JPH03237237A - Output controller of internal combustion engine - Google Patents

Output controller of internal combustion engine

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JPH03237237A
JPH03237237A JP3348390A JP3348390A JPH03237237A JP H03237237 A JPH03237237 A JP H03237237A JP 3348390 A JP3348390 A JP 3348390A JP 3348390 A JP3348390 A JP 3348390A JP H03237237 A JPH03237237 A JP H03237237A
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JP
Japan
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valve
intake
cylinder
output torque
opening
Prior art date
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Application number
JP3348390A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimi Anpo
安保 敏巳
Makoto Anzai
安斎 誠
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To properly control output torque by interposing a second opening/ closing valve in parallel to a first opening/closing valve of each cylinder, decreasing a pumping loss with a simple structure, and controlling the second valve at every one combustion stroke based on required output torque of an engine. CONSTITUTION:When a piston is lowered, air is taken into a combustion chamber B by opening an intake valve A. An intake passage C which communicates with the intake valve A of each cylinder is opened and closed by a first opening/closing valve D. A communication passage E is communicated with the intake passage C at the downstream of the first opening/closing valve D, and the communication passage E is opened and closed by a second opening/closing valve F. The valve F is openly and closely driven by a driving means G. Required output torque of an engine is detected by a means H. The second opening/closing valve F is drivingly controlled at every one combustion stroke via the driving means G by a control means I based on the detected output torque. The pumping loss is decreased with a simple structure, and the output torque at every cylinder is controlled properly.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、吸入空気流量を制御することにより出力を制
御する内燃機関の出力制御袋直に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an output control system for an internal combustion engine that controls the output by controlling the intake air flow rate.

〈従来の技術〉 従来においては、アクセルペダルに連動する絞弁を開閉
制御することにより、絞弁下流の吸気負圧を変化させて
機関の出力トルクを制御するようにしている。ところで
、吸気負圧は、絞弁の開閉に対して主に吸気通路容積に
よって決定される時定数の一時遅れ系になるので、−燃
焼行程毎に出力トルクを制御することが難しい。
<Prior Art> Conventionally, the output torque of an engine is controlled by controlling the opening and closing of a throttle valve linked to an accelerator pedal to change the intake negative pressure downstream of the throttle valve. By the way, since the intake negative pressure is a temporary delay system with a time constant determined mainly by the intake passage volume with respect to the opening and closing of the throttle valve, it is difficult to control the output torque for each combustion stroke.

また、S、A、E、ペーパー880388の第2図に示
すように、吸気弁上流の吸気通路にロータリバルブを介
装し、このロータリバルブを吸気弁の開閉に同期して開
弁させるようにしている。そして、吸気弁とロータリバ
ルブとの開弁オーバラップ時に、空気を燃焼室にピスト
ンの下降によって吸入するようにしている。ここで、ロ
ータリバルブによって、吸気弁の開弁初期にロータリバ
ルブ下流の空気圧力を略大気圧にすることにより、ボン
ピングロスを低減するようにしている。このとき、ロー
タリバルブ下流の吸気通路容積が小さいので、ロータリ
バルブと吸気弁とのオーバラップ開弁時に吸入空気流量
に略比例する空気量が燃焼室に導入される。
In addition, as shown in Figure 2 of S, A, E, Paper 880388, a rotary valve is installed in the intake passage upstream of the intake valve, and this rotary valve is opened and closed in synchronization with the opening and closing of the intake valve. ing. When the intake valve and the rotary valve open overlap, air is sucked into the combustion chamber by the downward movement of the piston. Here, by using the rotary valve, the air pressure downstream of the rotary valve is brought to approximately atmospheric pressure at the initial stage of opening of the intake valve, thereby reducing the pumping loss. At this time, since the volume of the intake passage downstream of the rotary valve is small, an amount of air approximately proportional to the intake air flow rate is introduced into the combustion chamber when the rotary valve and the intake valve overlap and open.

また、ロータリバルブと吸気弁との間の吸気通路容積が
比較的大きいときには、ポンピングロスの低減効果が小
さくなるがロータリバルブ上流の吸気通路に絞弁を設け
るようにしている(S、A。
Furthermore, when the volume of the intake passage between the rotary valve and the intake valve is relatively large, a throttle valve is provided in the intake passage upstream of the rotary valve, although the effect of reducing pumping loss is reduced (S, A).

E、ペーパー88038Bの第9図参照)。そして、絞
弁により空気を絞り吸気通路内の圧力を予め大気圧より
も低下させておくことにより、ピストンが下死点に位置
するときの燃焼室圧力をアイドル運転時に例えば−55
0m+++ Hgに設定できるようにしている。
E, see Figure 9 of paper 88038B). By throttling the air with a throttle valve and lowering the pressure in the intake passage below atmospheric pressure in advance, the pressure in the combustion chamber when the piston is at bottom dead center is reduced to -55% during idling, for example.
It is possible to set it to 0m+++ Hg.

