JP2000073799A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JP2000073799A
JP2000073799A JP10239283A JP23928398A JP2000073799A JP 2000073799 A JP2000073799 A JP 2000073799A JP 10239283 A JP10239283 A JP 10239283A JP 23928398 A JP23928398 A JP 23928398A JP 2000073799 A JP2000073799 A JP 2000073799A
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JP
Japan
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opening
valve
engine
throttle
throttle valve
Prior art date
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JP10239283A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Matsuoka
雄司 松岡
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02T10/40—Engine management systems

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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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for internal combustion engine which makes the retreating running possible by controlling electronically the timing of an intake valve to communicate and to cut off between an intake passage and a combustion chamber. SOLUTION: When a trouble is generated to the control system of a throttle valve 34, and the output control of an engine by the switching of the throttle valve 34 is made impossible, the opening of the throttle valve 34 is regulated to a specific opening at the closing side which is decided mechanically, and instead of converting the opening of the throttle valve 34, the closing timing of an intake valve 20 is converted according to an accelerator opening, so as to control the output torque of the engine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
をモータにより開閉する電子制御装置に異常が発生した
ときに、退避走行を可能にする内燃機関の制御装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that enables limp-home running when an abnormality occurs in an electronic control device that opens and closes a throttle valve by a motor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、内燃機関の電子制御化が一層進
み、吸気通路に配設されるスロットルバルブの開度をモ
ータにより電子制御することや、吸気通路と燃焼室とを
その開閉により連通及び遮断する吸気バルブのタイミン
グを電子制御することが提案され、実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, electronic control of an internal combustion engine has been further advanced, and the degree of opening of a throttle valve disposed in an intake passage is electronically controlled by a motor, and the intake passage and a combustion chamber are communicated by opening and closing. Electronic control of the timing of the intake valve to be shut off has been proposed and put into practical use.

【０００３】スロットルバルブの開度をモータにより電
子制御する場合、モータ等の故障時には、スロットルバ
ルブを開閉することができなくなるので、その際にも、
内燃機関を操作して退避走行を行うことができる様に、
フェールセーフ処理を行う必要がある。When electronically controlling the opening of a throttle valve with a motor, the throttle valve cannot be opened and closed when the motor or the like fails.
To operate the internal combustion engine and perform limp-home running,
It is necessary to perform fail-safe processing.

【０００４】例えば、特開平５−１６３９９１号公報に
は、アイドル制御のためのアイドル回転数制御弁を備え
ることを前提とした上記フェールセーフ処理が開示され
ている。アイドル回転数制御弁は、アイドル制御に際
し、スロットルバルブをバイパスして燃焼室へと空気を
導入し、この空気量を調整して、アイドル回転数を目標
回転数に制御するためのものである。スロットルバルブ
の開度を電子制御するスロットル開度制御装置に異常が
生じたときには、スロットルバルブの開度を所定開度に
固定すると共に、アイドル回転数制御弁の開度をアクセ
ルペダルの操作量に応じて制御し、これによって退避走
行性能を確保する。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-163991 discloses the above fail-safe processing on the assumption that an idle speed control valve for idle control is provided. The idle speed control valve is for controlling the idle speed to the target speed by introducing air into the combustion chamber by bypassing the throttle valve during idle control and adjusting the amount of air. When an abnormality occurs in the throttle opening control device that electronically controls the opening of the throttle valve, the opening of the throttle valve is fixed at a predetermined opening, and the opening of the idle speed control valve is adjusted to the operation amount of the accelerator pedal. Control in accordance with this, thereby ensuring the limp-home running performance.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
バルブの開度をモータにより電子制御することが実現さ
れてからは、上記アイドル回転数制御弁を省略して、ス
ロットルバルブ自体に該アイドル回転数制御弁の機能を
も持たせ、アイドル制御に際しては、スロットルバルブ
の開度を制御することによって、アイドル回転数を目標
回転数に制御している。After the electronic control of the opening of the throttle valve by the motor is realized, the idle speed control valve is omitted and the throttle valve itself is controlled by the idle speed control. A valve function is also provided, and during idle control, the idle speed is controlled to the target speed by controlling the opening of the throttle valve.

【０００６】この場合、アイドル回転数制御弁が無いの
で、上記従来装置の様に、スロットル開度制御装置に異
常が生じたときに、アイドル回転数制御弁を制御して、
内燃機関の出力トルクを制御することができないという
問題が生じた。In this case, since there is no idle speed control valve, when an abnormality occurs in the throttle opening control device as in the above-described conventional device, the idle speed control valve is controlled to
There has been a problem that the output torque of the internal combustion engine cannot be controlled.

