JP6305243B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、可変バルブタイミング(Variable Valve Timing)機構が付帯した内燃機関を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine attached with a variable valve timing (Variable Valve Timing) mechanism.

車両に搭載される内燃機関について、吸気バルブの開閉タイミングを可変制御できる吸気VVT機構を備えたものが公知である(例えば、下記特許文献を参照)。この種のVVT機構は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに対する、吸気バルブを開閉駆動する吸気カムシャフトの回転位相を変化させることで、吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。   2. Description of the Related Art An internal combustion engine mounted on a vehicle is known that includes an intake VVT mechanism that can variably control the opening / closing timing of an intake valve (see, for example, the following patent document). This type of VVT mechanism changes the opening / closing timing of the intake valve by changing the rotational phase of the intake camshaft that drives the intake valve to open / close with respect to the crankshaft that is the output shaft of the internal combustion engine.

現在の吸気バルブタイミングは、クランク角信号及びカム角信号を参照して知得する。クランク角信号は、クランクシャフトが所定角度(例えば、10°CA(クランク角度))回転する都度出力されるパルス信号である。クランク角信号により示されるクランク角度(4ストロークエンジンであれば、0°CAないし720°CA)は、内燃機関の各気筒の現在の行程、換言すれば各気筒のピストンの現在位置を表す。   The current intake valve timing is known with reference to the crank angle signal and the cam angle signal. The crank angle signal is a pulse signal that is output every time the crankshaft rotates by a predetermined angle (for example, 10 ° CA (crank angle)). The crank angle indicated by the crank angle signal (0 ° CA to 720 ° CA for a four-stroke engine) represents the current stroke of each cylinder of the internal combustion engine, in other words, the current position of the piston of each cylinder.

他方、カム角信号は、吸気カムシャフトがその一回転を気筒数で割った角度(三気筒エンジンであれば120°、クランク角度に換算すると240°CA)回転する毎に出力されるパルス信号である。カム角信号の出力タイミングは、各気筒の吸気バルブの開閉タイミングと同期している。即ち、カム角信号のパルスと吸気バルブの開閉タイミングとの位相差は一定不変である。従って、カム角信号が出力されるときのクランク角度の値が、VVT機構により具現された吸気バルブタイミングを表すこととなる。   On the other hand, the cam angle signal is a pulse signal that is output every time the intake camshaft rotates by an angle obtained by dividing its rotation by the number of cylinders (120 ° for a three-cylinder engine, 240 ° CA when converted to a crank angle). is there. The output timing of the cam angle signal is synchronized with the opening / closing timing of the intake valve of each cylinder. That is, the phase difference between the pulse of the cam angle signal and the opening / closing timing of the intake valve is constant. Therefore, the value of the crank angle when the cam angle signal is output represents the intake valve timing embodied by the VVT mechanism.

内燃機関の運転制御を司るECU(Electronic Control Unit)は、吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに復帰させる状況、典型的にはアイドリング中に、カム角信号が発生するタイミングのクランク角度の値を取得し、これを吸気VVT機構の最遅角位置を表す基準クランク角度として学習する。そして、以後の内燃機関の運転制御において、カム角信号が出力されるクランク角度と基準クランク角度との差分を求める。この差分が、吸気バルブタイミングの最遅角位置からの進角量となる。   An ECU (Electronic Control Unit) that controls the operation of the internal combustion engine sets a crank angle value at a timing at which a cam angle signal is generated in a situation where the intake valve timing is returned to the most retarded timing, typically during idling. It is acquired and learned as a reference crank angle representing the most retarded angle position of the intake VVT mechanism. Then, in the subsequent operation control of the internal combustion engine, the difference between the crank angle at which the cam angle signal is output and the reference crank angle is obtained. This difference is the advance amount from the most retarded position of the intake valve timing.

特開2014−066227号公報JP 2014-0666227 A

VVT機構に支障が発生し、吸気バルブタイミングが最遅角位置に復帰せずに進角したままの状態で上述の基準クランク角度の学習が行われると、その後の制御において吸気バルブタイミングの進角量が過小評価されてしまう。   If the above-mentioned reference crank angle is learned while the VVT mechanism is troubled and the intake valve timing remains advanced without returning to the most retarded position, the advance of the intake valve timing is performed in the subsequent control. The amount will be underestimated.

吸気バルブタイミングの進角は、吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁しているバルブオーバーラップ期間の拡大を意味している。吸気バルブタイミングの進角量が大きいときには、内部EGR(Exhaust Gas Recirculation)量が増加して気筒に充填される新気の量が減少することから、その分だけ燃料噴射量を減量する必要がある。   The advance angle of the intake valve timing means an expansion of the valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are open. When the advance amount of the intake valve timing is large, the internal EGR (Exhaust Gas Recirculation) amount increases and the amount of fresh air charged in the cylinder decreases. Therefore, it is necessary to reduce the fuel injection amount accordingly. .

しかし、ECUが吸気バルブタイミングの進角量を過小評価していると、実際に気筒に充填される新気の量に対して過大な量の燃料をインジェクタから噴射することになり、空燃比が過剰にリッチとなって有害物質の排出量の増大を招きかねない。   However, if the ECU underestimates the advance amount of the intake valve timing, an excessive amount of fuel is injected from the injector with respect to the amount of fresh air actually charged in the cylinder, and the air-fuel ratio becomes It may become excessively rich and lead to an increase in the emission of harmful substances.

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、吸気VVT機構の最遅角位置を表す基準クランク角度の誤学習に起因したエミッションの悪化を抑制することを所期の目的としている。   The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems for the first time, and an intended purpose thereof is to suppress the deterioration of emissions caused by erroneous learning of the reference crank angle representing the most retarded angle position of the intake VVT mechanism. Yes.

本発明では、吸気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構が付帯した内燃機関を制御する制御装置であって、吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに復帰させた状態で、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力されるクランク角信号、及び吸気バルブの開閉タイミングと同期して出力される吸気バルブタイミング信号を参照し、吸気バルブタイミング信号が出力されたときのクランクシャフトの回転角度を基準クランク角度として記憶する学習を行い、以後の制御において、吸気バルブタイミング信号が出力されるときのクランクシャフトの回転角度と前記基準クランク角度との差分を吸気バルブタイミングの進角量として知得するものであり、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合には、以後の制御において、前記基準クランク角度を、吸気バルブタイミング信号が出力されるときのクランクシャフトの回転角度と当該基準クランク角度との差分が拡大する方向に徐々に変化させる内燃機関の制御装置を構成した。   In the present invention, a control device for controlling an internal combustion engine with a variable valve timing mechanism that can change the intake valve timing, the crankshaft is set at a predetermined angle with the intake valve timing being returned to the most delayed timing. Referring to the crank angle signal that is output each time it rotates and the intake valve timing signal that is output in synchronization with the opening and closing timing of the intake valve, the crankshaft rotation angle when the intake valve timing signal is output is used as the reference crank. Learning to store as an angle, and in the subsequent control, the difference between the rotation angle of the crankshaft when the intake valve timing signal is output and the reference crank angle is obtained as the advance amount of the intake valve timing. The intake valve timing must not return to the most retarded timing. In the subsequent control, the reference crank angle is determined by calculating the crankshaft rotation angle when the intake valve timing signal is output and the reference crank angle. A control device for an internal combustion engine that gradually changes in a direction in which the difference increases is configured.

加えて、排気通路上に設けた空燃比センサの出力信号を参照して空燃比のフィードバック制御を実施するものにあっては、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合における前記基準クランク角度の徐変を、前記フィードバック制御による燃料噴射量の補正量が適正範囲内に収まった、前記空燃比センサの出力信号が適正範囲内に収まった、または、可変バルブタイミング機構の固着が解消したことを条件として停止するようにする。   In addition, in the case of performing the air-fuel ratio feedback control with reference to the output signal of the air-fuel ratio sensor provided on the exhaust passage, the intake valve timing is not restored to the most retarded timing. The gradual change of the reference crank angle when the learning is sensed is detected. The correction amount of the fuel injection amount by the feedback control is within the proper range, and the output signal of the air-fuel ratio sensor is within the proper range. Alternatively, it is stopped on condition that the sticking of the variable valve timing mechanism has been eliminated.

また、内燃機関を停止する際の前記基準クランク角度の、前記学習を実行した当初の基準クランク角度からの変化量を記憶しておき、停止した内燃機関を始動する際、前記変化量の多寡に応じて燃料噴射量を補正するものとすれば、吸気バルブタイミングが最遅角位置から進角したまま固着してしまった場合において、内燃機関を確実に再始動することが可能となる。   Further, the change amount of the reference crank angle when the internal combustion engine is stopped from the initial reference crank angle at which the learning is executed is stored, and when the stopped internal combustion engine is started, the change amount is increased. If the fuel injection amount is corrected accordingly, the internal combustion engine can be reliably restarted when the intake valve timing is fixed while being advanced from the most retarded position.

本発明によれば、吸気VVT機構の最遅角位置を表す基準クランク角度の誤学習に起因したエミッションの悪化を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the emission due to erroneous learning of the reference crank angle representing the most retarded angle position of the intake VVT mechanism.

