JPH05231211A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device for internal combustion engine

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JPH05231211A
JPH05231211A JP3791392A JP3791392A JPH05231211A JP H05231211 A JPH05231211 A JP H05231211A JP 3791392 A JP3791392 A JP 3791392A JP 3791392 A JP3791392 A JP 3791392A JP H05231211 A JPH05231211 A JP H05231211A
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JP
Japan
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intake air
vvt
intake
air amount
internal combustion
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Akira Hashizume
明 橋爪
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Toyota Motor Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately control air fuel ratio even during transitional driving period which regard to a fuel injection control device of an internal combustion engine provided with a variable valve timing unit (VVT) attached thereto by finding a forecasted quantity of intake air conforming to the actual intake air quantity irrespective of the valve timing. CONSTITUTION:The most suitable VVT target spark advance value 'd' for the operation condition of an internal combustion engine at the present point of time is found and an actual spark advance value C is calculated by taking into consideration the response delay of the VVT due to the viscosity of the working oil. (Step 102 to step 110). Respective GNTA maps are provided for the maximum spark advance time and the maximum spark delay time of the VVT, and GNTA values a, b for respective cases are calculated based on the data of an engine speed NE and a throttle aperture TA at the present point of time. (Steps 112 and 114). Furthermore, a GNTAf corresponding to the VVT actual spark advance value c is calculated on the basis of a, b through an interpolation process (Step 116). A forecast intake air quantity GNFWD is calculated from this GNTAf. (Step 122).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に係り、特に可変バルブタイミング装置を備えると
共に、吸入空気量を予測して燃料噴射量を制御する内燃
機関の燃料噴射制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection control device for an internal combustion engine which has a variable valve timing device and which predicts an intake air amount to control the fuel injection amount. ..

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃料噴射量を決定する吸入空
気量については、吸気管圧力センサやエアフローメータ
等のセンサにて検出されたセンサ値をそのまま使用する
方法が一般的に知られている。しかしながらこの方法に
よると、例えばアクセルを踏み込んだスロットル急開時
等の過渡運転時には、センサの検出遅れ等によりセンサ
値自体が実際の値からずれてしまうため、過渡運転時の
空燃比を正確に制御することが困難であった。そこで上
記問題点を解決するために、近年、スロットル開度TA
と機関回転数NEとから、吸入空気量を予測する技術が
開発され周知とされている。この予測吸入空気量GNF
WDの算出方法については後で詳述するが、スロットル
開度TAと機関回転数NEとをパラメータとした2次元
マップよりGNTA(TA,NEで決まる定常時の吸入
空気量)を求め、このGNTAに対して所定の演算を行
ってGNFWDを求めることを基本としている。そして
このGNFWDによれば、実際に吸入された吸入空気量
が遅れなしで常に正確に求められるため、上記過渡運転
時においても空燃比を正確に制御することができるよう
になる。
2. Description of the Related Art As for the intake air amount that determines the fuel injection amount of an internal combustion engine, it is generally known that the sensor value detected by a sensor such as an intake pipe pressure sensor or an air flow meter is used as it is. .. However, according to this method, the sensor value itself deviates from the actual value due to sensor detection delay during transient operation such as when the throttle is suddenly opened by depressing the accelerator, so that the air-fuel ratio during transient operation can be accurately controlled. It was difficult to do. Therefore, in order to solve the above problems, in recent years, the throttle opening TA
A technique for predicting the intake air amount based on the engine speed NE and the engine speed NE has been developed and is well known. This predicted intake air amount GNF
Although the calculation method of WD will be described in detail later, GNTA (intake air amount at steady time determined by TA and NE) is calculated from a two-dimensional map using the throttle opening TA and the engine speed NE as parameters, and this GNTA is calculated. It is basically to obtain GNFWD by performing a predetermined calculation with respect to. According to this GNFWD, the actually taken intake air amount is always accurately obtained without delay, so that the air-fuel ratio can be accurately controlled even during the transient operation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】吸気バルブのバルブタ
イミングを変化せしめる可変バルブタイミング装置(以
下、VVTという)を備えている内燃機関では、スロッ
トル開度TAと機関回転数NEとが同一条件であって
も、吸気バルブのバルブタイミングの変化によって実際
の吸入空気量が変化する。一方、上記予測吸入空気量G
NFWDは上記の如くTAとNEの値からGNTAを介
して一義的に算出されるため、TAとNEとが同一条件
である場合には1つの予測吸入空気量GNFWDが算出
されるのみである。従って、VVT付内燃機関の場合に
は、特定のバルブタイミングを除いては予測吸入空気量
GNFWDが実際の吸入空気量から外れてしまうため、
予測吸入空気量GNFWDを採用しても過渡運転時にお
いて空燃比を正確に制御することができないという問題
が生じていた。
In an internal combustion engine equipped with a variable valve timing device (hereinafter referred to as VVT) that changes the valve timing of an intake valve, the throttle opening TA and the engine speed NE are the same condition. However, the actual intake air amount changes due to the change in the valve timing of the intake valve. On the other hand, the predicted intake air amount G
Since NFWD is uniquely calculated from the values of TA and NE via GNTA as described above, only one predicted intake air amount GNFWD is calculated when TA and NE are under the same condition. Therefore, in the case of the internal combustion engine with VVT, the predicted intake air amount GNFWD deviates from the actual intake air amount except for the specific valve timing.
Even if the predicted intake air amount GNFWD is adopted, there is a problem that the air-fuel ratio cannot be accurately controlled during the transient operation.

【0004】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、VVT付内燃機関において、バルブタイミングに
係わらず常に正確な吸入空気量を求めることにより、過
渡運転時においても空燃比を正確に制御しうる内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems. In an internal combustion engine with VVT, the air-fuel ratio is accurately controlled even during transient operation by always obtaining an accurate intake air amount regardless of valve timing. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】図1は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図である。同図に示すように本発明
は、内燃機関1の運転条件に応じて吸気バルブ2のバル
ブタイミングを変化せしめる可変バルブタイミング装置
3と、前記内燃機関1の回転数とスロットル開度から予
測された予測吸入空気量に基づいて、前記内燃機関1の
燃料噴射量を制御する制御手段4とを備えた内燃機関の
燃料噴射制御装置において、前記制御手段4は、前記内
燃機関1の回転数とスロットル開度から前記予測吸入空
気量を求めるマップ5を、異なるバルブタイミングに対
応させて少なくとも2つ以上設け、且つ、前記複数のマ
ップ5から夫々求められた基準予測吸入空気量の値に基
づいて、前記可変バルブタイミング装置3により変化せ
しめられる前記吸気バルブ2の任意のバルブタイミング
に対応する予測吸入空気量を求める算出手段6を設けた
構成である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention for achieving the above object. As shown in the figure, the present invention is predicted from the variable valve timing device 3 that changes the valve timing of the intake valve 2 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1, and the rotational speed and throttle opening of the internal combustion engine 1. In a fuel injection control device for an internal combustion engine, which comprises a control means 4 for controlling a fuel injection amount of the internal combustion engine 1 based on a predicted intake air amount, the control means 4 includes a rotation speed of the internal combustion engine 1 and a throttle. At least two maps 5 for obtaining the predicted intake air amount from the opening are provided corresponding to different valve timings, and based on the values of the reference predicted intake air amounts respectively obtained from the plurality of maps 5, Calculating means 6 for calculating a predicted intake air amount corresponding to an arbitrary valve timing of the intake valve 2 which is changed by the variable valve timing device 3. It is the only configuration.

