JP4380499B2 - 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 relates to a control device for an internal combustion engine that controls idle rotation speed, and more particularly, to control an intake air amount by a variable valve device that can variably control the valve lift characteristics of the intake valve. Relates to the device.
例えば自動車用ガソリン機関においては、周知のように、アイドル運転時に、実回転速度の検出に基づき、スロットル弁をバイパスする補助空気通路のアイドル制御弁の開度制御などによってアイドル空気量を調整し、目標アイドル回転速度に維持するようにフィードバック制御を行っている。そして、フィードバック制御中のフィードバック制御値に基づいて、目標アイドル回転速度を得るためのアイドル空気量（例えばアイドル制御弁の開度補正値）を学習し、その学習値を用いて制御することで、フィードバック制御の応答性向上やオープンループ制御の精度向上を図ることも知られている。 For example, in a gasoline engine for automobiles, as is well known, during idle operation, based on detection of actual rotational speed, the idle air amount is adjusted by opening control of an idle control valve in an auxiliary air passage that bypasses the throttle valve, Feedback control is performed so as to maintain the target idle rotation speed. Then, based on the feedback control value during feedback control, learning the idle air amount (for example, the opening correction value of the idle control valve) for obtaining the target idle rotation speed, and controlling using the learned value, It is also known to improve the feedback control response and the open loop control accuracy.
また、特許文献１には、いわゆる電子制御スロットル弁の開度制御によって同様のアイドル回転速度制御を実現することが開示されている。 Further, Patent Document 1 discloses that similar idle rotation speed control is realized by so-called opening control of an electronically controlled throttle valve.
一方、ガソリン機関の負荷制御として、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する一般的な方式では、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。 On the other hand, as a load control of a gasoline engine, in a general method of controlling the intake air amount by opening control of a throttle valve provided in an intake passage, a pumping loss is particularly large at a medium to low load with a small throttle valve opening. There is a problem. 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２は、本出願人が先に提案した吸気弁の可変動弁装置を示しており、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小可能な第１可変動弁機構（リフト・作動角可変機構）と、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（位相可変機構）と、を備え、両者を独立して制御することにより、種々のリフト特性に可変制御し得る技術が開示されている。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２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。 Patent Document 2 shows a variable valve operating apparatus for an intake valve previously proposed by the present applicant. The first variable valve mechanism (which can simultaneously increase and decrease the lift and operating angle of the intake valve simultaneously) A lift / operating angle variable mechanism) and a second variable valve mechanism (phase variable mechanism) capable of continuously delaying the central angle of the operating angle, and controlling both independently A technique that can be variably controlled to various lift characteristics is disclosed. 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 apparatus of Patent Document 2, the intake air amount is controlled with high accuracy by setting the valve lift amount to a minute amount during idle operation.
なお、特許文献２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。そのため、吸気通路に負圧制御弁として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も検討されている。
上記のように吸気弁のリフト特性によって吸気量を制御する構成においては、その上流部にあるスロットル弁等によってアイドル空気量を調整しようとしても、下流の吸気弁部分で制限されてしまい、従来のスロットル弁開度等によるアイドル回転速度制御が困難となる場合がある。 In the configuration in which the intake air amount is controlled by the lift characteristic of the intake valve as described above, even if the idle air amount is adjusted by the throttle valve or the like in the upstream portion, it is limited by the downstream intake valve portion. In some cases, it may be difficult to control the idling speed based on the throttle valve opening or the like.
また、シリンダに流入する空気量の変化の応答性は、空気量制御部がシリンダに近いほど高いものとなり、従って、外乱やサイクル毎の燃焼悪化に対する空気量補正は、より下流側で行うことが望ましい。 In addition, the responsiveness of the change in the amount of air flowing into the cylinder becomes higher as the air amount control unit is closer to the cylinder. Therefore, the air amount correction for disturbance and deterioration of combustion for each cycle can be performed further downstream. desirable.
さらに、吸気系の入口部での吸気温度は 環境条件（大気の温度等）によって定まるが、内燃機関の暖機完了状態において、実際にシリンダ内に流入する吸気の温度は、機関の冷却水からの受熱が支配的となり、環境条件への依存が少なくなる。 Furthermore, the intake air temperature at the inlet of the intake system is determined by environmental conditions (atmospheric temperature, etc.), but when the internal combustion engine is warmed up, the temperature of the intake air actually flowing into the cylinder is determined from the engine coolant. Heat reception becomes dominant, and the dependence on environmental conditions is reduced.
