されたスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、前記クランクシャフトにより駆動される前記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、前記スロットルアクチュエータおよび前記吸気閉弁時期可変機構を制御する制御器と、を備えた内燃機関システムであり、前記制御器は、前記内燃機関の要求トルクが、機関速度毎に定まる第1所定トルク以上であるときには、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で前記吸気弁が閉じるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、前記要求トルクが、前記第1所定トルクよりも小さいときには、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で前記吸気弁が閉じるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から、該第1所定トルク以下に設定された第2所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定し、且つ、前記可能性が所定レベルよりも低いと判定したときには、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲から前記早閉じ範囲へ移行するように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、前記遅閉じ範囲と前記早閉じ範囲との間の中間閉弁時期範囲における異常燃焼を抑制するように、前記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するよう前記スロットルアクチュエータを制御し、且つ、前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときには、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲に留まるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するものであるとする。 Another aspect of the present invention includes a cylinder that defines a combustion chamber together with a reciprocating piston, an intake passage through which air introduced into the combustion chamber passes, and an intake passage that can be shut off from the combustion chamber and by a crankshaft. An internal combustion engine having a driven intake valve; a throttle valve disposed in the intake passage; a throttle actuator that drives the throttle valve; and a closing timing of the intake valve that is driven by the crankshaft. An intake valve closing timing variable mechanism, and a controller for controlling the throttle actuator and the intake valve closing timing variable mechanism, wherein the controller is configured so that the required torque of the internal combustion engine is an engine When the torque is equal to or higher than the first predetermined torque determined for each speed, the air charge amount is maximum at the engine speed in each cylinder cycle. When the intake valve closing timing variable mechanism is controlled so that the intake valve is closed within a delay closing range set on the retard side of the predetermined timing, and the required torque is smaller than the first predetermined torque. In each cylinder cycle, the intake valve closing is performed so that the intake valve is closed within an early closing range that is set to an advance side with respect to the time when the air filling amount becomes maximum at the engine speed and that is separated from the slow closing range. The engine speed is controlled when the timing variable mechanism is controlled and the required torque decreases from the first predetermined torque or higher to a second predetermined torque set to be lower than the first predetermined torque. It determines the possibility of reduced more than a predetermined amount, and, when the possibility is determined to be lower than the predetermined level, so that the closing timing of the intake valve is shifted to the early closing range of the late closing range Operation controls the intake valve closing timing varying mechanism, so as to suppress abnormal combustion in an intermediate closing timing range between the retarded-closing range and the early closing range, the throttle valve is temporarily closing direction controls by the Hare before Symbol throttle actuator, and, when the possibility is determined to the a predetermined level or more, the intake valve closing timing varying as the valve closing timing of the intake valve remains in late closing range the It is assumed that the mechanism is controlled.
この構成により、前記内燃機関システムの制御方法と同様の作用効果が得られる。 With this configuration, the same operational effects as those of the control method of the internal combustion engine system can be obtained.
以上説明したように、本発明の内燃機関システムの制御方法および内燃機関システムによると、内燃機関の要求トルクが、第1所定トルク以上である状態から、該第1所定トルク以下に設定された第2所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定し、前記可能性が所定レベルよりも低いと判定したときに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へ移行し且つ、遅閉じ範囲と前記早閉じ範囲との間の中間閉弁時期範囲における異常燃焼を抑制するように、スロットル弁が一時的に閉方向に作動するようにし、前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲に留まるようにしたことにより、スロットル弁の一時的閉作動制御中に機関速度が低下する可能性は低くなり、吸気弁の閉弁時期の遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行時に、開き気味のスロットル弁開度を前提として、制御パラメータの設定を行なうことが可能となり、よって、ポンプ損失を低減することができて、高い機関運転効率を維持することができる。 As described above, according to the control method and the internal combustion engine system of the present invention, the required torque of the internal combustion engine is set to be equal to or lower than the first predetermined torque from the state where the required torque is equal to or higher than the first predetermined torque. 2 When it is determined that the engine speed decreases beyond a predetermined level, the possibility that the engine speed will decrease by a predetermined amount or more is determined, and when it is determined that the possibility is lower than a predetermined level, the closing timing of the intake valve The throttle valve is temporarily operated in the closing direction so as to suppress the abnormal combustion in the intermediate valve closing timing range between the late closing range and the early closing range. When it is determined that the possibility is equal to or higher than the predetermined level, the closing speed of the intake valve remains in the late closing range, so that the engine speed may be reduced during the temporary closing operation control of the throttle valve. The control parameter can be set on the premise of the open throttle valve opening when the intake valve closing timing shifts from the late closing range to the early closing range, thus reducing pump loss. And maintain high engine operating efficiency.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the following description of the embodiments is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関システムの概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine system according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、同内燃機関システムは、エンジン1、エンジン1に付随する様々なアクチュエータ、様々なセンサ、および該センサからの信号に基づきアクチュエータを制御する制御器としての制御ユニット100を有する。
Referring to FIG. 1, the internal combustion engine system includes an
エンジン1は、火花点火式内燃機関であって、4つの気筒11を有するものである(図2参照)が、いかなる数の気筒11を有するものであってもよい。エンジン1は、自動車等の車両に搭載され、そのクランクシャフト14は、図2に示すように、前記車両に搭載された動力伝達装置2を介して前記車両の左右の前輪7に連結されており、エンジン1の動力が、動力伝達装置2によって前輪7に伝達されて、車両を推進する。
The
前記動力伝達装置2は、トルクコンバータ3および変速機構4を含む自動変速機5と、ディファレンシャル機構6とを有している。トルクコンバータ3は、図示は省略するが、エンジン1のクランクシャフト14と接続されてエンジン1の出力が入力されるポンプインペラと、このポンプインペラに対峙するタービンとを有し、このタービンの回転が変速機構4に出力されるようになっている。
The
前記変速機構4は、図示は省略するが、タービンの回転が入力される入力軸と、ディファレンシャル機構6を介して前輪7に連結される出力軸と、これら入出力軸間に設けられた、例えば遊星歯車機構等の変速歯車機構と、該変速歯車機構の変速比を変更するための複数のクラッチとを有している。そして、変速機構4は、前記クラッチの締結および解放により、例えば前進第1速から第5速まで変速可能に構成される。
Although not shown, the
前記左右の前輪7には、当該前輪7の車輪速度を検出する車輪速度センサ7aがそれぞれ設けられており、前記車両における左右の後輪8には、当該後輪8の車輪速度を検出する車輪速度センサ8aがそれぞれ設けられている。
The left and right
