JP7380367B2 - engine control device - Google Patents

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本発明は、トルクデマンド方式のトルク制御を行うエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device that performs torque control using a torque demand method.

特許文献1に見られるように、トルクデマンド方式のトルク制御を行うエンジン制御装置が知られている。トルクデマンド方式のエンジンのトルク制御では、アクセルペダル操作量やエンジン回転数、車両の走行状況に基づいて設定されたエンジントルクの目標値である目標トルクを実現すべく、スロットル開度の制御が行われる。具体的には、目標トルクの実現に必要なエンジンの負荷率を要求負荷率の値として演算するとともに、要求負荷率の値分の負荷率が得られる開度にスロットル開度を制御している。なお、スロットル開度を変更してから、変更後の開度に応じた値に負荷率が変化するまでの吸気の応答遅れ期間には、エンジンの実トルクと目標トルクとが乖離する。そこで、トルクデマンド方式のトルク制御では、エアフローメータ出力から求めた実負荷率と要求負荷率との偏差に応じて点火時期等によるトルク調整を行うことで、目標トルクに対する実トルクの乖離を抑えている。 As seen in Patent Document 1, an engine control device that performs torque control using a torque demand method is known. In engine torque control using the torque demand method, the throttle opening is controlled in order to achieve a target torque, which is a target value of engine torque set based on the amount of accelerator pedal operation, engine speed, and vehicle driving conditions. be exposed. Specifically, the engine load factor required to achieve the target torque is calculated as the value of the requested load factor, and the throttle opening is controlled to an opening that provides a load factor equivalent to the value of the requested load factor. . Note that during the intake response delay period after changing the throttle opening until the load factor changes to a value corresponding to the changed opening, the actual torque of the engine and the target torque deviate. Therefore, in the torque demand method of torque control, the deviation of the actual torque from the target torque is suppressed by adjusting the torque by adjusting the ignition timing etc. according to the deviation between the actual load factor determined from the air flow meter output and the required load factor. There is.

なお、スロットル開度をその制御範囲の最大値である最大開度としたときの負荷率である最大負荷率は、エンジン回転数により変化する値となる。よって、現在の運転状態において、スロットル開度の制御により調整可能なエンジントルクの範囲の最大値である最大トルクも、エンジン回転数により変化する値となる。最大トルクを超える値を目標トルクとして設定しても、その実現は不可能となる。そのため、トルクデマンド方式のトルク制御では、現在のエンジン回転数における最大負荷率を求めるとともに、その最大負荷率から求められた最大トルク以下の値となるように目標トルクの上限ガードを行っている。 Note that the maximum load factor, which is the load factor when the throttle opening is set to the maximum opening, which is the maximum value of the control range, is a value that changes depending on the engine rotation speed. Therefore, in the current operating state, the maximum torque, which is the maximum value in the range of engine torque that can be adjusted by controlling the throttle opening, is also a value that changes depending on the engine rotation speed. Even if a value exceeding the maximum torque is set as the target torque, it will not be possible to achieve it. Therefore, in torque demand-based torque control, the maximum load factor at the current engine speed is determined, and the upper limit of the target torque is guarded so that the value is equal to or less than the maximum torque determined from the maximum load factor.

特開2009-185665号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-185665

ところで、スロットル開度の制御に際しては、次の値がスロットル開度の制御目標値である目標開度の値として設定される。すなわち、要求負荷率が最大負荷率以上の場合には最大開度が目標開度の値として設定される。また、要求負荷率が最大負荷率未満の場合には、要求負荷率が最大負荷率から減少していった場合に要求負荷率が最大負荷率であるときの値である最大開度から要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として目標開度が設定される。 By the way, when controlling the throttle opening degree, the following value is set as the value of the target opening degree which is the control target value of the throttle opening degree. That is, when the required load factor is greater than or equal to the maximum load factor, the maximum opening degree is set as the value of the target opening degree. In addition, if the requested load factor is less than the maximum load factor, if the requested load factor decreases from the maximum load factor, the requested load factor will change from the maximum opening degree, which is the value when the requested load factor is the maximum load factor. The target opening degree is set as a value that decreases as the rate decreases.

一方、スロットル開度の制御だけを見た場合には、目標開度の演算に用いる最大負荷率として、現在のエンジン回転数における負荷率の実際の最大値とは異なる値を設定した方が望ましい場合がある。例えば、最大負荷率の値として実際の値よりも小さい値を用いて目標開度を演算すると、目標開度として最大開度が設定される要求負荷率が実際の最大負荷率よりも小さい値となる。そうした場合には、アクセルペダルを踏み込んで車両を加速させる際に、スロットル開度がより早い時期から最大開度に達するため、加速時の車両のレスポンスが向上する。しかしながら、最大負荷率の値として実際とは異なる値を設定すると、エンジンのトルク制御を適切に実施できなくなる。 On the other hand, when looking only at throttle opening control, it is desirable to set a value different from the actual maximum load factor at the current engine speed as the maximum load factor used to calculate the target opening. There are cases. For example, if the target opening is calculated using a value smaller than the actual value for the maximum load factor, the required load factor for which the maximum opening is set as the target opening will be a value smaller than the actual maximum load factor. Become. In such a case, when accelerating the vehicle by depressing the accelerator pedal, the throttle opening will reach its maximum opening earlier, improving the response of the vehicle during acceleration. However, if a value different from the actual value is set as the value of the maximum load factor, it becomes impossible to appropriately control the torque of the engine.

上記課題を解決するエンジン制御装置は、車両に搭載されたエンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度であるスロットル開度と同スロットル開度以外のエンジンの操作量とを、エンジントルクを同エンジントルクの制御目標値である目標トルクとすべく操作してエンジンのトルク制御を行う。そして、同エンジン制御装置は、現在のエンジン回転数におけるエンジンの負荷率の最大値である最大負荷率を演算する最大負荷率演算処理と、車両の走行状況に応じて目標トルクを設定する処理であって、上記最大負荷率に基づき、負荷率が最大負荷率以下の値となるように目標トルクの値を設定する目標トルク設定処理と、目標トルクとエンジン回転数とに応じて負荷率の要求値である要求負荷率を演算する要求負荷率演算処理と、エンジン回転数に基づき最大開度負荷率を演算する最大開度負荷率演算処理と、要求負荷率と最大開度負荷率とに基づき、スロットル開度の制御目標値である目標開度を演算する処理であって、要求負荷率が最大開度負荷率以上の場合にはスロットル開度の制御範囲の最大値である最大開度を目標開度の値として演算するとともに、要求負荷率が最大開度負荷率未満の場合には、要求負荷率が最大開度負荷率から減少していった場合に、要求負荷率が最大開度負荷率であるときの値である最大開度から要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として目標開度を演算する目標開度演算処理と、スロットル開度が目標開度となるようにスロットルバルブを駆動するスロットル操作処理と、を行っている。 An engine control device that solves the above problems calculates the engine torque from the throttle opening, which is the opening of the throttle valve installed in the intake passage of the engine mounted on the vehicle, and the engine operation amount other than the throttle opening. The engine torque is controlled by operating to achieve the target torque which is the control target value of the engine torque. The engine control device performs a maximum load factor calculation process that calculates the maximum load factor, which is the maximum value of the engine load factor at the current engine speed, and a process that sets the target torque according to the vehicle driving condition. There is a target torque setting process that sets a target torque value based on the maximum load factor so that the load factor is less than or equal to the maximum load factor, and a request for the load factor according to the target torque and engine rotation speed. A requested load factor calculation process that calculates the requested load factor, which is a value, a maximum opening load factor calculation process that calculates the maximum opening load factor based on the engine rotation speed, and a maximum opening load factor calculation process that calculates the maximum opening load factor based on the requested load factor and the maximum opening load factor. , is a process of calculating the target opening which is the control target value of the throttle opening, and when the requested load rate is equal to or higher than the maximum opening load rate, the maximum opening which is the maximum value of the control range of the throttle opening is calculated. It is calculated as the target opening value, and if the required load rate is less than the maximum opening load rate, the required load rate decreases from the maximum opening load rate. The target opening calculation process calculates the target opening as a value that decreases as the required load rate decreases from the maximum opening that is the value when the load rate is the same, and the throttle opening is adjusted so that the throttle opening becomes the target opening. Performs throttle operation processing to drive the valves.

エンジン回転数が一定の場合の最大負荷率は、スロットル開度が最大開度のときに達成される。また、上記エンジン制御装置では、要求負荷率が最大開度負荷率以上の場合に最大開度が目標開度の値として演算される。よって、最大負荷率と最大開度負荷率とは本来、同じ値となる。 The maximum load factor when the engine speed is constant is achieved when the throttle opening is at its maximum opening. Further, in the engine control device, the maximum opening is calculated as the value of the target opening when the required load factor is equal to or higher than the maximum opening load factor. Therefore, the maximum load factor and the maximum opening degree load factor are essentially the same value.

一方、目標開度の演算に用いる最大開度負荷率の値を適宜に変更すれば、スロットルバルブの制御特性を調整することができる。このとき、上記エンジン制御装置では、トルク制御での目標トルクの設定に用いる最大負荷率と、スロットル開度制御での目標開度の演算に用いる最大開度負荷率とを、別途に演算される個別の値としている。そのため、トルク制御での目標トルクの設定に影響を与えることなく、最大開度負荷率の値を変更してスロットルバルブの制御特性を調整できるようになる。したがって、上記エンジン制御装置によれば、エンジンのトルク制御のためのスロットル開度制御の自由度の低下が抑えられる。 On the other hand, the control characteristics of the throttle valve can be adjusted by appropriately changing the value of the maximum opening degree load factor used to calculate the target opening degree. At this time, the engine control device separately calculates the maximum load factor used to set the target torque in torque control and the maximum opening load factor used to calculate the target opening in throttle opening control. Individual values are used. Therefore, it becomes possible to adjust the control characteristics of the throttle valve by changing the value of the maximum opening degree load factor without affecting the target torque setting in torque control. Therefore, according to the engine control device, a decrease in the degree of freedom in controlling the throttle opening degree for engine torque control can be suppressed.

上記エンジン制御装置における最大負荷率演算処理は、予め当該制御装置に記憶された、最大負荷率とエンジン回転数との関係についての情報が格納された最大負荷率演算マップを用いて最大負荷率を演算する処理とすることが可能である。同様に、最大開度負荷率も、当該制御装置に予め記憶された、最大開度負荷率とエンジン回転数との関係についての情報が格納された最大開度負荷率演算マップを用いて最大開度負荷率を演算する処理とすることが可能である。しかしながら、そうした場合には、下記のように、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が煩雑となる虞がある。例えば、最大負荷率演算マップと最大開度負荷率演算マップとの双方において共通のマップ値を設定するエンジン回転数の範囲が存在することがある。そうした共通範囲における最大負荷率演算マップのマップ値を修正した場合には、最大開度負荷率演算マップについても同様のマップ値の修正を行う必要がある。一方、演算マップの設定に際しては、人手によるマップ値の修正を幾度も繰り返すことがあり、修正忘れや誤修正により両演算マップのマップ値が不整合となる虞がある。 The maximum load factor calculation process in the engine control device calculates the maximum load factor using a maximum load factor calculation map that is stored in advance in the control device and stores information about the relationship between the maximum load factor and the engine rotation speed. It is possible to perform a calculation process. Similarly, the maximum opening load factor is calculated using a maximum opening load factor calculation map that is stored in advance in the control device and stores information about the relationship between the maximum opening load factor and the engine speed. It is possible to perform the process of calculating the degree load factor. However, in such a case, as described below, there is a risk that the work of setting a calculation map when designing an engine control device may become complicated. For example, there may be a range of engine rotation speeds in which a common map value is set in both the maximum load factor calculation map and the maximum opening load factor calculation map. When the map values of the maximum load factor calculation map in such a common range are corrected, it is necessary to similarly correct the map values of the maximum opening load factor calculation map. On the other hand, when setting a calculation map, manual correction of map values may be repeated many times, and there is a risk that the map values of both calculation maps may become inconsistent due to forgotten correction or incorrect correction.

