JP4534705B2 - Intake control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関のシリンダ内に吸入される吸入空気量を制御する吸気制御装置に関し、特に、吸気弁のバルブリフト特性の可変制御によって吸入空気量の制御を達成するようにした内燃機関の吸気制御装置に関する。 The present invention relates to an intake air control device that controls an intake air amount sucked into a cylinder of an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine that achieves control of an intake air amount by variable control of valve lift characteristics of an intake valve. The present invention relates to an intake control device.
ガソリン機関においては、一般に吸気通路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を制御しているが、良く知られているように、この種の方式では、特にスロットル弁開度の小さな中低負荷時におけるポンピングロスが大きい、という問題がある。これに対し、吸気弁の開閉時期やリフト量を変化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御しようとする試みが以前からなされており、この技術を利用して、ディーゼル機関と同様に吸気系にスロットル弁を具備しないいわゆるスロットルレスの構成を実現することが提案されている。 In a gasoline engine, the intake air amount is generally controlled by controlling the opening of a throttle valve provided in the intake passage. As is well known, this type of system has a particularly small throttle valve opening. There is a problem that the pumping loss is large at low load. On the other hand, attempts have been made to control the intake air amount without depending on the throttle valve by changing the opening / closing timing of the intake valve and the lift amount. Similarly, it has been proposed to realize a so-called throttle-less configuration in which the intake system is not equipped with a throttle valve.
特許文献1には、本出願人が先に提案した吸気弁のリフト量および作動角さらにはそのリフトの中心角を連続的に可変制御し得る可変動弁機構が開示されている。この種の可変動弁機構によれば、上述のように、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。
ところで、上記のように、2つの可変動弁機構を備え、機関運転状態に応じて吸気弁の作動角およびその中心角を互いに独立して可変制御する場合、要求トルクを実現し得る作動角と中心角との組み合わせは無数にあるが、通常は、その中で、燃費が最良となるように、各目標トルクに対し、目標作動角および目標中心角が設定されている。一般に、バルブリフトの中心角を上死点寄りの進角側に設定することで、内部排気還流が増大してポンプロスが低減する。つまり、燃費を向上させるためには、中心角をなるべく進角側に設定することが望ましい。 By the way, as described above, when two variable valve mechanisms are provided and the operating angle of the intake valve and the central angle thereof are variably controlled independently of each other according to the engine operating state, the operating angle capable of realizing the required torque There are an infinite number of combinations with the central angle, but usually the target operating angle and the target central angle are set for each target torque so that the fuel efficiency is the best. Generally, by setting the central angle of the valve lift to the advance side closer to the top dead center, the internal exhaust gas recirculation is increased and the pump loss is reduced. That is, in order to improve fuel efficiency, it is desirable to set the center angle as far as possible.
しかしながら、各目標トルクに対し、中心角がなるべく進角側となるように、目標作動角および目標中心角を設定したとすると、例えば、低負荷域から高負荷域まで加速したときに、概略の傾向として、中心角を進角側に保ちつつ作動角が優先的に増加し、作動角がある大きさとなった後に、中心角が遅角するような挙動を示すことになる。 However, if the target operating angle and the target central angle are set so that the central angle is as advanced as possible for each target torque, for example, when accelerating from a low load range to a high load range, As a tendency, the operation angle increases preferentially while keeping the central angle on the advance side, and after the operation angle becomes a certain size, the behavior is such that the center angle is retarded.
従って、極端に言えば、2つの可変動弁機構が1つずつ順番に動くような形となり、しかも、実際には、運転状態が急に変化する過渡時に、2つの可変動弁機構がそれぞれ目標値に対しある程度の遅れをもって作動することから、トルク応答性が低くなる問題がある。 Therefore, in an extreme case, the two variable valve mechanisms move in order one by one, and in reality, the two variable valve mechanisms are each set at the time of a transient when the operating state changes suddenly. There is a problem that the torque response becomes low because it operates with a certain delay with respect to the value.
