JP2720636B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は運転条件によって選択的
にカムを切換る可変動弁機構を備えた内燃機関の吸入空
気量制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake air amount control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism for selectively switching a cam according to operating conditions.

【０００２】[0002]

【従来の技術】内燃機関の吸排気弁を駆動する動弁装置
は、機関の要求する出力特性に合わせて、最適なバルブ
タイミングが得られるように設定されている。2. Description of the Related Art A valve operating device for driving an intake / exhaust valve of an internal combustion engine is set so as to obtain an optimal valve timing in accordance with an output characteristic required by the engine.

【０００３】ところが、この要求バルブタイミングは機
関の運転条件によってそれぞれ異なり、例えば低負荷域
ではバルブリフト、開弁期間は共に小さく、これに対し
て高負荷域では大きなバルブリフトと開弁期間が要求さ
れる。自動車用内燃機関のように運転条件が広範囲にわ
たるものは、バルブタイミングをどの運転領域を対象に
設定するかがなかなか難しく、いずれにしても、全ての
運転条件で最適なマッチングとすることはできない。However, the required valve timing varies depending on the operating conditions of the engine. For example, in a low load region, the valve lift and the valve opening period are both small, whereas in a high load region, a large valve lift and the valve opening period are required. Is done. In an engine having a wide range of operating conditions, such as an internal combustion engine for an automobile, it is difficult to set the valve timing to a target operating region, and in any case, it is not possible to achieve optimum matching under all operating conditions.

【０００４】そこで、特開昭６３−１６７０１６号公報
にあるように、カム特性(カムプロフィル)の異なる複数
のカムを備えておき、運転条件によって選択的にカムの
切換えを行うことにより、それぞれにおいて最適なバル
ブタイミングで運転することを可能とした可変動弁装置
が提案されている。Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167016, a plurality of cams having different cam characteristics (cam profiles) are provided, and the cams are selectively switched according to operating conditions. There has been proposed a variable valve operating device capable of operating at an optimal valve timing.

【０００５】これは低回転域で高いトルク特性をもつ低
速型の高出力カムと、高回転域で高いトルク特性の高速
型の高出力カムとを、運転条件に応じて切換ることによ
り、低速域から高速域まで高出力を発揮させようとする
ものである。また、これに加えて低中回転、部分負荷域
での燃費特性にすぐれた低出力カム（燃費カム）を備
え、部分負荷域での燃費向上を図ることも提案されてい
る。[0005] This is achieved by switching between a low-speed high-output cam having high torque characteristics in a low rotation range and a high-speed high-output cam having high torque characteristics in a high rotation range according to operating conditions. It is intended to exhibit high output from the range to the high speed range. In addition, it has been proposed to provide a low output cam (fuel efficiency cam) having excellent fuel efficiency characteristics in a low-to-medium rotation and partial load range to improve fuel efficiency in a partial load range.

【０００６】ところで、内燃機関のアイドル回転を安定
させるために、スロットルバルブを迂回するバイパス空
気通路にアイドル制御弁を設け、所定の回転数に一致さ
せるようにフィードバック制御することが知られてい
る。In order to stabilize the idle rotation of the internal combustion engine, it is known that an idle control valve is provided in a bypass air passage that bypasses a throttle valve, and feedback control is performed so as to match a predetermined rotation speed.

【０００７】例えば、エアコン等の補機負荷が加わると
アイドル回転数が低下するが、回転数の低下を検出して
アイドル制御弁が開き、吸入空気量を増量して回転数を
目標値まで上昇させ、逆に回転数が目標値よりも高くな
れば、アイドル制御弁の開度が減少して、回転数を下げ
る。For example, when an auxiliary load such as an air conditioner or the like is applied, the idle speed decreases, but when the decrease in speed is detected, the idle control valve opens to increase the amount of intake air and increase the speed to the target value. Conversely, if the rotation speed becomes higher than the target value, the opening of the idle control valve decreases, and the rotation speed decreases.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする問題点】ところが、このアイ
ドル回転数のフィードバック制御を行うのに、従来の単
一の動弁系の場合は、制御特性もこれに対応して単一の
特性に設定するだけでよいが、このように複数の動弁系
を備え、運転状況によって出力特性の異なるカムに切換
ていくものでは、カムの種類によって吸気特性（容積効
率、吸気系の伝達関数等）が変化し、さらにカムを駆動
するのに必要なトルクやフリクション等が変わってくる
ため、同一の制御特性では応答性等が悪化することがあ
る。However, in the case of the conventional single valve train system for performing the feedback control of the idle speed, the control characteristic is set to a single characteristic correspondingly. However, in the case of providing a plurality of valve operating systems and switching to a cam having different output characteristics depending on operating conditions, the intake characteristics (volume efficiency, transfer function of the intake system, etc.) depend on the type of cam. Because of the change, the torque and the friction required for driving the cam are changed, so that the response and the like may be deteriorated with the same control characteristics.