これに対しては、上記エンジン制御装置に、最大負荷率とエンジン回転数との関係についての情報を格納した最大負荷率演算マップと、最大負荷率に対する最大開度負荷率の差分である負荷率補正値とエンジン回転数との関係についての情報が格納された補正値演算マップと、を予め記憶しておく。そして、最大負荷率演算処理を、最大負荷率演算マップを用いて最大負荷率を演算する処理とするとともに、最大開度負荷率演算処理を、最大負荷率演算マップを用いて演算された最大負荷率を、補正値演算マップを用いて演算された負荷率補正値で補正することで最大開度負荷率を演算する処理とするとよい。こうした場合、補正値演算マップのマップ値として「0」が設定されている部分では、その部分の最大負荷率演算マップのマップ値が幾度修正されても、最大開度負荷率は最大負荷率と同じ値となる。よって、上記共通部分における最大負荷率演算マップのマップ値の修正に際して、補正値演算マップの修正は不要となる。このように、上記態様で最大開度負荷率を演算することとすれば、エンジン制御装置の設計時における演算マップの設定作業が容易となる。 For this purpose, the engine control device has a maximum load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum load factor and the engine speed, and a load factor that is the difference between the maximum opening load factor and the maximum load factor. A correction value calculation map storing information about the relationship between correction values and engine speed is stored in advance. Then, the maximum load factor calculation process is the process of calculating the maximum load factor using the maximum load factor calculation map, and the maximum opening load factor calculation process is the maximum load calculated using the maximum load factor calculation map. It is preferable that the process calculates the maximum opening degree load factor by correcting the load factor with a load factor correction value calculated using a correction value calculation map. In such a case, in a part where "0" is set as the map value of the correction value calculation map, the maximum opening load factor will be the maximum load factor no matter how many times the map value of the maximum load factor calculation map for that part is corrected. The value will be the same. Therefore, when modifying the map value of the maximum load factor calculation map in the common portion, it is not necessary to modify the correction value calculation map. In this way, if the maximum opening degree load factor is calculated in the above manner, it becomes easy to set the calculation map when designing the engine control device.

ところで、最大開度近傍の大開度領域では、スロットル開度の変化に対する負荷率の変化が僅かとなり、要求負荷率の微小な変動に対してスロットル開度の大幅な変更が繰り返される、いわゆるスロットルハンチングが発生することがある。こうした大開度領域でのスロットルハンチングの発生は、上記エンジン制御装置における目標開度演算処理を下記の態様で行うことで抑制できる。 By the way, in the large opening range near the maximum opening, the load factor changes only slightly in response to changes in the throttle opening, and so-called throttle hunting occurs, where large changes in the throttle opening are repeated in response to minute fluctuations in the required load factor. may occur. The occurrence of such throttle hunting in the large opening region can be suppressed by performing the target opening calculation processing in the engine control device in the following manner.

ここで、スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときのスロットル開度を切替点開度TAwotとし、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの負荷率KLを切替点負荷率KLwotとし、負荷率を要求負荷率とするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*とする。このとき、上記エンジン制御装置における目標開度演算処理を、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の値となる場合にはスロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度を目標開度の値として演算するとともに、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には切替点開度TAwot、切替点負荷率KLwot、最大開度TAmax、最大開度負荷率KLmax2、及び要求負荷率KL*に対して式(1)の関係を満たす値「TA*」を目標開度の値として演算する処理とする。 Here, the ratio of the intake pressure after passing through the throttle valve to the intake pressure before passing through the throttle valve is defined as the throttle front-rear pressure ratio RP, and the throttle opening when the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the default value RPwot is the switching point. The opening degree is TAwot, the load rate KL when the throttle front-to-back pressure ratio RP becomes the default value RPwot is the switching point load rate KLwot, and the throttle front-to-back pressure ratio RP required to make the load rate the required load rate is the required pressure. Let the ratio be RP*. At this time, the target opening calculation processing in the engine control device is performed to target the throttle opening at which the throttle front and rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP* when the required pressure ratio RP* is less than the predetermined value RPwot. It is calculated as the opening value, and if the required pressure ratio RP* exceeds the default value RPwot, the switching point opening TAwot, the switching point load factor KLwot, the maximum opening TAmax, the maximum opening load factor KLmax2, The process calculates a value "TA*" that satisfies the relationship of equation (1) with respect to the required load factor KL* as the value of the target opening degree.

上記目標開度演算処理では、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算される。要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合にも、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算すると、目標開度TA*が最大開度TAmaxに近づくにつれて、負荷率KLに対する目標開度TA*の感度が高くなる。そのため、大開度領域では、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになり、スロットルハンチングが発生してしまう。 In the above target opening calculation process, when the required pressure ratio RP* is less than or equal to the predetermined value RPwot, the throttle opening TA at which the throttle front and rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP* is calculated as the value of the target opening TA*. be done. Even if the required pressure ratio RP* exceeds the default value RPwot, if the throttle opening TA at which the throttle front-rear pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP* is calculated as the value of the target opening TA*, the target opening TA* will be As the maximum opening degree TAmax approaches, the sensitivity of the target opening degree TA* to the load factor KL increases. Therefore, in the large opening range, the value of the target opening TA* changes greatly in response to a slight change in the required load factor KL*, resulting in throttle hunting.

これに対して上記目標開度演算処理では、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合には、要求負荷率KL*に対して線形関係となるように目標開度TA*の値が演算される。こうした場合、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える領域では、要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の変化率は一定となるため、スロットルハンチングが発生し難くなる。 On the other hand, in the target opening degree calculation process, if the required pressure ratio RP* exceeds the predetermined value RPwot, the value of the target opening degree TA* is calculated so that it has a linear relationship with the required load rate KL*. be done. In such a case, in a region where the required pressure ratio RP* exceeds the predetermined value RPwot, the rate of change of the target opening degree TA* with respect to the required load factor KL* is constant, so throttle hunting is less likely to occur.

しかも、大開度領域においても要求負荷率KL*に連動して変化する値として目標開度TA*が演算されるため、再循環排気や燃料蒸気、ブローバイガスなどの新気以外のガスが燃焼室に流入する状況でも、要求負荷率KL*の変化に追従して負荷率KLが変化するようにスロットル開度TAを制御することが可能となる。このように上記態様で目標開度演算処理を行えば、大開度領域におけるスロットルバルブの制御性を向上できる。 Moreover, even in the large opening range, the target opening TA* is calculated as a value that changes in conjunction with the required load factor KL*, so gases other than fresh air, such as recirculated exhaust, fuel vapor, and blow-by gas, enter the combustion chamber. Even in a situation where the load factor KL* changes, it is possible to control the throttle opening degree TA so that the load factor KL changes in accordance with the change in the required load factor KL*. By performing the target opening calculation process in the above manner, controllability of the throttle valve in the large opening range can be improved.

エンジン制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図。1 is a diagram schematically showing the configuration of an embodiment of an engine control device. 同エンジン制御装置が実行するトルク制御ルーチンのフローチャート。2 is a flowchart of a torque control routine executed by the engine control device. 最大負荷率演算マップに格納された最大負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the maximum load factor and engine speed stored in the maximum load factor calculation map. スロットル前後圧力比とスロットル通過流量との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the throttle front and rear pressure ratio and the throttle passing flow rate. スロットル前後圧力比とΦ値との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the throttle front and rear pressure ratio and the Φ value. 飽和流量とスロットル開度との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between saturated flow rate and throttle opening. スロットル開度とスロットル前後圧力比との関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between throttle opening and throttle front-to-back pressure ratio. 上記エンジン制御装置が実行するスロットル開度制御ルーチンのフローチャート。5 is a flowchart of a throttle opening control routine executed by the engine control device. 補正値演算マップに格納された負荷率補正値とエンジン回転数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the load factor correction value and engine rotation speed stored in the correction value calculation map. 最大負荷率、最大開度負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between maximum load factor, maximum opening load factor, and engine speed. 大開度域での目標開度の演算態様を示す図。The figure which shows the calculation mode of the target opening degree in the large opening degree area. 大開度域での要求負荷率と目標開度との関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between the required load factor and the target opening in the large opening range.

以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図1~図12を参照して詳細に説明する。本実施形態のエンジン制御装置は、車両に搭載された自然吸気式のエンジンに適用されている。エンジンの出力は、変速機を介して、走行用の駆動力として車輪に伝達される。 Hereinafter, one embodiment of the engine control device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 12. The engine control device of this embodiment is applied to a naturally aspirated engine mounted on a vehicle. The output of the engine is transmitted to the wheels as driving force for driving via the transmission.

図1に示すように、本実施形態の適用対象となるエンジン10には、燃焼室11に流入する吸気が流れる吸気通路12と、燃焼室11から排出された排気が流れる排気通路13と、が設けられている。また、エンジン10には、開弁/閉弁に応じて吸気通路12を燃焼室11に連通/遮断する吸気弁14と、開弁/閉弁に応じて排気通路13を燃焼室11に連通/遮断する排気弁15と、が設けられている。 As shown in FIG. 1, the engine 10 to which this embodiment is applied includes an intake passage 12 through which intake air flows into the combustion chamber 11, and an exhaust passage 13 through which exhaust gas discharged from the combustion chamber 11 flows. It is provided. The engine 10 also includes an intake valve 14 that communicates/cuts off the intake passage 12 with the combustion chamber 11 depending on whether the valve is opened/closed, and an exhaust passage 13 which communicates/cuts off the intake passage 12 with the combustion chamber 11 depending on whether the valve is opened or closed. A shutoff exhaust valve 15 is provided.

吸気通路12には、吸気中の塵等を濾過するエアクリーナ16と、吸気通路12を流れる吸気の流量である吸気流量GAを検出するエアフローメータ17と、が設けられている。また、吸気通路12におけるエアフローメータ17よりも下流側の部分には、スロットルバルブ18が設置されている。スロットルバルブ18は、回転可能に軸支された状態で吸気通路12内に設置されている。そして、スロットルバルブ18は、スロットルモータ19により回転駆動されるようになっている。さらに、吸気通路12におけるスロットルバルブ18よりも下流側の部分には、吸気中に燃料を噴射するインジェクタ20が設置されている。そして、燃焼室11には、吸気通路12を通じて流入した吸気とインジェクタ20が噴射した燃料との混合気に着火する点火装置21が設置されている。 The intake passage 12 is provided with an air cleaner 16 that filters dust and the like in the intake air, and an air flow meter 17 that detects an intake flow rate GA that is the flow rate of intake air flowing through the intake passage 12. Further, a throttle valve 18 is installed in a portion of the intake passage 12 downstream of the air flow meter 17 . The throttle valve 18 is installed in the intake passage 12 in a rotatably supported state. The throttle valve 18 is rotationally driven by a throttle motor 19. Furthermore, an injector 20 that injects fuel into intake air is installed in a portion of the intake passage 12 downstream of the throttle valve 18. An ignition device 21 is installed in the combustion chamber 11 to ignite a mixture of intake air flowing through the intake passage 12 and fuel injected by the injector 20.

こうしたエンジン10においてスロットルバルブ18は、吸気通路12内での回転位置に応じて開口面積を変化させることで、同スロットルバルブ18を通過する吸気の流量であるスロットル通過流量を調整する弁となっている。以下の説明におけるスロットル開度TAは、開口面積が「0」となる回転位置である全閉位置からのスロットルバルブ18の回転角を表している。 In such an engine 10, the throttle valve 18 is a valve that adjusts the throttle passage flow rate, which is the flow rate of intake air passing through the throttle valve 18, by changing the opening area according to the rotational position within the intake passage 12. There is. The throttle opening degree TA in the following description represents the rotation angle of the throttle valve 18 from the fully closed position, which is the rotational position where the opening area is "0".

以上のように構成されたエンジン10は、エンジン制御装置としてのエンジン制御システム22により制御されている。エンジン制御システム22は、エンジン制御に係る各種の演算処理を実行する演算処理回路と、プログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットとして構成されている。エンジン制御システム22には、上述のエアフローメータ17による吸気流量GAの検出信号に加え、運転者のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセルペダル操作量ACC、大気圧PA、スロットル開度TAなどの検出信号が入力されている。また、エンジン制御システム22には、クランクシャフト23の回転に応じて出力されるパルス状のクランク信号CRNKが入力されている。エンジン制御システム22は、そのクランク信号CRNKからエンジン回転数NEを求めている。 The engine 10 configured as described above is controlled by an engine control system 22 serving as an engine control device. The engine control system 22 is configured as an electronic control unit that includes an arithmetic processing circuit that performs various arithmetic processing related to engine control, and a memory that stores programs and data. In addition to the intake flow rate GA detection signal from the air flow meter 17 described above, the engine control system 22 includes detection signals such as the accelerator pedal operation amount ACC, which is the amount of depression of the accelerator pedal by the driver, atmospheric pressure PA, throttle opening degree TA, etc. is entered. Furthermore, a pulsed crank signal CRNK that is output in accordance with the rotation of the crankshaft 23 is input to the engine control system 22 . The engine control system 22 determines the engine speed NE from the crank signal CRNK.

なお、車両には、エンジン制御システム22の他にも、各種の制御システムが設置されている。例えば、変速機の変速制御を行う変速制御システム、車両のオートクルーズ制御を行うオートクルーズ制御システム、車輪の空転を防止するためのトランクション制御を行うトランクション制御システム、旋回時の車両の姿勢を安定させるための走行安定制御を行う走行安定制御システムなどの制御システムなどである。以下の説明では、車両に設置されたエンジン制御システム22以外の制御システムを他の制御システム30と記載する。他の制御システム30は、各々の制御におけるエンジントルクの要求値を設定してエンジン制御システム22に出力する。以下の説明では、他の制御システム30のそれぞれが設定したエンジントルクの要求値を、他の要求トルクTEr1,TEr2,…と記載する。 Note that in addition to the engine control system 22, various control systems are installed in the vehicle. For example, a shift control system that controls the speed change of a transmission, an auto-cruise control system that controls the vehicle's auto-cruise, a traction control system that performs traction control to prevent wheels from spinning, and a traction control system that controls the vehicle's attitude when turning. These include control systems such as a driving stability control system that performs driving stability control to stabilize the vehicle. In the following description, a control system other than the engine control system 22 installed in the vehicle will be referred to as another control system 30. The other control system 30 sets a required value of engine torque for each control and outputs it to the engine control system 22. In the following description, the engine torque request values set by each of the other control systems 30 will be referred to as other request torques TEr1, TEr2, . . . .

