JP4379098B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、アイドル回転速度の制御を行う内燃機関の制御装置、特に、吸気弁のバルブリフト特性を可変制御可能な可変動弁装置と電子制御スロットル弁とによって吸入空気量の制御を達成するようにした内燃機関における制御装置に関する。   The present invention achieves control of the intake air amount by a control device for an internal combustion engine that controls the idle rotation speed, in particular, a variable valve device that can variably control the valve lift characteristics of the intake valve and an electronically controlled throttle valve. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

ガソリン機関においては、一般に吸気通路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を制御しているが、良く知られているように、この種の方式では、特にスロットル弁開度の小さな中低負荷時におけるポンピングロスが大きい、という問題がある。これに対し、吸気弁の開閉時期やリフト量を変化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御しようとする試みが以前からなされており、この技術を利用して、ディーゼル機関と同様に吸気系にスロットル弁を具備しないいわゆるスロットルレスの構成を実現することが提案されている。   In a gasoline engine, the intake air amount is generally controlled by controlling the opening of a throttle valve provided in the intake passage. As is well known, this type of system has a particularly small throttle valve opening. There is a problem that the pumping loss is large at low load. On the other hand, attempts have been made to control the intake air amount without depending on the throttle valve by changing the opening / closing timing of the intake valve and the lift amount. Similarly, it has been proposed to realize a so-called throttle-less configuration in which the intake system is not equipped with a throttle valve.

特許文献１には、本出願人が先に提案した吸気弁のリフト量および作動角さらにはそのリフトの中心角を連続的に可変制御し得る可変動弁機構が開示されている。この種の可変動弁機構によれば、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。そして、特許文献１の装置では、アイドル運転時には、バルブリフト量を微小量とすることで、吸入空気量を精度良く制御するようにしている。
特開２００３−７４３１８号公報 Patent Document 1 discloses a variable valve mechanism that can be continuously variably controlled by a lift amount and an operating angle of an intake valve and a central angle of the lift previously proposed by the present applicant. According to this type of variable valve mechanism, it is possible to variably control the amount of air flowing into the cylinder without depending on the opening degree control of the throttle valve, and so-called throttleless operation, particularly in a small load region. Or, the operation with the throttle valve opening kept sufficiently large can be realized, and the pumping loss can be greatly reduced. In the device of Patent Document 1, the intake air amount is accurately controlled by setting the valve lift amount to a minute amount during idle operation.
JP 2003-74318 A

特許文献１のように吸気弁のバルブリフト特性の可変制御により吸入空気量を制御するように構成した場合、スロットル弁を具備しない完全なスロットルレスの構成であると、吸気系に負圧が発生しないため、例えば、ブローバイガスやエバポレータからのパージガスなどを吸気系に還流させる既存のシステムが利用できなくなったり、種々のアクチュエータなどの駆動源としても利用されている負圧が容易に得られない、といった新たな課題が派生する。   When the intake air amount is controlled by variable control of the valve lift characteristic of the intake valve as in Patent Document 1, a negative pressure is generated in the intake system if the complete throttle-less configuration without the throttle valve is provided. Therefore, for example, the existing system that recirculates the purge gas from the blow-by gas or the evaporator to the intake system cannot be used, or the negative pressure that is also used as a drive source for various actuators cannot be easily obtained. A new issue is derived.

そのため、吸気通路にいわゆる電子制御スロットル弁を設け、その開度制御と組み合わせることで、略一定の負圧を確保しつつ吸気弁のバルブリフト特性による吸入空気量の制御を実現することを本出願人は検討している。   For this reason, the present application is to provide a so-called electronically controlled throttle valve in the intake passage and to control the intake air amount by the valve lift characteristic of the intake valve while ensuring a substantially constant negative pressure by combining with the opening degree control. The person is considering.

本出願は、このような可変動弁装置と電子制御スロットル弁とを組み合わせた構成における、より効率的なアイドル回転速度の制御を提供するものである。   The present application provides more efficient control of the idling rotational speed in a configuration in which such a variable valve device and an electronically controlled throttle valve are combined.

すなわち、内燃機関のアイドル回転速度制御として、電子制御スロットル弁を用いて、実回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるようにフィードバック制御することは広く知られているが、このものでは、例えばエアコン用コンプレッサ等の補機負荷が加わったときに、スロットル弁開度をステップ的に変化させても、発生トルクに直接結びつくシリンダ吸入空気量はゆっくりとしか大きくならず、スロットル弁位置での流量とシリンダ吸入空気量の相違が収束するためには、数１００ｍｓｅｃ程度の時間を要する。   That is, as an idle speed control of an internal combustion engine, it is widely known to perform feedback control using an electronically controlled throttle valve so that the actual speed matches the target idle speed. Even if the throttle valve opening is changed stepwise when an auxiliary machine load such as a compressor is applied, the cylinder intake air volume directly linked to the generated torque increases only slowly, and the flow rate at the throttle valve position In order for the difference in the cylinder intake air amount to converge, a time of about several hundred msec is required.

