JP2008180217A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気バルブの開特性を可変とする可変動弁機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられる電子制御スロットルとを備えた内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の吸入負圧を制御する技術に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that includes a variable valve mechanism that varies an opening characteristic of an intake valve, and an electronically controlled throttle that is provided upstream of the intake valve. The present invention relates to a technique for controlling pressure.
特許文献1には、目標負圧に基づいて電子制御スロットルの開度を制御する一方、目標吸入空気量(目標トルク)に基づいて吸気バルブの閉時期を制御する内燃機関の制御装置において、前記目標負圧に応じて、吸気バルブの閉時期を算出するための目標吸入空気量又は目標吸入空気量に基づいて算出された吸気バルブの閉時期を補正することが記載されている。
ところで、上記のように、目標吸入空気量(目標トルク)に基づいて吸気バルブの閉時期を制御しつつ、目標負圧に基づくフィードホワード制御によって電子制御スロットルの開度を制御する場合、車両が位置する標高などによって大気圧が変化すると、実際に得られる負圧が目標負圧から変化してしまう。
一方、吸気バルブ上流側の圧力を絶対圧として検出する絶対圧センサを用い、該絶対圧センサで検出される圧力と目標圧との比較に基づいて電子制御スロットルの開度をフィードバック制御すれば、吸気バルブ上流側の絶対圧を目標圧に収束させることができる。
By the way, when the opening degree of the electronically controlled throttle is controlled by feedforward control based on the target negative pressure while controlling the closing timing of the intake valve based on the target intake air amount (target torque) as described above, When the atmospheric pressure changes depending on the altitude, etc., the negative pressure actually obtained changes from the target negative pressure.
On the other hand, if an absolute pressure sensor that detects the pressure upstream of the intake valve as an absolute pressure is used and the opening degree of the electronically controlled throttle is feedback controlled based on a comparison between the pressure detected by the absolute pressure sensor and the target pressure, The absolute pressure upstream of the intake valve can be converged to the target pressure.
しかし、例えば大気圧が低下すると、前記絶対圧センサで検出される圧力が低下することになるため、電子制御スロットルの開度を増大させる制御がなされることになってしまい、結果的に、大気圧が低下すると大気圧と吸気バルブ上流側の圧力との差圧(負圧)が小さくなってしまう。
上記のように、大気圧の変化に影響されて目標負圧が得られなくなると、負圧を用いてキャニスタから燃料蒸気をパージさせる蒸発燃料処理装置、負圧を用いて排気を吸気側に還流させる排気還流装置、負圧を用いて倍力を行うブレーキマスターバックなどにおいて、必要とする負圧が得られなくなることで、排気エミッションや走行性が低下してしまう可能性があった。
However, for example, when the atmospheric pressure decreases, the pressure detected by the absolute pressure sensor decreases, so that control for increasing the opening of the electronically controlled throttle is performed. When the atmospheric pressure decreases, the differential pressure (negative pressure) between the atmospheric pressure and the pressure upstream of the intake valve decreases.
As described above, when the target negative pressure cannot be obtained due to the change in the atmospheric pressure, the evaporative fuel processing device purges the fuel vapor from the canister using the negative pressure, and the exhaust gas is recirculated to the intake side using the negative pressure. In the exhaust gas recirculation device to be used and the brake master back that performs boosting using negative pressure, the required negative pressure cannot be obtained, and exhaust emission and running performance may be reduced.
また、大気圧と吸気バルブ上流側の圧力との差圧を検出するゲージ圧センサを用いれば、大気圧の低下に対応して吸気バルブ上流側の負圧を目標負圧に収束させることができる。
しかし、大気圧の低下に伴って前記差圧を目標差圧に収束させるには、電子制御スロットルの開度をより絞って吸気バルブ上流側の絶対圧を低下させる必要があり、これによって、要求トルクに見合う機関の吸入空気量を確保することが難しくなるという問題が生じる。
Further, if a gauge pressure sensor that detects a differential pressure between the atmospheric pressure and the pressure upstream of the intake valve is used, the negative pressure upstream of the intake valve can be converged to the target negative pressure in response to a decrease in atmospheric pressure. .
However, in order to converge the differential pressure to the target differential pressure as the atmospheric pressure decreases, it is necessary to reduce the absolute pressure on the upstream side of the intake valve by further reducing the opening of the electronically controlled throttle. There arises a problem that it becomes difficult to secure an intake air amount of the engine corresponding to the torque.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気バルブによる吸入空気量の制御によって吸気抵抗の減少や高いレスポンスでの吸入空気量制御を実現しつつ、高地走行などにより大気圧が低下した場合には、必要な負圧を確保しかつ要求トルクに対応する吸入空気量を確保できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the atmospheric pressure has decreased due to high altitude traveling, etc. while reducing the intake resistance and controlling the intake air amount with high response by controlling the intake air amount by the intake valve. In this case, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can secure a necessary negative pressure and an intake air amount corresponding to a required torque.
そのため請求項1記載に係る発明は、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく、吸気バルブの開特性を可変とする可変動弁機構を制御する第1のトルク制御手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧が所定圧以下であるときに、前記第1のトルク制御手段による前記可変動弁機構の制御を吸入空気量が増大する側に制限し、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく、前記吸気バルブの上流側の吸気通路に設けられる電子制御スロットルを制御する第2のトルク制御手段と、を備えたことを特徴とする。 For this reason, the invention according to claim 1 includes a first torque control means for controlling a variable valve mechanism that varies an opening characteristic of the intake valve so as to generate a target torque according to an engine operating state, and an atmospheric pressure. When the atmospheric pressure is lower than a predetermined pressure, the control of the variable valve mechanism by the first torque control means is limited to the side where the intake air amount increases, and the engine operating state is detected. And a second torque control means for controlling an electronically controlled throttle provided in an intake passage upstream of the intake valve so as to generate a target torque corresponding to the intake valve.
上記発明によると、大気圧が所定圧を超える場合には、目標トルクを発生させるべく、吸気バルブの開特性(リフト量・作動角・閉時期など)を変化させて機関の吸入空気量を制御するが、例えば高地走行などによって大気圧が所定圧以下になると、目標トルクに応じた吸気バルブの開特性の制御を制限し、吸気バルブの開特性によるトルク制御から、スロットル開度によるトルク制御に切り替える。 According to the above invention, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, the intake air amount of the engine is controlled by changing the opening characteristics (lift amount, operating angle, closing timing, etc.) of the intake valve to generate the target torque. However, when the atmospheric pressure falls below a predetermined pressure due to high altitude travel, for example, the control of the opening characteristic of the intake valve according to the target torque is limited, and the torque control by the opening characteristic of the intake valve is changed to the torque control by the throttle opening. Switch.