なお、エンジン制御システム22は、ドライバ要求トルク演算処理F1、最大負荷率演算処理F2、及び目標トルク設定処理F3、スロットル開度制御処理F4、及び点火時期制御処理F5を通じてエンジン10のトルク制御を行っている。ドライバ要求トルク演算処理F1は、アクセルペダル操作量ACCとエンジン回転数NEとに基づき、運転者のエンジントルクの要求値であるドライバ要求トルクTEdを演算する処理である。最大負荷率演算処理F2は現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1を演算する処理であり、目標トルク設定処理F3はエンジントルクの制御目標値である目標トルクTE*を設定する処理である。また、スロットル開度制御処理F4は目標トルクTE*に応じてスロットルバルブ18のスロットル開度TAを制御する処理であり、点火時期制御処理F5は目標トルクTE*に応じて点火装置21の点火時期SAを制御する処理である。 The engine control system 22 controls the torque of the engine 10 through a driver request torque calculation process F1, a maximum load factor calculation process F2, a target torque setting process F3, a throttle opening control process F4, and an ignition timing control process F5. ing. The driver requested torque calculation process F1 is a process that calculates the driver requested torque TEd, which is the driver's requested value of engine torque, based on the accelerator pedal operation amount ACC and the engine rotational speed NE. The maximum load factor calculation process F2 is a process to calculate the maximum load factor KLmax1 which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, and the target torque setting process F3 is a control target value of the engine torque. This is a process of setting target torque TE*. Further, the throttle opening control process F4 is a process for controlling the throttle opening TA of the throttle valve 18 according to the target torque TE*, and the ignition timing control process F5 is a process for controlling the ignition timing of the ignition device 21 according to the target torque TE*. This is a process for controlling SA.

さらにエンジン制御システム22は、要求負荷率演算処理F6、最大開度負荷率演算処理F7、目標開度演算処理F8、及びスロットル操作処理F9の各処理を通じて、スロットル開度制御処理F4を行っている。要求負荷率演算処理F6は目標トルクTE*とエンジン回転数NEとに基づき負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*を演算する処理であり、最大開度負荷率演算処理F7はエンジン回転数NEに基づき最大開度負荷率KLmax2を演算する処理である。目標開度演算処理F8は、要求負荷率KL*と最大開度負荷率KLmax2とに基づき、スロットル開度TAの制御目標値である目標開度TA*を演算する処理である。そして、スロットル操作処理F9はスロットル開度TAを目標開度TA*とすべくスロットルバルブ18を駆動する処理である。 Further, the engine control system 22 performs a throttle opening control process F4 through the required load factor calculation process F6, the maximum opening load rate calculation process F7, the target opening calculation process F8, and the throttle operation process F9. . The required load factor calculation process F6 is a process to calculate the required load rate KL*, which is the required value of the load rate KL, based on the target torque TE* and the engine speed NE, and the maximum opening load rate calculation process F7 is a process based on the engine rotation speed NE. This is a process of calculating the maximum opening load factor KLmax2 based on the number NE. The target opening calculation process F8 is a process for calculating a target opening TA*, which is a control target value of the throttle opening TA, based on the required load rate KL* and the maximum opening load rate KLmax2. The throttle operation process F9 is a process for driving the throttle valve 18 in order to set the throttle opening degree TA to the target opening degree TA*.

次に、そうしたエンジン10のトルク制御の詳細を説明する。図2には、トルク制御のためにエンジン制御システム22が実行するトルク制御ルーチンのフローチャートが示されている。エンジン制御システム22のエンジン10の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行する。 Next, details of such torque control of the engine 10 will be explained. FIG. 2 shows a flowchart of a torque control routine executed by engine control system 22 for torque control. While the engine 10 of the engine control system 22 is operating, the process of this routine is repeatedly executed at every predetermined control cycle.

本ルーチンの処理が開始されるとまずステップS100において、アクセルペダル操作量ACCとエンジン回転数NEとに基づき、ドライバ要求トルクTEdが演算される。ドライバ要求トルクTEdは、車両の駆動力に対するドライバの要求に応えるために必要なエンジントルクを示している。 When the processing of this routine is started, first in step S100, the driver required torque TEd is calculated based on the accelerator pedal operation amount ACC and the engine rotation speed NE. The driver requested torque TEd indicates the engine torque required to meet the driver's request for the driving force of the vehicle.

次のステップS110では、他の制御システム30が設定した他の要求トルクTEr1,TEr2,…が読み込まれる。そして、ステップS120では、ドライバ要求トルクTEd、及び他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から、現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクが、最終要求トルクTErの値として設定される。 In the next step S110, other required torques TEr1, TEr2, . . . set by other control systems 30 are read. Then, in step S120, from among the driver requested torque TEd and other requested torques TEr1, TEr2, . . . , the requested torque that should be given the highest priority in the current vehicle driving situation is set as the value of the final requested torque TEr. .

続くステップS130では、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1の値が演算される。負荷率KLは、燃焼室11に流入する吸気の質量であるシリンダ流入吸気量を、シリンダの行程容積を占める標準大気状態の、すなわち標準大気圧:1013hPa、標準気温:20℃、標準相対湿度:60%の吸気の質量に対する比率で表したものである。すなわち、負荷率KLは、燃焼室11の吸気の充填効率ηcを表している。そして、最大負荷率KLmax1は、現在のエンジン回転数NEにおいて、スロットル開度TAをその制御範囲の最大値である最大開度TAmaxとしたときの負荷率KLの値を示している。こうした最大負荷率KLmax1の演算は、エンジン制御システム22のメモリに予め記憶された最大負荷率演算マップMAP1を用いて行われる。最大負荷率演算マップMAP1には、予め試験等で求められたエンジン回転数NEと最大負荷率KLmax1との関係についての情報が格納されている。図3には、本実施形態のエンジン制御装置で使用される最大負荷率演算マップMAP1におけるエンジン回転数NEと最大負荷率KLmax1との関係が示されている。 In the subsequent step S130, the value of the maximum load factor KLmax1, which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, is calculated. The load factor KL is the mass of intake air flowing into the combustion chamber 11, which is the amount of intake air flowing into the cylinder, based on the standard atmospheric conditions that occupy the stroke volume of the cylinder, that is, standard atmospheric pressure: 1013 hPa, standard temperature: 20°C, and standard relative humidity: It is expressed as a ratio of 60% to the mass of intake air. That is, the load factor KL represents the filling efficiency ηc of intake air into the combustion chamber 11. The maximum load factor KLmax1 indicates the value of the load factor KL when the throttle opening TA is set to the maximum opening TAmax, which is the maximum value of the control range, at the current engine speed NE. This calculation of the maximum load factor KLmax1 is performed using a maximum load factor calculation map MAP1 stored in advance in the memory of the engine control system 22. The maximum load factor calculation map MAP1 stores information about the relationship between the engine speed NE and the maximum load factor KLmax1, which has been determined in advance through tests and the like. FIG. 3 shows the relationship between the engine speed NE and the maximum load factor KLmax1 in the maximum load factor calculation map MAP1 used in the engine control device of this embodiment.

続いて、ステップS140において、最大負荷率KLmax1とエンジン回転数NEとに基づき、現在のエンジン回転数NEにおいてエンジン10の負荷率KLを最大負荷率KLmax1としたときのエンジントルクである最大トルクTEmaxの値が演算される。そして、続くステップS150において、最終要求トルクTEr、最大トルクTEmaxのうち、より小さい方の値が目標トルクTE*の値として設定される。 Subsequently, in step S140, based on the maximum load factor KLmax1 and the engine speed NE, maximum torque TEmax, which is the engine torque when the load factor KL of the engine 10 is set to the maximum load factor KLmax1 at the current engine speed NE, is determined. The value is calculated. Then, in the subsequent step S150, the smaller value of the final required torque TEr and the maximum torque TEmax is set as the value of the target torque TE*.

次のステップS160では、目標トルクTE*に応じてスロットルバルブ18のスロットル開度TAを操作するスロットル開度制御処理F4が行われる。また、続くステップS170では、目標トルクTE*に応じて点火装置21の点火時期SAを操作する点火時期制御処理F5が行われる。 In the next step S160, a throttle opening control process F4 is performed in which the throttle opening TA of the throttle valve 18 is manipulated according to the target torque TE*. Further, in the subsequent step S170, an ignition timing control process F5 is performed to manipulate the ignition timing SA of the ignition device 21 according to the target torque TE*.

こうしたトルク制御ルーチンでは、ドライバ要求トルクTEd、他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から、現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクが最終要求トルクTErの値として設定される。一方、他の要求トルクTEr1,TEr2,…の値は、他の制御システム30のそれぞれの事情によって設定されるため、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の最大トルクTEmaxを超える、実現不能な値が設定されることがある。そのため、上記トルク制御ルーチンでは、現在のエンジン回転数NEにおける最大負荷率KLmax1を求めるとともに、その最大負荷率KLmax1から求められた最大トルクTEmax以下の値となるように、目標開度TA*の値を設定している。 In such a torque control routine, from among the driver requested torque TEd and other requested torques TEr1, TEr2, . . . , the requested torque that has the highest priority in the current vehicle driving situation is set as the value of the final requested torque TEr. On the other hand, the values of the other required torques TEr1, TEr2, ... are set depending on the circumstances of the other control systems 30, so they cannot be realized values that exceed the maximum torque TEmax of the engine 10 at the current engine speed NE. may be set. Therefore, in the above torque control routine, the maximum load rate KLmax1 at the current engine speed NE is determined, and the value of the target opening TA* is set so that the maximum torque TEmax obtained from the maximum load rate KLmax1 is equal to or less than the maximum torque TEmax. is set.

なお、スロットル開度TAの変更がエンジントルクに反映されるまでには、スロットルバルブ18から燃焼室11までの吸気の移動時間分の遅延がある。よって、スロットル開度TAの制御だけでは、目標トルクTA*分のエンジントルクを実現できない場合がある。そのため、本実施形態では、スロットル開度制御では、スロットル開度TAの操作で可能な範囲でエンジントルクを目標トルクTE*に近づけ、吸気の移動時間による遅延により過不足が生じた分を点火時期制御での点火時期SAの操作により補うことで、目標トルクTE*分のエンジントルクを実現するようにしている。 Note that there is a delay corresponding to the travel time of the intake air from the throttle valve 18 to the combustion chamber 11 before the change in the throttle opening TA is reflected in the engine torque. Therefore, the engine torque equivalent to the target torque TA* may not be achieved by controlling the throttle opening degree TA alone. Therefore, in this embodiment, in throttle opening control, the engine torque is brought closer to the target torque TE* as much as possible by operating the throttle opening TA, and the excess or deficiency caused by the delay due to the intake air travel time is adjusted to the ignition timing. By supplementing this by manipulating the ignition timing SA in the control, the engine torque equivalent to the target torque TE* is achieved.

なお、こうしたトルク制御ルーチンにおけるステップS100の処理がドライバ要求トルク演算処理F1に、ステップS130の処理が最大負荷率演算処理F2に、ステップS110、ステップS120、ステップS140、及びステップS150の処理が目標トルク設定処理F3に、それぞれ対応している。 In this torque control routine, the process of step S100 is the driver requested torque calculation process F1, the process of step S130 is the maximum load factor calculation process F2, and the process of steps S110, S120, S140, and S150 is the target torque. Each corresponds to the setting process F3.

続いて、トルク制御ルーチンのステップS160におけるスロットル開度制御処理F4の詳細を説明する。ここでは、まず、スロットル開度TAの制御目標値である目標開度TA*の演算の基本ロジックを説明する。 Next, details of the throttle opening control process F4 in step S160 of the torque control routine will be explained. Here, first, the basic logic of calculating the target opening degree TA*, which is the control target value of the throttle opening degree TA, will be explained.

目標開度TA*の演算に際してエンジン制御システム22はまず、目標トルクTE*、及びエンジン回転数NEに基づいて、負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*を算出する。ここでは、吸気の移動時間による遅延を考慮して実現可能な範囲でエンジントルクを目標トルクTE*に近い値とする負荷率KLが、要求負荷率KL*の値として算出される。 When calculating the target opening degree TA*, the engine control system 22 first calculates a required load factor KL*, which is a required value of the load factor KL, based on the target torque TE* and the engine speed NE. Here, a load factor KL that brings the engine torque to a value close to the target torque TE* within a realizable range taking into account the delay due to the intake air travel time is calculated as the value of the required load factor KL*.