【０００９】とくに、アイドル回転では機関出力に対す
るフリクションの占める影響割合が大きく、カムが相違
したときには、アイドル回転を精度よく目標値に収束さ
せるのが難しく、アイドル安定性が損なわれやすくな
る。In particular, when idling, the influence of friction on the engine output is large, and when the cams are different, it is difficult to accurately converge the idling to the target value, and the idling stability is likely to be impaired.

【００１０】そこで本発明は、カム特性に対応して制御
特性を修正し、安定したアイドル回転の制御を実現する
ことを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to correct the control characteristics in accordance with the cam characteristics and realize stable idle rotation control.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は図１に示すよう
に、低出力と高出力とのカムプロフィルをもつ少なくと
も２つのカム１と、これらカムを選択的に切換る手段２
と、機関回転数を検出する手段３と、吸気通路のスロッ
トルバルブを迂回するバスパス通路に介装したアイドル
制御弁４と、アイドル回転数を目標値に一致させるよう
にフィードバック制御特性に基づいてアイドル制御弁の
開度をフィードバック制御する手段５とを備えた内燃機
関の吸入空気量制御装置において、前記カムの切換を検
出する手段６と、吸入空気量の増加に対してエンジン回
転数の上昇変化率が高いカムほどフィードバック制御定
数を小さくするようにそれぞれカムに対応して異なった
フィードバック制御定数を設定した手段７と、前記フィ
ードバック制御手段５のフィードバック制御定数を切換
られたカムに対応して選択する手段８とを備える。SUMMARY OF THE INVENTION As shown in FIG. 1, the present invention provides at least two cams 1 having low and high output cam profiles, and means 2 for selectively switching between these cams.
A means 3 for detecting an engine speed, an idle control valve 4 interposed in a bus path bypassing a throttle valve in an intake passage, and an idle control valve based on a feedback control characteristic so that the idle speed matches a target value. in the intake air quantity control apparatus for an internal combustion engine provided with a means 5 for feedback controlling the opening of the control valve, and means 6 for detecting the switching of the cam, the engine rotational relative increase in the intake air amount
The higher the rate of change in the number of turns, the higher the cam
Different for each cam to reduce the number
Means 7 for setting a feedback control constant and means 8 for selecting the feedback control constant of the feedback control means 5 corresponding to the switched cam are provided.

【００１２】[0012]

【作用】したがってカムが切換られると、そのカムに対
応したフィードバック制御定数が選択され、この制御定
数に基づいてアイドル回転数のフィードバック制御が行
われる。この制御定数は、吸入空気量の増加に対してア
イドル回転数の上昇変化率が高いカムのときほど小さく
なり、したがってカムが切換わっても制御感度（応答
性）を一定に保ち、アイドル回転数を精度よく目標値に
収束させることができる。Therefore, when the cam is switched, a feedback control constant corresponding to the cam is selected, and the feedback control of the idle speed is performed based on the control constant. This control constant becomes smaller as the cam has a higher rate of change of the idling speed with respect to the increase of the intake air amount. Therefore, even when the cam is switched, the control sensitivity (response) is kept constant, and the idling speed is increased. Can be accurately converged to the target value.

【００１３】[0013]

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

【００１４】まず、図２、図３に可変動弁機構の基本的
な構成を示すが、これ自体は本出願人により、特願平２
−１１７２６１号として既に提案されているもので、低
回転域と高回転域でそれぞれ出力を重視した２つの高出
力カムと、これとは別に部分負荷域などで燃費を重視し
た低出力（燃費）カムとの３つのカムを運転状況に応じ
て切り換えるようになっている。First, FIGS. 2 and 3 show a basic configuration of a variable valve mechanism.
No.-117261, two high-output cams that emphasize power in the low-speed range and high-speed range respectively, and low-power (fuel efficiency) that emphasizes fuel efficiency in the partial load range and the like. The three cams including the cams are switched according to the driving situation.

【００１５】２１は燃費重視型のカムプロフィルに設定
され、カムリフトが小さく、かつリフト開始が遅くリフ
ト終了が早いリフト区間の小さい第１カム(低出力カ
ム)、２２は低回転域で高トルクを発生するカムプロフ
ィルに設定され、前記第１カム２１よりもカムリフトが
相対的に大きい第２カム(低速型高出力カム)、２３は高
回転域で高トルクを発生するカムプロフィルに設定さ
れ、第２カム２２よりもカムリフト、リフト区間の大き
い第３カム(高速型高出力カム)で、これらは同一のカム
シャフトに並列的に設けられる。A first cam (low-output cam) 21 is set in a fuel section with a small cam lift, and the first cam (low-output cam) is small in the lift section where the start of the lift is slow and the end of the lift is early. A second cam (low-speed high-output cam) having a cam lift relatively larger than that of the first cam 21 is set to a cam profile that generates a high torque in a high rotation range. A third cam (a high-speed high-output cam) having a cam lift and a lift section larger than the two cams 22, which are provided in parallel on the same camshaft.

