JP5249814B2 - Control device for variable valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を、前記エンジンの運転状態に応じて制御する可変動弁機構の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that controls a variable valve mechanism that varies a valve timing of an intake valve of an engine in accordance with an operating state of the engine.
特許文献1には、吸気バルブの作動特性(バルブタイミング・リフト量)を可変制御することで、エンジンの吸入空気量を制御することが記載され、また、このように吸気バルブの作動特性を制御することで吸入空気量を調整するシステムにおいて、吸気管圧をスロットルバルブで制御することが知られている。
ところで、加速時におけるシリンダ充填効率の変化は、吸気バルブの閉時期及び吸気管圧の影響を受けるが、加速初期の吸気管圧の立ち上がり遅れの間に、吸気バルブの閉時期がシリンダ充填効率を低下させる方向に変化することで、加速時のトルク応答が低下する場合があるという問題があった。 By the way, the change in the cylinder filling efficiency during acceleration is influenced by the closing timing of the intake valve and the intake pipe pressure. There has been a problem that the torque response during acceleration may be reduced by changing in the direction of reduction.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、加速時に、吸気バルブの閉時期がシリンダ充填効率を低下させる方向に変化しても、高いトルク応答を実現できる可変動弁機構の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device for a variable valve mechanism capable of realizing a high torque response even when the closing timing of the intake valve changes in the direction of lowering the cylinder charging efficiency during acceleration. The purpose is to provide.
そのため、本発明に係る可変動弁機構の制御装置においては、前記エンジンの加速開始からの吸気管圧が所定圧になるまでの間において、前記バルブタイミングの変更を停止または前記エンジンの運転状態の変化に対する前記バルブタイミングの変更を遅らせるようにした。
また、本発明に係る可変動弁機構の制御装置においては、前記エンジンの加速開始からの吸気管圧が所定圧になるまでの間において、前記吸気バルブの閉時期の下死点前での進角を停止または前記エンジンの運転状態の変化に対する前記吸気バルブの閉時期の下死点前での進角変化を遅らせ、下死点前での進角以外は前記エンジンの運転状態の変化に応じて前記閉時期を変更するようにした。
Therefore, in the control apparatus for the variable valve mechanism according to the present invention, the change of the valve timing is stopped or the engine operating state is stopped until the intake pipe pressure from the start of acceleration of the engine reaches a predetermined pressure. The change of the valve timing with respect to the change was delayed.
In the control device for a variable valve mechanism according to the present invention, the advancement of the intake valve before the bottom dead center occurs until the intake pipe pressure reaches a predetermined pressure from the start of acceleration of the engine. Stops the angle or delays the advance angle change before the bottom dead center of the closing timing of the intake valve with respect to the change of the engine operating state, and responds to changes in the engine operating state except for the advance angle before the bottom dead center The closing time is changed.
上記発明によると、加速に伴うバルブタイミング(閉時期)の変化を遅らせれば、その間に吸気管圧が増大し、バルブタイミング(閉時期)がシリンダ充填効率を低下させる方向に動いたとしても、比較的高い吸気管圧の下でのバルブタイミングの変化となって、加速時のトルク応答を改善することができる。 According to the above invention, if the change of the valve timing (closing timing) accompanying acceleration is delayed, the intake pipe pressure increases during that time, and even if the valve timing (closing timing) moves in the direction of decreasing the cylinder charging efficiency, The torque response during acceleration can be improved by changing the valve timing under a relatively high intake pipe pressure.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
図1において、エンジン(内燃機関)101の吸気管102には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ103bを駆動する電子制御スロットル104が介装され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ105を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle engine in the embodiment.
In FIG. 1, an
また、各気筒の吸気バルブ105上流側の吸気ポート130には、燃料噴射弁131が設けられ、該燃料噴射弁131は、エンジンコントロールユニット114から送られる噴射パルス信号の噴射パルス幅に比例する量の燃料を噴射する。
Further, a
そして、燃焼室106内に空気と共に吸引された燃料は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
尚、燃焼室内に直接燃料を噴射させる筒内直接噴射式のエンジンであっても良い。
The fuel sucked into the
An in-cylinder direct injection type engine that directly injects fuel into the combustion chamber may be used.
燃焼室106内の燃焼ガスは、排気バルブ107を介して燃焼室106内から排出され、フロント触媒コンバータ108及びリア触媒コンバータ109で浄化された後、大気中に放出される。
The combustion gas in the
前記排気バルブ107は、排気カムシャフト110に軸支されるカム111によって開駆動され、前記カム111の形状に応じた一定のバルブリフト量,バルブ作動角及びバルブタイミングを保持して開駆動される。
The
一方、前記吸気バルブ105は、吸気カムシャフト3の回転によって開駆動されるが、可変動弁機構によってバルブリフト量,バルブ作動角及びバルブタイミング(開特性)を変更できるようになっている。
On the other hand, the
前記可変動弁機構としては、クランクシャフト120に対する吸気カムシャフト3の回転位相を連続的に可変とすることで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構113(可変動弁機構)と、吸気バルブ105のバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変とするリフト・作動角可変機構112とが設けられている。
As the variable valve mechanism, a center phase variable mechanism that continuously varies the center phase of the valve operating angle of the
尚、リフト・作動角可変機構112が変更するバルブリフト量とは、吸気バルブの開期間における最大バルブリフト量である。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット114は、予め記憶されたプログラムに従った演算処理によって、燃料噴射量,点火時期,目標トルク,目標吸気管圧などを設定すると共に、これらに基づいて燃料噴射弁131,点火コイル用のパワートランジスタ,電子制御スロットル104,リフト・作動角可変機構112及び中心位相可変機構113の操作量(制御信号)を演算して出力する。
The valve lift amount changed by the lift / operating
The
前記エンジンコントロールユニット114には、エンジン101の吸入空気流量QAを検出するエアフローセンサ115、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)APOを検出するアクセルペダルセンサ116、クランクシャフト120の基準角度位置毎にクランク角信号CASを出力するクランク角センサ117、スロットルバルブ103bの開度TVOを検出するスロットルセンサ118、エンジン101の冷却水温度TWを検出する水温センサ119、吸気カムシャフト3の基準角度位置毎にカム信号CAMINを出力する吸気カムセンサ132、吸気管圧力(ブースト)PBを検出する吸気管圧センサ133などからの検出信号が入力される。
The
図2は、吸気バルブ105のバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変とするリフト・作動角可変機構112の構造を示す斜視図である。
前記吸気バルブ105の上方に、前記クランクシャフト120によって回転駆動される吸気カムシャフト3が、気筒列方向に沿って回転可能に図外のシリンダヘッドに支持されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the lift / operating
Above the
前記吸気カムシャフト3には、吸気バルブ105のバルブリフタ105aに当接して吸気バルブ105を開駆動する揺動カム4が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カムシャフト3と揺動カム4との間には、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するためのリフト・作動角可変機構112が設けられている。
A swing cam 4 that contacts the
Between the
また、前記吸気カムシャフト3の一端部には、クランクシャフト120に対する前記吸気カムシャフト3の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に変更する中心位相可変機構113が配設されている。
Further, at one end of the
前記リフト・作動角可変機構112は、図2及び図3に示すように、吸気カムシャフト3に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム11と、この駆動カム11に相対回転可能に外嵌するリング状リンク12と、吸気カムシャフト3と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸13と、この制御軸13に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム14と、この制御カム14に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク12の先端に連結されたロッカアーム15と、このロッカアーム15の他端と揺動カム4とに連結されたロッド状リンク16と、を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the lift / operating