目標トルクが得られるように吸気バルブの開特性を制御している状態で、大気圧が低下した場合、目標トルクに見合う吸入空気量を確保しつつ、燃料蒸気処理装置や排気還流装置において必要となる負圧を発生させることが困難になるので、可変動弁機構の制御を吸入空気量が増大する側に制限しておいて、電子制御スロットル(スロットル開度)によってトルクを制御する。 When the atmospheric pressure drops while the intake valve opening characteristic is controlled so that the target torque can be obtained, it is necessary for the fuel vapor processing device and the exhaust gas recirculation device while ensuring an intake air amount that matches the target torque. Therefore, the control of the variable valve mechanism is limited to the side where the intake air amount increases, and the torque is controlled by an electronically controlled throttle (throttle opening).
電子制御スロットルによってトルクを制御すれば、トルクの減少要求に対して同時に負圧を大きくでき、また、可変動弁機構の制御を吸入空気量が増大する側に制限することで、目標トルクを発生させ得る吸入空気量を確保できる。
請求項2記載の発明では、前記第2のトルク制御手段が、前記第1のトルク制御手段による前記可変動弁機構の制御を停止させ、前記吸気バルブの開特性を所定の特性に固定することを特徴とする。
If the torque is controlled by an electronically controlled throttle, the negative pressure can be simultaneously increased in response to a torque reduction request, and the target torque is generated by limiting the control of the variable valve mechanism to the side where the intake air amount increases. The amount of intake air that can be made can be secured.
According to a second aspect of the present invention, the second torque control means stops the control of the variable valve mechanism by the first torque control means, and fixes the opening characteristic of the intake valve to a predetermined characteristic. It is characterized by.
上記発明によると、大気圧が所定圧以下になると、吸気バルブの開特性を目標トルクに応じた特性から所定の特性に固定し、トルク(吸入空気量)の制御及び負圧の制御を電子制御スロットルのみによって行わせる。
従って、大気圧が所定圧以下になると、見かけ上は、可変動弁機構を備えない機関と同様に制御されることになるから、電子制御スロットルのみの簡便な制御で目標負圧及び目標トルクを確保することができる。
According to the above invention, when the atmospheric pressure falls below a predetermined pressure, the opening characteristic of the intake valve is fixed from the characteristic corresponding to the target torque to the predetermined characteristic, and the torque (intake air amount) control and the negative pressure control are electronically controlled. It is done only by the throttle.
Therefore, when the atmospheric pressure falls below a predetermined pressure, the engine is apparently controlled in the same manner as an engine that does not have a variable valve mechanism, so that the target negative pressure and target torque can be controlled by simple control using only an electronically controlled throttle. Can be secured.
請求項3記載の発明では、前記第2のトルク制御手段が、前記第1のトルク制御手段により制御される前記吸気バルブの開特性の変化範囲に制限を加えることを特徴とする。
上記発明によると、大気圧が所定圧以下になると、吸気バルブの開特性の変化範囲を、吸入空気量を増大させるべく制限し、目標トルクに見合う吸入空気量を確保できるようにした上で、電子制御スロットルによってトルク(吸入空気量)及び負圧の制御を行わせる。
The invention according to
According to the above invention, when the atmospheric pressure becomes equal to or lower than the predetermined pressure, the change range of the opening characteristic of the intake valve is limited to increase the intake air amount, and the intake air amount corresponding to the target torque can be secured. Torque (intake air amount) and negative pressure are controlled by an electronically controlled throttle.
例えば、可変動弁機構が吸気バルブのリフト量を可変とする機構であれば、最低リフト量をより大きな値に変更することで、リフト量が比較的大きい範囲内でのみ変更されることになり、電子制御スロットルの開度を絞る制御によって目標トルクに見合う吸入空気量が得られ、かつ、スロットル開度を絞ることで必要な負圧を発生させることができる。
請求項4記載の発明では、前記第2のトルク制御手段が、前記第1のトルク制御手段により制御される前記吸気バルブの開特性を、吸入空気量が増大する側に補正することを特徴とする。
For example, if the variable valve mechanism is a mechanism that makes the lift amount of the intake valve variable, the lift amount is changed only within a relatively large range by changing the minimum lift amount to a larger value. The amount of intake air corresponding to the target torque can be obtained by controlling the opening of the electronically controlled throttle, and the necessary negative pressure can be generated by reducing the throttle opening.
The invention according to claim 4 is characterized in that the second torque control means corrects the opening characteristic of the intake valve controlled by the first torque control means to the side where the intake air amount increases. To do.
上記発明によると、大気圧が所定圧以下になると、前記目標トルクに応じた吸気バルブの開特性が、より吸入空気量が多くなる側に補正され、電子制御スロットルの開度を絞る制御によって目標トルクに見合う吸入空気量を確保することが可能となり、スロットル開度を絞ることで必要な負圧を発生させることができる。
請求項5記載の発明では、大気圧が前記所定圧を越えていて、第1のトルク制御手段により可変動弁機構が制御されるときに、電子制御スロットルと吸気バルブとの間の吸気通路における目標圧力を設定し、前記目標圧力に応じて電子制御スロットルを制御する負圧制御手段を備えたことを特徴とする。
According to the above invention, when the atmospheric pressure becomes equal to or lower than the predetermined pressure, the opening characteristic of the intake valve corresponding to the target torque is corrected to the side where the intake air amount increases, and the target is controlled by reducing the opening degree of the electronic control throttle. It is possible to secure an intake air amount commensurate with the torque, and a necessary negative pressure can be generated by reducing the throttle opening.
In the invention according to claim 5, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure and the variable valve mechanism is controlled by the first torque control means, the intake passage between the electronically controlled throttle and the intake valve is controlled. A negative pressure control means for setting a target pressure and controlling an electronically controlled throttle according to the target pressure is provided.
上記発明によると、大気圧が所定圧を越えている場合には、吸気バルブの開特性の制御によって目標トルク(目標吸入空気量)が得られるようにすると共に、電子制御スロットルの制御によって目標圧力(目標負圧)が得られるようにする。
従って、低地走行時で大気圧が標準圧であるときには、吸気抵抗が少なく、かつ、高いレスポンスでの吸入空気量を制御できると共に、燃料蒸気処理装置や排気還流装置において必要となる負圧を発生させることができる。
According to the above invention, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, the target torque (target intake air amount) is obtained by controlling the opening characteristic of the intake valve, and the target pressure is controlled by controlling the electronic control throttle. (Target negative pressure) should be obtained.
Therefore, when traveling at low altitude and the atmospheric pressure is the standard pressure, the intake air resistance is low and the intake air amount can be controlled with high response, and the negative pressure required in the fuel vapor processing device and exhaust gas recirculation device is generated. Can be made.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
図1において、エンジン(ガソリン内燃機関)101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle engine in the embodiment.