さらに、吸気弁上流にロータリバルブを備えるものとし
て、特開昭55−148932号公報等が挙げられる。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 148932/1984 is a method that includes a rotary valve upstream of the intake valve.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来例においては、吸気弁と
直列にロータリバルブを設けるようにしているので、ロ
ータリバルブの回転位相を変化させるためにギアを複数
個組合わせて行う複雑な構造になるため、摩擦損失が大
きく総合的に見るとポンピングロスの低減効果が低下す
るという不具合がある。また、複雑な構造のため気筒毎
に吸入空気流量を制御するのが困難であるという不具合
がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in such conventional examples, since a rotary valve is provided in series with the intake valve, a plurality of gears must be combined in order to change the rotational phase of the rotary valve. Since the pump has a complicated structure, the friction loss is large and the overall effect of reducing pumping loss is reduced. Further, due to the complicated structure, it is difficult to control the intake air flow rate for each cylinder.

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、簡
易な構成でポンピングロスを大幅に低減しつつ吸入空気
流量を気筒毎に高精度に制御して一燃焼行程毎に出力ト
ルクを制御できる内燃機関の出力制御装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been developed in view of these circumstances, and has a simple configuration that greatly reduces pumping loss while controlling the intake air flow rate for each cylinder with high precision to control the output torque for each combustion stroke. The purpose of the present invention is to provide an output control device for an internal combustion engine that is capable of controlling the output of an internal combustion engine.

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は第1図に示すように、ピストン下降
時に吸気弁Aを開いて燃焼室Bに空気を吸入するように
したものにおいて、気筒毎に設けられ各気筒の吸気弁A
に連通ずる吸気通路Cを開閉する第1開閉弁りと、各第
1開閉弁り下流の吸気通路Cに少なくとも連通ずる連通
路Eと、これら連通路Eを夫々開閉する第2開閉弁Fと
、これら第2開閉弁を駆動する駆動手段Gと、エンジン
の要求出力トルクを検出する出力検出手段Hと、該出力
トルク検出手段Hの検出結果に基づいて前記駆動手段G
を介して前記各第2開閉弁Fを一燃焼行程毎に駆動制御
する制御手段fと、を備えるようにした。
<Means for Solving the Problems> For this reason, the present invention, as shown in FIG. Intake valve A of each cylinder
A first on-off valve that opens and closes the intake passage C that communicates with the intake passage C, a communication passage E that communicates with at least the intake passage C downstream of each first on-off valve, and a second on-off valve F that opens and closes the communication passage E, respectively. , a drive means G for driving these second on-off valves, an output detection means H for detecting the required output torque of the engine, and a drive means G based on the detection result of the output torque detection means H.
A control means f for driving and controlling each of the second on-off valves F for each combustion stroke is provided.

〈作用〉 このようにして、気筒毎に設けられた第1開閉弁と並列
に第2開閉弁を介装することにより、簡易な構成でポン
ピングロスを大幅に低減しつつ気筒毎に吸入空気流量を
制御できるようにした。また、検出された要求出力トル
クに基づいて第2開閉弁を一燃焼行程毎に制御すること
により、各気筒の出力トルクを最適に制御できるように
した。
<Operation> In this way, by interposing the second on-off valve in parallel with the first on-off valve provided for each cylinder, the intake air flow rate can be adjusted for each cylinder while significantly reducing pumping loss with a simple configuration. was able to be controlled. Furthermore, by controlling the second on-off valve for each combustion stroke based on the detected required output torque, the output torque of each cylinder can be optimally controlled.

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例をv42図〜第12図に基づ
いて説明する。尚、実施例においては、4気筒内燃機関
を例にとり説明する。
<Example> An example of the present invention will be described below based on Figures v42 to 12. In the embodiment, a four-cylinder internal combustion engine will be described as an example.

第2図及び第3図において、気筒毎に独立5て形成され
た吸気通路lにはアクセルペダルの襠込動作に連動する
第1開閉弁としてのバタフライ式の絞弁2が吸気弁3と
直列に配設されて夫々介装され、各絞弁2をバイパスす
る連il!路としてのバイパス通路4が夫々形成されて
いる。前記バイパス通路4には第2開閉弁5が夫々介装
され、第2開窮弁5は駆動手段としての電磁式アクチュ
エータ5Aにより開閉駆動される。前記アクチュエータ
5Aには制御手段としての制m装置6から制御信号が人
力されている。ここで、前記絞弁2から吸気弁3に至る
吸気通路lの容積は、燃焼室の最大容積(ピストンが下
死点にあるときの燃焼室容積)の約Xに設定されている
In FIGS. 2 and 3, a butterfly-type throttle valve 2 is connected in series with an intake valve 3 as a first opening/closing valve that is linked to the accelerator pedal's sliding action in an intake passage 1 formed independently for each cylinder. The series il! are arranged in and interposed respectively to bypass each throttle valve 2! A bypass passage 4 is formed as a passage. A second on-off valve 5 is interposed in each of the bypass passages 4, and the second on-off valve 5 is driven to open and close by an electromagnetic actuator 5A serving as a driving means. A control signal is manually applied to the actuator 5A from a m control device 6 as a control means. Here, the volume of the intake passage 1 from the throttle valve 2 to the intake valve 3 is set to approximately X of the maximum volume of the combustion chamber (combustion chamber volume when the piston is at the bottom dead center).

前記制御装W6には、クランク角センサ7からのレファ
レンス信号(クランク角度で180°毎)及びポジシラ
ン信号(クランク角度で例えば1゜毎)と、各気筒の点
火栓80座金部に埋込まれた出力トルク検出手段として
の筒内圧センサ(図示せず)からの筒内圧検出信号と、
が入力されている。
The control device W6 receives a reference signal (every 180° in crank angle) and a positive signal (for example, every 1° in crank angle) from the crank angle sensor 7, and a spark plug 80 embedded in the washer of each cylinder. A cylinder pressure detection signal from a cylinder pressure sensor (not shown) as an output torque detection means,
is entered.