前記制御軸13は、モータ17等のアクチュエータによりギヤ列18を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフト120に連動して吸気カムシャフト3が回転すると、駆動カム11を介してリング状リンク12がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム15が制御カム14の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク16を介して揺動カム4が揺動して吸気バルブ105が開駆動される。
The
With the above configuration, when the
また、前記モータ17を駆動制御して制御軸13の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム15の揺動中心となる制御カム14の軸心位置が変化して揺動カム4の姿勢が変化する。
Further, by driving and controlling the
これにより、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化する。
尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成したリフト・作動角可変機構112であってもよい。
As a result, the valve operating angle and the valve lift amount of the
The variable lift /
また、前記制御軸13を回転駆動するアクチュエータとして、モータ17に代えて油圧アクチュエータを用いることができる。
図4は、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記中心位相可変機構113の構造を示す。
In addition, a hydraulic actuator can be used in place of the
FIG. 4 shows the structure of the center
前記中心位相可変機構113は、クランクシャフト120によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット51(タイミングスプロケット)と、前記吸気カムシャフト3の端部に固定されてカムスプロケット51内に回転自在に収容された回転部材53と、該回転部材53をカムスプロケット51に対して相対的に回転させる油圧回路54と、カムスプロケット51と回転部材53との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構60とを備えている。
The center
前記カムスプロケット51は、外周にタイミングチェーン(又はタイミングベルト)が噛合する歯部を有する回転部(図示省略)と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材53を回転自在に収容するハウジング56と、該ハウジング56の前後開口を閉塞するフロントカバー,リアカバー(図示省略)とから構成される。
The
前記ハウジング56は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング56の軸方向に沿って設けられる4つの隔壁部63が90°間隔で突設されている。
The
前記回転部材53は、吸気カムシャフト3の前端部に固定されており、円環状の基部77の外周面に90°間隔で4つのベーン78a,78b,78c,78dが設けられている。
The rotating
前記第1〜第4ベーン78a〜78dは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部63間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン78a〜78dの両側と各隔壁部63の両側面との間に、進角側油圧室82と遅角側油圧室83を構成する。
Each of the first to
前記ロック機構60は、ロックピン84が、回転部材53の初期位置において係合孔(図示省略)に係入するようになっている。
前記油圧回路54は、進角側油圧室82に対して油圧を給排する第1油圧通路91と、遅角側油圧室83に対して油圧を給排する第2油圧通路92との2系統の油圧通路を有し、この両油圧通路91,92には、供給通路93とドレン通路94a,94bとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁95を介して接続されている。
The
The
前記供給通路93には、オイルパン96内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ97が設けられている一方、ドレン通路94a,94bの下流端がオイルパン96に連通している。
The
前記第1油圧通路91は、回転部材53の基部77内に略放射状に形成されて各進角側油圧室82に連通する4本の分岐路91dに接続され、第2油圧通路92は、各遅角側油圧室83に開口する4つの油孔92dに接続される。
The first
前記電磁切換弁95は、内部のスプール弁体が各油圧通路91,92と供給通路93及びドレン通路94a,94bとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記エンジンコントロールユニット114は、前記電磁切換弁95を駆動する電磁アクチュエータ99に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号(操作量)に基づいて制御する。
The
The
中心位相可変機構113においては、電磁アクチュエータ99にデューティ比(オン時間割合)0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、オイルポンプ47から圧送された作動油は、第2油圧通路92を通って遅角側油圧室83に供給されると共に、進角側油圧室82内の作動油が、第1油圧通路91を通って第1ドレン通路94aからオイルパン96内に排出されるようにしてある。
In the center phase
従って、中心位相可変機構113においては、電磁アクチュエータ99にデューティ比0%の制御信号(OFF信号)を出力すると、遅角側油圧室83の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室82の内圧が低くなり、回転部材53は、ベーン78a〜78bを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。
Therefore, in the center phase
即ち、中心位相可変機構113の電磁アクチュエータ99への通電を遮断すると、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相は遅角変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。
That is, when the energization of the
また、中心位相可変機構113において、電磁アクチュエータ99にデューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、作動油は、第1油圧通路91を通って進角側油圧室82内に供給されると共に、遅角側油圧室83内の作動油が第2油圧通路92及び第2ドレン通路94bを通ってオイルパン96に排出され、遅角側油圧室83が低圧になる。
When the center phase
このため、中心位相可変機構113において、デューティ比100%の制御信号(ON信号)を出力すると、回転部材53は、ベーン78a〜78dを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ105の開期間(バルブ作動角の中心位相)がピストン位置に対して相対的に進角変化する。
Therefore, when the center phase
尚、吸気バルブ105の作動角・リフト量を連続的に可変とするリフト・作動角可変機構112、及び、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構113を、上記の図2〜4に示した構造のものに限定されない。
Note that a lift / operation angle
例えば、バルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする中心位相可変機構としては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト120に対し前記吸気カムシャフト3を相対回転させる機構などを用いることができ、更に、油圧アクチュエータの他、モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。
For example, as a center phase variable mechanism for continuously changing the center phase of the valve operating angle, a mechanism for rotating the
前記エンジンコントロールユニット114は、エンジン101の運転状態に基づいて、前記吸気バルブ105のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値に相当する制御軸13の目標角度を演算し、角度センサ134で検出される制御軸13の実際の角度(制御量)が前記目標角度に近づくように、前記モータ17の操作量をフィードバック制御する。
The
また、前記エンジンコントロールユニット114は、エンジン101の運転状態に基づいてバルブ作動角の中心位相の目標値(目標進角量)を演算し、実際の中心位相(制御量)が、前記目標値に近づくように、中心位相可変機構113の電磁アクチュエータ99に出力する制御信号(操作量)をフィードバック制御する。
Further, the
前記実際の中心位相は、クランク角センサ117で検出されるクランクシャフト120の基準角度位置から、吸気カムセンサ132で検出される吸気カムシャフト3の基準角度位置までの角度を計測することで検出される。
The actual center phase is detected by measuring the angle from the reference angle position of the
尚、前述のように、中心位相可変機構113においては、電磁アクチュエータ99をオフすることで、初期位置(デフォルト位置)である最遅角位置に戻るようになっているため、中心位相の目標が、最遅角位置からの進角量(進角角度)として設定されるようになっている。
As described above, in the center phase
図5は、中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112による吸気バルブ105の開特性の変化を示す。
図5に示すように、リフト・作動角可変機構112を動作させると、矢印(イ)に示すように、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量の双方が連続的に増減変化する。
FIG. 5 shows changes in the opening characteristics of the
As shown in FIG. 5, when the lift / operating angle
一方、中心位相可変機構113を動作させると、矢印(ロ)に示すように、吸気バルブ105のバルブ作動角及びバルブリフト量が一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相が変化する。
On the other hand, when the center phase
以下では、エンジンコントロールユニット114による電子制御スロットル104,中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112の制御を詳細に説明する。
図6は、エンジンコントロールユニット114による、電子制御スロットル104,中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112の制御機能を示すブロック図である。
Hereinafter, control of the
FIG. 6 is a block diagram showing control functions of the
尚、以下の説明及び図中に記載においては、中心位相可変機構113をVTCと略し、リフト・作動角可変機構112をVELと略して記載する場合がある。
図6において、目標トルク演算部201には、エンジン回転速度NE,吸気管圧力PB,アクセル開度APO,エンジン負荷(吸入空気量)などのエンジン運転状態の検出結果が入力される。
In the following description and drawings, the center phase
In FIG. 6, the detection result of the engine operating state such as the engine speed NE, the intake pipe pressure PB, the accelerator opening APO, and the engine load (intake air amount) is input to the target
前記エンジン回転速度NEは、例えば、前記クランク角信号CASの周期を計測することで、算出される。
そして、目標トルク演算部201では、エンジン回転速度NEやアクセル開度APOなどから目標トルクTtgを演算し、該目標トルクTtgを、エンジン回転速度NEなどと共に出力する。
The engine speed NE is calculated, for example, by measuring the cycle of the crank angle signal CAS.