また特許文献１のような可変動弁装置を用いて吸気弁のバルブリフト特性の変化のみで吸入空気量をフィードバック制御しようとすると、特許文献１に説明されているように、可変動弁装置に非常に高い制御分解能が要求され、構成が複雑化する。   Further, if feedback control of the intake air amount is performed only by changing the valve lift characteristic of the intake valve using the variable valve device as in Patent Document 1, as described in Patent Document 1, the variable valve device is used. A very high control resolution is required, and the configuration is complicated.

この発明に係る制御装置を備えた内燃機関は、吸気通路に介装されたスロットル弁の開度を連続的に変更可能な電子制御スロットル装置と、吸気弁のリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁装置と、を備えており、上記リフト特性によって吸気量の制御が可能な構成となっている。   An internal combustion engine equipped with a control device according to the present invention includes an electronically controlled throttle device capable of continuously changing the opening degree of a throttle valve interposed in an intake passage, and a lift characteristic of the intake valve can be changed continuously. And a variable valve gear, and the intake air amount can be controlled by the lift characteristics.

そして、本発明の制御装置は、アイドル運転時を含む運転領域で、内燃機関の回転速度とアクセル開度とに基づいて、吸気負圧を所望の負圧に維持しつつ上記アクセル開度に対応する運転者の負荷要求を達成するように、上記スロットル弁の目標開度と上記吸気弁の目標リフト特性とを設定する制御手段と、内燃機関がアイドル状態であることを検出するアイドル判定手段と、アイドル運転時に内燃機関に加わる外部負荷を検出する外部負荷検出手段と、上記外部負荷の検出に基づいて、アイドル運転時に、上記外部負荷に対応する上記吸気弁のリフト特性に対するフィードフォワード補正量を算出して上記目標リフト特性を補正するとともに、この目標リフト特性の補正に対応する吸気負圧変化を補償して所望の負圧を維持するように上記スロットル弁開度に対するフィードフォワード補正量を算出して上記目標開度を補正するフィードフォワードアイドル制御手段と、アイドル運転時に、内燃機関の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づきフィードバック補正量を算出して、上記目標開度をさらに補正するフィードバックアイドル制御手段と、を備えている。 Then, the control device of the present invention is compatible with the accelerator opening while maintaining the intake negative pressure at a desired negative pressure based on the rotational speed of the internal combustion engine and the accelerator opening in the operation region including the idling operation. Control means for setting a target opening of the throttle valve and a target lift characteristic of the intake valve so as to achieve a load demand of a driver who performs the operation, and an idle determination means for detecting that the internal combustion engine is in an idle state , and the external load detecting means for detecting an external load applied to the internal combustion engine during idle operation, on the basis of the detection of the external load, during idle operation, the feedforward correction amount for the lift characteristics of the intake valve corresponding to said external load To correct the target lift characteristic and compensate for the change in intake negative pressure corresponding to the correction of the target lift characteristic to maintain the desired negative pressure. The feedforward idle control means for calculating the feedforward correction amount for the Lottle valve opening to correct the target opening, and the feedback correction amount based on the deviation between the rotational speed of the internal combustion engine and the target idle rotational speed during idle operation. Feedback idle control means for calculating and further correcting the target opening degree .

上記外部負荷は、例えば、内燃機関によって駆動される補機の駆動負荷、あるいは、内燃機関に接続された自動変速機のレンジ切換に伴って増減する負荷、などである。   The external load is, for example, a driving load of an auxiliary machine driven by an internal combustion engine, or a load that increases or decreases with a range change of an automatic transmission connected to the internal combustion engine.

従って、これらの外部負荷が加わったときには、その検出に基づき、フィードフォワードアイドル制御手段によりフィードフォワード制御として吸気弁のリフト特性が制御され、かつこれに伴う吸気負圧変化を補償するようにスロットル弁開度が補正される。そして、フィードバックアイドル制御手段によって、内燃機関の回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように、スロットル弁開度がフィードバック制御される。 Therefore, these when the external load is applied, based on the detected feedforward the idle control means lift characteristics of the intake valve is controlled as a feed forward control, and the throttle valve so as to compensate for the intake negative pressure change due to this opening Ru is corrected. The throttle valve opening is feedback-controlled by the feedback idle control means so that the rotational speed of the internal combustion engine converges to the target idle rotational speed.