【００１６】２４は吸・排気弁(吸気弁または排気弁)、
２５はローラ２６を介して前記第１カム２１と常時接触
するメインロッカーアームで、ロッカーシャフト２７を
支点に揺動して、吸・排気弁２４を開閉する。Reference numeral 24 denotes an intake / exhaust valve (an intake valve or an exhaust valve),
Reference numeral 25 denotes a main rocker arm which is constantly in contact with the first cam 21 via a roller 26, and swings around a rocker shaft 27 to open and close the intake / exhaust valve 24.

【００１７】メインロッカーアーム２５にはシャフト３
０を支点にして揺動する２つのサブロッカーアーム２
８,２９が前記ローラ２６と並列的に支持され、一方の
サブロッカーアーム２８は前記第２カム２２と、他方の
サブロッカーアーム２９は前記第３カム２３と接触す
る。The main rocker arm 25 has a shaft 3
Two sub rocker arms 2 that swing around 0
8 and 29 are supported in parallel with the roller 26, and one sub rocker arm 28 contacts the second cam 22 and the other sub rocker arm 29 contacts the third cam 23.

【００１８】これらサブロッカーアーム２８,２９はメ
インロッカーアーム２５と係合していないときは、ロス
トモーションスプリング３１により常時第２,第３カム
２２,２３に接触するように付勢され、メインロッカー
アーム２５からは独立して運動(揺動)する。When the sub rocker arms 28 and 29 are not engaged with the main rocker arm 25, they are urged by the lost motion spring 31 so as to always contact the second and third cams 22 and 23. It moves (oscillates) independently of the arm 25.

【００１９】サブロッカーアーム２８,２９をメインロ
ッカーアーム２５に対して選択的に係合するため、まず
一方のサブロッカーアーム２８の揺動部位には円柱形の
ピン３２が、またメインロッカーアーム２４にもこのピ
ン３２と同軸上にピン３４が、それぞれカムシャフト方
向に摺動自由に配設され、かつこれらピン３２,３４は
常時はリターンスプリング３６に付勢されて図２の状態
に保持され、メインロッカーアーム２５との係合を解か
れているが、ピン３４の収装された油圧室３８に通路４
０を介して圧油が導かれると、ピン３２と３４が所定量
だけ押し出されて、サブロッカーアーム２８がメインロ
ッカーアーム２５と係合するようになっている。In order to selectively engage the sub rocker arms 28 and 29 with the main rocker arm 25, first, a columnar pin 32 is mounted on the swinging portion of one of the sub rocker arms 28, and the main rocker arm 24 is rotated. Also, a pin 34 is disposed coaxially with the pin 32 so as to be freely slidable in the direction of the camshaft, and these pins 32 and 34 are normally urged by a return spring 36 to be held in the state shown in FIG. , Is disengaged from the main rocker arm 25, but the passage 4 is inserted into the hydraulic chamber 38 in which the pin 34 is accommodated.
When the pressure oil is guided through 0, the pins 32 and 34 are pushed out by a predetermined amount, and the sub rocker arm 28 is engaged with the main rocker arm 25.

【００２０】サブロッカーアーム２８がメインロッカー
アーム２５と一体になるのは、第１カム２１及び第２カ
ム２２のベースサークルにあるときで、一体後は第１カ
ム２１よりもリフトの大きい第２カム２２に従ったバル
ブタイミングに切換わる。つまり、第１カム２１による
燃費重視の特性から、第２カム２２による低回転域での
出力重視の特性に切換られるのである。The sub rocker arm 28 is integrated with the main rocker arm 25 when it is in the base circle of the first cam 21 and the second cam 22. After the integration, the second rocker has a larger lift than the first cam 21. The timing is switched to the valve timing according to the cam 22. In other words, the characteristic of the first cam 21 focusing on fuel consumption is switched to the characteristic of the second cam 22 focusing on output in a low rotation range.

【００２１】他方のサブロッカーアーム２９について
も、これと同様に構成され、油圧室３９に通路４１を介
して圧油が導かれると、ピン３５と３３がリターンスプ
リング３７に抗して押し出され、サブロッカーアーム２
９がメインロッカーアーム２５に係合することにより、
バルブタイミングは前記と同じく第１カム２１よりもリ
フト量、リフト区間の共に大きい第３カム２３に依存す
るように切換られ、高回転域での出力重視の特性が得ら
れるのである。The other sub-rocker arm 29 is similarly constructed, and when pressure oil is introduced into the hydraulic chamber 39 via the passage 41, the pins 35 and 33 are pushed out against the return spring 37, Sub rocker arm 2
9 engages with the main rocker arm 25,
The valve timing is switched so as to depend on the third cam 23 having both a larger lift amount and a larger lift section than the first cam 21 in the same manner as described above, so that output-oriented characteristics in a high rotation range can be obtained.