The target
目標バルブタイミング演算部202は、前記中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112の制御目標をそれぞれ演算する。
前記目標バルブタイミング演算部202には、目標トルクTtgとエンジン回転速度NEとに応じて中心位相可変機構113の制御目標(目標進角値)を記憶したマップと、目標トルクTtgとエンジン回転速度NEとに応じてリフト・作動角可変機構112の制御目標(目標リフト・作動角:制御軸13の目標角度)を記憶したマップとがそれぞれ予め備えられている。
The target valve
The target valve
そして、前記マップから、そのときの目標トルクTtgとエンジン回転速度NEとに対応する目標値がそれぞれに検索されるようになっており、これら目標に基づき、前記中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112を制御することで、前記目標トルクTtgに見合ったシリンダ吸入空気量に制御される。
Then, the target values corresponding to the target torque Ttg and the engine speed NE at that time are respectively retrieved from the map, and based on these targets, the center phase
また、目標ブースト演算部203では、目標トルクTtgやエンジン回転速度NEなどに基づいて目標吸気管圧TPBを演算する。
前記目標吸気管圧(目標ブースト)TPBは、アイドル運転状態や減速運転状態などを含む低負荷運転時に、車両に備えられたブレーキブースタに倍力源としての負圧を供給するなどの要求に基づいて設定され、吸気管圧センサ133で検出される実際の吸気管圧PBと前記目標吸気管圧TPBとの偏差に基づいて前記電子制御スロットル104をフィードバック制御することで、実際の吸気管圧PBが前記目標の吸気管圧TPBに調整される。
Further, the target
The target intake pipe pressure (target boost) TPB is based on a request to supply a negative pressure as a boost source to a brake booster provided in a vehicle during low load operation including an idle operation state and a deceleration operation state. The
IVC演算部204では、前記中心位相可変機構113の制御目標(目標進角値)と、リフト・作動角可変機構112の制御目標(目標リフト・作動角:制御軸13の目標角度)とから、前記中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112がそれぞれに目標に制御された場合における吸気バルブ105の閉時期IVCを演算する。
In the
尚、中心位相可変機構113の電磁アクチュエータ99への通電を停止することで、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相は最遅角になるので、中心位相可変機構113の制御目標は、前記最遅角位置からの進角量として設定される。
Since the central phase of the valve operating angle of the
また、リフト・作動角可変機構112においては、制御軸13の角度によってバルブリフト量及びバルブ作動角が決まるので、リフト・作動角可変機構112の制御目標として、制御軸13の目標角度を設定させても良いし、また、目標バルブリフト量又は目標バルブ作動角を設定させても良い。
Further, in the variable lift /
前述のように、前記中心位相可変機構113の制御目標である目標進角値は、既知である最遅角位置からの進角量であるから、そのときの目標進角値からバルブ作動角の中心位相、換言すれば、吸気バルブ105の開期間の中央位置に相当するクランク角度が求められる。
As described above, the target advance value that is the control target of the center phase
一方、バルブ作動角は、吸気バルブ105の開期間のクランク角度であるから、吸気バルブ105の開期間の中央位置からバルブ作動角の半分の角度だけ前のクランク角が吸気バルブ105の開時期IVOになり、吸気バルブ105の開期間の中央位置からバルブ作動角の半分の角度だけ後のクランク角が吸気バルブ105の閉時期IVCになる。
On the other hand, since the valve operating angle is the crank angle during the opening period of the
ここで、リフト・作動角可変機構112の制御目標が、制御軸13の目標角度として設定される場合には、前述のように制御軸13の角度によってバルブ作動角が決まるので、制御軸13の目標角度を目標バルブ作動角に変換し、前記閉時期IVCに相当するクランク角を求めることができる。
Here, when the control target of the lift / operating angle
また、リフト・作動角可変機構112の制御目標が、目標バルブリフト量として設定される場合には、目標バルブリフト量を目標バルブ作動角に変換し、前記閉時期IVCに相当するクランク角を求めることができる。
When the control target of the variable lift /
また、目標トルク補正部205では、エンジン101の加速運転時に、吸気バルブ105の閉時期IVCの進角変化を遅らせ、また、前記閉時期IVCと吸気管圧PBとから定められるシリンダ充填効率ηvが増大変化を示すように、目標吸気管圧(目標スロットル開度TVO)を補正する。
Further, the target
そして、最終目標値演算部206では、電子制御スロットル104,中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112の最終的な目標値(VEL指令値、VTC指令値、スロットル指令値)を演算して出力する。
A final target
ここで、前記目標トルク補正部205における処理(本願発明における遅延処理)の詳細を、図7のフローチャートに従って説明する。
図7のフローチャートに示すルーチンは、所定微小時間毎に割り込み実行されるようになっている。
Here, details of the processing in the target torque correction unit 205 (delay processing in the present invention) will be described with reference to the flowchart of FIG.
The routine shown in the flowchart of FIG. 7 is executed by interruption every predetermined minute time.