【０００７】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであり、従来とは全く異なる発想のも
とに、吸気通路と燃焼室間を連通及び遮断する吸気バル
ブのタイミングを電子制御することによって退避走行を
可能にする内燃機関の制御装置を提供することを目的と
する。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and based on a completely different idea from the prior art, electronically determines the timing of an intake valve for communicating and shutting off between an intake passage and a combustion chamber. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that enables a limp-home run by controlling.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、燃焼室へと通じる吸気通路内に配設され
たスロットルバルブの開度を内燃機関の運転状態に基づ
き電子制御するスロットル開度制御手段と、該スロット
ル開度制御手段の異常を検出する異常検出手段と、該異
常検出手段により前記スロットル開度制御手段の異常が
検出されると前記スロットルバルブの開度を所定開度に
固定するスロットル開度固定手段とを備えた内燃機関の
制御装置において、前記異常検出手段により前記スロッ
トル開度制御手段の異常が検出されたときには、前記吸
気通路と前記燃焼室間を連通及び遮断する吸気バルブの
閉じタイミングをアクセルペダルの操作量に応じて制御
するバルブタイミング制御手段を備えている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention electronically controls the opening of a throttle valve disposed in an intake passage leading to a combustion chamber based on the operating state of an internal combustion engine. Throttle opening control means, abnormality detection means for detecting abnormality of the throttle opening control means, and opening of the throttle valve by a predetermined amount when the abnormality detection means detects abnormality of the throttle opening control means. In the control device for the internal combustion engine, comprising: a throttle opening fixing means for fixing the throttle opening at a predetermined temperature, when the abnormality detecting means detects an abnormality of the throttle opening control means, the communication between the intake passage and the combustion chamber is established. There is provided a valve timing control means for controlling the closing timing of the intake valve to be shut off in accordance with the operation amount of the accelerator pedal.

【０００９】ここで、吸気バルブの閉じタイミングを変
更すると、燃焼室の体積効率、つまり燃焼室に吸入され
る混合ガスの容積が変化し、内燃機関の出力トルクが変
化する。このため、本発明の様にアクセルペダルの操作
量に応じて吸気バルブの閉じタイミングを制御すれば、
内燃機関の出力トルクを制御することができ、退避走行
が可能になる。Here, when the closing timing of the intake valve is changed, the volume efficiency of the combustion chamber, that is, the volume of the mixed gas sucked into the combustion chamber changes, and the output torque of the internal combustion engine changes. Therefore, if the closing timing of the intake valve is controlled according to the operation amount of the accelerator pedal as in the present invention,
The output torque of the internal combustion engine can be controlled, and limp-home running becomes possible.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１１】図１は、本発明の一実施形態であるエンジ
ンの制御装置を示す概略構成図である。図１において、
１０はシリンダブロック、１２はピストン、１４はコネ
クティングロッド、１５はクランク軸、１６はシリンダ
ボア、１８はシリンダヘッド、２０は吸気バルブ、２２
は吸気ポート、２４は排気バルブ、２６は排気ポート、
２８は点火栓である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine control device according to an embodiment of the present invention. In FIG.
10 is a cylinder block, 12 is a piston, 14 is a connecting rod, 15 is a crankshaft, 16 is a cylinder bore, 18 is a cylinder head, 20 is an intake valve, 22
Is an intake port, 24 is an exhaust valve, 26 is an exhaust port,
28 is an ignition plug.

【００１２】スロットルボディ３２内にスロットルバル
ブ（吸気絞り弁）３４が配置され、スロットルバルブ３
４の上流にはエアーフローメータ３６が配置されてい
る。吸気ポート２２は、吸気管３０を介してスロットル
ボディ３２に接続されている。燃料噴射弁４０は、その
燃料噴射端が吸気ポート２２に向かって設けられてい
る。排気ポート２６は、排気管４２に接続されている。A throttle valve (intake throttle valve) 34 is disposed in a throttle body 32, and a throttle valve 3 is provided.
An air flow meter 36 is disposed upstream of the air flow meter 4. The intake port 22 is connected to a throttle body 32 via an intake pipe 30. The fuel injection valve 40 has a fuel injection end provided toward the intake port 22. The exhaust port 26 is connected to an exhaust pipe 42.

【００１３】エンジンの吸入行程において、吸気バルブ
２０が下降して、吸気ポート２２が開かれると、吸気管
３０からの空気及び燃料噴射弁４０からの燃料が混合ガ
スとなって燃焼室へと吸入される。圧縮行程において、
吸気ポート２２及び排気ポート２６が共に閉じられ、ピ
ストン１２が上昇して、点火栓２８によって混合ガスが
点火される。排気行程において、排気バルブ２４が下降
して、排気ポート２６が開かれると、排気ガスが排気管
４２を通じて排出される。In the intake stroke of the engine, when the intake valve 20 is lowered and the intake port 22 is opened, the air from the intake pipe 30 and the fuel from the fuel injection valve 40 are mixed gas to be sucked into the combustion chamber. Is done. In the compression stroke,
The intake port 22 and the exhaust port 26 are both closed, the piston 12 rises, and the mixed gas is ignited by the spark plug 28. In the exhaust stroke, when the exhaust valve 24 is lowered and the exhaust port 26 is opened, the exhaust gas is exhausted through the exhaust pipe 42.

【００１４】電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」とす
る）４４は、図２に示す様に、ステップモータ４６を駆
動制御することによって、スロットルバルブ３４の開度
を調節する。スロットルセンサ４８は、スロットルバル
ブ３４の開度を検出し、この開度をＥＣＵ４４に通知す
る。As shown in FIG. 2, an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 44 controls the drive of a step motor 46 to adjust the opening of the throttle valve 34. The throttle sensor 48 detects the opening of the throttle valve 34 and notifies the ECU 44 of the opening.

