JP2009062838A - Control device for variable valve train - Google Patents

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JP2009062838A JP2007229447A JP2007229447A JP2009062838A JP 2009062838 A JP2009062838 A JP 2009062838A JP 2007229447 A JP2007229447 A JP 2007229447A JP 2007229447 A JP2007229447 A JP 2007229447A JP 2009062838 A JP2009062838 A JP 2009062838A
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Hitoshi Toda
仁司 戸田
Masayuki Takagaki
雅之 高垣
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent torque shock when negative pressure demand changes in a variable valve train capable of continuously changing valve lift. <P>SOLUTION: This device is provided with a control means 18 controlling the variable valve train 14 to increase lift quantity of an intake valve and controlling operation of an throttle actuator 13 to reduce opening of a throttle valve when it is determined that negative pressure demand to an engine exists. The control means 18 is constructed to set lift quantity of the intake valve with considering response delay of pressure change of an intake manifold when it is determined that negative pressure demand changes. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、特にバルブリフト量を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えたエンジンに用いて好適の、可変動弁機構の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that is particularly suitable for an engine having a variable valve mechanism that can continuously change the valve lift amount.

近年、車両に搭載されるエンジン(内燃機関)においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、吸気弁及び排気弁の開閉タイミング(バルブタイミング)や最大バルブリフト量をそれぞれ変更可能な可変動弁機構(Variable Valve Timing and Lift mechanism:VTTL)が実用化されている。
このうち、連続的にバルブリフト量を変更可能な可変動弁機構では、スロットルバルブ開度とバルブリフト量を調整することにより、同一エンジン負荷を保ちながらインテークマニホールド(以下、インマニと略す)内の圧力を変化させることができる。
In recent years, in engines (internal combustion engines) mounted on vehicles, intake valve and exhaust valve opening / closing timing (valve timing) and maximum valve lift amount can be changed for the purpose of improving output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust emissions. A variable valve timing and lift mechanism (VTTL) has been put into practical use.
Among these, in the variable valve mechanism that can continuously change the valve lift amount, the throttle valve opening and valve lift amount are adjusted to maintain the same engine load while maintaining the same engine load. The pressure can be changed.

これを図10を用いて説明する。ここで、図10において(a)はスロットル開度、(b)は最大バルブリフト量、(c)はインマニ圧力、(d)は吸入空気量を示している。なお、(c)のインマニ圧力は当然ながら負圧であり、このため、インマニ圧力は低下するほど、絶対値としては大きくなり強い負圧となる。
図10(a),(b)に示すように、スロットル開度を略全開としている状態であって、且つ最大バルブリフト量(以下、単にバルブリフト量という)が小さい状態から、(d)に示すように吸入空気量(エンジン負荷に相当する)を一定に保ちながら、スロットル開度を低減するとともにバルブリフト量を増大することにより、(c)に示すように、インマニ圧力を低下させる(負圧を増大させる)ことができる。なお、バルブリフト量を変更できない一般的なエンジンでは、インマニ圧力によって負荷が変動するため、図10(c),(d)で示すような特性を得ることはできない。
This will be described with reference to FIG. Here, in FIG. 10, (a) shows the throttle opening, (b) shows the maximum valve lift amount, (c) shows the intake manifold pressure, and (d) shows the intake air amount. The intake manifold pressure in (c) is naturally a negative pressure. Therefore, as the intake manifold pressure decreases, the absolute value increases and becomes a strong negative pressure.
As shown in FIGS. 10A and 10B, when the throttle opening is substantially fully opened and the maximum valve lift amount (hereinafter simply referred to as the valve lift amount) is small, the state is changed to (d). As shown in (c), the intake manifold pressure is reduced (negative) by reducing the throttle opening and increasing the valve lift while keeping the intake air amount (corresponding to the engine load) constant. Pressure). Note that, in a general engine in which the valve lift amount cannot be changed, the load fluctuates due to the intake manifold pressure, and thus the characteristics as shown in FIGS. 10C and 10D cannot be obtained.

ところで、一般的にインマニ圧力が高いほど(大気圧に近いほど)ポンピングロスが低下し、燃費が向上する。また、このポンピングロスは主にスロットル弁による吸気絞りに起因して発生する。このため、バルブリフト量を変更可能なVVTLを備えたエンジンでは、スロットル弁をなくし、吸気弁にスロットル弁の機能を兼用させることで、ポンピングロスをなくして燃費向上を図ることができる。   By the way, generally, the higher the intake manifold pressure (closer to atmospheric pressure), the lower the pumping loss and the better the fuel consumption. Further, this pumping loss is mainly caused by the intake throttle by the throttle valve. For this reason, in an engine equipped with a VVTL that can change the valve lift amount, by eliminating the throttle valve and having the intake valve also function as the throttle valve, it is possible to eliminate the pumping loss and improve the fuel efficiency.

しかし、このように構成すると、インマニにおいて負圧が発生しなくなるので、負圧を必要とする機器(ブレーキブースタやキャニスタパージ装置等)の使用が困難となる。そこで、スロットル弁を廃止せずに従来どおり設けておき、必要に応じてスロットル弁を閉じてインマニに負圧を発生させる技術が提案されている(例えば特許文献1)。
具体的には、負圧発生用のスロットル開度及びバルブリフト量の特性と、負圧不要時のスロットル開度及びバルブリフト量の特性とを予め設定しておき、負圧要求の有無に基づきこれらの2つのモードを切り換えるようにしている。
特開2003−49673号公報
However, when configured in this manner, no negative pressure is generated in the intake manifold, so that it is difficult to use a device (such as a brake booster or a canister purge device) that requires negative pressure. Therefore, a technique has been proposed in which the throttle valve is provided as usual without being abolished and the throttle valve is closed as necessary to generate negative pressure in the intake manifold (for example, Patent Document 1).
Specifically, the characteristics of the throttle opening and valve lift amount for generating negative pressure and the characteristics of the throttle opening and valve lift amount when no negative pressure is required are set in advance, based on the presence or absence of a negative pressure request. These two modes are switched.
JP 2003-49673 A

しかしながら、このような技術では、負圧要求の有無が切り換わった場合にバルブリフト量及びスロットル開度を瞬時に切り換えても、インマニには容積が存在するためすぐにインマニ圧力が追従せず、バルブリフト量及びスロットル開度が切り換えられてから応答遅れを伴ってインマニ圧力が低下することになる。
これを図を用いて説明する。図11(a)〜(d)は、図10と同様、それぞれスロットル開度、バルブリフト量、インマニ圧力、吸入空気量を示している。そして、t1において、負圧要求が判定される(負圧要求が無しから有りに切り替わることを判定した場合を単に負圧要求が判定されたという)と、図11(a)及び(b)に示すように、吸入空気量が一定となるように、スロットル開度を低減するとともにバルブリフト量を増大させる。
However, in such a technique, even if the valve lift amount and the throttle opening are switched instantaneously when the presence or absence of the negative pressure request is switched, the intake manifold pressure does not immediately follow because the intake manifold has a volume, The intake manifold pressure decreases with a response delay after the valve lift amount and the throttle opening are switched.
This will be described with reference to the drawings. 11A to 11D show the throttle opening, the valve lift amount, the intake manifold pressure, and the intake air amount, respectively, as in FIG. Then, at t1, the negative pressure request is determined (when it is determined that the negative pressure request is switched from none to only), the negative pressure request is determined, and FIGS. 11 (a) and 11 (b). As shown, the throttle opening is reduced and the valve lift is increased so that the intake air amount is constant.

