JP6222210B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来、吸気側可変バルブタイミング機構および排気側可変バルブタイミング機構を備える内燃機関の制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a control device for an internal combustion engine including an intake side variable valve timing mechanism and an exhaust side variable valve timing mechanism is known (see, for example, Patent Document 1).
このような内燃機関は、吸気側可変バルブタイミング機構および排気側可変バルブタイミング機構により、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトの回転位相を変化させることによって、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングを可変するように構成されている。そして、内燃機関の運転状態に応じて、吸気バルブおよび排気バルブのオーバーラップ期間が制御されることにより、出力の向上、燃費の向上および排気エミッションの低減などを図ることが可能である。 Such an internal combustion engine changes the rotational phase of the intake camshaft and the exhaust camshaft with respect to the crankshaft by the intake side variable valve timing mechanism and the exhaust side variable valve timing mechanism, thereby adjusting the valve timing of the intake valve and the exhaust valve. It is configured to be variable. Then, by controlling the overlap period of the intake valve and the exhaust valve according to the operating state of the internal combustion engine, it is possible to improve output, improve fuel consumption, reduce exhaust emission, and the like.
そして、特許文献1の内燃機関の制御装置では、加速運転から定常運転に移行する際に、オーバーラップ期間がゼロにされていた状態から、排気バルブのバルブタイミングを所定量だけ進角するとともに、吸気バルブのバルブタイミングを所定量よりも大きく進角する。これにより、筒内圧力が高い状態で排気バルブが開くので、内部EGR量を増加することが可能である。
And in the control apparatus of the internal combustion engine of
ここで、吸気側可変バルブタイミング機構および排気側可変バルブタイミング機構を備える内燃機関では、初期状態(運転開始前)のときに、排気バルブのバルブタイミングが最進角位置に設定され、吸気バルブのバルブタイミングが最遅角位置に設定される。このため、初期状態のときに、オーバーラップ期間が負の値で最小、すなわちマイナスオーバーラップ期間が最大になっている。なお、マイナスオーバーラップとは、排気バルブが閉じてから吸気バルブが開くまでの間に吸気バルブおよび排気バルブの両方が閉状態になる期間が存在することをいう。 Here, in an internal combustion engine having an intake side variable valve timing mechanism and an exhaust side variable valve timing mechanism, the valve timing of the exhaust valve is set to the most advanced position in the initial state (before the start of operation). The valve timing is set to the most retarded position. For this reason, in the initial state, the overlap period has a negative negative value, that is, the minus overlap period has the maximum value. The minus overlap means that there is a period in which both the intake valve and the exhaust valve are closed after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened.
そして、このような内燃機関の制御装置では、運転状態に応じてベースマップから吸気バルブおよび排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とを算出し、その目標位相角と実位相角との偏差がなくなるように吸気側可変バルブタイミング機構および排気側可変バルブタイミング機構が制御される。 In such an internal combustion engine control device, the target phase angle and target overlap period of the intake valve and the exhaust valve are calculated from the base map according to the operating state, and the deviation between the target phase angle and the actual phase angle is calculated. The intake-side variable valve timing mechanism and the exhaust-side variable valve timing mechanism are controlled so as to eliminate this.
なお、排気バルブの目標位相角とは、排気バルブの初期位置(最進角位置)からの目標とされる遅角量であり、吸気バルブの目標位相角とは、吸気バルブの初期位置(最遅角位置)からの目標とされる進角量である。また、ベースマップから算出される各目標値(以下、「ベースマップ値」ともいう)は、運転状態に応じた燃費最適点となる値である。 The target phase angle of the exhaust valve is a target retard amount from the initial position (most advanced position) of the exhaust valve, and the target phase angle of the intake valve is the initial position (maximum position) of the intake valve. This is a target advance amount from the retard position. Further, each target value calculated from the base map (hereinafter also referred to as “base map value”) is a value that is an optimum fuel consumption point according to the driving state.
このように燃費最適点となる目標位相角に基づいてバルブタイミングを制御する場合には、たとえば、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角されるときに、図8に示すように、作動方向がオーバーラップを減少させる側である排気バルブの追従遅れなどに起因して、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を過渡的に超えるおそれがある。 When the valve timing is controlled based on the target phase angle that is the optimum point of fuel consumption in this way, for example, when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, as shown in FIG. There is a possibility that the actual overlap period transiently exceeds the target overlap period due to, for example, a delay in following the exhaust valve on the side that reduces the overlap.
そこで、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角されるときに、作動方向がオーバーラップを増加させる側である吸気バルブの目標位相角をベースマップ値よりも低い値に設定することにより、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えないようにすることが考えられる。しかしながら、目標位相角をベースマップ値よりも低くすると、吸気バルブのバルブタイミングが燃費最適点に収束するのに時間を要する。 Therefore, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, the target phase angle of the intake valve whose operating direction increases the overlap is set to a value lower than the base map value. It is conceivable to prevent the overlap period of the current period from exceeding the target overlap period. However, if the target phase angle is lower than the base map value, it takes time for the valve timing of the intake valve to converge to the fuel efficiency optimum point.
なお、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角されるときについても同様の課題が存在する。 A similar problem exists when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制しながら、バルブタイミングをベースマップ値に収束しやすくすることが可能な内燃機関の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to converge the valve timing to the base map value while suppressing the actual overlap period from exceeding the target overlap period. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can be easily made.
本発明による内燃機関の制御装置は、吸気バルブのバルブタイミングを可変する吸気側可変バルブタイミング機構と、排気バルブのバルブタイミングを可変する排気側可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関を制御するものであり、第1算出手段と、第2算出手段と、第1目標位相角設定手段と、第2目標位相角設定手段とを備える。第1算出手段は、内燃機関の回転速度および負荷率に基づいて、吸気バルブおよび排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とを算出するように構成されている。第2算出手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、目標オーバーラップ期間および排気バルブの実位相角に基づいて吸気バルブの目標位相角を算出するように構成されている。第1目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、排気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するとともに、吸気バルブの目標位相角として第2算出手段により算出された値を設定するように構成されている。第2目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合において、排気バルブが閉じてから吸気バルブが開くまでの間に吸気バルブおよび排気バルブの両方が閉状態になるマイナスオーバーラップ時に、排気バルブおよび吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成されている。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention controls an internal combustion engine including an intake side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an intake valve and an exhaust side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an exhaust valve. A first calculation means, a second calculation means, a first target phase angle setting means, and a second target phase angle setting means. The first calculation means is configured to calculate the target phase angle and the target overlap period of the intake valve and the exhaust valve based on the rotation speed and load factor of the internal combustion engine. The second calculating means is configured to calculate the target phase angle of the intake valve based on the target overlap period and the actual phase angle of the exhaust valve when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced. Yes. The first target phase angle setting means sets the value calculated by the first calculation means as the target phase angle of the exhaust valve when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, and the target of the intake valve A value calculated by the second calculation means is set as the phase angle. In the second target phase angle setting means, when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, both the intake valve and the exhaust valve are in a closed state after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened. During the minus overlap, the value calculated by the first calculation means is set as the target phase angle of the exhaust valve and the intake valve.
なお、排気バルブの目標位相角とは、排気バルブの初期位置(最進角位置)からの目標とされる遅角量であり、吸気バルブの目標位相角とは、吸気バルブの初期位置(最遅角位置)からの目標とされる進角量である。また、排気バルブの実位相角とは、排気バルブの実際の位相角(初期位置からの遅角量)である。また、オーバーラップ期間とは、吸気バルブおよび排気バルブの両方が開状態になる角度範囲(期間)であり、目標オーバーラップ期間はその目標値である。すなわち、オーバーラップ期間が正の値であれば、吸気バルブおよび排気バルブの両方が開状態になる期間が存在し、オーバーラップ期間が負の値であれば、吸気バルブおよび排気バルブの両方が閉状態になる期間が存在する。 The target phase angle of the exhaust valve is a target retard amount from the initial position (most advanced position) of the exhaust valve, and the target phase angle of the intake valve is the initial position (maximum position) of the intake valve. This is a target advance amount from the retard position. The actual phase angle of the exhaust valve is the actual phase angle of the exhaust valve (retard amount from the initial position). The overlap period is an angle range (period) in which both the intake valve and the exhaust valve are opened, and the target overlap period is the target value. That is, if the overlap period is a positive value, there is a period when both the intake valve and the exhaust valve are open, and if the overlap period is a negative value, both the intake valve and the exhaust valve are closed. There is a period of time to become a state.
このように構成することによって、第1算出手段により、運転状態に応じてベースマップから吸気バルブの目標位相角(ベースマップ値)を算出するとともに、第2算出手段により、ベースマップ値以下の吸気バルブの目標位相角を算出することができる。そして、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合におけるオーバーラップ時には、吸気バルブの目標位相角として第2算出手段により算出された値を設定することにより、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制することができる。また、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合におけるマイナスオーバーラップ時には、吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定することにより、吸気バルブのバルブタイミングをベースマップ値に収束しやすくすることができる。したがって、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制しながら、吸気バルブのバルブタイミングをベースマップ値に収束しやすくすることができる。 With this configuration, the first calculation means calculates the target phase angle (base map value) of the intake valve from the base map according to the operating state, and the second calculation means calculates the intake air that is equal to or less than the base map value. The target phase angle of the valve can be calculated. Then, at the time of overlap when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, the value calculated by the second calculation means is set as the target phase angle of the intake valve, so that the actual overlap period is set as the target. Exceeding the overlap period can be suppressed. Further, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, at the time of minus overlap, the valve timing of the intake valve is set by setting the value calculated by the first calculation means as the target phase angle of the intake valve. It is possible to facilitate convergence to the base map value. Therefore, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, the valve timing of the intake valve is easily converged to the base map value while suppressing the actual overlap period from exceeding the target overlap period. be able to.