この発明によれば、エアコン用コンプレッサ等の外部負荷に対しては、シリンダ吸入空気量を応答性良く変化させることができる吸気弁のリフト特性がフィードフォワード的に制御され、かつ全体的なフィードバック制御はスロットル弁開度の変更によってなされるので、エアコンＯＮ，ＯＦＦ等の外部負荷の変化に対し応答性良く追従できるとともに、可変動弁装置の制御分解能をアイドル運転時に合わせて高める必要がない。   According to the present invention, for an external load such as an air conditioner compressor, the lift characteristic of the intake valve capable of changing the cylinder intake air amount with good responsiveness is controlled in a feedforward manner, and the overall feedback control is performed. Since this is done by changing the throttle valve opening, it can follow changes in external loads such as air conditioner ON and OFF with good responsiveness, and there is no need to increase the control resolution of the variable valve system in accordance with idle operation.

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、この発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、自動車用の内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、かつ吸気弁３の動弁機構として、吸気弁３のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小させることが可能な第１可変動弁機構５および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第２可変動弁機構６を備えている。また、吸気通路７には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される電子制御スロットル弁（電子制御スロットル装置）２が設けられている。ここで、上記スロットル弁２は、吸気通路７内に、ブローバイガスの処理などのために必要な僅かな負圧（例えば−５０ｍｍＨｇ）を発生させる目的で設けられており、吸入空気量の調整は、高負荷域（第２制御領域）を除き、上記第１，第２可変動弁機構５，６により吸気弁３のリフト特性を変更することで行われる。すなわち、図２に概略を示すように、低〜中負荷領域においては、燃費向上のために、中心角を上死点寄り（設定値：大）とし、内部還流を促進するとともに、作動角はトルク要求に応じて徐々に大作動角（設定値：大）側にする。第１制御領域内では、吸気負圧（Boost）を所定値に保つように、スロットル弁開度ＴＶＯは、通常エンジン（可変動弁機構ではなくスロットル弁開度で吸入空気量を制御するもの：図中にStd-Engとして示す）の特性に比較して、開き気味の特性となる。また中〜高負荷領域においては、トルク確保のために、中心角を下死点寄り（設定値：小）とし、内部還流を減少させるとともに、作動角は大作動角（設定値：大）側で一定とする。第２制御領域つまりバルブリフト特性の操作によって空気量が増加しない高負荷領域に達したら、バルブリフト特性はその状態で固定され、吸気負圧（Boost）を減少させてトルクを発生させるように、スロットル弁開度ＴＶＯが通常エンジンと同様に開いていくことになる。   FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a system configuration of a control device for an internal combustion engine according to the present invention. The internal combustion engine 1 for an automobile has an intake valve 3 and an exhaust valve 4. As the valve operating mechanism, the first variable valve operating mechanism 5 capable of continuously expanding / reducing the lift / operating angle of the intake valve 3 and the first variable valve mechanism capable of continuously delaying the central angle of the operating angle. Two variable valve mechanisms 6 are provided. The intake passage 7 is provided with an electronically controlled throttle valve (electronically controlled throttle device) 2 whose opening degree is controlled by an actuator such as a motor. Here, the throttle valve 2 is provided in the intake passage 7 for the purpose of generating a slight negative pressure (for example, −50 mmHg) required for blow-by gas processing, etc. The lift characteristics of the intake valve 3 are changed by the first and second variable valve mechanisms 5 and 6 except for the high load area (second control area). That is, as schematically shown in FIG. 2, in the low to medium load region, the center angle is set close to top dead center (set value: large) to improve fuel efficiency, and the internal reflux is promoted, and the operating angle is Gradually move to the large operating angle (set value: large) side according to the torque demand. In the first control region, the throttle valve opening TVO is a normal engine (which controls the intake air amount by the throttle valve opening rather than the variable valve mechanism so as to keep the intake negative pressure (Boost) at a predetermined value: Compared to the characteristic of (shown as Std-Eng in the figure), the characteristic is open. In the middle to high load range, in order to secure torque, the center angle is set close to bottom dead center (setting value: small), internal recirculation is reduced, and the operating angle is set to the large operating angle (setting value: large) side. And constant. When reaching the second control region, that is, the high load region where the air amount does not increase due to the operation of the valve lift characteristic, the valve lift characteristic is fixed in that state, and the negative intake pressure (Boost) is reduced to generate torque. The throttle valve opening TVO opens as in the normal engine.

また、燃料噴射弁８が吸気通路７に配設されており、上記のように吸気弁３等により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁８から噴射される。従って、内燃機関１の出力は、第１，第２可変動弁機構５，６およびスロットル弁２により吸入空気量を調整することによって制御される。   A fuel injection valve 8 is disposed in the intake passage 7, and an amount of fuel corresponding to the intake air amount adjusted by the intake valve 3 or the like as described above is injected from the fuel injection valve 8. Therefore, the output of the internal combustion engine 1 is controlled by adjusting the intake air amount by the first and second variable valve mechanisms 5 and 6 and the throttle valve 2.