しかし、この場合図11(c)に示すように、インマニ圧力の低下は応答遅れを伴うため、スロットル開度及びバルブリフト量を切り換えた直後はインマニ圧力が十分低下していない。このため、このような状態では、インマニ内の圧力に対して相対的にバルブリフト量が大きく設定されてしまい、図11(d)に示すように、シリンダの吸入空気量が一時的に増大してしまうことになる。そして、このように吸入空気量が一時的に増大することによりトルクショックが発生してしまうという課題が生じる。   However, in this case, as shown in FIG. 11 (c), the reduction of the intake manifold pressure is accompanied by a delay in response, so that the intake manifold pressure is not sufficiently reduced immediately after the throttle opening and the valve lift amount are switched. For this reason, in such a state, the valve lift amount is set to be relatively large with respect to the pressure in the intake manifold, and the intake air amount of the cylinder temporarily increases as shown in FIG. Will end up. And the subject that a torque shock will generate | occur | produce arises because the intake air quantity increases temporarily in this way.

また、負圧要求が有りから無しに切り替わった場合、図11(a′)及び(b′)に示すように、吸入空気量が一定となるように、スロットル開度を増大するとともにバルブリフト量を低減させる。
しかし、この場合図11(c′)に示すように、インマニ圧力の増加は応答遅れを伴うため、スロットル開度及びバルブリフト量を切り換えた直後はインマニ圧力が十分増加していない。このため、このような状態では、インマニ内の圧力に対して相対的にバルブリフト量が小さく設定されてしまい、図11(d′)に示すように、シリンダの吸入空気量が一時的に減少してしまうことになる。そして、このように吸入空気量が一時的に減少することによりトルクショックが発生してしまうという課題が生じる。
Further, when the negative pressure request is switched from the presence to the absence, as shown in FIGS. 11 (a ′) and (b ′), the throttle opening is increased and the valve lift amount so that the intake air amount becomes constant. Reduce.
However, in this case, as shown in FIG. 11 (c ′), since the increase in the intake manifold pressure is accompanied by a response delay, the intake manifold pressure does not increase sufficiently immediately after the throttle opening and the valve lift amount are switched. Therefore, in such a state, the valve lift amount is set to be relatively small with respect to the pressure in the intake manifold, and the intake air amount of the cylinder is temporarily reduced as shown in FIG. Will end up. And the subject that a torque shock will generate | occur | produce will arise by temporarily reducing the amount of intake air in this way.

このような吸入空気量の変動を抑制する手法としては、一般的には負圧要求有りと負圧要求無しの2つのモードの切り換え時において、制御対象(スロットル開度及びバルブリフト量)を一定勾配でテーリングさせる手法が知られているが、運転条件等によりテーリング勾配が異なるため、運転条件に応じたキャリブレーションを予め設定するのは困難で複雑な作業となるほか工数が増大するという課題がある。なお、上述した特許文献1の技術では、インマニ圧力やバルブリフト量変化の応答遅れに関しては何ら考慮されておらず、上述のような課題を解決することはできなかった。   In general, as a method for suppressing such fluctuations in the intake air amount, the control target (throttle opening and valve lift amount) is kept constant when switching between the two modes of requesting negative pressure and not requiring negative pressure. A method of tailing with a gradient is known, but since the tailing gradient varies depending on the operating conditions, etc., it is difficult to preset calibration according to the operating conditions, which is a complicated task and increases the man-hours. is there. In the technique of Patent Document 1 described above, no consideration is given to the response delay of the intake manifold pressure and the valve lift amount change, and the above-described problems cannot be solved.

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、負圧要求の有無が変化した際のトルクショックを確実に抑制できるようにした、可変動弁機構の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a variable valve mechanism that can reliably suppress a torque shock when the presence or absence of a negative pressure request changes. And

このため、本発明の可変動弁機構の制御装置は、エンジンに設けられた吸気弁のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構と、該吸気弁に連通する吸気通路上に介装されアクチュエータにより開閉駆動されるスロットル弁と、該エンジンに対する負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段と、該負圧要求判定手段により負圧要求有りと判定されると、該吸気弁のリフト量が増大するように該可変動弁機構を制御するとともに、該スロットル弁の開度が低下するように該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該エンジンのインテークマニホールドの圧力の変化速度と該吸気弁のリフト量の変化速度とを考慮して該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定することを特徴としている(請求項1)。   For this reason, the control apparatus for a variable valve mechanism according to the present invention includes a variable valve mechanism that can change a lift amount characteristic of an intake valve provided in an engine, and an actuator that is interposed on an intake passage that communicates with the intake valve. The throttle valve that is driven to open and close, the negative pressure request determining means for determining whether or not there is a negative pressure request for the engine, and the lift amount of the intake valve when the negative pressure request determining means determines that there is a negative pressure request And a control means for controlling the operation of the actuator so that the opening degree of the throttle valve is reduced, and the control means is configured to check whether the negative pressure is requested or not. Is determined in consideration of the rate of change in the pressure of the intake manifold of the engine and the rate of change in the lift amount of the intake valve. Setting It is characterized in that (claim 1).

また、該インテークマニホールド内の圧力を検出するインテークマニホールド圧検出手段をそなえ、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該スロットル弁を駆動させ該インテークマニホールド圧検出手段で得られたインテークマニホールド圧力に基づいて該リフト量を設定するのが好ましい(請求項2)。
また、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるように該スロットル弁の開度と該吸気弁のとリフト量を設定するのが好ましい(請求項3)。
In addition, an intake manifold pressure detecting means for detecting the pressure in the intake manifold is provided, and the control means drives the throttle valve when the change in presence / absence of the negative pressure request is determined. The lift amount is preferably set based on the intake manifold pressure obtained by the detecting means.
In addition, when it is determined whether or not the negative pressure request is changed, the control means opens the throttle valve, the intake valve, and the lift so that the amount of intake air taken into the cylinder is constant. The amount is preferably set (claim 3).

本発明の可変動弁機構の制御装置(請求項1〜3)によれば、負圧要求の有無の変化時における吸入空気量の変動を抑制することができ、これに起因するエンジンのトルクショックを確実に抑制することができる。したがって、ドライバビリティが向上する。また、エンジンの制御手段に対しロジックを加えるだけでよいので、コスト増や重量増を招くこともないというという利点がある。   According to the control device for a variable valve mechanism of the present invention (Claims 1 to 3), fluctuations in the intake air amount when there is a change in the presence or absence of a negative pressure request can be suppressed. Can be reliably suppressed. Therefore, drivability is improved. Further, since only the logic needs to be added to the control means of the engine, there is an advantage that there is no increase in cost and weight.

以下、図面により、本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置について説明すると、図1は本装置の要部構成を示す模式的なブロック図、図2は本発明が適用されるエンジンについて説明する図であって、(a)はその吸気弁のバルブリフト線図、(b)はその模式図である。
さて、図2(b)に示すように、エンジン1には吸気弁2が設けられ、この吸気弁2が開閉駆動することにより、燃焼室4と吸気ポート6との連通状態が断接されるようになっている。また、吸気ポート6の上流側にはインテークマニホールド(インマニ)8及び吸気通路10が順に接続され、吸気通路10にスロットル弁12が介装されている。
Hereinafter, a control apparatus for a variable valve mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a main configuration of the apparatus, and FIG. 2 is applied to the present invention. It is a figure explaining an engine, (a) is a valve lift diagram of the intake valve, (b) is the model.
As shown in FIG. 2 (b), the engine 1 is provided with an intake valve 2. When the intake valve 2 is driven to open and close, the communication state between the combustion chamber 4 and the intake port 6 is connected or disconnected. It is like that. Further, an intake manifold (intake manifold) 8 and an intake passage 10 are sequentially connected upstream of the intake port 6, and a throttle valve 12 is interposed in the intake passage 10.