【0006】[0006]

【作用】本発明において、吸気バルブ2のバルブタイミ
ングがマップ5の基準となるバルブタイミング以外の部
分に変化せしめられた場合においても、算出手段6が、
複数のマップ5から夫々求められた複数の基準予測吸入
空気量の値に基づいて変化したバルブタイミングに対応
する予測吸入空気量を求める。即ち、算出手段6は、可
変バルブタイミング装置3が変化せしめる吸気バルブ2
の任意のバルブタイミングに対して実際の吸入空気量に
合った正確な吸入空気量を予測する。このため、制御手
段4は、吸気バルブ2の任意のバルブタイミングに対し
て、内燃機関1の燃料噴射量を最適値に制御する。
In the present invention, even when the valve timing of the intake valve 2 is changed to a portion other than the valve timing which is the reference of the map 5, the calculating means 6 is
The predicted intake air amount corresponding to the valve timing changed based on the plurality of reference predicted intake air amount values respectively calculated from the plurality of maps 5. That is, the calculation means 6 uses the intake valve 2 that the variable valve timing device 3 changes.
The accurate intake air amount that matches the actual intake air amount is predicted for any valve timing of. Therefore, the control means 4 controls the fuel injection amount of the internal combustion engine 1 to an optimum value at any valve timing of the intake valve 2.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図2は本発明が適用される内燃機関(エン
ジン)およびその周辺装置の一実施例を表している。本
実施例は前記内燃機関1として4気筒4サイクル火花点
火式内燃機関に適用した例で、図2には任意の1気筒の
構造断面図を示している。この内燃機関(エンジン)の
各部は後述するマイクロコンピュータによって制御され
る。
FIG. 2 shows an embodiment of an internal combustion engine (engine) and its peripheral devices to which the present invention is applied. This embodiment is an example in which the internal combustion engine 1 is applied to a 4-cylinder 4-cycle spark ignition type internal combustion engine, and FIG. 2 shows a structural sectional view of an arbitrary 1-cylinder. Each part of this internal combustion engine (engine) is controlled by a microcomputer described later.

【0009】図2において、10はエンジン本体であ
り、エンジンブロック22内に図中、上下方向に往復運
動するピストン23が収納されている。ピストン23の
上部に形成された燃焼室24が吸気バルブ26(前記吸
気バルブ2に相当)を介してインテークマニホルド25
に連通される一方、排気バルブ27を介してエキゾース
トマニホルド28に連通されている。また、燃焼室24
にプラグギャップが突出するように点火プラグ29が設
けられている。
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an engine body, and an engine block 22 accommodates a piston 23 that reciprocates in the vertical direction in the figure. A combustion chamber 24 formed in the upper portion of the piston 23 is connected to an intake manifold 25 through an intake valve 26 (corresponding to the intake valve 2).
On the other hand, the exhaust manifold 27 communicates with the exhaust manifold 28. In addition, the combustion chamber 24
An ignition plug 29 is provided so that the plug gap protrudes.

【0010】インテークマニホルド25の上流側はサー
ジタンク30を介して4気筒共通に吸気管31に連通さ
れている。この吸気管31内にはスロットルバルブ3
3、熱線式エアフローメータ32が夫々設けられてい
る。スロットルバルブ33はアクセルペダルに連動して
開度が調整される構成とされており、またその開度はス
ロットルポジションセンサ34により検出される構成と
されている。熱線式エアフローメータ32は熱線32a
が一定温度を維持するための必要な電流値をもって吸入
空気の流速、即ち吸入空気量の信号としている。熱線式
エアフローメータ32の下流側には吸入空気温を測定す
る吸気温センサ35が設けられている。
An upstream side of the intake manifold 25 is connected to an intake pipe 31 via a surge tank 30 for all four cylinders. Inside this intake pipe 31, the throttle valve 3
3. A hot-wire type air flow meter 32 is provided respectively. The opening of the throttle valve 33 is adjusted in conjunction with the accelerator pedal, and the opening is detected by the throttle position sensor 34. The hot wire type air flow meter 32 is a hot wire 32a.
Is a signal of the flow rate of the intake air, that is, the intake air amount, with a current value necessary for maintaining a constant temperature. An intake air temperature sensor 35 that measures the intake air temperature is provided downstream of the hot wire air flow meter 32.

【0011】また、スロットルバルブ33を迂回し、か
つ、スロットルバルブ33の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路36が設けられ、そのバイパス通路36
の途中にソレノイドによって弁開度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ(ISCV)37
が取付けられている。
A bypass passage 36 that bypasses the throttle valve 33 and connects the upstream side and the downstream side of the throttle valve 33 is provided, and the bypass passage 36 is provided.
Idle speed control valve (ISCV) 37 whose valve opening is controlled by a solenoid in the middle of
Is installed.

【0012】38は燃料噴射弁で、インテークマニホル
ド25を通る空気流中に、後述のマイクロコンピュータ
21の指示に従い燃料を噴射する。また、酸素濃度検出
センサ(O2 センサ)39はエキゾーストマニホルド2
8を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。40は水温セン
サで、エンジンブロック22を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。41はイグナイタで、イグ
ニッションコイル(図示せず)の一次電流を開閉する。
また、42はディストリビュータで、エンジンクランク
シャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ
43と、エンジン回転数信号を例えば30℃A毎に発生
する回転角センサ44とを有している。
A fuel injection valve 38 injects fuel into the air flow passing through the intake manifold 25 in accordance with an instruction from the microcomputer 21, which will be described later. Further, the oxygen concentration detection sensor (O 2 sensor) 39 is an exhaust manifold 2
It is provided so as to partially penetrate 8 and detects the oxygen concentration in the exhaust gas before entering the catalyst device. A water temperature sensor 40 is provided so as to penetrate the engine block 22 and partially project into the water jacket, and detects the water temperature of the engine cooling water. An igniter 41 opens and closes a primary current of an ignition coil (not shown).
Further, 42 is a distributor, which has a cylinder discrimination sensor 43 for generating a reference position detection signal of the engine crankshaft, and a rotation angle sensor 44 for generating an engine speed signal every 30 ° C., for example.

【0013】更に、46は吸気バルブ26、排気バルブ
27のバルブタイミングを変える油圧駆動式の動弁機構
であり、マイクロコンピュータ21からの信号に応じて
動弁機構46に供給する油圧を制御する油圧コントロー
ルソレノイドバルブ(以下、単にソレノイドバルブとい
う)45と共に、前記可変バルブタイミング装置3に相
当する可変バルブタイミング装置47(VVT)を構成
している。ソレノイドバルブ45には作動油として所定
の油圧を有したエンジン10の潤滑油が供給されてい
る。また48は作動油としてのエンジン10の潤滑油の
温度を検出する油温センサであり、その出力値が後述す
るように本発明の制御に使用されるものである。VVT
47は吸気バルブ26または排気バルブ27の開閉タイ
ミングを作動油の油圧に応じて変化せしめる周知の構造
とされている。
Further, reference numeral 46 is a hydraulically driven valve operating mechanism for changing the valve timing of the intake valve 26 and the exhaust valve 27, and a hydraulic pressure for controlling the hydraulic pressure supplied to the valve operating mechanism 46 in response to a signal from the microcomputer 21. A variable valve timing device 47 (VVT) corresponding to the variable valve timing device 3 is configured together with a control solenoid valve (hereinafter, simply referred to as a solenoid valve) 45. Lubricating oil for the engine 10 having a predetermined hydraulic pressure is supplied to the solenoid valve 45 as hydraulic oil. Reference numeral 48 is an oil temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil of the engine 10 as hydraulic oil, the output value of which is used for the control of the present invention as described later. VVT
Reference numeral 47 has a known structure for changing the opening / closing timing of the intake valve 26 or the exhaust valve 27 in accordance with the hydraulic pressure of the working oil.