In FIG. 1, an
また、各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート130には、電磁式の燃料噴射弁131が設けられ、該燃料噴射弁131は、後述するエンジンコントロールユニット114から送られる噴射パルス信号の噴射パルス幅(開弁時間)に比例する量の燃料(ガソリン)を噴射する。
そして、燃焼室106内に形成される混合気は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
Further, an electromagnetic
The air-fuel mixture formed in the
燃焼室106内の燃焼排気は、排気バルブ107を介して排出され、フロント触媒108及びリア触媒109で浄化された後、大気中に放出される。
前記排気バルブ107は、排気側カムシャフト110に設けられたカム111によって一定のバルブリフト量,バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、前記吸気バルブ105は、後述する可変動弁機構によってバルブリフト量,バルブ作動角及びバルブタイミングが可変に制御される。
The combustion exhaust in the
The
On the other hand, the
前記可変動弁機構としては、吸気バルブ105のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するVEL(Variable valve Event and Lift)機構112と、クランクシャフトに対する吸気側駆動軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変するVTC(Variable valve Timing Control)機構113とが設けられる。
As the variable valve mechanism, a variable valve event and lift (VEL)
また、前記エンジン101には、蒸発燃料処理装置700及び排気還流装置800が備えられていると共に、エンジン101を搭載する車両には、ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900が備えられている。
前記蒸発燃料処理装置700は、燃料タンク701にて発生した燃料蒸気をキャニスタ702に吸着させ、前記キャニスタ702から脱離させた燃料蒸気をエンジン101に供給する装置である。
Further, the
The evaporative
前記キャニスタ702は、密閉容器内に活性炭などの吸着剤703を充填したもので、燃料タンク701から延設される導入管704が接続されている。
燃料タンク701にて発生した蒸発燃料は、前記導入管704を通って、キャニスタ702に導かれ、吸着剤703に吸着される。
また、キャニスタ702には、新気導入口705が形成されると共に、パージ配管706が導出される。
The
The evaporated fuel generated in the
Further, a fresh air inlet 705 is formed in the
前記パージ配管706は、電子制御スロットル104下流側の吸気コレクタ102aに接続される。
また、前記パージ配管706には、前記エンジンコントロールユニット114からの制御信号によって制御されるパージ制御弁707が介装される。
上記蒸発燃料処理装置700において、パージ制御弁707が開くと、エンジン101の吸入負圧がキャニスタ702に作用する。すると、新気導入口705から導入される空気によって、吸着剤11から蒸発燃料が脱離し、パージエアがパージ配管706を通って吸気コレクタ102aに導入される。
The
The
In the evaporated
前記排気還流装置800は、排気還流通路801及び排気還流制御弁802を含んで構成される。
前記排気還流通路801は、排気管803と吸気コレクタ102aとを接続するものであり、該排気還流通路801に前記排気還流制御弁802が介装されている。
前記排気還流制御弁802は、前記エンジンコントロールユニット114からの制御信号によって制御され、排気還流制御弁802が開くと、吸気コレクタ102a内の負圧によって排気が吸気コレクタ102a内に吸引される。
The exhaust
The exhaust
The exhaust gas
前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900は、倍力源の負圧としてエンジン101の吸入負圧を利用するものである。
図2に示すように、ブレーキペダル901とマスタシリンダ902との間にザーボユニット903を配置し、ブレーキペダル901の踏力を倍力して、マスタシリンダ902のピストンに作用させる。
The direct actuating
As shown in FIG. 2, a
前記マスタシリンダ902は、前記ザーボユニット903で倍力された操作力を、ブレーキ油圧に変換する装置であり、前記ブレーキ油圧は、フロントブレーキ904及びリアブレーキ905に分配供給される。
前記ザーボユニット903には、チェックバルブ906を介してエンジン101の吸気コレクタ102a内の負圧が導入されるようになっている。
The
A negative pressure in the
前記ブレーキペダル901には、ブレーキペダル901の踏み込み状態でオンになるブレーキスイッチ907が設けられており、前記ブレーキスイッチ907のオン・オフ信号は、前記エンジンコントロールユニット114に入力されるようになっている。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット114は、予め記憶されたプログラムに従った演算処理によって、燃料噴射量,点火時期,目標トルク,目標マニホールド圧を設定すると共に、これらに基づいて燃料噴射弁131,点火コイル用のパワートランジスタ,電子制御スロットル104,VEL機構112及びVTC機構113に制御信号を出力する。
The
The
前記エンジンコントロールユニット114には、エンジン101の吸入空気量を検出するエアフローメータ115、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量(開度)を検出するアクセルペダルセンサ116、クランクシャフト120の基準回転位置毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、エンジン101の冷却水温度を検出する水温センサ119、後述する吸気駆動軸3の基準回転位置毎にカム信号を出力するカムセンサ132、スロットルバルブ103bの下流でかつ吸気バルブ105の上流側での吸気マニホールド圧(吸気圧)を検出する吸気圧センサ134、大気圧を検出する大気圧センサ135(大気圧検出手段)からの検出信号が入力される。
The
前記吸気圧センサ134は、絶対圧センサであっても良いし、大気圧との差圧を検出するゲージ圧センサであっても良い。
図3は、前記VEL機構112の構造を示す斜視図である。
実施形態のエンジン101は、各気筒に一対の吸気バルブ105が設けられており、これら吸気バルブ105の上方に、前記クランクシャフト120によって回転駆動される吸気駆動軸3が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
The
FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the
In the
前記吸気駆動軸3には、吸気バルブ105のバルブリフタ105aに当接して吸気バルブ105を開閉駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気駆動軸3と揺動カム4との間には、吸気バルブ105の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するためのVEL機構112が設けられている。
また、前記吸気駆動軸3の一端部には、クランクシャフト120に対する前記吸気駆動軸3の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相を連続的に変更するVTC機構113が配設されている。
A swing cam 4 that contacts the
Between the
A
前記VEL機構112は、図3及び図4に示すように、吸気駆動軸3に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気駆動軸3と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸13と、この制御軸13に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
前記制御軸13は、モータ17によりギヤ列18を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフト120に連動して吸気駆動軸3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム15が制御カム14の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開閉駆動される。
The
With the above configuration, when the
また、前記モータ17を駆動制御して制御軸13の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して揺動カム4の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ105の作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ105の作動角及びバルブリフト量が連続的に変化する。
Further, by driving and controlling the
As a result, the operating angle of the
エンジンコントロールユニット114には、前記制御軸13の回転角を検出する角度センサ133からの検出信号が入力され、目標のリフト量に対応する目標角度位置に前記制御軸13を回動させるべく、前記角度センサ133の検出結果に基づいて前記モータ17をフィードバック制御する。
図5は、前記VTC機構113の構造を示す。
A detection signal from an
FIG. 5 shows the structure of the
前記VTC機構113は、クランクシャフト120によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット51(タイミングスプロケット)と、前記吸気駆動軸3の端部に固定されてカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、該回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60とを備えている。
The
前記カムスプロケット51は、外周にタイミングチェーン(又はタイミングベルト)が噛合する歯部を有する回転部(図示省略)と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材53を回転自在に収容するハウジング56と、該ハウジング56の前後開口を閉塞するフロントカバー,リアカバー(図示省略)とから構成される。
前記ハウジング56は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング56の軸方向に沿って設けられる4つの隔壁部63が90°間隔で突設されている。
The
The
前記回転部材53は、吸気駆動軸3の前端部に固定されており、円環状の基部77の外周面に90°間隔で4つのベーン78a,78b,78c,78dが設けられている。
前記第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部63間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン78a〜78dの両側と各隔壁部63の両側面との間に、進角側油圧室82と遅角側油圧室83を構成する。
The rotating
Each of the first to
前記ロック機構60は、ロックピン84が、回転部材53の最大遅角側の回動位置(基準作動状態)において係合孔(図示省略)に係入するようになっている。
前記油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧を給排する第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧を給排する第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路91,92には、供給通路93とドレン通路94a,94bとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁95を介して接続されている。
The
The
前記供給通路93には、オイルパン96内の油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ97が設けられている一方、ドレン通路94a,94bの下流端がオイルパン96に連通している。