本発明の一実施形態の内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine and control apparatus of one Embodiment of this invention. 同実施形態の内燃機関に付随する可変バルブタイミング機構の構成を示す図。The figure which shows the structure of the variable valve timing mechanism accompanying the internal combustion engine of the embodiment. リアO2センサの出力信号を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。Timing diagram illustrating the pattern of the air-fuel ratio feedback control with reference to the output signal of the rear O 2 sensor. 制御中心補正量FACFと遅延時間TDR、TDLとの関係を例示するグラフ。The graph which illustrates the relationship between control center correction amount FACF and delay time TDR, TDL. リアO2センサの出力信号を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。Timing diagram illustrating the pattern of the air-fuel ratio feedback control with reference to the output signal of the rear O 2 sensor. 同実施形態の内燃機関に付随するクランク角センサの構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the crank angle sensor accompanying the internal combustion engine of the embodiment. 同実施形態の内燃機関に付随するカム角センサの構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the cam angle sensor accompanying the internal combustion engine of the embodiment. 内燃機関の各気筒の行程、クランク角信号及びカム角信号の相互関係を示すタイミング図。FIG. 3 is a timing chart showing the interrelationship between strokes of each cylinder of the internal combustion engine, a crank angle signal, and a cam angle signal. 図8の一部を拡大して示すタイミング図。The timing diagram which expands and shows a part of FIG. 同実施形態の制御装置が実施する制御の手順例を示すフロー図。The flowchart which shows the example of the procedure of the control which the control apparatus of the embodiment implements. 同実施形態の制御装置が実施する始動時制御における、基準クランク角度の修正回数と燃料噴射量の補正係数との関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between the frequency | count of correction | amendment of a reference | standard crank angle, and the correction coefficient of fuel injection quantity in the control at the time of starting which the control apparatus of the embodiment implements.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type four-stroke engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

排気通路4における触媒41の上流及び下流には、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ43、44を設置する。空燃比センサ43、44はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよい。本実施形態では、触媒41の上流側及び下流側の各空燃比センサ43、44について、排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力するO2センサを想定している。O2センサ43、44の出力特性は、理論空燃比近傍の一定範囲(ウィンドウ)では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。 Air-fuel ratio sensors 43 and 44 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage are installed upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. Each of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 may be an O 2 sensor having a non-linear output characteristic with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas, or a linear A / F sensor having an output characteristic proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas. There may be. In the present embodiment, an O 2 sensor that outputs a voltage signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is assumed for each of the upstream and downstream air-fuel ratio sensors 43 and 44 of the catalyst 41. The output characteristics of the O 2 sensors 43 and 44 show that the output change rate with respect to the air-fuel ratio shows a large and steep slope in a certain range (window) near the stoichiometric air-fuel ratio, and the low saturation value in the lean region where the air-fuel ratio is larger than that. In the rich region where the air-fuel ratio is small, a so-called Z characteristic curve is drawn which gradually approaches the high saturation value.

外部EGR装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通するEGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。   The external EGR device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. The EGR device 21 communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3, and the EGR passage 21. The EGR cooler 22 provided in the EGR passage and the EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 and controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 21 are used as elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 33.

図2に示すように、本実施形態における内燃機関では、クランクスプロケット71、吸気側スプロケット72及び排気側スプロケット73にタイミングチェーン74を巻き掛け、このタイミングチェーン74により、クランクシャフトからもたらされる回転駆動力を吸気側スプロケット72を介して吸気カムシャフトに、排気側スプロケット73を介して排気カムシャフトに、それぞれ伝達している。   As shown in FIG. 2, in the internal combustion engine in the present embodiment, a timing chain 74 is wound around a crank sprocket 71, an intake side sprocket 72 and an exhaust side sprocket 73, and the rotational driving force provided from the crankshaft by this timing chain 74. Is transmitted to the intake camshaft via the intake side sprocket 72 and to the exhaust camshaft via the exhaust side sprocket 73.

その上で、吸気側スプロケット72と吸気カムシャフトとの間に、VVT機構6を介設している。本実施形態におけるVVT機構6は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させることにより吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。   In addition, a VVT mechanism 6 is interposed between the intake side sprocket 72 and the intake camshaft. The VVT mechanism 6 in the present embodiment changes the opening / closing timing of the intake valve by changing the rotational phase of the intake camshaft with respect to the crankshaft.

VVT機構6のハウジング61は、吸気側スプロケット72に固着しており、吸気側スプロケット72とハウジング61とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、吸気カムシャフトの一端部に固着したロータ62は、ハウジング61内に収納され、吸気側スプロケット72及びハウジング61に対して相対的に回動することが可能である。ハウジング61の内部には、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、ロータ62の外周部に成形されたベーン621によって進角室612と遅角室611とに区画されている。   The housing 61 of the VVT mechanism 6 is fixed to the intake side sprocket 72, and the intake side sprocket 72 and the housing 61 rotate integrally with the crankshaft. On the other hand, the rotor 62 fixed to one end portion of the intake camshaft is housed in the housing 61 and can rotate relative to the intake-side sprocket 72 and the housing 61. A plurality of fluid chambers into which hydraulic fluid flows in and out are formed inside the housing 61, and each fluid chamber is partitioned into an advance chamber 612 and a retard chamber 611 by a vane 621 formed on the outer peripheral portion of the rotor 62. Has been.

VVT機構6の液圧(油圧)回路には、オイルパン81内に蓄えられた作動液が液圧ポンプ82より供給される。液圧ポンプ82は、内燃機関からの動力で駆動される。液圧ポンプ82とVVT機構6との間には、切換制御弁であるOCV(Oil Control Valve)9を設けている。作動液の流量及び方向をこのOCV9を介して操作することで、オイルパン81から汲み上げた作動液を進角室612または遅角室611に選択的に供給することができる。さすれば、ハウジング61がロータ62に対して相対回動し、吸気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させることができる。   The hydraulic fluid stored in the oil pan 81 is supplied from the hydraulic pump 82 to the hydraulic (hydraulic) circuit of the VVT mechanism 6. The hydraulic pump 82 is driven by power from the internal combustion engine. An OCV (Oil Control Valve) 9 that is a switching control valve is provided between the hydraulic pump 82 and the VVT mechanism 6. By operating the flow rate and direction of the hydraulic fluid via the OCV 9, the hydraulic fluid pumped from the oil pan 81 can be selectively supplied to the advance chamber 612 or the retard chamber 611. Then, the housing 61 rotates relative to the rotor 62, and the opening / closing timing of the intake valve can be advanced or retarded.

OCV9は、いわゆる電磁式の四方向スプール弁である。図2に示すように、OCV9は、液圧ポンプ82の吐出口と接続する供給ポート91、ハウジング61の進角室612と接続するAポート92、ハウジング61の遅角室611と接続するBポート93、並びにオイルパン81と接続するドレインポート94、95を有している。OCV9のスプールは、進退動作により内部粒体経路を切り換えて、Aポート92及びBポート93をそれぞれ供給ポート91、ドレインポート94、95の何れかに連通させる。また、スプール96が中立位置をとるときには内部流体経路が断絶し、Aポート92及びBポート93を供給ポート91にもドレインポート94、95にも連通させない。図2では、スプール96が中立位置にある状態を示している。   The OCV 9 is a so-called electromagnetic four-way spool valve. As shown in FIG. 2, the OCV 9 has a supply port 91 connected to the discharge port of the hydraulic pump 82, an A port 92 connected to the advance chamber 612 of the housing 61, and a B port connected to the retard chamber 611 of the housing 61. 93 and drain ports 94 and 95 connected to the oil pan 81. The spool of the OCV 9 switches the internal particle path by an advancing and retreating operation, and connects the A port 92 and the B port 93 to one of the supply port 91 and the drain ports 94 and 95, respectively. Further, when the spool 96 is in the neutral position, the internal fluid path is interrupted, and the A port 92 and the B port 93 are not communicated with the supply port 91 and the drain ports 94 and 95. FIG. 2 shows a state where the spool 96 is in the neutral position.

スプール96はソレノイド97によって駆動する。即ち、制御信号mとしてソレノイド97に入力するパルス電流(または、電圧)のデューティ比に応じて、スプール96の進退の距離が変化する。   The spool 96 is driven by a solenoid 97. That is, the advance / retreat distance of the spool 96 changes according to the duty ratio of the pulse current (or voltage) input to the solenoid 97 as the control signal m.

制御信号mのデューティ比が比較的大きい場合には、液圧ポンプ82から吐出される作動液圧がAポート92を通じて進角室612に供給される一方、既に遅角室611に貯留していた作動液がBポート93を通じてオイルパン81に向けて流下することとなり、進角室612の容積が拡大、遅角室611の容積が縮小するようにベーン621及びロータ62が回動する。結果、吸気カムシャフトの回転位相、換言すれば吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する変位角が進角して、吸気バルブタイミングが進角化する。   When the duty ratio of the control signal m is relatively large, the hydraulic fluid pressure discharged from the hydraulic pump 82 is supplied to the advance chamber 612 through the A port 92, while already stored in the retard chamber 611. The hydraulic fluid flows down toward the oil pan 81 through the B port 93, and the vane 621 and the rotor 62 are rotated so that the volume of the advance chamber 612 is enlarged and the volume of the retard chamber 611 is reduced. As a result, the rotational phase of the intake camshaft, in other words, the displacement angle of the intake camshaft with respect to the crankshaft is advanced, and the intake valve timing is advanced.

逆に、制御信号mのデューティ比が比較的小さい場合には、液圧ポンプ82から吐出される作動液圧がBポート93を通じて遅角室611に供給される一方、既に進角室612に貯留していた作動液がAポート92を通じてオイルパン81に向けて流下することとなり、遅角室611の容積が拡大、進角室612の容積が縮小するようにベーン621及びロータ62が回動する。結果、吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する変位角が遅角して、吸気バルブタイミングが遅角化する。   On the contrary, when the duty ratio of the control signal m is relatively small, the hydraulic fluid pressure discharged from the hydraulic pump 82 is supplied to the retard chamber 611 through the B port 93, while already stored in the advance chamber 612. The working fluid that has flown down flows toward the oil pan 81 through the A port 92, and the vane 621 and the rotor 62 rotate so that the volume of the retard chamber 611 is expanded and the volume of the advance chamber 612 is decreased. . As a result, the displacement angle of the intake camshaft relative to the crankshaft is retarded, and the intake valve timing is retarded.