また、詳細な説明は省略するが、このエンジン1には吸気弁2のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構(VVTL)14(図1参照)が設けられており、VVTL14に付設されたアクチュエータ16(同じく図1参照)の作動を制御することで、図2(a)に示すように、吸気弁2の最大バルブリフト量(以下、単にバルブリフト量又はリフト量という)を低リフト状態から高リフト状態まで無段階に連続して変更することができるようになっている。   Although not described in detail, the engine 1 is provided with a variable valve mechanism (VVTL) 14 (see FIG. 1) that can change the lift amount characteristic of the intake valve 2 and is attached to the VVTL 14. By controlling the operation of the actuator 16 (see also FIG. 1), as shown in FIG. 2A, the maximum valve lift amount of the intake valve 2 (hereinafter simply referred to as valve lift amount or lift amount) is in a low lift state. It can be changed continuously and continuously from a high lift state to a high lift state.

なお、可変動弁機構14は少なくとも吸気弁2のバルブリフト量を連続的に変更可能に構成されたものであればよく、例えば特開2007−32346号公報に開示された機構等、公知の種々の機構を適用することができる。
また、本実施形態ではVVTL14のリフト量を変更するアクチュエータ16としてはモータが適用されており、モータの駆動量を制御することで吸気弁2のリフト量が変更されるようになっている。
The variable valve mechanism 14 only needs to be configured so that at least the valve lift amount of the intake valve 2 can be continuously changed. For example, a variety of known mechanisms such as the mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-32346 can be used. The mechanism can be applied.
In the present embodiment, a motor is applied as the actuator 16 that changes the lift amount of the VVTL 14, and the lift amount of the intake valve 2 is changed by controlling the drive amount of the motor.

ところで、このような可変動弁機構14では吸気弁2の開度を制御することで吸入空気量の調整を行うことができるため、スロットル弁12を廃止してポンピングロスをなくし、燃費向上を図ることが考えられる。
しかしながら、このように構成すると、上述したようにインマニ圧力が略大気圧となり、負圧を必要とする機器(ブレーキブースタやキャニスタパージ装置等)の使用が困難となる。そこで、スロットル弁12を廃止せずに従来どおり設けておき、負圧が必要なときに、スロットル弁12を閉じてインテークマニホールド8に負圧を発生させるようになっている。
By the way, in such a variable valve mechanism 14, since the intake air amount can be adjusted by controlling the opening degree of the intake valve 2, the throttle valve 12 is eliminated to eliminate the pumping loss and improve the fuel consumption. It is possible.
However, when configured in this manner, the intake manifold pressure becomes substantially atmospheric pressure as described above, and it becomes difficult to use devices (such as a brake booster and a canister purge device) that require negative pressure. Therefore, the throttle valve 12 is provided as usual without being abolished, and when a negative pressure is required, the throttle valve 12 is closed to generate a negative pressure in the intake manifold 8.

このため、スロットル弁12は、後述のコントローラ18からの制御信号に応じて開閉駆動されるような電子制御スロットル弁(ETV)として構成されており、図1に示すように、スロットル弁12には、スロットル開度を変更するためのアクチュエータ(スロットルアクチュエータ)13が付設されている。
次に、本装置の要部構成について説明すると、図1に示すように、コントローラ(ECU、又は制御手段)18には、ブレーキのオンオフを検出するブレーキセンサ20、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ22、ドライバのアクセル踏み込み量又はアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ24、インマニ8の圧力を検出する圧力センサ(インマニ圧センサ)26が接続されている。
Therefore, the throttle valve 12 is configured as an electronically controlled throttle valve (ETV) that is driven to open and close in response to a control signal from the controller 18 described later. As shown in FIG. An actuator (throttle actuator) 13 for changing the throttle opening is attached.
Next, the configuration of the main part of the present apparatus will be described. As shown in FIG. 1, a controller (ECU or control means) 18 detects a brake sensor 20 for detecting on / off of the brake and the number of revolutions of the engine 1. An engine speed sensor 22, an accelerator position sensor 24 that detects the accelerator depression amount or accelerator opening of the driver, and a pressure sensor (intake manifold pressure sensor) 26 that detects the pressure of the intake manifold 8 are connected.

また、コントローラ18内には、その機能構成として、負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段28、エンジン1に吸入された空気量を求める吸入空気量算出手段30、吸気弁2のリフト量を設定するバルブリフト量設定手段32、スロットル弁12の開度を設定するスロットル開度設定手段34が設けられている。
そして、バルブリフト量設定手段32で吸気弁2のバルブリフト量が設定されると、このバルブリフト量に対応した制御信号がVVTLアクチュエータ16に出力されて、可変動弁機構14のバルブリフト量が変更されるようになっている。また、同様に、スロットル開度設定手段34によりスロットル弁12の開度が設定されると、この開度に対応した制御信号がスロットルアクチュエータ13に出力されて、スロットル開度が変更されるようになっている。
Further, in the controller 18, as its functional configuration, a negative pressure request determining means 28 for determining the presence or absence of a negative pressure request, an intake air amount calculating means 30 for determining the amount of air taken into the engine 1, and a lift of the intake valve 2 Valve lift amount setting means 32 for setting the amount and throttle opening degree setting means 34 for setting the opening degree of the throttle valve 12 are provided.
When the valve lift amount of the intake valve 2 is set by the valve lift amount setting means 32, a control signal corresponding to the valve lift amount is output to the VVTL actuator 16, and the valve lift amount of the variable valve mechanism 14 is increased. It has been changed. Similarly, when the opening of the throttle valve 12 is set by the throttle opening setting means 34, a control signal corresponding to this opening is output to the throttle actuator 13 so that the throttle opening is changed. It has become.

また、負圧要求判定手段28はブレーキセンサ20からの検出情報に基づいて負圧要求の有無を判定する手段であって、本実施形態においては、ブレーキオンを検出すると負圧要求有りと判定し、ブレーキオフを検出すると負圧要求無しと判定するようになっている。これは、ブレーキ作動時には図示しないブレーキブースタを負圧により作動させてドライバのブレーキ踏力を増幅させているからであって、ブレーキ作動時には負圧が必要とされるからである。なお、負圧要求としては上述に限定されるものではなく、例えばキャニスタパージ実行時にも負圧要求有りと判定するようにしてもよい。また、負圧を蓄えるブレーキマスタバッグの負圧スイッチ等によりマスタバッグ内の負圧不足を検出して負圧要求有りと判定してもよい。   The negative pressure request determining means 28 is a means for determining the presence or absence of a negative pressure request based on the detection information from the brake sensor 20, and in this embodiment, it is determined that there is a negative pressure request when a brake-on is detected. When a brake-off is detected, it is determined that there is no negative pressure request. This is because a brake booster (not shown) is operated with a negative pressure when the brake is operated to amplify the driver's braking force, and a negative pressure is required when the brake is operated. Note that the negative pressure request is not limited to the above, and for example, it may be determined that there is a negative pressure request even when canister purge is performed. Alternatively, the negative pressure in the master bag may be detected by a negative pressure switch or the like of the brake master bag that stores the negative pressure to determine that there is a negative pressure request.

そして、本装置では基本的に負圧要求無しと判定されるような通常運転時には、極力スロットル弁12を開いた状態に保持し、バルブリフト量を変更することにより吸入空気量を制御して、ポンピングロスを抑制するようになっている。一方、負圧要求有りと判定されると、スロットル弁12を極力閉じることによりインテークマニホールド8に負圧を発生させて、負圧を必要とする機器に負圧を供給するようになっている。   In the normal operation in which it is basically determined that there is no negative pressure request in this device, the throttle valve 12 is kept open as much as possible, and the amount of intake air is controlled by changing the valve lift amount, Pumping loss is suppressed. On the other hand, when it is determined that there is a negative pressure request, the throttle valve 12 is closed as much as possible to generate a negative pressure in the intake manifold 8 so that the negative pressure is supplied to equipment that requires the negative pressure.