前記第1油圧通路91は、回転部材53の基部77内に略放射状に形成されて各進角側油圧室82に連通する4本の分岐路91dに接続され、第2油圧通路92は、各遅角側油圧室83に開口する4つの油孔92dに接続される。
The
The first
前記電磁切換弁95は、内部のスプール弁体が各油圧通路91,92と供給通路93及びドレン通路94a,94bとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記エンジンコントロールユニット114は、前記電磁切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて制御する。
The
The
例えば、電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、オイルポンプ47から圧送された作動油は、第2油圧通路92を通って遅角側油圧室83に供給されると共に、進角側油圧室82内の作動油が、第1油圧通路91を通って第1ドレン通路94aからオイルパン96内に排出される。
従って、遅角側油圧室83の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室82の内圧が低くなり、回転部材53は、ベーン78a〜78bを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)が遅くなる。
For example, when a control signal (OFF signal) with a duty ratio of 0% is output to the
Therefore, while the internal pressure of the retard side
一方、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、作動油は、第1油圧通路91を通って進角側油圧室82内に供給されると共に、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92及び第2ドレン通路94bを通ってオイルパン96に排出され、遅角側油圧室83が低圧になる。
このため、回転部材53は、ベーン78a〜78dを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)が早くなる。
On the other hand, when a control signal (ON signal) with a duty ratio of 100% is output to the
For this reason, the rotating
尚、吸気バルブ105の作動角・リフト量を連続的に可変とするための機構、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする機構は、上記の図3〜図5に示したものに限定されない。
また、前記吸気バルブ105の開特性を可変とするための機構を、VEL機構112とVTC機構113との組み合わせに限定するものではなく、例えば、特開2001−182563号公報に開示されるように立体カムを用いる機構や、特開2000−213663号公報に開示されるような電磁石によってエンジンバルブを開閉駆動する機構を採用することができる。
A mechanism for continuously changing the operating angle / lift amount of the
Further, the mechanism for making the opening characteristic of the
次に、エンジンコントロールユニット114による電子制御スロットル104,VEL機構112及びVTC機構113の制御を詳細に説明する。
尚、本実施形態において、第1のトルク制御手段,第2のトルク制御手段及び負圧制御手段としての機能は、後述するように、エンジンコントロールユニット114が備えている。
Next, the control of the
In the present embodiment, the functions of the first torque control means, the second torque control means, and the negative pressure control means are provided in the
図6のフローチャートは、メインルーチンを示し、ステップS1では、大気圧センサ135で検出された大気圧が所定圧以下であるか否かを判断することで、車両が標準的な大気圧条件よりも低い大気圧条件で運転されているか否かを判断する。
尚、大気圧をセンサで検出させる代わりに、走行位置の情報などから大気圧を推定させたり、外部からの通信によって大気圧情報を取得したりすることができる。
The flowchart of FIG. 6 shows a main routine. In step S1, it is determined whether or not the atmospheric pressure detected by the
Instead of detecting the atmospheric pressure with a sensor, the atmospheric pressure can be estimated from the travel position information or the like, or the atmospheric pressure information can be acquired by communication from the outside.
ここで、大気圧が前記所定圧を超えていると判断された場合には、ステップS2へ進み、電子制御スロットル104,VEL機構112及びVTC機構113を通常に制御する。
前記通常の制御とは、VEL機構112及びVTC機構113によって吸気バルブ105の開特性(リフト量、作動角、作動角の中心位相)を変更することで、(目標吸入空気量を実現して)目標トルクを発生させる一方、負圧を用いてキャニスタ702から燃料蒸気をパージさせる蒸発燃料処理装置700、負圧を用いて排気を吸気側に還流させる排気還流装置800、負圧を用いて倍力を行うダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作源としての負圧を吸気バルブ105の上流側に発生させるべく、電子制御スロットル104を制御する。
If it is determined that the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, the process proceeds to step S2, and the
The normal control is to change the opening characteristics (lift amount, operating angle, central phase of operating angle) of the
即ち、通常制御においては、電子制御スロットル104は全開を基本状態とし、負圧発生に必要な分だけスロットル開度が絞られるようになっており、吸気バルブ105の開特性の制御が主導となってトルクが制御される。
上記通常制御の詳細を、図7〜図9のフローチャートに従って説明する。
図7のフローチャートは、VEL機構112の通常制御を示し、まず、ステップS201では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS202では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
That is, in the normal control, the electronically controlled
Details of the normal control will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
The flowchart of FIG. 7 shows normal control of the
そして、ステップS203では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップS204では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVEL目標値(制御軸13の目標角度:目標リフト量)を記憶したマップを参照し、ステップS203で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVEL目標値を検索する。
In step S203, a map in which the target torque is stored in advance using the accelerator opening and the engine speed as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched.
In the next step S204, the target torque obtained in step S203 and the corresponding time are obtained by referring to a map in which the VEL target value (target angle of the control shaft 13: target lift amount) is stored in advance using the target torque and the engine speed as variables. The VEL target value corresponding to the engine speed is searched.
前記VEL目標値は、低回転・低負荷時には小作動角・低リフトに設定され、中回転・中負荷時には中作動角・中リフトに設定され、高回転・高負荷時には大作動角・高リフトに設定される。
ステップS205では、前記VEL目標値に基づいてVEL機構112(モータ17)をフィードバック制御する。
The VEL target value is set to a small operating angle / low lift during low rotation / low load, set to a medium operating angle / medium lift during medium rotation / medium load, and a large operating angle / high lift during high rotation / high load. Set to
In step S205, feedback control of the VEL mechanism 112 (motor 17) is performed based on the VEL target value.
図8のフローチャートは、VTC機構113の通常制御を示し、まず、ステップS211では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS212では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS213では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
The flowchart in FIG. 8 shows normal control of the
In step S213, a map in which the target torque is stored in advance with the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS214では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVTC目標値(バルブ作動角の中心位相の目標進角量)を記憶したマップを参照し、ステップS213で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVTC目標値を検索する。
前記VTC目標値は、低回転・低負荷時には小進角に設定され、中回転・中負荷時には最進角に設定され、高回転・高負荷時には小進角に設定される。
In the next step S214, a map storing the VTC target value (target advance amount of the central phase of the valve operating angle) with the target torque and the engine speed as variables is referred to in advance, and the target torque obtained in step S213 and its The VTC target value corresponding to the engine speed at that time is searched.