総じて言えば、制御信号mのデューティ比が中立より大きいほど吸気バルブのバルブタイミングが速く進角し、デューティ比が中立より小さいほど吸気バルブのバルブタイミングが速く遅角する。   Generally speaking, the valve timing of the intake valve is advanced faster as the duty ratio of the control signal m is larger than neutral, and the valve timing of the intake valve is retarded faster as the duty ratio is smaller than neutral.

本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The ECU 0 as the control device for the internal combustion engine of the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量をアクセル開度(運転者が要求する機関出力、いわば要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、触媒41の上流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ43から出力される空燃比信号f、触媒41の下流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ44から出力される空燃比信号g、吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力される吸気タイミング信号たるカム角信号h等が入力される。   The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. Accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount as an accelerator opening (engine output required by the driver, so-called required load), intake air temperature and intake air pressure in intake passage 3 (especially surge tank 33). The intake air temperature / intake pressure signal d output from the temperature / pressure sensor to be detected, the coolant temperature signal e output from the water temperature sensor that detects the coolant temperature indicating the temperature of the internal combustion engine, and the exhaust gas upstream of the catalyst 41 An air-fuel ratio signal f output from an air-fuel ratio sensor 43 that detects the air-fuel ratio, and an air-fuel ratio that detects the air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst 41. The air-fuel ratio signal g outputted from the ratio sensor 44, the intake timing signal serving as a cam angle signal h or the like to be output from the cam angle sensor at a plurality of cam angle of the intake camshaft is input.

出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタ13に対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、OCV9に対して制御信号m等を出力する。   From the output interface, an ignition signal i for the igniter 13 of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation signal for the EGR valve 23. l, a control signal m or the like is output to OCV9

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気(新気)量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、要求EGR率(または、EGR量)、点火タイミング、吸気バルブタイミングといった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the amount of intake (fresh air). Based on the engine speed and intake air amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, required EGR rate (or EGR amount), Various operating parameters such as ignition timing and intake valve timing are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l and m corresponding to the operation parameters via the output interface.

また、ECU0は、内燃機関の始動(冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある)時において、電動機(スタータモータまたはモータジェネレータ。図示せず)に制御信号oを入力し、電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに(完爆したものと見なして)終了する。   Further, the ECU 0 inputs a control signal o to an electric motor (starter motor or motor generator, not shown) when the internal combustion engine is started (it may be a cold start or a return from an idling stop). Then, cranking is performed by rotating the crankshaft with an electric motor. Cranking ends when the internal combustion engine starts from the first explosion to a continuous explosion and the engine speed, that is, the rotation speed of the crankshaft, exceeds a judgment value determined according to the coolant temperature, etc. (assuming that the explosion has been completed) To do.

ECU0は、気筒1に充填される混合気の空燃比、ひいては気筒1から排出され触媒41へと導かれる排気ガスの空燃比をフィードバック制御する。ECU0は、まず、気筒1に充填される新気の量に見合った基本噴射量TPを決定する。次いで、この基本噴射量TPを、触媒41の上流側の空燃比に応じて定まるフィードバック補正係数FAFで補正し、さらには内燃機関の状況に応じて定まる各種補正係数Kやインジェクタ36の無効噴射時間TAUVをも加味して、最終的な燃料噴射時間(インジェクタ11に対する通電時間)Tを算定する。燃料噴射時間Tは、
T=TP×FAF×K+TAUV
となる。そして、燃料噴射時間Tだけインジェクタ11に信号jを入力、インジェクタ11を開弁して燃料を噴射させる。
The ECU 0 performs feedback control of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 and, consequently, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the cylinder 1 and guided to the catalyst 41. The ECU 0 first determines a basic injection amount TP that is commensurate with the amount of fresh air charged into the cylinder 1. Next, the basic injection amount TP is corrected with a feedback correction coefficient FAF determined according to the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst 41. Further, various correction coefficients K determined according to the state of the internal combustion engine and the invalid injection time of the injector 36 The final fuel injection time (energization time for the injector 11) T is calculated in consideration of TAUV. The fuel injection time T is
T = TP × FAF × K + TAUV
It becomes. Then, the signal j is input to the injector 11 for the fuel injection time T, and the injector 11 is opened to inject fuel.

触媒41の上流側の空燃比信号fを参照したフィードバック制御は、例えば、内燃機関の冷却水温が所定温度以上であり、燃料カット中でなく、パワー増量中でなく、内燃機関の始動から所定時間が経過し、フロントO2センサ43が活性中、吸気圧が正常である、等の諸条件が全て成立している場合に行う。 The feedback control with reference to the air-fuel ratio signal f on the upstream side of the catalyst 41 is performed, for example, when the cooling water temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined temperature, the fuel is not cut, the power is not increased, and the predetermined time has elapsed from the start of the internal combustion engine. Is performed when all conditions such as the front O 2 sensor 43 is active and the intake pressure is normal are satisfied.

図3に示すように、ECU0は、触媒41の上流側のガスの空燃比を検出するセンサであるフロントO2センサ43の出力電圧fを、触媒41の上流側におけるガスの目標空燃比に相当する目標値(目標電圧値。一点鎖線で表す)と比較して、その上流側目標値よりも高ければリッチ、その上流側目標値よりも低ければリーンと判定する。通常、目標値は理論空燃比またはその近傍に対応した値である。 As shown in FIG. 3, the ECU 0 corresponds to the output voltage f of the front O 2 sensor 43, which is a sensor for detecting the air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41, with the target air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41. Compared to a target value (target voltage value; indicated by a one-dot chain line) to be rich, if it is higher than its upstream target value, it is determined to be lean, and if it is lower than its upstream target value, it is determined to be lean. Usually, the target value is a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio or the vicinity thereof.

そして、ECU0は、触媒41の上流側のガスの空燃比の判定結果に基づき、フィードバック補正係数FAFを増減調整する。具体的には、空燃比がリッチであると判定している間、フィードバック補正係数FAFを単位時間(または、制御サイクル、演算サイクル)あたりリーン積分値KIMだけ逓減させる一方、空燃比がリーンであると判定している間は、フィードバック補正係数FAFを単位時間あたりリッチ積分値KIPだけ逓増させる。   Then, the ECU 0 adjusts the feedback correction coefficient FAF to increase or decrease based on the determination result of the air / fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41. Specifically, while it is determined that the air-fuel ratio is rich, the feedback correction coefficient FAF is gradually decreased by the lean integral value KIM per unit time (or control cycle, calculation cycle), while the air-fuel ratio is lean. During the determination, the feedback correction coefficient FAF is increased by the rich integral value KIP per unit time.

フィードバック補正量FAFが減少すると、インジェクタ11による燃料噴射量が絞られて、混合気の空燃比がリーンへと向かう。逆に、フィードバック補正量FAFが増加すると、インジェクタ11による燃料噴射量が上積みされて、混合気の空燃比がリッチへと向かう。   When the feedback correction amount FAF decreases, the fuel injection amount by the injector 11 is reduced, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture moves toward lean. On the contrary, when the feedback correction amount FAF increases, the fuel injection amount by the injector 11 is increased, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes richer.

但し、フロントO2センサ43の出力電圧fが目標電圧値を跨ぐように変動したときには、即時に触媒41の上流側のガスの空燃比の判定結果を反転させるのではなく、遅延時間TDL、TDRの経過を待ってから判定結果を反転させる。即ち、フロントO2センサ43の出力電圧fがリッチからリーンに切り替わった(目標電圧値を下回った)ときには、リーン判定遅延時間TDLの経過の後、空燃比がリッチからリーンに反転したと判断する。並びに、フロントO2センサ43の出力電圧fがリーンからリッチに切り替わった(目標電圧値を上回った)ときには、リッチ判定遅延時間TDRの経過の後、空燃比がリーンからリッチに反転したと判断する。 However, when the output voltage f of the front O 2 sensor 43 fluctuates so as to cross the target voltage value, the determination result of the air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41 is not immediately reversed, but the delay times TDL, TDR The judgment result is inverted after waiting for elapse of time. That is, when the output voltage f of the front O 2 sensor 43 is switched from rich to lean (below the target voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has been reversed from rich to lean after the lean determination delay time TDL has elapsed. . In addition, when the output voltage f of the front O 2 sensor 43 is switched from lean to rich (exceeding the target voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has been reversed from lean to rich after the elapse of the rich determination delay time TDR. .

リーン判定遅延時間TDL及びリッチ判定遅延時間TDRを設けているのは、O2センサ43の出力信号にノイズが混入した場合に、空燃比のリーン/リッチの判定結果が短期間に複数回反転して燃料噴射量が振動するように増減するチャタリングを起こすことを予防する意図である。 The lean determination delay time TDL and the rich determination delay time TDR are provided because the air / fuel ratio lean / rich determination result is inverted several times in a short time when noise is mixed in the output signal of the O 2 sensor 43. It is intended to prevent chattering that increases or decreases so that the fuel injection amount vibrates.

遅延時間TDL、TDRは、制御中心補正量FACFに応じて増減する。図4に、補正量FACFと遅延時間TDL、TDRとの関係を例示する。補正量FACFが大きくなるほど、リーン判定遅延時間TDL(破線で表す)は短縮され、リッチ判定遅延時間TDR(実線で表す)は延長される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が遅れ、減少から増加に転じる時期が早まる。結果、燃料噴射量が平均的に増すこととなり、空燃比フィードバック制御の制御中心がリッチ側に変位する。   The delay times TDL and TDR increase or decrease according to the control center correction amount FACF. FIG. 4 illustrates the relationship between the correction amount FACF and the delay times TDL and TDR. As the correction amount FACF increases, the lean determination delay time TDL (represented by a broken line) is shortened, and the rich determination delay time TDR (represented by a solid line) is extended. In this case, the time when the feedback correction coefficient FAF starts to decrease is delayed, and the time when the feedback correction coefficient FAF starts to increase increases. As a result, the fuel injection amount increases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control is displaced to the rich side.