図7のフローチャートにおいて、まず、ステップS301では、アクセル開度APOに基づいてエンジン101が加速状態であるか否かを判別する。
具体的には、図8に示すように、アクセル開度APOの最新検出値と単位時間前に検出されたアクセル開度APOとの差分(変化量)ΔAPO(ΔAPO=最新検出値−単位時間前の検出値)を差分演算器401で演算し、前記差分(変化量)ΔAPOと所定値A(>0)とを、第1比較器402で比較させる。
In the flowchart of FIG. 7, first, in step S301, it is determined whether or not the
Specifically, as shown in FIG. 8, the difference (change amount) ΔAPO (ΔAPO = latest detected value−unit time before) the latest detected value of the accelerator opening APO and the accelerator opening APO detected before unit time. Of the difference (change amount) ΔAPO and the predetermined value A (> 0) are compared by the
前記第1比較器402は、前記差分(変化量)ΔAPOが所定値A以上である場合、換言すれば、アクセル開度APOが所定値Aを超える速度で増大変化している場合に、出力を1(ハイレベル)とし、前記差分(変化量)ΔAPOが所定値A未満である場合、換言すれば、アクセル開度APOの減少変化時又はアクセル開度APOの一定時又はアクセル開度APOが所定値Aを下回る速度で増大変化している場合に、出力を0(ローレベル)とする。
The
一方、第2比較器403は、アクセル開度APOの最新検出値と所定値Bとを比較し、前記アクセル開度APOが所定値B(>>全閉)以上である場合に、出力を1(ハイレベル)とし、前記アクセル開度APOが所定値B未満である場合に、出力を0(ローレベル)とする。
On the other hand, the
論理和回路(OR回路)404には、前記第1比較器402から出力される2値信号と、前記第2比較器403から出力される2値信号とが入力され、これら出力の論理和演算を行う。
A logical sum circuit (OR circuit) 404 receives a binary signal output from the
従って、前記論理和回路(OR回路)404は、前記第1比較器402の2値出力と前記第2比較器403の2値出力との少なくとも一方が1(ハイレベル)であるときに、その出力が1(ハイレベル)となり、前記第1比較器402の2値出力と前記第2比較器403の2値出力とが共に0(ローレベル)であるときに、その出力が0(ローレベル)になる。
Accordingly, when at least one of the binary output of the
前記論理和回路(OR回路)404から出力される2値信号は、エンジン101の加速状態を示す加速判定フラグであり、前記論理和回路(OR回路)404の出力が1(ハイレベル)である場合には、エンジン101が加速状態であることを示し、前記論理和回路(OR回路)404の出力が0(ローレベル)である場合には、エンジン101が非加速状態(減速運転或いは定常運転)であることを示す。
The binary signal output from the logical sum circuit (OR circuit) 404 is an acceleration determination flag indicating the acceleration state of the
前記ステップS301では、前記加速判定フラグ(論理和回路(OR回路)404の出力)を判定することで、加速状態であるか否かを判断する。
即ち、本実施形態では、アクセル開度APOが所定値Aを超える速度で増大変化している場合、及び/又は、アクセル開度APOが所定値B以上である場合を、エンジン101の加速状態と見なすようになっている。
In step S301, it is determined whether or not the vehicle is in an acceleration state by determining the acceleration determination flag (output of the logical sum circuit (OR circuit) 404).
That is, in the present embodiment, when the accelerator opening APO is increasing and changing at a speed exceeding the predetermined value A and / or when the accelerator opening APO is equal to or larger than the predetermined value B, the acceleration state of the
尚、アクセル開度APOに基づく判定において、前記差分ΔAPOのみに基づいて加速状態であるか否かを判別させることができ、また、アクセル開度APOに代えて目標トルクTtgの変化などから加速状態を判定させることができる。 In the determination based on the accelerator opening APO, it is possible to determine whether or not the acceleration state is based only on the difference ΔAPO, and the acceleration state is determined from a change in the target torque Ttg instead of the accelerator opening APO. Can be determined.
また、前記所定値A及び所定値Bは、後述するステップS302以降の加速時用の補正処理を行うことが要求されるか否かに基づいて適宜設定されるものであり、換言すれば、後述の補正処理を行わない場合に、トルクの過渡応答の低下によって加速のもたつきなどが発生する運転条件(例えば、アイドル運転を含む低負荷・低回転域からの加速状態など)を少なくとも含むように、前記所定値A及び所定値Bが予め適合されるものとする。 The predetermined value A and the predetermined value B are appropriately set based on whether or not it is required to perform correction processing for acceleration in step S302 and later, which will be described later. In the case where the correction process is not performed, at least an operation condition (for example, an acceleration state from a low load / low rotation range including an idle operation, etc.) in which an acceleration slack occurs due to a decrease in the transient response of the torque is included. The predetermined value A and the predetermined value B are preliminarily adapted.
ステップS301でエンジン101の加速運転状態ではないと判断された場合には、ステップS302以降の加速時用の補正処理は不要であるので、ステップS302〜ステップS309を迂回してステップS310へ進み、前記目標バルブタイミング演算部202及び目標ブースト演算部203で演算された目標値を最終的な目標として出力し、前記最終的な目標に従って、電子制御スロットル104,中心位相可変機構113及びリフト・作動角可変機構112を制御させる。
If it is determined in step S301 that the
一方、ステップS301でエンジン101の加速運転状態であると判断された場合には、ステップS302へ進む。
ステップS302では、加速運転時における目標トルクTtgAの演算を行う。
On the other hand, if it is determined in step S301 that the
In step S302, the target torque TtgA during acceleration operation is calculated.
具体的には、前記目標トルク演算部201で演算される定常運転時に適合する目標トルクTtgを基準に、加速時に要求されるトルク応答に沿って変化する目標トルクTtgAを設定する。
Specifically, the target torque TtgA that changes along with the torque response required during acceleration is set with reference to the target torque Ttg that is suitable for steady operation calculated by the
即ち、例えばアクセル開度APOのステップ的な増大によってステップ的に増大する目標トルクTtgに対して、予め設定された応答特性で追従変化する目標トルクを加速時用の目標トルクTtgAとして設定する。 That is, for example, a target torque that changes following a preset response characteristic with respect to a target torque Ttg that increases stepwise due to a step increase of the accelerator opening APO is set as a target torque TtgA for acceleration.
次のステップS303では、前記ステップS302で設定した加速時用の目標トルクTtgAに基づいて、バルブ作動角の中心位相の目標進角値、目標リフト・作動角、目標吸気管圧をそれぞれに演算する。 In the next step S303, based on the acceleration target torque TtgA set in step S302, a target advance value, a target lift / operation angle, and a target intake pipe pressure of the central phase of the valve operation angle are calculated. .
ステップS304では、前記ステップS303で演算した目標進角値及び目標リフト・作動角に基づき、目標リフト・作動角及び目標中心位相での吸気バルブ105の閉時期IVCを求める。
In step S304, the closing timing IVC of the
尚、閉時期IVCとは、吸気バルブ105がリフトしている状態からリフト量が零になるクランク角度位置であるが、例えば、バルブリフト量が減少して微小な閾値以下になる角度位置を、閉時期IVCとすることができる。
The closing timing IVC is a crank angle position at which the lift amount becomes zero from the state in which the
ステップS305では、前記ステップS304で求めた閉時期IVCが、ピストン下死点BDCよりも前であって、かつ、前回値と比較して進角方向に変化しているか否かを判断する。 In step S305, it is determined whether or not the closing timing IVC obtained in step S304 is before the piston bottom dead center BDC and has changed in the advance direction compared to the previous value.
例えば、アイドル運転などの低回転・低負荷運転状態からの加速時には、吸気バルブ105のバルブリフト量・バルブ作動角を略一定としまま、吸気バルブ105のバルブ作動角の中心位相を、ピストン下死点BDCよりも前のクランク角領域で進角方向に変更する設定が加速初期において一時的になされる場合がある。
For example, when accelerating from a low-speed / low-load operation state such as idle operation, the central phase of the valve operating angle of the
これは、エンジンの運転状態(目標トルクTtg・エンジン回転速度NEなど)に応じた目標リフト・作動角及び目標中心位相の設定が、個々の運転条件で定常運転された場合の運転性能(燃費性能)を考慮して個別に設定されるためであり、加速運転に伴って運転状態が変化する場合に、例えば前回の運転条件で要求された閉時期IVCに対して、今回の運転条件で要求される閉時期IVCがより進角側となる場合がある。 This is because driving performance (fuel consumption performance) when the target lift, operating angle, and target center phase according to the engine operating state (target torque Ttg, engine rotational speed NE, etc.) are set to steady operation under individual driving conditions. ), And when the operating state changes with the acceleration operation, for example, it is required under the current operating condition with respect to the closing timing IVC required under the previous operating condition. In some cases, the closing timing IVC is more advanced.