上記内燃機関の制御装置において、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、第1算出手段により算出された吸気バルブの目標位相角と、排気バルブの実位相角とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備えていてもよい。 In the control device for an internal combustion engine, when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, based on the target phase angle of the intake valve calculated by the first calculation means and the actual phase angle of the exhaust valve. Further, it may be provided with a judging means for judging whether or not the time is minus overlap.
このように構成すれば、マイナスオーバーラップ時であるか否かを容易に判断することができる。 If comprised in this way, it can be judged easily whether it is a time of minus overlap.
上記内燃機関の制御装置において、第2算出手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、目標オーバーラップ期間および吸気バルブの実位相角に基づいて排気バルブの目標位相角を算出するように構成され、第1目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、排気バルブの目標位相角として第2算出手段により算出された値を設定するとともに、吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成され、第2目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、マイナスオーバーラップ時に、排気バルブおよび吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成されていてもよい。なお、吸気バルブの実位相角とは、吸気バルブの実際の位相角(初期位置からの進角量)である。 In the control apparatus for an internal combustion engine, the second calculating means may be configured to detect the target phase angle of the exhaust valve based on the target overlap period and the actual phase angle of the intake valve when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. The first target phase angle setting means is configured to calculate the value calculated by the second calculation means as the target phase angle of the exhaust valve when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded. And setting the value calculated by the first calculation means as the target phase angle of the intake valve, and the second target phase angle setting means delays the valve timing of the intake valve and the exhaust valve. In the case of the negative overlap, the target phase angle of the exhaust valve and the intake valve is calculated by the first calculating means at the time of minus overlap. It may be configured to set. The actual phase angle of the intake valve is the actual phase angle of the intake valve (advance amount from the initial position).
このように構成すれば、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制しながら、排気バルブのバルブタイミングをベースマップ値に収束しやすくすることができる。 With this configuration, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, the valve timing of the exhaust valve is set to the base map value while suppressing the actual overlap period from exceeding the target overlap period. To make it easier to converge.
この場合において、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、第1算出手段により算出された排気バルブの目標位相角と、吸気バルブの実位相角とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備えていてもよい。 In this case, when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded, a minus overlap is made based on the target phase angle of the exhaust valve calculated by the first calculation means and the actual phase angle of the intake valve. You may provide the judgment means which judges whether it is time.
このように構成すれば、マイナスオーバーラップ時であるか否かを容易に判断することができる。 If comprised in this way, it can be judged easily whether it is a time of minus overlap.
上記内燃機関の制御装置において、第2算出手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、目標オーバーラップ期間と排気バルブの実位相角とバルブ振れ角度とに基づいて吸気バルブの目標位相角を算出するように構成されていてもよい。なお、バルブ振れ角度とは、吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作に伴い周期的に増減するカム反力により変動する吸気バルブおよび排気バルブの角度範囲であって、たとえば予め設定された値である。 In the control device for an internal combustion engine, the second calculation means may perform intake air based on the target overlap period, the actual phase angle of the exhaust valve, and the valve swing angle when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced. The target phase angle of the valve may be calculated. The valve swing angle is an angle range of the intake valve and the exhaust valve that varies due to a cam reaction force that periodically increases and decreases with the opening / closing operation of the intake valve and the exhaust valve, and is a preset value, for example.
このように構成すれば、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、カム反力によって吸気バルブおよび排気バルブが変動したとしても、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制することができる。 With this configuration, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, even if the intake valve and the exhaust valve fluctuate due to the cam reaction force, the actual overlap period exceeds the target overlap period. Can be suppressed.
上記第2算出手段がバルブ振れ角度に基づいて吸気バルブの目標位相角を算出する内燃機関の制御装置において、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、第1算出手段により算出された吸気バルブの目標位相角と、排気バルブの実位相角と、バルブ振れ角度とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備えていてもよい。 In the control apparatus for an internal combustion engine in which the second calculation means calculates the target phase angle of the intake valve based on the valve swing angle, the calculation is performed by the first calculation means when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced. A determination means may be provided for determining whether or not a negative overlap occurs based on the target phase angle of the intake valve, the actual phase angle of the exhaust valve, and the valve swing angle.
このように構成すれば、バルブ振れ角度を考慮してマイナスオーバーラップ時であるか否かを判断することができる。 If comprised in this way, it can be judged whether it is the time of minus overlap in consideration of a valve | bulb swing angle.
上記第2算出手段がバルブ振れ角度に基づいて吸気バルブの目標位相角を算出する内燃機関の制御装置において、第2算出手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、目標オーバーラップ期間と吸気バルブの実位相角とバルブ振れ角度とに基づいて排気バルブの目標位相角を算出するように構成され、第1目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、排気バルブの目標位相角として第2算出手段により算出された値を設定するとともに、吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成され、第2目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、マイナスオーバーラップ時に、排気バルブおよび吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成されていてもよい。 In the control apparatus for an internal combustion engine in which the second calculation means calculates the target phase angle of the intake valve based on the valve swing angle, the second calculation means is configured to delay the valve timing of the intake valve and the exhaust valve. The target phase angle of the exhaust valve is calculated based on the target overlap period, the actual phase angle of the intake valve, and the valve swing angle, and the first target phase angle setting means is configured to calculate the valve timing of the intake valve and the exhaust valve. Is set to the value calculated by the second calculating means as the target phase angle of the exhaust valve, and the value calculated by the first calculating means is set as the target phase angle of the intake valve. The second target phase angle setting means is configured to be minus over when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. Tsu when up, may be configured to set a value calculated by the first calculating means as a target phase angle of the exhaust valve and intake valve.
このように構成すれば、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、カム反力によって吸気バルブおよび排気バルブが変動したとしても、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制することができる。 With this configuration, when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, even if the intake valve and the exhaust valve fluctuate due to the cam reaction force, the actual overlap period exceeds the target overlap period. Can be suppressed.
この場合において、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、第1算出手段により算出された排気バルブの目標位相角と、吸気バルブの実位相角と、バルブ振れ角度とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備えていてもよい。 In this case, when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded, based on the target phase angle of the exhaust valve calculated by the first calculation means, the actual phase angle of the intake valve, and the valve swing angle. Thus, there may be provided a judging means for judging whether or not the time is minus overlap.
このように構成すれば、バルブ振れ角度を考慮してマイナスオーバーラップ時であるか否かを判断することができる。 If comprised in this way, it can be judged whether it is the time of minus overlap in consideration of a valve | bulb swing angle.