【００１５】スロットルバルブ３４の開度は、エンジン
の非動作時、ステップモータ４６の異常時等のスロット
ルバルブ３４の制御系故障時に、機械的に定められる
（例えばバネによって定められる）閉じ側の所定開度に
調節される。The opening of the throttle valve 34 is determined mechanically (for example, by a spring) on a closed side when the control system of the throttle valve 34 fails, such as when the engine is not operating or when the step motor 46 is abnormal. The opening is adjusted.

【００１６】アクセルセンサ５２は、アクセルペダル５
４の踏込量（以下アクセル開度と称す）を検出し、この
アクセル開度をＥＣＵ４４に通知する。エンジン回転セ
ンサ５６は、クランク軸１５の回転数、つまりエンジン
回転数を検出して、この回転数をＥＣＵ４４に通知す
る。The accelerator sensor 52 includes an accelerator pedal 5
4 (hereinafter referred to as an accelerator opening) and notifies the ECU 44 of the accelerator opening. The engine rotation sensor 56 detects the rotation speed of the crankshaft 15, that is, the engine rotation speed, and notifies the ECU 44 of the rotation speed.

【００１７】アイドル状態において、ＥＣＵ４４は、エ
ンジンを所定の回転数で回転させるための目標開度を求
め、ステップモータ４６を駆動制御することによって、
スロットルバルブ３４の開度を目標開度に調節する。ま
た、アクセルペダル５４が踏み込まれた状態では、ＥＣ
Ｕ４４は、アクセルセンサ５２によって検出されたアク
セルペダル５４のアクセル開度に応じた目標開度を求
め、ステップモータ４６を駆動制御することによって、
スロットルバルブ３４の開度を目標開度に調節する。In the idling state, the ECU 44 obtains a target opening for rotating the engine at a predetermined rotation speed, and controls the driving of a step motor 46, thereby obtaining
The opening of the throttle valve 34 is adjusted to the target opening. When the accelerator pedal 54 is depressed, the EC
U44 obtains a target opening corresponding to the accelerator opening of the accelerator pedal 54 detected by the accelerator sensor 52, and controls the driving of the stepping motor 46,
The opening of the throttle valve 34 is adjusted to the target opening.

【００１８】バルブタイミング可変機構５８は、ＥＣＵ
４４の制御に応答して、吸気バルブ２０の開閉タイミン
グ、及び排気バルブ２４の開閉タイミングを調節する。
このバルブタイミング可変機構５８の一例を図３及び図
４に示す。その詳細は、特開平１０−１１０６０３号公
報に記載されているので、ここでは、その概略を説明す
る。The variable valve timing mechanism 58 includes an ECU
In response to the control of 44, the opening / closing timing of the intake valve 20 and the opening / closing timing of the exhaust valve 24 are adjusted.
An example of the variable valve timing mechanism 58 is shown in FIGS. The details are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-110603, and the outline thereof will be described here.

【００１９】タイミングギヤ１０１は、エンジンのクラ
ンク軸１５から駆動力を伝達され、クランク軸１５と同
期して回転する。従動軸としてのカムシャフト１０２
は、タイミングギア１０１から駆動力を伝達され、吸気
バルブ２０を開閉駆動する。カムシャフト１０２は、タ
イミングギア１０１に対し所定の位相差をおいて回動可
能である。タイミングギア１０１及びカムシャフト１０
２は、図３に示す矢印Ｘ方向からみて時計方向に回転す
る。以下この回転方向を進角方向とする。The timing gear 101 receives a driving force from the crankshaft 15 of the engine and rotates in synchronization with the crankshaft 15. Camshaft 102 as driven shaft
The driving force is transmitted from the timing gear 101 to drive the intake valve 20 to open and close. The camshaft 102 is rotatable with a predetermined phase difference with respect to the timing gear 101. Timing gear 101 and camshaft 10
2 rotates clockwise as viewed from the arrow X direction shown in FIG. Hereinafter, this rotation direction is referred to as an advance direction.

【００２０】タイミングギア１０１、シューハウジング
１０３及びリアプレート１１８は駆動側回転体としてハ
ウジング部材を構成し、ボルト１２０により同軸上に固
定されている。シューハウジング１０３は周壁１０４と
他方の側壁であるフロントプレート１０５とからなり一
体に形成されている。The timing gear 101, the shoe housing 103, and the rear plate 118 form a housing member as a driving-side rotating body, and are coaxially fixed by bolts 120. The shoe housing 103 is formed integrally with a peripheral wall 104 and a front plate 105 as the other side wall.

【００２１】図４に示す遅角方向、進角方向を表す矢印
は、シューハウジング１０３に対するベーンロータ１０
９の遅角方向、進角方向を表している。図３に示す様
に、ベーンロータ１０９及びブッシュ１０６は、ボルト
１２１によりカムシャフト１０２に一体に固定されてお
り、従動側回転体を構成している。Arrows indicating the retarding direction and the advancing direction shown in FIG.
9 represents a retard direction and an advance direction. As shown in FIG. 3, the vane rotor 109 and the bush 106 are integrally fixed to the camshaft 102 by bolts 121, and form a driven-side rotating body.