こののように、バルブリフト量設定手段32及びスロットル開度設定手段34は負圧要求手段28での判定結果に応じてバルブリフト量及びスロットル開度を設定するようになっている。
以下、詳しく説明すると、図1に示すように、バルブリフト量設定手段32には、通常運転時バルブリフト量設定手段36,負圧発生時バルブリフト量設定手段38及び負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40が設けられており、また、スロットル開度設定手段34には通常運転時スロットル開度設定手段42と負圧発生時スロットル開度設定手段44とが設けられている。
As described above, the valve lift amount setting means 32 and the throttle opening degree setting means 34 set the valve lift amount and the throttle opening degree according to the determination result in the negative pressure request means 28.
More specifically, as shown in FIG. 1, the valve lift amount setting means 32 includes a normal operation valve lift amount setting means 36, a negative pressure generation valve lift amount setting means 38, and a negative pressure request determination valve lift. An amount setting means 40 is provided, and a throttle opening setting means 34 is provided with a throttle opening setting means 42 during normal operation and a throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated.

ここで、通常運転時バルブリフト量設定手段36は、負圧要求のない通常運転状態におけるバルブリフト量VLを設定するマップである。また、負圧発生時バルブリフト量設定手段38は、負圧要求有りと判定された場合にインマニ圧力が十分低下したことを条件にバルブリフト量VLを設定するマップである。
また、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40は、負圧要求無しの状態から負圧要求有りに切り換わったとき、或いはこれとは逆に負圧要求有りの状態から負圧要求無しに切り換わったとき(つまり、負圧要求の変化時)の過渡的な状態においてバルブリフト量を設定するための手段であって、負圧要求の変化が判定された時点から所定時間が経過するまでの間(或いは負圧要求の変化が判定されてからインマニ圧力が所定圧力を超えるまでの間)は、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40によりバルブリフト量VLが設定されるようになっている。
Here, the normal operation valve lift amount setting means 36 is a map for setting the valve lift amount VL in a normal operation state without a negative pressure request. The negative pressure generation valve lift amount setting means 38 is a map for setting the valve lift amount VL on the condition that the intake manifold pressure has sufficiently decreased when it is determined that there is a negative pressure request.
Further, when the negative pressure request is determined, the valve lift amount setting means 40 switches from a state where no negative pressure is requested to a case where a negative pressure is requested, or conversely, from a state where a negative pressure is requested to where no negative pressure is requested. A means for setting the valve lift in a transitional state when switching (that is, when the negative pressure request changes), until a predetermined time elapses from the time when the negative pressure request change is determined. (Or until the intake manifold pressure exceeds a predetermined pressure after the change in the negative pressure request is determined), the valve lift amount VL is set by the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination. It has become.

また、通常運転時スロットル開度設定手段42は、負圧要求のない通常運転状態におけるスロットル開度を設定するマップであり、負圧発生時スロットル開度設定手段44は負圧要求が有りと判定された場合にスロットル開度を設定するマップである。
次に、これらの手段36〜44について説明すると、このうち通常運転時バルブリフト量設定手段36と負圧発生時バルブリフト量設定手段38とについては、何れも吸入空気量算出手段30で算出された吸入空気量Ecとエンジン回転数Neをパラメータとしてバルブリフト量VLを設定するマップ(図5参照)であって、予めキャリブレーションにより最適なバルブリフト量が設定されるようになっている。
Further, the throttle opening setting means 42 at the time of normal operation is a map for setting the throttle opening in a normal operation state without a negative pressure request, and the throttle opening setting means 44 at the time of negative pressure generation determines that there is a negative pressure request. It is a map which sets a throttle opening when it is performed.
Next, the means 36 to 44 will be described. Of these, the normal operation valve lift amount setting means 36 and the negative pressure generation valve lift amount setting means 38 are all calculated by the intake air amount calculation means 30. FIG. 5 is a map (see FIG. 5) for setting the valve lift amount VL using the intake air amount Ec and the engine speed Ne as parameters, and an optimal valve lift amount is set in advance by calibration.

また、吸入空気量算出手段30は、エンジン回転数センサで得られるエンジン回転数Neとアクセル開度センサで得られるアクセル開度APSをパラメータとして吸入空気量Ecを求めるマップであって(同じく図5参照)、予めキャリブレーションによりコントローラ18内に記憶されている。
次に、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40について説明する前に、先に通常運転時スロットル開度設定手段42及び負圧発生時スロットル開度設定手段44について説明すると、これらの手段42,44は、上述の通常運転時バルブリフト量設定手段36及び負圧発生時バルブリフト量設定手段38と同様に、何れも吸入空気量Ecとエンジン回転数Neをパラメータとしてスロットル開度を設定するマップ(図5参照)であって、予めキャリブレーションにより最適なスロットル開度が設定されるようになっている。
The intake air amount calculation means 30 is a map for obtaining the intake air amount Ec using the engine speed Ne obtained by the engine speed sensor and the accelerator opening APS obtained by the accelerator opening sensor as parameters (similarly, FIG. 5). (Refer to FIG. 4), which is stored in advance in the controller 18 by calibration.
Next, before explaining the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination, the throttle opening setting means 42 at the time of normal operation and the throttle opening setting means 44 at the time of negative pressure generation will be explained first. , 44, similarly to the above-described normal operation valve lift amount setting means 36 and negative pressure generation valve lift amount setting means 38, both set the throttle opening using the intake air amount Ec and the engine speed Ne as parameters. It is a map (see FIG. 5), and an optimal throttle opening is set in advance by calibration.

次に、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40について説明する。まず、このような負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40を設けている理由について説明する。
エンジン1の通常運転時において、例えばドライバブレーキペダルを踏んで負圧要求有りと判定されると、負圧発生時スロットル開度設定手段44によりスロットル開度が設定される。この際、具体的にはインマニ負圧を発生させるべくスロットル弁12が速やかに閉弁方向に駆動される。
Next, the negative pressure request determination time valve lift amount setting means 40 will be described. First, the reason why such a negative pressure request determination time valve lift amount setting means 40 is provided will be described.
During normal operation of the engine 1, for example, when it is determined that a negative pressure is requested by stepping on the driver brake pedal, the throttle opening is set by the throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated. At this time, specifically, the throttle valve 12 is promptly driven in the valve closing direction so as to generate the intake manifold negative pressure.

しかし、スロットル弁12を閉じた直後はインマニ圧が十分に低下していない。つまり、このような状況ではインマニ圧力はインマニ8の容積に比例した応答遅れが生じる。したがって、負圧要求無しから有りに判定された直後において、バルブリフト量を求める手段をスロットル開度を求める手段と同様に、瞬時に負圧発生時バルブリフト量設定手段38に切り換えてしまうと、インマニ8の実際の圧力部は上記バルブリフト量設定手段38でキャリブレーションしたインマニ負圧よりも高い圧力となっているため、実際に吸入される空気量がバルブリフト量設定手段38で想定された空気量よりも増大して、結果的にトルクショックを発生してしまうのである。   However, immediately after the throttle valve 12 is closed, the intake manifold pressure is not sufficiently reduced. That is, in such a situation, the intake manifold pressure has a response delay proportional to the volume of the intake manifold 8. Therefore, immediately after it is determined that there is no negative pressure request, the means for obtaining the valve lift amount is instantly switched to the valve lift amount setting means 38 at the time of negative pressure generation, similarly to the means for obtaining the throttle opening degree. Since the actual pressure portion of the intake manifold 8 is higher than the intake manifold negative pressure calibrated by the valve lift amount setting means 38, the actually sucked air amount is assumed by the valve lift amount setting means 38. As a result, the amount of air increases and a torque shock is generated.

そこで、本装置では負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40を設け、このような負圧要求無しから有りに判定されると、即座に通常運転時バルブリフト量設定手段36から負圧発生時バルブリフト量設定手段38に切り換えるのでははく、所定の条件が成立するまでの間は、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40を用いてバルブリフト量VLを設定するようになっている。また、本実施形態では、上述とは逆に、負圧要求有りから無しに判定された際にも、同様にインマニ8内で応答遅れが生じるので、このような過渡時は負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40を用いてバルブリフト量VLを設定するようになっている。   In view of this, the present apparatus is provided with the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination. When it is determined that there is no such negative pressure request, the valve lift amount setting means 36 at the time of normal operation immediately Instead of switching to the valve lift amount setting means 38, the valve lift amount VL is set using the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination until a predetermined condition is satisfied. . Also, in the present embodiment, contrary to the above, when it is determined that there is no negative pressure request, a response delay occurs in the intake manifold 8 as well. The valve lift amount VL is set using the valve lift amount setting means 40.