【0014】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ21は図3に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図2と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図3において、マ
イクロコンピュータ21は中央処理装置(CPU)5
0、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
(ROM)51、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ(RAM)52、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップRAM53、入力インタフ
ェース回路54、マルチプレクサ付きA/Dコンバータ
56及び入出力インタフェース回路55などから構成さ
れており、それらはバス57を介して互いに接続されて
いる。
The microcomputer 21 for controlling the operation of each unit having such a configuration has a hardware configuration as shown in FIG. 2, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. In FIG. 3, a microcomputer 21 is a central processing unit (CPU) 5
0, a read-only memory (ROM) 51 storing a processing program, a random memory used as a work area
An access memory (RAM) 52, a backup RAM 53 that retains data even after the engine is stopped, an input interface circuit 54, an A / D converter 56 with a multiplexer, an input / output interface circuit 55, and the like, which are connected via a bus 57. Are connected to each other.

【0015】A/Dコンバータ56は熱線式エアフロー
メータ32からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ3
5からの吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ
34からのスロットル開度検出信号、水温センサ40か
らの水温検出信号、O2 センサ39からの酸素濃度検出
信号、油温センサ48からの油温検出手信号を入力イン
タフェース回路54を通して順次切り換えて取り込み、
それをアナログ・ディジタル変換してバス57へ順次送
出する。
The A / D converter 56 receives an intake air amount detection signal from the hot wire type air flow meter 32 and an intake air temperature sensor 3
5, an intake air temperature detection signal, a throttle position sensor 34 throttle opening detection signal, a water temperature sensor 40 water temperature detection signal, an O 2 sensor 39 oxygen concentration detection signal, an oil temperature sensor 48 oil temperature detection hand. The signals are sequentially switched and captured through the input interface circuit 54,
It is converted from analog to digital and sent to the bus 57 sequentially.

【0016】入出力インタフェース回路55はスロット
ルポジションセンサ34からの検出信号及び回転角セン
サ44からのエンジン回転数(NE)に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス57を介してCPU
50へ入力する。
The input / output interface circuit 55 receives a detection signal from the throttle position sensor 34 and a rotation speed signal corresponding to the engine rotation speed (NE) from the rotation angle sensor 44, respectively, and outputs them via the bus 57 to the CPU.
Enter 50.

【0017】また、CPU50は上記の入出力インタフ
ェース回路55及びA/Dコンバータ56からバス57
を通して入力された各データに基づいて、各種演算処理
を実行し、得られたデータをバス57及び入出力インタ
フェース回路55を通してISCV37,燃料噴射弁3
8,イグナイタ41及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ45へ適宜選択出力し、ISCV37の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁38による燃料噴射時間、すなわち単位時間当りの
燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ41に
より点火時期制御を行なわせ、またソレノイドバルブ4
5を駆動して動弁機構46によるバルブタイミングの制
御を行なう。
The CPU 50 also receives the input / output interface circuit 55 and the A / D converter 56 from the bus 57.
Various arithmetic processes are executed based on each data input through the ISCV 37, the fuel injection valve 3 through the bus 57 and the input / output interface circuit 55.
8, the igniter 41 and the hydraulic control solenoid valve 45 are appropriately selected and output to control the opening of the ISCV 37 to control the idle speed to the target speed, or the fuel injection time by the fuel injection valve 38, that is, per unit time. The fuel injection amount and injection timing are controlled, the ignition timing is controlled by the igniter 41, and the solenoid valve 4
5 is driven to control the valve timing by the valve mechanism 46.

【0018】次に、上記VVT47によるバルブタイミ
ング制御について説明する。
Next, the valve timing control by the VVT 47 will be described.

【0019】図4(A),(B)夫々は吸気バルブ26
のバルブタイミングを最進角(x=60°CA)の場合
と最遅角(x=0°CA)の場合とについて示したタイ
ミングチャートである。図4(A),(B)を比較する
と、VVT最遅角における吸気バルブ26の閉弁(I.
C)タイミングは、VVT最進角における閉弁(I.
C)タイミングに比べて遅れている(β′>β)。一般
にエンジンの高回転領域においては、シリンダ内へ入り
込む吸入空気の流速が速いため、吸気バルブ26の閉弁
を遅らせることにより吸入空気の慣性力による慣性過給
効果が期待でき、これによって充填効率が向上して出力
トルクを上昇させることができる。また、反対に低回転
領域においては吸入空気の流速が遅く吸気の慣性力が小
さいため、吸気バルブ26の閉弁を早めることにより、
ピストンの上昇に伴ってシリンダ内の吸気が吸気ポート
内に押し戻されることを防止することができる。このよ
うに吸気バルブ26のバルブタイミングは、基本的に機
関回転数が高回転であるほど吸気バルブの閉弁を遅らせ
(遅角側)、低回転であるほど閉弁を早めるように(進
角側)、上記最進角から最遅角の間の最適バルブタイミ
ングに制御される。
The intake valve 26 is shown in each of FIGS.
5 is a timing chart showing the valve timing of the case of the most advanced angle (x = 60 ° CA) and the case of the most retarded angle (x = 0 ° CA). Comparing FIGS. 4A and 4B, the intake valve 26 is closed at the VVT most retarded angle (I.
C) The timing is the valve closing (I.
C) It is behind the timing (β '> β). Generally, in a high engine speed region, the flow velocity of the intake air entering the cylinder is high. Therefore, by delaying the closing of the intake valve 26, it is possible to expect an inertia supercharging effect due to the inertial force of the intake air, thereby improving the charging efficiency. It is possible to improve and increase the output torque. On the contrary, since the flow velocity of the intake air is slow and the inertial force of the intake air is small in the low rotation speed region, the intake valve 26 is closed earlier,
It is possible to prevent the intake air in the cylinder from being pushed back into the intake port as the piston rises. In this way, the valve timing of the intake valve 26 is basically such that the higher the engine speed is, the later the intake valve is closed (retarded), and the lower the engine speed is, the earlier the valve is closed (advanced). Side), the optimum valve timing is controlled between the most advanced angle and the most retarded angle.

【0020】また、図5は吸気行程における吸気ポート
内の圧力変化をVVT最進角時とVVT最遅角時の両条
件について表した図である。同図中、実線で示される最
進角時の圧力変化は、吸気TDC近傍で大きく正圧とな
り、その後ピストン23の下動に応じて大きく負圧とな
り、BDCを過ぎたところで吸気バルブ26が閉弁され
る。また点線で示される最遅角時の圧力変化は、吸気バ
ルブ26が開弁される吸気TDCのところで一時的に正
圧となり、その後大きく負圧となり、BDCを過ぎたと
ころからピストン23の上動に押し戻されて再び正圧と
なり、そして吸気バルブ26が閉弁される。図5中、吸
気TDCの部分の正圧は排気ガスの残圧による影響であ
るため考慮しないとすると、最遅角の場合は、BDC後
の正圧により吸入空気が押し戻される分、最進角の場合
に比べて吸入空気量が減少する。しかしながら高回転領
域では、このBDC後の正圧のところでも上記の如く慣
性を有した吸入空気がシリンダ内に供給されるため、吸
入空気量は遅角側の方が多くなる。このように、機関回
転数によっても異なるが、吸気バルブ26のバルブタイ
ミングを変化させることにより吸気行程における吸気ポ
ート内圧力が変化し、これによって吸入空気量が変化す
ることは同図より明確である。
FIG. 5 is a diagram showing changes in pressure in the intake port during the intake stroke under both conditions of the most advanced VVT angle and the most retarded VVT angle. In the figure, the pressure change at the most advanced angle shown by the solid line becomes a large positive pressure in the vicinity of the intake TDC, then becomes a large negative pressure in accordance with the downward movement of the piston 23, and the intake valve 26 closes after passing the BDC. Be spoken. Further, the pressure change at the most retarded angle shown by the dotted line temporarily becomes positive pressure at the intake TDC when the intake valve 26 is opened, then becomes a large negative pressure, and the piston 23 moves upward after passing BDC. Is pushed back to positive pressure again, and the intake valve 26 is closed. In FIG. 5, the positive pressure in the intake TDC portion is an effect due to the residual pressure of the exhaust gas and is not taken into consideration. In the case of the most retarded angle, the intake air is pushed back by the positive pressure after BDC and the most advanced angle. The amount of intake air is reduced compared to the case. However, in the high rotation region, since the intake air having inertia as described above is supplied into the cylinder even at the positive pressure after BDC, the intake air amount becomes larger on the retard side. As described above, although it varies depending on the engine speed, it is clear from the figure that the intake port pressure in the intake stroke changes by changing the valve timing of the intake valve 26, and the intake air amount changes accordingly. ..