【００２２】カムシャフト１０２及びブッシュ１０６
は、それぞれタイミングギア１０１の内周壁１０１ａ及
びフロントプレート１０５の内周壁１０５ａに相対回動
可能に嵌合している。従って、カムシャフト１０２及び
ベーンロータ１０９はタイミングギア１０１及びシュー
ハウジング１０３に対して同軸に相対回動可能である。Camshaft 102 and bush 106
Are fitted to the inner peripheral wall 101a of the timing gear 101 and the inner peripheral wall 105a of the front plate 105 so as to be relatively rotatable. Therefore, the camshaft 102 and the vane rotor 109 can rotate relative to the timing gear 101 and the shoe housing 103 coaxially.

【００２３】他の部材として、シュー１０３ａ〜１０３
ｃ、ストッパ穴１０５ｂ、フランジ部１０７ｂ、ベーン
１０９ａ〜１０９ｃ、シール部材１１６、板ばね１１
７、ガイドリング１１９，１２２、収容孔１２３、連通
路１２４，１２５、油路１２６，１２７、油路１３２〜
１３７がある。As other members, shoes 103a to 103
c, stopper hole 105b, flange 107b, vanes 109a to 109c, seal member 116, leaf spring 11
7, guide rings 119 and 122, accommodation hole 123, communication passages 124 and 125, oil passages 126 and 127, oil passages 132 to 132
137.

【００２４】エンジン始動時、油圧ポンプから作動油が
油圧室１２９及び１３０にまだ導入されていないとき、
クランク軸１５の回転に伴いベーンロータ１０９はシュ
ーハウジング１０３に対して図４に示す最遅角位置にあ
る。ストッパーピストン１０７の円筒部１０７ａの先端
部はスプリング１０８の付勢力によりテーパ穴１２２ａ
に嵌合しており、この嵌合によりベーンロータ１０９と
シューハウジング１０３とは強固に拘束されている。At the start of the engine, when hydraulic oil has not yet been introduced into the hydraulic chambers 129 and 130 from the hydraulic pump,
With the rotation of the crankshaft 15, the vane rotor 109 is at the most retarded position shown in FIG. The tip of the cylindrical portion 107a of the stopper piston 107 has a tapered hole 122a due to the urging force of the spring 108.
The vane rotor 109 and the shoe housing 103 are firmly restrained by this fitting.

【００２５】エンジン始動後、まず各遅角油圧室に作動
油が供給される。油圧ポンプから作動油が供給される
と、油路１３１から図示しない油路を介して遅角油圧室
１１０、１１１、１１２に作動油が導入される。さらに
遅角油圧室１１０から油路１３６を介して油圧室１２９
に作動油が導入される。遅角油圧室１１０に供給される
作動油の油圧が所定圧以上になると、油圧室１２９から
ストッパピストン１０７の第２の受圧面が受ける力によ
り、図３に示す様にスプリング１０８の付勢力に抗して
ストッパピストン１０７はテーパ穴１２２ａから抜け出
し、ベーンロータ１０９はシューハウジング１０３との
拘束を解除される。After the engine is started, first, hydraulic oil is supplied to each retard hydraulic chamber. When the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump, the hydraulic oil is introduced from the oil passage 131 into the retard hydraulic chambers 110, 111, 112 via an oil passage (not shown). Further, a hydraulic chamber 129 is provided from the retard hydraulic chamber 110 through an oil passage 136.
Hydraulic oil is introduced into the pump. When the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the retard hydraulic pressure chamber 110 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the urging force of the spring 108 as shown in FIG. In contrast, the stopper piston 107 comes out of the tapered hole 122a, and the restraint of the vane rotor 109 from the shoe housing 103 is released.

【００２６】ストッパピストン１０７がテーパ穴１２２
ａから抜け出しても、ベーンロータ１０９は遅角油圧室
１１０、１１１、１１２から遅角方向に油圧を受けると
共に、カムシャフト１０２が受ける正、負のトルク変動
の平均はシューハウジング１０３に対してベーンロータ
１０９を遅角側に付勢するので、ベーンロータ１０９は
シューハウジング１０３に対して依然として図４に示す
最遅角位置、つまり収容室１４０の一方の周方向端部側
に保持される。The stopper piston 107 has a tapered hole 122
a, the vane rotor 109 receives the hydraulic pressure in the retard direction from the retard hydraulic chambers 110, 111, and 112, and the average of the positive and negative torque fluctuations received by the camshaft 102 with respect to the shoe housing 103. Is biased toward the retard side, so that the vane rotor 109 is still held at the most retarded position shown in FIG. 4 with respect to the shoe housing 103, that is, at one circumferential end of the accommodation chamber 140.

【００２７】次に、図４に示す状態から油圧を切り換え
て遅角油圧室１１０、１１１、１１２を大気開放し、進
角油圧室１１３、１１４、１１５に作動油を供給する
と、ストッパピストン１０７がテーパ穴１２２ａから抜
け出た状態でシューハウジング１０３に対してベーンロ
ータ１０９が図４の右方向、つまり進角方向に移動す
る。Next, the hydraulic pressure is switched from the state shown in FIG. 4 to release the retard hydraulic chambers 110, 111, 112 to the atmosphere and supply hydraulic oil to the advance hydraulic chambers 113, 114, 115. The vane rotor 109 moves to the right in FIG.