この発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第1可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第2可変動弁機構と、目標トルクに応じて上記第1可変動弁機構および上記第2可変動弁機構を制御する可変動弁制御手段と、を備えており、これら2つの可変動弁機構により実現される吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が行われる。 An intake control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a first variable valve mechanism that can continuously change the operating angle of the intake valve of the internal combustion engine, and a second variable valve that can continuously change the central angle of the operating angle. A variable valve mechanism, and variable valve control means for controlling the first variable valve mechanism and the second variable valve mechanism in accordance with a target torque, which are realized by these two variable valve mechanisms. The intake air amount is controlled by the lift characteristics of the intake valve.
そして、本発明では、上記可変動弁制御手段は、目標トルクに対し、燃費を重視した特性の目標作動角および目標中心角の設定と、トルク応答性を重視した特性の目標作動角および目標中心角の設定と、を含む少なくとも2つの設定を備えており、切換手段により選択された特性の設定に沿って、第1,第2可変動弁機構をそれぞれ制御するようになっている。 In the present invention, the variable valve control means is configured to set a target operating angle and a target center angle with a focus on fuel efficiency and a target operating angle and a target center with a focus on torque response with respect to the target torque. At least two settings including a corner setting are provided, and the first and second variable valve mechanisms are controlled in accordance with the setting of the characteristic selected by the switching means.
一般に、燃費を重視した特性つまり燃費重視モードでは、トルク応答性を重視した特性つまり応答性重視モードに比較して、同一目標トルクについて、中心角がより進角側に設定される。これにより、内部排気還流が増大してポンプロスが低減する。 In general, in the fuel efficiency-oriented characteristic, that is, the fuel efficiency-oriented mode, the central angle is set to be more advanced with respect to the same target torque than in the characteristic that emphasizes torque response, that is, the responsiveness-oriented mode. Thereby, internal exhaust gas recirculation increases and a pump loss reduces.
上記切換手段は、例えば、運転者により操作されるモード選択スイッチから構成される。 The switching means includes, for example, a mode selection switch operated by the driver.
あるいは、上記切換手段は、運転者のアクセル操作の変化から、適した運転モードを判別して、モードの切換を自動的に行うように構成することができる。例えば、アクセル操作が比較的緩やかに繰り返される場合には、燃費重視モードとし、急激なアクセル操作が行われる場合には、応答性重視モードとする。 Alternatively, the switching means can be configured to automatically switch modes by determining a suitable driving mode from a change in the driver's accelerator operation. For example, when the accelerator operation is repeated relatively slowly, the fuel consumption priority mode is selected, and when the accelerator operation is performed rapidly, the responsiveness priority mode is selected.
本発明の一つの態様では、目標トルクがある範囲で増加する加速時に、燃費を重視した特性では、中心角を進角側に保ちつつ作動角が優先的に増加し、その後、中心角が遅角するように、それぞれの目標値が設定されている。 In one aspect of the present invention, when the target torque is increased within a certain range, the operating angle is preferentially increased while maintaining the center angle at the advanced angle side, and the center angle is then delayed in the characteristics that emphasize fuel efficiency. Each target value is set so as to make an angle.
また、本発明の一つの態様では、目標トルクがある範囲で増加する加速時に、トルク応答性を重視した特性では、中心角を燃費を重視した特性よりも遅角側に保ちつつ、主に作動角が増加するように、それぞれの目標値が設定されている。 Also, in one aspect of the present invention, during acceleration in which the target torque increases within a certain range, the characteristic that emphasizes torque responsiveness mainly operates while keeping the center angle on the retard side than the characteristic that emphasizes fuel efficiency. Each target value is set so that the angle increases.
また、他の態様では、目標トルクがある範囲で増加する加速時に、トルク応答性を重視した特性では、中心角の遅角と作動角の増加とが、各可変動弁機構の応答速度に沿って同時に生じるように、それぞれの目標値が設定されている。 Further, in another aspect, in acceleration characteristics in which the target torque increases within a certain range, in the characteristics in which torque response is emphasized, the delay of the central angle and the increase of the operating angle follow the response speed of each variable valve mechanism. Each target value is set to occur simultaneously.