【0021】従って、上述したようにエンジン回転数と
スロットル開度とから一義的に得られる予測吸入空気量
は、バルブタイミングに応じて変化する実際の吸入空気
量から外れるという従来の問題が発生した。そこで本実
施例では、吸気バルブ26の任意のバルブタイミングに
対して吸入空気量を正確に求め、これによって空燃比を
正確に制御することを目的としている。
Therefore, as described above, the conventional problem arises that the predicted intake air amount uniquely obtained from the engine speed and the throttle opening deviates from the actual intake air amount which changes according to the valve timing. .. Therefore, the present embodiment aims to accurately obtain the intake air amount for an arbitrary valve timing of the intake valve 26 and thereby accurately control the air-fuel ratio.

【0022】このため、本実施例におけるマイクロコン
ピュータ21は、ROM51内に格納されたプログラム
に従い以下に説明するフローチャートの処理を実行し、
前記した本発明になる制御手段4(マップ5、算出手段
6を含む)をソフトウェア処理にて実現する次に、本発
明装置の一実施例の要部を構成する制御プログラムとし
て、VVT制御/予測吸入空気量GNFWD算出ルーチ
ンについて説明する。図6は上記のVVT制御/予測吸
入空気量GNFWD算出ルーチンのフローチャートを示
す。このルーチンはメインルーチン周回毎に起動される
サブルーチンである。このVVT制御/予測吸入空気量
GNFWD算出ルーチンが起動されると、先ずステップ
102にて、上記回転角センサ44による検出信号およ
びスロットルポジションセンサ34による検出信号から
現時点における機関回転数NEおよびスロットル開度T
Aのデータを読み込む。読み込まれたデータを夫々NE
1 ,TA1 とする。次のステップ104では、上述した
各センサの検出信号から現時点におけるエンジンの各種
データを読み込み、またステップ102により得られた
NE1 ,TA1 と共に、VVT目標進角値d、即ち現時
点のエンジン運転状態に応じた吸気バルブ26の最適バ
ルブタイミングを算出する。次のステップ106では、
吸気バルブ26のバルブタイミングがステップ104に
て算出されたVVT目標進角値dとなるようにマイクロ
コンピュータ21からVVT47に対して制御出力を行
う。VVT47では、マイクロコンピュータ21からの
信号によりVVT目標進角値dに対応する油圧がソレノ
イドバルブ45で作成され、この油圧が動弁機構46の
吸気バルブ26側に作用するため、吸気バルブ26のバ
ルブタイミングが目標進角値dに変化する。
Therefore, the microcomputer 21 in this embodiment executes the processing of the flowchart described below according to the program stored in the ROM 51,
The above-mentioned control means 4 (including the map 5 and the calculation means 6) according to the present invention is realized by software processing. Next, VVT control / prediction is performed as a control program which constitutes a main part of an embodiment of the present invention device. The intake air amount GNFWD calculation routine will be described. FIG. 6 shows a flow chart of the VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine. This routine is a subroutine that is activated each time the main routine goes around. When this VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine is started, first, at step 102, the engine speed NE and the throttle opening degree at the present time are determined from the detection signal from the rotation angle sensor 44 and the detection signal from the throttle position sensor 34. T
Read the data of A. Each read data is NE
1 and TA 1 . In the next step 104, various data of the engine at the present time is read from the detection signals of the above-mentioned sensors, and together with NE 1 and TA 1 obtained in step 102, the VVT target advance value d, that is, the current engine operating state. The optimum valve timing of the intake valve 26 according to the above is calculated. In the next step 106,
The control output is performed from the microcomputer 21 to the VVT 47 so that the valve timing of the intake valve 26 becomes the VVT target advance value d calculated in step 104. In the VVT 47, a hydraulic pressure corresponding to the VVT target advance value d is created by the solenoid valve 45 in response to a signal from the microcomputer 21, and this hydraulic pressure acts on the intake valve 26 side of the valve mechanism 46. The timing changes to the target advance value d.

【0023】ここで、作動油の粘度が高い低温時には、
VVT47の動きが遅くなるため、マイクロコンピュー
タ21がVVT47に対して上記の如く制御出力を行っ
てから、吸気バルブ26のバルブタイミングが実際に目
標進角値dとなるまでに時間差が発生する。即ち、VV
T47に応答遅れが発生する。そして、バルブタイミン
グが変化する際の実際の吸入空気量の変化もこの応答遅
れに伴って、ある時間をかけて徐々に変化するようにな
る。次に説明するステップ108,110は、バルブタ
イミングが変化する際の予測吸気空気量を、上述した実
際の吸気空気量の変化に近いものとするための処理であ
る。ステップ108では、なまし係数nを図7に示すな
まし係数nのマップより算出する。そして、ステップ1
10では次式によりVVT47の上記応答遅れを考慮し
たVVT実進角値cを算出する。
Here, at low temperature where the viscosity of the hydraulic oil is high,
Since the movement of the VVT 47 becomes slow, a time difference occurs after the microcomputer 21 outputs the control output to the VVT 47 as described above and before the valve timing of the intake valve 26 actually reaches the target advance value d. That is, VV
A response delay occurs at T47. Then, the change in the actual intake air amount when the valve timing changes also gradually changes over a certain time due to this response delay. Steps 108 and 110 to be described next are processes for making the predicted intake air amount when the valve timing changes close to the above-described change of the actual intake air amount. In step 108, the smoothing coefficient n is calculated from the map of the smoothing coefficient n shown in FIG. And step 1
In 10, the VVT actual advance angle value c in consideration of the response delay of the VVT 47 is calculated by the following equation.

【0024】 c(i)=c(i−1)+{d−c(i−1)}/n ……(1) 上式(1)より、今回ルーチン通過時のVVT実進角値
c(i)は、目標進角値dと前回ルーチン通過時におけ
る実進角値c(i−1)との差をなまし係数nで除算し
たものを実進角値c(i−1)に加算して求められる。
この上式(1)によれば、ルーチンを繰り返すことによ
り、VVT実進角値cが変化開始前の進角値から時間を
かけて徐々に目標進角値dに近づくようになる。また、
なまし係数nは、図7に示すように上記油温センサ48
の検出信号である作動油の油温THOにより変化するた
め、VVT実進角値cが目標進角値dに達するまでの速
度は、THOが小さいほど遅くなり(なまし係数nが
大)、THOが大きいほど速くなる(なまし係数nが
小)。暖機が完全に終了した定常時の油温THO1 にお
いてはn=1.0となり、この場合には実進角値cが即
時に目標進角値dとなる。即ち、定常時においてはVV
T47に応答遅れが殆ど発生していないことを意味す
る。
C (i) = c (i−1) + {d−c (i−1)} / n (1) From the above equation (1), the actual VVT advance value c when the current routine is passed (I) is the actual advance value c (i-1) obtained by dividing the difference between the target advance value d and the actual advance value c (i-1) at the time of the previous routine passage by the smoothing coefficient n. Calculated by adding.
According to the above equation (1), by repeating the routine, the VVT actual advance value c gradually approaches the target advance value d from the advance value before the start of change over time. Also,
As shown in FIG. 7, the smoothing coefficient n is the oil temperature sensor 48.
Since the VVT actual advance value c reaches the target advance value d, the speed becomes slower as THO is smaller (the smoothing coefficient n is larger), because it changes depending on the oil temperature THO of the hydraulic oil that is the detection signal of The larger THO is, the faster the speed is (the smoothing coefficient n is small). At the steady-state oil temperature THO 1 when the warm-up is completely completed, n = 1.0, and in this case, the actual advance value c immediately becomes the target advance value d. That is, in the steady state, VV
This means that there is almost no delay in response at T47.