上記のコントロールユニット１０は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル開度センサ１１からのアクセル開度信号ＡＰＯと、エンジン回転速度センサ１２からの回転速度信号Ｎｅと、吸入空気量センサ１３からの吸入空気量信号と、を受け取り、これらの信号に基づいて、目標スロットル弁開度、燃料噴射量、点火時期、作動角目標値、中心角目標値をそれぞれ演算する。そして、要求の燃料噴射量および点火時期を実現するように燃料噴射弁８および点火プラグ９を制御するとともに、作動角目標値および中心角目標値を実現するための制御信号を、第１可変動弁機構５のアクチュエータおよび第２可変動弁機構６のアクチュエータへそれぞれ出力し、かつスロットル弁２の開度を制御する。なお、上記第１可変動弁機構５および第２可変動弁機構６は、その機械的な構成は公知であり、例えば、上述した特許文献１に記載の装置と同様の構成を有している。従って、その詳細な説明は省略する。   The control unit 10 includes an accelerator opening signal APO from an accelerator opening sensor 11 provided on an accelerator pedal operated by a driver, a rotation speed signal Ne from an engine rotation speed sensor 12, and an intake air amount sensor. 13 is received, and based on these signals, the target throttle valve opening, fuel injection amount, ignition timing, operating angle target value, and center angle target value are calculated. Then, the fuel injection valve 8 and the spark plug 9 are controlled so as to realize the required fuel injection amount and ignition timing, and control signals for realizing the operation angle target value and the center angle target value are sent to the first variable motion. Outputs to the actuator of the valve mechanism 5 and the actuator of the second variable valve mechanism 6, respectively, and controls the opening of the throttle valve 2. The first variable valve mechanism 5 and the second variable valve mechanism 6 have known mechanical configurations, and have, for example, the same configuration as the device described in Patent Document 1 described above. . Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

次に、図３は、上記コントロールユニット１０による吸入空気量制御（アイドル回転速度制御を含む）の内容を機能ブロック図として示したものであり、以下、これを説明する。   Next, FIG. 3 shows the content of intake air amount control (including idle rotation speed control) by the control unit 10 as a functional block diagram, which will be described below.

図のスロットル可変動弁目標基本値演算部Ｂ７１は、アクセル開度ＡＰＯと内燃機関１の回転速度（実回転速度）Ｎｅとに基づいて、電子制御スロットル弁２の目標値である目標スロットル弁開度ｔＴＶＯと、第１可変動弁機構５の目標値である目標作動角ｔＶＥＬと、第２可変動弁機構６の目標値である目標中心角ｔＶＴＣと、を算出する。これは、具体的には、図４に示すように、それぞれ、アクセル開度ＡＰＯと回転速度Ｎｅとをパラメータとして対応する値を割り付けたマップからなる、目標スロットル弁開度算出部Ｂ１、目標作動角算出部Ｂ２、目標中心角算出部Ｂ３、とから構成される。図５は、目標スロットル弁開度算出部Ｂ１のＴＶＯマップの一例を示し、図６は、目標作動角算出部Ｂ２の作動角マップの一例を示し、図７は、目標中心角算出部Ｂ３の中心角マップの一例を示す。   The throttle variable valve target basic value calculation unit B71 shown in the figure is based on the accelerator opening APO and the rotational speed (actual rotational speed) Ne of the internal combustion engine 1 and opens the target throttle valve that is the target value of the electronically controlled throttle valve 2. A degree tTVO, a target operating angle tVEL that is a target value of the first variable valve mechanism 5, and a target center angle tVTC that is a target value of the second variable valve mechanism 6 are calculated. Specifically, as shown in FIG. 4, each of the target throttle valve opening calculation unit B1 and the target operation includes a map in which corresponding values are assigned with the accelerator opening APO and the rotational speed Ne as parameters. An angle calculation unit B2 and a target center angle calculation unit B3 are included. FIG. 5 shows an example of the TVO map of the target throttle valve opening calculation unit B1, FIG. 6 shows an example of the operation angle map of the target operation angle calculation unit B2, and FIG. 7 shows the target center angle calculation unit B3. An example of a center angle map is shown.

一方、アイドル判定部Ｂ７２では、同じく、アクセル開度ＡＰＯと回転速度Ｎｅとからアイドル状態であるか否かの判定を行う。例えば、アクセル開度ＡＰＯが０（全閉）でかつ回転速度Ｎｅが所定値以下のときに、アイドル状態であると判定する。また、アイドル時目標回転数算出部Ｂ７５では、例えば冷却水温等に基づいて目標アイドル回転速度を設定する。   On the other hand, the idle determination unit B72 similarly determines whether or not the engine is in an idle state from the accelerator opening APO and the rotational speed Ne. For example, when the accelerator opening APO is 0 (fully closed) and the rotational speed Ne is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the engine is in the idle state. Further, in the idling target rotation speed calculation unit B75, for example, the target idle rotation speed is set based on the coolant temperature or the like.