前記エンジン1は、13以上の幾何学的圧縮比を持ち、この幾何学的圧縮比は、14以上16以下であるのが好ましい。幾何学的圧縮比が大きいということは、膨張比が大きいことを意味するので、幾何学的圧縮比が大きいほど、エンジン1の運転効率は上がる。そこで、本実施形態では、幾何学的圧縮比を13以上に設定し、点火リタード等の方法によってノッキングを回避しつつ高トルクと燃費の大幅な低減とを図ることとしている。
The
尤も、圧縮比が高いほど、異常燃焼発生の可能性が高まるので、有効圧縮比を小さくする、すなわち、気筒空気充填量を下げる必要が生じる。そうなると、気筒容積の割に得られる出力が低下するために、エンジン1の重量比で見たときの効率は低下し、また、エンジン1の、車両のエンジンルーム内への搭載性に問題が生じる。従って、幾何学的圧縮比の上限は、16以下にするのが好ましい。
However, the higher the compression ratio, the higher the possibility of abnormal combustion. Therefore, it is necessary to reduce the effective compression ratio, that is, to reduce the cylinder air charge amount. As a result, the output obtained for the cylinder volume is reduced, so that the efficiency when viewed in terms of the weight ratio of the
エンジン1は、シリンダブロック12と、その上に載置されるシリンダヘッド13とを備えており、それらの内部に、後述のピストン15と共に燃焼室17を規定する4つの気筒11が形成されている。周知のように、シリンダブロック12には、ジャーナルやベアリング等によりクランクシャフト14が回転自在に支持されており、このクランクシャフト14がピストン15に対し、コネクティングロッド16を介して連結されている。
The
ピストン15は、各気筒11内に摺動自在に嵌挿されて燃焼室17を区画している。シリンダヘッド13には、気筒11毎に2つの吸気ポート18(図1には1つのみ示す)が形成されて、それぞれ燃焼室17に連通している。同様に、シリンダヘッド13には、気筒11毎に2つの排気ポート19(図1には1つのみ示す)が形成されて、それぞれ燃焼室17に連通している。シリンダヘッド13には、吸気弁21および排気弁22が、それぞれ、吸気ポート18および排気ポート19を燃焼室17から遮断(閉)可能なように配設されている。吸気弁21は、動弁装置としての吸気弁駆動機構30により、排気弁22は排気弁駆動機構40により、それぞれ駆動されて、所定のタイミングで往復動して、吸気ポート18および排気ポート19をそれぞれ開閉するものである。
The piston 15 is slidably inserted into each
吸気弁駆動機構30は、後述のインナシャフト105を有し、排気弁駆動機構40は、排気カムシャフト41を有する。インナシャフト105および排気カムシャフト41は、クランクシャフト14により、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構を介して、該クランクシャフト14に同期して駆動される。この動力伝達機構は、周知のように、クランクシャフト14が二回転する間に、インナシャフト105および排気カムシャフト41が一回転するように構成される。吸気弁21および排気弁22は、インナシャフト105および排気カムシャフト41によりそれぞれ駆動される、つまりクランクシャフト14により、該クランクシャフト14に同期して駆動されることになる。尚、吸気弁駆動機構30については、後に詳細に説明する。
The intake
インナシャフト105の位相角は、位相センサ35により検出され、その位相センサ35による検出信号θVCT_Aが制御ユニット100に入力される。
The phase angle of the
シリンダヘッド13における各気筒11の中心軸線上には、点火プラグ51が配設されている。この点火プラグ51は、例えばねじ等の周知の構造によってシリンダヘッド13に取り付けられている。点火プラグ51による点火を行わせる点火システム52は、制御ユニット100からの制御信号SADを受けて、点火プラグ51が所望の点火タイミングで火花を発生するよう、それに通電する。
A
シリンダヘッド13の一側(図例では吸気側)には、燃料噴射弁53が、例えばブラケットを使用する等の周知の構造で取り付けられている。この燃料噴射弁53の先端は、上下方向については2つの吸気ポート18の下方に、また、水平方向についてはそれら2つの吸気ポート18の中間に位置して、燃焼室17内に臨んでいる。
A
燃料噴射弁53に燃料を供給する燃料供給システム54は、図示は省略するが、燃料噴射弁53に燃料を昇圧して供給する高圧ポンプと、この高圧ポンプに燃料タンクから燃料を送給する配管やホース等と、燃料噴射弁53を駆動する電気回路とを備えている。この電気回路は、制御ユニット100からの制御信号FPDを受けて燃料噴射弁53のソレノイドを作動させ、所定のタイミングで所望量の燃料を燃焼室17内に噴射させる。
A
吸気ポート18は、吸気マニホールド55内の吸気経路55b(吸気ポート18と共に、燃焼室17内へ導入される空気が通過する吸気通路を構成する)によってサージタンク55aに連通している。図示しないエアクリーナからの吸気流は、スロットルボデー56を通過してサージタンク55aに供給される。スロットルボデー56にはスロットル弁57が配置されており、周知のようにサージタンク55aに向かう吸気流を絞って、その流量を調整する。そして、スロットルアクチュエータ58が、制御ユニット100からの制御信号TVODを受けて、スロットル弁57を駆動してその開度(以下、スロットル開度という)を調整する。
The
排気ポート19は、排気マニホールド60内の排気経路によって周知のように排気管内の通路に連通している。排気マニホールド60よりも下流の排気通路には、一つ以上の触媒コンバータ61を有する排気ガス浄化システムが配置される。触媒コンバータ61は、周知の三元触媒、リーンNOx触媒、酸化触媒等とすることができ、それ以外にも、特定の燃料制御手法による排気ガス浄化の目的にかなうものであれば、いかなるタイプの触媒としてもよい。
The
また、排気ガスの一部を吸気系に循環させる(以下、EGRともいう)ために、吸気マニホールド55(スロットル弁57よりも下流側)と排気マニホールド60との間がEGRパイプ62によって接続されている。排気側の圧力は吸入側よりも高いので、排気ガスの一部は、EGRパイプ62を介して吸気マニホールド55に流れ込むようになり(この流れ込むガスをEGRガスと呼ぶ)、吸気マニホールド55から燃焼室17に吸入される新気と混ざることになる。EGRパイプ62にはEGR弁63が配設され、EGRガスの流量を調整するようになっている。そして、EGR弁アクチュエータ64が、制御ユニット100からの制御信号EGROPENを受けて、EGR弁63を駆動してその開度を調整する。
Further, in order to circulate a part of the exhaust gas to the intake system (hereinafter also referred to as EGR), the intake manifold 55 (downstream of the throttle valve 57) and the
制御ユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央算出処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラムおよびデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスとを備えている。
The
制御ユニット100は、エアフローセンサ71から吸気流量AF、吸気圧センサ72から吸気マニホールド圧MAP、クランク角センサ73からクランク角パルス信号、というように種々の入力を受け入れる。制御ユニット100は、例えば、クランク角パルス信号に基づいて、エンジン回転速度(以下、機関速度ともいう)NENGを計算する。また、制御ユニット100は、酸素濃度センサ74から排気ガスの酸素濃度EGOについての入力も受け入れる。さらに、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ75からのアクセル開度信号αを受け入れる。また、制御ユニット100は、自動変速機5の変速機構4の出力軸の回転速度を検出する車速センサ76からの車速信号VSPを受け入れる。
The
より具体的に、制御ユニット100は、前記のような入力に基づいて、以下のようなエンジン1の制御パラメータを計算する。例えば、所望のスロットル開度TVO、燃料噴射量FP、点火タイミングSA、バルブ位相角θVCT、EGR量QEGR(EGRガス流量)等である。そして、それら制御パラメータに基づいて、対応する制御信号として、スロットル開度信号TVOD、燃料噴射パルス信号FPD、点火パルス信号SAD、バルブ位相角信号θVCT_D、およびEGR開度信号EGROPENを、スロットルアクチュエータ58、燃料供給システム54、点火システム52、後述の吸気カムシャフト位相可変機構32、およびEGR弁アクチュエータ64にそれぞれ出力する。
More specifically, the
次に、図3および図4を参照して、本実施形態に係る吸気弁駆動機構30の詳細について説明する。図3は、図1の実施形態に係る吸気弁駆動機構30の具体的な構成を示す斜視図であり、図4は、図1の吸気弁駆動機構30の要部を示す断面図である。図4において、(A)は大リフト制御状態においてバルブリフト量が0のときを示し、(B)は大リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示し、(C)は小リフト制御状態においてバルブリフト量が0のときを示し、(D)は小リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示している。
Next, details of the intake
本実施形態の吸気弁駆動機構30は、吸気カムシャフト位相可変機構(可変カムタイミングメカニズム;以下、VCT機構という)32を備えており、これはチェーンドライブ機構によってクランクシャフト14に駆動連結されている。このチェーンドライブ機構は、ドリブンスプロケット104の他に、図示しないが、クランクシャフト14のドライブスプロケットと、それら両スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備える。
The intake
VCT機構32は、ドリブンスプロケット104に一体に回転するように固定されたケースと、それに収容され且つインナシャフト105に一体に回転するように固定されたロータとを有する。ケースとロータとの間には複数の液圧室が、インナシャフト105の中心軸X(図4に示す)の周りに(周方向に)並んで形成される。そして、ポンプにより加圧された液体(例えばエンジンオイル)が各々の液圧室に選択的に供給されて、互いに対向する液圧室の間に圧力差を形成する。
The
VCT機構32を制御するVCT制御ユニットとして機能する制御ユニット100が、VCT機構32の電磁バルブ32aに制御信号θVCT_Dを出力し、この制御信号θVCT_Dを受けて、電磁バルブ32aが液圧のデューティ制御をすることで、前記液圧室に供給する液体の流量や圧力等を調整する。これにより、スプロケット104とインナシャフト105との間の実際の位相差が変更され、それによって、周知のようにインナシャフト105の所望の回転位相が達成される。なお、制御ユニット100とは別構成の制御ユニットでVCT制御ユニットを構成してもよい。
The
インナシャフト105は、図4(A)〜(D)に示すように各々の気筒11に対応して一体的に設けられたディスク形状の偏心カム106を有する。この偏心カム106は、インナシャフト105の軸芯(中心軸X)から偏心して設けられ、VCT機構32により規定される位相で回転する。この偏心カム106の外周にはリング状アーム107の内周が回転自在に嵌め合わされており、インナシャフト105がその中心軸X周りに回転すると、リング状アーム107は、同じ中心軸Xの回りを公転しながら偏心カム106の中心の周りを回動する。
As shown in FIGS. 4A to 4D, the
また、前記インナシャフト105には、気筒11毎にロッカーコネクタ110が配設されている。このロッカーコネクタ110は円筒状で、インナシャフト105に外挿されて同軸に軸支され、換言すれば、その中心軸X周りに回動可能に支持されている一方、該ロッカーコネクタ110の外周面はベアリングジャーナルとされ、シリンダヘッド13に配設されたベアリングキャップ(図示せず)によって回転可能に支持されている。
The
前記ロッカーコネクタ110の両端には、第1および第2のロッカーカム111、112がそれぞれ一体的に設けられている。両者の構成は同じなので、図4(A)〜(D)にはロッカーカム111について示すが、このロッカーカム111は、カム面111aと円周状のベース面111bとを有し(図4(D)参照)、それらはいずれもタペット115の上面に摺接するようになっている。ロッカーカム111は、連続的には回転せず、揺動運動することを除いては、一般的な吸気弁駆動機構のカムと同様にタペット115を押圧してバルブを開くものである。タペット115はバルブスプリング116で支えられている。バルブスプリング116は、周知のように保持器117、118の間に支持されている。
First and
再度、図3を参照すると、インナシャフト105およびロッカーカム部品110〜112の組立体と並んで、その上方にコントロールシャフト120が配置されている。このコントロールシャフト120は、図示しないベアリングによって回転可能に支持されており、その長手方向の中央付近には、外周面から突出する同軸状のウォームギヤ121が一体的に設けられている。
Referring again to FIG. 3, the
ウォームギヤ121はウォーム122と噛合している。このウォーム122は、可変バルブリフト機構(VVL)のアクチュエータである例えばステッピングモータ123の出力軸に固定されている。そして、制御ユニット100からの制御信号(バルブリフト量信号)θVVL_Dを受けたステッピングモータ123の作動により、コントロールシャフト120を所望の位置に回動させることができる。こうして回動されるコントロールシャフト120には、気筒11毎のコントロールアーム131が取り付けられており、これらコントロールアーム131は、コントロールシャフト120の回動によって一体的に回動される。
The
また、そうして回動されるコントロールアーム131は、コントロールリンク132によってリング状アーム107に連結されている。すなわち、コントロールリンク132の一端部は、コントロールピボット133によってコントロールアーム131の先端部に回転自在に連結され、該コントロールリンク132の他端部は、コモンピボット134によってリング状アーム107に回転自在に連結されている。
Further, the
ここで、コモンピボット134は、前記のようにコントロールリンク132の他端部をリング状アーム107に連結するとともに、このリング状アーム107を貫通してそれをロッカーリンク135の一端部にも回転自在に連結している。そして、このロッカーリンク135の他端部が、ロッカーピボット136によってロッカーカム111に回転自在に連結されており、これによりリング状アーム107の回転がロッカーカム111に伝えられるようになっている。
Here, the common pivot 134 connects the other end of the