さて、次に負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40でのバルブリフト量VLの設定手法について具体的に説明すると、特に本実施形態では、インマニ負圧Pbを用いた物理式を用いてバルブリフト量VLを演算するようになっている。このため、図5に示すように、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40は、有効行程容積算出部40a,有効行程容積減少量算出部40b,大気圧相当有効行程容積算出部40c及び目標バルブリフト量設定マップ40dを備えている。   Now, a method for setting the valve lift amount VL in the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination will be specifically described. In particular, in the present embodiment, the valve is set using a physical formula using the intake manifold negative pressure Pb. The lift amount VL is calculated. Therefore, as shown in FIG. 5, the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination includes an effective stroke volume calculation unit 40a, an effective stroke volume decrease amount calculation unit 40b, an atmospheric pressure equivalent effective stroke volume calculation unit 40c, and a target. A valve lift amount setting map 40d is provided.

そして、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40では以下のようにしてバルブリフト量VLが設定される。
1.有効行程容積
まず、バルブリフト量算出の前提として、エンジン1の有効行程容積Vheについて述べる。ここで、有効行程容積Vheは、エンジン1の過渡時のシリンダ吸入空気量を演算する際に用いるもので、「シリンダに吸入された空気量を、そのときのインマニ圧力に換算したときの容積」と定義する。
The valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination sets the valve lift amount VL as follows.
1. Effective stroke volume First, the effective stroke volume Vhe of the engine 1 will be described as a premise for calculating the valve lift amount. Here, the effective stroke volume Vhe is used when calculating the cylinder intake air amount when the engine 1 is in transition, and “the volume when the air amount sucked into the cylinder is converted into the intake manifold pressure at that time”. It is defined as

この値はエンジン回転数Ne,バルブリフト量VL,インマニ圧力Pbによって変化するため予めキャリブレーションが必要となる。このうち、インマニ圧力の影響については以下のように仮定することができる。
「排気上死点において燃焼室内に残留した大気圧の既燃ガス〔図4(a)参照〕は、吸気バルブ開とともにインマニ圧まで圧力低下して体積が膨張する〔図4(b)参照〕。そのため、行程容積の一部を既燃ガスが占め、有効行程容積(新気容積)が低下する。」
よって、インマニ圧力が大気圧の条件での有効行程容積をキャリブレーションし、その値からインマニ圧力による減少量を減算することで有効行程容積Vheを求めることができる。
Since this value changes depending on the engine speed Ne, the valve lift amount VL, and the intake manifold pressure Pb, calibration is required in advance. Among these, the influence of intake manifold pressure can be assumed as follows.
“Atmospheric burned gas remaining in the combustion chamber at the exhaust top dead center (see FIG. 4A) is reduced in pressure to the intake manifold pressure as the intake valve is opened, and the volume is expanded (see FIG. 4B). Therefore, burnt gas occupies a part of the stroke volume, and the effective stroke volume (fresh air volume) decreases. "
Therefore, the effective stroke volume Vhe can be obtained by calibrating the effective stroke volume under the condition that the intake manifold pressure is atmospheric pressure and subtracting the amount of decrease due to the intake manifold pressure from the value.

具体的には、インマニ圧力が大気圧相当の有効行程容積をTable(Ne,VL)とし、インマニ圧力による減少量(有効行程容積減少量)をTable(Pb)とすると、有効行程容積(Vhe)は下式(1)により算出できる。
Vhe=Table(Ne,VL)−Table(Pb)・・・(1)
このうち、大気圧相当の有効行程容積Table(Ne,VL)は、図3(a)に示すマップに基づいて得ることができる。ここで、図3(a)は、エンジン回転数Neとバルブリフト量VLとをパラメータとして、インマニ圧が大気圧としたときの有効行程容積をキャリブレーションによりマップ化(テーブル化)したものであり、現在のエンジン回転数とバルブリフト量VLとから大気圧相当の有効行程容積Table(Ne,VL)を読み出すことができる。
Specifically, when the effective stroke volume corresponding to the intake manifold pressure is set to Table (Ne, VL), and the reduction amount due to the intake manifold pressure (effective stroke volume decrease amount) is Table (Pb), the effective stroke volume (Vhe). Can be calculated by the following equation (1).
Vhe = Table (Ne, VL) -Table (Pb) (1)
Among these, the effective stroke volume Table (Ne, VL) corresponding to atmospheric pressure can be obtained based on the map shown in FIG. Here, FIG. 3A is a map (table) of the effective stroke volume when the intake manifold pressure is atmospheric pressure, using the engine speed Ne and the valve lift amount VL as parameters. The effective stroke volume Table (Ne, VL) corresponding to the atmospheric pressure can be read from the current engine speed and the valve lift amount VL.

また、インマニ圧力の影響による減少量Table(Pb)は、図3(b)に示すマップに基づいて得ることができる。ここで、図3(b)はインマニ圧力をパラメータとして有効行程容積減少量Table(Pb)をキャリブレーションによりマップ化(テーブル化)したものであり、このマップからインマニ圧力の影響による減少量Table(Pb)を読み出すことができる。なお、この減少量Table(Pb)はインマニ圧力が大気圧のときには当然ながら0となる。   Further, the reduction amount Table (Pb) due to the influence of the intake manifold pressure can be obtained based on the map shown in FIG. Here, FIG. 3B is a map (table) of the effective stroke volume decrease amount Table (Pb) using the intake manifold pressure as a parameter by calibration. From this map, the decrease table ( Pb) can be read out. The decrease amount Table (Pb) is naturally 0 when the intake manifold pressure is atmospheric pressure.

したがって、エンジン回転数Ne,バルブリフト量VL及びインマニ圧Pbに基づいて有効行程容積Vheが求められる。また、逆に言えば、エンジン回転数Ne,インマニ圧Pb及び有効行程容積Vheをそれぞれ検出又は算出することができれば、式(1)から、そのときのバルブリフト量VLを求めることができる。
2.バルブリフト量の演算
さて、上述の前提のもと説明を続けると、有効行程容積Vheは前述のとおり、「シリンダに吸入された空気量を、そのときのインマニ圧力に換算したときの容積」で定義している。
Therefore, the effective stroke volume Vhe is obtained based on the engine speed Ne, the valve lift amount VL, and the intake manifold pressure Pb. Conversely, if the engine speed Ne, the intake manifold pressure Pb, and the effective stroke volume Vhe can be detected or calculated, respectively, the valve lift amount VL at that time can be obtained from the equation (1).
2. Calculation of the valve lift amount If the explanation is continued based on the above assumption, the effective stroke volume Vhe is, as described above, “the volume when the amount of air sucked into the cylinder is converted into the intake manifold pressure at that time”. Defined.