【0025】このように、図7に示すマップおよび上式
(1)によれば、作動油の粘度によるVVT47の応答
遅れが考慮され、実際のバルブタイミングの変化に対応
したVVT実進角値cを求めることができる。尚、本実
施例では、油温センサ48による油温THOからなまし
係数nを求めているが、水温センサ40による冷却水温
THWも油温THOと同様に変化し、油温THOと同様
にVVT47における作動油の粘度を代表する値となり
得ることから、図7に示すように冷却水温THWからな
まし係数nを求めるようにしても上記と同様の効果を得
ることができ、この場合には油温センサ48の装備を省
略することができる。
As described above, according to the map shown in FIG. 7 and the above equation (1), the response delay of the VVT 47 due to the viscosity of the hydraulic oil is considered, and the actual VVT advance value c corresponding to the actual valve timing change is taken into consideration. Can be asked. In this embodiment, the smoothing coefficient n is calculated from the oil temperature THO by the oil temperature sensor 48, but the cooling water temperature THW by the water temperature sensor 40 also changes in the same manner as the oil temperature THO, and the VVT 47 as in the oil temperature THO. Since it can be a value representative of the viscosity of the hydraulic oil in Fig. 7, even if the smoothing coefficient n is obtained from the cooling water temperature THW as shown in Fig. 7, the same effect as above can be obtained. The equipment of the temperature sensor 48 can be omitted.

【0026】次のステップ112では、上記ステップ1
02で読み込んだ現時点における機関回転数NE1 、ス
ロットル開度TA1 の値、および図8(A)に示すVV
T最進角用のGNTAマップ1(前記マップ5に相当)
から最進角時のGNTAを算出する。そして算出された
データをaとする。また次のステップ114では、上記
NE1 ,TA1 の値と図8(B)に示すVVT最遅角用
のGNTAマップ2(前記マップ5に相当)から最遅角
時のGNTAを算出する。そして算出されたデータをb
とする。ここでGNTAとは機関回転数NE、スロット
ル開度TAで決まる定常時の吸入空気量である。しかし
ながらVVT付内燃機関においては、上記の如く吸気バ
ルブのバルブタイミングによって吸入空気量が変化す
る。このため、本実施例では、図4(A)に示すVVT
最進角時のバルブタイミングでNE,TAを変化させた
時の吸入空気量を予め測定して図8(A)に示すGNT
Aマップ1を作成し、また、図4(B)に示すVVT最
遅角時のバルブタイミングでNE,TAを上記と同様に
変化させた時の吸入空気量を予め測定して図8(B)に
示すGNTAマップ2を作成する。このように本実施例
では、VVT最進角時と最遅角時の2枚のGNTAマッ
プを設けている。
In the next step 112, the above step 1
02, the engine speed NE 1 , the throttle opening TA 1 at the present time, and the VV shown in FIG.
GNTA map 1 for T most advanced angle (corresponding to map 5 above)
From this, GNTA at the most advanced angle is calculated. The calculated data is defined as a. In the next step 114, the GNTA at the most retarded angle is calculated from the values of NE 1 and TA 1 and the GNTA map 2 for VVT most retarded angle (corresponding to the map 5) shown in FIG. 8B. Then, the calculated data is b
And Here, GNTA is the intake air amount in a steady state determined by the engine speed NE and the throttle opening TA. However, in the VVT internal combustion engine, the intake air amount changes depending on the valve timing of the intake valve as described above. Therefore, in this embodiment, the VVT shown in FIG.
GNT shown in FIG. 8A is obtained by previously measuring the intake air amount when NE and TA are changed at the valve timing at the most advanced angle.
A map 1 is created, and the intake air amount when NE and TA are changed in the same manner as above at the valve timing when the VVT is most retarded as shown in FIG. The GNTA map 2 shown in FIG. As described above, in this embodiment, two GNTA maps for the most advanced VVT and the most retarded VVT are provided.

【0027】次にステップ116に進み、次式により上
記VVT実進角値cに対応するGNTA値であるGNT
Afを算出する。
Next, the routine proceeds to step 116, where GNT, which is the GNTA value corresponding to the VVT actual advance value c, is calculated by the following equation.
Calculate Af.

【0028】 GNTAf=(a−b)×c/60+b ……(2) 上式(2)の意味は、図9に示すように、VVT実進角
値cに対応するGNTA値を、最進角時のGNTAであ
るaと最遅角時のGNTAであるbとから補間して求め
る。バルブタイミングの変位各が60°CA程度のVV
Tの場合は、VVTの変位に応じてほぼ直線的に吸入空
気量が変化するため、上式(2)のような一次補間で大
きな誤差を発生させることなく実進角値cに対応するG
NTAfを求めることができる。
GNTAf = (ab) × c / 60 + b (2) The meaning of the above equation (2) is that the GNTA value corresponding to the VVT actual advance value c is set to the maximum value as shown in FIG. Interpolation is performed from a which is GNTA at the time of angle and b which is GNTA at the time of the most retarded angle. VV of each valve timing displacement is about 60 ° CA
In the case of T, since the intake air amount changes almost linearly according to the displacement of VVT, G corresponding to the actual advance value c without causing a large error in the primary interpolation as in the above equation (2).
NTAf can be determined.

【0029】このGNTAfの算出はルーチン通過毎に
毎回行われるため、NE,TAおよびVVT47による
バルブタイミングの変化に時々刻々対応する。
Since the calculation of GNTAf is performed every time the routine is passed, the change in valve timing due to NE, TA and VVT 47 is dealt with momentarily.

【0030】次のステップ118〜122の処理は、ス
テップ116にて得られたVVT実進角値cに対応する
GNTAfに対して所定の演算を行い、VVT実進角値
cに対応する予測吸入空気量GNFWDを算出する処理
である。従って、上記ステップ112からステップ12
2までの処理内容により前記した算出手段6が実現され
る。そして、図8に示される2つのGNTAマップと共
に前記制御手段4が実現される。
In the next steps 118 to 122, a predetermined calculation is performed on the GNTAf corresponding to the VVT actual advance value c obtained in step 116 to obtain the predicted inhalation corresponding to the VVT actual advance value c. This is a process of calculating the air amount GNFWD. Therefore, steps 112 to 12 above
The calculation means 6 described above is realized by the processing contents up to 2. Then, the control means 4 is realized together with the two GNTA maps shown in FIG.

【0031】次に図6に示されるルーチンのステップ1
18〜122の処理内容、即ちGNTAfから予測吸入
空気量GNFWDを求める方法について説明する。尚、
以下の説明においては説明の便宜上、上記GNTAfを
単にGNTAと称することにする。
Next, step 1 of the routine shown in FIG.
The processing contents of 18 to 122, that is, a method of obtaining the predicted intake air amount GNFWD from GNTAf will be described. still,
In the following description, for convenience of description, the GNTAf will be simply referred to as GNTA.

【0032】本実施例は吸入空気量と機関回転数に基づ
いて燃料噴射量を制御する内燃機関に適用したものであ
るが、1回転当りの吸気管圧力が吸入空気量に対応する
ことから、この1回転当りの吸気管圧力と機関回転数に
基づいて燃料噴射量を制御してもよいことは周知の通り
である。後者の装置では、図による説明はしないが、ダ
イヤフラム式の圧力センサをスロットルバルブ下流側の
サージタンクに取付け、この圧力センサで吸気管圧力を
検出する。
The present embodiment is applied to an internal combustion engine that controls the fuel injection amount based on the intake air amount and the engine speed. However, since the intake pipe pressure per revolution corresponds to the intake air amount, It is well known that the fuel injection amount may be controlled based on the intake pipe pressure per one revolution and the engine speed. In the latter device, although not shown in the figure, a diaphragm type pressure sensor is attached to the surge tank downstream of the throttle valve, and the intake pipe pressure is detected by this pressure sensor.