前記制御装置6は、第4図〜第7図のフローチャートに
従って作動し、制御信号をアクチュエータ5Aに出力し
て第2開閉弁5を開閉制御するようになっている。
The control device 6 operates according to the flowcharts shown in FIGS. 4 to 7, and outputs a control signal to the actuator 5A to control the opening and closing of the second on-off valve 5.

尚、9は燃料噴射弁である。Note that 9 is a fuel injection valve.

次に作用を第4図〜第7図のフローチャートに従って説
明する。ここで、第4図及び第7図のフローチャートに
示すルーチンは第8潟に示すようにクランク角センサ7
からレファレンス信号が入力される毎に割込ルーチンに
よって実行される(第8図中レファレンスジョブと称す
)。また、第5図のフローチャートに示すルーチンは第
8図に示すように後述の設定クランク角度(#1気筒の
上死点付近)になったときに割込ルーチンによって実行
される(第8図中クランクジョブと称す)。
Next, the operation will be explained according to the flowcharts shown in FIGS. 4 to 7. Here, the routine shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 7 is as shown in FIG.
This is executed by an interrupt routine every time a reference signal is input from the job (referred to as a reference job in FIG. 8). Further, the routine shown in the flowchart in Fig. 5 is executed by an interrupt routine when the set crank angle (near the top dead center of #1 cylinder), which will be described later, is reached as shown in Fig. 8. (referred to as a crank job).

第6図のフローチャートに示すルーチンは、前記割込ル
ーチンが実行されていないときに、常2こ実行される。
The routine shown in the flowchart of FIG. 6 is always executed twice when the interrupt routine is not executed.

まず、第4図のフローチャートについて説明する。First, the flowchart shown in FIG. 4 will be explained.

Slでは、第5図のフローチャートに示すルーチンを実
行させるための設定クランク角度をセントする。この設
定クランク角度は、第9図に示すように、#l気筒の圧
縮行程において混合気が燃焼開始(点火開始)直前の上
死点付近の債に設定されている。
At Sl, the set crank angle for executing the routine shown in the flowchart of FIG. 5 is set. As shown in FIG. 9, this set crank angle is set at a position near the top dead center immediately before the mixture starts to burn (ignition starts) in the compression stroke of the #l cylinder.

S2では、レファレンス信号から#1気筒か否かを判定
し、YESのときにはS3に進みNoのときにはS6に
進む。
In S2, it is determined from the reference signal whether or not it is the #1 cylinder. If YES, the process proceeds to S3; if NO, the process proceeds to S6.

S3では、変数カウンタ値に1を加算してS4に進む。In S3, 1 is added to the variable counter value and the process proceeds to S4.

S4では、加算された変数カウンタ値が3になったか否
かを判定し、YESのときにはS5に進みNoのときに
はS6に進む。
In S4, it is determined whether or not the added variable counter value has reached 3. If YES, the process proceeds to S5, and if NO, the process proceeds to S6.

S5では、変数カウンタ値をOに初期化する。In S5, the variable counter value is initialized to O.

したがって、変数カウンタ値は、0,1.2,30.1
.2と繰返され、#l気筒が圧縮行程にあるときのレフ
ァレンス信号人力時に値か切換えられる。
Therefore, the variable counter values are 0, 1.2, 30.1
.. 2 is repeated, and the value is changed when the reference signal is manually operated when the #l cylinder is in the compression stroke.

S6では、後述のルーチンで読込まれた燃焼室圧力を、
メモリ(RA M )に、気筒毎に前記変数カウンタ値
に対応するアドレスに記憶させる。したがって、気筒毎
に、4つの燃焼室圧力のデータが第10図破線示の如く
メモリに記憶される。そして、燃焼室圧力は古いデータ
から順次新たなデータに書換えられる。
In S6, the combustion chamber pressure read in the routine described later is
The memory (RAM) stores each cylinder at an address corresponding to the variable counter value. Therefore, for each cylinder, four pieces of combustion chamber pressure data are stored in the memory as shown by the broken lines in FIG. Then, the combustion chamber pressure is sequentially rewritten from old data to new data.

S7では、各気筒毎に、メモリに記憶されている4つの
データを単純平均して平均燃焼室圧力(第10図中細線
示)を演算する。
In S7, the average combustion chamber pressure (indicated by the thin line in FIG. 10) is calculated by simply averaging the four pieces of data stored in the memory for each cylinder.

次に、第5図及び第6図のフローチャートを説明すると
、第5図のSllにおいては、前記設定クランク角度毎
にA/D変換器(図示せず)を起動させて筒内圧センサ
により検出された燃焼開始直前の燃焼室圧力を読込む。
Next, to explain the flowcharts of FIGS. 5 and 6, in Sll of FIG. Read the combustion chamber pressure just before the start of combustion.

ここでは、燃焼開始直前の燃焼室圧力から機関の出力ト
ルクを検出するのである。また、第6図の521におい
ては、クランク角センサ7からのレファレンス信号の人
力周期に基づいて機関回転速度を読込む。
Here, the output torque of the engine is detected from the combustion chamber pressure just before combustion starts. Further, at 521 in FIG. 6, the engine rotational speed is read based on the manual cycle of the reference signal from the crank angle sensor 7.