したがって、有効行程容積を大気圧Paでの容積に換算し、これをエンジン行程容積Vcで除算すれば充填効率(吸入空気量)Ecが求められる。
Ec={〔Vhe×(Pb/Pa)〕/Vc}×100・・・(2)
なお、エンジン行程容積Vcは、シリンダボアをBo,ストロークStとすると、下式(3)で求められる。
Vc=(Bo/2)2×π×St・・・(3)
そこで、有効行程容積算出部40aでは、式(2),式(3)を変換して、下式(4)により有効行程容積Vheを算出する。
Vhe=(Ec×Pa×Vc)/(Pb×100)・・・(4)
また、吸入空気量Ecは吸入空気量算出手段30(ここではマップ)によりエンジン回転数Neとアクセル開度APSとに基づき求められる。これを式として表すと下式(4′)となる。
Ec=Table(Ne,APS)・・・(4′)
ここで得られた有効行程容積Vheは、そのときのインマニ圧力Pbでの有効行程容積であるため、この値にインマニ圧力Pbによる減少量dVheを加算し、大気圧条件での有効行程容積TVheを求める。
Accordingly, the charging efficiency (intake air amount) Ec can be obtained by converting the effective stroke volume into the volume at the atmospheric pressure Pa and dividing this by the engine stroke volume Vc.
Ec = {[Vhe × (Pb / Pa)] / Vc} × 100 (2)
The engine stroke volume Vc is obtained by the following expression (3), where Bo is a cylinder bore and stroke St.
Vc = (Bo / 2) 2 × π × St (3)
Therefore, the effective stroke volume calculation unit 40a converts the equations (2) and (3), and calculates the effective stroke volume Vhe by the following equation (4).
Vhe = (Ec × Pa × Vc) / (Pb × 100) (4)
The intake air amount Ec is obtained based on the engine speed Ne and the accelerator opening APS by the intake air amount calculating means 30 (here, a map). When this is expressed as an equation, the following equation (4 ′) is obtained.
Ec = Table (Ne, APS) (4 ')
Since the effective stroke volume Vhe obtained here is the effective stroke volume at the intake manifold pressure Pb at that time, the amount of decrease dVhe due to the intake manifold pressure Pb is added to this value, and the effective stroke volume TVhe under atmospheric pressure conditions is obtained. Ask.

ここで、インマニ圧力Pbによる減少量dVheは、有効行程容積減少量算出部40bで求められる。この有効行程容積減少量算出部40bは、図3(b)に示すマップと同じものであり、このマップ40bからインマニ圧力を応じた減少量dVheが求められる〔下式(5)参照〕。
dVhe=Table(Pb)・・・(5)
そして、大気圧相当有効行程容積算出部40cにおいて、有効行程容積算出部40aで求めた有効行程容積Vheと、有効行程容積減少量算出部40bで求めた減少量dVheとを加算することにより、大気圧条件での有効行程容積TVheが算出される〔下式(6)参照〕。
TVhe=Vhe+dVhe ・・・(6)
そして、目標バルブリフト量設定マップ40dでは、この大気圧条件での有効行程容積TVheを用いて目標バルブリフト量TVLを設定する。
Here, the reduction amount dVhe due to the intake manifold pressure Pb is obtained by the effective stroke volume reduction amount calculation unit 40b. The effective stroke volume reduction amount calculation unit 40b is the same as the map shown in FIG. 3B, and a reduction amount dVhe corresponding to the intake manifold pressure is obtained from the map 40b [see the following equation (5)].
dVhe = Table (Pb) (5)
Then, in the atmospheric pressure equivalent effective stroke volume calculation unit 40c, the effective stroke volume Vhe obtained by the effective stroke volume calculation unit 40a and the reduction amount dVhe obtained by the effective stroke volume reduction amount calculation unit 40b are added to obtain a large amount. The effective stroke volume TVhe under atmospheric pressure conditions is calculated [see the following formula (6)].
TVhe = Vhe + dVhe (6)
In the target valve lift amount setting map 40d, the target valve lift amount TVL is set using the effective stroke volume TVhe under the atmospheric pressure condition.

すなわち、この大気圧条件での有効行程容積TVheを、上述した式(1)を用いてエンジン回転数Neとバルブリフト量VLとから得られる有効行程容積Vheの逆変換をすることで、目標バルブリフト量TVLを求めることができる。
ここで、目標バルブリフト量設定マップ40dは、図6に示すように、大気圧相当有効行程容積算出部40cで求めた大気圧条件下の有効行程容積TVhe〔式(6)参照〕と、エンジン回転数Neとに基づいて目標バルブリフト量TVLを求めるマップであって、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40に設けられている。そして、このマップ40dに基づいて目標バルブリフト量TVL(又はそのときアクチュエータ16の制御量TCSA)が求められる。
In other words, the effective stroke volume TVhe under the atmospheric pressure condition is inversely converted to the effective stroke volume Vhe obtained from the engine speed Ne and the valve lift amount VL using the above-described equation (1), so that the target valve The lift amount TVL can be obtained.
Here, as shown in FIG. 6, the target valve lift amount setting map 40d includes an effective stroke volume TVhe [see formula (6)] obtained under the atmospheric pressure condition obtained by the atmospheric pressure equivalent effective stroke volume calculation unit 40c, and the engine. This map is used to calculate the target valve lift amount TVL based on the rotational speed Ne, and is provided in the negative pressure request determination time valve lift amount setting means 40. Based on the map 40d, the target valve lift amount TVL (or the control amount TCSA of the actuator 16 at that time) is obtained.

なお、これを式として表すと下式(7)のようになる。
TVL=Table(Ne,TVhe)・・・(7)
このように、負圧要求の変化が判定されると、バルブリフト量を設定するマップを通常運転時バルブリフト量設定手段36と負圧発生時バルブリフト量設定手段38との間ですぐに切り換えるのではなく、このような過渡時においては、一旦負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40に切り換えるとともに、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40において、実インマニ圧力Pbを用いた物理式により過渡時におけるバルブリフト量VLが算出されるようになっている。
When this is expressed as an equation, the following equation (7) is obtained.
TVL = Table (Ne, TVhe) (7)
As described above, when the change in the negative pressure request is determined, the map for setting the valve lift amount is immediately switched between the valve lift amount setting means 36 for normal operation and the valve lift amount setting means 38 for generating negative pressure. Instead, in such a transient state, the valve lift amount setting means 40 is temporarily switched to the negative pressure request determination time valve and the physical pressure using the actual intake manifold pressure Pb is determined in the negative pressure request determination valve lift amount setting means 40. The valve lift amount VL at the time of transition is calculated by the equation.

また、スロットル開度については、従来と同様に、設定するマップを瞬時に通常運転時スロットル開度設定手段42と負圧発生時スロットル開度設定手段44との間で切り換えてスロットル開度を設定する。
本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置は上述のように構成されているので、その作用を図7及び図8のタイムチャートを用いて説明すると以下のようになる。
As for the throttle opening, the map to be set is instantaneously switched between the throttle opening setting means 42 during normal operation and the throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated in the same manner as in the past, and the throttle opening is set. To do.
Since the control apparatus for a variable valve mechanism according to an embodiment of the present invention is configured as described above, its operation will be described below with reference to the time charts of FIGS.

ここで、図7はエンジン回転数が一定であって、且つ負圧要求が無しから有りに変化した場合の吸入空気量特性について説明する図であり、図8はエンジン回転数が一定で、且つ図7とは逆に負圧要求有りから無しに変化した場合の吸入空気量特性について説明する図である。また、図7及び図8において、(a)はスロットル開度変化、(b)はバルブリフト量変化、(c)はインマニ圧力変化、(d)は吸入空気量の変化をそれぞれ示している。   Here, FIG. 7 is a diagram for explaining the intake air amount characteristic when the engine speed is constant and the negative pressure request is changed from “no” to “yes”, and FIG. 8 is a diagram illustrating that the engine speed is constant and In contrast to FIG. 7, the intake air amount characteristics when the negative pressure request is changed to the negative pressure request are described. 7 and 8, (a) shows a change in throttle opening, (b) shows a change in valve lift, (c) shows a change in intake manifold pressure, and (d) shows a change in intake air.