この発明によれば、吸気弁の作動角および中心角の制御を、燃費を重視した特性とトルク応答性を重視した特性とに選択的に切り換えることができ、状況に応じて、燃費の向上ならびにトルク応答性の向上を達成することができる。 According to the present invention, the control of the operating angle and the central angle of the intake valve can be selectively switched between a characteristic that emphasizes fuel consumption and a characteristic that emphasizes torque response, and according to the situation, An improvement in torque response can be achieved.
図1は、この発明に係る内燃機関の吸気制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、内燃機関1は、吸気弁3と排気弁4とを有し、かつ吸気弁3の動弁機構として、吸気弁3のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小させることが可能な第1可変動弁機構(VEL)5および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第2可変動弁機構(VTC)6を備えている。また、吸気通路7には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される負圧制御弁2が設けられている。ここで、上記負圧制御弁2は、吸気通路7内に、ブローバイガスの処理などのために必要な僅かな負圧(例えば−50mmHg)を発生させるために用いられており、吸入吸気量の調整は、基本的に、上記第1、第2可変動弁機構5、6により吸気弁3のリフト特性を変更することで行われる。
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing the system configuration of an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention. The
より詳しくは、低負荷側の領域(第1の領域)では、吸入負圧が一定(例えば−50mmHg)となるように負圧制御弁2の開度(目標開度tTVO)が制御される。そして、この一定の負圧を発生させながらリフト特性の変更で実現できる最大負荷を要求負荷が超える高負荷側の領域(第2の領域)では、その限界となる点のリフト特性に固定され、負荷、例えばアクセル開度APOの増加に伴い、負圧制御弁2の開度がさらに増加する。つまり、ある負荷までは比較的弱い吸入負圧を維持しつつ吸気弁3のリフト特性を変更することで吸入空気量の調整が行われ、全開領域に近い高負荷側の領域では、吸入負圧を減少させることによって、吸入空気量の調整が行われる。
More specifically, in the low load side region (first region), the opening degree (target opening degree tTVO) of the negative
これらの第1、第2可変動弁機構5、6および負圧制御弁2は、コントロールユニット10によって制御されている。
The first and second variable valve mechanisms 5 and 6 and the negative
また、燃料噴射弁8が吸気通路7に配置されており、上記のように吸気弁3もしくは負圧制御弁2により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁8から噴射される。従って、内燃機関1の出力は、第1の領域では、第1、第2可変動弁機構5、6により吸入空気量を調整することによって制御され、第2の領域では、負圧制御弁2により吸入空気量を調整することによって制御される。
A fuel injection valve 8 is disposed in the
上記のコントロールユニット10は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル角度センサ11からのアクセル開度信号APOと、エンジン回転数センサ12からのエンジン回転数信号Neと、吸入空気量センサ13からの吸入空気量信号と、を受け取り、これらの信号に基づいて、燃料噴射量、点火時期、負圧制御弁目標開度(開度目標値)、第1可変動弁機構目標角度(作動角目標値)、第2可変動弁機構目標角度(中心角目標値)をそれぞれ演算する。そして、要求の燃料噴射量および点火時期を実現するように燃料噴射弁8および点火プラグ9を制御するとともに、負圧制御弁目標開度、第1可変動弁機構目標角度、第2可変動弁機構目標角度を実現するための制御信号を、負圧制御弁2のアクチュエータ、第1可変動弁機構5のアクチュエータおよび第2可変動弁機構6のアクチュエータへ、それぞれ出力する。なお、上記第1可変動弁機構5および第2可変動弁機構6は、その機械的な構成は公知であり、例えば上述した特許文献1に記載の装置と同様の構成を有している。従って、その詳細な説明は省略する。
The
図2は、上記実施例の構成において、第1可変動弁機構目標角度tVEL、第2可変動弁機構目標角度tVTCおよび負圧制御弁目標開度tTVOを算出する処理の概略的なフローチャートである。まず、アクセル開度APOとエンジン回転数Neを読み込み(ステップ11)、これらから定まる要求トルクに応じて、負圧制御弁目標開度tTVO、第1可変動弁機構目標角度tVEL、第2可変動弁機構目標角度tVTC、を、ステップ12〜14でそれぞれ算出する。
FIG. 2 is a schematic flowchart of processing for calculating the first variable valve mechanism target angle tVEL, the second variable valve mechanism target angle tVTC, and the negative pressure control valve target opening tTVO in the configuration of the above embodiment. . First, the accelerator opening APO and the engine speed Ne are read (step 11), and the negative pressure control valve target opening tTVO, the first variable valve mechanism target angle tVEL, and the second variable movement are determined according to the required torque determined from them. The valve mechanism target angle tVTC is calculated in
ここで、本実施例では、吸気弁リフト特性の制御モードとして、燃費を重視した特性の燃費重視モードと、トルク応答性を重視した特性の応答性重視モードと、を備えている。 In this embodiment, the control mode of the intake valve lift characteristic includes a fuel efficiency priority mode with a focus on fuel efficiency and a response sensitivity priority mode with a focus on torque response.