より具体的に、インナシャフト105が回転して、これと一体に偏心カム106が回転するとき、図4(A)および(C)に示すように偏心カム106が下側に位置すれば、リング状アーム107も下側に位置するようになり、一方、図4(B)および(D)に示すように偏心カム106が上側に位置すれば、リング状アーム107も上側に位置するようになる。
More specifically, when the
その際、リング状アーム107とコントロールリンク132とを連結するコモンピボット134の位置は、コントロールピボット133の位置と、偏心カム106およびリング状アーム107の共通中心位置との、3者相互の位置関係によって規定されるから、図示のようにコントロールピボット133の位置が変化しない(コントロールシャフト120が回動しない)とすれば、コモンピボット134は、偏心カム106およびリング状アーム107の共通中心周りの回転のみに対応して概略上下に往復動作するようになる。
At this time, the position of the common pivot 134 that connects the ring-shaped
そのようなコモンピボット134の往復動作は、ロッカーリンク135によって第1のロッカーカム111に伝えられ、該第1のロッカーカム111を、ロッカーコネクタ110で連結された第2のロッカーカム112と共に中心軸X周りに揺動させる。こうして揺動するロッカーカム111は、図4(B)および(C)に示すように、カム面111aがタペット115の上面に接触する間は、当該タペット115をバルブスプリング116のばね力に抗して押し下げ、このタペット115が吸気弁21を押し下げて、吸気ポート18を開かせる。
Such reciprocating motion of the common pivot 134 is transmitted to the
一方、図4(A)および(D)に示すように、ロッカーカム111のベース面111bがタペット115の上面に接触するとき、タペット115は押し下げられない。これは、中心軸Xを中心とするロッカーカム111のベース面111bの半径が、その中心軸Xとタペット115の上面との間隔以下に設定されているからである。
On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4D, when the base surface 111b of the
上述の如きコントロールピボット133と、コモンピボット134と、偏心カム106およびリング状アーム107の共通中心との相互の位置関係において、コントロールピボット133の位置が変化すれば、これにより3者相互の位置関係に変化が生じ、コモンピボット134は前記とは異なる軌跡を描いて往復動作するようになる。
If the position of the control pivot 133 changes in the mutual positional relationship between the control pivot 133, the common pivot 134, and the common center of the
よって、ステッピングモータ123の作動によりコントロールシャフト120およびコントロールアーム131を回転させて、コントロールピボット133の位置を変えることにより、ロッカーカム111,112の揺動範囲を変更することができる。例えば、コントロールアーム131を図4において時計回りに回動させて、コントロールピボット133を、図4(A)に示す位置から図4(C)に示すように左斜め上側にずらすと、ロッカーカム111の揺動範囲は、相対的にベース面111bがタペット115の上面に接触する傾向の強いものとなる。
Therefore, the rocking range of the
図5は、本実施形態に係る吸気弁駆動機構30の設定例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a setting example of the intake
図5を参照して、本実施形態では、上述した吸気弁駆動機構30およびこれに関連する構成部品(特にVCT機構32および可変バルブリフト機構)により、バルブリフト量θVVLは、例えばθVVL_minからθVVL_maxまでの範囲で、各気筒11への目標空気充填量CEの増加に応じて増大するように制御されるとともに、吸気弁21の閉弁時期(吸気弁閉タイミングともいう)は、バルブリフト量θVVLの増大に応じてθVCT_minからθVCT_maxの範囲で連続的に遅角する。吸気弁21の開弁時期および閉弁時期は、必要に応じていかなる組合せも可能であり、例えば、バルブリフト量を0にするいわゆるロストモーション動作も可能である。このように吸気弁駆動機構30(特にVCT機構32および可変バルブリフト機構)は、吸気弁21の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構を構成することになる。
Referring to FIG. 5, in the present embodiment, the valve lift amount θ VVL is, for example, from θ VVL_min by the intake
本実施形態では、例えばエンジン回転速度NENGが1500rpmの時の吸気行程において吸気弁21を開閉する際、吸気弁21の開弁時期については、殆どの運転領域で排気上死点直前(クランク角度で例えば20°CA)から開弁を開始し、エンジン1の要求トルク(目標トルクTQ)に応じて閉弁時期を変更するようにしている。
In the present embodiment, for example, when the
ここで、本実施形態では、吸気弁21の閉弁時期として、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側に設定される第1閉弁タイミング範囲IVC1st(早閉じ範囲に相当)と、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも遅角側に設定され且つ前記第1閉弁タイミング範囲IVC1stから離間した第2閉弁タイミング範囲IVC2nd(遅閉じ範囲に相当)とが設定されており、吸気弁21が第1閉弁タイミング範囲IVC1stで閉じるように運転される早閉じモードMEIVCと、吸気弁21が第2閉弁タイミング範囲IVC2ndで閉じるように運転される遅閉じモードMLIVCと、運転モードを遅閉じモードMLIVCから早閉じモードMEIVCに切り換える進角遷移モードMTR-Aと、運転モードを早閉じモードMEIVCから遅閉じモードMLIVCに切り換える遅角遷移モードMTR-Rとを設定可能に構成されている。なお、第1および第2閉弁タイミング範囲IVC1st,IVC2ndは、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングを挟んで進角側および遅角側にそれぞれ設定されており、詳しくは後述するように、必ずしも吸気下死点を基準として設定されるものではない(後述する図15参照)。 Here, in the present embodiment, as the closing timing of the intake valve 21, the first valve closing set to the advance side with respect to the intake valve closing timing at which the target air filling amount CE becomes maximum at the engine rotational speed N ENG . The timing range IVC 1st (corresponding to the early closing range) and the first valve closing timing range IVC which is set on the retard side with respect to the intake valve closing timing at which the target air charge amount CE becomes maximum at the engine speed N ENG The second valve closing timing range IVC 2nd (corresponding to the late closing range) separated from 1st is set, and the early closing mode M EIVC in which the intake valve 21 is operated to close in the first valve closing timing range IVC 1st. When the later closing mode M LIVC intake valve 21 is operated to close the second valve closing timing range IVC 2nd, the earlier closing mode M EIVC from later closing mode M LIVC operating mode Advance the transition mode M TR-A changing Ri is capable of setting a retard transition mode M TR-R switch to the later closing mode M LIVC the operation mode from the earlier closing mode M EIVC. The first and second valve closing timing ranges IVC 1st and IVC 2nd are respectively advanced and retarded with respect to the intake valve closing timing at which the target air filling amount CE becomes maximum at the engine speed N ENG . As will be described later in detail, it is not necessarily set based on the intake bottom dead center (see FIG. 15 described later).
前記遅閉じモードMLIVCは、エンジン1における要求トルク(目標トルクTQ、つまり目標空気充填量CEと言い換えることができる)と機関速度(エンジン回転速度NENG)とからなるエンジン運転状態が高負荷低速側の運転領域にあるとき、つまりエンジン1の要求トルクが、機関速度毎に定まる所定トルク(図8の特性線L1又はL2参照)以上であるとき(目標空気充填量CEが所定空気充填量以上であるとき)に選択されるモードであり、この遅閉じモードMLIVCでは、吸気弁21のバルブリフト量θVVLを大きくし、このバルブリフト量θVVLに対応して吸気弁閉タイミングを例えば吸気下死点よりも遅角する。以下、前記高負荷低速側の運転領域のことを、遅閉じ運転領域という。
In the slow closing mode MLIVC , the engine operating state consisting of the required torque in the engine 1 (in other words, the target torque TQ, that is, the target air filling amount CE) and the engine speed (engine rotational speed N ENG ) is high load and low speed. When the required torque of the
一方、前記早閉じモードMEIVCは、前記エンジン運転状態が前記遅閉じ運転領域よりも低負荷ないし高速側の運転領域にあるとき、つまりエンジン1の要求トルクが、前記所定トルクよりも小さいとき(目標空気充填量CEが所定空気充填量よりも少ないとき)に選択されるモードであり、この早閉じモードMEIVCでは、吸気弁21のバルブリフト量θVVLを小さくし、このバルブリフト量θVVLに対応して吸気弁閉タイミングを例えば吸気下死点よりも進角する。以下、前記遅閉じ運転領域よりも低負荷ないし高速側の運転領域のことを、早閉じ運転領域という。
On the other hand, in the early closing mode M EIVC , when the engine operating state is in a lower load or higher speed operating region than the delayed closing operating region, that is, when the required torque of the
なお、本実施形態では、後述の如く、運転モードの切換にヒステリシスを設けているために、遅閉じ運転領域から早閉じ運転領域への切換え時と、早閉じ運転領域から遅閉じ運転領域への切換え時とで、両運転領域(前記所定トルク)が変化することになる(図8参照)。 In this embodiment, since hysteresis is provided for switching the operation mode as will be described later, when switching from the slow-close operation region to the early-close operation region, and from the early-close operation region to the late-close operation region. Both operation regions (the predetermined torque) change at the time of switching (see FIG. 8).
前述の如く、早閉じモードMEIVCが設定される第1閉弁タイミング範囲IVC1stは、遅閉じモードMLIVCが設定される第2閉弁タイミング範囲IVC2ndよりも進角し且つ離間している。これら閉弁タイミング範囲IVC1st,IVC2ndの間には、遅閉じモードMLIVCおよび早閉じモードMEIVCでは吸気弁21が閉じることのない中間閉弁タイミング範囲IVCIMが設定されている。後述の如く、遅角遷移モードMTR-Rおよび進角遷移モードMTR-Aにおいて、吸気弁閉タイミングが中間閉弁タイミング範囲IVCIMとなる。
As described above, the first valve closing timing range IVC 1st in which the early closing mode M EIVC is set is advanced and separated from the second valve closing timing range IVC 2nd in which the late closing mode M LIVC is set. . Between these valve closing timing ranges IVC 1st and IVC 2nd, an intermediate valve closing timing range IVC IM in which the
次に、上述のような運転モードを設定している理由について説明する。 Next, the reason why the operation mode as described above is set will be described.