一方、シリンダ流入吸気量は、吸気通路12におけるスロットルバルブ18よりも下流側の部分の吸気の圧力であるスロットル下流圧PMと、エンジン回転数NEと、により定まる。よって、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとに基づくことで、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要なスロットル下流圧PMの値を求めることができる。エンジン制御システム22は、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとに基づき、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル下流圧PMを要求スロットル下流圧PM*の値として演算している。 On the other hand, the intake air amount flowing into the cylinder is determined by the throttle downstream pressure PM, which is the pressure of the intake air in the portion downstream of the throttle valve 18 in the intake passage 12, and the engine rotation speed NE. Therefore, based on the required load factor KL* and the engine speed NE, it is possible to determine the value of the throttle downstream pressure PM necessary to obtain the load factor KL corresponding to the required load factor KL*. The engine control system 22 calculates, as the value of the required throttle downstream pressure PM*, a throttle downstream pressure PM at which a load factor KL corresponding to the required load rate KL* is obtained based on the required load rate KL* and the engine speed NE. There is.

ここで、スロットルバルブ18を通過し、エンジン10の各気筒の燃焼室11に分配供給される吸気の質量流量を吸気弁通過流量とする。なお、燃焼室11への吸気の流入は吸気弁14の開閉に応じて間欠的に行われるため、実際の吸気弁通過流量はエンジン10の回転に応じて変動する値となるが、ここではそうした変動分を均した値を吸気弁通過流量として用いる。エンジン10が1回転する間に同エンジン10において行われる吸気行程の回数は、エンジン10の気筒数により定まった回数となる。よって、単位時間当たりのエンジン10の回転数であるエンジン回転数NEは、エンジン10において単位時間に行われる吸気行程の回数に比例した値となり、そのエンジン回転数NEに要求負荷率KL*を乗算した積(=NE×KL*)は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる吸気弁通過流量に比例する値となる。 Here, the mass flow rate of intake air that passes through the throttle valve 18 and is distributed and supplied to the combustion chamber 11 of each cylinder of the engine 10 is defined as the intake valve passing flow rate. Note that the intake air flows into the combustion chamber 11 intermittently according to the opening and closing of the intake valve 14, so the actual intake valve passing flow rate is a value that fluctuates depending on the rotation of the engine 10. The value obtained by smoothing out the fluctuations is used as the intake valve passing flow rate. The number of intake strokes performed in the engine 10 during one rotation of the engine 10 is determined by the number of cylinders of the engine 10. Therefore, the engine rotation speed NE, which is the rotation speed of the engine 10 per unit time, is a value proportional to the number of intake strokes performed in the engine 10 per unit time, and the engine rotation speed NE is multiplied by the required load factor KL*. The product (=NE×KL*) is a value proportional to the intake valve passing flow rate at which the load factor KL corresponding to the required load factor KL* is obtained.

なお、本実施形態では、[rpm・%]を目標開度TA*の演算に用いる吸気の流量の単位として用いている。同単位を用いた場合の吸気弁通過流量[rpm・%]は、エンジン回転数NE[rpm]に要求負荷率KL*[%]を乗算した積と一致する値となる。 Note that in this embodiment, [rpm·%] is used as a unit of the intake air flow rate used to calculate the target opening degree TA*. When the same unit is used, the intake valve passing flow rate [rpm·%] becomes a value that matches the product of the engine rotation speed NE [rpm] multiplied by the required load factor KL*[%].

スロットル開度TA及びエンジン回転数NEが一定に保持された定常状態における吸気弁通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の流量であるスロットル通過流量と等しい流量となる。したがって、スロットル下流圧PMが要求スロットル下流圧PM*となり、かつスロットル通過流量がエンジン回転数NEと要求負荷率KL*の積となるスロットル開度TAをスロットルバルブ18の目標開度TA*に設定すれば、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるようになる。 The intake valve passing flow rate in a steady state where the throttle opening degree TA and the engine speed NE are held constant is equal to the throttle passing flow rate, which is the flow rate of intake air passing through the throttle valve 18. Therefore, the throttle opening TA at which the throttle downstream pressure PM becomes the required throttle downstream pressure PM* and the throttle passing flow is the product of the engine speed NE and the required load factor KL* is set as the target opening TA* of the throttle valve 18. Then, a load factor KL equal to the required load factor KL* can be obtained.

スロットル通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度と同スロットルバルブ18の開口面積との積となる。また、スロットルバルブ18の開口面積は、スロットル開度TAの関数となる。さらに、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル上流圧PACに対するスロットル下流圧PMの比であるスロットル前後圧力比RPにより決まる。スロットル上流圧PACは、吸気通路12におけるスロットルバルブ18の上流側の部分の吸気の圧力を表している。本実施形態では、大気圧PAをスロットル上流圧PACとして用いている。スロットル前後圧力比RPの値が取り得る範囲は、「0」から「1」までの範囲となる。よって、スロットル開度TA、スロットル前後圧力比RP、スロットル通過流量の3つの値のうち、2つの値が定まれば、残りの一つの値も自ずと定まることになる。 The flow rate passing through the throttle is the product of the speed of intake air passing through the throttle valve 18 and the opening area of the throttle valve 18. Further, the opening area of the throttle valve 18 is a function of the throttle opening degree TA. Further, the speed of the intake air passing through the throttle valve 18 is determined by the throttle front-to-back pressure ratio RP, which is the ratio of the throttle downstream pressure PM to the throttle upstream pressure PAC. The throttle upstream pressure PAC represents the pressure of intake air in a portion of the intake passage 12 upstream of the throttle valve 18 . In this embodiment, atmospheric pressure PA is used as throttle upstream pressure PAC. The possible range of the value of the throttle front and rear pressure ratio RP is from "0" to "1". Therefore, if two values among the three values of throttle opening TA, throttle front-to-back pressure ratio RP, and throttle passage flow rate are determined, the remaining value will also be determined automatically.

図4に、スロットル開度TA及びスロットル前後圧力比RPとスロットル通過流量との関係を示す。なお、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPが「1」のときには「0」となり、スロットル前後圧力比RPが一定の値α以下のときには音速となる。そして、スロットル前後圧力比RPを「α」から「1」まで次第に増加させていったときのスロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPが「α」のときの値である音速からスロットル前後圧力比RPが「1」のときの値である「0」まで次第に低下する。また、スロットル通過流量は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度とスロットルバルブ18の開口面積との積となる。そのため、スロットル前後圧力比RPが一定の状態ではスロットル開度TAが大きいほど、スロットル通過流量が多くなる。よって、スロットル開度TA及びスロットル前後圧力比RPに対するスロットル通過流量の変化傾向は図4に示す通りとなる。 FIG. 4 shows the relationship between the throttle opening TA, the throttle front and back pressure ratio RP, and the throttle passing flow rate. The speed of the intake air passing through the throttle valve 18 is "0" when the throttle front-to-back pressure ratio RP is "1", and becomes the sonic speed when the throttle front-to-back pressure ratio RP is below a certain value α. The speed of intake air passing through the throttle valve 18 when the throttle front-to-back pressure ratio RP is gradually increased from "α" to "1" is the value when the throttle front-to-back pressure ratio RP is "α". The speed of sound gradually decreases to "0", which is the value when the throttle front-to-back pressure ratio RP is "1". Further, the throttle passing flow rate is the product of the speed of intake air passing through the throttle valve 18 and the opening area of the throttle valve 18. Therefore, when the throttle front-back pressure ratio RP is constant, the larger the throttle opening TA, the larger the flow rate passing through the throttle. Therefore, the change tendency of the flow rate passing through the throttle with respect to the throttle opening degree TA and the throttle front-to-back pressure ratio RP is as shown in FIG.

ここで、スロットル前後圧力比RPが「α」以下の領域、すなわちスロットルバルブ18を通過する吸気の速度が音速以上となる音速域におけるスロットル通過流量を飽和流量とする。飽和流量は、スロットルバルブ18の開口面積と音速との積となり、その値はスロットル開度TAの関数となる。こうした飽和流量に対するスロットル通過流量の比をΦ値とする。スロットルバルブ18を通過する吸気の速度は、スロットル前後圧力比RPにより決まるため、Φ値はスロットル前後圧力比RPの関数となる。なお、Φ値は、スロットルバルブ18を通過する吸気の速度の、音速に対する比を表してもいる。 Here, the flow rate passing through the throttle in a region where the throttle front-to-back pressure ratio RP is equal to or less than "α", that is, in a sonic speed region where the speed of intake air passing through the throttle valve 18 is equal to or higher than the speed of sound, is defined as the saturated flow rate. The saturated flow rate is the product of the opening area of the throttle valve 18 and the speed of sound, and its value is a function of the throttle opening TA. The ratio of the throttle passing flow rate to the saturation flow rate is defined as the Φ value. Since the speed of intake air passing through the throttle valve 18 is determined by the throttle front-to-back pressure ratio RP, the Φ value is a function of the throttle front-to-back pressure ratio RP. Note that the Φ value also represents the ratio of the speed of intake air passing through the throttle valve 18 to the speed of sound.

図5に、Φ値とスロットル前後圧力比RPとの関係を示す。同図に示すように、スロットル前後圧力比RPが「α」以下の音速域でのΦ値は「1」となる。また、スロットル前後圧力比RPが「1」のときのΦ値は「0」となる。そして、スロットル前後圧力比RPを「α」から「1」へと次第に増加させていったときのΦ値は、スロットル前後圧力比RPが「α」のときの値である「1」からスロットル前後圧力比RPが「1」のときの値である「0」へと次第に減少していく値となる。エンジン制御システム22のメモリには、こうしたΦ値とスロットル前後圧力比RPとの関係についての情報が格納されたΦ値演算マップMAP2が予め記憶されている。 FIG. 5 shows the relationship between the Φ value and the throttle front and back pressure ratio RP. As shown in the figure, the Φ value is "1" in the sonic speed range where the throttle front-rear pressure ratio RP is "α" or less. Further, when the throttle front and rear pressure ratio RP is "1", the Φ value is "0". When the throttle front and rear pressure ratio RP is gradually increased from "α" to "1", the Φ value changes from "1", which is the value when the throttle front and rear pressure ratio RP is "α", to the throttle front and rear pressure ratio RP of "α". The value gradually decreases to "0", which is the value when the pressure ratio RP is "1". The memory of the engine control system 22 stores in advance a Φ value calculation map MAP2 that stores information about the relationship between the Φ value and the throttle longitudinal pressure ratio RP.

図6に、飽和流量とスロットル開度TAとの関係を示す。上述のように飽和流量は、スロットルバルブ18の開口面積に比例する。そして、スロットル開度TAと開口面積との関係は、吸気通路12及びスロットルバルブ18の寸法形状により決まるため、飽和流量とスロットル開度TAとの関係はそれらの設計仕様から求められるものとなっている。エンジン制御システム22のメモリには、こうした飽和流量とスロットル開度TAとの関係についての情報が格納された開度演算マップMAP3が予め記憶されている。 FIG. 6 shows the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA. As described above, the saturated flow rate is proportional to the opening area of the throttle valve 18. Since the relationship between the throttle opening TA and the opening area is determined by the dimensions and shapes of the intake passage 12 and the throttle valve 18, the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA is determined from their design specifications. There is. The memory of the engine control system 22 stores in advance an opening calculation map MAP3 in which information about the relationship between the saturated flow rate and the throttle opening TA is stored.

スロットル通過流量は、現在のスロットル開度TAにおける飽和流量に、現在のスロットル前後圧力比RPにおけるΦ値を乗算した積として求めることができる。一方、上述のように、要求スロットル下流圧PM*は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル下流圧PMの値として求められている。よって、現在のスロットル上流圧PACが既知となれば、そのスロットル上流圧PACに対する要求スロットル下流圧PM*の比として、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル前後圧力比RPである要求圧力比RP*の値を求めることができる。ちなみに、自然吸気式のエンジン10では、スロットル上流圧PACは大気圧PAと同じ圧力であると見做せる。そこで本実施形態では、要求スロットル下流圧PM*を大気圧PAで除算した商(=PM*/PA)を要求圧力比RP*の値として求めている。 The throttle passing flow rate can be determined as the product of the saturated flow rate at the current throttle opening TA multiplied by the Φ value at the current throttle front-to-back pressure ratio RP. On the other hand, as described above, the required throttle downstream pressure PM* is determined as the value of the throttle downstream pressure PM that provides the load factor KL corresponding to the required load factor KL*. Therefore, if the current throttle upstream pressure PAC is known, the throttle front-to-back pressure ratio RP is such that the load factor KL for the required load factor KL* is obtained as the ratio of the required throttle downstream pressure PM* to the throttle upstream pressure PAC. The value of the required pressure ratio RP* can be determined. Incidentally, in the naturally aspirated engine 10, the throttle upstream pressure PAC can be considered to be the same pressure as the atmospheric pressure PA. Therefore, in this embodiment, the quotient (=PM*/PA) obtained by dividing the required throttle downstream pressure PM* by the atmospheric pressure PA is determined as the value of the required pressure ratio RP*.