翻って、補正量FACFが小さくなるほど、リーン判定遅延時間TDLは延長され、リッチ判定遅延時間TDRは短縮される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が早まり、減少から増加に転じる時期が遅れる。結果、燃料噴射量が平均的に減ることとなり、空燃比フィードバック制御の制御中心がリーン側に変位する。   In turn, the smaller the correction amount FACF, the longer the lean determination delay time TDL and the shorter the rich determination delay time TDR. Then, the time when the feedback correction coefficient FAF starts to decrease from the increase is advanced, and the time when the feedback correction coefficient FAF starts to increase is delayed. As a result, the fuel injection amount decreases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control is displaced to the lean side.

ECU0は、空燃比フィードバック制御中、上記の制御中心補正量FACFをも算出する。この補正量FACFは、触媒41の下流側の空燃比に応じて定まる。触媒41の下流側の空燃比信号gを参照したフィードバック制御は、例えば、冷却水温が所定温度以上であり、空燃比フィードバック制御の開始から所定時間が経過し、フロントO2センサ43及び/またはリアO2センサ44が活性してから所定時間が経過し、過渡期の燃料補正量が所定値を下回り、アイドル状態で車速が0若しくは0に近い所定値以下であるかまたは非アイドル状態で所定の運転領域にある、等の諸条件が全て成立している場合に行う。 The ECU 0 also calculates the control center correction amount FACF during the air-fuel ratio feedback control. This correction amount FACF is determined according to the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 41. The feedback control with reference to the air-fuel ratio signal g on the downstream side of the catalyst 41 is performed, for example, when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature and a predetermined time has elapsed since the start of the air-fuel ratio feedback control, and the front O 2 sensor 43 and / or rear A predetermined time elapses after the O 2 sensor 44 is activated, the fuel correction amount in the transition period is less than a predetermined value, and the vehicle speed is 0 or less than a predetermined value close to 0 in the idle state or predetermined in the non-idle state. Performed when all conditions such as in the operating range are satisfied.

図5に示すように、ECU0は、触媒41の下流側のガスの空燃比を検出するセンサであるリアO2センサ44の出力電圧gを、触媒41の下流側におけるガスの目標空燃比に相当する目標値(目標電圧値。鎖線で表す)と比較して、その下流側目標値よりも高ければリッチ、その下流目標値よりも低ければリーンと判定する。この下流側目標値は、フロントO2センサ43の出力信号fと比較される上流側目標値とは一致しないことがある。 As shown in FIG. 5, the ECU 0 corresponds to the output voltage g of the rear O 2 sensor 44, which is a sensor for detecting the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41, with the target air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41. Compared to a target value (target voltage value; indicated by a chain line), it is determined to be rich if it is higher than the downstream target value, and lean if it is lower than the downstream target value. This downstream target value may not match the upstream target value that is compared with the output signal f of the front O 2 sensor 43.

そして、ECU0は、触媒41の下流側のガスの空燃比の判定結果に基づき、制御中心補正量FACFを増減調整する。具体的には、空燃比がリッチであると判定している間、制御中心補正量FACFを単位時間(または、制御サイクル、演算サイクル)あたりリーン積分値FACFKIMだけ逓減させる一方、空燃比がリーンであると判定している間は、制御中心補正量FACFを単位時間あたりリッチ積分値FACFKIPだけ逓増させる。   Then, the ECU 0 increases or decreases the control center correction amount FACF based on the determination result of the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41. Specifically, while it is determined that the air-fuel ratio is rich, the control center correction amount FACF is decreased by the lean integrated value FACFKIM per unit time (or control cycle, calculation cycle), while the air-fuel ratio is lean. While it is determined that there is, the control center correction amount FACF is increased by the rich integral value FACFKIP per unit time.

既に述べた通り、制御中心補正量FACFが減少すると、空燃比制御中心はリーンへと向かう。逆に、制御中心補正量FACFが増加すると、空燃比制御中心はリッチへと向かう。   As already described, when the control center correction amount FACF decreases, the air-fuel ratio control center moves toward lean. Conversely, when the control center correction amount FACF increases, the air-fuel ratio control center moves toward rich.

なお、空燃比フィードバック制御において演算する補正量FAF、FACFの変動には一定のガードをかける。即ち、直近の補正量FAFに積分値KIPを加算することで上限ガード値を上回ってしまう場合には補正量FAFを上限ガード値にクリップし、直近の補正量FAFから積分値KIMを減算することで下限ガード値を下回ってしまう場合には補正量FAFを下限ガード値にクリップする。同様に、直近の補正量FACFに積分値FACFKIPを加算することで上限ガード値を上回ってしまう場合には補正量FACFを上限ガード値にクリップし、直近の補正量FACFから積分値FACFKIMを減算することで下限ガード値を下回ってしまう場合には補正量FACFを下限ガード値にクリップする。   Note that a certain guard is applied to fluctuations in the correction amounts FAF and FACF calculated in the air-fuel ratio feedback control. In other words, if the upper limit guard value is exceeded by adding the integral value KIP to the latest correction amount FAF, the correction amount FAF is clipped to the upper limit guard value, and the integral value KIM is subtracted from the latest correction amount FAF. If the value falls below the lower guard value, the correction amount FAF is clipped to the lower guard value. Similarly, if the upper limit guard value is exceeded by adding the integral value FACFKIP to the latest correction amount FACF, the correction amount FACF is clipped to the upper limit guard value, and the integral value FACFKIM is subtracted from the latest correction amount FACF. If the value falls below the lower guard value, the correction amount FACF is clipped to the lower guard value.

要求EGR率、即ち気筒1に充填される混合気に占めるEGRガスの割合であるEGR率に対する要求値は、内燃機関の負荷が中程度の中負荷領域において最も高く、そこから負荷が減少するほど低下し、また負荷が増大するほど低下する。アイドル運転またはこれに近い低負荷運転領域や、アクセル開度が全開または全開に近い高負荷(または、全負荷)運転領域では、要求EGR率は0となり、EGRバルブ23の開度も0となる。   The required value for the required EGR rate, that is, the EGR rate that is the ratio of the EGR gas in the air-fuel mixture filled in the cylinder 1, is highest in the medium load region where the load of the internal combustion engine is medium, and the load decreases as the load decreases. It decreases, and it decreases as the load increases. The required EGR rate is 0 and the opening degree of the EGR valve 23 is also 0 in an idle operation or a low load operation region close to this, or in a high load (or full load) operation region where the accelerator opening is fully open or close to full open. .

吸気バルブの開閉タイミングは、内燃機関の始動時、アイドリング時及び低負荷運転領域に、最も遅角したタイミングである最遅角位置をとる。最遅角位置では、各気筒1の吸気バルブが当該気筒1の排気上死点またはその近傍のタイミングにて開き、吸気下死点後所定のクランク角度が経過した(クランクシャフトが当該クランク角度回転した)タイミングにて閉じる。   The opening / closing timing of the intake valve takes the most retarded angle position, which is the most retarded timing when the internal combustion engine is started, idling, and in the low load operation region. At the most retarded position, the intake valve of each cylinder 1 opens at a timing near or near the exhaust top dead center of the cylinder 1, and a predetermined crank angle has elapsed after the intake bottom dead center (the crankshaft rotates at the crank angle). Closed at the timing.

中負荷ないし高負荷の運転領域では、VVT機構6を介して吸気バルブタイミングを最遅角位置から進角させる。尤も、高回転運転領域域では、エンジン回転数が高くなるほど吸気バルブの閉弁タイミングを遅らせることが好ましい。   In the middle load or high load operation region, the intake valve timing is advanced from the most retarded position via the VVT mechanism 6. However, in the high-speed operation region, it is preferable to delay the closing timing of the intake valve as the engine speed increases.

吸気バルブタイミングの進角は、吸気バルブ及び排気バルブがともに開弁するバルブオーバーラップ期間の拡大を意味する。吸気バルブタイミングの進角量が大きいと、吸気行程において気筒1に残留する内部EGRガス量が増加し、気筒1に充填される新気量が減少する。それ故、燃料噴射量の基本量TPは、吸気バルブタイミングの進角量を考慮して決定する必要がある。ECU0のメモリには予め、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,サージタンク33内吸気圧]、EGRバルブ23の開度及び吸気バルブタイミングの進角量等と、基本噴射量TPとの関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在の内燃機関の運転領域、EGRバルブ23の開度及び吸気バルブタイミングの進角量等をキーとして当該マップを検索し、設定するべき基本噴射量TPを得る。   The advance angle of the intake valve timing means an expansion of a valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are opened. If the advance amount of the intake valve timing is large, the amount of internal EGR gas remaining in the cylinder 1 in the intake stroke increases, and the amount of fresh air charged in the cylinder 1 decreases. Therefore, the basic amount TP of the fuel injection amount needs to be determined in consideration of the advance amount of the intake valve timing. In the memory of the ECU 0, the relationship between the basic injection amount TP and the operation range of the internal combustion engine [engine speed, intake pressure in the surge tank 33], the opening degree of the EGR valve 23, the advance amount of the intake valve timing, and the like are previously stored. The specified map data is stored. The ECU 0 searches the map using the current operation region of the internal combustion engine, the opening degree of the EGR valve 23, the advance amount of the intake valve timing, and the like as keys, and obtains a basic injection amount TP to be set.