補機負荷有無検出部Ｂ７３は、内燃機関１に加わる外部負荷、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリング装置、デフォッガ等の電気負荷、等のＯＮ−ＯＦＦ状態を判定する。自動変速機を備えた構成では、Ｄレンジ（前進走行レンジ）やＮレンジ（ニュートラルレンジ）といったレンジ位置によって自動変速機の負荷が異なるので、レンジ切換に伴って増減する負荷の有無を検出するようにしてもよい。   The auxiliary machine load presence / absence detection unit B73 determines ON / OFF states of external loads applied to the internal combustion engine 1, for example, electric loads such as an air conditioner compressor, a power steering device, and a defogger. In the configuration including the automatic transmission, the load of the automatic transmission varies depending on the range position such as the D range (forward travel range) and the N range (neutral range), so that the presence / absence of a load that increases or decreases as the range is switched is detected. It may be.

アイドル時目標値補正量算出部Ｂ７４では、アイドル判定部Ｂ７２からの入力および補機負荷有無検出部Ｂ７３からの入力に基づいて、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯ、目標作動角ｔＶＥＬおよび目標中心角ｔＶＴＣの補正を行う。具体的には、アイドル状態でかつ何らかの外部負荷が加わっているときに、その外部負荷に見合った吸入空気量の増加が生じるように、目標作動角ｔＶＥＬおよび目標中心角ｔＶＴＣを補正する。具体的には、必要な作動角補正量および中心角補正量を算出し、これを基本値にそれぞれ加算することにより補正する。この補正は、実際の偏差の発生とは無関係に、フィードフォワード制御として与えられる。また、上記のような補正によりバルブリフト特性（作動角および中心角）が変化すると、吸気負圧を所望の一定値（例えば−５０ｍｍＨｇ）に維持するために必要なスロットル弁開度が変化するので、これを補償するために、目標スロットル弁開度算出部Ｂ１からの目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを補正する。アイドル時目標値補正量算出部Ｂ７４で補正された目標作動角ｔＶＥＬおよび目標中心角ｔＶＴＣは、第１，第２可変動弁機構５，６のアクチュエータに出力され、これに沿って、第１，第２可変動弁機構５，６が駆動される。なお、アイドル運転時でなければ、スロットル可変動弁目標基本値演算部Ｂ７１の基本的な設定値がそのまま用いられる。 In the idling target value correction amount calculating unit B74, the target throttle valve opening tTVO, the target operating angle tVEL, and the target center angle tVTC are determined based on the input from the idle determining unit B72 and the input from the auxiliary machine load presence / absence detecting unit B73. Make corrections. Specifically, the target operating angle tVEL and the target central angle tVTC are corrected so that when the external load is applied in an idle state, the amount of intake air corresponding to the external load increases. Specifically, the required operating angle correction amount and center angle correction amount are calculated and corrected by adding them to the basic values. This correction is given as feedforward control regardless of the actual deviation. Further, when the valve lift characteristics (operating angle and center angle) change due to the above correction, the throttle valve opening required for maintaining the intake negative pressure at a desired constant value (for example, −50 mmHg) changes. In order to compensate for this, the target throttle valve opening tTVO from the target throttle valve opening calculation unit B1 is corrected . Idle time target value correction amount calculation section target operating angle is corrected in B74 TVEL and the target central angle tVTC the first, it is outputted to the actuator of the second variable valve mechanism 5 and 6, along which the first The second variable valve mechanisms 5 and 6 are driven. If it is not during idling, the basic set value of the throttle variable valve target basic value calculation unit B71 is used as it is.

回転数偏差算出部Ｂ７６は、検出された回転速度Ｎｅと目標アイドル回転速度との偏差を求めるものであり、アイドル時目標値補正量算出部Ｂ７７では、この偏差に応じて、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを補正する。具体的には、偏差に基づいてスロットル弁開度補正量を算出し、これを加算することにより補正する。この補正は、目標アイドル回転速度に収束させるように作用するフィードバック制御となる。   The rotation speed deviation calculation unit B76 calculates a deviation between the detected rotation speed Ne and the target idle rotation speed. The idle target value correction amount calculation unit B77 determines the target throttle valve opening according to this deviation. tTVO is corrected. Specifically, the throttle valve opening correction amount is calculated based on the deviation, and is corrected by adding this. This correction is feedback control that acts to converge to the target idle rotation speed.