The VTC target value is set to a small advance angle during low rotation and low load, set to the most advanced angle during medium rotation and medium load, and set to a small advance angle during high rotation and high load.
中回転・中負荷時において吸気バルブ105のバルブタイミングが最進角され、このときの運転条件から変化すると、バルブタイミングは遅角される。
尚、前記VEL目標値及びVTC目標値は、運転条件(エンジン回転速度・エンジン負荷)毎にそのときの目標マニホールド圧に制御されることを前提に、目標トルク(目標吸入空気量)が得られるような値として設定される。
The valve timing of the
Note that the target torque (target intake air amount) is obtained on the assumption that the VEL target value and VTC target value are controlled to the target manifold pressure at that time for each operating condition (engine speed / engine load). It is set as such a value.
ステップS215では、前記VTC目標値(目標進角量)に基づいてVTC機構113(電磁アクチュエータ99)をフィードバック制御する。
図9のフローチャートは、電子制御スロットル104の通常制御を示し、まず、ステップS221では、吸気圧センサ134の出力信号に基づいて吸気マニホールド圧を検出する。
In step S215, feedback control of the VTC mechanism 113 (electromagnetic actuator 99) is performed based on the VTC target value (target advance amount).
The flowchart of FIG. 9 shows normal control of the
ステップS222では、目標マニホールド圧をそのときの目標トルク及びエンジン回転数に応じて決定する。
次のステップS223では、前記目標マニホールド圧に吸気圧センサ134で検出される実際の圧力が近づくように、目標スロットル開度を演算する。
ステップS224では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル104(スロットルモータ103a)を制御する。
In step S222, the target manifold pressure is determined according to the target torque and the engine speed at that time.
In the next step S223, the target throttle opening is calculated so that the actual pressure detected by the
In step S224, the electronic control throttle 104 (
上記のように、大気圧が閾値を超えていると判断された場合には、可変リフト機構112及び可変バルブタイミング機構113による吸気バルブ105の開特性の制御によって目標トルク(目標吸入空気量)が得られるようにする一方、電子制御スロットル104の制御によって蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要な負圧を確保するための目標給気圧を発生させる。
As described above, when it is determined that the atmospheric pressure exceeds the threshold value, the target torque (target intake air amount) is set by controlling the opening characteristics of the
尚、図10に示すように、前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900のザーボユニット903の負圧室内の圧力を検出する負圧センサ908を備えるようにし、前記目標トルク,エンジン回転数NE及び前記負圧センサ908で検出された負圧に基づいて目標給気圧を算出し、該目標給気圧に基づいて電子制御スロットル104の目標開度を演算することができる。
As shown in FIG. 10, a
また、前記目標トルク及びエンジン回転数NEに基づいて算出した目標給気圧、又は、該目標給気圧に基づいて算出した電子制御スロットル104の目標開度を、前記負圧センサ908で検出された負圧に基づいて補正することができる。
上記のようにして、負圧センサ908で検出された負圧に基づいて電子制御スロットル104の目標開度を補正すれば、前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900が要求する負圧に精度良く制御できる。
Further, the target air pressure calculated based on the target torque and the engine speed NE, or the target opening degree of the
As described above, if the target opening degree of the
一方、前記図6に示したメインルーチンのステップS1において、大気圧センサ135で検出された大気圧が所定圧以下であると判断されると、ステップS3へ進み、吸気バルブ105の開特性の制御を主導とするトルク制御から、スロットル開度を主導とするトルク制御に切り替える。
即ち、高地走行状態などで大気圧が所定圧以下になると、吸気バルブ105の開特性を通常よりも吸入空気量が多くなる側に制限し、スロットル開度を絞ることで目標トルクに制御すると同時に、スロットル開度が絞られることで蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要な吸気マニホールド負圧が発生するようにする。
On the other hand, if it is determined in step S1 of the main routine shown in FIG. 6 that the atmospheric pressure detected by the
That is, when the atmospheric pressure falls below a predetermined pressure in a high altitude traveling state or the like, the opening characteristic of the
上記低気圧時における制御の詳細を、図11〜図13のフローチャートに従って説明する。
図11のフローチャートは、VEL機構112の低気圧時制御を示す。
ステップS301では、VEL目標値を最大リフト・最大作動角に設定する。
即ち、大気圧が所定圧を超える場合には、目標トルクに応じてリフト・作動角を変化させるが、大気圧が所定圧以下である場合には、吸気バルブ105のリフト・作動角によるシリンダ吸入空気量の制限を解除して、VEL機構112の制御としては、最大吸入空気量が得られる状態にする。
Details of the control at the time of the low pressure will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
The flowchart of FIG. 11 shows the low pressure control of the
In step S301, the VEL target value is set to the maximum lift / maximum operating angle.
That is, when the atmospheric pressure exceeds a predetermined pressure, the lift / operating angle is changed according to the target torque. When the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined pressure, the cylinder suction by the lift / operating angle of the
ステップS302では、前記VEL目標値に基づいてVEL機構112(モータ17)を制御し、吸気バルブ105のリフト・作動角を、VEL機構112における最大リフト・最大作動角に固定させる。
図12のフローチャートは、VTC機構113の低気圧時制御を示す。
ステップS311では、VTC目標値を最遅角に設定する。
In step S302, the VEL mechanism 112 (motor 17) is controlled based on the VEL target value, and the lift / operation angle of the
The flowchart of FIG. 12 shows the low pressure control of the
In step S311, the VTC target value is set to the most retarded angle.
ステップS312では、前記VTC目標値に基づいてVTC機構113(電磁アクチュエータ99)を制御し、吸気バルブ105の作動角の中心位相を、VTC機構113における最遅角位置に固定させる。
上記VEL機構112及びVTC機構113の制御によって、吸気バルブ105は、最大リフト・最大作動角で、かつ、作動角の中心位相が最遅角に固定されることになり、係る状態は、VEL機構112及びVTC機構113を備えずに、吸気バルブ105を一定のカムプロフィールのカムで開閉駆動する場合に略相当する。
In step S312, the VTC mechanism 113 (electromagnetic actuator 99) is controlled based on the VTC target value, and the center phase of the operating angle of the
By the control of the
上記可変リフト機構112及び可変バルブタイミング機構113を備えないエンジンでは、吸気バルブ105で吸入空気量が絞られずに、スロットル弁で吸入空気量を絞ることになるので、負圧を発生させ易くなる。
尚、上記可変リフト機構112における最大バルブリフト量・最大作動角状態、及び/又は、可変バルブタイミング機構113の最遅角状態が、上記可変リフト機構112及び可変バルブタイミング機構113を備えないエンジンでの吸気バルブ105の標準的な開特性と異なる場合には、前記標準的な開特性になるように、可変リフト機構112及び可変バルブタイミング機構113を制御することが好ましい。
In an engine that does not include the
The maximum valve lift amount / maximum operating angle state in the
従って、固定するバルブリフト量は最大バルブリフト量に限定されず、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量であれば良い。
また、VTC機構113の低気圧時の制御目標は、最遅角に限定されるものではなく、例えば、最進角位置と最遅角位置との間の予め記憶させた所定値とすることができる。
図13のフローチャートは、電子制御スロットル104の低気圧時の制御を示す。
Therefore, the valve lift amount to be fixed is not limited to the maximum valve lift amount, and may be any valve lift amount that does not substantially reduce the intake air amount.