一方、アイドル運転などの低回転・低負荷運転状態からの加速時には、低負荷・低回転で要求されていた比較的低い吸気管圧PBから吸気管圧PBが増大制御されるが、加速初期の吸気管圧PBの増大変化が鈍い状態で、前記閉時期IVCがピストン下死点BDCよりも前の領域で進角変化すると、シリンダ充填効率ηvが一時的に落ち込み、アイドル運転などの低回転・低負荷運転状態からの加速時のトルクの立ち上がり応答を悪化させてしまうという問題を生じる。 On the other hand, at the time of acceleration from a low rotation / low load operation state such as idle operation, the intake pipe pressure PB is controlled to increase from the relatively low intake pipe pressure PB required for low load / low rotation. When the increase in the intake pipe pressure PB is slow and the advance timing changes in the region before the piston bottom dead center BDC when the closing timing IVC changes, the cylinder charging efficiency ηv temporarily decreases, and low rotation / There is a problem that the rising response of the torque during acceleration from the low load operation state is deteriorated.
前述の加速初期における閉時期IVCのピストン下死点BDCよりも前の領域での進角変化は、例えば、中負荷状態でバルブオーバーラップの増大による燃焼温度の低下によってNOxを低減するため、負圧軽減によってポンピングロスを低下させ燃費性能を向上させるため、高負荷状態での吸気バルブ105の早閉じで吸気量を確保するためなどによって発生する。
The advance angle change in the region before the piston bottom dead center BDC at the closing timing IVC in the early stage of acceleration described above is negative because, for example, NOx is reduced due to a decrease in combustion temperature due to an increase in valve overlap in a medium load state. In order to reduce pumping loss and improve fuel efficiency by reducing pressure, the
図9は、吸気バルブ105の閉時期IVCと、シリンダ充填効率ηvとの相関を、吸気管圧PB毎に示すものである。
前記図9に示すように、同じ吸気管圧PBであれば、閉時期IVCが下死点BDC前の領域で進角するほど、シリンダ充填効率ηvは低下する。
FIG. 9 shows the correlation between the closing timing IVC of the
As shown in FIG. 9, if the intake pipe pressure PB is the same, the cylinder charging efficiency ηv decreases as the closing timing IVC advances in the region before the bottom dead center BDC.
従って、加速初期の吸気管圧PBの上昇が鈍いときに、閉時期IVCが下死点BDC前で進角変化すると、閉時期IVCが進角しているのに、吸気管圧PBがシリンダ充填効率ηvを増大させるだけの増大変化を示さないために、シリンダ充填効率ηvの落ち込みが生じ、結果、加速時のトルクの立ち上がりを遅くしてしまう。 Therefore, when the increase in the intake pipe pressure PB in the early stage of acceleration is slow, if the closing timing IVC changes the advance angle before the bottom dead center BDC, the intake pipe pressure PB is filled in the cylinder even though the closing timing IVC is advanced. Since there is no increase change enough to increase the efficiency ηv, a drop in the cylinder charging efficiency ηv occurs, and as a result, the rise of torque during acceleration is delayed.
図9において、四角の記号を点線で結んだ閉時期IVC及びシリンダ充填効率ηvの変化特性500は、後述するステップS306〜ステップS309の処理を行わない場合の特性を示し、アイドル運転などの低回転・低負荷運転状態からの加速時で閉時期IVCが下死点BDC前で大きく進角変化するとき(500aから500bへの変化時)に、吸気管圧PBが僅かにしか増大変化しないことで、シリンダ充填効率ηvが加速開始時よりも一旦低下するが、その後は、閉時期IVCの進角変化が鈍る一方で、吸気管圧PBが増大変化を示すようになるため、シリンダ充填効率ηvは落ち込むことなく増大変化を示すことになる。
In FIG. 9, the
図9に示す例では、500aの点が−530mmHgの線上に位置するのに対し、500bの点が、−500mmHgの線上に位置し、吸気管圧PBの増大変化(大気圧に近づく変化)を示すが、その増大代が僅かであるため、シリンダ充填効率ηvが加速開始時よりも一旦低下してしまう。
In the example shown in FIG. 9, the
また、図10において、四角の記号を点線で結んだ特性が、後述するステップS306〜ステップS309の処理を行わない場合の特性であり、図10(D)は、加速初期に、閉時期IVCが下死点BDC前で進角変化する場合のシリンダ充填効率ηvの変化を、横軸を時間軸として示すものであり、後述するステップS306〜ステップS309の処理を行わない場合には、加速初期にシリンダ充填効率ηvが一旦落ち込み、その後増大変化する特性を示す。 In FIG. 10, a characteristic in which square symbols are connected by a dotted line is a characteristic when processing in steps S306 to S309 described later is not performed, and FIG. 10D illustrates the closing timing IVC at the initial stage of acceleration. The change in the cylinder filling efficiency ηv when the advance angle is changed before the bottom dead center BDC is shown with the horizontal axis as the time axis, and when the processing of steps S306 to S309, which will be described later, is not performed, in the initial stage of acceleration The cylinder filling efficiency ηv once declines and then increases and changes.
ステップS305で、閉時期IVCが、ピストン下死点BDCの前で進角方向に変化していると判断された場合に、ステップS303での設定に基づいて、中心位相可変機構113及び電子制御スロットル104を制御したのでは、前述のようにして、加速時のトルクの立ち上がり応答が低下してしまうことになるので、ステップS306〜309へ進んで、トルクの立ち上がり応答を向上させるための補正制御を行う。
If it is determined in step S305 that the closing timing IVC is changing in the advance direction in front of the piston bottom dead center BDC, based on the setting in step S303, the center phase
一方、閉時期IVCが、ピストン下死点BDCよりも後であるか、及び/又は、遅角方向に変化している場合には、ステップS306〜309における補正制御は不要と判断し、ステップS306〜ステップS309を迂回して、ステップS310へ進む。 On the other hand, if the closing timing IVC is after the piston bottom dead center BDC and / or changes in the retarding direction, it is determined that the correction control in steps S306 to S309 is unnecessary, and step S306 is performed. Step S309 is bypassed and the process proceeds to Step S310.
閉時期IVCが、ピストン下死点BDCよりも前で遅角方向に変化している場合には、ピストン下死点BDCに近づく変化であって、シリンダ充填効率を増大させる方向の変化であり、また、ピストン下死点BDCよりも後での閉時期IVCの変化は、機関負荷が高くなり、吸気管圧が大気圧に近づいているので、トルク応答が低下することがないため、ステップS306〜309における補正制御は不要と判断する。 When the closing timing IVC changes in the retarding direction before the piston bottom dead center BDC, it is a change approaching the piston bottom dead center BDC, which is a change in the direction of increasing the cylinder charging efficiency, Further, since the change in the closing timing IVC after the piston bottom dead center BDC increases the engine load and the intake pipe pressure approaches the atmospheric pressure, the torque response does not decrease. It is determined that the correction control in 309 is unnecessary.