【0033】しかし、上述したように、過渡運転時には
実際の吸気管圧力の変化に対して、圧力センサの応答遅
れにより吸気管圧力検出値の変化が遅れる。そこで、本
出願人は時間遅れのないスロットル開度と機関回転数と
から定常状態での吸気管圧力を演算し、演算された定常
状態での吸気管圧力を一次遅れ処理して時間遅れのない
現時点の吸気管圧力を算出すると共に、機関燃焼室への
吸入空気量が確定する吸気弁閉弁時の吸気管圧力を予測
し、更に現時点と予測時点の両演算吸気管圧力の差を求
め、現時点の測定吸気管圧力にこの差を加算して予測値
PMFWDを算出する吸入空気量予測装置を提案した
(特開平2−42160号公報)。
However, as described above, the change in the intake pipe pressure detection value is delayed due to the response delay of the pressure sensor with respect to the actual change in the intake pipe pressure during the transient operation. Therefore, the applicant calculates the intake pipe pressure in the steady state from the throttle opening and the engine speed without time delay, and performs the first-order delay processing on the calculated intake pipe pressure in the steady state so that there is no time delay. In addition to calculating the intake pipe pressure at the present time, predicting the intake pipe pressure at the time of closing the intake valve where the intake air amount into the engine combustion chamber is determined, and further calculating the difference between the calculated intake pipe pressure at the present time and the predicted time, There has been proposed an intake air amount predicting device that calculates the predicted value PMFWD by adding this difference to the measured intake pipe pressure at present (Japanese Patent Laid-Open No. 42160/1990).

【0034】すなわち、この提案装置によれば、まずス
ロットル開度TAと機関回転数NEとで決まる定常走行
時の吸気管圧力PMTAを算出する。従って、この吸気
管圧力PMTAは加速時にはスロットル開度の変化に時
間遅れなく対応して図10に示す如く変化する。一方、
実際の吸気管圧力はスロットル開度変化に対して、定常
走行時の吸気管圧力PMTAの一次遅れ系を通した変化
をするので、PMTAを一次遅れ処理して図10に示す
如きPMCRTを算出する。
That is, according to this proposed apparatus, first, the intake pipe pressure PMTA during steady running determined by the throttle opening TA and the engine speed NE is calculated. Therefore, the intake pipe pressure PMTA changes as shown in FIG. 10 in response to the change in the throttle opening during acceleration without any time delay. on the other hand,
Since the actual intake pipe pressure changes with respect to the throttle opening change through the first-order lag system of the intake pipe pressure PMTA during steady running, PMTA is calculated by first-order lag processing of PMTA. ..

【0035】続いて、圧力センサ値PMと同じ応答をも
つ値としてPMCRTをもう一度一次遅れ処理して図1
0にPMCRT4で示すなまし値を、PMCRTの演算
周期の半分の周期で算出する。スロットルバルブの漏れ
空気量、アイドルスピードコントロールバルブの開度及
び大気圧が夫々変化していないものとすると、上記なま
し値PMCRT4とセンサ値PMとは同一となる。
Subsequently, the PMCRT is once again subjected to the first-order delay processing as a value having the same response as the pressure sensor value PM, and the value shown in FIG.
An averaging value indicated by PMCRT4 at 0 is calculated in a half cycle of the calculation cycle of PMCRT. Assuming that the leak air amount of the throttle valve, the opening degree of the idle speed control valve, and the atmospheric pressure have not changed, the smoothed value PMCRT4 and the sensor value PM are the same.

【0036】いま、現時点から吸気弁閉弁時までの時間
がTであるものとすると、Tを吸気管圧力の演算値PM
CRTの演算周期Δtで除算した回数だけ tAi =tAi-1 +TIM×(PMTA−tAi-1 ) なる式を繰り返し演算し、最終的に予測値tPMVLV
を算出する。ただし、初期値tA0 はPMCRTであ
る。
Assuming that the time from the present moment until the intake valve is closed is T, T is the calculated value PM of the intake pipe pressure.
The expression of tA i = tA i-1 + TIM × (PMTA-tA i-1 ) is repeatedly calculated by the number of times divided by the calculation cycle Δt of the CRT, and finally the predicted value tPMVLV is obtained.
To calculate. However, the initial value tA 0 is PMCRT.

【0037】PMとPMCRT4とが等しければtPM
VLVを予測値として用いればよいが、実際にはズレが
あるので、予測時点の演算吸気管圧力tPMVLVと現
時点の演算吸気管圧力PMCRT4との差(tpMVL
V−PMCRT4)に、現時点のセンサ測定吸気管圧力
PMを加算することにより、吸気弁閉弁時の予測吸気管
圧力PMFWDを得る。
If PM and PMCRT4 are equal, tPM
Although VLV may be used as the predicted value, since there is a deviation in practice, the difference (tpMVL) between the calculated intake pipe pressure tPMVLV at the predicted time point and the calculated intake pipe pressure PMCRT4 at the current time point (tpMVL).
The predicted intake pipe pressure PMFWD when the intake valve is closed is obtained by adding the current sensor measured intake pipe pressure PM to V-PMCRT4).

【0038】ところで、本実施例のような吸入空気量と
機関回転数とに基づいて燃料噴射量を制御する内燃機関
では、エアフローメータ32はスロットルバルブ33の
上流側にあるため、前記した圧力センサの測定値(吸気
管圧力)PMよりも位相が進んだ値となっている。その
ため、1回転当りのエアフローメータ32の測定吸入空
気量GNを遅れ処理して測定吸気管圧力値PM相当の値
GNSMを作ることにより、前述のロジックを本実施例
にも適用して予測吸入空気量GNFWDを得ることがで
きる。
By the way, in the internal combustion engine which controls the fuel injection amount based on the intake air amount and the engine speed as in the present embodiment, the air flow meter 32 is located upstream of the throttle valve 33, so that the pressure sensor described above is used. The measured value (intake pipe pressure) PM is a value advanced in phase. Therefore, by delaying the measured intake air amount GN of the air flow meter 32 per revolution to create a value GNSM corresponding to the measured intake pipe pressure value PM, the above-described logic is also applied to the present embodiment to predict the intake air amount. The quantity GNFWD can be obtained.

【0039】図11は上記の予測吸入空気量GNFWD
を算出する、本発明の要部の一実施例のフローチャート
を示す。このGNFWD算出ルーチンはマイクロコンピ
ュータ21によって、例えば8msec毎に起動される。こ
のルーチンが起動されると、まずステップ202にて、
エアフローメータ32により測定された吸入空気量Qと
回転角センサ44により測定された機関回転数NEとか
ら、機関回転数1回転当りの吸入空気量GNを算出す
る。
FIG. 11 shows the above predicted intake air amount GNFWD.
9 is a flowchart of an embodiment of the main part of the present invention for calculating This GNFWD calculation routine is started by the microcomputer 21 every 8 msec, for example. When this routine is started, first in step 202,
From the intake air amount Q measured by the air flow meter 32 and the engine speed NE measured by the rotation angle sensor 44, the intake air amount GN per one engine speed is calculated.

【0040】次にステップ204では、図6に示すVV
T制御/予測吸入空気量GNFWD算出ルーチンのステ
ップ116で求められたVVT実進角値cに対応するG
NTAを読み込む。
Next, at step 204, VV shown in FIG.
G corresponding to the VVT actual advance value c obtained in step 116 of the T control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine
Read NTA.