図８は、上記の制御の概略をフローチャートとして示したものであり、そのときのアクセル開度ＡＰＯおよび機関回転速度Ｎｅを読み込み（ステップ１）、スロットル弁開度、作動角および中心角の目標基本値を算出する（ステップ２）。そして、外部負荷、例えば補機負荷の有無を判定し（ステップ３）、補機負荷があれば、作動角および中心角、さらにはスロットル弁開度についてのフィードフォワード補正量を算出する（ステップ４）。そして、目標アイドル回転速度に収束しているか（偏差の有無）を判定し（ステップ５）、偏差があれば、この偏差に基づき、スロットル弁開度についてのフィードバック補正量を算出する（ステップ６）。   FIG. 8 is a flowchart showing the outline of the above control. The accelerator opening APO and the engine speed Ne at that time are read (step 1), and the target basic values of the throttle valve opening, the operating angle, and the central angle are read. A value is calculated (step 2). Then, the presence / absence of an external load, for example, an auxiliary machine load is determined (step 3). If there is an auxiliary machine load, a feedforward correction amount for the operating angle and the central angle and further the throttle valve opening is calculated (step 4). ). Then, it is determined whether it has converged to the target idle speed (the presence or absence of deviation) (step 5). If there is a deviation, a feedback correction amount for the throttle valve opening is calculated based on this deviation (step 6). .

このように本実施例では、外部負荷のＯＮ−ＯＦＦ（あるいは増減）に伴うアイドル回転速度の変動は、第１，第２可変動弁機構５，６による吸気弁３のバルブリフト特性の変更によって、フィードフォワード制御の形で抑制される。吸気弁３のバルブリフト特性の変更によるシリンダ吸入空気量の変化は、非常に応答性に優れているので、外部負荷のＯＮ−ＯＦＦの直後に生じるアイドル回転速度の変動を非常に小さなものとすることが可能である。そして、経時的な変化やその他の要因により発生する目標アイドル回転速度と実回転速度との偏差に対しては、スロットル弁開度のフィードバック制御がなされるので、第１、第２可変動弁機構５，６の作動角および中心角の制御分解能は、それほど高く要求されない。従って、第１，第２可変動弁機構５，６のみでアイドル回転速度をフィードバック制御する場合に比べて、その制御駆動機構や位置検出センサの要求精度が低くなる。   As described above, in this embodiment, the fluctuation of the idle rotation speed due to the ON-OFF (or increase / decrease) of the external load is caused by the change of the valve lift characteristic of the intake valve 3 by the first and second variable valve mechanisms 5, 6. It is suppressed in the form of feedforward control. The change in the cylinder intake air amount due to the change in the valve lift characteristic of the intake valve 3 is very responsive, so that the fluctuation of the idle rotation speed that occurs immediately after the external load is turned on and off is very small. It is possible. Since the throttle valve opening feedback control is performed for the deviation between the target idle rotation speed and the actual rotation speed caused by changes over time or other factors, the first and second variable valve mechanisms are used. The control resolutions of the operating angles and center angles of 5 and 6 are not so high. Therefore, the required accuracy of the control drive mechanism and the position detection sensor is lower than when the idle rotation speed is feedback controlled only by the first and second variable valve mechanisms 5 and 6.

次に、図９の機能ブロック図は、この発明の第２実施例を示している。この第２実施例は、第２のフィードバックアイドル制御手段として点火時期の補正を行うようにしたものである。図９のＢ７１〜Ｂ７６の各部は、前述した第１実施例のものと特に変わりがないので、重複する説明は省略する。アイドル時目標値補正量算出部Ｂ９７は、前述した図３のアイドル時目標値補正量算出部Ｂ７７と同じく、アイドル運転時の回転速度の偏差に応じて、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを補正するものであるが、この実施例においては、同時に、偏差に基づいて点火時期の補正量を算出し、点火プラグ９の点火時期を遅進補正する。この点火時期による補正は、補正可能なトルクの幅は狭いが、非常に応答性が高いので、スロットル弁開度のフィードバック制御と併せて行うことにより、何らかの外乱や一時的なオーバシュートに対し、応答性に優れたアイドル回転速度制御を実現できる。 Next, the functional block diagram of FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the ignition timing is corrected as the second feedback idle control means. Each part of B71 to B76 in FIG. 9 is not particularly different from that of the first embodiment described above, and thus a duplicate description is omitted. The idling target value correction amount calculation unit B97 corrects the target throttle valve opening tTVO in accordance with the rotational speed deviation during idling as in the idling target value correction amount calculation unit B77 of FIG. However, in this embodiment, at the same time, the correction amount of the ignition timing is calculated based on the deviation, and the ignition timing of the spark plug 9 is corrected to be delayed. This correction based on the ignition timing has a narrow range of torque that can be corrected, but is very responsive, so it can be used in conjunction with the feedback control of the throttle valve opening to prevent any disturbance or temporary overshoot. Idle rotation speed control with excellent responsiveness can be realized.