図3は、燃費重視モードの特性を概略的に示したものであり、低〜中負荷領域においては、燃費向上のために、中心角を上死点寄り(VTC設定値:大)とし、内部排気還流を促進するとともに、作動角はトルク要求に応じて徐々に大作動角(VEL設定値:大)側にする。上述した第1の領域内では、吸気負圧(Boost)を所定値に保つように、負圧制御弁開度TVOは、通常エンジン(可変動弁機構ではなくスロットル弁開度で吸入空気量を制御するもの:図中にStd-Engとして示す)の特性に比較して、開き気味の特性となる。また中〜高負荷領域においては、トルク確保のために、中心角を下死点寄り(VTC設定値:小)とし、内部排気還流を減少させるとともに、作動角は大作動角(VEL設定値:大)側で一定とする。上述した第2の領域つまりバルブリフト特性の操作によって空気量が増加しない高負荷領域に達したら、バルブリフト特性はその状態で固定され、吸気負圧(Boost)を減少させてトルクを発生させるように、負圧制御弁開度TVOが通常エンジンと同様に開いていくことになる。 FIG. 3 schematically shows the characteristics of the fuel efficiency mode. In the low to medium load region, the center angle is set close to top dead center (VTC setting value: large) to improve fuel efficiency, and the internal While promoting exhaust gas recirculation, the operating angle is gradually set to the large operating angle (VEL set value: large) side according to the torque demand. In the first region described above, the negative pressure control valve opening TVO is set to a normal engine (not a variable valve mechanism, but a throttle valve opening to control the intake air amount so as to keep the intake negative pressure (Boost) at a predetermined value. Compared to the characteristics of the item to be controlled (shown as Std-Eng in the figure), the characteristics are slightly open. In the middle to high load range, in order to ensure torque, the center angle is set to be close to the bottom dead center (VTC set value: small), the internal exhaust gas recirculation is reduced, and the operating angle is set to a large operating angle (VEL set value: Constant on the large side. When reaching the second region, that is, the high load region where the air amount does not increase by the operation of the valve lift characteristic, the valve lift characteristic is fixed in that state, and the negative intake pressure (Boost) is decreased to generate torque. In addition, the negative pressure control valve opening TVO opens in the same manner as the normal engine.
これにより、アクセル開度APOの増加に対して、バルブリフト特性は、概略、図4に矢印で示すように変化する。つまり、初期に作動角(リフト・作動角)が増加し、作動角が十分に大きくなった後に、そのまま徐々に遅角する。 As a result, the valve lift characteristic changes roughly as shown by the arrow in FIG. 4 as the accelerator opening APO increases. That is, the operating angle (lift / operating angle) increases in the initial stage, and after the operating angle has become sufficiently large, the angle is gradually retarded.
図5は、応答性重視モードの特性の一例を概略的に示したものであり、この場合、低負荷側でも中心角は比較的遅角側つまり下死点寄り(VTC設定値:小)となっており、この状態からアクセル開度APOが増加すると、中心角は変化させずに、作動角のみを徐々に大作動角(VEL設定値:大)とする。 FIG. 5 schematically shows an example of the characteristic of the responsiveness emphasis mode. In this case, the center angle is relatively retarded, that is, near the bottom dead center (VTC setting value: small) even on the low load side. When the accelerator opening APO increases from this state, the central angle is not changed, and only the operating angle is gradually increased to a large operating angle (VEL set value: large).