本発明による内燃機関の制御装置は、吸気バルブのバルブタイミングを可変する吸気側可変バルブタイミング機構と、排気バルブのバルブタイミングを可変する排気側可変バルブタイミング機構とを備える内燃機関を制御するものであり、第1算出手段と、第2算出手段と、第1目標位相角設定手段と、第2目標位相角設定手段とを備える。第1算出手段は、内燃機関の回転速度および負荷率に基づいて、吸気バルブおよび排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とを算出するように構成されている。第2算出手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、目標オーバーラップ期間および吸気バルブの実位相角に基づいて排気バルブの目標位相角を算出するように構成されている。第1目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、排気バルブの目標位相角として第2算出手段により算出された値を設定するとともに、吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成されている。第2目標位相角設定手段は、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、排気バルブが閉じてから吸気バルブが開くまでの間に吸気バルブおよび排気バルブの両方が閉状態になるマイナスオーバーラップ時に、排気バルブおよび吸気バルブの目標位相角として第1算出手段により算出された値を設定するように構成されている。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention controls an internal combustion engine including an intake side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an intake valve and an exhaust side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an exhaust valve. A first calculation means, a second calculation means, a first target phase angle setting means, and a second target phase angle setting means. The first calculation means is configured to calculate the target phase angle and the target overlap period of the intake valve and the exhaust valve based on the rotation speed and load factor of the internal combustion engine. The second calculating means is configured to calculate the target phase angle of the exhaust valve based on the target overlap period and the actual phase angle of the intake valve when the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. Yes. The first target phase angle setting means sets the value calculated by the second calculation means as the target phase angle of the exhaust valve when the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, and the target of the intake valve A value calculated by the first calculation means is set as the phase angle. When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, the second target phase angle setting means sets both the intake valve and the exhaust valve to a closed state after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened. During the minus overlap, the value calculated by the first calculation means is set as the target phase angle of the exhaust valve and the intake valve.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制しながら、バルブタイミングをベースマップ値に収束しやすくすることができる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the valve timing can be easily converged to the base map value while suppressing the actual overlap period from exceeding the target overlap period.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、車両に搭載されるエンジン(内燃機関)1を制御するECU400に本発明を適用した場合について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, a case where the present invention is applied to
(第1実施形態)
−エンジン−
エンジン1は、図1に示すように、たとえばポート噴射型4気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロック1a内にピストン1cが設けられている。ピストン1cはコネクティングロッド16を介してクランクシャフト15に連結されている。なお、図1はエンジン1の1気筒の構成のみを示している。
(First embodiment)
-Engine-
As shown in FIG. 1, the
また、シリンダブロック1aの上端にはシリンダヘッド1bが取り付けられており、このシリンダヘッド1bとピストン1cとの間に燃焼室1dが形成されている。エンジン1の燃焼室1dには点火プラグ3が配置されている。点火プラグ3の点火タイミングはイグナイタ4によって調整される。
A cylinder head 1b is attached to the upper end of the cylinder block 1a, and a
エンジン1のシリンダブロック1aの下部にはオイルパン18が設けられている。このオイルパン18に貯留された潤滑油は、エンジン1の運転時に、オイルストレーナ20(図2参照)を介してオイルポンプ19によって汲み上げられて、エンジン1内の各部の潤滑・冷却等に使用される。また、この潤滑油は、後述する吸気側VVT機構100inおよび排気側VVT機構100exの作動油としても利用される。なお、オイルポンプ19は、たとえば、エンジン1のクランクシャフト15の回転によって駆動される機械式ポンプである。
An
クランクシャフト15にはシグナルロータ17が取り付けられ、そのシグナルロータ17の近傍にはクランクポジションセンサ37が配置されている。このクランクポジションセンサ37は、クランクシャフト15の回転位置を検出するために設けられている。また、エンジン1のシリンダブロック1aには冷却水の温度を検出する水温センサ31が配置されている。
A
エンジン1の燃焼室1dには吸気通路11および排気通路12が接続されている。吸気通路11には、エアクリーナ7、吸入空気量を計測するエアフロメータ32、吸入空気温度を計測する吸気温センサ33、および、吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ5などが配置されている。スロットルバルブ5はスロットルモータ6によって駆動される。スロットルバルブ5の開度はスロットル開度センサ36によって検出される。排気通路12には、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ34および触媒コンバータ(三元触媒)8が配置されている。
An
吸気通路11と燃焼室1dとの間には吸気バルブ13が設けられ、排気通路12と燃焼室1dとの間には排気バルブ14が設けられている。これら吸気バルブ13および排気バルブ14の開閉駆動は、クランクシャフト15の回転がタイミングベルト等を介して伝達される吸気カムシャフト21および排気カムシャフト22の各回転によって行われる。吸気カムシャフト21の端部には吸気バルブ13のバルブタイミングを可変とする吸気側VVT機構100inが設けられ、排気カムシャフト22の端部には排気バルブ14のバルブタイミングを可変とする排気側VVT機構100exが設けられている。吸気側VVT機構100inおよび排気側VVT機構100exの詳細については後述する。
An
また、吸気カムシャフト21および排気カムシャフト22の近傍にはそれぞれ吸気側カムポジションセンサ38および排気側カムポジションセンサ39が配置されている。吸気側カムポジションセンサ38は、吸気カムシャフト21の回転位置を検出するために設けられ、排気側カムポジションセンサ39は、排気カムシャフト22の回転位置を検出するために設けられている。
An intake side
吸気通路11には燃料噴射用のインジェクタ(燃料噴射弁)2が配置されている。このインジェクタ2から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気となって燃焼室1dに導入される。燃焼室1dに導入された混合気は点火プラグ3にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼・爆発によりピストン1cが往復運動してクランクシャフト15が回転する。
An injector (fuel injection valve) 2 for fuel injection is disposed in the
−VVT機構−
次に、吸気側VVT機構100inおよびそれを制御する吸気側OCV(オイルコントロールバルブ)200inについて説明する。なお、排気側VVT機構100exおよび排気側OCV200exは、それぞれ、吸気側VVT機構100inおよび吸気側OCV200inと略同様に構成されているため、それらについての説明は省略する。
-VVT mechanism-
Next, the intake-side VVT mechanism 100in and the intake-side OCV (oil control valve) 200in that controls the intake-side VVT mechanism 100in will be described. Note that the exhaust side VVT mechanism 100ex and the exhaust side OCV 200ex are configured in substantially the same manner as the intake side VVT mechanism 100in and the intake side OCV 200in, respectively, and thus description thereof is omitted.
吸気側VVT機構100inは、図2に示すように、ベーンロータ101と、ベーンロータ101を収容するハウジング102とを備えている。ベーンロータ101は、吸気カムシャフト21(図1参照)に連結されている。ハウジング102にはタイミングプーリ102aが設けられ、そのタイミングプーリ102aは、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフト15(図1参照)に連結されている。ハウジング102の内部には、ベーンロータ101のベーン101aによって仕切られる進角側油圧室111および遅角側油圧室112が形成されている。
As shown in FIG. 2, the intake-side VVT mechanism 100 in includes a
そして、吸気側VVT機構100inでは、進角側油圧室111内の油圧と遅角側油圧室112内の油圧とに応じてベーンロータ101がハウジング102に対して相対的に回動する。すなわち、進角側油圧室111内の油圧を遅角側油圧室112内の油圧よりも高くすると、吸気カムシャフト21の回転位相はクランクシャフト15の回転位相に対して進められる(進角)。これとは逆に、遅角側油圧室112内の油圧を進角側油圧室111の油圧よりも高くすると、吸気カムシャフト21の回転位相はクランクシャフト15の回転位相に対して遅らされる(遅角)。このように、クランクシャフト15に対する吸気カムシャフト21の回転位相の調整によって吸気バルブ13のバルブタイミングが可変となる。
In the intake-side VVT mechanism 100 in, the
吸気側VVT機構100inには、進角側油圧室111と遅角側油圧室112とに供給する作動油の油圧を制御する吸気側OCV200inが接続されている。
The intake side VVT mechanism 100in is connected to an intake side OCV 200in that controls the hydraulic pressure of hydraulic oil supplied to the advance side
吸気側OCV200inには、オイルポンプ19によってオイルパン18から汲み上げられた潤滑油(作動油)がオイル供給通路131を介して供給される。吸気側OCV200inは、進角側通路121を介して進角側油圧室111に接続され、遅角側通路122を介して遅角側油圧室112に接続されている。また、吸気側OCV200inには2つのオイル排出通路132および133が接続されている。吸気側OCV200inは電磁駆動式の流量制御弁であり、ECU400(図3参照)によって制御される。
Lubricating oil (operating oil) pumped up from the
吸気側OCV200inは、ケーシング201の内部に往復移動可能に配設されたスプール202と、スプール202を一方側に付勢する圧縮コイルばね203と、圧縮コイルばね203の付勢力に抗してスプール202を他方側に移動させるための電磁ソレノイド204とを備えている。
The intake-side OCV 200in includes a
そして、吸気側OCV200inでは、スプール202が移動することによって、進角側通路121および遅角側通路122に対する作動油の給排量が変化することにより、進角側油圧室111および遅角側油圧室112内の油圧を調整することが可能である。
In the intake side OCV 200in, when the
−ECU−
次に、エンジン1を制御するECU400について説明する。
-ECU-
Next, the