さて、まず図7を用いて負圧要求無しから有りに変化した場合の作用について説明すると、負圧要求のない通常運転時においてはバルブリフト量は通常運転時バルブリフト量設定手段36により設定されるとともに、スロットル開度は通常運転時スロットル開度設定手段42により設定される。なお、このときのバルブリフト量及びスロットル開度は、主にエンジン回転数Neとエンジン負荷(吸入空気量)Ecとに基づいて予め記憶されたマップから読み出される。   Now, referring to FIG. 7, the operation when there is a change from no negative pressure requirement to yes will be described. During normal operation without negative pressure requirement, the valve lift amount is set by the normal operation valve lift amount setting means 36. At the same time, the throttle opening is set by the throttle opening setting means 42 during normal operation. The valve lift and throttle opening at this time are read from a map stored in advance based mainly on the engine speed Ne and the engine load (intake air amount) Ec.

そして、t1において負圧要求有りと判定されると、スロットル開度を設定する手段が、通常運転時スロットル開度設定手段42から負圧発生時スロットル開度設定手段44に切り換えられ、これにより図7(a)に示すように、速やかにスロットル開度が減少する。
一方、バルブリフト量を設定する手段は、通常運転時バルブリフト量設定手段36から一旦、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40に切り換えられる。そして、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40では、実際のインマニ圧力Pbに基づいて吸入空気量が一定となるようなバルブリフト量が設定される。
When it is determined that there is a negative pressure request at t1, the means for setting the throttle opening is switched from the throttle opening setting means 42 during normal operation to the throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated. As shown in FIG. 7 (a), the throttle opening decreases rapidly.
On the other hand, the means for setting the valve lift amount is temporarily switched from the valve lift amount setting means 36 for normal operation to the valve lift amount setting means 40 for negative pressure request determination. Then, in the negative pressure request determination time valve lift amount setting means 40, a valve lift amount is set such that the intake air amount becomes constant based on the actual intake manifold pressure Pb.

これにより、図7(d)及び(c)において、線aで示すように吸入空気量Ecを略一定に保持しながらインマニ圧力を低下させることができる。また、この場合には、図7(b)に示すように、徐々にバルブリフト量が変更されることになる。
なお、図7(b)〜(d)において、線bは従来と同様に負圧要求有りの判定と同時にバルブリフト量を求める手段を通常運転時バルブリフト量設定手段36から負圧発生時バルブリフト量設定手段38に切り換えた場合の特性を示している。この場合、速やかにバルブリフト量を増大させてしまうと、インマニ圧力が十分低下していないため、本来必要なバルブリフト量よりも大きなバルブリフトが設定されてしまい、図7(d)に示すように、シリンダに過剰に吸入空気が流入してトルクショックが発生してしまう。
Thereby, in FIG.7 (d) and (c), as shown by the line a, an intake manifold pressure can be reduced, hold | maintaining the intake air amount Ec substantially constant. In this case, as shown in FIG. 7B, the valve lift amount is gradually changed.
7 (b) to 7 (d), the line b indicates a means for obtaining the valve lift amount at the same time as the determination of the presence of the negative pressure request, as in the conventional case, from the valve lift amount setting means 36 at the time of normal operation, The characteristics when switching to the lift amount setting means 38 are shown. In this case, if the valve lift amount is quickly increased, the intake manifold pressure is not sufficiently lowered, so that a valve lift larger than the originally required valve lift amount is set, as shown in FIG. In addition, excessive intake air flows into the cylinder and torque shock occurs.

これに対して、本装置によれば図7(d)において、線aで示すように吸入空気量Ecを略一定に保持しながらインマニ圧力を低下させることができるので、トルクショックを生じることなく確実にインマニ内を負圧にすることができる利点がある。
そして、この後所定時間が経過するか、或いはインマニ圧力が所定の圧力まで低下したと判定されたら、負圧発生時バルブリフト量設定手段38に切り換えられ、これ以降は負圧発生時バルブリフト量設定手段38によりバルブリフト量が設定される。
On the other hand, according to the present apparatus, the intake manifold pressure can be reduced while maintaining the intake air amount Ec substantially constant as shown by a line a in FIG. 7D, so that torque shock does not occur. There is an advantage that the negative pressure in the intake manifold can be surely set.
Then, when it is determined that the predetermined time has passed or the intake manifold pressure has decreased to the predetermined pressure, the valve lift amount setting means 38 is switched to the negative pressure generation valve lift amount. The valve lift amount is set by the setting means 38.

次に、図8を用いて負圧要求有りから無しに変化した場合の作用について説明する。まず、負圧要求の有りの状態においてはバルブリフト量は負圧発生時バルブリフト量設定手段38により設定されるとともに、スロットル開度は負圧発生時スロットル開度設定手段44により設定される。
これにより、図8(a)に示すように、インマニ圧力が所定の負圧となるようにスロットル開度が閉方向に制御され、負圧が確保される。そして、t2において負圧要求無しと判定されると、スロットル開度を設定する手段が、負圧発生時スロットル開度設定手段44から通常運転時スロットル開度設定手段42に切り換えられる。
Next, the operation when the negative pressure request is changed from the negative pressure request to the negative pressure request will be described with reference to FIG. First, in a state where there is a negative pressure request, the valve lift amount is set by the valve lift amount setting means 38 when negative pressure is generated, and the throttle opening is set by the throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated.
Accordingly, as shown in FIG. 8A, the throttle opening is controlled in the closing direction so that the intake manifold pressure becomes a predetermined negative pressure, and the negative pressure is secured. When it is determined at t2 that there is no negative pressure request, the means for setting the throttle opening is switched from the throttle opening setting means 44 when negative pressure is generated to the throttle opening setting means 42 during normal operation.

なお、インマニ8の内部を負圧から大気圧に戻す場合は、上述のように大気圧から負圧にする場合よりも応答性が高くなるが、スロットル開度変化に対しては遅れが生じる。
また、t2において負圧要求無しと判定されると、バルブリフト量を設定する手段が負圧発生時バルブリフト量設定手段38から一旦、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40に切り換えられ、実際のインマニ圧力Pbに基づいて吸入空気量が一定となるようなバルブリフト量が設定される。
In addition, when returning the inside of the intake manifold 8 from the negative pressure to the atmospheric pressure, the responsiveness is higher than the case of changing from the atmospheric pressure to the negative pressure as described above, but a delay occurs with respect to the change in the throttle opening.
If it is determined that there is no negative pressure request at t2, the means for setting the valve lift amount is temporarily switched from the valve lift amount setting means 38 at the time of negative pressure generation to the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination. A valve lift amount is set so that the intake air amount becomes constant based on the actual intake manifold pressure Pb.

これにより、図8(d)及び(c)において、線aで示すように吸入空気量Ecを略一定に保持しながらインマニ圧力を大気圧相当まで上昇させることができる。また、この場合には、図8(b)に示すように、徐々にバルブリフト量が変更されることになる。
以上詳述したように、本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置によれば、負圧要求の変化(負圧要求有りから無しになった場合、又は負圧要求無しから有りになった場合)が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるようにVVTL14のリフト量を設定することにより、負圧要求の変化時の吸入空気量Ecの変動を抑制することができ、エンジンで発生するトルクショックを抑制することができる利点がある。また、本装置は、コントローラ18にロジックを追加するだけでよいので、コスト増を招くこともなく、容易に実現可能である。
As a result, in FIG. 8D and FIG. 8C, the intake manifold pressure can be increased to the atmospheric pressure while the intake air amount Ec is kept substantially constant as indicated by the line a. In this case, the valve lift is gradually changed as shown in FIG.
As described above in detail, according to the variable valve mechanism control apparatus according to one embodiment of the present invention, the change in the negative pressure requirement (when there is no negative pressure requirement or when there is no negative pressure requirement) Is determined), the lift amount of the VVTL 14 is set so that the intake air amount sucked into the cylinder is constant, thereby changing the intake air amount Ec when the negative pressure request changes. There is an advantage that torque shock generated in the engine can be suppressed. In addition, since this device only needs to add logic to the controller 18, it can be easily realized without increasing the cost.