【００２８】この様に各油圧室の油圧を調整することに
より、シューハウジング１０３に対するベーンロータ１
０９の相対位相差、つまりクランク軸１５に対するカム
シャフト１０２の相対位相差を制御することができ、吸
気バルブ２０の開閉タイミングを変更することができ
る。同様の機構が排気バルブ２４のカムシャフトにも設
けられており、この排気バルブ２４の開閉タイミングを
変更することができる。By adjusting the hydraulic pressure of each hydraulic chamber in this manner, the vane rotor 1 with respect to the shoe housing 103 is adjusted.
09, that is, the relative phase difference of the camshaft 102 with respect to the crankshaft 15 can be controlled, and the opening / closing timing of the intake valve 20 can be changed. A similar mechanism is also provided on the camshaft of the exhaust valve 24, and the opening / closing timing of the exhaust valve 24 can be changed.

【００２９】図５は、クランク軸１５の回転角に対する
排気バルブ２４のリフト量、及び吸気バルブ２０のリフ
ト量を示すグラフである。曲線ｍは、排気バルブ２４の
リフト量の変化を示し、曲線ｎ0は、開閉タイミングを
最も遅角側に設定された吸気バルブ２０のリフト量の変
化を示し、曲線ｎ1は、開閉タイミングを進角αだけ進
角側に設定された吸気バルブ２０のリフト量の変化を示
し、曲線ｎ2は、開閉タイミングを進角αよりも大きな
進角βだけ進角側に設定された吸気バルブ２０のリフト
量の変化を示している。開閉タイミングを最も遅角側に
設定された吸気バルブ２０は、下死点を十分に過ぎてか
ら閉じ、開閉タイミングを最も進角側に設定された吸気
バルブ２０は、下死点の近傍で閉じる。FIG. 5 is a graph showing the lift amount of the exhaust valve 24 and the lift amount of the intake valve 20 with respect to the rotation angle of the crankshaft 15. Curve m illustrates the change in the lift amount of the exhaust valve 24, the curve n 0 represents the change in the lift amount of the intake valve 20 which is set to the most retarded side close timing, curve n 1 is the opening and closing timing The curve n 2 indicates the change in the lift amount of the intake valve 20 set to the advance side by the advance angle α, and the opening / closing timing of the intake valve 20 set to the advance side by the advance angle β larger than the advance angle α. 5 shows a change in the lift amount. The intake valve 20 whose opening / closing timing is set to the most retarded side closes after sufficiently passing the bottom dead center, and the intake valve 20 whose opening / closing timing is set to the most advanced side closes near the bottom dead center. .

【００３０】さて、本実施形態においては、スロットル
バルブ３４の制御系に何らかの故障が発生したときに
は、図６に示すフローチャートに従って、アクセルペダ
ル５４のアクセル開度に応じて吸気バルブ２０の開じタ
イミングを制御し、これによってエンジンの出力トルク
を制御し、退避走行を可能にしている。In this embodiment, when a malfunction occurs in the control system of the throttle valve 34, the opening timing of the intake valve 20 is determined according to the accelerator opening of the accelerator pedal 54 in accordance with the flowchart shown in FIG. Control, thereby controlling the output torque of the engine to enable limp-home running.

【００３１】まず、ＥＣＵ４４は、スロットルバルブ３
４の制御系に故障が発生したか否かを判定する（ステッ
プ２０１）。例えば、ＥＣＵ４４によってステップモー
タ４６を駆動制御したときに、スロットルバルブ３４が
所定の開度まで開閉しなかったり、スロットルバルブ３
４が全く動かないことがスロットルセンサ４８の検出出
力に基づいて判定されると、故障が発生したと判定され
る。First, the ECU 44 controls the throttle valve 3
It is determined whether or not a failure has occurred in the control system 4 (step 201). For example, when the drive of the step motor 46 is controlled by the ECU 44, the throttle valve 34 does not open and close to a predetermined opening degree, or the throttle valve 3
If it is determined based on the detection output of the throttle sensor 48 that the 4 does not move at all, it is determined that a failure has occurred.

【００３２】スロットルバルブ３４の制御系に故障が発
生していないと判定された場合は（ステップ２０１，N
o）、ＥＣＵ４４は、通常のエンジン制御、つまりアイ
ドル状態、もしくはアクセルペダル５４が踏み込まれて
いる状態に応じて、スロットルバルブ３４の開度を目標
開度に調節する（ステップ２０２）。If it is determined that no failure has occurred in the control system of the throttle valve 34 (step 201, N
o), the ECU 44 adjusts the opening of the throttle valve 34 to the target opening according to the normal engine control, that is, the idle state or the state where the accelerator pedal 54 is depressed (step 202).

【００３３】また、スロットルバルブ３４の制御系に故
障が発生していると判定された場合は（ステップ２０
１，Yes）、ＥＣＵ４４は、スロットルバルブ３４の開
度を機械的に定められる閉じ側の所定開度に調節する。If it is determined that a malfunction has occurred in the control system of the throttle valve 34 (step 20).
1, Yes), the ECU 44 adjusts the opening of the throttle valve 34 to a predetermined opening on the closing side that is mechanically determined.