ECU400は、図3に示すように、CPU401と、ROM402と、RAM403と、バックアップRAM404と、入力インターフェース405と、出力インターフェース406と、これらを接続するバス407とを備えている。なお、ECU400は、本発明の「第1算出手段」、「第2算出手段」、「第1目標位相角設定手段」、「第2目標位相角設定手段」および「判断手段」の一例であり、CPU401がROM402に記憶されたプログラムを実行することによりこれらが実現される。
As shown in FIG. 3, the
CPU401は、ROM402に記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ROM402には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。RAM403は、CPU401による演算結果や各種センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップRAM404は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
The
入力インターフェース405には、水温センサ31、エアフロメータ32、吸気温センサ33、O2センサ34、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ35、スロットル開度センサ36、クランクポジションセンサ37、吸気側カムポジションセンサ38、排気側カムポジションセンサ39、および、車速を検出する車速センサ30などが接続されている。
The
出力インターフェース406には、インジェクタ2、イグナイタ4、スロットルモータ6、吸気側OCV200in、および、排気側OCV200exなどが接続されている。
The
そして、ECU400は、各種センサの出力信号に基づいて、スロットルモータ6の駆動制御(スロットル開度制御)、インジェクタ2の燃料噴射制御および点火プラグ3の点火時期制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。
また、ECU400は、エンジン1の運転状態に応じて吸気側VVT機構100inおよび排気側VVT機構100exを制御する。具体的には、ECU400は、エンジン1の運転状態に基づいて吸気バルブ13および排気バルブ14の目標位相角を設定し、その目標位相角と実位相角(実際の位相角)との偏差がなくなるように吸気側OCV200inおよび排気側OCV200exを制御する。
ここで、エンジン1では、初期状態(運転開始前)のときに、排気バルブ14のバルブタイミングが最進角位置に設定され、吸気バルブ13のバルブタイミングが最遅角位置に設定されている。このため、初期状態のときに、オーバーラップ期間が負の値で最小、すなわちマイナスオーバーラップ期間が最大になっている。なお、マイナスオーバーラップとは、排気バルブが閉じてから吸気バルブが開くまでの間に吸気バルブおよび排気バルブの両方が閉状態になる期間が存在することをいう。
Here, in the
なお、排気バルブ14の目標位相角とは、排気バルブ14の初期位置(最進角位置)からの目標とされる遅角量であり、吸気バルブ13の目標位相角とは、吸気バルブ13の初期位置(最遅角位置)からの目標とされる進角量である。
The target phase angle of the
−バルブタイミングの目標位相角設定制御−
次に、図4を参照して、ECU400により実行されるバルブタイミングの目標位相角設定制御について説明する。なお、以下のフローは、ECU400により所定の時間間隔毎に繰り返し実行される。
-Valve timing target phase angle setting control-
Next, the target timing angle setting control of the valve timing executed by the
まず、図4のステップST1において、各種情報が取得される。たとえば、エアフロメータ32から吸入空気量が取得され、クランクポジションセンサ37の検出結果に基づいてエンジン1の回転速度(単位時間あたりの回転数)が算出される。また、クランクポジションセンサ37および吸気側カムポジションセンサ38の検出結果に基づいて吸気バルブ13の実位相角InFPAが算出され、クランクポジションセンサ37および排気側カムポジションセンサ39の検出結果に基づいて排気バルブ14の実位相角ExFPAが算出される。
First, in step ST1 of FIG. 4, various information is acquired. For example, the intake air amount is acquired from the
次に、ステップST2において、エンジン1の運転状態に応じてベースマップから吸気バルブ13および排気バルブ14の目標位相角と目標オーバーラップ期間とが算出される。具体的には、エンジン1の回転速度と負荷率とをパラメータとする第1のベースマップから吸気バルブ13の目標位相角(ベースマップ値)InTPAを算出するとともに、エンジン1の回転速度と負荷率とをパラメータとする第2のベースマップから目標オーバーラップ期間TOPAを算出する。そして、以下の式(1)から排気バルブ14の目標位相角(ベースマップ値)ExTPAを算出する。すなわち、排気バルブ14のベースマップ値ExTPAとは、吸気バルブ13のベースマップ値InTPAと目標オーバーラップ期間TOPAとを用いて算出される算出値である。
Next, in step ST2, the target phase angle and the target overlap period of the
ExTPA=TOPA−(InTPA+IOPA)・・・(1)
なお、式(1)において、IOPAは、初期状態のオーバーラップ期間(角度範囲)であり負の値である。また、初期状態のオーバーラップ期間IOPAと、第1および第2のベースマップとは、たとえばROM402に記憶されている。負荷率は、エンジン1への最大吸入空気量に対する現在の運転状態における吸入空気量の割合であり、たとえば、吸入空気量およびエンジン1の回転速度に基づいて算出される。
ExTPA = TOPA- (InTPA + IOPA) (1)
In Expression (1), IOPA is an initial overlap period (angle range) and is a negative value. The overlap period IOPA in the initial state and the first and second base maps are stored in the
このステップST2で算出された各目標値(吸気バルブ13のベースマップ値InTPA、排気バルブ14のベースマップ値ExTPAおよび目標オーバーラップ期間TOPA)は、運転状態に応じた燃費最適点となる値であり、本発明の「第1算出手段により算出された値」に相当する。
Each target value (base map value InTPA of the
次に、ステップST3において、吸気側VVT機構100inが進角側に変位するか否かが判断される。なお、吸気側VVT機構100inが進角側に変位するか否かは、吸気バルブ13の目標位相角と実位相角とに基づいて判断される。すなわち、ステップST1で算出された吸気バルブ13の実位相角InFPAと、ステップST2で算出された吸気バルブ13の目標位相角InTPAとを比較し、目標位相角InTPAが実位相角InFPAよりも大きい場合に進角側に変位すると判断する。そして、吸気側VVT機構100inが進角側に変位する場合には、ステップST4に移る。その一方、吸気側VVT機構100inが進角側に変位しない(遅角側に変位する)場合には、ステップST5に移る。
Next, in step ST3, it is determined whether or not the intake side VVT mechanism 100in is displaced to the advance side. Whether or not the intake side VVT mechanism 100in is displaced toward the advance side is determined based on the target phase angle and the actual phase angle of the
次に、ステップST4において、排気側VVT機構100exが進角側に変位するか否かが判断される。なお、排気側VVT機構100exが進角側に変位するか否かは、排気バルブ14の目標位相角と実位相角とに基づいて判断される。すなわち、ステップST1で算出された排気バルブ14の実位相角ExFPAと、ステップST2で算出された排気バルブ14の目標位相角ExTPAとを比較し、目標位相角ExTPAが実位相角ExFPAよりも小さい場合に進角側に変位すると判断する。そして、排気側VVT機構100exが進角側に変位する場合には、ステップST6に移る。その一方、排気側VVT機構100exが進角側に変位しない(遅角側に変位する)場合には、ステップST9に移る。
Next, in step ST4, it is determined whether or not the exhaust side VVT mechanism 100ex is displaced to the advance side. Whether or not the exhaust side VVT mechanism 100ex is displaced to the advance side is determined based on the target phase angle and the actual phase angle of the
また、ステップST5において、排気側VVT機構100exが進角側に変位するか否かが判断される。なお、排気側VVT機構100exが進角側に変位するか否かは、ステップST4と同様の方法で判断される。そして、排気側VVT機構100exが進角側に変位する場合には、ステップST9に移る。その一方、排気側VVT機構100exが進角側に変位しない(遅角側に変位する)場合には、ステップST10に移る。 Further, in step ST5, it is determined whether or not the exhaust side VVT mechanism 100ex is displaced to the advance side. Whether or not the exhaust side VVT mechanism 100ex is displaced to the advance side is determined by the same method as in step ST4. When the exhaust side VVT mechanism 100ex is displaced to the advance side, the process proceeds to step ST9. On the other hand, if the exhaust side VVT mechanism 100ex is not displaced to the advance side (displaces to the retard side), the process proceeds to step ST10.
[吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合]
そして、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合(ステップST3およびST4でYes)には、ステップST6において、吸気バルブ13の目標位相角が再計算される。これは、オーバーラップを増加させる側の吸気バルブ13の目標位相角としてベースマップ値InTPAを用いると、オーバーラップを減少させる側の排気バルブ14の追従遅れなどに起因して、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるおそれがあるためである。つまり、後述するように、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制するために、オーバーラップを増加させる側の吸気バルブ13の目標位相角が再計算される。吸気バルブ13の目標位相角は以下の式(2)により算出される。
[When valve timing of intake valve and exhaust valve is advanced]
When the valve timings of the
InTPA2=TOPA−(ExFPA+IOPA)・・・(2)
なお、式(2)において、InTPA2は、再計算された吸気バルブ13の目標位相角である。この目標位相角InTPA2は、図5に示すように、ベースマップ値InTPA以下の値であり、本発明の「第2算出手段により算出された値」に相当する。
InTPA2 = TOPA− (ExFPA + IOPA) (2)
In Expression (2), InTPA2 is the recalculated target phase angle of the
この式(2)では、たとえば、吸気バルブ13の実位相角InFPAが目標位相角(ベースマップ値)InTPAに到達する前に、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAに到達した場合には、排気バルブ14の実位相角ExFPAの変位を待ち、その実位相角ExFPAの変位に連れて目標位相角InTPA2がベースマップ値InTPAに近づくようになっている。そして、排気バルブ14の実位相角ExFPAが目標位相角(ベースマップ値)ExTPAになると、吸気バルブ13の目標位相角InTPA2がベースマップ値InTPAになる。すなわち、再計算された目標位相角InTPA2は、排気バルブ14の実位相角ExFPAに対して、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えない範囲で許容できる吸気バルブ13の目標値である。
In this equation (2), for example, when the actual overlap period FOPA reaches the target overlap period TOPA before the actual phase angle InFPA of the
その後、ステップST7において、マイナスオーバーラップ時であるか否かが判断される。具体的には、以下の式(3)が成立するか否かが判断され、式(3)が成立しない場合に、マイナスオーバーラップ時であると判断される。そして、マイナスオーバーラップ時である場合には、ステップST9に移る。その一方、マイナスオーバーラップ時ではない(オーバーラップ時である)場合には、ステップST8に移る。 Thereafter, in step ST7, it is determined whether or not it is a negative overlap. Specifically, it is determined whether or not the following expression (3) is satisfied, and when expression (3) is not satisfied, it is determined that the time is minus overlap. And when it is a time of minus overlap, it moves to step ST9. On the other hand, if it is not a negative overlap (overlap), the process proceeds to step ST8.