VVT機構6が具現している吸気バルブタイミングの進角量は、クランク角センサが出力するクランク角信号b及びカム角センサが出力するカム角信号hを参照して知得する。図6に示すように、クランク角センサは、クランクシャフトに固定されクランクシャフトと一体となって回転するロータ75の回転角度をセンシングするものである。そのロータ75には、クランクシャフトの回転方向に沿った所定角度毎に、歯または突起76が形成されている。典型的には、クランクシャフトが10°CA回転する毎に、歯または突起76が配置される。   The advance amount of the intake valve timing implemented by the VVT mechanism 6 is known with reference to the crank angle signal b output from the crank angle sensor and the cam angle signal h output from the cam angle sensor. As shown in FIG. 6, the crank angle sensor senses the rotation angle of the rotor 75 that is fixed to the crankshaft and rotates integrally with the crankshaft. The rotor 75 is formed with teeth or projections 76 at every predetermined angle along the rotation direction of the crankshaft. Typically, each time the crankshaft rotates 10 ° CA, teeth or protrusions 76 are arranged.

クランク角センサは、ロータ75の外周に臨み、個々の歯または突起76が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号bとしてパルス信号を発信する。ECU0は、このパルスをクランク角信号bとして受信する。クランク角信号bは、現在のクランクシャフトの回転角度であるクランク角度、そして各気筒1のピストンの現在位置を表す。   The crank angle sensor faces the outer periphery of the rotor 75, detects that each tooth or protrusion 76 passes near the sensor, and transmits a pulse signal as the crank angle signal b each time. The ECU 0 receives this pulse as the crank angle signal b. The crank angle signal b represents the crank angle, which is the current rotation angle of the crankshaft, and the current position of the piston of each cylinder 1.

但し、クランク角センサは、クランクシャフトが一回転する間に三十六回のパルスを出力するわけではない。クランクシャフトのロータ75の歯または突起76は、その一部が欠けている。図6に示す例では、十七番目、十八番目及び二十番目、二十一番目の欠歯部分761、並びに、三十五番目、三十六番目の欠歯部分762という、大きく分けて二つの欠歯部分761、762が存在する。欠歯部分761、762はそれぞれ、クランクシャフトの特定の回転位相角に対応する。即ち、連続する欠歯部分761は180°CA及び540°CAに対応しており、単独の欠歯部分762は0°及び360°CAに対応している。   However, the crank angle sensor does not output 36 pulses during one rotation of the crankshaft. The teeth or protrusions 76 of the crankshaft rotor 75 are partially missing. In the example shown in FIG. 6, the seventeenth, eighteenth, twenty-second, and twenty-first cutout portions 761 and the thirty-fifth and thirty-sixth cutout portions 762 are roughly divided into two. There are two missing tooth portions 761, 762. The missing tooth portions 761 and 762 each correspond to a specific rotational phase angle of the crankshaft. That is, the continuous missing tooth portion 761 corresponds to 180 ° CA and 540 ° CA, and the single missing tooth portion 762 corresponds to 0 ° and 360 ° CA.

そして、図8に示しているように、上記の欠歯部分761、762に起因して、クランク角信号bのパルス列もまた一部が欠損する。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを0°CA(または、360°CA)とおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが180°CA(または、540°CA)ということになる。上記の0°CAのパルスのタイミングは、特定の気筒(図示例では、第二気筒)1の圧縮上死点に略等しい。   Then, as shown in FIG. 8, due to the above-mentioned missing tooth portions 761 and 762, a part of the pulse train of the crank angle signal b is also lost. Based on this defect, it is possible to know the absolute angle of the crankshaft. If the timing of the first pulse after the missing thirty-sixth pulse is 0 ° CA (or 360 ° CA), the timing of the nineteenth pulse following the missing eighteenth pulse is 180 °. That is, CA (or 540 ° CA). The timing of the 0 ° CA pulse is substantially equal to the compression top dead center of a specific cylinder (second cylinder in the illustrated example) 1.

図7に示すように、カム角センサもまた、吸気カムシャフトに固定されカムシャフトと一体となって回転するロータ77の回転角度をセンシングするものである。そのロータ77には、少なくとも吸気カムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起78が形成されている。三気筒エンジンの場合、吸気カムシャフトが120°回転する毎に、歯または突起78が配置される。   As shown in FIG. 7, the cam angle sensor also senses the rotation angle of the rotor 77 that is fixed to the intake camshaft and rotates together with the camshaft. The rotor 77 is formed with teeth or projections 78 for each angle obtained by dividing at least one revolution of the intake camshaft by the number of cylinders. In the case of a three-cylinder engine, teeth or protrusions 78 are arranged every time the intake camshaft rotates 120 °.

カムシャフトの回転速度は、クランクシャフトの回転速度の二分の一である。故に、上記の歯または突起78は、クランク角度に換算すれば240°CA毎に配置されていることになる。   The rotational speed of the camshaft is one half of the rotational speed of the crankshaft. Therefore, the above-described teeth or protrusions 78 are arranged every 240 ° CA in terms of the crank angle.

加えて、本実施形態においては、ロータ77に、追加的なカム角信号hを発生させるための歯または突起79が、240°CA毎の歯または突起78の間に一つ設けられる。   In addition, in the present embodiment, the rotor 77 is provided with one tooth or projection 79 for generating an additional cam angle signal h between the teeth or projections 78 every 240 ° CA.

カム角センサは、ロータ77の外周に臨み、個々の歯または突起78、79が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号hとしてパルス信号を発信する。ECU0は、このパルスをカム角信号hとして受信する。   The cam angle sensor faces the outer periphery of the rotor 77, detects that each tooth or protrusion 78, 79 passes near the sensor, and transmits a pulse signal as the cam angle signal h each time. The ECU 0 receives this pulse as the cam angle signal h.

歯または突起78に起因して発生する基本カム角信号hは、何れかの気筒1が所定の行程に至ったことを表す。図8に示しているように、この基本カム角信号hは、各気筒1における圧縮上死点から所定クランク角度(30°CAないし80°CAの範囲内の値)だけ進角側に偏倚したタイミングに位置しており、VVT機構6を介して操作される吸気バルブタイミングをも示唆する。   The basic cam angle signal h generated due to the teeth or protrusions 78 indicates that any cylinder 1 has reached a predetermined stroke. As shown in FIG. 8, the basic cam angle signal h is deviated from the compression top dead center in each cylinder 1 to the advance side by a predetermined crank angle (a value within the range of 30 ° CA to 80 ° CA). It also indicates the timing of the intake valve which is located at the timing and is operated via the VVT mechanism 6.

また、歯または突起79に起因して発生する追加カム角信号hは、各気筒1の行程を判別するための補助となる。図7及び図8に示している例では、第一気筒1の圧縮上死点の近傍を表す基本カム角信号hのパルスから60°CA進角したタイミングに、追加カム角信号hのパルスが存在している。クランク角信号bのパルス列から明らかとなる60°CAの間隔を隔ててこれら二つのカム角信号hのパルスを連続して受信したとき、後者のパルスの直後が第一気筒1の圧縮上死点であることが分かる。   Further, the additional cam angle signal h generated due to the teeth or protrusions 79 is an aid for determining the stroke of each cylinder 1. In the example shown in FIGS. 7 and 8, the pulse of the additional cam angle signal h is at a timing advanced by 60 ° CA from the pulse of the basic cam angle signal h representing the vicinity of the compression top dead center of the first cylinder 1. Existing. When these two cam angle signal h pulses are continuously received at an interval of 60 ° CA, which is apparent from the pulse train of the crank angle signal b, the compression top dead center of the first cylinder 1 is immediately after the latter pulse. It turns out that it is.

カム角信号hの出力タイミングは、吸気バルブタイミングと同期している。即ち、カム角信号hのパルスと、各気筒1における吸気バルブの開閉タイミングとの位相差は一定不変である。従って、カム角信号hが出力されるときのクランク角度の値が、VVT機構6により具現された吸気バルブタイミングを表すこととなる。   The output timing of the cam angle signal h is synchronized with the intake valve timing. That is, the phase difference between the pulse of the cam angle signal h and the opening / closing timing of the intake valve in each cylinder 1 is constant. Therefore, the value of the crank angle when the cam angle signal h is output represents the intake valve timing embodied by the VVT mechanism 6.

尤も、内燃機関の構成部材(特に、スプロケット71、72、73やタイミングチェーン74、ロータ75、77等)には、個体差が存在している。そのため、カム角信号hの発生タイミングと吸気バルブタイミングとの位相差が内燃機関個体毎にばらつき、カム角信号hの発生タイミングと具体的なクランク角度の値との関係もまた内燃機関個体毎にばらつく。   However, there are individual differences in the components of the internal combustion engine (particularly, sprockets 71, 72, 73, timing chain 74, rotors 75, 77, etc.). Therefore, the phase difference between the generation timing of the cam angle signal h and the intake valve timing varies from one internal combustion engine to another, and the relationship between the generation timing of the cam angle signal h and the specific crank angle value also varies from one internal combustion engine to another. It varies.

よって、吸気バルブタイミングの進角量を正しく把握するためには、吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに復帰させた状態でのカム角信号hの発生タイミングを予め学習しておく必要がある。図9に示すように、ECU0は、アクセルペダルの踏込量が0またはほぼ0であるアイドル運転時に、VVT機構6を介して吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに操作するとともに、カム角信号hが出力されたときのクランク角度の値を取得し、これをVVT機構6の最遅角位置を表す基準クランク角度αとしてメモリに記憶保持する。   Therefore, in order to correctly grasp the advance amount of the intake valve timing, it is necessary to learn in advance the generation timing of the cam angle signal h when the intake valve timing is returned to the most delayed timing. As shown in FIG. 9, the ECU 0 operates the intake valve timing to the most retarded timing via the VVT mechanism 6 during the idling operation in which the accelerator pedal depression amount is 0 or almost 0, and the cam angle signal h Is obtained and stored in the memory as a reference crank angle α representing the most retarded angle position of the VVT mechanism 6.