エンジン1の出力を高め、燃費を低減するために膨張比を高くする一方で、異常燃焼発生を抑制するために、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも進角または遅角させて、有効圧縮比を低くする方法として、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも進角する早閉じでエンジン1を運転制御する場合には、図4(A)および(B)から明らかなように、ロッカーカム111の揺動量は、小さくなり、バルブスプリング116の抵抗も小さくなるので、低負荷側では好ましいものとなる。しかし、要求負荷の増加に応じて、機関速度が上昇するのに連れて、所定の気筒空気充填量を得るための吸気弁21の閉弁時期は遅角する。また、機関速度上昇に伴い、気筒内の混合気の流動性が高まる等の理由により異常燃焼発生可能性は低くなるので、目標とする吸気弁閉タイミングの進角側への制限量は低下する。従って、吸気弁閉タイミングIVCを、機関速度上昇に伴い高い速度で遅角させる必要がある。しかしながら、吸気弁駆動機構30の応答遅れにより、吸気弁21の閉弁時期を目標に沿って高い速度で遅角させることは困難であるので、実際の吸気弁閉タイミングが、目標とする吸気弁閉タイミングよりも進角側となって、気筒空気充填量の低下を招く虞れがある。
In order to increase the output of the
他方、吸気弁閉タイミングIVCを、当該エンジン回転速度NENGにおいて気筒空気充填量が最大となるタイミングよりも遅角側に設定した場合、ピストン15が下死点に移動するまで気筒11内に空気を導入する。更に下死点を越えてピストン15が上昇中に、気筒内の空気を吸気通路内に戻すことで有効圧縮比を低減する。これを実現するためには、吸気弁21のバルブリフト量および動弁範囲を最大値近傍まで大きく設定する必要があり(図5参照)、機械的損失が大きくなる懸念がある。
On the other hand, when the intake valve closing timing IVC is set to be retarded from the timing at which the cylinder air filling amount becomes maximum at the engine rotational speed N ENG , air remains in the
そこで、本実施形態では、第1閉弁タイミング範囲IVC1stと第2閉弁タイミング範囲IVC2ndとを設定し、高圧縮比エンジンにおいて、可及的に連続的な運転領域で膨張比を高めるとともに、異常燃焼懸念の高い中間閉弁タイミング範囲IVCIMでは、ノッキング対策を講じることによって、プリイグニション等の異常燃焼を回避しつつ、出力の向上と燃費の低減とを図ることとしているのである。 Therefore, in the present embodiment, the first valve closing timing range IVC 1st and the second valve closing timing range IVC 2nd are set, and in the high compression ratio engine, the expansion ratio is increased in the continuous operation region as much as possible. In the intermediate valve closing timing range IVC IM where there is a high concern for abnormal combustion, measures for knocking are taken to improve output and reduce fuel consumption while avoiding abnormal combustion such as pre-ignition.
このような構成を実現するため、本実施形態では、図6および図7のフローチャートが実行されるように設定されている。 In order to realize such a configuration, in the present embodiment, the flowcharts of FIGS. 6 and 7 are set to be executed.
図6および図7は、本発明の実施形態に係るエンジン1の制御例を示すフローチャートである。
6 and 7 are flowcharts showing an example of control of the
まず、図6を参照して、制御ユニット100は、最初に諸設定の初期化を実行する(ステップS1)。この初期化において、制御ユニット100は、現在の運転モードMを早閉じモードMEIVCに設定する。
First, referring to FIG. 6, the
次いで、制御ユニット100は、アクセル開度センサ75からのアクセル開度信号α、クランク角パルス信号に基づくエンジン回転速度NENG、車速センサ76からの車速信号VSPを読み取りまたは算出し、これらの情報に基づいて、目標トルクTQを算出する(ステップS2)。
Next, the
次いで、制御ユニット100は、目標トルクTQおよびエンジン回転速度NENGに基づき、燃料噴射量FP(或いは空燃比)、目標空気充填量CE、EGR量QEGR、および点火タイミングSAを算出する(ステップS3)。
Next, the
次いで、制御ユニット100は、予め前記メモリに記憶された制御マップM1のデータを読み取り、この制御マップM1に基づいて目標空気充填量CEとエンジン回転速度NENGの値とに適合する現在の運転領域Rを判定する(ステップS4)。この結果、制御ユニット100は、運転領域Rを図8に示すように判定する。
Next, the
図8は、図6のフローチャートにおいて判定される運転領域の例を示す特性図である。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of the operation region determined in the flowchart of FIG.
図8に示すように、本実施形態では、エンジン回転速度NENGに比例する特性線L1,L2(前記所定トルク)を設定し、特性線L1に対して高負荷低速側である遅閉じ運転領域RLIVC(特性線L1上も含む)、つまりエンジン1の要求トルクが所定トルク以上である(目標空気充填量が所定空気充填量以上である)遅閉じ運転領域RLIVCでは遅閉じモードMLIVCが、特性線L2に対して低負荷ないし高速側の早閉じ運転領域REIVC、つまりエンジン1の要求トルクが所定トルクよりも小さい(目標空気充填量が所定空気充填量よりも少ない)早閉じ運転領域REIVCでは、早閉じモードMEIVCが、それぞれ選定されるように設定されている。図示の例において、特性線L1と特性線L2との間の過渡領域RTRは、ヒステリシスを設けて運転モードの切換に用いられる領域であり、早閉じ運転領域REIVCから要求負荷が高くなっても、特性線L1に達するか又は特性線L1を越えるまでは、運転モードは早閉じモードMEIVCが維持され、遅閉じ運転領域RLIVCから要求負荷が低くなっても、特性線L2を越えるまでは、運転モードは遅閉じモードMLIVCが維持される。なお、ヒステリシスを設ける必要は必ずしもないが、過渡的で不安定な進角遷移モードMTR-Aや遅角遷移モードMTR-Rが生じる機会を出来る限り少なくするためには、ヒステリシスを設けることが好ましい。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, characteristic lines L1 and L2 (the predetermined torque) proportional to the engine rotational speed N ENG are set, and the slow closing operation region on the high load low speed side with respect to the characteristic line L1. R LIVC (including upper characteristic line L1), i.e. the required torque of the
図6を参照して、制御ユニット100は、現在の運転モードMが早閉じモードMEIVCであるか否かを判定する(ステップS5)。仮に運転モードMが早閉じモードMEIVCである場合、制御ユニット100は、さらに現在の目標空気充填量CEおよびエンジン回転速度NENGに基づき現在の運転領域Rを判定し、現在の運転領域Rが遅閉じ運転領域RLIVC以外であるか、すなわち要求負荷に基づく吸気弁閉タイミングIVCが第2閉弁タイミング範囲IVC2nd以外にあるか否かを判定する(ステップS6)。現在の運転領域Rが遅閉じ運転領域RLIVC以外である場合、制御ユニット100は、運転モードMを早閉じモードMEIVCに設定する(ステップS7)。次いで、制御ユニット100は、この早閉じモードMEIVCでの目標空気充填量CE、エンジン回転速度NENGに基づき、吸気弁21のバルブリフト量θVVL、吸気弁21の開弁期間θVCT、スロットル開度TVOを算出し(ステップS8)、この算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCTおよびスロットル開度TVO、並びにステップS3で算出した燃料噴射量FP、EGR量QEGRおよび点火タイミングSAにそれぞれ対応する制御信号θVVL-D、θVCT-D、TVOD、FPD、EGROPENおよびSADを出力することによって、吸気弁駆動機構30やスロットル弁57の各アクチュエータを制御する(ステップS9)。その後、ステップS2に移行し、上述した制御を繰り返す。
Referring to FIG. 6,
図9は、図6のフローチャートによって設定される早閉じモードMEIVCでの吸気弁閉タイミングの制御例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a control example of the intake valve closing timing in the early closing mode MEIVC set by the flowchart of FIG.
図9を参照して、同図に示した制御例では、運転領域Rが遅閉じ運転領域RLIVC以外、すなわち吸気弁12の閉弁時期が第1閉弁タイミング範囲IVC1stで運転される場合、エンジン回転速度NENGが高くなるほど、吸気弁21の閉弁時期は遅角する。また、目標空気充填量CEが増加するほど、吸気弁21の閉弁時期は遅角する。この結果、第1閉弁タイミング範囲IVC1stで運転される場合では、吸気弁21の閉弁時期が遅角することによって、空気充填量CEを増加させ、要求トルクに見合うトルクを出力できるようになっている。
Referring to FIG. 9, in the control example shown in FIG. 9, the operation region R is other than the slow closing operation region R LIVC , that is, when the closing timing of the
図10は、図6のフローチャートによって設定される早閉じモードMEIVCでのスロットル開度の制御例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a control example of the throttle opening in the early closing mode MEIVC set by the flowchart of FIG.