そこで、本発明は、上記のような吸気弁のリフト特性によって吸気量を可変制御する構成により適したアイドル回転速度の制御を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides idle speed control that is more suitable for a configuration in which the intake air amount is variably controlled by the lift characteristics of the intake valve as described above.
この発明は、吸気弁のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小可能な可変動弁機構を備え、この可変動弁機構により実現される吸気弁の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、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、このアイドル運転時に、実回転速度が目標アイドル回転速度となるように上記可変動弁機構のフィードバック制御により吸気量を制御するアイドル回転フィードバック制御手段と、このフィードバック制御された上記可変動弁機構の制御位置から、該可変動弁機構の制御基準位置の推定を行う基準位置推定手段と、を備えていることを特徴としている。 The present invention is provided with a variable valve mechanism capable of continuously expanding and reducing the lift and operating angle of an intake valve, and an internal combustion engine capable of controlling the intake air amount by the lift characteristic of the intake valve realized by the variable valve mechanism In the engine control device, an idle determination means for detecting that the internal combustion engine is in an idle state, and an intake air amount by feedback control of the variable valve mechanism so that the actual rotational speed becomes the target idle rotational speed during the idle operation. Idle rotation feedback control means for controlling the feedback control, and reference position estimation means for estimating the control reference position of the variable valve mechanism from the control position of the variable valve mechanism that is feedback-controlled. It is a feature.
すなわち、アイドル運転時には、可変動弁機構によって吸気弁のリフト・作動角は非常に小さく制御されるので、シリンダに流入する吸気量は、主にリフト量の大小に依存する。そのため、実回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づきリフト・作動角を増減変化させることで、アイドル回転速度をフィードバック制御することができる。特に、シリンダの直前の吸気弁の位置で吸気量が調整されるため、応答性の高いフィードバック制御を実現できる。また、フィードバック制御により、目標アイドル回転速度の下でのトルクと可変動弁機構により得られる実際の吸気量とが平衡した状態となるため、そのときの可変動弁機構の制御位置から、個体差によって多少変化する該可変動弁機構の制御基準位置（制御の０点）を知ることができる。従って、この制御基準位置の学習により、可変動弁機構の制御精度が向上する。 That is, during the idling operation, the lift / operating angle of the intake valve is controlled to be very small by the variable valve mechanism, so the amount of intake air flowing into the cylinder mainly depends on the amount of lift. Therefore, the idle rotation speed can be feedback-controlled by changing the lift / operation angle based on the deviation between the actual rotation speed and the target idle rotation speed. In particular, since the intake air amount is adjusted at the position of the intake valve immediately before the cylinder, highly responsive feedback control can be realized. In addition, since the torque under the target idle speed and the actual intake air amount obtained by the variable valve mechanism are balanced by feedback control, the individual difference from the control position of the variable valve mechanism at that time It is possible to know the control reference position (zero point of control) of the variable valve mechanism that changes slightly depending on Therefore, the control accuracy of the variable valve mechanism is improved by learning the control reference position.
望ましくは、上記基準位置推定手段による推定は、内燃機関の暖機が完了している状態で行う。つまり暖機後の比較的吸気量が少なく制御されている状態で制御基準位置の推定・学習を行うことで、その精度が高くなる。 Preferably, the estimation by the reference position estimating means is performed in a state where the warm-up of the internal combustion engine is completed. That is, when the control reference position is estimated / learned in a state where the intake air amount after the warm-up is controlled to be relatively small, the accuracy becomes high.
また、上記吸気量を測定する吸気量計量手段、例えばエアフロメータを備える場合には、上記可変動弁機構の制御位置と上記吸気量の測定値とから上記制御基準位置の推定を行うことができる。これにより、内燃機関の機械的損失（フリクション等）の個体差をも加味した制御基準位置の推定・学習が可能である。 Further, when an intake air amount measuring means for measuring the intake air amount, for example, an air flow meter, is provided, the control reference position can be estimated from the control position of the variable valve mechanism and the measured value of the intake air amount. . As a result, the control reference position can be estimated and learned in consideration of individual differences in mechanical loss (friction etc.) of the internal combustion engine.