次に、第7図のフローチャートを説明する。Next, the flowchart shown in FIG. 7 will be explained.

S31では、前記521にて読込まれた機関回転速度と
目標回転速度との回転差NVARを演算する。
In S31, the rotational difference NVAR between the engine rotational speed read in step 521 and the target rotational speed is calculated.

S32では、演算された回転差N V−A Rを前回の
回転積分値に加算して回転積分値を新たに算出する。ま
た、新たに求められた回転積分値に定数に10を乗算し
た積分分と、前記回転差NVARに定数Kllを乗算し
た比例分と、を加算してNPIを算出する。
In S32, the calculated rotational difference N V - A R is added to the previous rotational integral value to calculate a new rotational integral value. Further, the NPI is calculated by adding an integral obtained by multiplying a constant by 10 to the newly obtained rotational integral value, and a proportional component obtained by multiplying the rotational difference NVAR by a constant Kll.

S33では、前記S7にて演算された各気筒の平均燃焼
室圧力を加算した後それを気筒数で除算して総平均燃焼
室圧力TOTALAVEを算出する。
In S33, the average combustion chamber pressure of each cylinder calculated in S7 is added and then divided by the number of cylinders to calculate the total average combustion chamber pressure TOTALAVE.

334では、気筒毎に、前記総平均燃焼室圧力TOTA
LAVEからその気筒の平均燃焼室圧力を減算してずれ
分CYLVARを算出する。また、気筒毎に算出された
ずれ分CYLVARと前回のCYLQ分値とを加算して
、気筒毎に、CYL積分値を新たに算出する。さらに、
算出されたCYL積分値に定数に20を乗じた積分分と
、前記ずれ分CYLVARに定数に21を乗じた比例分
と、を加算して、CYLPIを気筒毎に全気筒の出力ト
ルクが略同様になるように算出する。したがって、総平
均燃焼室圧力TOTALAVEが要求出力トルクに対応
する。
334, for each cylinder, the total average combustion chamber pressure TOTA
The deviation CYLVAR is calculated by subtracting the average combustion chamber pressure of that cylinder from LAVE. In addition, a new CYL integral value is calculated for each cylinder by adding the deviation CYLVAR calculated for each cylinder and the previous CYLQ value. moreover,
By adding the integral obtained by multiplying the constant by 20 to the calculated CYL integral value, and the proportional component obtained by multiplying the constant by 21 to the deviation CYLVAR, CYLPI is calculated so that the output torque of all cylinders is approximately the same for each cylinder. Calculate so that Therefore, the total average combustion chamber pressure TOTALAVE corresponds to the required output torque.

S35では、算出されたCYLPIと、前記NP■に定
数に30を乗した値と、を加算して、アクチュエータ5
Aの制御値を気筒毎に算出する。
In S35, the calculated CYLPI and the value obtained by multiplying the constant by 30 are added to the actuator 5.
The control value of A is calculated for each cylinder.

そして、算出された制御値(第2開開弁5の開弁時期)
に対応する制御信号を、対応する気筒のアクチエエータ
5Aに第11図に示すタイミンクで出力し、第2開閉弁
50開度を気筒毎に制御する。
Then, the calculated control value (opening timing of the second opening/opening valve 5)
A control signal corresponding to this is output to the actuator 5A of the corresponding cylinder at the timing shown in FIG. 11, and the opening degree of the second on-off valve 50 is controlled for each cylinder.

かかる制御時における第2開閉弁5の開度変化及び絞弁
2下流の吸気圧力変化を第11図のタイムチャートに従
って説明する。尚、この説明では絞弁2の全閉時すなわ
ちアイドル運転時を例にとり説明し、第11図中吸気は
吸気行程を示し圧縮は圧縮行程を示し爆発は爆発行程を
示し排気は排気行程を示す。
Changes in the opening degree of the second on-off valve 5 and changes in the intake pressure downstream of the throttle valve 2 during such control will be explained with reference to the time chart of FIG. 11. In this explanation, an example will be given when the throttle valve 2 is fully closed, that is, during idling operation, and in FIG. 11, intake indicates the intake stroke, compression indicates the compression stroke, explosion indicates the explosion stroke, and exhaust indicates the exhaust stroke. .

すなわち、爆発行程、排気行程等においては、第2開閉
弁を、吸気行程開始時の絞弁下流の吸気圧力が大気圧近
傍になるように、全開させる。そして、吸気行程開始時
から所定クランク角度d1だけ遅れをもって、第2開閉
弁を所定開度まで閉弁させる。これにより、ピストンの
下降に従って吸気圧力は減少して吸気行程終了時にはP
lとなる。この吸気圧力P1が燃焼室に導入される吸入
空気流量に対応する。
That is, in the explosion stroke, exhaust stroke, etc., the second on-off valve is fully opened so that the intake pressure downstream of the throttle valve at the start of the intake stroke is close to atmospheric pressure. Then, the second on-off valve is closed to a predetermined opening degree with a delay of a predetermined crank angle d1 from the start of the intake stroke. As a result, the intake pressure decreases as the piston descends, and at the end of the intake stroke, P
It becomes l. This intake pressure P1 corresponds to the intake air flow rate introduced into the combustion chamber.