さらに、上述のように、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる吸気弁通過流量は、要求負荷率KL*にエンジン回転数NEを乗算した積となる。また、定常状態では、吸気弁通過流量とスロットル通過流量とは等しい流量となる。よって、次の手順により、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要な目標開度TA*の値を演算することができる。 Further, as described above, the intake valve passing flow rate at which the load factor KL corresponding to the required load factor KL* is obtained is the product of the required load factor KL* multiplied by the engine rotation speed NE. Further, in a steady state, the intake valve passing flow rate and the throttle passing flow rate are equal to each other. Therefore, the value of the target opening degree TA* required to obtain the load factor KL for the required load factor KL* can be calculated by the following procedure.

上記のように要求スロットル下流圧PM*は、吸気弁通過流量が、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる流量となるときのスロットル下流圧PMを表している。よって、スロットル上流圧PACに対する要求スロットル下流圧PM*の比である要求圧力比RP*の値は、吸気弁通過流量が、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られる流量となるときのスロットル前後圧力比RPを表すことになる。そこで、図5の関係に基づいて、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*であるときのΦ値の値を求め、その求めたΦ値の値により、要求負荷率KL*分の負荷率KLを得るために必要な吸気弁通過流量を除算した商を演算する。この商の値は、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル開度TAにおける、すなわち目標開度TA*における飽和流量を表す。そこで、図6の関係に基づき、その商の値が飽和流量となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として求めれば、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算することができる。 As described above, the required throttle downstream pressure PM* represents the throttle downstream pressure PM when the intake valve passing flow rate becomes a flow rate at which the load factor KL corresponding to the required load factor KL* is obtained. Therefore, the value of the required pressure ratio RP*, which is the ratio of the required throttle downstream pressure PM* to the throttle upstream pressure PAC, is the value when the intake valve passing flow becomes a flow rate at which the load factor KL for the required load factor KL* is obtained. It represents the throttle front and rear pressure ratio RP. Therefore, based on the relationship shown in Fig. 5, the value of Φ value when the throttle front-to-back pressure ratio RP is the required pressure ratio RP* is determined, and the load factor for the required load rate KL* is calculated based on the value of the determined Φ value. The quotient obtained by dividing the intake valve passing flow rate required to obtain KL is calculated. The value of this quotient represents the saturated flow rate at the throttle opening TA at which the load factor KL corresponding to the required load factor KL* is obtained, that is, at the target opening TA*. Therefore, based on the relationship shown in Fig. 6, if the throttle opening TA whose quotient value is the saturated flow rate is determined as the value of the target opening TA*, the throttle opening will yield the load factor KL for the required load factor KL*. TA can be calculated as the value of the target opening degree TA*.

ただし、こうして演算した目標開度TA*に基づきスロットルバルブ18の開度制御を行う場合には、次の問題が生じる虞がある。
図7に、スロットル上流圧PAC及びエンジン回転数NEが一定の状態においてスロットル開度TAを変化させたときのスロットル前後圧力比RPの変化を示す。スロットル開度TAを「0」から最大開度TAmaxへと増加させていったときにスロットル前後圧力比RPは、スロットル開度TAが「0」のときの値である「0」からスロットル開度TAが最大開度TAmaxのときの値である「1」へと増加していく。ただし、スロットル開度TAが最大開度TAmaxに近づくと、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの変化率、すなわちスロットル開度TAの変化量に対するスロットル前後圧力比RPの変化量の比率は次第に小さくなる。そのため、スロットル前後圧力比RPが「1」に近い大開度領域では、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が低くなる。すなわち、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになる。そしてその結果、大開度領域では、スロットル開度TAの大幅な変更が頻繁に行われる、いわゆるスロットルハンチングが発生して、スロットルモータ19等の負荷が増大する虞がある。
However, when controlling the opening degree of the throttle valve 18 based on the target opening degree TA* calculated in this way, the following problem may occur.
FIG. 7 shows a change in the throttle front-rear pressure ratio RP when the throttle opening TA is changed while the throttle upstream pressure PAC and the engine speed NE are constant. When the throttle opening TA is increased from "0" to the maximum opening TAmax, the throttle front and rear pressure ratio RP changes from "0", which is the value when the throttle opening TA is "0", to the throttle opening TA increases to "1", which is the value when the maximum opening degree TAmax is reached. However, as the throttle opening TA approaches the maximum opening TAmax, the rate of change in the throttle front-to-back pressure ratio RP with respect to the throttle opening TA, that is, the ratio of the change in the throttle front-to-back pressure ratio RP to the change in the throttle opening TA gradually decreases. becomes smaller. Therefore, in a large opening region where the throttle front-to-back pressure ratio RP is close to "1", the sensitivity of the throttle front-to-back pressure ratio RP to the throttle opening TA becomes low. In other words, the value of the target opening degree TA* changes greatly in response to a slight change in the required load factor KL*. As a result, in the large opening range, so-called throttle hunting, in which the throttle opening TA is frequently changed significantly, may occur, and the load on the throttle motor 19 and the like may increase.

また、アクセルペダルを踏み込んで車両を加速させる際には、シリンダ流入吸気量の速やかな増大が求められる。これに対して、上記の基本ロジックによる目標開度TA*の演算では、要求負荷率KL*が最大負荷率KLmax1となるまでアクセルペダルを踏み込まなければ、最大開度TAmaxが目標開度TA*の値として設定されないため、車両の加速時におけるシリンダ流入吸気量の増加が遅くなる。 Furthermore, when accelerating the vehicle by depressing the accelerator pedal, the amount of intake air flowing into the cylinder is required to increase quickly. On the other hand, when calculating the target opening degree TA* using the above basic logic, if the accelerator pedal is not depressed until the required load rate KL* reaches the maximum load rate KLmax1, the maximum opening degree TAmax will be lower than the target opening degree TA*. Since it is not set as a value, the increase in the intake air amount flowing into the cylinder when the vehicle accelerates is slow.

以上を踏まえ、本実施形態では、下記の態様でスロットル開度TAを制御している。
図8に、本実施形態のエンジン制御システム22がスロットル開度TAの制御に際して実行するスロットル開度制御ルーチンのフローチャートを示す。エンジン制御システム22は、トルク制御ルーチンのステップS160におけるスロットル開度TAの制御を、本ルーチンの処理を通じて行っている。
Based on the above, in this embodiment, the throttle opening degree TA is controlled in the following manner.
FIG. 8 shows a flowchart of a throttle opening control routine that the engine control system 22 of this embodiment executes when controlling the throttle opening TA. The engine control system 22 controls the throttle opening TA in step S160 of the torque control routine through the processing of this routine.

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、目標トルクTE*とエンジン回転数NEとに基づき、負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*の値が演算される。続いてステップS210において、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとから要求スロットル下流圧PM*が演算される。また、次のステップS220では、要求スロットル下流圧PM*をスロットル上流圧PACで除算した商が要求圧力比RP*の値として演算される。上述のように自然吸気式のエンジン10に適用される本実施形態では、スロットル上流圧PACとして大気圧PAが用いられている。なお、過給式のエンジンに適用する場合には過給圧の検出値又は推定値をスロットル上流圧PACの値として用いるようにするとよい。 When the processing of this routine is started, first in step S200, a value of the required load factor KL*, which is a required value of the load factor KL, is calculated based on the target torque TE* and the engine rotation speed NE. Subsequently, in step S210, a required throttle downstream pressure PM* is calculated from the required load factor KL* and the engine speed NE. Furthermore, in the next step S220, the quotient obtained by dividing the required throttle downstream pressure PM* by the throttle upstream pressure PAC is calculated as the value of the required pressure ratio RP*. As described above, in this embodiment applied to the naturally aspirated engine 10, the atmospheric pressure PA is used as the throttle upstream pressure PAC. Note that when applied to a supercharged engine, it is preferable to use the detected value or estimated value of the supercharging pressure as the value of the throttle upstream pressure PAC.

続いて、ステップS230において要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値であるか否かが判定される。既定値RPwotの値としては、スロットルハンチングが発生する虞があるスロットル前後圧力の範囲の下限値よりも小さい値が設定されている(図7参照)。このときの要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の値である場合には(S230:NO)、ステップS240に処理が進められる。これに対して、要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値である場合(S230:YES)には、ステップS300に処理が進められる。 Subsequently, in step S230, it is determined whether the required pressure ratio RP* is a value larger than a predetermined value RPwot. The default value RPwot is set to a value smaller than the lower limit of the range of throttle front and rear pressures in which throttle hunting may occur (see FIG. 7). If the required pressure ratio RP* at this time is less than or equal to the predetermined value RPwot (S230: NO), the process proceeds to step S240. On the other hand, if the required pressure ratio RP* is larger than the predetermined value RPwot (S230: YES), the process proceeds to step S300.

要求圧力比RP*が既定値RPwot以下であってステップS240に処理が進められると、そのステップS240において、上述のΦ値演算マップMAP2を用いて、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*であるときのΦ値の値が、要求Φ値PHY*の値として求められる。さらに同ステップS240では、要求負荷率KL*とエンジン回転数NEとの積を要求Φ値PHY*で除算した商が、要求飽和流量BPM*の値として演算される。続いて、ステップS250において、上述の開度演算マップMAP3を用いて飽和流量が要求飽和流量BPM*となるスロットル開度TAが目標開度TA*の値として演算された後、ステップS260に処理が進められる。このように、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、上述の基本ロジックに従って目標開度TA*が演算される。 When the required pressure ratio RP* is less than or equal to the predetermined value RPwot and the process proceeds to step S240, in step S240, using the above-mentioned Φ value calculation map MAP2, it is determined that the throttle front and rear pressure ratio RP is equal to the required pressure ratio RP*. The value of the Φ value at a certain time is determined as the value of the required Φ value PHY*. Furthermore, in step S240, the quotient obtained by dividing the product of the required load factor KL* and the engine speed NE by the required Φ value PHY* is calculated as the value of the required saturation flow rate BPM*. Subsequently, in step S250, the throttle opening TA at which the saturated flow rate becomes the required saturated flow rate BPM* is calculated as the value of the target opening TA* using the above-mentioned opening calculation map MAP3, and then the process proceeds to step S260. You can proceed. In this way, when the required pressure ratio RP* is less than or equal to the predetermined value RPwot, the target opening degree TA* is calculated according to the above-mentioned basic logic.

そして、ステップS260に処理が進められると、そのステップS260において、スロットル開度TAを目標開度TA*とすべく、スロットルバルブ18の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。スロットルバルブ18の駆動制御は、例えば目標開度TA*に対するスロットル開度TAの偏差に応じてスロットルモータ19の駆動電流をフィードバック調整することで行われる。 Then, when the process proceeds to step S260, in step S260, the drive control of the throttle valve 18 is performed so that the throttle opening TA becomes the target opening TA*, and then the process of this routine ends. be done. The drive control of the throttle valve 18 is performed, for example, by feedback-adjusting the drive current of the throttle motor 19 according to the deviation of the throttle opening TA from the target opening TA*.

一方、要求圧力比RP*が既定値RPwotよりも大きい値であって(S230:YES)、ステップS300に処理が進められた場合には、そのステップS300において次の2つの値が演算される。まず、Φ値演算マップMAP2を用いて、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotであるときのΦ値の値が、切替点Φ値PHYwotの値として演算される。また、要求負荷率KL*にエンジン回転数NEを乗算した積を切替点Φ値PHYwotで除算した商が、切替点飽和流量BPMwotの値として演算される。 On the other hand, if the required pressure ratio RP* is larger than the default value RPwot (S230: YES) and the process proceeds to step S300, the following two values are calculated in step S300. First, using the Φ value calculation map MAP2, the value of the Φ value when the throttle front-rear pressure ratio RP is a predetermined value RPwot is calculated as the value of the switching point Φ value PHYwot. Further, the quotient obtained by multiplying the required load factor KL* by the engine speed NE divided by the switching point Φ value PHYwot is calculated as the value of the switching point saturated flow rate BPMwot.

続いて、ステップS310において、開度演算マップMAP3を用いて、飽和流量が切替点飽和流量BPMwotとなるスロットル開度TAが切替点開度TAwotの値として演算される。 Subsequently, in step S310, the throttle opening TA at which the saturated flow rate becomes the switching point saturated flow rate BPMwot is calculated as the value of the switching point opening TAwot using the opening calculation map MAP3.

さらに続くステップS320では、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなる負荷率KLの値が、切替点負荷率KLwotの値として演算される。切替点負荷率KLwotの演算に際してはまず、スロットル上流圧PACに既定値RPwotを乗算した積が、切替点スロットル下流圧PMwotの値として求められる。一方、エンジン制御システム22のメモリには、スロットル下流圧PM及びエンジン回転数NEと負荷率KLとの関係についての情報が格納された負荷率演算マップMAP4が予め記憶されている。切替点負荷率KLwotの値は、この負荷率演算マップMAP4を用いて、現在のエンジン回転数NEにおいてスロットル下流圧PMが切替点スロットル下流圧PMwotとなる負荷率KLを求めることで、演算されている。なお、こうして演算された切替点負荷率KLwotの値は、スロットル開度TA以外のエンジン10の制御状態を変えずに、スロットル開度TAを切替点開度TAwotとした場合の負荷率KLを示している。 In the subsequent step S320, the value of the load factor KL at which the throttle front-to-back pressure ratio RP becomes the predetermined value RPwot is calculated as the value of the switching point load factor KLwot. When calculating the switching point load factor KLwot, first, the product of the throttle upstream pressure PAC multiplied by the predetermined value RPwot is determined as the value of the switching point throttle downstream pressure PMwot. On the other hand, the memory of the engine control system 22 stores in advance a load factor calculation map MAP4 that stores information about the relationship between the throttle downstream pressure PM, the engine speed NE, and the load factor KL. The value of the switching point load factor KLwot is calculated by using this load factor calculation map MAP4 to find the load factor KL at which the throttle downstream pressure PM becomes the switching point throttle downstream pressure PMwot at the current engine speed NE. There is. The value of the switching point load factor KLwot calculated in this way indicates the load factor KL when the throttle opening TA is set as the switching point opening TAwot without changing the control state of the engine 10 other than the throttle opening TA. ing.