Further, the control target at the time of low pressure of the
The flowchart of FIG. 13 shows the control of the
ステップS321では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS322では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS323では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
In step S321, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
In step S323, a map in which the target torque is stored in advance with the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS324では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップS323で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップS325では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル104(スロットルモータ103a)を制御する。
In the next step S324, a map in which the target throttle opening is stored in advance using the target torque and the engine speed as variables is referred to, and the target throttle opening corresponding to the target torque obtained in step S323 and the engine speed at that time is referred to. Search for.
In step S325, the electronic control throttle 104 (
このように、低気圧時には、吸気バルブ105の開特性を、最大リフト・最大作動角、かつ、最進角に固定する一方で、スロットル開度を目標トルクに応じて連続的に変化させて、スロットル開度による吸入空気量の制御によって目標トルクを発生させる。
大気圧が低い条件で、吸気バルブ105の開特性でエンジンの吸入空気量(エンジンの発生トルク)を制御しつつ、スロットル開度で目標マニホールド圧に制御すると、蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができなくなったり、負圧を確保できても要求トルクを発生させることができなくなったりする。
As described above, at the time of low pressure, the opening characteristic of the
When the target manifold pressure is controlled by the throttle opening while the intake air amount (engine generated torque) of the engine is controlled by the opening characteristic of the
これに対し、スロットル開度でエンジンの吸入空気量(エンジンの発生トルク)を制御させるようにすれば、目標トルクの低下に応じてスロットル開度が絞られ、吸入空気量の制御に負圧発生がリンクすることになるから、低負荷域で最大限の負圧を発生させることができ、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることが容易となる。
In contrast, if the engine intake air amount (engine generated torque) is controlled by the throttle opening, the throttle opening is throttled in response to a decrease in the target torque, and negative pressure is generated to control the intake air amount. Therefore, the maximum negative pressure can be generated in the low load region, and the evaporated
ところで、低気圧時において、特に低負荷域でスロットルの絞りによって吸入空気量を調整できるように、吸気バルブ105の開特性を吸入空気量が増える側に制限すればよく、必ずしも吸気バルブ105の開特性を固定させる必要はない。
そこで、以下では、低気圧時に吸気バルブ105の開特性を固定させない実施形態を説明する。
By the way, at the time of low pressure, it is only necessary to limit the opening characteristic of the
Therefore, in the following, an embodiment in which the opening characteristic of the
図14〜図16のフローチャートは、低気圧時の制御の第2実施形態を示し、該第2実施形態では、後述するように、目標トルクに応じて設定される吸気バルブ105のVEL目標値におけるリフト・作動角を所定の制限値以上に制限し、該制限によって余分にエンジンに吸引されることになる吸入空気を、スロットル開度を絞ることで目標トルク相当量に制御する。
The flowcharts of FIGS. 14 to 16 show a second embodiment of the control at the time of low atmospheric pressure, and in the second embodiment, as described later, in the VEL target value of the
前記下限値は、目標トルク(目標吸入空気量)を確保しつつ、スロットル弁を全閉にまで絞った時に目標給気圧が得られる下限のバルブリフト量として設定される。
図14のフローチャートは、VEL機構112の低気圧時制御の第2実施形態を示す。
ステップS331では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS332では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
The lower limit value is set as a lower limit valve lift amount that provides a target supply air pressure when the throttle valve is fully closed while securing a target torque (target intake air amount).
The flowchart of FIG. 14 shows a second embodiment of the low pressure control of the
In step S331, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
そして、ステップS333では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップS334では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVEL目標値(制御軸13の目標角度:目標リフト量)を記憶したマップを参照し、ステップS333で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVEL目標値を検索する。
In step S333, a map in which the target torque is stored in advance using the accelerator opening and the engine speed as variables is referred to, and a target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched.
In the next step S334, a map in which the VEL target value (target angle of the control shaft 13: target lift amount) is stored in advance with the target torque and the engine speed as variables is referred to, and the target torque obtained in step S333 and at that time The VEL target value corresponding to the engine speed is searched.
ここまでの処理は、図7のフローチャートに示したVEL機構112の通常制御と同様である。
ステップS335では、ステップS334で求めた目標トルクに対応するVEL目標値(目標リフト・作動角)が、予め記憶した制限値を下回る場合に、VEL目標値(目標リフト・作動角)として前記制限値を設定する。
The processing so far is the same as the normal control of the
In step S335, when the VEL target value (target lift / operation angle) corresponding to the target torque obtained in step S334 is lower than the previously stored limit value, the limit value is set as the VEL target value (target lift / operation angle). Set.
これにより、吸気バルブ105のリフト・作動角が前記制限値以上の高リフト・大作動角域で可変とされるようにし、吸気バルブ105のリフト・作動角が目標トルクに基づいて前記制限値を下回る低リフト・小作動角に制御されることを阻止する。
ステップS336では、制限が加えられた前記VEL目標値(制御軸13の目標角度:目標リフト量)に基づいてVEL機構112(モータ17)をフィードバック制御する。
Thus, the lift / operating angle of the
In step S336, the VEL mechanism 112 (motor 17) is feedback-controlled based on the VEL target value to which the restriction is applied (target angle of the control shaft 13: target lift amount).
図15のフローチャートは、VTC機構113の低気圧時制御の第2実施形態を示す。
ステップS341では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS342では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS343では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
The flowchart of FIG. 15 shows a second embodiment of the low pressure control of the
In step S341, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
In step S343, a map in which the target torque is stored in advance using the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS344では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVTC目標値(バルブ作動角の中心位相の目標進角量)を記憶したマップを参照し、ステップS343で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVTC目標値を検索する。
ステップS345では、前記VTC目標値(目標進角量)に基づいてVTC機構113(電磁アクチュエータ99)をフィードバック制御する。
In the next step S344, a map storing the VTC target value (target advance amount of the central phase of the valve operating angle) with the target torque and the engine speed as variables is referred to in advance, and the target torque obtained in step S343 and its target torque are calculated. The VTC target value corresponding to the engine speed at that time is searched.
In step S345, feedback control of the VTC mechanism 113 (electromagnetic actuator 99) is performed based on the VTC target value (target advance amount).
尚、上記の処理は、図8のフローチャートに示した通常時(高気圧時)のVTC機構113の制御と同様であり、リフト量・作動角のみを制限することで、吸入空気量が過剰となる状態とし、後述するように、スロットル開度を絞ることで、目標トルク相当量の吸入空気量に調整させる。
図16のフローチャートは、電子制御スロットル104の低気圧時制御の第2実施形態を示す。
The above processing is the same as the control of the
The flowchart in FIG. 16 shows a second embodiment of the low pressure control of the
ステップS351では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS352では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS353では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
In step S351, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
In step S353, a map in which the target torque is stored in advance with the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS354では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップS353で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップS355では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル104(スロットルモータ103a)を制御する。
In the next step S354, a map in which the target throttle opening is stored in advance using the target torque and the engine speed as variables is referred to, and the target throttle opening corresponding to the target torque obtained in step S353 and the engine speed at that time is referred to. Search for.