また上記吸気弁の上流側の吸気通路における吸入負圧を制御する負圧制御弁、例えば電子制御スロットル弁を備える場合には、シリンダに流入する吸気量が吸入負圧に影響されるので、上記吸入負圧が所定値に制御されている条件下で制御基準位置の推定を行うことができる。この場合、負圧制御弁の個体差やその制御の０点位置の学習状態等に影響されずに、制御基準位置の推定・学習が可能である。 Further, when a negative pressure control valve for controlling the intake negative pressure in the intake passage upstream of the intake valve, for example, an electronically controlled throttle valve is provided, the amount of intake air flowing into the cylinder is affected by the intake negative pressure. The control reference position can be estimated under the condition that the suction negative pressure is controlled to a predetermined value. In this case, the control reference position can be estimated and learned without being affected by the individual difference of the negative pressure control valve, the learning state of the zero point position of the control, or the like.
あるいは、負圧制御弁例えば電子制御スロットル弁を備える場合に、上記負圧制御弁が所定開度に固定されている条件下で制御基準位置の推定を行うこともできる。この場合、上述の吸入負圧を所定値に制御した条件下で行う場合に比べて、より迅速に、制御基準位置の推定・学習が可能である。 Alternatively, when a negative pressure control valve such as an electronic control throttle valve is provided, the control reference position can be estimated under the condition that the negative pressure control valve is fixed at a predetermined opening. In this case, the control reference position can be estimated and learned more quickly than when the above-described suction negative pressure is controlled to a predetermined value.
そして、同じく負圧制御弁例えば電子制御スロットル弁を備えるとともに、この負圧制御弁の開度を学習制御する負圧制御弁学習制御手段を備える場合には、上記負圧制御弁の開度の学習が未終了のときには上記吸入負圧が所定値に制御されている条件下で制御基準位置の推定を行い、上記負圧制御弁の開度の学習が終了しているときには上記負圧制御弁が所定開度に固定されている条件下で制御基準位置の推定を行うことが望ましい。すなわち、負圧制御弁自体の制御の０点位置の学習が終了している場合には、負圧制御弁の個体差の影響が排除されるので、負圧制御弁を所定開度とした状態で、迅速に制御基準位置の推定・学習を行うことができる。これに対し、負圧制御弁の学習が終了していない段階では、吸入負圧が所定値に制御されている状態で行うことで、精度よく制御基準位置の推定・学習を行うことができる。 Similarly, when a negative pressure control valve, for example, an electronically controlled throttle valve is provided and a negative pressure control valve learning control means for learning control of the opening degree of the negative pressure control valve is provided, the opening degree of the negative pressure control valve is reduced. When learning is not completed, the control reference position is estimated under the condition that the suction negative pressure is controlled to a predetermined value, and when learning of the opening of the negative pressure control valve is completed, the negative pressure control valve It is desirable to estimate the control reference position under the condition that is fixed at a predetermined opening. That is, when learning of the zero point position of the control of the negative pressure control valve itself has been completed, the influence of individual differences of the negative pressure control valve is eliminated, so that the negative pressure control valve is in a predetermined opening degree. Thus, it is possible to quickly estimate and learn the control reference position. In contrast, when the learning of the negative pressure control valve is not completed, the control reference position can be estimated and learned with high accuracy by performing the suction negative pressure in a state where the suction negative pressure is controlled to a predetermined value.
また、吸気弁の可変動弁装置として、吸気弁のリフト・作動角を変化させる第１の可変動弁機構のほかに、吸気弁の作動角の中心角を遅進させる第２の可変動弁機構を備えている場合には、２つの可変動弁機構により実現される吸気弁のリフト特性によって吸気量が制御されるが、この場合は、上記中心角が最遅角位置にある条件下で制御基準位置の推定を行うことが望ましい。 In addition to the first variable valve mechanism that changes the lift and operating angle of the intake valve, the variable valve operating device for the intake valve is a second variable valve that delays the central angle of the operating angle of the intake valve. When the mechanism is provided, the intake amount is controlled by the lift characteristics of the intake valve realized by the two variable valve mechanisms. In this case, under the condition that the center angle is at the most retarded position. It is desirable to estimate the control reference position.