InTPA≧−IOPA−ExFPA・・・(3)
なお、式(3)では、図6に示すように、初期状態の負のオーバーラップ期間IOPAの範囲内から排気バルブ14の実位相角ExFPAを差し引いて残った領域内に、吸気バルブ13の目標位相角InTPAが位置するか否かを判定し、その領域内に目標位相角InTPAが位置する場合に式(3)が不成立となりマイナスオーバーラップ時であると判定される。
InTPA ≧ −IOPA-ExFPA (3)
In the expression (3), as shown in FIG. 6, the target of the
そして、図5に示すように、オーバーラップ時(ステップST7でNo)には、ステップST8において、オーバーラップを増加させる側の吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST6で再計算された目標位相角InTPA2が設定され、オーバーラップを減少させる側の排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。つまり、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される状況におけるオーバーラップ時には、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えないように、吸気バルブ13の目標位相角として、ベースマップ値InTPA以下の再計算された目標位相角InTPA2が設定される。
Then, as shown in FIG. 5, at the time of overlap (No in Step ST7), in Step ST8, the target phase recalculated in Step ST6 is used as the target phase angle of the
なお、オーバーラップ時では、吸気バルブ13の目標位相角の下限ガード値として−IOPA−ExFPAが設定されており、必要以上に抑制された値にならないようになっている。すなわち、吸気バルブ13の再計算された目標位相角InTPA2が、下限ガード値(−IOPA−ExFPA)よりも低い場合には、吸気バルブ13の目標位相角として下限ガード値が設定される。なお、IOPAは初期状態のオーバーラップ期間であり、ExFPAは排気バルブ14の実位相角である。
At the time of overlap, -IOPA-ExFPA is set as the lower limit guard value of the target phase angle of the
その一方、図6に示すように、マイナスオーバーラップ時(ステップST7でYes)には、ステップST9において、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。つまり、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される状況におけるマイナスオーバーラップ時には、吸気バルブ13の目標位相角に制限をかける必要がないことから、吸気バルブ13の目標位相角としてベースマップ値InTPAが設定される。
On the other hand, as shown in FIG. 6, at the time of minus overlap (Yes in Step ST7), the base map value InTPA calculated in Step ST2 is set as the target phase angle of the
[吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合]
そして、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合(ステップST3およびST5でNo)には、ステップST10において、排気バルブ14の目標位相角が再計算される。これは、オーバーラップを増加させる側の排気バルブ14の目標位相角としてベースマップ値ExTPAを用いると、オーバーラップを減少させる側の吸気バルブ13の追従遅れなどに起因して、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるおそれがあるためである。つまり、後述するように、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制するために、オーバーラップを増加させる側の排気バルブ14の目標位相角が再計算される。排気バルブ14の目標位相角は以下の式(4)により算出される。
[When valve timing of intake valve and exhaust valve is retarded]
When the valve timings of the
ExTPA2=TOPA−(InFPA+IOPA)・・・(4)
なお、式(4)において、ExTPA2は、再計算された排気バルブ14の目標位相角である。この目標位相角ExTPA2は、ベースマップ値ExTPA以下の値であり、本発明の「第2算出手段により算出された値」に相当する。
ExTPA2 = TOPA- (InFPA + IOPA) (4)
In Expression (4), ExTPA2 is the recalculated target phase angle of the
この式(4)では、たとえば、排気バルブ14の実位相角ExFPAが目標位相角(ベースマップ値)ExTPAに到達する前に、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAに到達した場合には、吸気バルブ13の実位相角InFPAの変位を待ち、その実位相角InFPAの変位に連れて目標位相角ExTPA2がベースマップ値ExTPAに近づくようになっている。そして、吸気バルブ13の実位相角InFPAが目標位相角(ベースマップ値)InTPAになると、排気バルブ14の目標位相角ExTPA2がベースマップ値ExTPAになる。すなわち、再計算された目標位相角ExTPA2は、吸気バルブ13の実位相角InFPAに対して、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えない範囲で許容できる排気バルブ14の目標値である。
In this equation (4), for example, when the actual overlap period FOPA reaches the target overlap period TOPA before the actual phase angle ExFPA of the
その後、ステップST11において、マイナスオーバーラップ時であるか否かが判断される。具体的には、以下の式(5)が成立するか否かが判断され、式(5)が成立しない場合に、マイナスオーバーラップ時であると判断される。そして、マイナスオーバーラップ時である場合には、ステップST9に移る。その一方、マイナスオーバーラップ時ではない(オーバーラップ時である)場合には、ステップST12に移る。 Thereafter, in step ST11, it is determined whether or not it is a negative overlap. Specifically, it is determined whether or not the following equation (5) is satisfied, and when the equation (5) is not satisfied, it is determined that a negative overlap occurs. And when it is a time of minus overlap, it moves to step ST9. On the other hand, if it is not a negative overlap (overlap), the process proceeds to step ST12.
ExTPA≧−IOPA−InFPA・・・(5)
なお、式(5)では、初期状態の負のオーバーラップ期間IOPAの範囲内から吸気バルブ13の実位相角InFPAを差し引いて残った領域内に、排気バルブ14の目標位相角ExTPAが位置するか否かを判定し、その領域内に目標位相角ExTPAが位置する場合に式(5)が不成立となりマイナスオーバーラップ時であると判定される。
ExTPA ≧ −IOPA-InFPA (5)
In equation (5), is the target phase angle ExTPA of the
そして、オーバーラップ時(ステップST11でNo)には、ステップST12において、オーバーラップを増加させる側の排気バルブ14の目標位相角として、ステップST10で再計算された目標位相角ExTPA2が設定され、オーバーラップを減少させる側の吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定される。つまり、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される状況におけるオーバーラップ時には、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えないように、排気バルブ14の目標位相角として、ベースマップ値ExTPA以下の再計算された目標位相角ExTPA2が設定される。
At the time of overlap (No in step ST11), in step ST12, the target phase angle ExTPA2 recalculated in step ST10 is set as the target phase angle of the
なお、オーバーラップ時では、排気バルブ14の目標位相角の下限ガード値として−IOPA−InFPAが設定されており、必要以上に抑制された値にならないようになっている。すなわち、排気バルブ14の再計算された目標位相角ExTPA2が、下限ガード値(−IOPA−InFPA)よりも低い場合には、排気バルブ14の目標位相角として下限ガード値が設定される。なお、IOPAは初期状態のオーバーラップ期間であり、InFPAは吸気バルブ13の実位相角である。
At the time of overlap, -IOPA-InFPA is set as the lower limit guard value of the target phase angle of the
その一方、マイナスオーバーラップ時(ステップST11でYes)には、ステップST9において、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。つまり、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される状況におけるマイナスオーバーラップ時には、排気バルブ14の目標位相角に制限をかける必要がないことから、排気バルブ14の目標位相角としてベースマップ値ExTPAが設定される。
On the other hand, at the time of negative overlap (Yes in step ST11), in step ST9, the base map value InTPA calculated in step ST2 is set as the target phase angle of the
[吸気バルブのバルブタイミングが進角され、排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合]
そして、吸気バルブ13のバルブタイミングが進角され、排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合(ステップST3でYes、ステップST4でNo)には、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングがオーバーラップ期間を増加させる側に変位するため、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えることがない。このため、ステップST9において、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
[When the valve timing of the intake valve is advanced and the valve timing of the exhaust valve is retarded]
When the valve timing of the
[吸気バルブのバルブタイミングが遅角され、排気バルブのバルブタイミングが進角される場合]
そして、吸気バルブ13のバルブタイミングが遅角され、排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合(ステップST3でNo、ステップST5でYes)には、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングがオーバーラップ期間を減少させる側に変位するため、ステップST9において、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
[When the valve timing of the intake valve is retarded and the valve timing of the exhaust valve is advanced]
When the valve timing of the
なお、第1実施形態において、ECU400によりステップST2が実行されることによって本発明の「第1算出手段」が実現され、ECU400によりステップST6またはST10が実行されることによって本発明の「第2算出手段」が実現される。また、ECU400によりステップST8またはST12が実行されることによって本発明の「第1目標位相角設定手段」が実現され、ECU400によりステップST9が実行されることによって本発明の「第2目標位相角設定手段」が実現される。また、ECU400によりステップST7またはST11が実行されることによって本発明の「判断手段」が実現される。
In the first embodiment, the “first calculation means” of the present invention is realized by executing step ST2 by the
−効果−
第1実施形態では、上記のように、運転状態(たとえば、エンジン1の回転速度および負荷率)に応じてベースマップから吸気バルブ13の目標位相角(ベースマップ値)InTPAを算出するとともに、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合に、オーバーラップ期間を増加させる側に変位する吸気バルブ13の目標位相角として、ベースマップ値InTPA以下の目標位相角InTPA2を算出(再計算)するように構成されている。
-Effect-
In the first embodiment, as described above, the target phase angle (base map value) InTPA of the
このように構成することによって、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるオーバーラップ時には、吸気バルブ13の目標位相角として再計算された目標位相角InTPA2を設定することにより、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制することができる。また、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるマイナスオーバーラップ時には、吸気バルブ13の目標位相角としてベースマップ値InTPAを設定することにより、吸気バルブ13のバルブタイミングをベースマップ値InTPAに収束しやすくすることができる。すなわち、マイナスオーバーラップ時には、オーバーラップ時とは異なり、吸気バルブ13の目標位相角を制限する必要がないので、目標位相角としてベースマップ値InTPAを設定する。したがって、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合に、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制しながら、吸気バルブ13のバルブタイミングをベースマップ値InTPAに収束しやすくすることができる。その結果、燃費の向上を図ることができる。
By configuring in this manner, by setting the recalculated target phase angle InTPA2 as the target phase angle of the
また、第1実施形態では、運転状態(たとえば、エンジン1の回転速度および負荷率)に応じてベースマップから排気バルブ14の目標位相角(ベースマップ値)ExTPAを算出するとともに、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合に、オーバーラップ期間を増加させる側に変位する排気バルブ14の目標位相角として、ベースマップ値ExTPA以下の目標位相角ExTPA2を算出(再計算)するように構成されている。
In the first embodiment, the target phase angle (base map value) ExTPA of the