In step S355, the electronic control throttle 104 (
前記ステップS354で参照する目標スロットル開度のマップは、前記ステップS334で参照するVEL目標値のマップ上で、制限値を下回るVEL目標値が設定される領域でスロットル開度が絞られるように設定される。
即ち、VEL目標値が制限値を下回るために、制限値が目標値とされる領域では、目標トルクに対応するリフト量よりも実際のリフト量が大きく制御される結果、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう。
The target throttle opening map referred to in step S354 is set so that the throttle opening is reduced in the region where the VEL target value below the limit value is set on the VEL target value map referred to in step S334. Is done.
That is, since the VEL target value is less than the limit value, the actual lift amount is controlled to be larger than the lift amount corresponding to the target torque in the region where the limit value is set to the target value. The amount of intake air will increase.
そこで、リフト量が目標トルクに対応するリフト量よりも大きい分だけ過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで本来の目標トルク相当量にまで減少させるものである。
そして、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう分だけスロットル開度を絞れば、同時に、負圧を発生させることになり、図11〜図13に示した第1実施形態と同様に、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができる。
Therefore, the intake air amount that becomes excessive by the amount that the lift amount is larger than the lift amount corresponding to the target torque is reduced to the original target torque equivalent amount by narrowing the throttle opening.
If the throttle opening is reduced by an amount corresponding to the amount of intake air larger than the target torque equivalent amount, negative pressure is generated at the same time, which is the same as in the first embodiment shown in FIGS. In addition, the intake manifold negative pressure required for the operation of the evaporated
図17〜図19のフローチャートは、低気圧時の制御の第3実施形態を説明する。
図17のフローチャートは、VEL機構112の低気圧時制御の第3実施形態を示す。
ステップS361では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS362では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
The flowchart of FIGS. 17-19 demonstrates 3rd Embodiment of the control at the time of low atmospheric pressure.
The flowchart of FIG. 17 shows a third embodiment of the low pressure control of the
In step S361, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
そして、ステップS363では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップS364では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVEL目標値(制御軸13の目標角度)を記憶したマップを参照し、ステップS363で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVEL目標値を検索する。
In step S363, a map in which the target torque is stored in advance using the accelerator opening and the engine speed as variables is referred to, and a target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched.
In the next step S364, the map storing the VEL target value (target angle of the control shaft 13) with the target torque and the engine speed as variables is referred to in advance, and the target torque obtained in step S363 and the engine speed at that time are obtained. The VEL target value corresponding to is searched.
ここまでの処理は、図7のフローチャートに示したVEL機構112の通常制御と同様である。
ステップS365では、ステップS364で求めたVEL目標値(目標リフト・作動角)に対して所定値を一律に加算することで、目標トルクに対応する目標リフト・作動角よりもより大きなリフト量・作動角に補正する。
The processing so far is the same as the normal control of the
In step S365, a predetermined value is uniformly added to the VEL target value (target lift / operating angle) obtained in step S364, so that the lift amount / actuation is larger than the target lift / operating angle corresponding to the target torque. Correct to corners.
尚、前記目標リフト量TVELを補正するための補正値を、負圧センサ908で検出される負圧に応じて設定することができる。
ステップS366では、目標トルクに対応する目標リフト・作動角よりも増大補正された目標値に基づいてVEL機構112(モータ17)をフィードバック制御する。
図18のフローチャートは、VTC機構113の低気圧時制御の第3実施形態を示す。
A correction value for correcting the target lift amount TVEL can be set according to the negative pressure detected by the
In step S366, feedback control of the VEL mechanism 112 (motor 17) is performed based on the target value corrected to increase from the target lift / operation angle corresponding to the target torque.
The flowchart of FIG. 18 shows a third embodiment of low pressure control of the
ステップS371では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS372では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS373では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
In step S371, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
In step S373, a map in which the target torque is stored in advance with the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS374では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてVTC目標値(バルブ作動角の中心位相の目標進角量)を記憶したマップを参照し、ステップS373で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するVTC目標値を検索する。
ステップS375では、前記VTC目標値(目標進角量)に基づいてVTC機構113(電磁アクチュエータ99)をフィードバック制御する。
In the next step S374, the map storing the VTC target value (the target advance amount of the central phase of the valve operating angle) with the target torque and the engine speed as variables is referred to in advance, and the target torque obtained in step S373 and its The VTC target value corresponding to the engine speed at that time is searched.
In step S375, feedback control of the VTC mechanism 113 (electromagnetic actuator 99) is performed based on the VTC target value (target advance angle amount).
尚、上記の処理は、図8のフローチャートに示した通常時(高気圧時)のVTC機構113の制御と同様であり、リフト量・作動角を増大補正することで吸入空気量が過剰となる状態とし、後述するように、スロットル開度を絞ることで、目標トルク相当量の吸入空気量に調整させる。
図19のフローチャートは、電子制御スロットル104の低気圧時制御の第3実施形態を示す。
The above processing is the same as the control of the
The flowchart of FIG. 19 shows a third embodiment of the low pressure control of the
ステップS381では、アクセルペダルセンサ116の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップS382では、クランク角センサ117の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne(rpm)を検出する。
そして、ステップS383では、予めアクセル開度とエンジン回転数(エンジン回転速度)とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
In step S381, the accelerator opening is detected based on the output signal of the
In step S383, a map in which the target torque is stored in advance using the accelerator opening and the engine speed (engine speed) as variables is referred to, and the target torque corresponding to the accelerator opening and the engine speed at that time is searched. To do.
次のステップS384では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップS383で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップS385では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル104(スロットルモータ103a)を制御する。
In the next step S384, a map in which the target throttle opening is stored in advance using the target torque and the engine speed as variables is referred to, and the target throttle opening corresponding to the target torque obtained in step S383 and the engine speed at that time is referred to. Search for.
In step S385, the electronic control throttle 104 (
前述のように、前記VEL目標値が一律に増大補正されることで、目標トルクに相当するリフト量・作動角よりも大きなリフト量・作動角に制御され、その結果、目標トルクに見合う吸入空気量よりも多くなってしまう。
そこで、VEL目標値の増大補正によって過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで目標トルクに見合う吸入空気量にまで減少させるように、前記ステップS384で参照する目標スロットル開度のマップが設定されている。
As described above, when the VEL target value is uniformly increased and corrected, the lift amount / operating angle is controlled to be larger than the lift amount / operating angle corresponding to the target torque. As a result, the intake air corresponding to the target torque is controlled. It will be more than the amount.
Therefore, a map of the target throttle opening referred to in step S384 so that the intake air amount that becomes excessive due to the increase correction of the VEL target value is reduced to the intake air amount that matches the target torque by reducing the throttle opening. Is set.