ちなみに、バルブタイミングやバルブリフト量などの吸気弁14の動弁特性を可変とする可変動弁機構を備えるエンジンでは、上記のようなスロットル下流圧PM及びエンジン回転数NEと負荷率KLとの関係は、可変動弁機構による吸気弁14の動弁特性の変更に応じても変化する。そうした可変動弁機構による吸気弁14の動弁特性の変更が負荷率KLに与える影響が大きい場合には、スロットル下流圧PM、エンジン回転数NE、及び可変動弁機構の操作量と負荷率KLとの関係を記憶するように負荷率演算マップMAP4を構成する。そして、その負荷率演算マップMAP4を用いて、現在のエンジン回転数NE、可変動弁機構の操作量、及び切替点スロットル下流圧PMwotから切替点負荷率KLwotを演算するとよい。 Incidentally, in an engine equipped with a variable valve mechanism that varies the valve operating characteristics of the intake valve 14 such as valve timing and valve lift amount, the relationship between the throttle downstream pressure PM, the engine speed NE, and the load factor KL as described above is also changes in response to changes in the valve operating characteristics of the intake valve 14 by the variable valve mechanism. If such a change in the valve operating characteristics of the intake valve 14 by the variable valve mechanism has a large influence on the load rate KL, the throttle downstream pressure PM, the engine speed NE, the operation amount of the variable valve mechanism, and the load rate KL The load factor calculation map MAP4 is configured to store the relationship between. Then, using the load factor calculation map MAP4, it is preferable to calculate the switching point load factor KLwot from the current engine speed NE, the operation amount of the variable valve mechanism, and the switching point throttle downstream pressure PMwot.

続いてステップS330において、上述のトルク制御ルーチンのステップS130で演算された、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の負荷率KLの最大値である最大負荷率KLmax1の値が読み込まれる。さらに、次のステップS340において、エンジン回転数NEに基づき、最大負荷率KLmax1と後述の最大開度負荷率KLmax2との差分である負荷率補正値CKMの値が求められる。負荷率補正値CKMは、エンジン制御システム22のメモリに予め記憶された補正値演算マップMAP5を用いて演算される。補正値演算マップMAP5には、エンジン回転数NEと負荷率補正値CKMとの関係についての情報が格納されている。 Subsequently, in step S330, the value of the maximum load factor KLmax1, which is the maximum value of the load factor KL of the engine 10 at the current engine speed NE, calculated in step S130 of the torque control routine described above is read. Furthermore, in the next step S340, a load factor correction value CKM, which is the difference between the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening degree load factor KLmax2, which will be described later, is determined based on the engine speed NE. The load factor correction value CKM is calculated using a correction value calculation map MAP5 stored in advance in the memory of the engine control system 22. The correction value calculation map MAP5 stores information regarding the relationship between the engine speed NE and the load factor correction value CKM.

図9に、補正値演算マップMAP5におけるエンジン回転数NEと負荷率補正値CKMの値との関係を示す。同図に示すように、「N1」未満のエンジン回転数NEの範囲では正の値が、「N1」から「N2」までのエンジン回転数NEの範囲では負の値が、「N2」を超えるエンジン回転数NEの範囲では「0」が、それぞれ負荷率補正値CKMの値として設定される。なお、「N1」未満のエンジン回転数NEの範囲は、大開度領域でのスロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低くなり、スロットルハンチングが生じやすいエンジン回転数NEの範囲となっている。また、「N1」から「N2」までのエンジン回転数NEの範囲は、車両の加速性能を確保する上で、加速時のシリンダ流入吸気量の速やかな増加が特に求められるエンジン回転数NEの範囲となっている。 FIG. 9 shows the relationship between the engine speed NE and the load factor correction value CKM in the correction value calculation map MAP5. As shown in the figure, positive values are in the range of engine speed NE less than "N1", and negative values are greater than "N2" in the range of engine speed NE from "N1" to "N2". In the range of the engine speed NE, "0" is set as the value of the load factor correction value CKM. In addition, in the range of the engine speed NE below "N1", the sensitivity of the throttle longitudinal pressure ratio RP to the throttle opening TA in the large opening range is particularly low, and this is the range of the engine speed NE where throttle hunting is likely to occur. ing. In addition, the range of engine speed NE from "N1" to "N2" is the range of engine speed NE where a rapid increase in the amount of intake air flowing into the cylinder during acceleration is particularly required in order to ensure the acceleration performance of the vehicle. It becomes.

続いて、ステップS350において、最大負荷率KLmax1に負荷率補正値CKMを加えた和が最大開度負荷率KLmax2の値として求められる。最大開度負荷率KLmax2は、現在のエンジン回転数NEにおいて、目標開度TA*を最大開度TAmaxとする要求負荷率KL*の値の範囲の最小値を示している。 Subsequently, in step S350, the sum of the maximum load factor KLmax1 and the load factor correction value CKM is determined as the value of the maximum opening degree load factor KLmax2. The maximum opening degree load factor KLmax2 indicates the minimum value in the range of values of the required load factor KL* where the target opening degree TA* is the maximum opening degree TAmax at the current engine speed NE.

図10には、最大負荷率KLmax1、及び最大開度負荷率KLmax2とエンジン回転数NEとの関係が示されている。上述のように、最大負荷率KLmax1は、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値であり、トルク制御での目標トルクTE*の設定に使用される。一方、上記のように、最大開度負荷率KLmax2は、目標開度TA*を最大開度TAmaxとする要求負荷率KL*の値の範囲の最小値である。エンジン回転数NEが一定の状態では、スロットル開度TAを最大開度TAmaxとしたときに負荷率KLが最大となるため、最大開度負荷率KLmax2は本来、最大負荷率KLmax1と同値とすべきパラメータである。しかしながら、本実施形態では、エンジン回転数NEによっては、最大負荷率KLmax1、最大開度負荷率KLmax2に異なる値が設定されるようになっている。なお、そうした理由については後述する。 FIG. 10 shows the relationship between the maximum load factor KLmax1, the maximum opening load factor KLmax2, and the engine speed NE. As described above, the maximum load factor KLmax1 is the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, and is used to set the target torque TE* in torque control. On the other hand, as described above, the maximum opening degree load factor KLmax2 is the minimum value in the range of values of the required load factor KL* where the target opening degree TA* is the maximum opening degree TAmax. When the engine speed NE is constant, the load factor KL is maximum when the throttle opening TA is set to the maximum opening TAmax, so the maximum opening load factor KLmax2 should originally be the same value as the maximum load factor KLmax1. It is a parameter. However, in this embodiment, different values are set for the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 depending on the engine speed NE. The reason for this will be discussed later.

そして、ステップS360において、切替点開度TAwot、最大開度TAmax、要求負荷率KL*、切替点負荷率KLwot、及び最大開度負荷率KLmax2に基づき、式(2)に示す関係を満たす値として目標開度TA*の値が演算される。そして、ステップS360において、最大開度TAmax以下の値となるように目標開度TA*の上限ガード処理が行われた後、ステップS260に処理が進められる。なお、上限ガード処理では、目標開度TA*が最大開度TAmax以下の場合には目標開度TA*の値がそのまま維持され、目標開度TA*が最大開度TAmaxを超える場合には最大開度TAmaxが目標開度TA*の値として設定し直される。そして、その後、ステップS260において、ステップS360を通じて設定した目標開度TA*に基づくスロットルバルブ18を駆動するスロットルバルブ18の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 Then, in step S360, based on the switching point opening degree TAwot, the maximum opening degree TAmax, the required load factor KL*, the switching point load factor KLwot, and the maximum opening degree load factor KLmax2, a value that satisfies the relationship shown in equation (2) is set. The value of the target opening degree TA* is calculated. Then, in step S360, an upper limit guard process is performed on the target opening degree TA* so that the target opening degree TA* becomes a value equal to or less than the maximum opening degree TAmax, and then the process proceeds to step S260. In the upper limit guard process, if the target opening degree TA* is less than or equal to the maximum opening degree TAmax, the value of the target opening degree TA* is maintained as it is, and if the target opening degree TA* exceeds the maximum opening degree TAmax, the value of the target opening degree TA* is maintained at the maximum opening degree TAmax. The opening degree TAmax is reset as the value of the target opening degree TA*. Thereafter, in step S260, drive control of the throttle valve 18 is performed based on the target opening degree TA* set in step S360, and then the processing of this routine ends.

なお、こうしたスロットル開度制御ルーチンにおけるステップS200の処理が要求負荷率演算処理F6に、ステップS320~ステップS340の処理が最大開度負荷率演算処理F7に、ステップS260の処理がスロットル操作処理F9に、それぞれ対応している。また、スロットル開度制御ルーチンにおける、残りの処理、すなわちステップS210~250、ステップS300~S320、及びステップS360の処理が目標開度演算処理F8に対応している。 In this throttle opening control routine, the process of step S200 is the required load factor calculation process F6, the process of steps S320 to S340 is the maximum opening load rate calculation process F7, and the process of step S260 is the throttle operation process F9. , respectively. Further, the remaining processes in the throttle opening degree control routine, ie, the processes of steps S210 to 250, steps S300 to S320, and step S360, correspond to the target opening degree calculation process F8.

図11に、スロットル開度TA及び負荷率KLを座標軸とした直交座標系に式(2)の各パラメータをプロットしたものを示す。同図に示す線分LABは、スロットル開度TAが切替点開度TAwotであり、且つ負荷率KLが切替点負荷率KLwotである座標点Aと、スロットル開度TAが最大開度TAmaxであり、且つ負荷率KLが最大開度負荷率KLmax2である座標点Bと、を繋ぐ線分である。ステップS360では、線分LAB上、又はその延長線上において、負荷率KLが要求負荷率KL*となる座標点Cのスロットル開度TAの値が、目標開度TA*の値として演算される。すなわち、式(2)は、座標点A、B間の線形補間を通じて目標開度TA*を演算する式となっている。 FIG. 11 shows a plot of each parameter of equation (2) on an orthogonal coordinate system with throttle opening degree TA and load factor KL as coordinate axes. The line segment LAB shown in the figure has a coordinate point A where the throttle opening TA is the switching point opening TAwot and the load factor KL is the switching point load factor KLwot, and the throttle opening TA is the maximum opening TAmax. , and the coordinate point B where the load factor KL is the maximum opening load factor KLmax2. In step S360, the value of the throttle opening TA at the coordinate point C where the load factor KL becomes the required load factor KL* on the line segment LAB or its extension is calculated as the value of the target opening TA*. That is, equation (2) is an equation for calculating the target opening degree TA* through linear interpolation between coordinate points A and B.

本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、アクセルペダル操作量ACCに基づくドライバ要求トルクTEdと、他の制御システム30により設定された他の要求トルクTEr1,TEr2,…の中から現在の車両の走行状況において最も優先すべき要求トルクを選択して目標トルクTE*の値を設定している。そして、その目標トルクTE*分のエンジントルクを実現すべく、スロットル開度TAや点火時期SAを制御している。その際、現在のエンジン回転数NEにおけるエンジン10の最大負荷率KLmax1を演算するとともに、負荷率KLが最大負荷率KLmax1以下の値となるように目標トルクTE*の上限減ガードを行うことで、実現不能な値が目標トルクTE*の値として設定されないようにしている。
The operation and effects of this embodiment will be explained.
In the present embodiment, the driver request torque TEd based on the accelerator pedal operation amount ACC and other request torques TEr1, TEr2, etc. set by other control systems 30 are determined to be the most prioritized in the current vehicle driving situation. The required torque is selected and the value of the target torque TE* is set. Then, the throttle opening TA and ignition timing SA are controlled in order to achieve the engine torque corresponding to the target torque TE*. At that time, by calculating the maximum load factor KLmax1 of the engine 10 at the current engine speed NE, and performing an upper limit reduction guard on the target torque TE* so that the load factor KL becomes a value below the maximum load factor KLmax1, This prevents an unrealizable value from being set as the value of the target torque TE*.