【００２２】なお、図４に第１カム２１から第３カム２
３までのバルブリフト特性を示す。そして、各カムを用
いたときの全開出力特性は、図５のようになり、第１カ
ム２１によれば、発生トルクは低いものの燃費が良く、
第２カム２２では低回転域での最大トルクが最も高く、
第３カム２３は低回転域での発生トルクは第２カム２２
よりも小さいものの、高回転域での最大トルクは最も大
きくなる。FIG. 4 shows the first cam 21 to the third cam 2.
3 shows valve lift characteristics up to 3. The full-open output characteristics when each cam is used are as shown in FIG. 5. According to the first cam 21, although the generated torque is low, the fuel efficiency is good,
In the second cam 22, the maximum torque in the low rotation range is the highest,
The third cam 23 generates the torque in the low rotational speed range.
However, the maximum torque in the high rotation range is the largest.

【００２３】ところで、第１カム２１から第２、第３カ
ム２２,２３への切換や、その反対に第２、第３カム２
２,２３から第１カム２１への切換を制御するために図
６に示すようなコントロールユニット５１が備えられ、
運転状態によって最適なカムが選択されるのである。By the way, the first cam 21 is switched to the second and third cams 22 and 23, and conversely, the second and third cams 2 and 23 are switched.
A control unit 51 as shown in FIG. 6 is provided to control switching from 2, 23 to the first cam 21,
The optimum cam is selected according to the operating condition.

【００２４】コントローユニット５１におけるこのカム
の選択は図５の特性に基づいて、要求するトルクと回転
数が例えば低出力の燃費カムである第１カム２１の領域
にあるときはこの燃費カムを用い、この状態からアクセ
ル開度が増加して要求トルクが燃費カムの領域を外れて
例えば低速型出力カムである第２カム２２の領域に移行
すると、燃費カムから低速型出力カムに切換られ、ま
た、回転数が低回転域から高回転域に上昇してくると、
高速型出力カムである第３カム２３に切換られるのであ
る。The selection of this cam in the control unit 51 is based on the characteristics shown in FIG. 5, and when the required torque and rotation speed are in the area of the first cam 21 which is a low-output fuel economy cam, this fuel-efficient cam is used. From this state, when the accelerator opening increases and the required torque moves out of the area of the fuel consumption cam and moves to, for example, the area of the second cam 22, which is a low-speed output cam, the fuel-saving cam is switched to the low-speed output cam, and When the rotation speed rises from a low rotation range to a high rotation range,
This is switched to the third cam 23 which is a high-speed output cam.

【００２５】このため、コントロールユニット５１には
運転状態を代表するパラメータとして、機関回転数、ク
ランク角度位置を検出するクランク角センサ５２、アク
セルペダルの操作量(踏込量)を検出するアクセル操作量
センサ５３、実際に選択されたカム位置を検出するカム
ポジションセンサ５８からの各信号が入力し、これらに
基づいて上記のようにカムの切換時期が判定されたら、
前記２つの油圧室３８,３９への油圧の切換を行う電磁
弁４５と４６の作動を制御する。For this reason, the control unit 51 includes a crank angle sensor 52 for detecting an engine speed and a crank angle position as parameters representative of an operating state, and an accelerator operation amount sensor for detecting an operation amount (stepping amount) of an accelerator pedal. 53, when each signal from the cam position sensor 58 that detects the actually selected cam position is input, and based on these signals, the cam switching timing is determined as described above,
The operation of solenoid valves 45 and 46 for switching the hydraulic pressure to the two hydraulic chambers 38 and 39 is controlled.

【００２６】つまり、一方の電磁弁４５が開かれると第
２カム２２を働かせるために油圧室３８にオイルポンプ
からの圧油が導かれ、他方の電磁弁４６を開くことによ
り今度は第３カム２３を働かせるため油圧室３９に圧油
が導かれるのである。That is, when one of the solenoid valves 45 is opened, the pressure oil from the oil pump is led to the hydraulic chamber 38 to operate the second cam 22, and the third cam is opened by opening the other solenoid valve 46. The pressurized oil is guided to the hydraulic chamber 39 in order to make the 23 work.

【００２７】ところでコントロールユニット５１は、カ
ムの切換時に、スロットル開度が同一のままでは、カム
の出力特性により大きなトルク段差を生じ、不連続な出
力変動により運転性を悪化させたり、車体振動を誘発し
たりするため、これを防ぐように、カム切換に対応して
吸気通路に設けたスロットルバルブ５７の開度を補正制
御している。By the way, when the cam is switched, if the throttle opening remains the same, the control unit 51 causes a large torque step due to the output characteristics of the cam, and the driving performance is deteriorated due to the discontinuous output fluctuation and the vehicle vibration is reduced. To prevent this, the opening of the throttle valve 57 provided in the intake passage is corrected and controlled in accordance with the cam switching so as to prevent this.