これにより、アクセル開度APOの増加に対して、バルブリフト特性は、概略、図6に矢印で示すように変化する。つまり、中心角が一定のまま、作動角(リフト・作動角)が増加する。 Thereby, the valve lift characteristic changes roughly as shown by the arrow in FIG. 6 with respect to the increase in the accelerator opening APO. That is, the operating angle (lift / operating angle) increases while the central angle remains constant.
図7は、応答性重視モードの特性の異なる例を概略的に示したものであり、この場合、低負荷側からアクセル開度APOが増加すると、中心角を遅角側つまり下死点寄り(VTC設定値:小)へ徐々に変化させると同時に、作動角を徐々に大作動角(VEL設定値:大)とする。 FIG. 7 schematically shows an example of different characteristics of the responsiveness emphasis mode. In this case, when the accelerator opening APO is increased from the low load side, the center angle is set to the retarded side, that is, near the bottom dead center ( At the same time, the operating angle is gradually changed to a large operating angle (VEL set value: large).
これにより、アクセル開度APOの増加に対して、バルブリフト特性は、概略、図8に矢印で示すように変化する。つまり、中心角が遅角しつつ作動角(リフト・作動角)が増加する。 As a result, the valve lift characteristic changes roughly as shown by the arrow in FIG. 8 as the accelerator opening APO increases. That is, the operating angle (lift / operating angle) increases while the central angle is retarded.
図9〜図11は、上記の各モードにおける過渡時(加速時)における吸気弁の最大リフト点(換言すれば中心角におけるリフト)の推移(変化の軌跡)を、発生トルクとともに示した説明図であって、図の横軸が中心角VTC、縦軸が作動角(換言すればリフト)VELを示し、両者の組み合わせとして最大リフト点が定まる。そして、この最大リフト点は、体積効率ひいてはトルクに相関する。なお、発生トルクは等高線状に示されているが、図示した範囲では、図の右上側が高負荷側つまりトルクが大となる。 FIGS. 9 to 11 are explanatory diagrams showing the transition (change locus) of the maximum lift point (in other words, lift at the central angle) of the intake valve at the time of transition (acceleration) in each of the above modes, along with the generated torque. In the drawing, the horizontal axis indicates the center angle VTC, the vertical axis indicates the operating angle (in other words, lift) VEL, and the maximum lift point is determined as a combination of both. This maximum lift point correlates with volumetric efficiency and thus torque. The generated torque is shown as contour lines, but in the illustrated range, the upper right side of the figure is the high load side, that is, the torque is large.
図3,4で説明した燃費重視モードの設定では、加速走行時に、最大リフト点は、図9〜図11の符号M1で示すL字形の折れ線のように推移する。つまり、最大リフト点をなるべく進角側に保ちつつ先ずリフト・作動角が主に増加し、次いで、遅角側へ徐々に移動する。これにより、内部排気還流が大となり、ポンピングロス低減による燃費向上が図れる。これに対し、図5,6で説明した応答性重視モードの第1の例では、加速走行時に、最大リフト点は、図9の符号M2で示す直線のように変化する。この場合には、第2可変動弁機構6のみが駆動され、かつ等トルク線の勾配が急激な箇所で作動角が増加するため、高いトルク応答性が得られる。 In the setting of the fuel efficiency mode described with reference to FIGS. 3 and 4, the maximum lift point changes like an L-shaped broken line indicated by reference numeral M1 in FIGS. That is, while the maximum lift point is kept as close to the advance side as possible, the lift / operation angle first increases mainly, and then gradually moves toward the retard side. As a result, the internal exhaust gas recirculation becomes large, and the fuel efficiency can be improved by reducing the pumping loss. On the other hand, in the first example of the responsiveness-oriented mode described with reference to FIGS. 5 and 6, the maximum lift point changes like a straight line indicated by reference numeral M2 in FIG. 9 during acceleration traveling. In this case, only the second variable valve mechanism 6 is driven, and the operating angle increases at a portion where the gradient of the isotorque line is steep, so that high torque response is obtained.