このように構成することによって、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるオーバーラップ時には、排気バルブ14の目標位相角として再計算された目標位相角ExTPA2を設定することにより、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制することができる。また、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるマイナスオーバーラップ時には、排気バルブ14の目標位相角としてベースマップ値ExTPAを設定することにより、排気バルブ14のバルブタイミングをベースマップ値ExTPAに収束しやすくすることができる。すなわち、マイナスオーバーラップ時には、オーバーラップ時とは異なり、排気バルブ14の目標位相角を制限する必要がないので、目標位相角としてベースマップ値ExTPAを設定する。したがって、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合に、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制しながら、排気バルブ14のバルブタイミングをベースマップ値ExTPAに収束しやすくすることができる。その結果、排気エミッションの低減を図ることができる。
With this configuration, when the valve timings of the
また、第1実施形態では、上記した式(3)が成立するか否かを判断することによって、容易に、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断することができる。同様に、上記した式(5)が成立するか否かを判断することによって、容易に、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断することができる。 Further, in the first embodiment, it is possible to easily determine whether or not it is a negative overlap by determining whether or not the above formula (3) is satisfied. Similarly, it is possible to easily determine whether or not it is a minus overlap time by determining whether or not the above formula (5) is satisfied.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態によるバルブタイミングの目標位相角設定制御について説明する。なお、エンジン1およびそれを制御するECU400などは、第1実施形態と略同様に構成されているため、重複する部分についての説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, target phase angle setting control of valve timing according to the second embodiment of the present invention will be described. Note that the
ここで、吸気カムシャフト21が吸気バルブ13を開閉駆動する際に、吸気バルブ13の開閉動作に伴いカム反力(バルブスプリングから受ける力)が周期的に増減し、その増減するカム反力が吸気側VVT機構100inに作用する。同様に、排気カムシャフト22が排気バルブ14を開閉駆動する際に、排気バルブ14の開閉動作に伴いカム反力が周期的に増減し、その増減するカム反力が排気側VVT機構100exに作用する。
Here, when the
そして、吸気側VVT機構100inに増減するカム反力が作用すると、吸気バルブ13が所定の角度範囲で変動する(目標位相角に対する実位相角の振れが発生する)場合があり、排気側VVT機構100exに増減するカム反力が作用すると、排気バルブ14が所定の角度範囲で変動する場合がある。このように、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングにおいて目標位相角に対する実位相角の振れが生じた場合には、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超え、内部EGR量が過多になるおそれがある。
When a cam reaction force that increases or decreases acts on the intake-side VVT mechanism 100in, the
そこで、第2実施形態では、カム反力に起因するバルブ振れ角度を考慮して目標位相角を設定することにより、カム反力によって吸気バルブ13および排気バルブ14が変動したとしても、実際のオーバーラップ期間が目標オーバーラップ期間を超えるのを抑制するようになっている。
Therefore, in the second embodiment, by setting the target phase angle in consideration of the valve swing angle caused by the cam reaction force, even if the
次に、図7を参照して、第2実施形態によるバルブタイミングの目標位相角設定制御について説明する。なお、図7のフローは、ECU400により所定の時間間隔毎に繰り返し実行される。また、ステップST1〜ST5は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
Next, valve timing target phase angle setting control according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the flow of FIG. 7 is repeatedly executed by the
[吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが進角される場合]
吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合(ステップST3およびST4でYes)には、ステップST6aにおいて、吸気バルブ13の目標位相角が再計算される。第2実施形態では、カム反力に起因するバルブ振れ角度を考慮した吸気バルブ13の目標位相角が算出される。吸気バルブ13の目標位相角は以下の式(6)により算出される。
[When valve timing of intake valve and exhaust valve is advanced]
When the valve timings of the
InTPA3=TOPA−(ExFPA+(IOPA+OSPA))・・・(6)
なお、式(6)において、InTPA3は、再計算された吸気バルブ13の目標位相角である。この目標位相角InTPA3は、ベースマップ値InTPA以下の値であり、本発明の「第2算出手段により算出された値」に相当する。TOPAは、ステップST2で算出された目標オーバーラップ期間であり、IOPAは、初期状態のオーバーラップ期間である。ExFPAは、ステップST1で算出された排気バルブ14の実位相角である。
InTPA3 = TOPA− (ExFPA + (IOPA + OSPA)) (6)
In Expression (6), InTPA3 is the recalculated target phase angle of the
OSPAは、バルブ振れ角度であり、たとえば、カム反力に起因する吸気バルブ13の振れ角度(変動する角度範囲)と、カム反力に起因する排気バルブ14の振れ角度とを合計した値である。なお、バルブ振れ角度OSPAは、吸気バルブ13の振れ角度と排気バルブ14の振れ角度との合計値に所定のマージン(余裕代)が加算されていてもよい。また、バルブ振れ角度OSPAは、たとえば、エンジン1の諸元などに応じて予め設定された値であり、ROM402に記憶されている。
OSPA is a valve swing angle, and is, for example, a value obtained by summing the swing angle of the intake valve 13 (variable angle range) caused by the cam reaction force and the swing angle of the
この式(6)で算出される目標位相角InTPA3は、上記した式(2)で算出される第1実施形態の目標位相角InTPA2に比べて、バルブ振れ角度OSPA分だけ小さい値になる。すなわち、再計算された目標位相角InTPA3は、カム反力に起因して吸気バルブ13および排気バルブ14に振れ(変動)が生じたとしても、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えないように設定された値である。
The target phase angle InTPA3 calculated by the equation (6) is smaller by the valve swing angle OSPA than the target phase angle InTPA2 of the first embodiment calculated by the above equation (2). In other words, even if the recalculated target phase angle InTPA3 is shaken (varied) in the
そして、ステップST7aにおいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かが判断される。具体的には、以下の式(7)が成立するか否かが判断され、式(7)が成立しない場合に、マイナスオーバーラップ時であると判断される。そして、マイナスオーバーラップ時である場合には、ステップST9aに移る。その一方、マイナスオーバーラップ時ではない(オーバーラップ時である)場合には、ステップST8aに移る。 Then, in step ST7a, it is determined whether or not it is a negative overlap. Specifically, it is determined whether or not the following formula (7) is satisfied, and when the formula (7) is not satisfied, it is determined that a negative overlap occurs. And when it is a time of minus overlap, it moves to step ST9a. On the other hand, if it is not a negative overlap (overlap), the process proceeds to step ST8a.
InTPA≧−(IOPA+OSPA)−ExFPA・・・(7)
なお、式(7)において、InTPAは、ステップST2で算出された吸気バルブ13の目標位相角(ベースマップ値)である。このステップST7aでは、カム反力に起因する吸気バルブ13および排気バルブ14の振れ(変動)によってオーバーラップする可能性がある場合にはオーバーラップ時であると判断するようになっている。
InTPA ≧ − (IOPA + OSPA) −ExFPA (7)
In Expression (7), InTPA is the target phase angle (base map value) of the
そして、オーバーラップ時(ステップST7aでNo)には、ステップST8aにおいて、オーバーラップを増加させる側の吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST6aで再計算された目標位相角InTPA3が設定され、オーバーラップを減少させる側の排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
At the time of overlap (No in step ST7a), in step ST8a, the target phase angle InTPA3 recalculated in step ST6a is set as the target phase angle of the
なお、オーバーラップ時では、吸気バルブ13の目標位相角の下限ガード値として−IOPA−ExFPAが設定されており、必要以上に抑制された値にならないようになっている。すなわち、吸気バルブ13の再計算された目標位相角InTPA3が、下限ガード値(−IOPA−ExFPA)よりも低い場合には、吸気バルブ13の目標位相角として下限ガード値が設定される。
At the time of overlap, -IOPA-ExFPA is set as the lower limit guard value of the target phase angle of the
その一方、マイナスオーバーラップ時(ステップST7aでYes)には、ステップST9aにおいて、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
On the other hand, at the time of negative overlap (Yes in step ST7a), in step ST9a, the base map value InTPA calculated in step ST2 is set as the target phase angle of the
[吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合]
そして、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合(ステップST3およびST5でNo)には、ステップST10aにおいて、排気バルブ14の目標位相角が再計算される。第2実施形態では、カム反力に起因するバルブ振れ角度を考慮した排気バルブ14の目標位相角が算出される。排気バルブ14の目標位相角は以下の式(8)により算出される。
[When valve timing of intake valve and exhaust valve is retarded]
When the valve timings of the
ExTPA3=TOPA−(InFPA+(IOPA+OSPA))・・・(8)
なお、式(8)において、ExTPA3は、再計算された排気バルブ14の目標位相角である。この目標位相角ExTPA3は、ベースマップ値ExTPA以下の値であり、本発明の「第2算出手段により算出された値」に相当する。InFPAは、ステップST1で算出された吸気バルブ13の実位相角である。
ExTPA3 = TOPA- (InFPA + (IOPA + OSPA)) (8)
In Expression (8), ExTPA3 is the recalculated target phase angle of the
この式(8)で算出される目標位相角ExTPA3は、上記した式(4)で算出される第1実施形態の目標位相角ExTPA2に比べて、バルブ振れ角度OSPA分だけ小さい値になる。すなわち、再計算された目標位相角ExTPA3は、カム反力に起因して吸気バルブ13および排気バルブ14に振れ(変動)が生じたとしても、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えないように設定された値である。
The target phase angle ExTPA3 calculated by the equation (8) is smaller by the valve swing angle OSPA than the target phase angle ExTPA2 of the first embodiment calculated by the above equation (4). In other words, even if the recalculated target phase angle ExTPA3 is shaken (varied) in the
その後、ステップST11aにおいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かが判断される。具体的には、以下の式(9)が成立するか否かが判断され、式(9)が成立しない場合に、マイナスオーバーラップ時であると判断される。そして、マイナスオーバーラップ時である場合には、ステップST9aに移る。その一方、マイナスオーバーラップ時ではない(オーバーラップ時である)場合には、ステップST12aに移る。 Thereafter, in step ST11a, it is determined whether or not it is a negative overlap. Specifically, it is determined whether or not the following formula (9) is satisfied, and when the formula (9) is not satisfied, it is determined that a negative overlap occurs. And when it is a time of minus overlap, it moves to step ST9a. On the other hand, if it is not a negative overlap (overlap), the process proceeds to step ST12a.