【００２８】スロットルバルブ５７はコントロールユニ
ット５１からの信号を受けるサーボ駆動回路５５、及び
この駆動信号に基づいて作動するサーボモータ５６を介
して、図示しないアクセルペダルとは独立して開度が増
減され、同時にスロットルバルブ５７の実際の開度はス
ロットル開度センサ５４を介してコントロールユニット
５１にフィードバックされる。The opening of the throttle valve 57 is increased or decreased independently of an accelerator pedal (not shown) via a servo drive circuit 55 that receives a signal from the control unit 51 and a servo motor 56 that operates based on the drive signal. At the same time, the actual opening of the throttle valve 57 is fed back to the control unit 51 via the throttle opening sensor 54.

【００２９】コントロールユニット５１は基本的にはア
クセル操作量センサ５３の信号から要求トルクを判断
し、カムポジョシンセンサ５８の出力から求めたそのと
きのカム位置で、要求トルクを発生するのに必要なスロ
ットル開度位置を演算し、サーボモータ５６を介してス
ロットルバルブ５７の開度を決定する。The control unit 51 basically determines the required torque from the signal of the accelerator operation amount sensor 53, and generates the required torque based on the cam position at that time obtained from the output of the cam position sensor 58. An appropriate throttle opening position is calculated, and the opening of the throttle valve 57 is determined via the servomotor 56.

【００３０】そして、カム切換が判断され、例えば第１
カム２１から出力トルクの大きい第２または第３カム２
２、２３への切換時には、トルク増大分を吸収するよう
に、サーボ駆動回路５５、サーボモータ５６を介してス
ロットルバルブ５７の開度を、その切換目標カムとのト
ルク段差に応じて減少補正し、また、第２または第３カ
ム２２、２３から出力トルクの小さい第１カム２１に切
換るときは、逆にスロットルバルブ５７の開度を増大さ
せてトルク段差を吸収するように出力の補正制御を行
う。Then, the cam switching is determined, and for example, the first
The second or third cam 2 having a large output torque from the cam 21
At the time of switching to 2, 23, the opening degree of the throttle valve 57 is reduced and corrected via the servo drive circuit 55 and the servo motor 56 in accordance with the torque step with the switching target cam so as to absorb the increased torque. When switching from the second or third cams 22 and 23 to the first cam 21 having a small output torque, the output correction control is performed to increase the opening of the throttle valve 57 and absorb the torque step. I do.

【００３１】図示しないが、同時に点火装置の点火時期
を補正制御することにより、切換時の出力変動をさらに
抑制することも可能である。Although not shown, the output fluctuation at the time of switching can be further suppressed by controlling the ignition timing of the ignition device at the same time.

【００３２】ところで、図７にも示すように、機関のア
イドル回転数を目標値に精度よくフィードバック制御す
るために、吸気通路６２には前記スロットルバルブ５７
を迂回してバイパス通路６３が形成され、このバイパス
通路６３の開度を制御するアイドル制御弁６４が設けら
れる。なお、６５は燃料噴射弁で、所定の空燃比となる
ように吸入空気量に応じて燃料を吸気ポートに噴射す
る。As shown in FIG. 7, the throttle valve 57 is provided in the intake passage 62 in order to accurately perform the feedback control of the engine idle speed to the target value.
, A bypass passage 63 is formed, and an idle control valve 64 for controlling the opening degree of the bypass passage 63 is provided. Reference numeral 65 denotes a fuel injection valve which injects fuel to an intake port in accordance with the amount of intake air so as to attain a predetermined air-fuel ratio.

【００３３】そして、前記コントロールユニット５１は
クランク角センサ５２の出力に基づいて検出されたアイ
ドル回転数が目標とする回転数と一致するように、アイ
ドル制御弁６４の開度をフィードバック制御する。この
アイドル回転数の目標値は、水温センサ５９の出力や、
図示しないがエアコン用コンプレッサの負荷スイッチ等
からの信号に基づいて設定され、補機類の負荷が増加す
ると設定回転数も高くなる。The control unit 51 feedback-controls the opening of the idle control valve 64 so that the idle speed detected based on the output of the crank angle sensor 52 matches the target speed. The target value of the idle speed is determined by the output of the water temperature sensor 59,
Although not shown, it is set based on a signal from a load switch or the like of the air conditioner compressor, and when the load on the accessories increases, the set rotation speed also increases.

【００３４】図８はアイドル制御弁の開度と弁通過空気
量の関係を示す特性図、また、図９は、第１カム２１か
ら第３カム２３を用いたときの機関回転数と吸入空気量
との関係を表している。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the opening degree of the idle control valve and the amount of air passing through the valve. FIG. 9 is a diagram showing the engine speed and intake air when the first to third cams 21 to 23 are used. Represents the relationship with quantity.