また、本実施形態では、実際のインマニ圧力Pbに基づいて、VVTL14のリフト量を設定しているので、精度の高い吸入空気量制御を実施することができる。
次に、図9を用いて本実施形態の変形例について説明する。この変形例では、スロットル開度の設定手法については、上述した実施形態と同様であって、バルブリフト量の設定手法のみが異なっている。
Further, in the present embodiment, since the lift amount of the VVTL 14 is set based on the actual intake manifold pressure Pb, highly accurate intake air amount control can be performed.
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the throttle opening setting method is the same as in the above-described embodiment, and only the valve lift amount setting method is different.

すなわち、この変形例では、図9に示すように、上述の実施形態で設けられていた通常運転時バルブリフト量設定手段36及び負圧発生時バルブリフト量設定手段38が設定されておらず、バルブリフト量設定手段32として負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40のみが設けられている。
つまり、この変形例においては、常に負圧要求判定時バルブリフト量設定手段40によりインマニ圧に基づいた物理式によりバルブリフト量が設定されるようになっているのである。このように構成しても、VVTL14のバルブリフト量を精度良く設定でき、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる利点があるほか、通常運転時バルブリフト量設定手段36及び負圧発生時バルブリフト量設定手段38を設けなくてもよいので、これらのマップを設定するためのキャリブレーションに係る工数を削減することができる利点がある。
That is, in this modified example, as shown in FIG. 9, the valve lift amount setting means 36 for normal operation and the valve lift amount setting means 38 for generating negative pressure provided in the above-described embodiment are not set. Only the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination is provided as the valve lift amount setting means 32.
That is, in this modified example, the valve lift amount is always set by the physical formula based on the intake manifold pressure by the valve lift amount setting means 40 at the time of negative pressure request determination. Even with this configuration, the valve lift amount of the VVTL 14 can be set with high accuracy, and there can be obtained an effect similar to that of the above-described embodiment. In addition, the valve lift amount setting means 36 during normal operation and the negative pressure can be obtained. Since it is not necessary to provide the occurrence valve lift amount setting means 38, there is an advantage that the number of steps for calibration for setting these maps can be reduced.

以上、本発明の実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、VVTL14としては、少なくともバルブリフト量が連続的に変更可能に構成されたものであればよい。また、吸入空気量を求める手法としては、上述したようなエンジン回転数Neとアクセル開度APSとをパラメータとして予めマップ化した吸入空気量算出手段30以外にも、演算により吸入空気量Ecを求めるように構成してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention and its modification were demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned thing, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the VVTL 14 may be configured so that at least the valve lift amount can be continuously changed. As a method for obtaining the intake air amount, the intake air amount Ec is obtained by calculation in addition to the intake air amount calculating means 30 previously mapped using the engine speed Ne and the accelerator opening APS as parameters. You may comprise as follows.

本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部の機能構成を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows the function structure of the principal part of the control apparatus of the variable valve mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置が適用されるエンジンについて説明する図であって、(a)はバルブリフト量特性について説明する図、(b)はエンジンの吸気系について説明する模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the engine to which the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention is applied, Comprising: (a) is a figure explaining valve lift amount characteristic, (b) is about the intake system of an engine It is a schematic diagram to explain. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部について説明する図であって、シリンダ内の有効行程容積について説明する図である。It is a figure explaining the principal part of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure explaining the effective stroke volume in a cylinder. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部について説明する図であって、(a),(b)ともにシリンダ内の有効行程容積について説明する図である。It is a figure explaining the principal part of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention, Comprising: (a), (b) is a figure explaining the effective stroke volume in a cylinder. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の制御の流れを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the flow of control of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部を示す図であって、目標バルブリフト量設定マップの一例を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure which shows an example of a target valve lift amount setting map. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の作用について説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the effect | action of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の作用について説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the effect | action of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の変形例について説明する図である。It is a figure explaining the modification of the control apparatus of the variable valve mechanism based on one Embodiment of this invention. 従来技術の課題について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the subject of a prior art. 一般的な連続可変バルブリフト量変更式VVTLの特徴について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the general continuous variable valve lift amount change type | formula VVTL.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 吸気弁
6 吸気ポート
8 インテークマニホールド
10 吸気通路
12 スロットル弁
13 スロットルアクチュエータ
14 VVTL(可変動弁機構)
18 コントローラ(ECU又は制御手段)
26 圧力センサ(インテークマニホールド圧検出手段)
28 負圧要求判定手段
30 吸入空気量算出手段
32 バルブリフト量設定手段
34 スロットル開度設定手段
36 通常運転時バルブリフト量設定手段
38 負圧発生時バルブリフト量設定手段
40 負圧要求判定時バルブリフト量設定手段
40a 有効行程容積算出部
40b 有効行程容積減少量算出部
40c 大気圧相当有効行程容積算出部
40d 目標バルブリフト量設定マップ
42 通常運転時スロットル開度設定手段
44 負圧発生時スロットル開度設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake valve 6 Intake port 8 Intake manifold 10 Intake passage 12 Throttle valve 13 Throttle actuator 14 VVTL (Variable valve mechanism)
18 Controller (ECU or control means)
26 Pressure sensor (Intake manifold pressure detection means)
28 Negative pressure request determination means 30 Intake air amount calculation means 32 Valve lift amount setting means 34 Throttle opening setting means 36 Valve lift amount setting means during normal operation 38 Valve lift amount setting means when negative pressure occurs 40 Valve during negative pressure request determination Lift amount setting means 40a Effective stroke volume calculating section 40b Effective stroke volume decreasing amount calculating section 40c Atmospheric pressure equivalent effective stroke volume calculating section 40d Target valve lift amount setting map 42 Throttle opening setting means during normal operation 44 Throttle opening when negative pressure is generated Degree setting means

Claims (3)

エンジンに設けられた吸気弁のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構と、
該吸気弁に連通する吸気通路上に介装されアクチュエータにより開閉駆動されるスロットル弁と、
該エンジンに対する負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段と、
該負圧要求判定手段により負圧要求有りと判定されると、該吸気弁のリフト量が増大するように該可変動弁機構を制御するとともに、該スロットル弁の開度が低下するように該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそなえ、
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該エンジンのインテークマニホールドの圧力の変化速度と該吸気弁のリフト量の変化速度とを考慮して該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定する
ことを特徴とする、可変動弁機構の制御装置。
A variable valve mechanism capable of changing the lift amount characteristic of the intake valve provided in the engine;
A throttle valve interposed on an intake passage communicating with the intake valve and driven to open and close by an actuator;
Negative pressure request determination means for determining whether or not there is a negative pressure request for the engine;
When the negative pressure request determining means determines that there is a negative pressure request, the variable valve mechanism is controlled so that the lift amount of the intake valve is increased, and the opening degree of the throttle valve is decreased. Control means for controlling the operation of the actuator,
When it is determined that there is a change in the presence or absence of the negative pressure request, the control means considers the rate of change in the pressure of the intake manifold of the engine and the rate of change in the lift amount of the intake valve. A control device for a variable valve mechanism, wherein an opening degree and a lift amount of the intake valve are set.
該インテークマニホールド内の圧力を検出するインテークマニホールド圧検出手段をそなえ、
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該スロットル弁を駆動させ該インテークマニホールド圧検出手段で得られたインテークマニホールド圧力に基づいて該リフト量を設定する
ことを特徴とする、請求項1記載の可変動弁機構の制御装置。
Intake manifold pressure detecting means for detecting the pressure in the intake manifold is provided,
The control means drives the throttle valve and sets the lift amount based on the intake manifold pressure obtained by the intake manifold pressure detecting means when it is determined whether or not the negative pressure request is changed. The control device for a variable valve mechanism according to claim 1, wherein:
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるように該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の可変動弁機構の制御装置。
When it is determined whether or not the negative pressure request is changed, the control means adjusts the opening degree of the throttle valve and the lift amount of the intake valve so that the intake air amount sucked into the cylinder is constant. The control device for a variable valve mechanism according to claim 1 or 2, wherein the control device is set.
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