ステップS305からステップS310へ進んだ場合には、ステップS303において演算した目標値を、最終的な目標値として出力する。
ステップS306では、吸気管圧PBの補正制御を実行する。
When the process proceeds from step S305 to step S310, the target value calculated in step S303 is output as the final target value.
In step S306, correction control of the intake pipe pressure PB is executed.
前記吸気管圧PBの補正制御は、前回の目標吸気管圧と前回ステップS304で求めた閉時期IVCとに対応するシリンダ充填効率ηvよりも、今回の目標吸気管圧と今回ステップS304で求めた閉時期IVCとに対応するシリンダ充填効率ηvが下回ることがないように、今回の目標吸気管圧を補正設定するものである。 The correction control of the intake pipe pressure PB is obtained from the current target intake pipe pressure and the current step S304 rather than the cylinder filling efficiency ηv corresponding to the previous target intake pipe pressure and the closing timing IVC obtained in the previous step S304. The current target intake pipe pressure is corrected and set so that the cylinder charging efficiency ηv corresponding to the closing timing IVC does not fall below.
例えば、前回ステップS304で求めた閉時期IVCと、前回の目標吸気管圧とから、図9に示した特性図を参照することで、前回におけるシリンダ充填効率ηvを求め、今回ステップS304で求めた閉時期IVCとステップS303で設定した目標吸気管圧とに基づいて図9の特性図を参照して求められるシリンダ充填効率ηvが前回値を下回る場合には、目標吸気管圧PBを微小値だけ増大補正する。 For example, referring to the characteristic diagram shown in FIG. 9 from the closing timing IVC obtained in the previous step S304 and the previous target intake pipe pressure, the previous cylinder charging efficiency ηv is obtained and obtained in the current step S304. When the cylinder charging efficiency ηv obtained by referring to the characteristic diagram of FIG. 9 based on the closing timing IVC and the target intake pipe pressure set in step S303 is lower than the previous value, the target intake pipe pressure PB is set to a minute value. Increase correction.
前記微小値ずつの増大補正は、補正後の目標吸気管圧PBに対応するシリンダ充填効率ηvが前回値に対して過剰に大きくなってしまうことがないようにするための処理であり、目標吸気管圧PBを少しずつ増大補正させながら、シリンダ充填効率ηvを増大変化させることができる目標吸気管圧PBを求めるものである。 The increase correction for each minute value is a process for preventing the cylinder charging efficiency ηv corresponding to the corrected target intake pipe pressure PB from excessively increasing from the previous value. The target intake pipe pressure PB that can increase and change the cylinder filling efficiency ηv while the pipe pressure PB is gradually increased is corrected.
従って、前記微小値は、シリンダ充填効率ηvの増大変化の許容代などから予め設定される。
そして、補正後の目標吸気管圧PBで得られるシリンダ充填効率ηvが前回値以上になった時点で目標吸気管圧PBの補正制御を終了させ、目標吸気管圧を確定させる。
Therefore, the minute value is set in advance from the allowance for an increase in the cylinder filling efficiency ηv.
Then, when the cylinder filling efficiency ηv obtained with the corrected target intake pipe pressure PB becomes equal to or higher than the previous value, the correction control of the target intake pipe pressure PB is terminated, and the target intake pipe pressure is determined.
尚、目標吸気管圧PBの補正は、シリンダ充填効率ηvの落ち込みを解消できる必要最小限だけ行われればよく、補正方法を限定するものではない。
例えば、閉時期IVCの前回値と今回値との差分(進角変化量)を変数とする関数に基づいて、前記進角変化量が大きいほど大きな補正値を設定させ、該補正値で目標吸気管圧を増大補正させることができる。
The target intake pipe pressure PB need only be corrected to the minimum necessary to eliminate the drop in cylinder filling efficiency ηv, and the correction method is not limited.
For example, based on a function using a difference (advance change amount) between the previous value and the present value of the closing timing IVC as a variable, a larger correction value is set as the advance angle change amount is larger. The pipe pressure can be increased and corrected.
上記のように吸気管圧を補正すれば、閉時期IVCの進角変化に対して、シリンダ充填効率ηvの落ち込みを抑制できる吸気管圧PBを目標とすることになる。
但し、上記吸気管圧PBの補正を行うことで加速初期でのシリンダ充填効率ηvの落ち込みを抑制できるものの、吸気管圧PBの増大変化が鈍い状態で吸気バルブ105の閉時期IVCを進角変化させると、トルクの立ち上がり応答が遅く、加速のもたつきを運転者に感じさせてしまう。
If the intake pipe pressure is corrected as described above, the intake pipe pressure PB that can suppress the drop in the cylinder charging efficiency ηv with respect to the advance angle change of the closing timing IVC is targeted.
However, the correction of the intake pipe pressure PB can suppress the drop in the cylinder filling efficiency ηv at the initial stage of acceleration, but the
一方、加速初期から吸気管圧PBを応答良く立ち上げようとして、目標吸気管圧を大きく増大補正すると、要求の負圧を確保できなくなったり、また、急激に吸気管負圧を変化させると、吸入空気量の計量精度が低下したり、急激なシリンダ吸入空気量の増大によって加速ショックを招く可能性があり、吸気管圧PBの増大補正のみによって、前記加速のもたつき感を解消させることは難しい。 On the other hand, if the target intake pipe pressure is greatly increased and corrected so as to increase the intake pipe pressure PB with good response from the early stage of acceleration, the required negative pressure cannot be secured, or if the intake pipe negative pressure is suddenly changed, The measurement accuracy of the intake air amount may be reduced, or an acceleration shock may be caused by a sudden increase in the cylinder intake air amount, and it is difficult to eliminate the feeling of acceleration with only an increase correction of the intake pipe pressure PB. .
そこで、ステップS307では、加速初期の吸気管圧PBの立ち上がり遅れ期間を過ぎ、吸気管圧PBが順調な増大変化を示す状態で、吸気バルブ105の閉時期IVCの進角変化を生じさせるように、加速に伴う閉時期IVCの進角変化を遅らせる遅延処理を実行し、これにより、シリンダ充填効率ηvを応答良く立ち上げ、前記加速のもたつき感を解消できるようにする。
Therefore, in step S307, the advance delay change of the closing timing IVC of the
具体的には、ステップS307では、加速に伴う閉時期IVCの進角変化を遅らせる遅延処理として、中心位相可変機構113による中心位相の変更(閉時期IVCの進角変化)を一時的に停止させる制御を行う。 Specifically, in step S307, as a delay process for delaying the advance angle change of the closing timing IVC due to acceleration, the center phase change by the center phase variable mechanism 113 (advance angle change of the closing timing IVC) is temporarily stopped. Take control.