図10を参照して、同図に示した制御例では、特性線L1と平行にエンジン回転速度NENGに比例する特性線L3を低負荷側に設定している。特性線L3は、図8に示す特性線L2よりも低負荷ないし高速側であってもよく、特性線L2と同じかまたは特性線L2に対して高負荷ないし低速側であってもよい。この特性線L3に対して低負荷ないし高速側の運転領域では、スロットル開度TVOは、全開になっており、目標空気充填量CEは、専ら、吸気弁21の閉弁時期で制御されるようになっている。このため、充分な空気充填量CEを確保し、ポンプ損失が生じないように制御することが可能になる。他方、特性線L1と特性線L3との間では、要求負荷が高まるに連れて、或いはエンジン回転速度NENGが低減するのに連れて、スロットル開度TVOを小さくするように制御される。このため、エンジン運転状態が、低中負荷中高速運転領域から運転モードMを遅閉じモードMLIVCに設定する必要のある高負荷低速運転領域に近づくに連れて、スロットル弁57下流における、吸気ポート18を含む吸気通路内の圧力を低減する。これにより、高圧縮比エンジンを採用した本実施形態において、運転モードMを切り換える過渡的で不安定な運転領域であっても、吸気弁閉タイミングの変化に伴い一時的に気筒空気充填量が過大となることを抑制して、プリイグニション等の異常燃焼を回避することができる。
Referring to FIG. 10, in the control example shown in FIG. 10, a characteristic line L3 proportional to the engine speed N ENG is set on the low load side in parallel with the characteristic line L1. The characteristic line L3 may be on the lower load or higher speed side than the characteristic line L2 shown in FIG. 8, and may be the same as the characteristic line L2 or on the higher load or lower speed side than the characteristic line L2. In an operating region on the low load or high speed side with respect to this characteristic line L3, the throttle opening TVO is fully open, and the target air filling amount CE is controlled exclusively by the closing timing of the
次に、図6を参照して、ステップS6において、現在の運転領域Rが遅閉じ領域RLIVCである場合(ステップS6においてNOの場合)、制御ユニット100は、運転モードMを遅角遷移モードMTR-Rに設定する(ステップS10)。次いで、制御ユニット100は、所定のカウント時間CTR-Rをカウント値CTRとして設定し(ステップS11)、この遅角遷移モードMTR-Rでの目標空気充填量CE、エンジン回転速度NENGに基づき、吸気弁21のバルブリフト量θVVL、吸気弁21の開弁期間θVCT、EGR量QEGR 、およびスロットル開度TVOを算出する(ステップS12)。所定のカウント時間CTR-Rを設けているのは、吸気弁駆動機構30による吸気弁閉タイミング設定が切り換わるまでの間、一時的に目標空気充填量CEを低減してプリイグニション等の異常燃焼を回避するためである。
Next, referring to FIG. 6, when the current operation region R is the late closing region R LIVC (NO in step S6), the
ステップS12が実行された後は、ステップS9に移行することにより、遅角遷移モードMTR-Rで算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCT、EGR量QEGRおよびスロットル開度TVO、並びにステップS3で算出した燃料噴射量FPおよび点火タイミングSAにそれぞれ対応する制御信号θVVL-D、θVCT-D、EGROPEN、TVOD、FPDおよびSADを出力することによって、吸気弁駆動機構30やスロットル弁57の各アクチュエータを制御する。その後、ステップS2に移行し、上述した制御を繰り返す。
After step S12 is executed, the process proceeds to step S9, whereby the valve lift amount θ VVL , the valve opening period θ VCT , the EGR amount Q EGR and the throttle opening TVO calculated in the retarded angle transition mode M TR-R , In addition, by outputting the control signals θ VVL-D , θ VCT-D , EGR OPEN , TVO D , FP D and SA D corresponding to the fuel injection amount FP and ignition timing SA calculated in step S3, the intake valve is driven. The actuators of the
図11は、図6のフローチャートによる遅角遷移モードMTR-Rでの制御例を示すタイミングチャートである。 FIG. 11 is a timing chart showing an example of control in the retard transition mode M TR-R according to the flowchart of FIG.
図11に示すように、遅角遷移モードMTR-Rでの制御が実行されると、その開始タイミングt0からカウント値CTRがデクリメントされ(図7のステップS27参照)、タイミングt2で終了する。吸気弁駆動機構30は、カウントを開始したタイミングt0から吸気弁閉タイミングを第2閉弁タイミング範囲IVC2ndに移動するために、遅角を開始する。この遅角遷移モードMTR-Rにおいては、スロットルアクチュエータ58がスロットル弁57を一時的に閉方向に駆動して、吸気通路内の圧力を低下させる。すなわち、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側で吸気弁21を閉じる場合には、スロットル開度TVOが、吸気弁21の閉弁時期が遅角するのに連れて(例えば遅角に比例して)低減し、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも遅角側で吸気弁21を閉じる場合には、スロットル開度TVOが、吸気弁21の閉弁時期が遅角するのに連れて増大する。これにより、当該気筒11において、吸気弁21がプリイグニション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁タイミング範囲IVCIMに入り込んだとしても、スロットル弁57の一時的閉作動による吸気通路内の圧力の低下によって異常燃焼が防止される。
As shown in FIG. 11, when the control in the retarded angle transition mode M TR-R is executed, the count value C TR is decremented from the start timing t0 (see step S27 in FIG. 7), and ends at the timing t2. . The intake
また、遅角遷移モードMTR-Rにおいて、EGR弁アクチュエータ64がEGR弁63を一時的に開方向に駆動して、EGR弁63の開度(EGR量QEGR)を増大させる。すなわち、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側で吸気弁21を閉じる場合には、EGR量QEGRが、吸気弁21の閉弁時期が遅角するのに連れて(例えば遅角に比例して)増大し、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも遅角側で吸気弁21を閉じる場合には、EGR量QEGRが、吸気弁21の閉弁時期が遅角するのに連れて低減する。前記EGR弁63の一時的開動作により、筒内残留ガスである内部EGRよりも低温の外部EGRが筒内に導入されるので、より確実に異常燃焼を回避することが可能になる。
Further, in the retard transition mode M TR-R , the
吸気弁閉タイミングの遷移は、カウントの終了タイミングt2よりも早いタイミングt1で終了するように、諸元が設定される。すなわち、このタイミングt1を経過した時点では、ステップS12で設定されるEGR量QEGRおよびスロットル開度TVOが、遅閉じモードMLIVCと同様の値に切り換えられる。このため、タイミングt1を経過した時点では、未だ遅角遷移モードMTR-Rではあるが、運転モードの遷移は実際には終了していることになる。 The specification is set so that the transition of the intake valve closing timing ends at timing t1 earlier than the count end timing t2. That is, when this timing t1 has elapsed, the EGR amount Q EGR and the throttle opening TVO set in step S12 are switched to the same values as in the slow closing mode M LIVC . For this reason, when the timing t1 has elapsed, the transition to the operation mode is actually completed although it is still in the retard transition mode MTR-R .
次に、図6に示したフローチャートのステップS5において、制御ユニット100に設定されている運転モードMが早閉じモードMEIVCではなかった場合(ステップS5において、NOの場合)の制御例について、図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。
Next, in step S5 of the flowchart shown in FIG. 6, a control example when the operation mode M set in the
運転モードMが早閉じモードMEIVCではなかった場合、制御ユニット100は、さらに運転モードMが遅閉じモードMLIVCであるか否かを判定する(ステップS20)。仮に運転モードMが遅閉じモードMLIVCである場合、制御ユニット100は、さらに現在の目標空気充填量CEおよびエンジン回転速度NENGに基づき運転領域Rを判定し、現在の運転領域Rが早閉じ運転領域REIVC以外であるか、すなわち要求負荷に基づく吸気弁閉タイミングIVCが第1閉弁タイミング範囲IVC1st以外にあるか否かを判定する(ステップS21)。現在の運転領域Rが早閉じ運転領域REIVC以外である場合、制御ユニット100は、運転モードMを遅閉じモードMLIVCに設定する(ステップS22)。次いで、制御ユニット100は、この遅閉じモードMLIVCでの目標空気充填量CEおよびエンジン回転速度NENGに基づき、吸気弁21のバルブリフト量θVVL、吸気弁21の開弁期間θVCT、スロットル開度TVOを算出し(ステップS23)、この算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCTおよびスロットル開度TVO、並びにステップS3で算出した燃料噴射量FP、EGR量QEGRおよび点火タイミングSAにそれぞれ対応する制御信号θVVL-D、θVCT-D、TVOD、FPD、EGROPENおよびSADを出力することによって、吸気弁駆動機構30やスロットル弁57の各アクチュエータを制御する(ステップS9)。その後、ステップS2に移行し、上述した制御を繰り返す。
When the operation mode M is not the early closing mode M EIVC , the
図12は、図7のフローチャートによって設定される遅閉じモードMLIVCでの吸気弁閉タイミングの制御例を示す図であり、図13は、図7のフローチャートによって設定される遅閉じモードMLIVCでのスロットル開度の制御例を示す図である。各図において、(A)は目標空気充填量CEに応じてスロットル開度を並行して制御する場合であり、(B)はスロットル開度を一定に維持する場合である。 Figure 12 is a diagram showing an example of control of intake valve closing timing in the later closing mode M LIVC set by the flowchart of FIG. 7, FIG. 13 is a later closing mode M LIVC set by the flowchart of FIG. 7 It is a figure which shows the example of control of the throttle opening. In each figure, (A) is a case where the throttle opening is controlled in parallel according to the target air filling amount CE, and (B) is a case where the throttle opening is kept constant.
図12(A)および図13(A)を参照して、第2閉弁タイミング範囲IVC2ndで吸気弁21が閉じる場合において、スロットル開度TVOを変更しながら目標空気充填量CEを制御する場合には、目標空気充填量CEの増減に拘わらず、吸気弁閉タイミングを一定にし、スロットル弁57下流における、吸気ポート18を含む吸気通路内の圧力を制御することで、気筒空気充填量が変化する。
Referring to FIGS. 12A and 13A, when the
他方、図12(B)および図13(B)に示すように、機関速度が一定の条件のもとでスロットル開度TVOを一定に維持し、目標空気充填量CEが増加するに連れて吸気弁閉タイミングを進角させる場合には、吸気弁閉タイミングが第2閉弁タイミングIVC2nd内で進角するに連れて、そのときの最大気筒空気充填量が得られる吸気弁閉タイミングに近づくので、気筒空気充填量が制御される。その際に、スロットル開度TVOは比較的大きな値で一定に維持され、吸気通路内の圧力が高く維持されるので、ポンプ損失が低い状態が維持される。 On the other hand, as shown in FIG. 12 (B) and FIG. 13 (B), the throttle opening TVO is kept constant under the condition where the engine speed is constant, and the intake air is increased as the target air charge amount CE increases. When the valve closing timing is advanced, as the intake valve closing timing advances within the second valve closing timing IVC 2nd , it approaches the intake valve closing timing at which the maximum cylinder air filling amount can be obtained. The cylinder air charge amount is controlled. At that time, the throttle opening TVO is kept constant at a relatively large value, and the pressure in the intake passage is kept high, so that the pump loss is kept low.