また、図7,8で説明した応答性重視モードの第2の例では、加速走行時に、最大リフト点は、図10,11の符号M2,M3で示す直線のように変化する。つまり、この場合、第1可変動弁機構5と第2可変動弁機構6とが同時に駆動され、作動角と中心角とが同時に変化するが、中心角目標値の遅角側への変化と作動角目標値の増加とが、各可変動弁機構5,6の応答速度を考慮して設定されている。図10の特性M2は、第1可変動弁機構5の応答速度が比較的速く、かつ第2可変動弁機構6の応答速度が比較的遅い場合に好適な例であり、図示するように第2可変動弁機構6の目標値はあまり変化しないので、高いトルク応答性が得られる。図11の特性M3は、逆に、第1可変動弁機構5の応答速度が比較的遅く、かつ第2可変動弁機構6の応答速度が比較的速い場合に好適な例であり、図示するように第2可変動弁機構6の目標値は図10よりも大きく変化するが、実際の中心角の変化が実際の作動角の変化に対応したものとなるので、高いトルク応答性が得られる。 In the second example of the responsiveness-oriented mode described with reference to FIGS. 7 and 8, the maximum lift point changes like the straight lines indicated by reference numerals M2 and M3 in FIGS. That is, in this case, the first variable valve mechanism 5 and the second variable valve mechanism 6 are driven at the same time, and the operating angle and the central angle change at the same time. The increase of the operating angle target value is set in consideration of the response speeds of the variable valve mechanisms 5 and 6. The characteristic M2 in FIG. 10 is an example suitable when the response speed of the first variable valve mechanism 5 is relatively fast and the response speed of the second variable valve mechanism 6 is relatively slow. Since the target value of the two variable valve mechanism 6 does not change much, high torque responsiveness can be obtained. On the contrary, the characteristic M3 in FIG. 11 is an example suitable for the case where the response speed of the first variable valve mechanism 5 is relatively slow and the response speed of the second variable valve mechanism 6 is relatively fast. As described above, the target value of the second variable valve mechanism 6 changes more greatly than in FIG. 10, but since the actual change in the central angle corresponds to the change in the actual operating angle, high torque response is obtained. .
次に、図12は、上記コントロールユニット10による吸入空気量制御の内容を機能ブロック図として示したものであり、燃費重視モード目標値演算部B2では、上述したような燃費を重視した特性でもって、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとに基づいて、負圧制御弁2の目標値である負圧制御弁目標開度tTVOと、第1可変動弁機構5の目標値である目標作動角tVELと、第2可変動弁機構6の目標値である目標中心角tVTCと、を算出する。これは、具体的には、図13に示すように、それぞれ、アクセル開度APOと回転速度Neとをパラメータとして対応する値を割り付けたマップからなる、目標開度算出部B11、目標作動角算出部B12、目標中心角算出部B13、から構成される。図14は、目標開度算出部B11のTVOマップの一例を示し、図15は、目標作動角算出部B12の作動角マップの一例を示し、図16は、目標中心角算出部B13の中心角マップの一例を示す。
Next, FIG. 12 shows the content of intake air amount control by the
また、応答性重視モード目標値演算部B3では、上述したようなトルク応答性を重視した特性でもって、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとに基づいて、負圧制御弁目標開度tTVOと、目標作動角tVELと、目標中心角tVTCと、を算出する。これは、図13で説明したものと同様の3つのマップからなる、目標開度算出部、目標作動角算出部、目標中心角算出部、から構成される。そして、目標値選択部B4において、運転者により操作されるモード選択スイッチB1の入力に基づき、燃費重視モード目標値演算部B2もしくは応答性重視モード目標値演算部B3のいずれかの目標値が選択され、かつ、負圧制御弁2および第1,第2可変動弁機構5,6のアクチュエータへそれぞれ出力される。
Further, in the responsiveness-oriented mode target value calculation unit B3, the negative pressure control valve target opening tTVO is determined based on the accelerator opening APO and the engine speed Ne with the characteristics that emphasize torque responsiveness as described above. The target operating angle tVEL and the target center angle tVTC are calculated. This is composed of a target opening degree calculation unit, a target operating angle calculation unit, and a target center angle calculation unit, which are composed of three maps similar to those described in FIG. Then, in the target value selection unit B4, based on the input of the mode selection switch B1 operated by the driver, one of the target values of the fuel efficiency priority mode target value calculation unit B2 or the responsiveness priority mode target value calculation unit B3 is selected. And output to the negative