さらに、内燃機関が複数の気筒列を有するとともに、各気筒列毎に上記可変動弁機構を備え、かつ各々の可変動弁機構による吸気弁のリフト特性が等しくなるように各可変動弁機構の制御位置の補正を行う補正手段を備えている場合には、上記補正手段による補正が終了した状態で制御基準位置の推定を行うことが望ましい。 Further, the internal combustion engine has a plurality of cylinder trains, and the variable valve mechanisms are provided for each cylinder train, and the lift characteristics of the intake valves by the variable valve trains are equalized. In the case where a correction unit that corrects the control position is provided, it is desirable to estimate the control reference position in a state where the correction by the correction unit is completed.
この発明によれば、吸気弁のリフト特性によって吸気量を可変制御する構成において、吸気弁のリフト・作動角をフィードバック制御することにより、応答性の高いアイドル回転速度制御を実現することができる。そして、このフィードバック制御中に可変動弁機構の制御基準位置の推定・学習を行うことで、可変動弁機構の個体差等の影響を排除して、その後のアイドル回転速度の精度をより高くすることができる。 According to the present invention, in a configuration in which the intake air amount is variably controlled according to the lift characteristic of the intake valve, the idle rotation speed control with high responsiveness can be realized by feedback control of the lift / operation angle of the intake valve. Then, by estimating / learning the control reference position of the variable valve mechanism during this feedback control, the influence of individual differences of the variable valve mechanism is eliminated, and the accuracy of the subsequent idle speed is further increased. be able to.
以下、この発明を自動車用ガソリン機関に適用した一実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an automobile gasoline engine will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、この発明に係る制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、火花点火式ガソリン機関である内燃機関５１は、燃焼室中心に点火プラグ５２を備えるとともに、吸気弁５３および排気弁５４を備えており、かつ、クランクシャフトの回転を検出するクランク角センサ５５が設けられている。このクランク角センサ５５の検出信号から機関の回転速度が検出される。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system configuration of a control device according to the present invention. An
排気通路５６は、触媒コンバータ５７を備えており、触媒コンバータ５７の上流位置に、排気空燃比を検出する空燃比センサ５９が設けられている。ここで、排気弁５４側の動弁装置は、リフト特性が固定された一般的な構成であり、そのカムシャフトには、点火する気筒を判別するための気筒判別センサ５８が設けられている。
The
上記吸気通路６１の下流側部分となる各気筒の吸気ポート入口部には、各吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁６５がそれぞれ配置されている。そして、各気筒の吸気通路６１は、吸気コレクタ６６に集合しており、この吸気コレクタ６６の入口側に、負圧制御弁として機能する電子制御型のスロットル弁６７が設けられている。この電子制御型スロットル弁６７は、電気モータからなるアクチュエータを備え、エンジンコントロールユニット６９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁６７の実際の開度を検出する図示せぬセンサを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また上記スロットル弁６７の上流側に、空気流量を検出するエアフロメータ６８ならびにエアクリーナ６２が設けられている。上記吸気コレクタ６６には、内部の圧力を検出する圧力センサ６３が設けられている。
A
さらに、運転者により操作されるアクセルペダル６４の踏込量（アクセルペダル開度ＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ７０、および機関冷却水温を検出する水温センサ７１、を備えており、これらの検出信号は、上記の各種センサ類の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット６９に入力されている。エンジンコントロールユニット６９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁６５の噴射量や噴射時期、点火プラグ５２による点火時期、スロットル弁６７の開度、後述する可変動弁機構による吸気弁５３のリフト特性などを制御する。
Further, an