かかる開度制御において、実際の機関回転速度が目標回
転速度よりも高く吸入空気流量が要末量よりも多いとき
には、次の吸気行程にて前記所定クランク角度d2より
も早いクランク角度d3で第2開閉弁を全閉させる。こ
れにより、吸気行程終了時の吸気圧力は前記P、よりも
低くpzとなるので、吸入空気流量が減少して機関回転
速度が目標回転速度に応答性良く近づくようになる。
In such opening degree control, when the actual engine rotational speed is higher than the target rotational speed and the intake air flow rate is greater than the required final amount, in the next intake stroke, the second crank angle is set at a crank angle d3 earlier than the predetermined crank angle d2. Fully close the on-off valve. As a result, the intake pressure at the end of the intake stroke becomes pz, which is lower than the above-mentioned P, so the intake air flow rate decreases and the engine rotational speed approaches the target rotational speed with good responsiveness.

かかる第2開閉弁の開度を切換えるタイミングを変化さ
せるようにすると、制御を簡易化しつつ吸入空気流量を
高精度に制御できる。この吸入空気流量の高精度制御が
行える理由は、第2開閉弁を全開から所定開度に切換え
るときには第2開閉弁下流の吸気圧力が大気圧付近であ
るので、第2開閉弁の上下差圧が小さくてバイパス通路
を流れる吸入空気流量が少ないため、前記タイミンクを
変化させても吸入空気流量が大きく変化しない(感度が
悪い)からである。
By changing the timing at which the opening degree of the second on-off valve is changed, the intake air flow rate can be controlled with high precision while simplifying the control. The reason why this high-precision control of the intake air flow rate is possible is that when the second on-off valve is switched from fully open to a predetermined opening, the intake pressure downstream of the second on-off valve is near atmospheric pressure, so the differential pressure between the upper and lower sides of the second on-off valve is This is because the flow rate of intake air flowing through the bypass passage is small, so even if the timing is changed, the flow rate of intake air does not change significantly (poor sensitivity).

尚、アクチュエータ5Aをオン・オフデユーティ信号に
より制御してバイパス通路4の吸入空気流量を前述の如
く制御してもよい。
Incidentally, the intake air flow rate of the bypass passage 4 may be controlled as described above by controlling the actuator 5A using an on/off duty signal.

次に、前記制御装置6のハードウェア槽底の一例を第1
2図に基づいて説明する。
Next, an example of the hardware tank bottom of the control device 6 is
This will be explained based on FIG.

すなわち、所定クランク角度における筒内圧力を各気筒
毎に平均化処理圏gllA−11Dにより平均化処理し
た後、それらを加算器12にて加算する。
That is, after the cylinder pressure at a predetermined crank angle is averaged for each cylinder by the averaging processing zone gllA-11D, the adder 12 adds them together.

算出された全気筒の平均圧力から各気筒毎の平均圧力を
差分器14A−14Bにて夫々滅して各気筒毎の圧力差
を算出した後、各気筒毎の圧力差の比例分と積分分とを
PI処理回路15A−15Dにて夫々夏山する。
After calculating the pressure difference for each cylinder by subtracting the average pressure for each cylinder from the calculated average pressure for all cylinders using differentiators 14A and 14B, the proportional and integral parts of the pressure difference for each cylinder are calculated. are processed by the PI processing circuits 15A-15D, respectively.

また、クランク角センサ7等により検出された実際の機
関回転速度と目標回転速度との差を差分器16により算
出した後、この回転速度差の比例分と積分分とをPI処
理回路17にて算出する。そして、前記圧力差の比例分
及び積分分と回転速度差の比例分及び積分分とを加算器
18A−18Dにて加算して各気筒毎の補正値を求め、
これによりアクチュエータ5Aを制御する。
Further, after the difference between the actual engine rotation speed detected by the crank angle sensor 7 and the target rotation speed is calculated by the differentiator 16, the proportional part and the integral part of this rotation speed difference are calculated by the PI processing circuit 17. calculate. Then, adders 18A to 18D add the proportional and integral parts of the pressure difference and the proportional and integral parts of the rotational speed difference to obtain a correction value for each cylinder,
This controls the actuator 5A.

以上説明したように、絞弁2をバイパスするバイパス通
路4に第2開閉弁5を気筒毎に配設すると共に、各絞弁
2下流の吸気道!lの容積を燃焼室の最大容積の172
に設定し、かつ吸気弁3が開く時点の絞弁2下流の吸気
圧力を大気圧近傍になるように第2開閉弁5を全開させ
ると共に吸気行程においては第2開閉弁5を所定開度ま
で閉弁駆動させるようにしたので、以下の効果がある。
As explained above, the second on-off valve 5 is disposed for each cylinder in the bypass passage 4 that bypasses the throttle valve 2, and the intake path downstream of each throttle valve 2! The volume of l is the maximum volume of the combustion chamber, which is 172
and fully open the second on-off valve 5 so that the intake pressure downstream of the throttle valve 2 at the time the intake valve 3 opens is close to atmospheric pressure, and during the intake stroke, the second on-off valve 5 is opened to a predetermined opening degree. Since the valve is driven to close, the following effects can be obtained.