なお、この点火時期による回転速度の補正は、補正可能なトルクの幅が狭い（特にトルク増大方向には狭い）ので、ある期間連続して点火時期の補正が要求されたときには、その点火時期補正量をスロットル弁開度の補正量に変換し、点火時期補正量をリセットすることが望ましい。このようにすれば、常に点火時期による補正幅が残るようになり、次に回転速度変動が生じたときに、応答性よくトルクの増大・抑制を実行できる。   Note that the correction of the rotational speed by this ignition timing has a narrow range of torque that can be corrected (particularly narrow in the direction of torque increase). It is desirable to convert the amount into a correction amount for the throttle valve opening and reset the ignition timing correction amount. In this way, the correction range depending on the ignition timing always remains, and when the rotational speed fluctuation occurs next, the torque can be increased / suppressed with good responsiveness.

次に、図１０の機能ブロック図は、この発明の第３実施例を示している。この第３実施例は、何らかの要因でスロットル弁開度のフィードバック補正量がある程度大きくなったときに、その一部をバルブリフト特性のフィードフォワード制御量に変換するようにしたものである。図１０のＢ７１〜Ｂ７７の各部は、前述した第１実施例のものと基本的に変わりがないので、重複する説明は省略する。この実施例では、第３のアイドル時目標値補正量算出部Ｂ９８を備えており、ここに、第１のアイドル時目標値補正量算出部Ｂ７４で補正された目標作動角ｔＶＥＬおよび目標中心角ｔＶＴＣと、第２のアイドル時目標値補正量算出部Ｂ７７で補正された目標スロットル弁開度ｔＴＶＯと、が入力され、両者の分担が再調整される。つまり、偏差に応じた補正の結果、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯの補正量が所定量（例えば第１，第２可変動弁機構５，６の最小制御分解能に相当する単位空気量相当量）を超える場合には、その所定量分を、フィードフォワード制御量として与えられる作動角もしくは中心角に対する補正量に換算して、バルブリフト特性を空気量の増加もしくは減少方向に修正し、他方、目標スロットル弁開度の補正量をこれに相当する分だけ減じるようにしている。   Next, the functional block diagram of FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, when the feedback correction amount of the throttle valve opening increases to some extent for some reason, a part thereof is converted into a feedforward control amount of the valve lift characteristic. Since each part of B71-B77 of FIG. 10 is basically the same as that of the first embodiment described above, the duplicate description is omitted. In this embodiment, a third idle target value correction amount calculation unit B98 is provided, in which the target operating angle tVEL and the target center angle tVTC corrected by the first idle target value correction amount calculation unit B74 are provided. And the target throttle valve opening tTVO corrected by the second idling target value correction amount calculation unit B77, and the sharing of both is readjusted. That is, as a result of correction according to the deviation, the correction amount of the target throttle valve opening tTVO is a predetermined amount (for example, a unit air amount equivalent amount corresponding to the minimum control resolution of the first and second variable valve mechanisms 5 and 6). If it exceeds, the predetermined amount is converted into a correction amount for the operating angle or center angle given as the feedforward control amount, and the valve lift characteristic is corrected in the direction of increasing or decreasing the air amount, while the target throttle The correction amount of the valve opening is reduced by an amount corresponding to this.

この実施例によれば、アイドル回転速度制御のためにスロットル弁開度ＴＶＯが過度に大きく開くようなことがなく、アイドル運転時の回転速度変動を所定の範囲に抑制しつつ、スロットル弁２下流の吸気負圧を目標の一定値により精度よく維持することができる。   According to this embodiment, the throttle valve opening TVO does not open excessively for idle rotation speed control, and the rotation speed fluctuation during idle operation is suppressed to a predetermined range, while the downstream of the throttle valve 2 is controlled. The intake negative pressure can be accurately maintained at a target constant value.

なお、上記第３実施例では、スロットル弁開度のフィードバック補正量をバルブリフト特性のフィードフォワード制御量に変換するようにしているが、逆に、バルブリフト特性のフィードフォワード制御量をスロットル弁開度のフィードバック補正量に置き換えることも可能である。   In the third embodiment, the feedback correction amount of the throttle valve opening is converted to the feedforward control amount of the valve lift characteristic. Conversely, the feedforward control amount of the valve lift characteristic is converted to the throttle valve opening. It is also possible to replace it with a degree of feedback correction.