そして、以後の制御において、内燃機関の運転領域等に応じて吸気バルブタイミングを最遅角位置から適宜進角させつつ、カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と上記の基準クランク角度αとの差分を演算して、現在VVT機構6が具現している吸気バルブタイミングの最遅角位置からの進角量を得る。   In the subsequent control, the crank angle at the timing at which the cam angle signal h is output and the reference crank angle α described above, while appropriately advancing the intake valve timing from the most retarded position according to the operating region of the internal combustion engine, etc. To obtain an advance amount from the most retarded position of the intake valve timing currently implemented by the VVT mechanism 6.

一例を挙げると、現在−75°CA(0°CAから75°CA分進角)のタイミングでカム角信号hのパルスが出力されており、内燃機関のアイドリング中に学習した基準クランク角度αが−35°CA(0°CAから35°CA分進角)であるとき、吸気バルブタイミングは最遅角位置から40°CA進角しているということになる。   As an example, a pulse of the cam angle signal h is currently output at a timing of −75 ° CA (0 ° CA to 75 ° CA advance angle), and the reference crank angle α learned during idling of the internal combustion engine is When −35 ° CA (0 ° CA to 35 ° CA minute advance), the intake valve timing is advanced by 40 ° CA from the most retarded position.

ところで、ハウジング61とロータ62との間に異物が噛み込む等により、吸気バルブタイミングが最遅角位置から進角したままでVVT機構6が固着してしまうことがある。その状態で、上述の基準クランク角度αの学習が実行されると、以後の制御において吸気バルブタイミングの進角量を過小評価する結果を招く。   By the way, foreign matter may be caught between the housing 61 and the rotor 62, and the VVT mechanism 6 may be fixed while the intake valve timing is advanced from the most retarded position. If learning of the above-mentioned reference crank angle α is executed in this state, a result of underestimating the advance amount of the intake valve timing in the subsequent control is caused.

仮に、カム角信号hのパルスが−75°CAのタイミングで出力されるような進角状態でVVT機構6が固着し、ロータ62の回動操作が不能となったとする。このときに学習される基準クランク角度αは、−75°CAとなる。但し、基準クランク角度αの誤学習による悪影響を緩和するため、基準クランク角度αの学習値にガードをかけることができる。基準クランク角度αのガード値を−55°CA(0°CAから55°CA分進角)に設定した場合、−75°CAはこのガード値を超越することから、基準クランク角度αの学習値がガード値である−55°CAにクリップされる。とは言え、本来あるべき基準クランク角度αの値は−35°CAなのであって、−75°CAや−55°CAという学習値は誤りである。   Suppose that the VVT mechanism 6 is fixed in an advanced state in which the pulse of the cam angle signal h is output at a timing of −75 ° CA, and the rotation operation of the rotor 62 becomes impossible. The reference crank angle α learned at this time is −75 ° CA. However, a guard can be applied to the learning value of the reference crank angle α in order to mitigate the adverse effects of erroneous learning of the reference crank angle α. When the guard value of the reference crank angle α is set to −55 ° CA (0 ° CA to 55 ° CA advance angle), the learned value of the reference crank angle α is obtained because −75 ° CA exceeds this guard value. Is clipped to a guard value of −55 ° CA. However, the value of the reference crank angle α that should be originally is −35 ° CA, and learning values such as −75 ° CA and −55 ° CA are incorrect.

その後の内燃機関の制御でも、カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と基準クランク角度αとの差分を演算して、吸気バルブタイミングの最遅角位置からの進角量を得ることに変わりはない。従って、現在−75°CAのタイミングでカム角信号hのパルスが出力されているとすると、ECU0は、現在の吸気バルブタイミングの進角量を、基準クランク角度αの学習値にガードをかけていないならば0°CA、ガードをかけているならば20°CAに見積もってしまう。   In the subsequent control of the internal combustion engine, the difference between the crank angle of the timing at which the cam angle signal h is output and the reference crank angle α is calculated to obtain the advance amount from the most retarded position of the intake valve timing. There is no change. Accordingly, if the pulse of the cam angle signal h is currently output at the timing of −75 ° CA, the ECU 0 guards the advance value of the current intake valve timing on the learning value of the reference crank angle α. If not, it will be estimated at 0 ° CA, and if it is guarded, it will be estimated at 20 ° CA.

しかしながら、現実の吸気バルブタイミングはその本来の最遅角位置から40°CA進角しているのであるから、上掲の0°CAまたは20°CAという進角量の値は不適正である。そして、この吸気バルブタイミングの進角量の過小評価は、内部EGR量の過小評価につながり、実際に気筒1に充填される新気量に対して過剰な量の基本噴射量TPを設定することと相成る。そして、基本噴射量TPの過大化が、空燃比フィードバック制御(の補正量FAF、FACF)により補正できる範囲を超えると、有害物質の排出量が増大する上、燃焼不良または失火が生じることも懸念される。   However, since the actual intake valve timing is advanced by 40 ° CA from its original most retarded position, the above-described advance amount value of 0 ° CA or 20 ° CA is inappropriate. This underestimation of the advance amount of the intake valve timing leads to an underestimation of the internal EGR amount, and an excessive basic injection amount TP is set with respect to the fresh air amount actually charged in the cylinder 1. Comparing with If the excessive increase in the basic injection amount TP exceeds the range that can be corrected by the air-fuel ratio feedback control (correction amounts FAF, FACF), the emission amount of harmful substances increases, and there is a concern that combustion failure or misfire may occur. Is done.

そこで、本実施形態では、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で基準クランク角度αの誤学習を実行したことを感知した場合、以後の制御において、メモリに記憶保持している基準クランク角度αの学習値を、その絶対値が減少する遅角方向に徐々に変化させて修正するようにしている。   Therefore, in this embodiment, when it is detected that the erroneous learning of the reference crank angle α is performed in a state where the intake valve timing has not returned to the most retarded timing, it is stored in the memory in the subsequent control. The learning value of the reference crank angle α is corrected by gradually changing in the retard direction in which the absolute value decreases.

図10に、本実施形態のECU0がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す。ECU0は、VVT機構6が最遅角位置から進角したまま固着している可能性を検知したときに(ステップS1)、タイマをカウントアップし(ステップS2)、そのタイマが所定値に到達したとき(ステップS3)、即ち所定時間の経過を待ってもVVT機構6の固着が解消されなかったときに、メモリに記憶保持している基準クランク角度αの学習値の修正を開始する(ステップS4ないしS6)。   FIG. 10 shows a procedure example of processing executed by the ECU 0 according to the present embodiment in accordance with a program. When the ECU 0 detects the possibility that the VVT mechanism 6 is stuck while being advanced from the most retarded position (step S1), the timer counts up (step S2), and the timer reaches a predetermined value. At the time (step S3), that is, when the fixation of the VVT mechanism 6 is not canceled even after waiting for a predetermined time, the correction of the learning value of the reference crank angle α stored in the memory is started (step S4). To S6).

ステップS1にて、VVT機構6が固着している可能性があると判断するための条件は、以下の通りである。
・内燃機関のアイドリング中に学習を実行して得られた基準クランク角度α(の絶対値)が所定値(例えば、−55°CA)以上、または基準クランク角度αの学習値をガード値にクリップした
・カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と基準クランク角度αとの差分を演算して得られる(いわば、実測の)吸気バルブタイミングの進角量が、内燃機関の運転領域等に応じて要求される(いわば、目標の)吸気バルブタイミングの進角量から所定値(例えば、5°CA分)以上乖離している
・カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と基準クランク角度αとの差分を演算して得られる吸気バルブタイミングの進角量が不変
・フロントO2センサ43の出力信号fの電圧が所定値以上、及び/または、リアO2センサ44の出力信号gの電圧が所定値以上。即ち、空燃比が所定値を超えてリッチ
・空燃比フィードバック補正量FAFがその下限ガード値に張り付き、及び/または、空燃比フィードバック補正量FACFがその下限ガード値に張り付いている
ECU0は、上に列挙した条件のうちの少なくとも一つが成立している場合に、VVT機構6が固着している可能性があると判断する。
The conditions for determining that the VVT mechanism 6 may be fixed in step S1 are as follows.
The reference crank angle α (absolute value) obtained by performing learning during idling of the internal combustion engine is a predetermined value (for example, −55 ° CA) or a learning value of the reference crank angle α is clipped as a guard value. The advance amount of the intake valve timing obtained by calculating the difference between the crank angle of the timing at which the cam angle signal h is output and the reference crank angle α (in other words, actually measured) can be obtained in the operating range of the internal combustion engine. The crank angle of the timing at which the cam angle signal h is output and the reference crank are deviated from the advance amount of the intake valve timing required (so-called target) accordingly by a predetermined value (for example, 5 ° CA) or more. The advance amount of the intake valve timing obtained by calculating the difference with the angle α is unchanged. The voltage of the output signal f of the front O 2 sensor 43 is a predetermined value or more and / or the rear O 2 sensor 44 The voltage of the output signal g is a predetermined value or more. That is, the ECU 0 in which the air / fuel ratio exceeds the predetermined value and the rich / air / fuel ratio feedback correction amount FAF sticks to the lower limit guard value and / or the air / fuel ratio feedback correction amount FACF sticks to the lower limit guard value is When at least one of the conditions listed in the above is satisfied, it is determined that the VVT mechanism 6 may be stuck.