このように、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう分だけスロットル開度を絞れば、同時に、負圧を発生させることになり、図11〜図13に示した第1実施形態と同様に、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置700,排気還流装置800,ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ900などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができる。
Thus, if the throttle opening is reduced by an amount corresponding to the amount of intake air larger than the target torque equivalent amount, negative pressure is generated at the same time, and the first embodiment shown in FIGS. In the same manner as described above, the intake manifold negative pressure required for the operation of the evaporated
換言すれば、目標リフト量TVELを増大補正すると共に、該増大補正による吸入空気量の増大分を相殺すべくスロットル弁を絞ることで、吸気バルブ105で吸入空気量が絞られる割合が減少し、スロットル弁で吸入空気量が絞られる割合が増大するため、負圧を増大させることが可能となり、目標の負圧を確実に発生させることができる。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)請求項2記載の内燃機関の制御装置において、
前記可変動弁機構が前記吸気バルブの少なくともリフト量を可変とする機構であり、前記第2のトルク制御手段が、前記所定の特性としての最大リフト量に固定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In other words, by increasing the target lift amount TVEL and reducing the throttle valve to offset the increase in the intake air amount due to the increase correction, the rate at which the intake air amount is reduced by the
Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.
(A) In the control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
The variable valve mechanism is a mechanism that makes at least the lift amount of the intake valve variable, and the second torque control means fixes the maximum lift amount as the predetermined characteristic. Control device.
上記発明によると、大気圧が所定圧を超えるときには、目標トルクを発生させるべく吸気バルブの少なくともリフト量を可変とし、大気圧が所定圧以下であるときには、リフト量を最大値に固定しておいて、目標トルクを発生させるべく電子制御スロットル(スロットル開度)を制御する。
従って、大気圧が低いときには、可変動弁機構を備えずにリフトの変更が行われない機関と同様に、スロットルの開度によって目標トルクに制御し、かつ、目標トルクを得るべくスロットル開度を絞ることで、必要な負圧を発生させることができる。
(ロ)請求項3記載の内燃機関の制御装置において、
前記可変動弁機構が前記吸気バルブの少なくともリフト量を可変とする機構であり、前記第2のトルク制御手段が、目標トルクに基づいて設定される目標リフト量を所定の最小リフト量以上に制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
According to the above invention, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, at least the lift amount of the intake valve is made variable so as to generate the target torque, and when the atmospheric pressure is less than the predetermined pressure, the lift amount is fixed to the maximum value. The electronic control throttle (throttle opening) is controlled to generate the target torque.
Therefore, when the atmospheric pressure is low, similarly to an engine that does not have a variable valve mechanism and does not change the lift, the target torque is controlled by the throttle opening, and the throttle opening is set to obtain the target torque. By squeezing, the necessary negative pressure can be generated.
(B) In the control device for an internal combustion engine according to
The variable valve mechanism is a mechanism that makes at least a lift amount of the intake valve variable, and the second torque control means limits a target lift amount set based on the target torque to a predetermined minimum lift amount or more. A control device for an internal combustion engine.
上記発明によると、大気圧が所定圧を超えるときには、目標トルクを発生させるべく吸気バルブの少なくともリフト量を可変とし、大気圧が所定圧以下であるときには、リフト量が所定の最小リフト量を下回らないように制限し、リフト量が目標トルク相当値よりも大きい分だけ、電子制御スロットルの開度を絞ることで目標トルクが得られるようにする。 According to the above invention, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, at least the lift amount of the intake valve is made variable to generate the target torque, and when the atmospheric pressure is equal to or lower than the predetermined pressure, the lift amount falls below the predetermined minimum lift amount. The target torque can be obtained by reducing the opening degree of the electronically controlled throttle by the amount that the lift amount is larger than the target torque equivalent value.
従って、リフト量を所定の最小リフト量以上に制限することで過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで目標トルク相当量にまで減らし、かつ、スロットル開度を絞ることで必要な負圧を発生させることができる。
(ハ)請求項4記載の内燃機関の制御装置において、
前記可変動弁機構が前記吸気バルブの少なくともリフト量を可変とする機構であり、前記第2のトルク制御手段が、目標トルクに基づいて設定される目標リフト量に一律に所定値を加算することを特徴とする内燃機関の制御装置。
Therefore, the amount of intake air that becomes excessive by limiting the lift amount to a predetermined minimum lift amount or more is reduced to the target torque equivalent amount by reducing the throttle opening, and necessary by reducing the throttle opening. Negative pressure can be generated.
(C) In the control device for an internal combustion engine according to claim 4,
The variable valve mechanism is a mechanism that makes at least the lift amount of the intake valve variable, and the second torque control unit uniformly adds a predetermined value to a target lift amount set based on the target torque. A control device for an internal combustion engine.
上記発明によると、大気圧が所定圧を超えるときには、目標トルクを発生させるべく吸気バルブの少なくともリフト量を可変とし、大気圧が所定圧以下であるときには、目標トルクに対応する目標リフト量を一律に所定値だけ大きく補正し、リフト量を強制的に大きくした分だけ、電子制御スロットルの開度を絞ることで目標トルクが得られるようにする。 According to the above invention, when the atmospheric pressure exceeds the predetermined pressure, at least the lift amount of the intake valve is made variable to generate the target torque, and when the atmospheric pressure is less than the predetermined pressure, the target lift amount corresponding to the target torque is uniformly set. The target torque can be obtained by reducing the opening degree of the electronically controlled throttle by the amount by which the lift amount is forcibly increased.
従って、リフト量を増大補正することで過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで目標トルク相当量にまで減らし、かつ、スロットル開度を絞ることで必要な負圧を発生させることができる。 Therefore, the amount of intake air that becomes excessive by increasing the lift amount is reduced to the target torque equivalent by reducing the throttle opening, and the necessary negative pressure is generated by reducing the throttle opening. Can do.
3…吸気駆動軸、13…制御軸、99…電磁アクチュエータ、101…エンジン、104…電子制御スロットル、105…吸気バルブ、112…VEL機構、113…VTC機構、114…エンジンコントロールユニット、116…アクセルペダルセンサ、117…クランク角センサ、120…クランクシャフト、134…吸気圧センサ、135…大気圧センサ、700…蒸発燃料処理装置、800…排気還流装置、900…ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記可変動弁機構を制御する第1のトルク制御手段と、
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記大気圧が所定圧以下であるときに、前記第1のトルク制御手段による前記可変動弁機構の制御を吸入空気量が増大する側に制限し、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記電子制御スロットルを制御する第2のトルク制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine, comprising: a variable valve mechanism that varies an opening characteristic of an intake valve; and an electronically controlled throttle that is provided in an intake passage upstream of the intake valve,
First torque control means for controlling the variable valve mechanism to generate a target torque according to an engine operating state;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure;
When the atmospheric pressure is equal to or lower than a predetermined pressure, the control of the variable valve mechanism by the first torque control means is limited to the side where the intake air amount increases, and a target torque corresponding to the engine operating state is generated. Second torque control means for controlling the electronically controlled throttle,
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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