【００３４】次に、ＥＣＵ４４は、アクセルセンサ５２
によって検出されたアクセルペダル５４のアクセル開度
が予め定められた第１しきい値Ａよりも大きいか否かを
判定する（ステップ２０３）。アクセル開度が第１しき
い値Ａよりも小さければ（ステップ２０３，Yes）、Ｅ
ＣＵ４４は、バルブタイミング可変機構５８を駆動制御
して、吸気バルブ２０の閉じタイミングを最も遅角側に
設定する（ステップ２０４）。吸気バルブ２０の閉じタ
イミングを最も遅角側に設定した場合（図５のグラフに
おける曲線ｎ0）、吸入行程において、ピストン１２が
下死点から十分に離れたときに、吸気バルブ２０が閉じ
るので、燃焼室に吸入される混合ガスの容積が小さくな
り、エンジンの出力トルクが低下する（ステップ２０
５）。Next, the ECU 44 controls the accelerator sensor 52
It is determined whether or not the accelerator opening of the accelerator pedal 54 detected as described above is greater than a first threshold value A (step 203). If the accelerator opening is smaller than the first threshold value A (step 203, Yes), E
The CU 44 controls the drive of the variable valve timing mechanism 58 to set the closing timing of the intake valve 20 to the most retarded side (step 204). When the closing timing of the intake valve 20 is set to the most retarded side (curve n 0 in the graph of FIG. 5), the intake valve 20 closes when the piston 12 is sufficiently separated from the bottom dead center in the intake stroke. Then, the volume of the mixed gas sucked into the combustion chamber is reduced, and the output torque of the engine is reduced (step 20).
5).

【００３５】また、アクセル開度が第１しきい値Ａより
も大きければ（ステップ２０３，No）、ＥＣＵ４４は、
アクセル開度が予め定められた第２しきい値Ｂ（Ａ＜
Ｂ）よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０
６）。アクセル開度が第２しきい値Ｂよりも小さければ
（ステップ２０６，Yes）、ＥＣＵ４４は、バルブタイ
ミング可変機構５８を駆動制御して、吸気バルブ２０の
閉じタイミングを進角αだけ進角側に設定する（ステッ
プ２０７）。吸気バルブ２０の閉じタイミングを進角α
だけ進角側に設定した場合（図５のグラフにおける曲線
ｎ1）、吸入行程において、ピストン１２が下死点から
僅かに離れたときに、吸気バルブ２０が閉じるので、閉
じタイミングを最も遅角側に設定した場合よりも、燃焼
室に吸入される混合ガスの容積が大きくなり、エンジン
の出力トルクが上昇する（ステップ２０８）。If the accelerator opening is greater than the first threshold value A (step 203, No), the ECU 44
A second threshold value B (A <
B) is determined (step 20)
6). If the accelerator opening is smaller than the second threshold value B (Step 206, Yes), the ECU 44 controls the drive of the variable valve timing mechanism 58 to shift the closing timing of the intake valve 20 to the advance side by the advance angle α. It is set (step 207). Advance timing of intake valve 20 closing timing α
When the piston 12 is slightly advanced from the bottom dead center in the intake stroke (curve n 1 in the graph of FIG. 5), the intake valve 20 closes. Side, the volume of the mixed gas sucked into the combustion chamber becomes larger, and the output torque of the engine increases (step 208).

【００３６】更に、アクセル開度が第２しきい値Ｂより
も大きければ（ステップ２０６，No）、ＥＣＵ４４は、
バルブタイミング可変機構５８を駆動制御して、吸気バ
ルブ２０の閉じタイミングを進角αよりも大きな進角β
だけ進角側に設定する（ステップ２０９）。吸気バルブ
２０の閉じタイミングを進角βだけ進角側に設定した場
合（図５のグラフにおける曲線ｎ2）、吸入行程におい
て、ピストン１２が下死点近傍にあるときに、吸気バル
ブ２０が閉じるので、閉じタイミングを進角αに設定し
た場合よりも、燃焼室に吸入される混合ガスの容積がよ
り大きくなり、エンジンの出力トルクが更に上昇する
（ステップ２１０）。Further, if the accelerator opening is larger than the second threshold value B (step 206, No), the ECU 44
The drive timing of the variable valve timing mechanism 58 is controlled to set the closing timing of the intake valve 20 to an advance angle β larger than the advance angle α.
Only on the advance side (step 209). When the closing timing of the intake valve 20 is set to the advance side by the advance angle β (curve n 2 in the graph of FIG. 5), the intake valve 20 closes when the piston 12 is near the bottom dead center in the intake stroke. Therefore, the volume of the mixed gas sucked into the combustion chamber becomes larger than when the closing timing is set to the advance angle α, and the output torque of the engine further increases (step 210).