図２は、吸気弁５３を開閉駆動する可変動弁装置を示す構成説明図であって、この可変動弁装置は、吸気弁５３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１１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２１を備えている。これらの第１，第２可変動弁機構１１，２１および上記の負圧制御弁５は、コントロールユニット６９によってそれぞれ制御される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a variable valve device that opens and closes the
上記の第１可変動弁機構１１および第２可変動弁機構２１は、上述した特許文献２等によって公知のものであり、従って、その概要のみを説明する。
The first
リフト・作動角を可変制御する第１可変動弁機構１１は、内燃機関のクランクシャフトにより駆動される駆動軸３２と、この駆動軸３２に固定された偏心カム３３と、回転自在に支持された制御軸１２と、この制御軸１２の偏心カム部１８に揺動自在に支持されたロッカアーム３６と、吸気弁５３のタペット１０に当接する揺動カム３９と、を備えており、上記偏心カム３３とロッカアーム３６とはリンクアーム３４によって連係され、ロッカアーム３６と揺動カム３９とは、リンク部材３８によって連係されている。
The first
上記ロッカアーム３６は、略中央部が上記偏心カム部１８によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン３５を介して上記リンクアーム３４のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン３７を介して上記リンク部材３８の上端部が連係している。上記偏心カム部１８は、制御軸１２の軸心から偏心しており、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカアーム３６の揺動中心は変化する。
The
上記揺動カム３９は、駆動軸３２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン１７を介して上記リンク部材３８の下端部が連係している。この揺動カム３９の下面には、駆動軸３２と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム３９の揺動位置に応じてタペット１０の上面に当接する。
The
上記制御軸１２は、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ１３によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動する電動モータからなり、コントロールユニット６９からの制御信号によって制御される。上記制御軸１２の回転角度は、制御軸センサ１４によって検出される。
The
上記第１可変動弁機構１１によれば、上記制御軸１２の回転角度位置に応じて吸気弁５３のリフトならびに作動角が、両者同時に、連続的に拡大，縮小し、このリフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁５３の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。リフト・作動角の大きさは、制御軸１２の回転角度によって一義的に定まるので、上記制御軸センサ１４の検出値により、そのときの実際のリフト・作動角が示されることになる。
According to the first
一方、中心角を可変制御する第２可変動弁機構２１は、上記駆動軸３２の前端部に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２と上記駆動軸３２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ２３と、から構成されている。上記スプロケット２２は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制御用アクチュエータ２３は、例えば油圧式の回転型アクチュエータからなり、コントロールユニット６９からの制御信号によって図示せぬ油圧制御弁を介して制御される。この位相制御用アクチュエータ２３の作用によって、スプロケット２２と駆動軸３２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この第２可変動弁機構２１の制御状態は、駆動軸３２の回転位置に応答する駆動軸センサ１６によって検出される。
On the other hand, the second
従って、第１，第２可変動弁機構１１，２１の制御を組み合わせることにより、吸気弁５３の開時期および閉時期をリフト量とともに可変制御でき、シリンダ内に流入する吸気量を負荷に応じて制御することができる。具体的には、機関の回転速度および負荷（アクセルペダル開度ＡＰＯ）に応じて、図３〜図５にそれぞれ示すように、リフト・作動角目標値、中心角目標値、吸入負圧（Boost）目標値を割り付けてあり、これに沿って、第１，第２可変動弁機構１１，２１および電子制御スロットル弁６７が制御される。
Therefore, by combining the control of the first and second
次に、第１実施例を示す図６のフローチャートに基づいて、本発明のアイドル学習制御について説明する。 Next, the idle learning control of the present invention will be described based on the flowchart of FIG. 6 showing the first embodiment.
まずステップ１０２で、第１可変動弁機構１１における制御軸１２（フローチャート中ではＣ／ＳＦＴと表記する）の制御基準位置つまり０点の推定条件であるか否かを、判断する。これは、具体的には、後述する図７のフローチャートで設定されるフラグに従って判定される。
First, at step 102, it is determined whether or not the control reference position of the control shaft 12 (denoted as C / SFT in the flowchart) in the first
０点の推定条件であると判断された場合には、ステップ１０３へ進む。０点推定条件でない場合は、ステップ１０６へ進み ルーチンを終了する。 If it is determined that the zero point estimation condition is satisfied, the process proceeds to step 103. If it is not the zero point estimation condition, the routine proceeds to step 106 and the routine is terminated.