【００３５】図９からも分かるように、ある回転数にお
ける必要空気量はカムの種類によって相違し、しかも空
気量を増減したときの回転数の変動率（応答感度）もカ
ムによって異なる。例えば機関回転数が７５０ｒｐｍの
ときの必要空気量は、第１カム２１のときは４．０ｇ／
ｓｅｃ、第２カム２２のときは４．３ｇ／ｓｅｃ、第３
カム２３では３．８ｇ／ｓｅｃとなっている。これらの
差はカムによって相違するフリクションや吸入抵抗に起
因する。As can be seen from FIG. 9, the required amount of air at a certain number of revolutions differs depending on the type of cam, and the rate of change (response sensitivity) of the number of revolutions when the air amount is increased or decreased also varies depending on the cam. For example, when the engine speed is 750 rpm, the required air amount is 4.0 g /
sec, 4.3 g / sec for the second cam 22, third
In the case of the cam 23, it is 3.8 g / sec. These differences are caused by friction and suction resistance that differ depending on the cam.

【００３６】したがって、具体的な１例を示すと、目標
とする機関回転数が７５０ｒｐｍであるとき、実際の回
転数が６５０ｒｐｍであったとすると、第１カム２１
（第１の動弁系）を使用している場合は、目標回転数に
するために必要な追加空気量は０．３ｇ／ｓｅｃであ
り、これはアイドル制御弁６４の開度にして３．０％の
増加となる。これに対して、第２カム２２（第２の動弁
系）を使用しているときは、追加空気量は０．４ｇ／ｓ
ｅｃで、開度の増加は４．０％となる。Therefore, as a specific example, if the target engine speed is 750 rpm and the actual engine speed is 650 rpm, the first cam 21
When the (first valve train) is used, the amount of additional air required to reach the target rotational speed is 0.3 g / sec, which is equivalent to the opening degree of the idle control valve 64. 0% increase. On the other hand, when the second cam 22 (second valve train) is used, the additional air amount is 0.4 g / s.
At ec, the increase in the opening is 4.0%.

【００３７】したがって、第２カム２２を使用している
とき、６５０ｒｐｍから７５０ｒｐｍに回転数をあげる
のに、もし、第１カム２１のときの制御特性のままでア
イドル制御弁６４の開度を制御したとすると、３．０％
だけしか開度が増加せず、空気量は０．１ｇ／ｓｅｃだ
け不足し、実際の回転数は７５０ｒｐｍよりも低い値に
なってしまう。つまり、第１カム２１と第２カム２２の
ときでは、同じ応答時間で回転数を同じだけ上昇させる
のに必要な制御定数は異なり、第１カム２１に比較して
第２カム２２のときはアイドル制御弁６４の制御定数を
概略３０％ほど増す必要がある。Therefore, when the second cam 22 is used, the rotation speed is increased from 650 rpm to 750 rpm. However, if the control characteristic of the first cam 21 is maintained, the opening of the idle control valve 64 is controlled. If so, 3.0%
Only the opening degree increases, the amount of air is insufficient by 0.1 g / sec, and the actual rotation speed becomes a value lower than 750 rpm. That is, the first cam 21 and the second cam 22 have different control constants required to increase the number of revolutions by the same amount in the same response time. It is necessary to increase the control constant of the idle control valve 64 by about 30%.

【００３８】ただし、実際には、機関回転数を検出しな
がら目標回転数と一致するようにフィードバック制御を
しているので修正が行われ、ある時間を経過した時点で
は目標回転数と一致するが、それだけ応答時間が長くな
る。In practice, however, the feedback control is performed so as to coincide with the target rotational speed while detecting the engine rotational speed, so that the correction is performed. , The response time becomes longer.

【００３９】そこで本発明では、このような応答遅れを
避けるため、カムが切換られたときは、カムに対応した
制御定数に切換えるようにした。Therefore, in the present invention, in order to avoid such a response delay, when the cam is switched, the control is switched to a control constant corresponding to the cam.

【００４０】異なるカムに対する制御定数は、それぞれ
の回転数と吸入空気量との関係に基づいて完全に独立し
て設定しても良いし、また、アイドル回転数付近では、
図９のように、各特性はほぼ一次関数（直線）となって
おり、したがって静的特性の偏差及び傾きの差に基づい
て、例えば第１カム２１の制御定数を基本として、第
２、第３カムの制御定数を補正するようにしても良い。The control constants for the different cams may be set completely independently based on the relationship between the respective rotational speeds and the intake air amount.
As shown in FIG. 9, each characteristic is substantially a linear function (linear line). Therefore, based on the deviation of the static characteristic and the difference in the slope, for example, the second and the second constants are set based on the control constant of the first cam 21. The control constants of the three cams may be corrected.

【００４１】図１０、図１１はこのように制御定数をカ
ムによって切換るため、コントロールユニット５１で実
行される制御動作を示すフローチャートで、図１０は制
御定数を独立して設定した場合、図１１は基本の制御定
数を補正する場合を示す。FIGS. 10 and 11 are flow charts showing the control operation executed by the control unit 51 for switching the control constants by the cam. FIG. 10 shows the case where the control constants are set independently. Indicates a case where the basic control constant is corrected.