ExTPA≧−(IOPA+OSPA)−InFPA・・・(9)
なお、式(9)において、ExTPAは、ステップST2で算出された排気バルブ14の目標位相角(ベースマップ値)である。このステップST11aでは、カム反力に起因する吸気バルブ13および排気バルブ14の振れ(変動)によってオーバーラップする可能性がある場合にはオーバーラップ時であると判断するようになっている。
ExTPA ≧ − (IOPA + OSPA) −InFPA (9)
In Expression (9), ExTPA is the target phase angle (base map value) of the
そして、オーバーラップ時(ステップST11aでNo)には、ステップST12aにおいて、オーバーラップを増加させる側の排気バルブ14の目標位相角として、ステップST10aで再計算された目標位相角ExTPA3が設定され、オーバーラップを減少させる側の吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定される。
At the time of overlap (No in step ST11a), in step ST12a, the target phase angle ExTPA3 recalculated in step ST10a is set as the target phase angle of the
なお、オーバーラップ時では、排気バルブ14の目標位相角の下限ガード値として−IOPA−InFPAが設定されており、必要以上に抑制された値にならないようになっている。すなわち、排気バルブ14の再計算された目標位相角ExTPA3が、下限ガード値(−IOPA−InFPA)よりも低い場合には、排気バルブ14の目標位相角として下限ガード値が設定される。
At the time of overlap, -IOPA-InFPA is set as the lower limit guard value of the target phase angle of the
その一方、マイナスオーバーラップ時(ステップST11aでYes)には、ステップST9aにおいて、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
On the other hand, at the time of minus overlap (Yes in step ST11a), in step ST9a, the base map value InTPA calculated in step ST2 is set as the target phase angle of the
[吸気バルブのバルブタイミングが進角され、排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合]
そして、吸気バルブ13のバルブタイミングが進角され、排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合(ステップST3でYes、ステップST4でNo)には、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングがオーバーラップ期間を増加させる側に変位するため、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えることがない。このため、ステップST9aにおいて、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
[When the valve timing of the intake valve is advanced and the valve timing of the exhaust valve is retarded]
When the valve timing of the
[吸気バルブのバルブタイミングが遅角され、排気バルブのバルブタイミングが進角される場合]
そして、吸気バルブ13のバルブタイミングが遅角され、排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合(ステップST3でNo、ステップST5でYes)には、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングがオーバーラップ期間を減少させる側に変位するため、ステップST9aにおいて、吸気バルブ13の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値InTPAが設定され、排気バルブ14の目標位相角として、ステップST2で算出されたベースマップ値ExTPAが設定される。
[When the valve timing of the intake valve is retarded and the valve timing of the exhaust valve is advanced]
When the valve timing of the
なお、第2実施形態において、ECU400によりステップST6aまたはST10aが実行されることによって本発明の「第2算出手段」が実現される。また、ECU400によりステップST8aまたはST12aが実行されることによって本発明の「第1目標位相角設定手段」が実現され、ECU400によりステップST9aが実行されることによって本発明の「第2目標位相角設定手段」が実現される。また、ECU400によりステップST7aまたはST11aが実行されることによって本発明の「判断手段」が実現される。
In the second embodiment, step ST6a or ST10a is executed by the
−効果−
第2実施形態では、上記のように、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合に、目標オーバーラップ期間TOPAおよび排気バルブ14の実位相角ExFPAに加えてバルブ振れ角度OSPAを用いて、オーバーラップ期間を増加させる側に変位する吸気バルブ13の目標位相角InTPA3を算出(再計算)するように構成されている。そして、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるオーバーラップ時には、吸気バルブ13の目標位相角として再計算された目標位相角InTPA3を設定するように構成されている。
-Effect-
In the second embodiment, as described above, when the valve timings of the
このように構成することによって、オーバーラップを増加させる側の吸気バルブ13について、第1実施形態に比べてバルブ振れ角度OSPA分だけ小さい目標位相角InTPA3を設定することにより、カム反力によって吸気バルブ13および排気バルブ14が変動したとしても、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制することができる。したがって、内部EGR量が過多になるのを抑制することができる。
With this configuration, the
また、第2実施形態では、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合に、目標オーバーラップ期間TOPAおよび吸気バルブ13の実位相角InFPAに加えてバルブ振れ角度OSPAを用いて、オーバーラップ期間を増加させる側に変位する排気バルブ14の目標位相角ExTPA3を算出(再計算)するように構成されている。そして、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるオーバーラップ時には、排気バルブ14の目標位相角として再計算された目標位相角ExTPA3を設定するように構成されている。
In the second embodiment, when the valve timings of the
このように構成することによって、オーバーラップを増加させる側の排気バルブ14について、第1実施形態に比べてバルブ振れ角度OSPA分だけ小さい目標位相角ExTPA3を設定することにより、カム反力によって吸気バルブ13および排気バルブ14が変動したとしても、実際のオーバーラップ期間FOPAが目標オーバーラップ期間TOPAを超えるのを抑制することができる。したがって、内部EGR量が過多になるのを抑制することができる。
With this configuration, the
また、第2実施形態では、バルブ振れ角度OSPAを考慮してマイナスオーバーラップ時であるか否かを判断することによって、カム反力に起因する吸気バルブ13および排気バルブ14の振れ(変動)によってオーバーラップする可能性がある場合に、オーバーラップ時であると判断することができる。
Further, in the second embodiment, by determining whether or not a negative overlap occurs in consideration of the valve swing angle OSPA, the swing (fluctuation) of the
なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.
(他の実施形態)
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
(Other embodiments)
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
たとえば、第1実施形態では、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、吸気バルブ13の目標位相角としてベースマップ値InTPAを設定し、かつ、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、排気バルブ14の目標位相角としてベースマップ値ExTPAを設定する例を示したが、これに限らず、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、吸気バルブ13の目標位相角としてベースマップ値InTPAを設定すれば、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、排気バルブ14の目標位相角として再計算された目標位相角ExTPA2を設定するようにしてもよい。同様に、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが遅角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、排気バルブ14の目標位相角としてベースマップ値ExTPAを設定すれば、吸気バルブ13および排気バルブ14のバルブタイミングが進角される場合におけるマイナスオーバーラップ時に、吸気バルブ13の目標位相角として再計算された目標位相角InTPA2を設定するようにしてもよい。
For example, in the first embodiment, the base map value InTPA is set as the target phase angle of the
また、第1実施形態では、吸気側VVT機構100inが吸気側OCV200inによって制御される例を示したが、これに限らず、吸気側VVT機構が電動式であってもよい。なお、排気側VVT機構100exについても同様である。 In the first embodiment, the intake side VVT mechanism 100in is controlled by the intake side OCV 200in. However, the present invention is not limited to this, and the intake side VVT mechanism may be electrically operated. The same applies to the exhaust-side VVT mechanism 100ex.