ステップ１０３では、吸気弁５３の上流側に設けられた電子制御スロットル弁６７の開度制御についての学習（例えば基準開度位置の学習）が終了しているか否かを判断する。スロットル弁６７の学習が終了している場合には、ステップ１０４へ進み、該スロットル弁６７の開度θを所定の固定値θ１とし、続くステップ１０５において、実回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に応じた制御軸１２のフィードバック制御により、アイドル回転速度を規定値範囲内に収めるように修正した後に、そのときの制御軸１２の角度を学習値として決定する。この学習値は、コントロールユニット６９内に記憶され、その後の第１可変動弁機構１１の制御における制御軸１２の角度の補正値として用いられる。つまり、上記の学習値は、図８に示すように、設計値からの乖離量を示す。
In step 103, it is determined whether or not learning (for example, learning of the reference opening position) for opening control of the electronically controlled
図７は、上述した０点の推定条件を決定するフローチャートであり、ステップ１１２では、内燃機関の暖機が完了しているか否かを判断する。具体的には、検出された水温Ｔｗが、所定の温度範囲内であるとき、つまりＴＷ１≦Ｔｗ≦ＴＷ２のときに暖機完了状態であると判断し、ステップ１１３へ進む。ステップ１１３では 内燃機関がアイドル状態であるか否かを判断する。具体的には、機関回転速度が所定回転速度以下であること、および、アクセルぺダル開度ＡＰＯが０であること、の２つの条件が成立したときにアイドル状態であるとする。次のステップ１１４では、中心角の位相を変化させる第２可変動弁機構２１（ＶＴＣと略記する）が、最遅角状態であるか否かを判断する。
FIG. 7 is a flowchart for determining the 0-point estimation condition described above. In step 112, it is determined whether or not the internal combustion engine has been warmed up. Specifically, when the detected water temperature Tw is within a predetermined temperature range, that is, when TW1 ≦ Tw ≦ TW2, it is determined that the warm-up is complete, and the routine proceeds to step 113. In
上記のステップ１１２〜１１４がいずれもＹＥＳの場合は、ステップ１１５へ進み、０点推定条件のフラグをＯＮとする。一方、いずれかがＮＯであれば、ステップ１１６へ進み、フラグをＯＦＦとする。 If any of the above steps 112 to 114 is YES, the process proceeds to step 115 and the flag for the zero point estimation condition is set to ON. On the other hand, if any is NO, it will progress to step 116 and will make a flag OFF.
上記のステップ１１２〜ステップ１１４は 学習条件を揃え、学習値の誤判断を避けるためのものである。従って、例えば、上記の例では、ステップ１１４において、最遅角状態の判定を行うが、目標制御に対する乖離量が規定値内であると定義してもよい。 The above steps 112 to 114 are for aligning learning conditions and avoiding misjudgment of learning values. Therefore, for example, in the above example, the determination of the most retarded state is performed in step 114, but the deviation amount with respect to the target control may be defined to be within a specified value.
このように、本実施例においては、第１可変動弁機構１１により吸気弁５３のリフト・作動角を増減させてアイドル回転速度を制御するので、応答性の高いアイドル回転速度制御を実現できる。そして、空気流量が比較的少なくなる暖機後で、かつ第２可変動弁機構２１が最遅角位置にあるときに、０点の推定・学習を行うので、制御軸１２の制御基準位置を正確に学習でき、その後のリフト・作動角の制御精度が向上する。しかも、電子制御スロットル弁６７の学習が終了していてその開度θが一定値θ１にあることを条件として０点の推定・学習を行うので、スロットル弁６７の開度制御の誤差による影響を受けることがない。
As described above, in the present embodiment, the idle rotation speed is controlled by increasing / decreasing the lift / operation angle of the
次に、図９のフローチャートに基づいて、第２実施例を説明する。この第２実施例は、電子制御スロットル弁６７の開度制御についての学習（例えば基準開度位置の学習）が終了しているか否かによって、アイドル時の学習制御を切り換えるようにしたものである。 Next, a second embodiment will be described based on the flowchart of FIG. In the second embodiment, learning control during idling is switched depending on whether or not learning about the opening control of the electronically controlled throttle valve 67 (for example, learning of the reference opening position) has been completed. .