この発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Configuration explanatory drawing which shows the system configuration | structure of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. アクセル開度を増加させていったときの各パラメータの変化を概略的に示した特性図。The characteristic view which showed roughly the change of each parameter when the accelerator opening was increased. この発明の第１実施例を示す機能ブロック図。1 is a functional block diagram showing a first embodiment of the present invention. スロットル可変動弁目標値演算部Ｂ７１の詳細を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the detail of the throttle variable valve target value calculating part B71. ブロックＢ１のＴＶＯマップの特性図。The characteristic view of the TVO map of block B1. ブロックＢ２の作動角マップの特性図。The characteristic view of the operating angle map of block B2. ブロックＢ３の中心角マップの特性図。The characteristic view of the center angle map of block B3. この第１実施例のフローチャート。The flowchart of this 1st Example. この発明の第２実施例を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows 2nd Example of this invention. この発明の第３実施例を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows 3rd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２…電子制御スロットル弁
５…第１可変動弁機構
６…第２可変動弁機構
１０…コントロールユニット
１１…アクセル開度センサ 2 ... Electronically controlled throttle valve 5 ... First variable valve mechanism 6 ... Second variable valve mechanism 10 ... Control unit 11 ... Accelerator opening sensor

Claims (6)

吸気通路に介装されたスロットル弁の開度を連続的に変更可能な電子制御スロットル装置と、吸気弁のリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁装置と、を備え、上記リフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、
アイドル運転時を含む運転領域で、内燃機関の回転速度とアクセル開度とに基づいて、吸気負圧を所望の負圧に維持しつつ上記アクセル開度に対応する運転者の負荷要求を達成するように、上記スロットル弁の目標開度と上記吸気弁の目標リフト特性とを設定する制御手段と、
内燃機関がアイドル状態であることを検出するアイドル判定手段と、
アイドル運転時に内燃機関に加わる外部負荷を検出する外部負荷検出手段と、
上記外部負荷の検出に基づいて、アイドル運転時に、上記外部負荷に対応する上記吸気弁のリフト特性に対するフィードフォワード補正量を算出して上記目標リフト特性を補正するとともに、この目標リフト特性の補正に対応する吸気負圧変化を補償して所望の負圧を維持するように上記スロットル弁開度に対するフィードフォワード補正量を算出して上記目標開度を補正するフィードフォワードアイドル制御手段と、
アイドル運転時に、内燃機関の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づきフィードバック補正量を算出して、上記目標開度をさらに補正するフィードバックアイドル制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 An electronically controlled throttle device capable of continuously changing the opening degree of the throttle valve interposed in the intake passage, and a variable valve operating device capable of continuously changing the lift characteristic of the intake valve. In a control device for an internal combustion engine capable of controlling the intake air amount,
Based on the rotational speed of the internal combustion engine and the accelerator opening, the driver's load request corresponding to the accelerator opening is achieved while maintaining the negative intake pressure at a desired negative pressure in the operating region including during idling. Control means for setting the target opening of the throttle valve and the target lift characteristic of the intake valve,
Idle determination means for detecting that the internal combustion engine is in an idle state ;
And the external load detecting means for detecting an external load applied to the internal combustion engine during idle operation,
Based on the detection of the external load, during idle operation , a feedforward correction amount for the lift characteristic of the intake valve corresponding to the external load is calculated to correct the target lift characteristic, and to correct the target lift characteristic. Feedforward idle control means for correcting the target opening by calculating a feedforward correction amount for the throttle valve opening so as to compensate for a corresponding intake negative pressure change and maintaining a desired negative pressure;
A feedback idle control means for calculating a feedback correction amount based on the deviation between the rotational speed of the internal combustion engine and the target idle rotational speed during idle operation, and further correcting the target opening;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: 上記外部負荷は、内燃機関によって駆動される補機の駆動負荷であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the external load is a drive load of an auxiliary machine driven by the internal combustion engine. 上記外部負荷は、内燃機関に接続された自動変速機のレンジ切換に伴って増減する負荷であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the external load is a load that increases or decreases with a range change of an automatic transmission connected to the internal combustion engine. 上記アイドル判定手段は、運転者によるアクセル開度に基づいてアイドル状態の判定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the idle determination means determines an idle state based on an accelerator opening by a driver. 内燃機関の点火時期を運転条件に応じて制御する点火時期制御手段を有するとともに、
内燃機関の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて、上記点火時期を補正する第２のフィードバックアイドル制御手段、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 While having an ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine according to operating conditions,
Based on a deviation between the rotational speed and the target idle rotational speed of the internal combustion engine, according to any one of claims 1 to 4, wherein the second feedback idle control means that, further comprising a correcting the ignition timing Control device for internal combustion engine. 上記フィードバックアイドル制御手段によるスロットル弁開度のフィードバック補正量が大きいときに、その一部を上記フィードフォワードアイドル制御手段におけるリフト特性のフィードフォワード補正量に変換することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 When the feedback correction amount of the throttle valve opening according to the feedback idle control means is large, according to claim 1-5, characterized by converting a part of the feed forward correction amount of the lift characteristics in the feedforward idling control means The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
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