前記中心位相可変機構113による中心位相の変更を停止させる制御としては、例えば、中心位相の最終的な目標値を前回値に保持させる制御を行う。
これにより、中心位相可変機構113が、吸気バルブ105の中心位相(閉時期IVC)を進角させるタイミングが遅れ、吸気管圧PBがより高くかつ安定した増大傾向を示すようになってから閉時期IVCを進角変化させることになる。
As the control for stopping the change of the center phase by the center phase
As a result, the timing at which the center phase
ステップS308では、吸気管圧センサ133で検出される実際の吸気管圧PBが閾値PBSLを超えたか否かを判断し、実際の吸気管圧PBが閾値PBSLを超えるまでは、ステップS307に戻り、中心位相可変機構113による中心位相の変更を停止させる制御(一時停止処理)を継続させ、中心位相(閉時期IVC)を一定に保持させる。
In step S308, it is determined whether or not the actual intake pipe pressure PB detected by the intake
本実施形態では、前述のように、加速初期での閉時期IVCの進角変化は、リフト・作動角可変機構112によるバルブリフト量の変更が行われない状態で、中心位相可変機構113により中心位相が進角されることで生じるので、上記のように、中心位相可変機構113による中心位相の変更を停止させる処理を行い、リフト・作動角可変機構112の動作を制限していない。
In the present embodiment, as described above, the advance angle change of the closing timing IVC in the initial stage of acceleration is centered by the center phase
ステップS308で実際の吸気管圧PBが閾値PBSLを超えたと判断された場合には、吸気管圧PBが充分に上昇し、たとえ閉時期IVCが進角変化したとしても、シリンダ充填効率ηvが応答良く立ち上がり、加速のもたつき感を解消できるものと判断される。 If it is determined in step S308 that the actual intake pipe pressure PB has exceeded the threshold value PBSL, the intake pipe pressure PB has risen sufficiently, and even if the closing timing IVC has advanced, the cylinder charging efficiency ηv is a response. It is judged that it can stand up well and eliminate the feeling of acceleration.
そこで、ステップS308で実際の吸気管圧PBが閾値PBSLを超えたと判断されると、ステップS309へ進み、中心位相可変機構113による中心位相の変更(閉時期IVCの進角変化)の開始を許可する。
Therefore, if it is determined in step S308 that the actual intake pipe pressure PB has exceeded the threshold PBSL, the process proceeds to step S309, where the center phase
前記中心位相の変更(閉時期IVCの進角変化)の開始の許可により、中心位相の最終的な目標進角値は、一時的停止処理の開始直前の値から、そのときの運転状態(目標トルクTtg、エンジン回転速度)に応じた目標に向けて、徐々に近づくように設定される。 By permitting the start of the change of the center phase (change in the advance angle of the closing timing IVC), the final target advance value of the center phase is changed from the value immediately before the start of the temporary stop process to the current operating state (target It is set so as to gradually approach toward a target according to torque Ttg and engine speed.
そして、ステップS310では、最終的なバルブ作動角の中心位相の目標進角値,目標リフト・作動角,目標吸気管圧の出力を行う。
前記ステップS308で用いる前記閾値PBSLは、中心位相可変機構113による中心位相の変更を開始させ、閉時期IVCが、ピストン下死点BDCの前で進角変化するようになっても、シリンダ充填効率ηvを応答良く立ち上げることができる吸気管圧PBの最小値として設定されており、固定値であっても良いが、図11に示すように、エンジン回転速度NEが低いほど高い値に設定させることが好ましい。
In step S310, the final advance value of the central phase of the valve operating angle, the target lift / operating angle, and the target intake pipe pressure are output.
The threshold PBSL used in the step S308 starts the change of the center phase by the center phase
即ち、エンジン回転速度NEが低い場合には、吸気管圧PBの上昇が鈍くなるので、より高い吸気管圧PBにまで上昇してから、閉時期IVCの進角変化を生じさせるようにする。 That is, when the engine rotational speed NE is low, the increase in the intake pipe pressure PB becomes dull. Therefore, the advance angle change of the closing timing IVC is caused after the intake pipe pressure PB is increased.
図12は、前記ステップS306〜309の補正制御を行った場合の各パラメータの変化を示す。
アクセル開度APOの増大による加速要求に対して、リフト・作動角可変機構112(VEL)の目標は変化しないのに対し、中心位相可変機構113による中心位相の目標は進角変化する。
FIG. 12 shows changes in parameters when the correction control in steps S306 to S309 is performed.
The target of the lift / operating angle variable mechanism 112 (VEL) does not change in response to the acceleration request due to the increase in the accelerator opening APO, whereas the target of the center phase by the center phase
ここで、アクセル開度APOの増大開始と共に、図中に点線で示すように、中心位相(閉時期IVC)の目標は進角変化するが、本実施形態では、前記進角変化の開始を強制的に遅らせる。 Here, as the accelerator opening APO starts increasing, the target of the center phase (closing timing IVC) changes in advance as shown by the dotted line in the figure, but in this embodiment, the start of the advance change is forced. Delayed.
前記中心位相(閉時期IVC)の進角変化の開始を遅らせている間において、吸気管圧PBが増大変化するようにスロットル開度TVOが増大制御され、吸気管圧PBが閾値PBSLを超えるようになると、前記中心位相(閉時期IVC)の進角変化が開始される。 While the start of the advance change of the center phase (closing timing IVC) is delayed, the throttle opening TVO is controlled to increase so that the intake pipe pressure PB increases and the intake pipe pressure PB exceeds the threshold PBSL. Then, the advance angle change of the center phase (closing timing IVC) is started.
吸気管圧PBが閾値PBSLを越えた後であれば、たとえ閉時期IVCがピストン下死点BDCの前で進角変化しても、進角変化によるシリンダ充填効率ηvの減少以上に、吸気管圧PBの増大によるシリンダ充填効率ηvの増大が大きく、結果的に、シリンダ充填効率ηvは、図中に点線で示す遅延処理を行わなかった場合に比べて応答良く立ち上がることになる。 If the intake pipe pressure PB exceeds the threshold PBSL, even if the closing timing IVC changes the advance angle before the piston bottom dead center BDC, the intake pipe exceeds the decrease in the cylinder filling efficiency ηv due to the advance angle change. The increase in the cylinder filling efficiency ηv due to the increase in the pressure PB is large, and as a result, the cylinder filling efficiency ηv rises with better response than when the delay process indicated by the dotted line in the figure is not performed.
上記ステップS306〜ステップS309の遅延処理を実行した場合のシリンダ充填効率ηvの変化特性を、図9中に示すと、丸印を実線で結んだ特性502となり、加速開始直後は、閉時期IVCが大きく進角されることなく、吸気管圧PBが増大変化することで、シリンダ充填効率ηvが増大し、その後、吸気管圧PBが増大変化する条件の下で、閉時期IVCが進角されるため、シリンダ充填効率ηvは落ち込むことなく漸増し、加速時のトルク応答が改善される。 The change characteristic of the cylinder filling efficiency ηv when the delay processing of step S306 to step S309 is executed is shown in FIG. 9 as a characteristic 502 in which circles are connected by a solid line. As the intake pipe pressure PB increases and changes without being greatly advanced, the cylinder charging efficiency ηv increases, and then the closing timing IVC is advanced under the condition that the intake pipe pressure PB increases and changes. Therefore, the cylinder filling efficiency ηv increases gradually without dropping, and the torque response during acceleration is improved.