応答性重視モード目標値演算部B3に含まれる3つのマップは、当然のことながら、トルク応答性を重視した特性に設定されている。図17は、目標開度算出部のTVOマップの一例を示し、図18は、目標作動角算出部の作動角マップの一例を示し、図19は、目標中心角算出部の中心角マップの一例を示す。これらは、図5,6で説明した応答性重視モードの第1の例のものである。図20〜図22は、図7,8で説明した応答性重視モードの第2の例の場合の、TVOマップ、作動角マップ、中心角マップ、をそれぞれ示している。 As a matter of course, the three maps included in the responsiveness emphasis mode target value calculation unit B3 are set to characteristics emphasizing torque responsiveness. FIG. 17 shows an example of the TVO map of the target opening calculation unit, FIG. 18 shows an example of the operation angle map of the target operation angle calculation unit, and FIG. 19 shows an example of the center angle map of the target center angle calculation unit. Indicates. These are those of the first example of the responsiveness importance mode described with reference to FIGS. 20 to 22 show a TVO map, an operation angle map, and a center angle map in the case of the second example of the responsiveness importance mode described with reference to FIGS.
次に、図23および図24は、上記実施例の吸気制御装置の加速時の動作(但しエンジン回転数は一定とする)を示した説明図であって、アクセル開度APOがステップ的に増加した場合の作動角VELおよび中心角VTCの変化をエンジントルクTeの変化とともに示している。図23は、燃費重視モードの場合の例を示し、図24は、応答性重視モードの場合の例、特に作動角VELと中心角VTCとが同時に変化する例を示す。いずれの場合も、作動角VELや中心角VTCの目標値が実線で示すように変化するのに対し、実際の値は、それぞれの機構の応答速度により、破線で示すように遅れて変化する。なお、図24には、燃費重視モードの場合の実値の特性を比較のために一点鎖線でもって記載してある。この図24から明らかなように、応答性重視モードの場合には、初期の中心角VTCが遅角側にあるので、同じ作動角VELの変化量に対するトルクの感度が高くなり、しかも、中心角VTCの変化量が燃費重視モードのときよりも小さいことから、トルクの収束が早くなり、従って、燃費重視モードよりもトルク応答性が高く得られる。 Next, FIG. 23 and FIG. 24 are explanatory views showing the operation at the time of acceleration of the intake control device of the above embodiment (however, the engine speed is constant), and the accelerator opening APO increases stepwise. The change of the operating angle VEL and the center angle VTC in the case of having performed is shown with the change of the engine torque Te. FIG. 23 shows an example in the case of the fuel efficiency emphasis mode, and FIG. 24 shows an example in the case of the responsiveness emphasis mode, particularly an example in which the operating angle VEL and the center angle VTC change simultaneously. In either case, the target values of the operating angle VEL and the central angle VTC change as shown by solid lines, whereas the actual values change with a delay as shown by broken lines depending on the response speed of each mechanism. In FIG. 24, the characteristics of the actual values in the fuel consumption priority mode are shown with a one-dot chain line for comparison. As is apparent from FIG. 24, in the response-oriented mode, the initial center angle VTC is on the retard side, so that the torque sensitivity to the change amount of the same operating angle VEL is increased, and the center angle Since the amount of change in VTC is smaller than that in the fuel economy priority mode, the torque converges faster, and therefore torque response is higher than in the fuel efficiency priority mode.