すなわち、吸気弁3が開き始めたときには燃焼室圧力(
吸気通路1の吸気圧力と略同様)大気圧近傍に維持され
るので、ピストンの下降に伴って燃焼室圧力は大気圧か
らアイドル運転時におけるピストン下死点位置での燃焼
室圧力(例えば−550〜−570□H,)まで略直線
的に低下する。したがって従来の絞弁制御のみによる吸
気圧力変化よりもポンピングロスを大幅に低減できるた
め、期間出力を最大限に発揮できる。また、バイパス通
路4の第2開閉弁5を電磁式アクチュエータ5Aにより
制御するようにしたので従来のものより構造を簡易化で
きる。
That is, when the intake valve 3 begins to open, the combustion chamber pressure (
As the piston descends, the combustion chamber pressure changes from atmospheric pressure to the combustion chamber pressure at the bottom dead center position of the piston during idling (e.g. -550 It decreases almost linearly to -570□H,). Therefore, pumping loss can be significantly reduced compared to changes in intake pressure due to conventional throttle valve control alone, and period output can be maximized. Furthermore, since the second on-off valve 5 of the bypass passage 4 is controlled by the electromagnetic actuator 5A, the structure can be simplified compared to the conventional one.

ここで、絞弁2から吸気弁3に至る吸気通路1の容積を
、燃焼室の最大容積の172以下に設定する理由を説明
する。前記燃焼室の最大容積をAと仮定し、絞弁2から
吸気弁3に至る吸気通路lの容積をBと仮定し圧縮比を
1/10と仮定し、またアイドル運転時のピストン下死
点位置における燃焼室圧力(吸気圧力)を−456,、
H,(高回転型のエンジンではバルブオーバーランプ期
間が大きいのでこの程度の値になる)と仮定して説明す
る。
Here, the reason why the volume of the intake passage 1 from the throttle valve 2 to the intake valve 3 is set to 172 or less, which is the maximum volume of the combustion chamber, will be explained. Assume that the maximum volume of the combustion chamber is A, that the volume of the intake passage l from the throttle valve 2 to the intake valve 3 is B, that the compression ratio is 1/10, and that the piston bottom dead center during idling operation is Combustion chamber pressure (intake pressure) at position -456,,
The explanation will be made on the assumption that H, (in a high-speed engine, the valve over-ramp period is long, so the value is about this value).

すなわち、ピストン上死点時における吸気通路1と燃焼
室との総容積は(A/11B)−となり、またピストン
下死点時における吸気通路lと燃焼室との総容積は(A
+8)となる。かかる状態で大気圧(1気圧)から−4
56□H,(0,4気圧)に燃焼室圧力及び吸気圧力が
変化するときには(A/10+B)/ (A+B)=0
.4となり、これを解くとA=2Bとなる。
That is, the total volume of the intake passage 1 and the combustion chamber at the piston top dead center is (A/11B) -, and the total volume of the intake passage 1 and the combustion chamber at the piston bottom dead center is (A
+8). Under such conditions, the atmospheric pressure (1 atm) decreases by -4
When the combustion chamber pressure and intake pressure change to 56□H, (0.4 atm), (A/10+B)/(A+B)=0
.. 4, and solving this results in A=2B.

したがって、前記吸気通路lの容積が燃焼室の最大容積
の約172以下のときに、アイドル運転時等の低負荷運
転時に最適なピストン下死点位置における燃焼室圧力を
確保できるのである。
Therefore, when the volume of the intake passage 1 is less than or equal to the maximum volume of the combustion chamber, which is about 172, it is possible to ensure the optimum combustion chamber pressure at the piston bottom dead center position during low load operation such as idling operation.

また、全気筒の総平均燃焼室圧力TOTALAVEから
各気筒毎にズレ分(偏差)CYLVARを求めるように
したので、各気筒の燃焼室圧力が前記総平均燃焼室圧力
TOTALAVEに近つくようになるため、燃焼室圧力
を全気筒にて略同様にできる。これによって、全気筒の
出力トルクを略同様にできるので、アイドル運転時の運
転性を安定化できる。また、各気筒の機関回転速度の目
標回転速度からの回転差(偏差)NVARを求めた後各
気筒毎にNPIを求めで、前記アクチュエータ5Aの制
御値に機関回転速度に依存するNPIを付加するように
したので、全気筒の機関回転速度を略同様にでき、これ
によってもアイドル運転時の運転性を安定化できる。
In addition, since the deviation (deviation) CYLVAR is calculated for each cylinder from the total average combustion chamber pressure TOTALAVE of all cylinders, the combustion chamber pressure of each cylinder approaches the total average combustion chamber pressure TOTALAVE. , the combustion chamber pressure can be made almost the same in all cylinders. This makes it possible to make the output torque of all cylinders substantially the same, thereby stabilizing the drivability during idling operation. Further, after determining the rotational difference (deviation) NVAR of the engine rotational speed of each cylinder from the target rotational speed, NPI is determined for each cylinder, and the NPI that depends on the engine rotational speed is added to the control value of the actuator 5A. This makes it possible to make the engine rotational speeds of all cylinders substantially the same, which also makes it possible to stabilize the drivability during idling operation.

また、各気筒において、燃焼室圧力を検出して一燃焼行
程(レファレンス信号)毎にアクチュエータ5Aの制御
値を求めて第2開閉弁5を制御するようにしたので、各
気筒においても、出力トルク及び機関回転速度を応答性
良く略同様にでき、これによってもアイドル運転時の運
転性を安定化できる。
In addition, in each cylinder, the combustion chamber pressure is detected and the control value of the actuator 5A is determined for each combustion stroke (reference signal) to control the second on-off valve 5. Therefore, the output torque of each cylinder is and the engine rotational speed can be made substantially the same with good responsiveness, and this also makes it possible to stabilize the drivability during idling operation.