また、第1実施形態では、吸気バルブ13および排気バルブ14の作用角が一定である例を示したが、これに限らず、吸気バルブおよび排気バルブの作用角が可変であってもよい。
In the first embodiment, the working angle of the
また、第1実施形態では、エンジン1の回転速度および負荷率に基づいてベースマップ値を算出する例を示したが、これに限らず、エンジンの回転速度および負荷率に加えて、その他のパラメータを考慮してベースマップ値を算出するようにしてもよい。
In the first embodiment, an example in which the base map value is calculated based on the rotation speed and load factor of the
また、第1実施形態では、吸気バルブ13の目標位相角を再計算した後に、マイナスオーバーラップ時か否かを判断する例を示したが、これに限らず、マイナスオーバーラップ時か否かを判断し、マイナスオーバーラップ時ではない場合に、吸気バルブの目標位相角を再計算するようにしてもよい。すなわち、図4のフローチャートは、一例であってその手順に限定されるものではない。
In the first embodiment, after recalculating the target phase angle of the
また、第1実施形態では、エンジン1が4気筒ガソリンエンジンである例を示したが、これに限らず、エンジンがディーゼルエンジンなどであってもよいし、エンジンの気筒数や形式(V型や水平対向型等)はどのようなものであってもよい。
In the first embodiment, an example in which the
また、第1実施形態では、オイルポンプ19が機械式である例を示したが、これに限らず、オイルポンプが電動式であってもよい。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、吸気バルブ13のベースマップ値InTPAと目標オーバーラップ期間TOPAとに基づいて排気バルブ14のベースマップ値ExTPAが算出される例を示したが、これに限らず、排気バルブのベースマップ値がマップから導出されるようにしてもよい。また、排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とをマップから導出し、その結果を用いて吸気バルブの目標位相角を算出するようにしてもよい。
In the first embodiment, the base map value ExTPA of the
なお、上記した第1実施形態の変形例を第2実施形態に適用してもよい。 Note that a modification of the first embodiment described above may be applied to the second embodiment.
また、第2実施形態では、バルブ振れ角度OSPAが予め設定された値である例を示したが、これに限らず、バルブ振れ角度がエンジンの運転状態に応じて算出される算出値であってもよい。 In the second embodiment, the valve swing angle OSPA is an example of a preset value. However, the present invention is not limited to this, and the valve swing angle is a calculated value calculated according to the operating state of the engine. Also good.
本発明は、吸気側可変バルブタイミング機構および排気側可変バルブタイミング機構を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に利用可能である。 The present invention is applicable to an internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine that includes an intake side variable valve timing mechanism and an exhaust side variable valve timing mechanism.
1 エンジン(内燃機関)
13 吸気バルブ
14 排気バルブ
100in 吸気側VVT機構(吸気側可変バルブタイミング機構)
100ex 排気側VVT機構(排気側可変バルブタイミング機構)
400 ECU(内燃機関の制御装置)
1 engine (internal combustion engine)
13
100ex Exhaust side VVT mechanism (Exhaust side variable valve timing mechanism)
400 ECU (control device for internal combustion engine)
Claims (9)
内燃機関の回転速度および負荷率に基づいて、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とを算出する第1算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、前記目標オーバーラップ期間および前記排気バルブの実位相角に基づいて前記吸気バルブの目標位相角を算出する第2算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、前記排気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定するとともに、前記吸気バルブの目標位相角として前記第2算出手段により算出された値を設定する第1目標位相角設定手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合において、前記排気バルブが閉じてから前記吸気バルブが開くまでの間に前記吸気バルブおよび前記排気バルブの両方が閉状態になるマイナスオーバーラップ時に、前記排気バルブおよび前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定する第2目標位相角設定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine control device comprising an intake side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an intake valve and an exhaust side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an exhaust valve,
First calculation means for calculating a target phase angle and a target overlap period of the intake valve and the exhaust valve based on a rotation speed and a load factor of the internal combustion engine;
Second calculating means for calculating a target phase angle of the intake valve based on the target overlap period and an actual phase angle of the exhaust valve when valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced;
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, the value calculated by the first calculation means is set as the target phase angle of the exhaust valve, and the target phase angle of the intake valve is First target phase angle setting means for setting the value calculated by the second calculation means;
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, minus over, in which both the intake valve and the exhaust valve are closed after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened A control device for an internal combustion engine, comprising: second target phase angle setting means for setting values calculated by the first calculation means as target phase angles of the exhaust valve and the intake valve at the time of lap.
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、前記第1算出手段により算出された吸気バルブの目標位相角と、前記排気バルブの実位相角とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備える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 according to claim 1,
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, a minus overlap is made based on the target phase angle of the intake valve calculated by the first calculation means and the actual phase angle of the exhaust valve. A control device for an internal combustion engine, comprising: determination means for determining whether or not it is time.
前記第2算出手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記目標オーバーラップ期間および前記吸気バルブの実位相角に基づいて前記排気バルブの目標位相角を算出するように構成され、
前記第1目標位相角設定手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記排気バルブの目標位相角として前記第2算出手段により算出された値を設定するとともに、前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定するように構成され、
前記第2目標位相角設定手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、マイナスオーバーラップ時に、前記排気バルブおよび前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定するように構成されている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 according to claim 1 or 2,
The second calculating means calculates a target phase angle of the exhaust valve based on the target overlap period and the actual phase angle of the intake valve when valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. Configured to
The first target phase angle setting means sets a value calculated by the second calculation means as a target phase angle of the exhaust valve when valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. , Configured to set a value calculated by the first calculation means as a target phase angle of the intake valve,
When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, the second target phase angle setting means is the first calculation means as the target phase angle of the exhaust valve and the intake valve at the time of minus overlap. A control device for an internal combustion engine, wherein the control device is configured to set the value calculated by the above.
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記第1算出手段により算出された排気バルブの目標位相角と、前記吸気バルブの実位相角とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備える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 according to claim 3,
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded, a minus overlap is made based on the target phase angle of the exhaust valve calculated by the first calculation means and the actual phase angle of the intake valve. A control device for an internal combustion engine, comprising: determination means for determining whether or not it is time.
前記第2算出手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、前記目標オーバーラップ期間と前記排気バルブの実位相角とバルブ振れ角度とに基づいて前記吸気バルブの目標位相角を算出するように構成されている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 according to claim 1,
When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is advanced, the second calculation means is configured to control the intake valve based on the target overlap period, the actual phase angle of the exhaust valve, and the valve swing angle. An internal combustion engine control apparatus configured to calculate a target phase angle.
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが進角される場合に、前記第1算出手段により算出された吸気バルブの目標位相角と、前記排気バルブの実位相角と、前記バルブ振れ角度とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備える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 according to claim 5,
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are advanced, the target phase angle of the intake valve calculated by the first calculation means, the actual phase angle of the exhaust valve, and the valve swing angle are A control device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit that determines whether or not a negative overlap occurs.
前記第2算出手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記目標オーバーラップ期間と前記吸気バルブの実位相角と前記バルブ振れ角度とに基づいて前記排気バルブの目標位相角を算出するように構成され、
前記第1目標位相角設定手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記排気バルブの目標位相角として前記第2算出手段により算出された値を設定するとともに、前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定するように構成され、
前記第2目標位相角設定手段は、前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、マイナスオーバーラップ時に、前記排気バルブおよび前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定するように構成されている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 according to claim 5 or 6,
When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, the second calculation means is configured to determine the exhaust valve based on the target overlap period, the actual phase angle of the intake valve, and the valve swing angle. Configured to calculate a target phase angle of
The first target phase angle setting means sets a value calculated by the second calculation means as a target phase angle of the exhaust valve when valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded. , Configured to set a value calculated by the first calculation means as a target phase angle of the intake valve,
When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, the second target phase angle setting means is the first calculation means as the target phase angle of the exhaust valve and the intake valve at the time of minus overlap. A control device for an internal combustion engine, wherein the control device is configured to set the value calculated by the above.
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記第1算出手段により算出された排気バルブの目標位相角と、前記吸気バルブの実位相角と、前記バルブ振れ角度とに基づいて、マイナスオーバーラップ時であるか否かを判断する判断手段を備える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 according to claim 7,
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded, the target phase angle of the exhaust valve calculated by the first calculation means, the actual phase angle of the intake valve, and the valve swing angle A control device for an internal combustion engine, comprising: a determination unit that determines whether or not a negative overlap occurs.
内燃機関の回転速度および負荷率に基づいて、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの目標位相角と目標オーバーラップ期間とを算出する第1算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記目標オーバーラップ期間および前記吸気バルブの実位相角に基づいて前記排気バルブの目標位相角を算出する第2算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合に、前記排気バルブの目標位相角として前記第2算出手段により算出された値を設定するとともに、前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定する第1目標位相角設定手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブのバルブタイミングが遅角される場合において、前記排気バルブが閉じてから前記吸気バルブが開くまでの間に前記吸気バルブおよび前記排気バルブの両方が閉状態になるマイナスオーバーラップ時に、前記排気バルブおよび前記吸気バルブの目標位相角として前記第1算出手段により算出された値を設定する第2目標位相角設定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine control device comprising an intake side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an intake valve and an exhaust side variable valve timing mechanism that varies a valve timing of an exhaust valve,
First calculation means for calculating a target phase angle and a target overlap period of the intake valve and the exhaust valve based on a rotation speed and a load factor of the internal combustion engine;
Second calculating means for calculating a target phase angle of the exhaust valve based on the target overlap period and an actual phase angle of the intake valve when valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded;
When the valve timings of the intake valve and the exhaust valve are retarded, a value calculated by the second calculation means is set as the target phase angle of the exhaust valve, and the target phase angle of the intake valve is First target phase angle setting means for setting the value calculated by the first calculation means;
When the valve timing of the intake valve and the exhaust valve is retarded, minus over which both the intake valve and the exhaust valve are closed after the exhaust valve is closed and before the intake valve is opened A control device for an internal combustion engine, comprising: second target phase angle setting means for setting values calculated by the first calculation means as target phase angles of the exhaust valve and the intake valve at the time of lap.
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