次に、図25は、モードの切換を自動的に行うようにした第2の実施例の内容を機能ブロック図として示したものであり、燃費重視モード目標値演算部B2、応答性重視モード目標値演算部B3は、前述した図12のものと特に変わりがない。つまり、燃費重視モード目標値演算部B2では、燃費を重視した特性でもって、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとに基づいて、負圧制御弁目標開度tTVOと目標作動角tVELと目標中心角tVTCとを算出し、応答性重視モード目標値演算部B3では、応答性を重視した特性でもって、同様に、負圧制御弁目標開度tTVOと目標作動角tVELと目標中心角tVTCとを算出する。そして、本実施例では、運転状態判定部B21によって、アクセル開度APOの変化の態様(絶対値、変化速度、変化量、等)に基づき、燃費重視モードが適しているか応答性重視モードが適しているかの判定を行い、この判定に従って、目標値選択部B4において、燃費重視モード目標値演算部B2もしくは応答性重視モード目標値演算部B3のいずれかの目標値が選択される。なお、上記の2つのモードが頻繁に切り換わることは運転性の上で好ましくないので、適宜なヒステリシスを付与することが望ましい。 Next, FIG. 25 is a functional block diagram showing the contents of the second embodiment in which the mode is automatically switched. The fuel efficiency emphasis mode target value calculation unit B2, the responsiveness emphasis mode target. The value calculation unit B3 is not particularly different from that in FIG. In other words, the fuel efficiency-oriented mode target value calculation unit B2 has characteristics that place importance on fuel efficiency, and based on the accelerator opening APO and the engine speed Ne, the negative pressure control valve target opening tTVO, the target operating angle tVEL, and the target center The angle tVTC is calculated, and the responsiveness-oriented mode target value calculation unit B3 similarly calculates the negative pressure control valve target opening tTVO, the target operating angle tVEL, and the target central angle tVTC with characteristics that emphasize responsiveness. calculate. In the present embodiment, the driving state determination unit B21 determines whether the fuel efficiency priority mode is appropriate or the responsiveness priority mode is appropriate based on the change mode (absolute value, change speed, change amount, etc.) of the accelerator opening APO. In accordance with this determination, the target value selection unit B4 selects the target value of either the fuel efficiency-oriented mode target value calculation unit B2 or the responsiveness-oriented mode target value calculation unit B3. Note that frequent switching between the above two modes is not preferable in terms of drivability, so it is desirable to provide appropriate hysteresis.
2…負圧制御弁
5…第1可変動弁機構
6…第2可変動弁機構
10…コントロールユニット
11…アクセル開度センサ
2 ... Negative pressure control valve 5 ... First variable valve mechanism 6 ... Second
Claims (6)
上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第2可変動弁機構と、
目標トルクに応じて上記第1可変動弁機構および上記第2可変動弁機構を制御する可変動弁制御手段と、
を備えた内燃機関の吸気制御装置において、
上記可変動弁制御手段は、目標トルクに対し、燃費を重視した特性の目標作動角および目標中心角の設定と、トルク応答性を重視した特性の目標作動角および目標中心角の設定と、を含む少なくとも2つの設定を備えており、切換手段により選択された特性の設定に沿って第1,第2可変動弁機構を制御するように構成され、
低負荷域から目標トルクが増加する加速時に、燃費を重視した特性では、中心角を進角側に保ちつつ作動角が優先的に増加し、その後、中心角が遅角するように、それぞれの目標値が設定されていることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 A first variable valve mechanism capable of continuously changing the operating angle of the intake valve of the internal combustion engine;
A second variable valve mechanism capable of continuously changing the central angle of the operating angle;
Variable valve control means for controlling the first variable valve mechanism and the second variable valve mechanism according to a target torque;
An intake control device for an internal combustion engine comprising:
The variable valve control means is configured to set a target operating angle and a target central angle with characteristics focusing on fuel efficiency and a target operating angle and a target central angle with characteristics focusing on torque responsiveness. Comprising at least two settings including, and configured to control the first and second variable valve mechanisms in accordance with the setting of the characteristic selected by the switching means,
During acceleration of the target torque is increased from a low load region, a characteristic that emphasizes fuel efficiency, increased central angle advance side to the operating angle is preferentially while keeping, then, as the center angle is retarded, respectively An intake control device for an internal combustion engine, characterized in that a target value is set.
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