尚、上記ステップS308では、吸気管圧PBが閾値PBSLを超えたか否かを判断させたが、代わりに、遅延処理の継続時間Tが閾値TSLを超えてから、中心位相可変機構113による中心位相の変更(閉時期IVCの進角変化)を許可させることができ、前記閾値TSLは固定値であっても良いし、エンジン回転速度NEが低いほどより長い時間に設定することができる。
In step S308, it is determined whether or not the intake pipe pressure PB exceeds the threshold value PBSL. Instead, after the delay processing duration T exceeds the threshold value TSL, the central phase by the central phase
また、上記実施形態では、中心位相可変機構113による中心位相の変更開始(閉時期IVCの進角開始)を遅らせる遅延処理を行わせたが、遅延処理としては、中心位相の目標値になまし処理を施すことができる。
In the above embodiment, the delay process for delaying the start of change of the center phase (start of advance of the closing timing IVC) by the center phase
前記なまし処理を行わせる場合には、ステップS307での処理を、中心位相の目標値のなまし処理に置き換え、また、ステップS309での処理を、なまし処理の停止に置き換えれば良い。 When the annealing process is performed, the process in step S307 may be replaced with the center phase target value annealing process, and the process in step S309 may be replaced with stop of the annealing process.
前記なまし処理は、例えば、入出力の関係が1次遅れ伝達関数で示される1次遅れ処理を、中心位相の目標値に対して施せばよく、より具体的には、中心位相の目標値を加重平均(移動平均)したり、中心位相の目標値の信号・データをローパスフィルタに通過させたりすることで実現でき、また、なまし処理はアナログ又はデジタル処理のいずれであっても良い。 In the annealing process, for example, a first-order lag process whose input / output relationship is represented by a first-order lag transfer function may be performed on the target value of the center phase, and more specifically, the target value of the center phase. Is weighted average (moving average), or the signal / data of the target value of the center phase is passed through a low-pass filter, and the annealing process may be either analog or digital processing.
前記なまし処理を行えば、図10及び図13に示すように、加速初期の吸気管圧PBの上昇変化が鈍い状態における閉時期IVCの進角変化が小さくなるから、シリンダ充填効率ηvの立ち上がり応答を改善でき、加速時のトルク応答が向上する。 If the annealing process is performed, as shown in FIG. 10 and FIG. 13, since the change in the advance angle of the closing timing IVC is small when the increase in the intake pipe pressure PB at the initial stage of acceleration is slow, the rise of the cylinder charging efficiency ηv is increased. Response can be improved and torque response during acceleration is improved.
また、図10の丸印を実線で結んだ特性が、前記なまし処理を実行した場合の特性であり、中心位相の進角値及び閉時期IVCの進角変化が、なまし処理によって遅れることで、閉時期IVCが進角されるときの吸気管圧PBが相対的により高くなり、シリンダ充填効率ηvが応答の良い立ち上がりを示す。 Further, a characteristic obtained by connecting the circles in FIG. 10 with a solid line is a characteristic when the annealing process is executed, and the advance value of the center phase and the advance angle change of the closing timing IVC are delayed by the annealing process. Thus, the intake pipe pressure PB when the closing timing IVC is advanced is relatively higher, and the cylinder charging efficiency ηv shows a rising response.
尚、中心位相可変機構113による中心位相の変更開始(閉時期IVCの進角開始)を遅らせる処理と、なまし処理とを組み合わせ、例えば、加速開始当初から所定時間だけ中心位相の変更開始(閉時期IVCの進角開始)を遅らせた後、なまし処理を施した目標中心位相に基づいて中心位相可変機構113(可変動弁機構)を制御させることができる。
The center
また、中心位相可変機構113による中心位相の変更と、リフト・作動角可変機構112によるバルブリフト量及びバルブ作動角の変更とによって、加速初期に吸気バルブ105の閉時期IVCが進角変化する場合には、中心位相の目標値と、リフト量・作動角の目標値との少なくとも一方に遅延処理を施すことで、閉時期IVCの進角変化を、トルク応答を改善できる程度に遅らせる構成とすることができる。
Also, when the closing timing IVC of the
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)請求項1又は2記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記所定圧をエンジンの回転速度に基づいて可変に設定することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.
(A) In the control apparatus for a variable valve mechanism according to
A control apparatus for a variable valve mechanism, wherein the predetermined pressure is variably set based on an engine speed.
上記発明によると、エンジン回転速度が低い場合には吸気管圧の上昇が鈍くなるので、より高い吸気管圧にまで上昇してから、バルブタイミング(閉時期)の変化を生じさせるようにするために、前記所定圧をエンジンの回転速度に基づいて可変に設定する。
(ロ)請求項1,2、(イ)のいずれか1つに記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記バルブタイミングの変更を遅らせる処理として、前記エンジンの運転状態に基づいて設定される目標バルブタイミングになまし処理を施し、該なまし処理が施された目標バルブタイミングに基づいて前記可変動弁機構を制御させることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
According to the above invention, when the engine speed is low, the intake pipe pressure rises dull, so that the valve timing (closing timing) is changed after the intake pipe pressure rises to a higher level. In addition, the predetermined pressure is variably set based on the rotational speed of the engine.
(B) In the control device for a variable valve mechanism according to any one of
As the process of delaying the change of the valve timing, a smoothing process is performed on the target valve timing set based on the operating state of the engine, and the variable valve mechanism is based on the target valve timing subjected to the smoothing process A control apparatus for a variable valve mechanism that controls the valve.
上記発明によると、目標バルブタイミングになまし処理を施し、該なまし処理が施された目標バルブタイミングに基づいて可変動弁機構を制御させることで、加速運転時のバルブタイミング(閉時期)の変化を遅らせ、比較的高い吸気管圧の下でのバルブタイミングの変化させることができる。 According to the above invention, the target valve timing is subjected to the smoothing process, and the variable valve mechanism is controlled based on the target valve timing that has been subjected to the smoothing process. The change can be delayed and the valve timing changed under a relatively high intake pipe pressure .
3…吸気カムシャフト、13…制御軸、99…電磁アクチュエータ、101…内燃機関、104…電子制御スロットル、105…吸気バルブ、107…排気バルブ、112…リフト・作動角可変機構、113…中心位相可変機構、114…エンジンコントロールユニット、116…アクセルペダルセンサ、117…クランク角センサ、120…クランクシャフト、132…吸気カムセンサ、133…吸気管圧センサ、134…角度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エンジンの加速開始からの吸気管圧が所定圧になるまでの間において、前記バルブタイミングの変更を停止または前記エンジンの運転状態の変化に対する前記バルブタイミングの変更を遅らせる、可変動弁機構の制御装置。 A control device for a variable valve mechanism that controls a variable valve mechanism that varies a valve timing of an intake valve of an engine according to an operating state of the engine,
Control of the variable valve mechanism for stopping the change of the valve timing or delaying the change of the valve timing with respect to the change of the operating state of the engine until the intake pipe pressure from the start of acceleration of the engine reaches a predetermined pressure apparatus.
前記エンジンの加速開始からの吸気管圧が所定圧になるまでの間において、前記吸気バルブの閉時期の下死点前での進角を停止または前記エンジンの運転状態の変化に対する前記吸気バルブの閉時期の下死点前での進角変化を遅らせ、下死点前での進角以外は前記エンジンの運転状態の変化に応じて前記閉時期を変更する、可変動弁機構の制御装置。 A control device for a variable valve mechanism that controls a variable valve mechanism that varies a valve timing of an intake valve of an engine according to an operating state of the engine,
Until the intake pipe pressure from the start of acceleration of the engine reaches a predetermined pressure, the advance angle before the bottom dead center of the closing timing of the intake valve is stopped or the change of the operation state of the engine A control device for a variable valve mechanism that delays the advance angle change before the bottom dead center of the closing time and changes the close time according to a change in the operating state of the engine except for the advance angle before the bottom dead center .
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