ステップ１２１〜ステップ１２３は、前述した第１実施例における図６のステップ１０１〜ステップ１０３と変わりがなく、ステップ１２２で、０点の推定条件であるか否かを判断し、ステップ１２３で、電子制御スロットル弁６７の学習が終了しているか否かを判断する。
Steps 121 to 123 are the same as steps 101 to 103 in FIG. 6 in the first embodiment described above. In step 122, it is determined whether or not the zero point estimation condition is satisfied. It is determined whether learning of the
ステップ１２３でスロットル弁６７の学習が終了している場合には、前述した第１実施例と同じく、ステップ１２４でスロットル開度を一定値θ１に固定し、続くステップ１２６において、実回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に応じた制御軸１２のフィードバック制御により、アイドル回転速度を規定値範囲内に収めるように修正した後に、そのときの制御軸１２の角度を学習値として決定する。つまり、この学習値は、設計値からの乖離量を示す。
If the learning of the
一方、ステップ１２３でスロットル弁６７の学習が未終了の場合には、スロットル弁６７の誤差分が、フィードバック制御中の制御軸１２の角度に影響するため、ステップ１２５において、吸入負圧が所定値（Ｂｏｏｓｔ１≦Ｂｏｏｓｔ≦Ｂｏｏｓｔ２）になるようにスロットル弁６７の開度を調整した後に、ステップ１２６へ進む。ステップ１２６では、上述したように、制御軸１２のフィードバック制御を行うとともに、そのときの制御軸１２の角度を学習値として決定する。従って、この場合は、スロットル弁６７の開度制御の精度に左右されずに、吸気量に関与する吸入負圧が所定値となっている条件下で０点の推定・学習を行うので、その精度が向上する。
On the other hand, if the learning of the
このように、本実施例では、電子制御スロットル弁６７の学習が終了しているか否かによってアイドル時の学習制御を切り換えることにより、電子制御スロットル弁６７の制御精度に起因する誤差を排除しつつ迅速な０点の推定・学習が達成される。
As described above, in this embodiment, the learning control during idling is switched depending on whether or not the learning of the electronic
次に、図１０のフローチャートに基づいて、第３実施例を説明する。この実施例は、例えばＶ型内燃機関の左右バンクにそれぞれ第１，第２可変動弁機構１１，２１が設けられた構成に適用されるものであって、前述した第１実施例の図７のルーチンに代えて、図９のルーチンが用いられる。ステップ１３２〜１３４は、前述したステップ１１２〜１１４と変わりがなく、ステップ１３２で、内燃機関の暖機が完了しているか否かを判断し、ステップ１３３で 内燃機関がアイドル状態であるか否かを判断し、ステップ１３４で、第２可変動弁機構２１（ＶＴＣ）が、最遅角状態であるか否かを判断する。そして、本実施例では、さらに、ステップ１３５において、左右バンク間の第１，第２可変動弁機構１１，２１の制御位置の補正が完了したか否か判断し、この補正が完了した後に、ステップ１３６へ進んで、０点推定条件のフラグをＯＮとする。一方、ステップ１３２〜１３５のいずれかがＮＯであれば、ステップ１３７へ進み、フラグをＯＦＦとする。
Next, a third embodiment will be described based on the flowchart of FIG. This embodiment is applied to a configuration in which the first and second
このように制御することで、左右バンク間の差分を排除した上で第１可変動弁機構１１の０点が推定・学習され、より正確なものとなる。
By controlling in this way, the zero point of the first
次に、図１１のフローチャートおよび図１２の特性図に基づいて、第４実施例を説明する。この実施例は、アイドル時のフィードバック制御が実行されているときに、制御軸１２の角度とエアフロメータ６８（ＡＦＭと略記する）が検出した実際の空気流量とを用いて、第１可変動弁機構１１における制御軸１２の０点の推定・学習を行うものである。
Next, a fourth embodiment will be described based on the flowchart of FIG. 11 and the characteristic diagram of FIG. This embodiment uses the angle of the
ステップ１４１〜ステップ１４４は、前述した図６のステップ１０１〜ステップ１０４と変わりがなく、ステップ１４２で、０点の推定条件であるか否かを判断し、ステップ１４３で、電子制御スロットル弁６７の学習が終了しているか否かを判断し、学習が終了していれば、ステップ１４４でスロットル開度θを一定値θ１に固定する。そして、続くステップ１４５において、制御軸１２のフィードバック制御により実回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるとともに、そのときの制御軸１２の角度とエアフロメータ６８出力値（空気流量）とから、図１２に示すように、設計値からの乖離量を求め、これを０点補正値として学習する。
Steps 141 to 144 are the same as steps 101 to 104 in FIG. 6 described above. In step 142, it is determined whether or not the zero point estimation condition is satisfied. In step 143, the electronic
このように制御することで、内燃機関の機械損失の個体差をも加味した形で制御軸１２の０点を推定でき、より正確な推定が可能となる。また、その推定に際して、図１２のようなテーブルデータを用いることで、０点推定制御条件の拡大も可能である。
By controlling in this way, the zero point of the
１１…第１可変動弁機構
２１…第２可変動弁機構
５３…吸気弁
６７…電子制御スロットル弁
６８…エアフロメータ
６９…エンジンコントロールユニット
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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、このアイドル運転時に、実回転速度が目標アイドル回転速度となるように上記可変動弁機構のフィードバック制御により吸気量を制御するアイドル回転フィードバック制御手段と、このフィードバック制御された上記可変動弁機構の制御位置から、該可変動弁機構の制御基準位置の推定を行う基準位置推定手段と、上記吸気弁の上流側の吸気通路における吸入負圧を制御する負圧制御弁と、この負圧制御弁の開度を学習制御する負圧制御弁学習制御手段と、を備え、
上記基準位置推定手段は、
上記負圧制御弁の開度の学習が未終了のときには上記吸入負圧が所定値に制御されている条件下で制御基準位置の推定を行い、
上記負圧制御弁の開度の学習が終了しているときには上記負圧制御弁が所定開度に固定されている条件下で制御基準位置の推定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 Control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism capable of continuously expanding / reducing the lift / operating angle of the intake valve and capable of controlling the intake air amount by the lift characteristic of the intake valve realized by the variable valve mechanism In