図12(A)および(B)の何れの場合においても、エンジン回転速度NENGが高くなるほど、吸気弁21の閉弁時期は遅角する。また、図13(A)および(B)の何れの場合においても、エンジン回転速度NENGが高くなるほど、スロットル開度TVOは、大きく制御される。これは、エンジン回転速度NENGが高くなるほど、吸気慣性力が増加し、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングが遅角することに対応しているのであり、この制御によって、所要の目標空気充填量CEを確保することができるのである。
12A and 12B, the valve closing timing of the
次に、図7を参照して、ステップS21において、現在の要求負荷に基づく吸気弁閉タイミングIVCが第1閉弁タイミング範囲IVC1stにある場合(ステップS21において、NOの場合)、制御ユニット100は、運転モードMを進角遷移モードMTR-Aに設定する(ステップS24)。次いで、制御ユニット100は、所定のカウント時間CTR-Aをカウント値CTRとして設定し(ステップS25)、この進角遷移モードMTR-Aでの目標空気充填量CEおよびエンジン回転速度NENGに基づき、吸気弁21のバルブリフト量θVVL、吸気弁21の開弁期間θVCT、EGR量QEGRおよびスロットル開度TVOを算出する(ステップS26)。
Next, referring to FIG. 7, in step S21, when the intake valve closing timing IVC based on the current required load is in the first valve closing timing range IVC 1st (NO in step S21), the
ステップS26が実行された後は、ステップS9に移行することにより、進角遷移モードMTR-Aで算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCT、EGR量QEGRおよびスロットル開度TVO、並びにステップS3で算出した燃料噴射量FPおよび点火タイミングSAにそれぞれ対応する制御信号θVVL-D、θVCT-D、EGROPEN、TVOD、FPDおよびSADを出力することによって、吸気弁駆動機構30やスロットル弁57の各アクチュエータを制御する。その後、ステップS2に移行し、上述した制御を繰り返す。
After step S26 is executed, the process proceeds to step S9, whereby the valve lift amount θ VVL , the valve opening period θ VCT , the EGR amount Q EGR and the throttle opening TVO calculated in the advance angle transition mode M TR-A , In addition, by outputting the control signals θ VVL-D , θ VCT-D , EGR OPEN , TVO D , FP D and SA D corresponding to the fuel injection amount FP and ignition timing SA calculated in step S3, the intake valve is driven. The actuators of the
図14は、図7のフローチャートによる進角遷移モードMTR-Aでの制御例を示すタイミングチャートである。 FIG. 14 is a timing chart showing an example of control in the advance angle transition mode M TR-A according to the flowchart of FIG.
図14に示すように、進角遷移モードMTR-Aでの制御が実行されると、その開始タイミングt0からカウント値CTRがデクリメントされ(図7のステップS27参照)、タイミングt2で終了する。吸気弁駆動機構30は、カウントを開始したタイミングt0から吸気弁閉タイミングを第1閉弁タイミング範囲IVC1stに移動するために、進角を開始する。この進角遷移モードMTR-Aにおいては、スロットルアクチュエータ58がスロットル弁57を一時的に閉方向に駆動して、吸気通路内の圧力を低下させる。すなわち、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも遅角側で吸気弁21を閉じる場合には、スロットル開度TVOが、吸気弁21の閉弁時期が進角するのに連れて(例えば進角に比例して)低減し、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側で吸気弁21を閉じる場合には、スロットル開度TVOが、吸気弁21の閉弁時期が進角するのに連れて増大する。これにより、当該気筒11において、吸気弁21がプリイグニション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁タイミング範囲IVCIMに入り込んだとしても、スロットル弁57の一時的閉作動による吸気通路内の圧力の低下によって異常燃焼が防止される。
As shown in FIG. 14, when the control in the advance angle transition mode M TR-A is executed, the count value C TR is decremented from the start timing t0 (see step S27 in FIG. 7), and ends at the timing t2. . The intake
また、進角遷移モードMTR-Aにおいて、EGR弁アクチュエータ64がEGR弁63を一時的に開方向に駆動して、EGR弁63の開度(EGR量QEGR)を増大させる。すなわち、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも遅角側で吸気弁21を閉じる場合には、EGR量QEGRが、吸気弁21の閉弁時期が進角するのに連れて(例えば進角に比例して)増大し、当該エンジン回転速度NENGにおいて目標空気充填量CEが最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側で吸気弁21を閉じる場合には、EGR量QEGRが、吸気弁21の閉弁時期が進角するのに連れて低減する。前記EGR弁63の一時的開動作により、筒内残留ガスである内部EGRよりも低温の外部EGRが筒内に導入されるので、より確実に異常燃焼を回避することが可能になる。
Further, in the advance angle transition mode M TR-A , the
吸気弁閉タイミングの遷移は、カウントの終了タイミングt2よりも早いタイミングt1で終了するように、諸元が設定される。すなわち、このタイミングt1を経過した時点では、ステップS26で設定されるEGR量QEGRおよびスロットル開度TVOが、早閉じモードMEIVCと同様の値に切り換えられる。このため、タイミングt1を経過した時点では、未だ進角遷移モードMTR-Aではあるが、運転モードの遷移は実際には終了していることになる。 The specification is set so that the transition of the intake valve closing timing ends at timing t1 earlier than the count end timing t2. That is, when this timing t1 has elapsed, the EGR amount Q EGR and the throttle opening TVO set in step S26 are switched to the same values as in the early closing mode M EIVC . For this reason, when the timing t1 has elapsed, the transition to the operation mode has actually ended although it is still in the advance transition mode MTR-A .
次に、図7のフローチャートにおいて、制御ユニット100に設定されている運転モードMが遅閉じモードMLIVCではなかった場合(ステップS20において、NOの場合)、運転モードMは、遅角遷移モードMTR-Rおよび進角遷移モードMTR-Aのうちの何れかである。
Next, in the flowchart of FIG. 7, when the operation mode M set in the
そこで、本実施形態では、まず、制御ユニット100がカウント値CTRをデクリメントし(ステップS27)、運転モードMが進角遷移モードMTR-Aであるか否かを判定する(ステップS28)。
Therefore, in the present embodiment, first, the
仮に運転モードMが進角遷移モードMTR-Aである場合、制御ユニット100は、カウント値CTRが0よりも大きいか否かを判定する(ステップS29)。仮にカウント値CTRが0よりも大きい場合、制御ユニット100は、ステップS26以降の制御を実行する。これにより、進角遷移モードMTR-Aでの運転制御が継続される。
If the operation mode M is the advance transition mode M TR-A , the
ステップS29において、カウント値CTRが0以下である場合、既に吸気弁駆動機構30による吸気弁21の運転モード切換は完全に終了しているので、ステップS7以降のステップに移行して、運転モードMを早閉じモードMEIVCに切り換え、上述した早閉じモードでの運転制御を繰り返す。
In step S29, when the count value CTR is 0 or less, the operation mode switching of the
ステップS28において、運転モードMが遅角遷移モードMTR-Rである場合、制御ユニット100は、カウント値CTRが0よりも大きいか否かを判定する(ステップS30)。仮にカウント値CTRが0よりも大きい場合、制御ユニット100は、ステップS12以降の制御を実行する。これにより、遅角遷移モードMTR-Rでの運転制御が継続される。他方、ステップS30において、カウント値CTRが0以下である場合、既に吸気弁駆動機構30による吸気弁21の運転モード切換は完全に終了しているので、ステップS22以降のステップに移行して、運転モードMを遅閉じモードMLIVCに切り換え、上述した遅閉じモードでの運転制御を繰り返す。
In step S28, when the operation mode M is the retard transition mode M TR-R , the
図15は、図6および図7のフローチャートを実行した制御例を示す吸気弁閉タイミングと目標空気充填量CEとの関係のグラフである。図15において、(A)は遅閉じモードMLIVCでの吸気弁閉タイミングの制御において、スロットル開度を並行して制御する場合、(B)は遅閉じモードMLIVCでの吸気弁閉タイミングの制御において、スロットル開度を一定に維持する場合である。 FIG. 15 is a graph of the relationship between the intake valve closing timing and the target air charge amount CE, illustrating a control example in which the flowcharts of FIGS. 6 and 7 are executed. In FIG. 15, (A) is the control of the intake valve closing timing in the slow closing mode M LIVC , and when the throttle opening is controlled in parallel, (B) is the intake valve closing timing in the slow closing mode M LIVC . In the control, the throttle opening is maintained constant.
図15(A)を参照して、遅閉じモードMLIVCでの吸気弁閉タイミングの制御において、スロットル開度を並行して制御する場合、吸気弁21の閉弁時期を最も進角側に固定して目標空気充填量CEを制御することができるので、早閉じモードMEIVCから遅閉じモードMLIVCへ切り換える時の変位量(図4におけるコントロールシャフト120の回動角度)も最小となり、早閉じモードMEIVCからの切り換えに要する時間を可及的に短くすることができる。
Referring to FIG. 15A, when the throttle opening is controlled in parallel in the control of the intake valve closing timing in the slow closing mode MLIVC , the closing timing of the
他方、図15(B)を参照して、遅閉じモードMLIVCでの吸気弁閉タイミングの制御において、スロットル開度を一定に維持する場合、早閉じモードMEIVCから遅閉じモードMLIVCへ切り換える時の変位量(図4におけるコントロールシャフト120の回動角度)は最大となるが、吸気通路内の圧力を高く維持することができるので、ポンプ損失を最小のものとし、高い出力を維持することができる。
On the other hand, referring to FIG. 15B, in the control of the intake valve closing timing in the slow closing mode M LIVC , when the throttle opening is kept constant, the switching from the early closing mode M EIVC to the slow closing mode M LIVC is performed. The amount of displacement at the time (the rotation angle of the
何れの場合においても、エンジン回転速度NENGが上昇するにつれて、吸気弁閉タイミングが遅角するので、エンジン回転速度NENGが高いほど第1閉弁タイミング範囲IVC1stと第2閉弁タイミング範囲IVC2ndとの間の中間閉弁タイミング範囲IVCIMが小さくなり、ある回転速度(例えば、2500rpm)以上では、専ら第2閉弁タイミング範囲IVC2ndで吸気弁21が閉じることとなり、運転モードMの切り換えは不要となる。 In either case, as the engine rotational speed N ENG is increased, since the closing timing the intake valve is retarded, the engine rotational speed N ENG, the higher the first closing timing range IVC 1st and second closing timing range IVC intermediate closing timing range IVC IM between 2nd decreases, there rotational speed (e.g., 2500 rpm) or more exclusively intake valve becomes 21 be closed at the second closing timing range IVC 2nd, switching of the operation mode M Is no longer necessary.