【００３７】図７は、アクセル開度に対する吸気バルブ
２０の閉じタイミングの特性を示すグラフである。図７
のグラフから明らかな様に、アクセル開度が第１しきい
値Ａよりも小さければ、吸気バルブ２０の閉じタイミン
グが最も遅角側に設定され、これによってエンジンの出
力トルクが最も低くなる。また、アクセル開度が第１し
きい値Ａよりも大きくかつ第２しきい値Ｂよりも小さけ
れば、吸気バルブ２０の閉じタイミングが進角αだけ進
角側に設定され、これによってエンジンの出力トルクが
上昇する。更に、アクセル開度が第２しきい値Ｂよりも
大きければ、吸気バルブ２０の閉じタイミングが進角α
よりも大きな進角βだけ進角側に設定され、これによっ
てエンジンの出力トルクが更に上昇する。FIG. 7 is a graph showing characteristics of the closing timing of the intake valve 20 with respect to the accelerator opening. FIG.
As is clear from the graph, when the accelerator opening is smaller than the first threshold value A, the closing timing of the intake valve 20 is set to the most retarded side, whereby the output torque of the engine becomes the lowest. If the accelerator opening is larger than the first threshold value A and smaller than the second threshold value B, the closing timing of the intake valve 20 is set to the advance side by the advance angle α, thereby the output of the engine. The torque increases. Further, if the accelerator opening is larger than the second threshold value B, the closing timing of the intake valve 20 is advanced by the advance angle α.
A larger advance angle β is set on the advance side, whereby the output torque of the engine further increases.

【００３８】ただし、ここでは、吸気バルブの閉じタイ
ミングとエンジン出力の関係を単純化して説明している
が、実際には、吸気バルブの閉じタイミングに対するエ
ンジン出力の変化特性は複雑であり、吸気バルブの閉じ
タイミングを進角側に変更すれば、エンジン出力が高く
なるとは限らない。したがって、アクセル開度に対する
吸気バルブの閉じタイミングの設定は、各種のエンジン
のそれぞれにおいて、吸気バルブの閉じタイミングに対
する実際のエンジン出力特性に応じて適宜に設定する必
要がある。要するに、アクセル開度が大きくなる程、エ
ンジンの出力トルクが高くなる様に吸気バルブの閉じタ
イミングを変更すれば良い。更に、アクセル開度に対し
て、吸気バルブの閉じタイミングを段階的に変更せず、
連続的に滑らかに変更しても良い。Here, the relationship between the intake valve closing timing and the engine output is described in a simplified manner. However, in practice, the change characteristic of the engine output with respect to the intake valve closing timing is complicated. If the closing timing is changed to the advanced side, the engine output does not always increase. Therefore, the setting of the closing timing of the intake valve with respect to the accelerator opening needs to be appropriately set in each of various types of engines according to the actual engine output characteristic with respect to the closing timing of the intake valve. In short, the closing timing of the intake valve may be changed so that the output torque of the engine increases as the accelerator opening increases. Furthermore, the closing timing of the intake valve is not changed stepwise with respect to the accelerator opening,
It may be changed smoothly continuously.

【００３９】この様に本実施形態では、スロットルバル
ブ３４の制御系に故障が発生して、スロットルバルブ３
４の開閉によるエンジンの出力制御ができなくなった場
合には、スロットルバルブ３４の開度を機械的に定めら
れる閉じ側の所定開度に調節し、このスロットルバルブ
３４の開度を変更する代わりに、アクセル開度に応じ
て、吸気バルブ２０の閉じタイミングを変更して、エン
ジンの出力トルクを制御している。As described above, in the present embodiment, a failure occurs in the control system of the throttle valve 34 and the throttle valve 3
When the engine output cannot be controlled by opening and closing the throttle valve 4, the opening of the throttle valve 34 is adjusted to a predetermined mechanically determined opening on the closing side, and instead of changing the opening of the throttle valve 34, The output timing of the engine is controlled by changing the closing timing of the intake valve 20 according to the accelerator opening.

【００４０】エンジンの負荷が一定の状態においては、
エンジンの出力トルクが高くなる程、エンジンの回転数
が上昇する。このため、スロットルバルブ３４の制御系
に故障が発生しても、アクセルペダル５４を適宜に踏み
込んで、アクセル開度を調節すれば、退避走行が可能で
ある。When the load of the engine is constant,
The higher the engine output torque, the higher the engine speed. For this reason, even if a failure occurs in the control system of the throttle valve 34, if the accelerator pedal 54 is depressed appropriately and the accelerator opening is adjusted, limp-home traveling is possible.

【００４１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものでなく、多様に変形することができる。例えば、
モータは、ステップモータだけでなく、ＤＣモータやト
ルクモータといった他のモータを適用することができ
る。また、バルブタイミング可変機構は、図３及び図４
に示されるものだけでなく、周知の他の構成のものを適
用することができる。例えば、カムシャフトの軸方向の
位置に応じてカムプロファイルを変更しておき、カムシ
ャフトを軸方向に移動することによって、バルブの開閉
に用いられるカムプロファイルを選択するという構成の
ものがある。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example,
As the motor, not only a step motor but also other motors such as a DC motor and a torque motor can be applied. The variable valve timing mechanism is shown in FIGS.
In addition to those shown in the above, other known configurations can be applied. For example, there is a configuration in which a cam profile is changed according to an axial position of a camshaft, and a cam profile used for opening and closing a valve is selected by moving the camshaft in the axial direction.

【００４２】更に、吸気バルブの閉じタイミングだけで
なく、スロットル開度に応じて、排気バルブの開閉タイ
ミング、混合ガスの点火タイミング、燃料の噴射タイミ
ング等を変更し、これによってエンジン出力を変更して
も構わない。Further, not only the closing timing of the intake valve but also the opening / closing timing of the exhaust valve, the ignition timing of the mixed gas, the fuel injection timing, etc. are changed in accordance with the throttle opening, thereby changing the engine output. No problem.