Idle determination means for detecting that the internal combustion engine is in an idle state, and idle rotation feedback for controlling the intake air amount by feedback control of the variable valve mechanism so that the actual rotation speed becomes the target idle rotation speed during the idle operation Control means, reference position estimating means for estimating the control reference position of the variable valve mechanism from the control position of the variable valve mechanism that is feedback-controlled, and suction negative in the intake passage upstream of the intake valve. A negative pressure control valve that controls the pressure, and a negative pressure control valve learning control means that learns and controls the opening of the negative pressure control valve ,
The reference position estimating means includes
When learning of the opening of the negative pressure control valve is not completed, the control reference position is estimated under the condition that the suction negative pressure is controlled to a predetermined value,
A control device for an internal combustion engine , wherein the control reference position is estimated under the condition that the negative pressure control valve is fixed at a predetermined opening when learning of the opening of the negative pressure control valve is finished .
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、このアイドル運転時に、実回転速度が目標アイドル回転速度となるように上記可変動弁機構のフィードバック制御により吸気量を制御するアイドル回転フィードバック制御手段と、このフィードバック制御された上記可変動弁機構の制御位置から、該可変動弁機構の制御基準位置の推定を行う基準位置推定手段と、を備え、 Idle determination means for detecting that the internal combustion engine is in an idle state, and idle rotation feedback for controlling the intake air amount by feedback control of the variable valve mechanism so that the actual rotation speed becomes the target idle rotation speed during the idle operation Control means, and reference position estimation means for estimating a control reference position of the variable valve mechanism from the feedback-controlled control position of the variable valve mechanism,
さらに、上記内燃機関が複数の気筒列を有するとともに、各気筒列毎に上記可変動弁機構を備え、かつ各々の可変動弁機構による吸気弁のリフト特性が等しくなるように各可変動弁機構の制御位置の補正を行う補正手段を備え、 Further, the internal combustion engine has a plurality of cylinder trains, the variable valve trains are provided for the respective cylinder trains, and the lift characteristics of the intake valves by the variable valve trains are equalized. Correction means for correcting the control position of
上記基準位置推定手段は、上記補正手段による補正が終了した状態で制御基準位置の推定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the reference position estimating means estimates the control reference position in a state where the correction by the correcting means is completed.
上記基準位置推定手段は、
上記負圧制御弁の開度の学習が未終了のときには上記吸入負圧が所定値に制御されている条件下で制御基準位置の推定を行い、
上記負圧制御弁の開度の学習が終了しているときには上記負圧制御弁が所定開度に固定されている条件下で制御基準位置の推定を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。 A negative pressure control valve for controlling the suction negative pressure in the intake passage upstream of the intake valve, and a negative pressure control valve learning control means for learning and controlling the opening of the negative pressure control valve,
The reference position estimating means includes
When learning of the opening of the negative pressure control valve is not completed, the control reference position is estimated under the condition that the suction negative pressure is controlled to a predetermined value,
According to claim 2, characterized in that the estimation of the control reference position under the conditions above negative pressure control valve is fixed to a predetermined opening degree when the learning of the opening of the negative pressure control valve is completed Control device for internal combustion engine.
上記基準位置推定手段は、上記中心角が最遅角位置にある条件下で制御基準位置の推定を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 A second variable valve mechanism for delaying the central angle of the operating angle of the intake valve is further provided, and the intake air amount is controlled by the lift characteristics of the intake valve realized by the two variable valve mechanisms. And
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7 , wherein the reference position estimating means estimates a control reference position under a condition in which the center angle is at a most retarded angle position.
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