ECU0は、ステップS3が真となったことを以て、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で基準クランク角度αの誤学習を実行したと見なす。そして、その誤学習した基準クランク角度αの修正を試行する。   The ECU 0 considers that the erroneous learning of the reference crank angle α has been executed in a state where the intake valve timing has not returned to the most retarded timing due to the fact that step S3 becomes true. Then, an attempt is made to correct the erroneously learned reference crank angle α.

誤学習した基準クランク角度αの学習値を修正するにあたっては、一回の修正機会毎に、所定クランク角度(例えば、1°CAないし2°CA)分だけ、基準クランク角度α(の絶対値)を減少させる(ステップS4)修正を行う。また、その修正を行った回数をカウントする(ステップS5)。しかして、これらステップS4及びS5を、それ以上基準クランク角度αの学習値の修正が必要ないと判断されるまで反復する(ステップS6)。   In correcting the learned value of the erroneously learned reference crank angle α, the reference crank angle α (absolute value thereof) is increased by a predetermined crank angle (for example, 1 ° CA to 2 ° CA) at each correction opportunity. Is corrected (step S4). Further, the number of corrections is counted (step S5). Thus, these steps S4 and S5 are repeated until it is determined that the learning value of the reference crank angle α does not need to be corrected (step S6).

ステップS6にて、基準クランク角度αのこれ以上の修正が必要でないと判断するための条件は、以下の通りである。
・内燃機関のアイドリング中に学習を実行して得られた基準クランク角度α(の絶対値)が所定値(例えば、−55°CA)未満となった、または基準クランク角度αの学習値がガード値を超えなくなった
・カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と基準クランク角度αとの差分を演算して得られる(いわば、実測の)吸気バルブタイミングの進角量と、内燃機関の運転領域等に応じて要求される(いわば、目標の)吸気バルブタイミングの進角量との乖離が所定値(例えば、5°CA分)未満となった
・カム角信号hが出力されるタイミングのクランク角度と基準クランク角度αとの差分を演算して得られる吸気バルブタイミングの進角量が変化するようになった
・フロントO2センサ43の出力信号fの電圧が所定値未満、及び/または、リアO2センサ44の出力信号gの電圧が所定値未満。即ち、空燃比が所定値を超えてリッチではなくなった
・空燃比フィードバック補正量FAFがその下限ガード値よりも大きくなった、及び/または、空燃比フィードバック補正量FACFがその下限ガード値よりも大きくなった
上に列挙した条件は、ハウジング61とロータ62との間に噛み込んでいた異物が脱離した等によりVVT機構6の固着が解消された、あるいは、空燃比フィードバック制御を通じて混合気の空燃比を目標空燃比に追従させることが可能となったときに成立する。ECU0は、上に列挙した条件のうちの少なくとも一つが成立した場合に、基準クランク角度αの学習値の修正を終了する。
The conditions for determining in step S6 that no further correction of the reference crank angle α is necessary are as follows.
The reference crank angle α (absolute value) obtained by performing learning during idling of the internal combustion engine is less than a predetermined value (for example, −55 ° CA), or the learned value of the reference crank angle α is a guard. The value of the advance of the intake valve timing obtained by calculating the difference between the crank angle of the timing at which the cam angle signal h is output and the reference crank angle α is calculated. The deviation from the advance amount of the intake valve timing (so-called target) required in accordance with the operation region or the like is less than a predetermined value (for example, 5 ° CA). Timing when the cam angle signal h is output crank angle and the reference crank angle α and the voltage is less than the predetermined value of the output signal f of the front O 2 sensor 43 so advance amount of the intake valve timing obtained by calculating the difference changes, and Or less than a predetermined value the voltage of the output signal g of the rear O 2 sensor 44. That is, the air-fuel ratio exceeds a predetermined value and is no longer rich. The air-fuel ratio feedback correction amount FAF is greater than the lower limit guard value and / or the air-fuel ratio feedback correction amount FACF is greater than the lower limit guard value. The above-listed conditions are that the VVT mechanism 6 is not fixed due to the removal of foreign matter caught between the housing 61 and the rotor 62 or the air-fuel mixture is emptied through air-fuel ratio feedback control. This is established when the fuel ratio can be made to follow the target air-fuel ratio. The ECU 0 ends the correction of the learning value of the reference crank angle α when at least one of the conditions listed above is satisfied.

ステップS5にてカウントした基準クランク角度αの修正回数は、誤学習した当初の基準クランク角度αと修正後の基準クランク角度αとの間の変化量を示唆する。言うまでもなく、ステップS4における基準クランク角度αの絶対値の一回あたりの修正量(例えば、1°CAないし2°CA)に、ステップS5でカウントした修正回数を乗じれば、誤学習当初の基準クランク角度αからの変化量即ち総修正量を得られる。   The number of corrections of the reference crank angle α counted in step S5 suggests an amount of change between the erroneously learned initial reference crank angle α and the corrected reference crank angle α. Needless to say, if the correction amount per one time (for example, 1 ° CA to 2 ° CA) of the absolute value of the reference crank angle α in step S4 is multiplied by the number of corrections counted in step S5, the reference at the beginning of erroneous learning. A change amount from the crank angle α, that is, a total correction amount can be obtained.

上記の修正回数または総修正量は、VVT機構6が最遅角位置からどれだけのクランク角度進角した位置で固着したのかを表している。VVT機構6が固着したままで内燃機関の運転が停止すると、再び内燃機関を始動させるときに既に吸気バルブタイミングが進角した状態をとることとなる。そのため、内燃機関の始動がより難しくなる。   The number of corrections or the total correction amount indicates how much crank angle the VVT mechanism 6 is fixed from the most retarded position. If the operation of the internal combustion engine is stopped while the VVT mechanism 6 is fixed, the intake valve timing is already advanced when the internal combustion engine is started again. This makes it difficult to start the internal combustion engine.

そこで、本実施形態では、VVT機構6が進角した位置で固着した状態での内燃機関の始動の際に、燃料噴射量を平常よりも増量することにより、内燃機関の始動性を向上させるようにしている。本実施形態のECU0は、内燃機関の停止の際に、ステップS5にてカウントした基準クランク角度αの修正回数または総修正量をメモリに記憶して保持する。そして、内燃機関の再始動において、その記憶保持していた修正回数または総修正量の多寡に応じて燃料噴射量の増量補正量を決定し、燃料噴射量を増量した上で始動のためのクランキングを遂行する。   Therefore, in the present embodiment, when starting the internal combustion engine with the VVT mechanism 6 fixed at the advanced position, the fuel injection amount is increased from the normal amount so as to improve the startability of the internal combustion engine. I have to. When the internal combustion engine is stopped, the ECU 0 of the present embodiment stores the number of corrections or the total correction amount of the reference crank angle α counted in step S5 in a memory and holds it. Then, when the internal combustion engine is restarted, the fuel injection amount increase correction amount is determined according to the number of corrections or the total correction amount stored in the memory, the fuel injection amount is increased, and the start-up clutch is then started. Complete the ranking.

このときの増量補正量は、基準クランク角度αの学習値の修正回数または総修正量が多いほど多くする。図11に、基準クランク角度αの学習値の修正回数と、燃料噴射量の増量補正量との関係を例示する。ここでの増量補正量は、始動時に噴射する基本噴射量TPに乗じる補正係数である。始動時の基本噴射量TPは、始動後の基本噴射量TPと同様、(修正した基準クランク角度αの学習値を用いて求められる)吸気バルブタイミングの進角量に応じて設定する。ECU0のメモリには予め、基準クランク角度αの修正回数または総修正量と、始動時の燃料噴射量の増量補正量との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、内燃機関の停止の際に記憶した基準クランク角度αの修正回数または総修正量をキーとして当該マップを検索し、設定するべき増量補正量を得る。   The increase correction amount at this time is increased as the number of corrections or the total correction amount of the learning value of the reference crank angle α increases. FIG. 11 illustrates the relationship between the number of corrections of the learning value of the reference crank angle α and the fuel injection amount increase correction amount. The increase correction amount here is a correction coefficient that is multiplied by the basic injection amount TP that is injected at the start. The basic injection amount TP at the time of starting is set according to the advance amount of the intake valve timing (obtained by using the corrected learning value of the reference crank angle α), similarly to the basic injection amount TP after starting. In the memory of the ECU 0, map data that prescribes the relationship between the number of corrections or the total correction amount of the reference crank angle α and the fuel injection amount increase correction amount at the start is stored. The ECU 0 searches the map using the number of corrections or the total correction amount of the reference crank angle α stored when the internal combustion engine is stopped as a key, and obtains an increase correction amount to be set.

本実施形態では、吸気バルブタイミングを変更可能なVVT機構6が付帯した内燃機関を制御する制御装置(ECU)0であって、吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに復帰させた状態で、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力されるクランク角信号b、及び吸気バルブの開閉タイミングと同期して出力される吸気バルブタイミング信号(カム角信号)hを参照し、吸気バルブタイミング信号hが出力されたときのクランクシャフトの回転角度を基準クランク角度αとして記憶する学習を行い、以後の制御において、吸気バルブタイミング信号hが出力されるときのクランクシャフトの回転角度と前記基準クランク角度αとの差分を吸気バルブタイミングの進角量として知得するものであり、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合には、以後の制御において、前記基準クランク角度αを、吸気バルブタイミング信号hが出力されるときのクランクシャフトの回転角度と当該基準クランク角度αとの差分が拡大する方向(基準クランク角度αの絶対値が減少する遅角方向)に徐々に変化させる内燃機関の制御装置0を構成した。   In the present embodiment, the control device (ECU) 0 for controlling the internal combustion engine attached with the VVT mechanism 6 capable of changing the intake valve timing, the crank valve is set in a state where the intake valve timing is returned to the most retarded timing. The intake valve timing signal h is output with reference to the crank angle signal b output every time the shaft rotates by a predetermined angle and the intake valve timing signal (cam angle signal) h output in synchronization with the opening / closing timing of the intake valve. Is stored as the reference crank angle α, and in the subsequent control, the crankshaft rotation angle when the intake valve timing signal h is output and the reference crank angle α The difference is obtained as the amount of advancement of the intake valve timing. When it is detected that the learning is executed without returning to the retarded timing, in the subsequent control, the reference crank angle α is set to the crankshaft when the intake valve timing signal h is output. The control device 0 for the internal combustion engine is configured to gradually change in the direction in which the difference between the rotation angle and the reference crank angle α increases (the retard direction in which the absolute value of the reference crank angle α decreases).