一方、スロットル開度TAの制御に際しては、目標トルクTE*に応じて設定された要求負荷率KL*分の負荷率KLを実現するために必要なスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算する。目標開度TA*の演算に際しては、要求負荷率KL*分の負荷率KLが得られるスロットル前後圧力比RPが、要求圧力比RP*の値として演算される。そして、要求圧力比RP*が既定値RPwot以下の場合には、スロットル前後圧力比RPとスロットル開度TAとの関係に基づき、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算している。 On the other hand, when controlling the throttle opening TA, the throttle opening TA required to achieve the load factor KL for the required load factor KL* set according to the target torque TE* is set to the value of the target opening TA*. Calculate as When calculating the target opening degree TA*, the throttle front and rear pressure ratio RP that provides a load factor KL equal to the required load factor KL* is calculated as the value of the required pressure ratio RP*. When the required pressure ratio RP* is less than or equal to the predetermined value RPwot, the throttle opening TA at which the throttle longitudinal pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP* is determined based on the relationship between the throttle longitudinal pressure ratio RP and the throttle opening TA. is calculated as the value of the target opening degree TA*.

図12の曲線L0は、要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える場合にも、要求圧力比RP*が演算切替圧力比RPwot以下の場合と同様に、スロットル前後圧力比RPが要求圧力比RP*となるスロットル開度TAを目標開度TA*の値として演算した場合の要求負荷率KL*と目標開度TA*との関係を示している。こうした場合には、要求負荷率KL*が最大負荷率KLmax1に近づくにつれて、要求負荷率KL*の変化量に対する目標開度TA*の変化量の比率が、すなわち要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の感度が高くなる。そのため、最大開度TAmaxの近傍では、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになり、スロットルハンチングが発生してしまう。 The curve L0 in FIG. 12 shows that even when the required pressure ratio RP* exceeds the predetermined value RPwot, the throttle front and rear pressure ratio RP is equal to or lower than the required pressure ratio RP, as in the case where the required pressure ratio RP* is less than or equal to the calculation switching pressure ratio RPwot. The relationship between the required load factor KL* and the target opening degree TA* is shown when the throttle opening degree TA of * is calculated as the value of the target opening degree TA*. In such a case, as the required load rate KL* approaches the maximum load rate KLmax1, the ratio of the amount of change in the target opening degree TA* to the amount of change in the required load rate KL*, that is, the target opening degree to the required load rate KL*. The sensitivity of TA* increases. Therefore, in the vicinity of the maximum opening TAmax, the value of the target opening TA* changes greatly in response to a slight change in the required load factor KL*, resulting in throttle hunting.

一方、図12の曲線L1は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の大開度領域における要求負荷率KL*と目標開度TA*との関係を示している。また、図12の曲線L2は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1よりも小さい値K1が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の上記関係を示している。さらに、図12の曲線L3は、本実施形態のエンジン制御装置において最大負荷率KLmax1よりも大きい値K2が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合の上記関係を示している。いずれの場合においても、切替点開度TAwotから最大開度TAmaxまでの大開度領域では、要求負荷率KL*に対する目標開度TA*の変化率が一定となる。そのため、既定値RPwot等の値を適切に設定すれば、大開度領域でのスロットルハンチングの発生を抑制できる。 On the other hand, a curve L1 in FIG. 12 shows the required load rate KL* in the large opening area when the same value as the maximum load rate KLmax1 is set as the value of the maximum opening load rate KLmax2 in the engine control device of this embodiment. It shows the relationship with the target opening degree TA*. Further, a curve L2 in FIG. 12 shows the above relationship when a value K1 smaller than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 in the engine control device of this embodiment. Further, a curve L3 in FIG. 12 shows the above relationship when a value K2 larger than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 in the engine control device of this embodiment. In either case, in the large opening range from the switching point opening TAwot to the maximum opening TAmax, the rate of change of the target opening TA* with respect to the required load rate KL* is constant. Therefore, by appropriately setting values such as the default value RPwot, it is possible to suppress the occurrence of throttle hunting in the large opening range.

なお、図12の曲線L2の場合のように、最大負荷率KLmax1よりも小さい値K1が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合には、最大負荷率KLmax1よりも小さい要求負荷率KL*から目標開度TA*が最大開度TAmaxに設定される。そのため、車両を加速するため、アクセルペダルを踏み込んだ際に、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合よりも速やかかにスロットル開度TAが最大開度TAmaxに達するようになる。そのため、本実施形態では、加速に際してシリンダ流入空気量の速やかな増加が求められるエンジン回転数NEの範囲では、最大負荷率KLmax1よりも小さい値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。 Note that, as in the case of curve L2 in FIG. 12, if a value K1 smaller than the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2, the required load factor smaller than the maximum load factor KLmax1. The target opening degree TA* is set to the maximum opening degree TAmax from KL*. Therefore, in order to accelerate the vehicle, when the accelerator pedal is depressed, the throttle opening TA is increased to the maximum opening more quickly than when the same value as the maximum load rate KLmax1 is set as the value of the maximum opening load rate KLmax2. TAmax will be reached. Therefore, in the present embodiment, the value of the maximum opening load factor KLmax2 is set to a value smaller than the maximum load factor KLmax1 in the range of the engine speed NE where a prompt increase in the amount of air flowing into the cylinder is required during acceleration. .

一方、本実施形態では、大開度領域でのスロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低くなり、スロットルハンチングが生じやすいエンジン回転数NEの範囲では、図12の曲線L3の場合のように、最大負荷率KLmax1よりも大きい値K2を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。こうした場合、切替点負荷率KLwotから最大負荷率KLmax1までの範囲における要求負荷率KL*の変化量に対する目標開度TA*の変化量の比率が、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として設定されている場合よりも小さくなる。そのため、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が特に低いエンジン回転数NEの範囲でも、スロットルハンチングを抑制できるようになる。 On the other hand, in the present embodiment, the sensitivity of the throttle longitudinal pressure ratio RP to the throttle opening TA in the large opening region is particularly low, and in the engine speed NE range where throttle hunting is likely to occur, the Thus, a value K2 larger than the maximum load rate KLmax1 is set as the value of the maximum opening degree load rate KLmax2. In such a case, if the ratio of the amount of change in the target opening degree TA* to the amount of change in the required load factor KL* in the range from the switching point load factor KLwot to the maximum load factor KLmax1 is the same value as the maximum load factor KLmax1, then the maximum opening load It is smaller than the case where it is set as the value of the rate KLmax2. Therefore, throttle hunting can be suppressed even in the range of the engine speed NE where the sensitivity of the throttle longitudinal pressure ratio RP to the throttle opening degree TA is particularly low.

このように本実施形態では、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値とは異なる値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定することで、スロットルバルブ18の制御特性を調整している。これに対して、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値よりも大きい値を最大負荷率KLmax1の値として設定すると、実現可能なエンジントルクよりも大きいトルクが目標トルクTE*の値として設定される虞がある。このように、エンジン10のトルク制御での目標トルクTE*の設定に用いる最大負荷率KLmax1の値には、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの実際の最大値を設定する必要がある。その点、本実施形態では、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値を示す値として、エンジン10のトルク制御では最大負荷率KLmax1を用いる一方で、スロットル開度TAの制御では最大開度負荷率KLmax2を用いている。すなわち、本実施形態では、トルク制御とスロットル開度TAの制御とでは、別途に演算した個別の値を、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値として用いている。そのため、トルク制御に影響を与えることなく、スロットルバルブ18の制御特性を調整できる。 In this embodiment, the control characteristics of the throttle valve 18 are adjusted by setting the maximum opening load factor KLmax2 to a value different from the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE. are doing. On the other hand, if a value larger than the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE is set as the value of the maximum load factor KLmax1, a torque larger than the achievable engine torque will become the target torque TE*. There is a possibility that it may be set as a value. In this way, the value of the maximum load factor KLmax1 used for setting the target torque TE* in the torque control of the engine 10 needs to be set to the actual maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE. In this regard, in this embodiment, the maximum load factor KLmax1 is used in the torque control of the engine 10 as the value indicating the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, while the maximum load factor KLmax1 is used in the control of the throttle opening degree TA. The degree load factor KLmax2 is used. That is, in this embodiment, in the torque control and the throttle opening degree TA control, separate values calculated separately are used as the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE. Therefore, the control characteristics of the throttle valve 18 can be adjusted without affecting torque control.

なお、本実施形態では、補正値演算マップMAP5を用いて演算した負荷率補正値CKMにより、最大負荷率KLmax1を補正することで、最大開度負荷率KLmax2の値を演算している。尤も、エンジン回転数NEと最大開度負荷率KLmax2の値との関係についての情報が格納された演算マップを用意すれば、上記手順を踏まずとも、エンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2の値を直接演算することができる。しかしながら、そうした場合には、下記のように、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が煩雑となる虞がある。 In this embodiment, the value of the maximum opening degree load factor KLmax2 is calculated by correcting the maximum load factor KLmax1 using the load factor correction value CKM calculated using the correction value calculation map MAP5. Of course, if you prepare a calculation map that stores information about the relationship between the engine speed NE and the maximum opening load factor KLmax2, you can calculate the maximum opening load factor KLmax2 from the engine speed NE without going through the above steps. The value of can be directly calculated. However, in such a case, as described below, there is a risk that the work of setting a calculation map when designing an engine control device may become complicated.

ここで、上記のようなエンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2を直接演算するための演算マップを最大開度負荷率演算マップとする。上記のように本実施形態では、「N2」以上のエンジン回転数NEの範囲では、最大負荷率KLmax1の値と同じ値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定している。以下の説明では、このような最大負荷率KLmax1と同じ値を最大開度負荷率KLmax2の値として設定するエンジン回転数NEの範囲を、共通範囲と記載する。また、以下の説明では、各演算マップにおけるエンジン回転数NE毎の最大負荷率KLmax1や最大開度負荷率KLmax2の値をマップ値と記載する。 Here, a calculation map for directly calculating the maximum opening load factor KLmax2 from the engine speed NE as described above is referred to as a maximum opening load factor calculation map. As described above, in the present embodiment, in the range of the engine speed NE of "N2" or more, the value of the maximum opening degree load factor KLmax2 is set to the same value as the value of the maximum load factor KLmax1. In the following description, the range of the engine speed NE in which the same value as the maximum load factor KLmax1 is set as the value of the maximum opening load factor KLmax2 will be referred to as a common range. In the following description, the values of the maximum load factor KLmax1 and the maximum opening load factor KLmax2 for each engine speed NE in each calculation map will be referred to as map values.

上記のような最大開度負荷率演算マップを用いて最大開度負荷率KLmax2を演算する場合、エンジン制御装置の設計に際して上記共通範囲における最大負荷率演算マップMAP1のマップ値を修正した場合には最大開度負荷率演算マップにおいても同様のマップ値の修正が必要となる。エンジン10の制御系は、様々な要素が絡み合った複雑な系であり、演算マップの設定に際して幾度も修正が繰り返されることがある。そのため、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正の都度、最大開度負荷率演算マップのマップ値も修正するとなると、誤修正や修正忘れにより、両演算マップのマップ値が不整合となる虞がある。 When calculating the maximum opening load factor KLmax2 using the maximum opening load factor calculation map as described above, if the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 in the above common range is modified when designing the engine control device, A similar correction of map values is required for the maximum opening load factor calculation map as well. The control system of the engine 10 is a complex system in which various elements are intertwined, and corrections may be repeated many times when setting a calculation map. Therefore, if the map value of the maximum opening load factor calculation map is corrected every time the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is corrected, there is a risk that the map values of both calculation maps will become inconsistent due to incorrect correction or forgetting to make corrections. There is.

これに対して、本実施形態では、最大負荷率KLmax1に対する最大開度負荷率KLmax2の差分である負荷率補正値CKMとエンジン回転数NEとの関係を格納した補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算している。この場合、補正値演算マップMAP5のマップ値として「0」が設定されている部分については、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値が如何に修正されても、最大負荷率KLmax1と同じ値が最大開度負荷率KLmax2の値として演算されることになる。そのため、上記共通範囲における最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正に際して、補正値演算マップMAP5の修正は不要となる。また、共通範囲以外のエンジン回転数NEの範囲においても、補正値演算マップMAP5のマップ値を維持したまま、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値だけを修正しても、最大負荷率KLmax1と最大開度負荷率KLmax2との相対的な関係は維持される。そのため、共通範囲以外の範囲でも、最大負荷率演算マップMAP1のマップ値の修正に応じた補正値演算マップMAP5の修正が必要とならない場合がある。このように、補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算することとすれば、エンジン制御装置の設計に際しての演算マップの設定作業が容易となる。 On the other hand, in this embodiment, the maximum The opening load factor KLmax2 is calculated. In this case, for the part where "0" is set as the map value of the correction value calculation map MAP5, no matter how the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is modified, the same value as the maximum load factor KLmax1 is the maximum value. This will be calculated as the value of the opening load factor KLmax2. Therefore, when modifying the map values of the maximum load factor calculation map MAP1 in the common range, it is not necessary to modify the correction value calculation map MAP5. In addition, even in a range of engine speed NE other than the common range, even if only the map value of the maximum load factor calculation map MAP1 is corrected while maintaining the map value of the correction value calculation map MAP5, the maximum load factor KLmax1 and the maximum The relative relationship with the opening load factor KLmax2 is maintained. Therefore, even in ranges other than the common range, it may not be necessary to modify the correction value calculation map MAP5 in accordance with the modification of the map value of the maximum load factor calculation map MAP1. In this way, if the maximum opening degree load factor KLmax2 is calculated using the correction value calculation map MAP5, it becomes easy to set the calculation map when designing the engine control device.