【００４３】[0043]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ア
クセルペダルの操作量に応じて吸気バルブの閉じタイミ
ングを制御し、燃焼室の体積効率を変化させて、内燃機
関の出力トルクを制御しているので、退避走行が可能に
なる。As described above, according to the present invention, the closing timing of the intake valve is controlled in accordance with the operation amount of the accelerator pedal, the volume efficiency of the combustion chamber is changed, and the output torque of the internal combustion engine is reduced. Since the vehicle is controlled, limp-home traveling becomes possible.

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

【図１】本発明の一実施形態であるエンジンの制御装置
を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine control device according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１のエンジンにおけるスロットルバルブ周辺
の機構を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a mechanism around a throttle valve in the engine of FIG. 1;

【図３】図１のエンジンにおけるバルブタイミング可変
機構を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a variable valve timing mechanism in the engine of FIG. 1;

【図４】図３のバルブタイミング可変機構を示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view showing the variable valve timing mechanism of FIG. 3;

【図５】図１のエンジンにおけるクランク軸の回転角に
対するバルブのリフト量を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a lift amount of a valve with respect to a rotation angle of a crankshaft in the engine of FIG. 1;

【図６】本実施形態における処理過程を示すフローチャ
ートである。FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure in the embodiment.

【図７】本実施形態におけるアクセル開度に対する吸気
バルブの閉じタイミングを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a timing of closing an intake valve with respect to an accelerator opening in the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ シリンダブロック １２ ピストン １４ コネクティングロッド １６ シリンダボア １８ シリンダヘッド ２０ 吸気バルブ ２２ 吸気ポート ２４ 排気バルブ ２６ 排気ポート ２８ 点火栓 ３４ スロットルバルブ ４０ 燃料噴射弁 ４２ 排気管 ４４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ４６ ステップモータ ４８ スロットルセンサ ５２ アクセルセンサ ５８ バルブタイミング可変機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder block 12 Piston 14 Connecting rod 16 Cylinder bore 18 Cylinder head 20 Intake valve 22 Intake port 24 Exhaust valve 26 Exhaust port 28 Spark plug 34 Throttle valve 40 Fuel injection valve 42 Exhaust pipe 44 Electronic control unit (ECU) 46 Step motor 48 Throttle Sensor 52 Accelerator sensor 58 Variable valve timing mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｋ ３０１Ｚ Ｆターム(参考） 3G065 CA33 CA38 CA40 DA06 EA03 FA00 FA01 FA03 FA08 GA46 KA32 KA36 3G084 BA05 BA23 CA03 DA26 DA27 DA31 DA33 EB22 EC02 EC03 FA10 3G092 AA01 AA11 BA01 DA01 DA10 DC03 DF01 DF04 DG02 DG05 DG08 EA02 EA03 EA04 EA08 EA13 EA22 EA25 EC01 FB04 FB05 FB06 GA04 HA06Z HA13X HE01Z HF08Z 3G301 HA01 HA19 JB02 JB08 JB09 KA05 KA07 LA03 LA07 LC04 LC08 NA08 NB02 NB06 ND01 NE06 NE11 NE12 NE16 PA01Z PE01A PE01Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301K 301Z F term (reference) 3G065 CA33 CA38 CA40 DA06 EA03 FA00 FA01 FA03 FA08 GA46 KA32 KA36 3G084 BA05 BA23 CA03 DA26 DA27 DA31 DA33 EB22 EC02 EC03 FA10 3G092 AA01 AA11 BA01 DA01 DA10 DC03 DF01 DF04 DG02 DG05 DG08 EA02 EA03 EA04 JEA08 EA08 EA01 EA04 LA03 LA07 LC04 LC08 NA08 NB02 NB06 ND01 NE06 NE11 NE12 NE16 PA01Z PE01A PE01Z PF03Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 燃焼室へと通じる吸気通路内に配設され
たスロットルバルブの開度を内燃機関の運転状態に基づ
き電子制御するスロットル開度制御手段と、該スロット
ル開度制御手段の異常を検出する異常検出手段と、該異
常検出手段により前記スロットル開度制御手段の異常が
検出されると前記スロットルバルブの開度を所定開度に
固定するスロットル開度固定手段とを備えた内燃機関の
制御装置において、 前記異常検出手段により前記スロットル開度制御手段の
異常が検出されたときには、前記吸気通路と前記燃焼室
間を連通及び遮断する吸気バルブの閉じタイミングをア
クセルペダルの操作量に応じて制御するバルブタイミン
グ制御手段を備える内燃機関の制御装置。A throttle opening control means for electronically controlling an opening degree of a throttle valve disposed in an intake passage leading to a combustion chamber based on an operation state of the internal combustion engine; and an abnormality of the throttle opening control means. An internal combustion engine comprising: an abnormality detecting means for detecting the abnormality; and a throttle opening fixing means for fixing an opening of the throttle valve to a predetermined opening when an abnormality of the throttle opening control means is detected by the abnormality detecting means. In the control device, when an abnormality of the throttle opening control unit is detected by the abnormality detection unit, a closing timing of an intake valve for communicating and shutting off between the intake passage and the combustion chamber is determined according to an operation amount of an accelerator pedal. A control device for an internal combustion engine comprising a valve timing control means for controlling.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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