次に、不発明の実施例を具体例を挙げて従来例と比較し
つつ説明する。
Next, a non-inventive embodiment will be described using specific examples and comparing with conventional examples.

すなわち、第1実施例は第13図に示すようにニアコン
ディショナ(外部負荷)をオン・オフさせたときのもの
であり、アイドル運転時に従来例においてはエアコンデ
ィジゴナをオンさせたときに、絞弁をバイパスするバイ
パス通路の補助空気制御弁の制御量に、予め設定された
エアコン補正量(第13図参照)をソイードフォワード
補正により加えて、絞弁下流の吸気圧力を高めるように
しているが、このものでは吸気弁の開閉タイミングに対
応して吸気圧力を制御できないのでニアコンディショナ
オン直後の吸気圧力が徐々にしか高まらないため機関回
転速度が大巾に低下(第13図参照)するという不具合
がある。これに対し、不発明においては、第2開閉弁5
を一燃焼行程毎に開閉駆動すると共に吸気弁3が開き始
めるときの吸気圧力を常時略大気圧力近傍に制御するよ
うにしたので、ニアコンディショナオン直後にも出力ト
ルクを応答性良く制御できるため、機関回転速度の低下
を大巾に小さく (第13M参照)でき、アイドル安定
性を向上できる。
That is, the first embodiment is for when the near conditioner (external load) is turned on and off as shown in FIG. 13, whereas in the conventional example, when the air conditioner is turned on during idling operation, A preset air conditioner correction amount (see Fig. 13) is added to the control amount of the auxiliary air control valve in the bypass passage that bypasses the throttle valve using soed forward correction to increase the intake pressure downstream of the throttle valve. However, with this type, the intake pressure cannot be controlled in response to the opening/closing timing of the intake valve, so the intake pressure increases only gradually after the near conditioner is turned on, resulting in a significant drop in engine speed (see Figure 13). There is a problem. On the other hand, in the non-invention, the second on-off valve 5
is driven to open and close every combustion stroke, and the intake pressure when the intake valve 3 begins to open is always controlled to approximately atmospheric pressure, so the output torque can be controlled with good responsiveness even immediately after the near conditioner is turned on. The drop in engine rotational speed can be greatly reduced (see No. 13M), and idle stability can be improved.

また、第2実施例は第14園に示すように加速運転時の
ものであり、従来においては特に低ギヤ位置にて加速運
転を行うと加速運転時に車両が前後方向に振動する現象
(以下、前後振動と称す)が第14図に示すように発生
する。これは、エンジンから人力されるトルクによって
車両の駆動系がその固有振動数で振動して発生するもの
である。これに対し、本発明においては、前記固有振動
数を打ち消す出力トルクパターンを加速運転状態に対応
させて予め設定し、加速運転開始時(例えばアクセルペ
ダルの操作量から検出する)から前記出力トルクパター
ンになるように?!2開閉弁を制御して出力トルクをフ
ィードバック制御すると加速運転時の前後振動を大巾に
抑制できる(第14i1参照)。
In addition, the second embodiment is for acceleration driving as shown in the 14th garden, and conventionally, when acceleration driving is performed especially in a low gear position, a phenomenon in which the vehicle vibrates in the longitudinal direction during acceleration driving (hereinafter referred to as (referred to as longitudinal vibration) occurs as shown in FIG. This occurs when the vehicle's drive system vibrates at its natural frequency due to the torque applied by the engine. In contrast, in the present invention, an output torque pattern that cancels the natural frequency is set in advance in correspondence with the acceleration driving state, and the output torque pattern is set from the start of acceleration driving (for example, detected from the operation amount of the accelerator pedal). So that it becomes? ! If the output torque is feedback-controlled by controlling the second on-off valve, longitudinal vibration during acceleration operation can be greatly suppressed (see No. 14i1).

ここで、従来の補助空気制御弁の制御量を補正すること
により前後振動を抑制することも考えられるが、このと
きには吸入空気流量を吸気弁の開閉タイミングに同期し
て制御できないので出力トルクを良好に制御できないた
め前後振動を充分に抑制できないのである。
Here, it is possible to suppress the longitudinal vibration by correcting the control amount of the conventional auxiliary air control valve, but in this case, the intake air flow rate cannot be controlled in synchronization with the opening/closing timing of the intake valve, so the output torque can be improved. Because it cannot be controlled properly, longitudinal vibration cannot be sufficiently suppressed.

かかる実施例を実施するための具体的構成を第15図に
基づいて説明すると、アクセルペダルの操作量、ニアコ
ンディショナのオン・オフ、ギヤ位置等の信号を受けて
目標トルク設定装置31は機関の発生出力トルクに対応
する目標出力トルクを時系列的に求め、制御装置32に
出力する。制御装置32は人力された目標出力トルクに
実際の出力トルク(ここでは燃焼室圧力)がなるように
フィードバック制御により電磁式アクチュエータ5Aを
介して各気筒の第2開閉弁を開閉駆動する。
The specific configuration for implementing this embodiment will be explained based on FIG. 15. In response to signals such as the amount of operation of the accelerator pedal, on/off of the near conditioner, and gear position, the target torque setting device 31 adjusts the engine speed. A target output torque corresponding to the generated output torque is determined in time series and is output to the control device 32. The control device 32 opens and closes the second on-off valve of each cylinder via the electromagnetic actuator 5A by feedback control so that the actual output torque (in this case, the combustion chamber pressure) becomes equal to the human-powered target output torque.