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、トルク制御とスロットル開度TAの制御とでは、別途に演算した個別の値を、現在のエンジン回転数NEにおける負荷率KLの最大値として用いているため、スロットルバルブ18の制御特性の調整がトルク制御に与える影響を抑えられる。
According to the engine control device of the present embodiment described above, the following effects can be achieved.
(1) In this embodiment, for torque control and throttle opening TA control, separate values calculated separately are used as the maximum value of the load factor KL at the current engine speed NE, so the throttle valve The influence of adjustment of the control characteristics in No. 18 on torque control can be suppressed.

(2)本実施形態では、最大負荷率KLmax1との差分についての情報を格納した補正値演算マップMAP5を用いて最大開度負荷率KLmax2を演算している。そのため、設計時の演算マップの設定作業が容易となる。 (2) In the present embodiment, the maximum opening load factor KLmax2 is calculated using the correction value calculation map MAP5 that stores information about the difference from the maximum load factor KLmax1. Therefore, the work of setting the calculation map at the time of design becomes easy.

(3)負荷率KLが切替点負荷率KLwotを超える大開度領域では、切替点開度TAwotと最大開度TAmaxとの間で、要求負荷率KL*に対して線形関係を満たす値として目標開度TA*を演算している。そのため、大開度領域でのスロットルハンチングが発生し難くなる。しかも、大開度領域においても要求負荷率KL*に連動して変化する値として目標開度TA*が演算されるため、再循環排気や燃料蒸気、ブローバイガスなどの新気以外のガスが燃焼室に流入する状況でも、要求負荷率KL*の変化に追従して負荷率KLが変化するようにスロットル開度TAを制御することが可能となる。よって、大開度領域におけるスロットルバルブの制御性を向上できる。 (3) In the large opening region where the load factor KL exceeds the switching point load factor KLwot, the target opening is set as a value that satisfies a linear relationship with the required load factor KL* between the switching point opening TAwot and the maximum opening TAmax. The degree TA* is calculated. Therefore, throttle hunting is less likely to occur in the large opening range. Moreover, even in the large opening range, the target opening TA* is calculated as a value that changes in conjunction with the required load factor KL*, so gases other than fresh air, such as recirculated exhaust, fuel vapor, and blow-by gas, enter the combustion chamber. Even in a situation where the load factor KL* changes, it is possible to control the throttle opening degree TA so that the load factor KL changes in accordance with the change in the required load factor KL*. Therefore, the controllability of the throttle valve in the large opening range can be improved.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・最大開度負荷率KLmax2を用いた目標開度TA*の演算を上記実施形態とは異なる態様で行うようにしてもよい。例えば、最大開度負荷率KLmax2に対する要求負荷率KL*の比率を求め、その比率と目標開度TA*との関係を格納した演算マップを用いて目標開度TA*を演算するようにしてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- The calculation of the target opening TA* using the maximum opening load factor KLmax2 may be performed in a manner different from that of the above embodiment. For example, the ratio of the required load rate KL* to the maximum opening load rate KLmax2 may be determined, and the target opening TA* may be calculated using a calculation map that stores the relationship between that ratio and the target opening TA*. good.

・上記実施形態では、最大負荷率演算マップMAP1を用いて演算した最大負荷率KLmax1を、補正値演算マップMAP5を用いて演算した負荷率補正値CKMにより補正することで、最大開度負荷率KLmax2を演算していた。上述のような、最大開度負荷率KLmax2とエンジン回転数NEとの関係についての情報を格納した最大開度負荷率演算マップをエンジン制御システム22に予め記憶しておき、その最大開度負荷率演算マップを用いてエンジン回転数NEから最大開度負荷率KLmax2を直接演算するようにしてもよい。 - In the above embodiment, the maximum opening load factor KLmax2 is corrected by correcting the maximum load factor KLmax1 calculated using the maximum load factor calculation map MAP1 with the load factor correction value CKM calculated using the correction value calculation map MAP5. was calculating. A maximum opening load factor calculation map storing information about the relationship between the maximum opening load factor KLmax2 and the engine speed NE as described above is stored in advance in the engine control system 22, and the maximum opening load factor is calculated in advance. The maximum opening load factor KLmax2 may be directly calculated from the engine speed NE using a calculation map.

・上記実施形態では、スロットル開度TAと点火時期SAとの操作を通じてエンジン10のトルク制御が行われていた。これら以外のエンジン操作量にも、その操作によってエンジントルクを調整できるものがある。例えば、吸気弁14や排気弁15の動弁特性を可変とする可変動弁機構を備えるエンジンでは、可変動弁機構による動弁特性の操作を通じてエンジントルクを調整できる。また、可変容量式のターボチャージャを備えるエンジンでは、同ターボチャージャの容量の操作を通じてエンジントルクを調整できる。このようなエンジントルクを調整可能なエンジン操作量の中から、スロットル開度TAと、スロットル開度TAとは別の1つ以上のエンジン操作量と、の操作を通じてトルク制御を行うようにしてもよい。 - In the above embodiment, the torque of the engine 10 is controlled through the operation of the throttle opening TA and the ignition timing SA. There are engine operation variables other than these that can be used to adjust the engine torque. For example, in an engine equipped with a variable valve mechanism that makes the valve operating characteristics of the intake valve 14 and the exhaust valve 15 variable, engine torque can be adjusted by manipulating the valve operating characteristics using the variable valve mechanism. Additionally, in engines equipped with variable capacity turbochargers, engine torque can be adjusted by controlling the capacity of the turbocharger. Even if the torque control is performed through the operation of the throttle opening TA and one or more engine operating quantities other than the throttle opening TA from among the engine operating quantities that can adjust the engine torque. good.

・上記各実施形態では、スロットル制御装置を自然吸気式のエンジン10に適用した場合について説明したが、大気圧PAの代わりに過給圧をスロットル上流圧PACとして用いるようにすれば、過給式のエンジンにも適用できる。 - In each of the above embodiments, a case has been described in which the throttle control device is applied to a naturally aspirated engine 10, but if supercharging pressure is used as the throttle upstream pressure PAC instead of atmospheric pressure PA, supercharging It can also be applied to engines.

10…エンジン
11…燃焼室
12…吸気通路
13…排気通路
14…吸気弁
15…排気弁
16…エアクリーナ
17…エアフローメータ
18…スロットルバルブ
19…スロットルモータ
20…インジェクタ
21…点火装置
22…エンジン制御システム
23…クランクシャフト
30…他の制御システム
10... Engine 11... Combustion chamber 12... Intake passage 13... Exhaust passage 14... Intake valve 15... Exhaust valve 16... Air cleaner 17... Air flow meter 18... Throttle valve 19... Throttle motor 20... Injector 21... Ignition device 22... Engine control system 23...Crankshaft 30...Other control systems

Claims (3)

車両に搭載されたエンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度であるスロットル開度と同スロットル開度とは別のエンジン操作量とを、エンジントルクを同エンジントルクの制御目標値である目標トルクとすべく操作して前記エンジンのトルク制御を行うエンジン制御装置において、
現在のエンジン回転数における前記エンジンの負荷率の最大値である最大負荷率を演算する最大負荷率演算処理と、
前記車両の走行状況に応じて前記目標トルクを設定する処理であって、前記最大負荷率に基づき、前記負荷率が同最大負荷率以下の値となるように前記目標トルクの値を設定する目標トルク設定処理と、
前記目標トルクと前記エンジン回転数とに応じて前記負荷率の要求値である要求負荷率を演算する要求負荷率演算処理と、
前記エンジン回転数に基づき最大開度負荷率を演算する最大開度負荷率演算処理と、
前記要求負荷率と前記最大開度負荷率とに基づき、前記スロットル開度の制御目標値である目標開度を演算する処理であって、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率以上の場合には前記スロットル開度の制御範囲の最大値である最大開度を前記目標開度の値として演算するとともに、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率未満の場合には、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率から減少していった場合に、前記要求負荷率が前記最大開度負荷率であるときの値である前記最大開度から前記要求負荷率の減少とともに小さくなっていく値として前記目標開度を演算する目標開度演算処理と、
前記スロットル開度が前記目標開度となるように前記スロットルバルブを駆動するスロットル操作処理と、
を行うエンジン制御装置。
The throttle opening, which is the opening of the throttle valve installed in the intake passage of the engine mounted on the vehicle, and the engine operation amount, which is different from the throttle opening, are defined as the engine torque, which is the control target value for the same engine torque. An engine control device that controls the torque of the engine by operating to achieve a target torque,
Maximum load factor calculation processing that calculates a maximum load factor that is the maximum value of the load factor of the engine at the current engine speed;
A process of setting the target torque according to a driving condition of the vehicle, the target torque being set based on the maximum load factor so that the load factor becomes a value equal to or less than the same maximum load factor. Torque setting processing,
a requested load factor calculation process that calculates a requested load factor that is a requested value of the load factor according to the target torque and the engine rotational speed;
Maximum opening load factor calculation processing that calculates a maximum opening load factor based on the engine speed;
A process of calculating a target opening, which is a control target value of the throttle opening, based on the requested load factor and the maximum opening load factor, where the requested load factor is greater than or equal to the maximum opening load factor. The maximum opening, which is the maximum value of the control range of the throttle opening, is calculated as the value of the target opening, and if the requested load rate is less than the maximum opening load rate, the requested load rate is decreases from the maximum opening load rate, the maximum opening, which is the value when the required load rate is the maximum opening load rate, decreases as the required load rate decreases. a target opening degree calculation process that calculates the target opening degree as a value;
a throttle operation process of driving the throttle valve so that the throttle opening becomes the target opening;
An engine control device that performs
当該エンジン制御装置には、前記最大負荷率と前記エンジン回転数との関係についての情報を格納した最大負荷率演算マップと、前記最大負荷率に対する前記最大開度負荷率の差分である負荷率補正値と前記エンジン回転数との関係についての情報が格納された補正値演算マップと、が予め記憶されており、
前記最大負荷率演算処理は、前記最大負荷率演算マップを用いて前記最大負荷率を演算する処理であり、
前記最大開度負荷率演算処理は、前記最大負荷率演算マップを用いて演算された前記最大負荷率を、前記補正値演算マップを用いて演算された前記負荷率補正値で補正することで前記最大開度負荷率を演算する処理である
請求項1に記載のエンジン制御装置。
The engine control device includes a maximum load factor calculation map that stores information about the relationship between the maximum load factor and the engine speed, and a load factor correction that is the difference between the maximum opening load factor and the maximum load factor. A correction value calculation map storing information about the relationship between the value and the engine rotation speed is stored in advance,
The maximum load factor calculation process is a process of calculating the maximum load factor using the maximum load factor calculation map,
The maximum opening load factor calculation process is performed by correcting the maximum load factor calculated using the maximum load factor calculation map with the load factor correction value calculated using the correction value calculation map. The engine control device according to claim 1, wherein the processing is to calculate a maximum opening degree load factor.
前記スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、前記スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの前記スロットル開度を切替点開度TAwotとし、前記スロットル前後圧力比RPが前記既定値RPwotとなるときの前記負荷率KLを切替点負荷率KLwotとし、前記負荷率を前記要求負荷率とするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*としたとき、
前記目標開度演算処理は、前記要求圧力比RP*が前記既定値RPwot以下の値となる場合には前記スロットル前後圧力比RPが前記要求圧力比RP*となる前記スロットル開度を前記目標開度の値として演算するとともに、前記要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には前記切替点開度TAwot、前記切替点負荷率KLwot、前記最大開度TAmax、前記最大開度負荷率KLmax2、及び前記要求負荷率KL*に対して下式の関係を満たす値「TA*」を前記目標開度の値として演算する処理である
請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。
The ratio of the intake pressure after passing through the throttle valve to the intake pressure before passing through the throttle valve is defined as a throttle front-to-back pressure ratio RP, and the throttle opening when the throttle front-to-back pressure ratio RP becomes a predetermined value RPwot is a switching point. The opening degree is TAwot, the load rate KL when the throttle front-to-back pressure ratio RP becomes the predetermined value RPwot is the switching point load rate KLwot, and the throttle front-to-back pressure necessary to set the load rate to the required load rate. When the ratio RP is the required pressure ratio RP*,
In the target opening calculation process, when the required pressure ratio RP* becomes a value equal to or less than the predetermined value RPwot, the throttle opening at which the throttle longitudinal pressure ratio RP becomes the required pressure ratio RP* is set to the target opening. If the required pressure ratio RP* exceeds the predetermined value RPwot, the switching point opening TAwot, the switching point load factor KLwot, the maximum opening TAmax, the maximum opening The engine control device according to claim 1 or 2, wherein the process calculates a value "TA*" that satisfies the relationship of the following formula with respect to the load factor KLmax2 and the required load factor KL* as the value of the target opening degree.
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