【００４２】図１０において、ＩＳＣ（アイドルスピー
ドコントロール）制御に移行すると、まずステップ１で
カムポジションセンサ５８の出力をみて、第１カム２１
（第１の動弁系）を使用しているかどうかを判断し、第
１カム２１のときは、ステップ２で第１カム２１に対応
して予め設定された制御定数をテーブルルックアップに
より選択する。Referring to FIG. 10, when the process shifts to ISC (idle speed control) control, first, in step 1, the output of the cam position sensor 58 is checked, and
It is determined whether or not (first valve train) is used. If it is the first cam 21, in step 2, a control constant preset for the first cam 21 is selected by table lookup. .

【００４３】この場合、ＰＩＤ制御の各制御定数とし
て、ｆｐｘは比例分、ｆｉｘは積分分、ｆｄｘは微分分
の制御定数をあらわし、これらは各カムに対応して設定
されているが、エアコン等の負荷やエンジン冷却水温等
の条件によって、さらに別の特性がテーブルに設定され
る。In this case, fpx represents a proportional component, fix represents an integral component, and fdx represents a control component of a derivative as control constants of the PID control. These are set corresponding to each cam. Further characteristics are set in the table according to conditions such as the load of the engine and the temperature of the engine cooling water.

【００４４】第１カム２１でないときは、ステップ４に
移行して第２カム２２（第２の動弁系）かどうかを判断
する。第２カム２２のときは、ステップ５において、第
２カムポジションセンサ２２に対応した各制御定数をテ
ーブルルックアップにより求める。If it is not the first cam 21, the process proceeds to step 4 to determine whether or not the second cam 22 (the second valve train). In the case of the second cam 22, in step 5, each control constant corresponding to the second cam position sensor 22 is obtained by table lookup.

【００４５】さらに第２カム２２でもないときは、ステ
ップ６に移行して第３カム２３（第３の動弁系）に対応
した各制御定数をテーブルルックアップにより求める。If it is not the second cam 22, the control goes to step 6 to obtain control constants corresponding to the third cam 23 (third valve train) by table lookup.

【００４６】このようにして、いずれかそのとき使用さ
れているカムに対応した制御定数を読み込んだら、ステ
ップ３において、これら各制御定数を用いてＰＩＤ制御
によりアイドル回転数を目標値に一致させるように制御
する。After the control constants corresponding to the currently used cams have been read in this way, in step 3, the idle speed is made to coincide with the target value by PID control using these control constants. To control.

【００４７】また、基本制御定数を補正する方式の図１
１にあっては、第１カム２１（第１の動弁系）の制御
（比例・積分・微分）定数が基本として設定してあり、
ステップ１において、この基本制御定数をテーブルルッ
クアップにより読み込み、次いでステップ２で第１カム
２１（第１の動弁系）を使用しているかどうかを判断し
て、第１カム２１の場合はそのままステップ３に移行し
て、前記基本の制御定数によってアイドル回転数のＰＩ
Ｄ制御を行う。FIG. 1 shows a method of correcting the basic control constant.
In 1, the control (proportional / integral / differential) constant of the first cam 21 (first valve train) is set as a basis.
In step 1, the basic control constants are read by table lookup, and then in step 2, it is determined whether the first cam 21 (first valve train) is used. Proceeding to step 3, the idle speed PI is calculated by the basic control constant.
D control is performed.

【００４８】これに対して、第１カム２１でないとき
は、ステップ４で第２カム２２（第２の動弁系）かどう
かを判断し、第２カム２２のときは、ステップ５で基本
制御定数を１．３倍して、これを第２カム２２による制
御定数とする。On the other hand, if it is not the first cam 21, it is determined in step 4 whether or not it is the second cam 22 (second valve system). The constant is multiplied by 1.3, and this is set as a control constant by the second cam 22.

【００４９】この場合、図９から、アイドル制御弁６４
の制御量に対する必要とする吸入空気量の変化率（感
度）が、第１カム２１に対して第２カム２２は１．３
倍、第３カム２３は０．８倍であると算出した。In this case, as shown in FIG.
The change rate (sensitivity) of the required intake air amount with respect to the control amount of the second cam 22 is 1.3 with respect to the first cam 21.
And the third cam 23 was calculated to be 0.8 times.

【００５０】さらにステップ４において第２カム２２で
はないときは、第３カム２３（第３の動弁系）と判断し
て、ステップ６において各制御定数をそれぞれ０．８倍
したものを、第３カム２３による制御定数とする。Further, if it is not the second cam 22 in the step 4, it is judged that it is the third cam 23 (third valve system), and in step 6, each control constant is multiplied by 0.8, A control constant by the three cams 23 is used.