コノヨウに、本発明のものでは、アイドル時の回転落ち
防止1前後振動の抑制等を行うことができ非常に自由度
の高い制御を行うことができる。
In addition, in the present invention, it is possible to suppress the rotation drop prevention 1 back-and-forth vibration during idling, and it is possible to perform control with a very high degree of freedom.

尚、実施例においては、燃焼室圧力から機関の要求出力
トルクを検出するようにしたが、吸気圧力、吸入空気流
量、機関の空燃比(例えば排気中の酸素濃度から空燃比
を検出する酸素センサの検出信号)或いは実際の出力ト
ルクに基づいて第2開閉弁を制御してもよく、また運転
者のアクセルペダル操作量を検出してもよい。また、絞
弁をバイパスするバイパス通路に第2開閉弁を介装する
ようにしたが、例えば外部に設けられた蓄圧式のタンク
と絞弁下流の吸気通路とを連通させこの連通路やこ第2
開茅弁を介装させるようにしてもよい。
In the embodiment, the required output torque of the engine was detected from the combustion chamber pressure, but an oxygen sensor that detects the air-fuel ratio from the intake pressure, intake air flow rate, and engine air-fuel ratio (for example, the oxygen concentration in the exhaust gas) Alternatively, the second on-off valve may be controlled based on the actual output torque, or the amount of accelerator pedal operation by the driver may be detected. In addition, a second on-off valve is interposed in the bypass passage that bypasses the throttle valve.
An opening valve may be interposed.

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、気筒毎に設けられた第
1開閉弁下流の吸気通路に連通ずる連通路に第2開閉弁
5を介装するようにしたので、簡易な構成でポンピング
ロスを大幅に低減して出力トルクを向上できると共に吸
入空気流量を気筒毎に制御できる。また、検出された要
求トルクに基づいて各気筒の第2開閉弁を駆動制御する
ようにしたので、各気筒の出力トルクを応答性良く制御
できるため、運転性を向上できると共に機関の制御の自
由度を高めることができる。
<Effects of the Invention> As explained above, the present invention has the second on-off valve 5 interposed in the communication passage that communicates with the intake passage downstream of the first on-off valve provided for each cylinder. With this configuration, pumping loss can be significantly reduced and output torque can be increased, and the intake air flow rate can be controlled for each cylinder. In addition, since the second on-off valve of each cylinder is driven and controlled based on the detected required torque, the output torque of each cylinder can be controlled with good responsiveness, which improves drivability and provides freedom in engine control. You can increase the degree.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明の一
実施例を示す構成図、第3図は同上の要部拡大図、第4
図〜第7図は同上のフローチャート、第8図〜第11図
は同上の作用説明図、第12図は同上のハードウェア構
成図、第13図は不発明の第2実施例の説明図、第14
図は本発明の第2実施例の説明図、第15図は前記実施
例を実施するための構成図である。 第1図 1・・・吸気通路  2・・・絞弁  3・・・吸気弁
4・・・バイパス通路  5・・・第2M閉弁  5A
・・・アクチュエータ  6・・・制御装置
Fig. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is an enlarged view of the main parts of the same, and Fig. 4 is a diagram corresponding to the claims of the present invention.
7 to 7 are flowcharts as above, FIGS. 8 to 11 are action explanatory diagrams as above, FIG. 12 is a hardware configuration diagram as above, FIG. 13 is an explanatory diagram of a second embodiment of the invention, 14th
The figure is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a configuration diagram for implementing the embodiment. Fig. 1 1... Intake passage 2... Throttle valve 3... Intake valve 4... Bypass passage 5... 2nd M closing valve 5A
...Actuator 6...Control device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ピストン下降時に吸気弁を開いて燃焼室に空気を吸入す
るようにした内燃機関において、気筒毎に設けられ各気
筒の吸気弁に連通する吸気通路を開閉する第1開閉弁と
、各第1開閉弁下流の吸気通路に少なくとも連通する連
通路と、これら連通路を夫々開閉する第2開閉弁と、こ
れら第2開閉弁を駆動する駆動手段と、エンジンの要求
出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、該出力ト
ルク検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を介し
て前記各第2開閉弁を一燃焼行程毎に駆動制御する制御
手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の出力制御
装置。
In an internal combustion engine in which an intake valve is opened when a piston descends to draw air into a combustion chamber, a first opening/closing valve is provided for each cylinder and opens/closes an intake passage communicating with the intake valve of each cylinder, and a first opening/closing valve for each cylinder is provided for each cylinder. A communication passage that communicates at least with the intake passage downstream of the valve, second on-off valves that open and close these communication passages, drive means that drives these second on-off valves, and output torque detection means that detects the required output torque of the engine. and a control means for driving and controlling each of the second on-off valves for each combustion stroke via the drive means based on the detection result of the output torque detection means. Control device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05240090A (en) * 1992-02-17 1993-09-17 Atsugi Unisia Corp Idling speed controller of internal combustion engine
JP2016211504A (en) * 2015-05-13 2016-12-15 本田技研工業株式会社 Control device of internal combustion engine

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