【0041】次のステップ206〜220の処理では、
上記定常走行時の吸入空気量GNTAに対して一次遅れ
処理を施す。即ち、ステップ206では、機関回転数N
Eと定常走行時の吸入空気量GNTAに基づいて定めら
れた一次遅れの時定数TIMCAのマップをROM51
内でサーチして、一次遅れの時定数TIMCAを算出す
る。続いて、ステップ208では、前記一次遅れ処理値
PMCRTに相当する一次遅れ処理値GNCRTを次式
に基づいて算出する。
In the next steps 206 to 220,
First-order lag processing is performed on the intake air amount GNTA during steady running. That is, in step 206, the engine speed N
The map of the time constant TIMCA of the first-order delay determined based on E and the intake air amount GNTA during steady running is stored in the ROM 51.
And the time constant TIMCA of the first-order delay is calculated. Then, in step 208, a primary delay processing value GNCRT corresponding to the primary delay processing value PMCRT is calculated based on the following equation.

【0042】 GNCRTi =GNCRTi-1 + (GNTA−GNCRTi-1 )×TIMCA ……(3) ただし、上式(3)中、GNCRTi-1 は前回の吸入空
気量の一次遅れ処理値である。次のステップ210で
は、過渡運転時にエアフローメータ32の検出吸入空気
量のなまし値GNSMと同じ応答をもつ値として、GN
CRTを次式により更に一次遅れ処理してなまし値GN
CRT4を算出する。
GNCRT i = GNCRT i-1 + (GNTA-GNCRT i-1 ) × TIMCA (3) However, in the above formula (3), GNCRT i-1 is the first-order lag processing value of the previous intake air amount. Is. In the next step 210, GN is determined as a value having the same response as the smoothed value GNSM of the detected intake air amount of the air flow meter 32 during transient operation.
The CRT is further subjected to first-order delay processing according to the following equation, and the smoothed value GN
Calculate CRT4.

【0043】 GNCRT4i =GNCRT4i-1 + (GNCRT−GNCRT4i-1 )×K ……(4) ただし、上式(4)中、GNCRT4i-1 は前回のなま
し値GNCRT4であり、またKは定数で、エアフロー
メータ32がスロットルバルブ33の上流側にある分の
応答遅れ量を補正するための係数である。
GNCRT4 i = GNCRT4 i-1 + (GNCRT-GNCRT4 i-1 ) × K (4) However, in the above formula (4), GNCRT4 i-1 is the previous smoothed value GNCRT4, and K is a constant, which is a coefficient for correcting the amount of response delay that the air flow meter 32 is on the upstream side of the throttle valve 33.

【0044】続いて、ステップ212にて機関回転数N
Eに応じてROM51内の一次元マップをサーチして時
定数TIMCを算出した後、ステップ214にて次式に
より前記測定吸気管圧力PMに相当する吸入空気量なま
し値GNSMを算出する。
Next, at step 212, the engine speed N
After the one-dimensional map in the ROM 51 is searched according to E to calculate the time constant TIMC, at step 214, the intake air amount smoothing value GNSM corresponding to the measured intake pipe pressure PM is calculated by the following equation.

【0045】 GNSMi =GNSMi-1 +(GN−GNSMi-1 )×TIMC (5) 上式(5)中、時定数TIMCにより吸入空気量なまし
値GNSMi は機関回転数NEに応じた応答性をもつよ
うに補正されている。なお、GNSMi-1 は前回のなま
し値GNSMである。
GNSM i = GNSM i-1 + (GN-GNSM i-1 ) × TIMC (5) In the above equation (5), the intake air amount smoothing value GNSM i is determined by the time constant TIMC according to the engine speed NE. It has been corrected to have excellent responsiveness. Note that GNSM i-1 is the previous smoothed value GNSM.

【0046】次にステップ216にて、現時点から吸入
空気量予測時点(すなわち機関燃焼室への吸入空気量が
確定する吸気バルブ26の閉弁時点)までの時間Tを算
出する。しかる後に、ステップ218にて、このGNF
WD算出ルーチンの実行周期をΔt(ここでは8msec
とすると、T/Δtで表わされる演算回数だけ次式の演
算を繰り返し実行する。
Next, at step 216, the time T from the present time to the intake air amount prediction time point (that is, the closing time point of the intake valve 26 at which the intake air amount into the engine combustion chamber is determined) is calculated. Then, in step 218, this GNF
The execution cycle of the WD calculation routine is Δt (8 msec in this case)
Then, the calculation of the following equation is repeatedly executed the number of times of calculation represented by T / Δt.

【0047】 tAi =tAi-1 +TIMCA×(GNTA−tAi-1 ) ……(6) ただし、上式(6)中、tAi-1 は前回のなまし値tA
である。また、初期値tA0 はGNCRTである。そし
て、上記ステップ218でT/Δt回計算後のなまし値
tAi を用いて、次のステップ220にて次式により吸
気バルブ26の閉弁時の予測吸入空気量GNFWDを算
出して、RAM62に格納した後、このルーチンを終了
する。
TA i = tA i-1 + TIMCA × (GNTA-tA i-1 ) (6) However, in the above formula (6), tA i-1 is the previous smoothed value tA.
Is. The initial value tA 0 is GNCRT. Then, in step 218, the smoothed value tA i calculated after T / Δt times is used, and in step 220, the predicted intake air amount GNFWD when the intake valve 26 is closed is calculated by the following equation, and the RAM 62 is calculated. After storing in, the routine ends.

【0048】 GNFWD=GNSM+(tAi −GNCRT4) ……(7) この予測吸入空気量GNFWDは前記予測吸気管圧力P
MFWDと同様の予測値で、定常走行時の吸入空気量G
NTAを一次遅れ処理して得られた値である。
GNFWD = GNSM + (tA i −GNCRT4) (7) This predicted intake air amount GNFWD is the predicted intake pipe pressure P.
Predicted value similar to MFWD, intake air amount G during steady running
It is a value obtained by first-order lag processing of NTA.

【0049】図11に示すGNFWD算出ルーチンで
は、図6に示すルーチンで得られたVVT実進角値cに
対応するGNTAを使用してGNFWDを求めているた
め、最終的に求められたGNFWDは、VVT47によ
りバルブタイミングの変更が行われた際に、バルブタイ
ミングの変化に対応して時々刻々変化する実際の吸入空
気量の変化を遅れなしで正確に表している。
In the GNFWD calculation routine shown in FIG. 11, since GNFWD is obtained by using GNTA corresponding to the VVT actual advance value c obtained in the routine shown in FIG. 6, the finally obtained GNFWD is , VVT 47 when the valve timing is changed, the change in the actual intake air amount that changes momentarily in response to the change in the valve timing is accurately represented without delay.

【0050】そして、本実施例ではこのGNFWDの値
に燃料噴射量換算係数tKINJを乗算すると共に、各
種補正値を乗算または加算して燃料噴射量TAUを算出
する。このため、求められた燃料噴射量TAUは、上記
の如く予測吸入空気量GNFWDとして得られる実際の
吸入空気量に対して、応答遅れをもたらすことなく常に
理論空燃比とする値となる。従って、本実施例の燃料噴
射制御装置によれば、VVT47を設けた内燃機関にお
いても、制御される吸気バルブ26のいかなるバルブタ
イミングに対して、予測吸入空気量GNFWDが実際の
吸入空気量に合った吸入空気量を示すため、加速時等の
過渡運転時においても空燃比を正確に制御することがで
きるようになる。その結果、VVT付内燃機関におい
て、排気エミッション、燃費、ドライバビリティの向上
を図ることができる。
In this embodiment, the value of GNFWD is multiplied by the fuel injection amount conversion coefficient tKINJ, and various correction values are multiplied or added to calculate the fuel injection amount TAU. Therefore, the calculated fuel injection amount TAU is always a value that causes the theoretical air-fuel ratio without causing a response delay with respect to the actual intake air amount obtained as the predicted intake air amount GNFWD as described above. Therefore, according to the fuel injection control device of the present embodiment, even in the internal combustion engine provided with the VVT 47, the predicted intake air amount GNFWD matches the actual intake air amount for any valve timing of the intake valve 26 to be controlled. Since the intake air amount is shown, the air-fuel ratio can be accurately controlled even during transient operation such as acceleration. As a result, in an internal combustion engine with VVT, it is possible to improve exhaust emission, fuel efficiency, and drivability.