本実施形態によれば、吸気VVT機構6の最遅角位置を表す基準クランク角度αを誤学習してしまったとしても、これを徐々に修正することができる。基準クランク角度αの学習値が本来あるべき値に近づけば、基本噴射量TPが気筒1に充填される新気量に見合う量に近づき、空燃比フィードバック制御(の補正量FAF)によって燃料噴射量Tを十分に補正できるようになる。さすれば、空燃比の過剰なリッチが解消されて、有害物質の排出量の増大が抑止される。   According to the present embodiment, even if the reference crank angle α representing the most retarded angle position of the intake VVT mechanism 6 is erroneously learned, it can be gradually corrected. If the learning value of the reference crank angle α approaches the value that should be originally obtained, the basic injection amount TP approaches the amount commensurate with the amount of fresh air charged into the cylinder 1, and the fuel injection amount is obtained by the air-fuel ratio feedback control (correction amount FAF). T can be sufficiently corrected. Then, the excessive richness of the air-fuel ratio is eliminated, and an increase in the discharge amount of harmful substances is suppressed.

加えて、排気通路4上に設けた空燃比センサ43、44の出力信号f、gを参照して空燃比のフィードバック制御を実施するものであり、吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合における前記基準クランク角度αの徐変を、前記フィードバック制御による燃料噴射量の補正量FAF、FACFが適正範囲内(上限ガード値から下限ガード値までの間)に収まった、前記空燃比センサ43、44の出力信号f、gが適正範囲内(所定値未満)に収まった、または、VVT機構6の固着が解消したことを条件として停止するようにしているため、基準クランク角度αを必要最小限度で速やかに修正することができる。   In addition, air-fuel ratio feedback control is performed with reference to the output signals f and g of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 provided on the exhaust passage 4, and the intake valve timing returns to the most retarded timing. The gradual change of the reference crank angle α when it is sensed that the learning has been executed in a state where there is not, the correction amounts FAF and FACF of the fuel injection amount by the feedback control are within an appropriate range (from the upper guard value to the lower guard value) Until the output signals f and g of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 are within an appropriate range (less than a predetermined value) or the VVT mechanism 6 has been fixed. Thus, the reference crank angle α can be quickly corrected with the minimum necessary level.

さらに、内燃機関を停止する際の前記基準クランク角度αの、前記学習を実行した当初の基準クランク角度αからの変化量(修正回数または総修正量)を記憶しておき、停止した内燃機関を始動する際、前記変化量の多寡に応じて燃料噴射量を補正するようにしたため、吸気VVT機構6が最遅角位置から進角した位置で固着してしまったとしても、内燃機関を確実に始動させることが可能となる。   Further, the change amount (the number of corrections or the total correction amount) of the reference crank angle α when the internal combustion engine is stopped from the initial reference crank angle α at which the learning is executed is stored, and the stopped internal combustion engine is When starting, the fuel injection amount is corrected according to the amount of change, so even if the intake VVT mechanism 6 is stuck at a position advanced from the most retarded position, the internal combustion engine can be reliably It is possible to start.

特に、本実施形態では、基準クランク角度αの学習値の修正により、VVT機構6が固着した場合であってもより真値に近い吸気バルブタイミングの進角量を求めることが可能である。だが、基準クランク角度αを修正し吸気バルブタイミングの進角量の過小評価を改めることは、基本噴射量TPを減少させる方向に作用する。VVT機構6が進角したまま固着した内燃機関を再始動するに際して、燃料噴射量が不足すると、内燃機関の始動が遅れたり、始動に失敗したりするリスクが高まる。故に、本実施形態では、内燃機関の停止前の基準クランク角度αの(修正による)変化量に応じて、始動時の燃料噴射量の増量補正を行っているのである。   In particular, in the present embodiment, by correcting the learned value of the reference crank angle α, it is possible to obtain the intake valve timing advance amount that is closer to the true value even when the VVT mechanism 6 is fixed. However, correcting the reference crank angle α and changing the underestimation of the advance amount of the intake valve timing acts in the direction of decreasing the basic injection amount TP. When restarting the internal combustion engine that has been fixed with the VVT mechanism 6 advanced, if the fuel injection amount is insufficient, the risk of starting the internal combustion engine being delayed or failing to start increases. Therefore, in the present embodiment, the fuel injection amount increase correction at the start is performed according to the amount of change (by correction) of the reference crank angle α before the internal combustion engine stops.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態における吸気VVT機構6は、作動液圧(油圧)により吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相角を変化させるベーン式のものであったが、その回転位相角の変化を電動機によって実現するモータドライブVVTを吸気VVT機構6として採用しても構わない。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, the intake VVT mechanism 6 in the above embodiment is a vane type that changes the rotational phase angle of the intake camshaft relative to the crankshaft by hydraulic pressure (hydraulic pressure). The motor drive VVT to be realized may be adopted as the intake VVT mechanism 6.

その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each unit, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。   The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.

0…制御装置(ECU)
4…排気通路
43、44…空燃比センサ(フロントO2センサ、リアO2センサ)
6…可変バルブタイミング(VVT)機構
b…クランク角信号
f、g…空燃比センサの出力信号(空燃比信号)
h…吸気バルブタイミング(カム角)信号
α…基準クランク角度
0 ... Control unit (ECU)
4 ... Exhaust passages 43, 44 ... Air-fuel ratio sensors (front O 2 sensor, rear O 2 sensor)
6 ... Variable valve timing (VVT) mechanism b ... Crank angle signal f, g ... Output signal of air-fuel ratio sensor (air-fuel ratio signal)
h ... Intake valve timing (cam angle) signal α ... Reference crank angle

Claims (3)

吸気バルブタイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構が付帯した内燃機関を制御する制御装置であって、
吸気バルブタイミングを最も遅角したタイミングに復帰させた状態で、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力されるクランク角信号、及び吸気バルブの開閉タイミングと同期して出力される吸気バルブタイミング信号を参照し、吸気バルブタイミング信号が出力されたときのクランクシャフトの回転角度を基準クランク角度として記憶する学習を行い、
以後の制御において、吸気バルブタイミング信号が出力されるときのクランクシャフトの回転角度と前記基準クランク角度との差分を吸気バルブタイミングの進角量として知得するものであり、
吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合には、以後の制御において、前記基準クランク角度を、吸気バルブタイミング信号が出力されるときのクランクシャフトの回転角度と当該基準クランク角度との差分が拡大する方向に徐々に変化させる内燃機関の制御装置。
A control device for controlling an internal combustion engine with a variable valve timing mechanism capable of changing an intake valve timing,
With the intake valve timing returned to the most delayed timing, the crank angle signal that is output every time the crankshaft rotates by a predetermined angle, and the intake valve timing signal that is output in synchronization with the opening and closing timing of the intake valve Refer to and perform learning to store the rotation angle of the crankshaft when the intake valve timing signal is output as the reference crank angle,
In the subsequent control, the difference between the crankshaft rotation angle when the intake valve timing signal is output and the reference crank angle is obtained as the advance amount of the intake valve timing.
When it is detected that the learning is executed in a state where the intake valve timing has not returned to the most retarded timing, the reference crank angle is output in the subsequent control when the intake valve timing signal is output. A control apparatus for an internal combustion engine that gradually changes in a direction in which a difference between a rotation angle of a crankshaft and the reference crank angle increases.
排気通路上に設けた空燃比センサの出力信号を参照して空燃比のフィードバック制御を実施するものであり、
吸気バルブタイミングが最も遅角したタイミングに復帰しなかった状態で前記学習を実行したことを感知した場合における前記基準クランク角度の徐変を、前記フィードバック制御による燃料噴射量の補正量が適正範囲内に収まった、前記空燃比センサの出力信号が適正範囲内に収まった、または、可変バルブタイミング機構の固着が解消したことを条件として停止する請求項1記載の内燃機関の制御装置。
The air-fuel ratio feedback control is performed with reference to the output signal of the air-fuel ratio sensor provided on the exhaust passage,
The gradual change of the reference crank angle when it is detected that the learning is executed in a state where the intake valve timing has not returned to the most retarded timing, and the correction amount of the fuel injection amount by the feedback control is within an appropriate range. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is stopped on condition that the output signal of the air-fuel ratio sensor is within an appropriate range or the sticking of the variable valve timing mechanism is eliminated.
内燃機関を停止する際の前記基準クランク角度の、前記学習を実行した当初の基準クランク角度からの変化量を記憶しておき、
停止した内燃機関を始動する際、前記変化量の多寡に応じて燃料噴射量を補正する請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
Storing the amount of change of the reference crank angle when the internal combustion engine is stopped from the initial reference crank angle at which the learning was executed;
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when starting the stopped internal combustion engine, the fuel injection amount is corrected in accordance with the amount of change.
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