本実施形態では、前記制御ユニット100は、トラクションコントロールをも実行するようになされている。なお、トラクションコントロールは、制御ユニット100とは別の制御ユニットにより行うようにしてもよい。
In the present embodiment, the
具体的には、制御ユニット100には、前記前輪7および後輪8に設けた車輪速度センサ7a,7bからの信号が入力される。これら入力信号に基づき、前輪7(駆動輪)の車輪速度VF(左右前輪の車輪速度の平均値)と、後輪8の車輪速度VR(左右後輪の車輪速度の平均値)とを求める。そして、前輪7の車輪速度VFから後輪8の車輪速度VRを引いた値である前輪7のスリップ量VSLIPが、所定値VSLIP1以上である場合に、トラクションコントロールを作動させる。すなわち、前記スリップ量VSLIPに基づいて、エンジン1のトルク低下量dTQを計算する。このトルク低下量dTQは、スリップ量VSLIPが大きいほど大きくなる。このトルク低下量dTQの分だけエンジン1の要求トルクを低下させる。
Specifically, signals from
そして、制御ユニット100は、遅閉じモードMLIVCである場合において、前記トラクションコントロールの作動による要求トルクの低下によって、現在の運転領域Rが早閉じ運転領域REIVCになったとき、つまり、要求トルクが、前記所定トルク以上である状態から、該所定トルクを超えて低下するときには、要求トルクの低下により機関速度が所定量以上低下する可能性を判定し、この可能性が所定レベルよりも低いと判定したときに、進角遷移モードMTR-Aにして、最終的には早閉じモードMEIVCにする。一方、前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときには、遅閉じモードMLIVCに留まるようにして、進角遷移モードMTR-Aにはしない。本実施形態では、前記所定トルクは、本発明の第1所定トルクに相当するとともに、第1所定トルクに対して同一の機関速度において同じ値に設定された第2所定トルクに相当する。
In the case of the slow closing mode M LIVC , the
機関速度が所定量以上低下する可能性は、前記要求トルクが、前記所定トルク以上である状態から該所定トルクを超えて低下する際の低下量(前記トルク低下量dTQ)が大きいほど、高いと判定する。トルク低下量dTQは、スリップ量VSLIPが大きいほど大きくなり、スリップ量VSLIPが大きいほど、スリップ量VSLIPと変速機構4の減速比GRとから予測可能な機関速度低下量ΔNENGが大きくなるので、本実施形態では、その予測される機関速度低下量ΔNENGの大きさでもって、前記可能性を判定する。この場合、前記所定レベルは、所定の機関速度低下量ΔNENG1であり、この所定の機関速度低下量ΔNENG1の値は、図16に示すように、前記要求トルクが、前記所定トルク以上である状態から該所定トルクを超えて低下する際の機関速度NENGが高いほど、高く設定する(例えば機関速度NENGに比例して高く設定する)ことが好ましい。従って、機関速度低下量ΔNENGが所定の機関速度低下量ΔNENG1よりも少ないと判定したときには、進角遷移モードMTR-Aにし、機関速度低下量ΔNENGが所定の機関速度低下量ΔNENG1以上であるときには、遅閉じモードMLIVCに留まるようにすることになる。
The possibility that the engine speed is reduced by a predetermined amount or more is higher as the reduction amount (the torque reduction amount dTQ) when the required torque is lower than the predetermined torque from the state where the required torque is exceeded is larger. judge. Torque decrease amount dTQ becomes larger the larger the slip amount V SLIP, the larger the slip amount V SLIP, slip amount V SLIP and predictable engine speed decrease amount .DELTA.N ENG and a reduction ratio GR of the
ここで、制御ユニット100のトラクションコントロールの処理動作を図17のフローチャートに基づいて説明する。
Here, the processing operation of the traction control of the
最初のステップS51で、各種信号を読み込み、次のステップS52で、その読み込んだ信号のうちの前記車輪速度センサ7a,7bからの信号に基づいて、前輪7のスリップ量VSLIP(=VF−VR)を求める。
In the first step S51, various signals are read. In the next step S52, the slip amount V SLIP (= V F − of the
次のステップS53では、前記スリップ量VSLIPが所定値VSLIP1以上であるか否かを判定する。このステップS53の判定がNOであるときには、そのままリターンする一方、ステップS53の判定がYESであるときには、ステップS54に進む。
In the next step S53, it is determined whether or not the slip amount V SLIP is equal to or greater than a
ステップS54では、トラクションコントロールを作動させ、次のステップS55で、前輪7のスリップ量VSLIPに基づきトルク低下量dTQを計算する。そして、次のステップS56で、そのトルク低下量dTQの分だけエンジン1の要求トルクを低下させ、しかる後にリターンする。
In step S54, the traction control is activated, and in the next step S55, the torque reduction amount dTQ is calculated based on the slip amount V SLIP of the
従って、前輪7がスリップして、そのスリップ量が所定値以上であるときには、エンジン1の出力トルクが低下し、これにより、前輪7のグリップ力が回復してスリップ量が減少することになる。前記スリップ量が前記所定値よりも少なくなると、トラクションコントロールの作動は停止する。
Accordingly, when the
次に、制御ユニット100の、トラクションコントロール作動による要求トルク低下時の処理動作を図18のフローチャートに基づいて説明する。
Next, the processing operation of the
最初のステップS61で、各種信号を読み込み、次のステップS62で、トラクションコントロールが作動中であるか否かを判定する。このステップS62の判定がNOであるときには、そのままリターンする一方、ステップS62の判定がYESであるときには、ステップS63に進む。 In the first step S61, various signals are read, and in the next step S62, it is determined whether or not the traction control is operating. When the determination in step S62 is NO, the process returns as it is, while when the determination in step S62 is YES, the process proceeds to step S63.
ステップS63では、現在の運転領域Rが早閉じ運転領域REIVCであるか否かを判定する。このステップS63の判定がNOであるときには、そのままリターンする一方、ステップS63の判定がYESであるときには、ステップS64に進む。 In step S63, it is determined whether or not the current operation region R is the early closing operation region R EIVC . When the determination in step S63 is NO, the process returns as it is, while when the determination in step S63 is YES, the process proceeds to step S64.
ステップS64では、現在の運転モードMが早閉じモードMEIVCであるか否かを判定する。このステップS64の判定がYESであるときには、そのままリターンする一方、ステップS63の判定がNOであるときには、ステップS65に進む。 In step S64, it is determined whether or not the current operation mode M is the early closing mode M EIVC . When the determination in step S64 is YES, the process returns as it is. On the other hand, when the determination in step S63 is NO, the process proceeds to step S65.
ステップS65では、前記スリップ量VSLIPと変速機構4の減速比GRとから、機関速度低下量ΔNENGを予測する。
In step S65, the engine speed decrease amount ΔN ENG is predicted from the slip amount V SLIP and the reduction gear ratio GR of the
次のステップS66では、機関速度低下量ΔNENGが所定の機関速度低下量ΔNENG1(図16に示すように、機関速度NENGに対応する値)以上であるか否かを判定する。このステップS66の判定がYESであるとき(機関速度が所定量以上低下する可能性が所定レベル以上であるとき)には、そのままリターンする一方、ステップS66の判定がNOであるとき(機関速度が所定量以上低下する可能性が所定レベルよりも低いとき)には、ステップS67に進む。
In the next step S66, (as shown in FIG. 16, a value corresponding to the engine speed N ENG) engine speed decrease amount .DELTA.N ENG predetermined engine speed decrease amount .
ステップS67では、現在の運転モードMが進角遷移モードMTR-Aであるか否かを判定する。このステップS67の判定がYESであるときには、そのままリターンする一方、ステップS67の判定がNOであるときには、ステップS68に進む。 In step S67, it is determined whether or not the current operation mode M is the advance angle transition mode M TR-A . When the determination in step S67 is YES, the process returns as it is, while when the determination in step S67 is NO, the process proceeds to step S68.
ステップS68では、現在の運転モードMを進角遷移モードMTR-Aに設定し、しかる後にリターンする。 In step S68, the current operation mode M is set to the advance transition mode M TR-A , and then the process returns.