【0051】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、吸気バルブのバルブタイミングとして進角側
と遅角側のいずれかを選択的に使用する、オン/オフ式
VVTを備えた内燃機関についても適用できる。この場
合には、図6に示すフローチャートにおいて、VVT目
標進角値dが最進角(x=60°CA)または最遅角
(x=0°CA)のいずれかに切り換わるという部分が
上記実施例と異なるものの、それ以外の部分については
上記実施例と全く同一である。この場合にも、油温TH
Oが低い場合にはバルブタイミングの切り換え、これに
応じた吸入空気量の変化に上述した応答遅れを伴うた
め、上記ステップ116によるGNTAf、そしてGN
TAfによるGNFWDをルーチン通過毎に求めること
により、GNFWDはバルブタイミング切り換え時の実
際の吸入空気量の変化に正確に適合するようになる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but is provided with an on / off type VVT that selectively uses either the advance side or the retard side as the valve timing of the intake valve. It can also be applied to an internal combustion engine. In this case, in the flowchart shown in FIG. 6, the part where the VVT target advance value d is switched to either the most advanced angle (x = 60 ° CA) or the most retarded angle (x = 0 ° CA) is described above. Although different from the embodiment, the other parts are exactly the same as the above embodiment. Even in this case, the oil temperature TH
When O is low, the valve timing is switched, and the response delay described above accompanies the change in the intake air amount, so that the GNTAf and GN in step 116 are changed.
By obtaining the GNFWD by TAf for each routine passage, the GNFWD can be accurately adapted to the actual change in the intake air amount at the time of switching the valve timing.

【0052】また、上記実施例では図6に示すフローチ
ャートのステップ108,110の処理で応答遅れを伴
うVVT実進角値を推定していたが、VVT進角値セン
サを別にもうけて、このセンサ値によりVVT実進角値
を求める構成としてもよく、この場合にはGNFWDの
値がより実際の吸入空気量に近づくため、上記効果をよ
り効果的なものとすることができる。
Further, in the above embodiment, the VVT actual advance value with a response delay was estimated in the processing of steps 108 and 110 of the flow chart shown in FIG. 6, but this sensor is provided separately. The VVT actual advance value may be obtained from the value, and in this case, the value of GNFWD becomes closer to the actual intake air amount, so that the above effect can be made more effective.

【0053】[0053]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、可変バル
ブタイミング装置を備えた内燃機関において、制御され
る吸気バルブのいかなるバルブタイミングに対しても算
出手段が実際の吸入空気量に合った正確な吸入空気量を
予測するため、定常運転時に加えて加速時等の過渡運転
時においても空燃比を常に正確に制御することができる
ようになる。その結果、可変バルブタイミング装置を備
えた内燃機関において、排気エミッション、燃費、ドラ
イバビリティの向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, in the internal combustion engine equipped with the variable valve timing device, the calculating means matches the actual intake air amount for any valve timing of the controlled intake valve. Since the accurate intake air amount is predicted, the air-fuel ratio can always be accurately controlled not only during steady operation but also during transient operation such as acceleration. As a result, in an internal combustion engine equipped with a variable valve timing device, it is possible to improve exhaust emission, fuel efficiency, and drivability.

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

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明が適用される内燃機関およびその周辺装
置の一実施例を表すシステム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an embodiment of an internal combustion engine and its peripheral devices to which the present invention is applied.

【図3】図2中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成図である。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the microcomputer in FIG.

【図4】吸気バルブのバルブタイミングを最進角の場合
と最遅角の場合とについて示したタイミングチャートで
ある。
FIG. 4 is a timing chart showing the valve timing of the intake valve in the case of the most advanced angle and the case of the most retarded angle.

【図5】吸気行程における吸気ポート内の圧力変化をV
VT最進角時とVVT最遅角時の両条件について表した
図である。
FIG. 5 shows the change in pressure in the intake port during the intake stroke as V
It is a figure showing both conditions at the time of VT most advanced angle and VVT most retarded angle.

【図6】本発明の要部の一実施例のVVT制御/予測吸
入空気量GNFWD算出ルーチンのフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a flowchart of a VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine according to an embodiment of a main part of the present invention.

【図7】図6のフローチャート中で使用されるなまし係
数nのマップ説明図である。
FIG. 7 is a map explanatory view of a moderating coefficient n used in the flowchart of FIG.

【図8】図6のフローチャート中で使用されるGNTA
のマップ説明図である。
FIG. 8: GNTA used in the flow chart of FIG.
It is a map explanatory view of.

【図9】図6のフローチャート中のGNTAfの算出方
法を説明する図である。
9 is a diagram illustrating a method of calculating GNTAf in the flowchart of FIG.

【図10】本出願人が先に提案した予測吸気管圧力の算
出方法の原理説明図である。
FIG. 10 is a principle explanatory diagram of a method for calculating a predicted intake pipe pressure previously proposed by the applicant.

【図11】本発明の要部の一実施例のGNFWD算出ル
ーチンを示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a GNFWD calculation routine according to an embodiment of the main part of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 2,26 吸気バルブ 3,47 可変バルブタイミング装置(VVT) 4 制御手段 5 マップ 6 算出手段 10 エンジン本体 21 マイクロコンピュータ 25 インテークマニホールド 28 エギゾーストマニホールド 30 サージタンク 32 熱線式エアフローメータ 33 スロットルバルブ 34 スロットルポジションセンサ 39 酸素濃度(O2 )センサ 40 水温センサ 42 ディストリビュータ 44 回転角センサ 45 油圧コントロールソレノイドバルブ 46 動弁機構 50 中央処理装置(CPU)1 Internal Combustion Engine 2,26 Intake Valve 3,47 Variable Valve Timing Device (VVT) 4 Control Means 5 Map 6 Calculating Means 10 Engine Main Body 21 Microcomputer 25 Intake Manifold 28 Exhaust Manifold 30 Surge Tank 32 Heat Wire Air Flow Meter 33 Throttle Valve 34 Throttle position sensor 39 Oxygen concentration (O 2 ) sensor 40 Water temperature sensor 42 Distributor 44 Rotation angle sensor 45 Hydraulic control solenoid valve 46 Valve mechanism 50 Central processing unit (CPU)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の運転条件に応じて吸気バルブ
のバルブタイミングを変化せしめる可変バルブタイミン
グ装置と、前記内燃機関の回転数とスロットル開度から
予測された予測吸入空気量に基づいて、前記内燃機関の
燃料噴射量を制御する制御手段とを備えた内燃機関の燃
料噴射制御装置において、 前記制御手段は、 前記内燃機関の回転数とスロットル開度から前記予測吸
入空気量を求めるマップを、異なるバルブタイミングに
対応させて少なくとも2つ以上設け、 且つ、該複数のマップから夫々求められた基準予測吸入
空気量の値に基づいて、前記可変バルブタイミング装置
により変化せしめられる前記吸気バルブの任意のバルブ
タイミングに対応する予測吸入空気量を求める算出手段
を設けた構成であることを特徴とする内燃機関の燃料噴
射制御装置。
1. A variable valve timing device for changing the valve timing of an intake valve according to operating conditions of an internal combustion engine; and a variable intake valve based on a predicted intake air amount predicted from a rotational speed of the internal combustion engine and a throttle opening. In a fuel injection control device for an internal combustion engine, which comprises a control means for controlling the fuel injection amount of the internal combustion engine, the control means is a map for obtaining the predicted intake air amount from the rotational speed and the throttle opening of the internal combustion engine, At least two or more corresponding to different valve timings are provided, and any one of the intake valves is changed by the variable valve timing device based on the value of the reference predicted intake air amount obtained from each of the plurality of maps. An internal combustion engine characterized in that it is provided with a calculating means for obtaining a predicted intake air amount corresponding to valve timing. Fuel injection control device.
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