【００５１】そして、ステップ３において、各カムに対
応した補正された制御定数を用いてＰＩＤ制御を行う。
なお、この例では補正係数を１．３と０．８としたが、
これらは実際のカムに対応した数値を、実験等により求
めて設定するのであり、これらの数値は一例に過ぎな
い。Then, in step 3, PID control is performed using the corrected control constant corresponding to each cam.
In this example, the correction coefficients are set to 1.3 and 0.8.
These are obtained by setting numerical values corresponding to actual cams through experiments and the like, and these numerical values are merely examples.

【００５２】このようにして、アイドル回転数を目標値
と一致するように、各カムに対応した制御定数を用いて
フィードバック制御することにより、どのカムの場合も
同一の応答性をもってアイドル回転数を精度よく目標と
する回転数に制御することができる。In this way, by performing the feedback control using the control constants corresponding to the respective cams so that the idle speed matches the target value, the idle speed can be reduced with the same responsiveness for any cam. It is possible to accurately control the target rotation speed.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カムの切
換に応じて、そのカムに対応したフィードバック制御定
数、すなわち、吸入空気量の増加に対してアイドル回転
数の上昇変化率が高いカムのときほど小さくなるような
制御定数が選択され、この制御定数に基づいてアイドル
回転数のフィードバック制御が行われるので、カムが切
換わっても制御応答性を一定に保ち、アイドル回転数を
精度よく目標値に収束させることができ、機関のアイド
ル安定性を向上させられる。As described above, according to the present invention, according to the switching of the cam, the feedback control constant corresponding to the cam, that is, the rate of increase in the idle speed with respect to the increase in the intake air amount is high. A control constant is selected such that the control constant becomes smaller as the cam moves, and feedback control of the idle speed is performed based on the control constant. It is possible to well converge to the target value, and the idle stability of the engine can be improved.

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

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

【図２】本発明の実施例を示す可変動弁機構の要部の平
面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of the variable valve mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line XX of FIG. 2;

【図４】各カムのリフト特性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing lift characteristics of each cam.

【図５】各カムによる全開出力特性を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fully open output characteristic of each cam.

【図６】コントロールユニットのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a control unit.

【図７】吸気系の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of an intake system.

【図８】アイドル制御弁の開度と空気量の関係を示す特
性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between an opening degree of an idle control valve and an air amount.

【図９】機関回転数と吸入空気量の関係を各カム毎に表
す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between an engine speed and an intake air amount for each cam.

【図１０】コントロールユニットで実行される制御動作
の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a control operation performed by the control unit.

【図１１】同じくコントロールユニットで実行される制
御動作の他の例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing another example of the control operation executed by the control unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１ 第１カム ２２ 第２カム ２３ 第３カム ２４ 吸・排気弁 ２５ メインロッカアーム ２８ サブロッカアーム ２９ サブロッカアーム ５１ コントロールユニット ５２ クランク角センサ ５７ スロットルバルブ ５８ カムポジションセンサ ６３ バイパス通路 ６４ アイドル制御弁 21 First cam 22 Second cam 23 Third cam 24 Intake / exhaust valve 25 Main rocker arm 28 Sub rocker arm 29 Sub rocker arm 51 Control unit 52 Crank angle sensor 57 Throttle valve 58 Cam position sensor 63 Bypass passage 64 Idle control valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Office reference number FI Technical display location F02D 43/00 301 F02D 43/00 301Z

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 低出力と高出力とのカムプロフィルをも
つ少なくとも２つのカムと、これらカムを選択的に切換
る手段と、機関回転数を検出する手段と、吸気通路のス
ロットルバルブを迂回するバスパス通路に介装したアイ
ドル制御弁と、アイドル回転数を目標値に一致させるよ
うにフィードバック制御特性に基づいてアイドル制御弁
の開度をフィードバック制御する手段とを備えた内燃機
関の吸入空気量制御装置において、前記カムの切換を検
出する手段と、吸入空気量の増加に対してエンジン回転
数の上昇変化率が高いカムほどフィードバック制御定数
を小さくするようにそれぞれカムに対応して異なったフ
ィードバック制御定数を設定した手段と、前記フィード
バック制御手段のフィードバック制御定数を切換られた
カムに対応して選択する手段とを備えたことを特徴とす
る内燃機関の制御装置。At least two cams having low and high output cam profiles, means for selectively switching between these cams, means for detecting engine speed, and bypassing a throttle valve in an intake passage. Intake air amount control for an internal combustion engine, comprising: an idle control valve interposed in a bus path passage; and means for feedback-controlling the opening of the idle control valve based on a feedback control characteristic so that the idle speed matches a target value. Means for detecting switching of the cam, and an engine rotation in response to an increase in the amount of intake air.
The higher the rate of change in the number of cams, the higher the feedback control constant.
Different for each cam so that
A control device for an internal combustion engine, comprising: means for setting a feedback control constant; and means for selecting a feedback control constant of the feedback control means in accordance with the switched cam.