このように、トラクションコントロールの作動によりエンジン1の要求トルクが低下して、運転モードを遅閉じモードMLIVCから早閉じモードMEIVCへ切り換える際に、その要求トルクの低下により機関速度が所定量以上低下する可能性が判定され、この可能性が所定レベルよりも低い(機関速度低下量ΔNENGが所定の機関速度低下量ΔNENG1よりも少ない)と判定されたときには、運転モードを切り換えるべく、進角遷移モードMTR-Aにされ、前記可能性が前記所定レベル以上である(機関速度低下量ΔNENGが所定の機関速度低下量ΔNENG1以上である)と判定されたときには、遅閉じモードMLIVCのままとされる。
In this way, when the traction control is activated, the required torque of the
従って、本実施形態では、進角遷移モードMTR-Aにおいて、スロットルアクチュエータ58がスロットル弁57を一時的に閉方向に駆動して、吸気通路内の圧力を低下させるので、空気充填量が過剰にならず、異常燃焼を防止することができる(遅角遷移モードMTR-Rにおいても同様)。
Therefore, in the present embodiment, in the advance angle transition mode M TR-A , the
ここで、トラクションコントロールの作動によりエンジン1の要求トルクが低下して、運転モードを遅閉じモードMLIVCから早閉じモードMEIVCへ切り換える際に、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定しないで運転モードを切り換えた場合、その切換え中に(進角遷移モードMTR-Aにおいて)、前輪7のグリップ力の回復によりスリップ量が急激に減少して機関速度が急低下する可能性があり、このように機関速度が低下すると、スロットル弁57による吸気絞り効果が低下するため、吸気圧が充分に低下しなくなる可能性がある。このため、進角遷移モードMTR-Aにおいては、気筒空気充填量の過剰による異常燃焼の発生を確実に防止するべく、スロットル弁57をより絞り気味にして、その絞り気味のスロットル開度を前提にして、制御パラメータを設定する必要が生じ、この結果、ポンプ損失が増大して、エンジン1の運転効率を低下させる可能性がある。
Here, when the traction control operation reduces the required torque of the
しかし、本実施形態では、機関速度が所定量(前記吸気絞り効果に影響を及ぼすような量)以上低下する可能性を判定し、その可能性が所定レベルよりも低いと判定したときにのみ、運転モードを遅閉じモードMLIVCから早閉じモードMEIVCへ切り換えるので、スロットル弁57の一時的閉作動制御中に機関速度が所定量以上低下する可能性は低くなり、スロットル弁57による吸気絞り効果の低下により気筒空気充填量が過剰になる虞れを排除することができる。従って、進角遷移モードMTR-Aにおいて、開き気味のスロットル弁開度(遅角遷移モードMTR-Rで絞るときと略同じスロットル弁開度)を前提として、制御パラメータ(スロットル弁開度や吸気弁閉タイミング等)の設定を行なうことが可能となる。よって、ポンプ損失を低減することができて、エンジン1の運転効率を高く保つことが可能となる。
However, in the present embodiment, only when it is determined that the engine speed is reduced by a predetermined amount (an amount that affects the intake throttle effect) and the possibility is lower than a predetermined level, Since the operation mode is switched from the slow closing mode M LIVC to the early closing mode M EIVC , the possibility that the engine speed decreases by a predetermined amount or less during the temporary closing operation control of the
なお、前記実施形態では、エンジン1の要求トルクが、前記所定トルク以上である状態から、該所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定するようにしたが、エンジン1の要求トルクが、前記所定トルク(これを第1所定トルクとする)以上である状態から、同一の機関速度で第1所定トルクよりも小さく設定された第2所定トルク(図8において特性線L2の下側に設定される、例えば特性線L2と平行な特性線)を超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性がより高くなるので、このときに該可能性を判定するようにしてもよい。この場合、エンジン1の要求トルクが第1所定トルク以下になっても第2所定トルクを超えて低下しないときには、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定しないで運転モードが切り換えられることになる。
In the above embodiment, when the required torque of the
ここで、エンジン1の要求トルクが、前記所定トルク以上である状態から、該所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する現象が生じ得るのは、トラクションコントロールの作動時には限られない。例えば、マニュアル変速機の場合に、シフトアップ操作がなされたときに、そのシフトアップ操作により機関速度が所定量以上低下する可能性がある。従って、機関速度が所定量以上低下する可能性の判定は、トラクションコントロールの作動によりエンジン1の要求トルクが低下したときに限らず、機関速度が所定量以上低下する現象が生じ得るあらゆる場合に行うのがよい。
Here, when the required torque of the
本発明は、内燃機関、スロットル弁および吸気閉弁時期可変機構を備えた内燃機関システムの制御方法およびその内燃機関システムに有用であり、特に、吸気弁の閉弁時期を遅閉じ範囲から早閉じ範囲へ移行するときに、スロットル弁を一時的に絞る場合に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an internal combustion engine, a control method for an internal combustion engine system provided with a throttle valve, and an intake valve closing timing variable mechanism, and the internal combustion engine system thereof. This is useful when the throttle valve is temporarily throttled when shifting to the range.
1 エンジン(火花点火式内燃機関)
11 気筒
14 クランクシャフト
15 ピストン
17 燃焼室
18 吸気ポート(吸気通路)
21 吸気弁
30 吸気弁駆動機構(吸気閉弁時期可変機構)
55b 吸気マニホールドの吸気経路(吸気通路)
57 スロットル弁
58 スロットルアクチュエータ
100 制御ユニット(制御器)
1 Engine (spark ignition internal combustion engine)
11 cylinder 14 crankshaft 15
21
55b Intake manifold intake passage (intake passage)
57
Claims (5)
前記内燃機関の要求トルクが、機関速度毎に定まる第1所定トルク以上であるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で前記吸気弁を閉じる工程と、
前記要求トルクが、前記第1所定トルクよりも小さいときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で前記吸気弁を閉じる工程と、
前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から、該第1所定トルク以下に設定された第2所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定する工程と、
前記可能性が所定レベルよりも低いと判定したときに、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲から前記早閉じ範囲へ移行するように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、前記遅閉じ範囲と前記早閉じ範囲との間の中間閉弁時期範囲における異常燃焼を抑制するように、前記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する工程と、
前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときに、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲に留まるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御する工程と、を備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。 A cylinder that defines a combustion chamber together with a reciprocating piston; an intake passage through which air introduced into the combustion chamber passes; and an intake valve that can be shut off from the combustion chamber and driven by a crankshaft A control method for an internal combustion engine system, comprising: an internal combustion engine; a throttle valve disposed in the intake passage; and an intake valve closing timing variable mechanism that controls a valve closing timing of the intake valve driven by the crankshaft. Because
When the required torque of the internal combustion engine is equal to or greater than a first predetermined torque determined for each engine speed, a delay set on the retard side from the timing at which the air charge amount becomes maximum at the engine speed in each cylinder cycle. Closing the intake valve within a closing range;
When the required torque is smaller than the first predetermined torque, in each cylinder cycle, it is set to an advance side with respect to the time when the air charge amount becomes maximum at the engine speed, and is quickly separated from the slow closing range. Closing the intake valve within a closing range;
When the required torque is lower than the first predetermined torque and exceeds the second predetermined torque set to be equal to or lower than the first predetermined torque, it is determined that the engine speed may decrease by a predetermined amount or more. And a process of
When the possibility is determined to be lower than the predetermined level, the closing timing of the intake valve to control the intake valve closing timing varying mechanism to transition to the early closing range of the retarded-closing range, wherein Temporarily driving the throttle valve in the closing direction so as to suppress abnormal combustion in an intermediate valve closing timing range between the late closing range and the early closing range ;
Controlling the intake valve closing timing variable mechanism so that the closing timing of the intake valve remains in the delayed closing range when it is determined that the possibility is equal to or higher than the predetermined level. A control method for an internal combustion engine system.
前記可能性を判定する工程は、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から前記第2所定トルクを超えて低下する際の低下量が大きいほど、前記可能性が高いと判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine system according to claim 1,
The step of determining the possibility determines that the possibility is higher as the amount of decrease when the required torque is lower than the second predetermined torque from a state where the required torque is equal to or higher than the first predetermined torque is larger. A control method for an internal combustion engine system, characterized in that the method is a process.
前記所定レベルは、前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から前記第2所定トルクを超えて低下する際の機関速度が高いほど、高く設定されていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。 In the control method of the internal combustion engine system according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine characterized in that the predetermined level is set to be higher as the engine speed is higher when the required torque is lower than the second predetermined torque from a state where the required torque is equal to or higher than the first predetermined torque. How to control the system.
前記内燃機関からの動力が伝達される車輪のスリップ量が所定値以上である際に、該内燃機関の要求トルクを低下させる工程を更に備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。 In the control method of the internal-combustion engine system according to any one of claims 1 to 3,
A control method for an internal combustion engine system, further comprising a step of reducing a required torque of the internal combustion engine when a slip amount of a wheel to which power from the internal combustion engine is transmitted is a predetermined value or more.
前記制御器は、
前記内燃機関の要求トルクが、機関速度毎に定まる第1所定トルク以上であるときには、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で前記吸気弁が閉じるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、
前記要求トルクが、前記第1所定トルクよりも小さいときには、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で前記吸気弁が閉じるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、
前記要求トルクが、前記第1所定トルク以上である状態から、該第1所定トルク以下に設定された第2所定トルクを超えて低下するときに、機関速度が所定量以上低下する可能性を判定し、且つ、
前記可能性が所定レベルよりも低いと判定したときには、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲から前記早閉じ範囲へ移行するように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、前記遅閉じ範囲と前記早閉じ範囲との間の中間閉弁時期範囲における異常燃焼を抑制するように、前記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するよう前記スロットルアクチュエータを制御し、且つ、
前記可能性が前記所定レベル以上であると判定したときには、前記吸気弁の閉弁時期が前記遅閉じ範囲に留まるように前記吸気閉弁時期可変機構を制御するものである、
ことを特徴とする内燃機関システム。 A cylinder that defines a combustion chamber together with a reciprocating piston; an intake passage through which air introduced into the combustion chamber passes; and an intake valve that can be shut off from the combustion chamber and driven by a crankshaft An internal combustion engine; a throttle valve disposed in the intake passage; a throttle actuator that drives the throttle valve; and an intake valve closing timing variable mechanism that controls a valve closing timing of the intake valve driven by the crankshaft; A controller for controlling the throttle actuator and the intake valve closing timing variable mechanism, and an internal combustion engine system comprising:
The controller is
When the required torque of the internal combustion engine is equal to or greater than a first predetermined torque determined for each engine speed, in each cylinder cycle, the delayed closing that is set on the retard side from the timing at which the air charge amount becomes maximum at the engine speed. Controlling the intake valve closing timing variable mechanism so that the intake valve is closed within a range; and
When the required torque is smaller than the first predetermined torque, in each cylinder cycle, the early closing that is set to an advance side of the time when the air filling amount becomes the maximum at the engine speed and separated from the slow closing range is performed. Controlling the intake valve closing timing variable mechanism so that the intake valve is closed within a range; and
When the required torque is lower than the first predetermined torque and exceeds the second predetermined torque set to be equal to or lower than the first predetermined torque, it is determined that the engine speed may decrease by a predetermined amount or more. And
When it is determined that the possibility is lower than a predetermined level, the intake valve closing timing variable mechanism is controlled so that the closing timing of the intake valve shifts from the late closing range to the early closing range, and the delay is controlled. wherein a closed range to suppress abnormal combustion in an intermediate closing timing range between the early closing range, the throttle valve is temporarily controlled by the Hare before Symbol throttle actuator operates in the closing direction, and,
When it is determined that the possibility is equal to or higher than the predetermined level, the intake valve closing timing variable mechanism is controlled so that the closing timing of the intake valve remains in the delayed closing range.
An internal combustion engine system.
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