JP2956340B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection control device for internal combustion engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に係り、特に可変バルブタイミング装置を備えると
共に、吸入空気量を予測して燃料噴射量を制御する内燃
機関の燃料噴射制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection control device for an internal combustion engine which has a variable valve timing device and controls the fuel injection amount by predicting an intake air amount. .
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射量を決定する吸入空
気量については、吸気管圧力センサやエアフローメータ
等のセンサにて検出されたセンサ値をそのまま使用する
方法が一般的に知られている。しかしながらこの方法に
よると、例えばアクセルを踏み込んだスロットル急開時
等の過渡運転時には、センサの検出遅れ等によりセンサ
値自体が実際の値からずれてしまうため、過渡運転時の
空燃比を正確に制御することが困難であった。そこで上
記問題点を解決するために、近年、スロットル開度TA
と機関回転数NEとから、吸入空気量を予測する技術が
開発され周知とされている。この予測吸入空気量GNF
WDの算出方法については後で詳述するが、スロットル
開度TAと機関回転数NEとをパラメータとした2次元
マップよりGNTA(TA,NEで決まる定常時の吸入
空気量)を求め、このGNTAに対して所定の演算を行
ってGNFWDを求めることを基本としている。そして
このGNFWDによれば、実際に吸入された吸入空気量
が遅れなしで常に正確に求められるため、上記過渡運転
時においても空燃比を正確に制御することができるよう
になる。2. Description of the Related Art A method is generally known in which a sensor value detected by a sensor such as an intake pipe pressure sensor or an air flow meter is directly used as an intake air amount for determining a fuel injection amount of an internal combustion engine. . However, according to this method, for example, during transient operation such as when the throttle is suddenly depressed with the accelerator pedal depressed, the sensor value itself deviates from the actual value due to sensor detection delay, etc., so that the air-fuel ratio during transient operation is accurately controlled. It was difficult to do. Therefore, in order to solve the above problem, in recent years, the throttle opening TA
A technology for predicting the intake air amount from the engine speed NE and the engine speed NE has been developed and is well known. This predicted intake air amount GNF
The method of calculating WD will be described in detail later. GNTA (a steady-state intake air amount determined by TA and NE) is obtained from a two-dimensional map using the throttle opening TA and the engine speed NE as parameters. Is basically determined by performing a predetermined operation on GNFWD. According to GNFWD, the amount of intake air actually taken in is always accurately obtained without delay, so that the air-fuel ratio can be accurately controlled even during the transient operation.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】吸気バルブのバルブタ
イミングを変化せしめる可変バルブタイミング装置(以
下、VVTという)を備えている内燃機関では、スロッ
トル開度TAと機関回転数NEとが同一条件であって
も、吸気バルブのバルブタイミングの変化によって実際
の吸入空気量が変化する。一方、上記予測吸入空気量G
NFWDは上記の如くTAとNEの値からGNTAを介
して一義的に算出されるため、TAとNEとが同一条件
である場合には1つの予測吸入空気量GNFWDが算出
されるのみである。従って、VVT付内燃機関の場合に
は、特定のバルブタイミングを除いては予測吸入空気量
GNFWDが実際の吸入空気量から外れてしまうため、
予測吸入空気量GNFWDを採用しても過渡運転時にお
いて空燃比を正確に制御することができないという問題
が生じていた。In an internal combustion engine provided with a variable valve timing device (hereinafter referred to as VVT) for changing the valve timing of an intake valve, the throttle opening degree TA and the engine speed NE are the same. However, the actual intake air amount changes due to a change in the valve timing of the intake valve. On the other hand, the predicted intake air amount G
Since NFWD is uniquely calculated from the values of TA and NE via GNTA as described above, only one predicted intake air amount GNFWD is calculated when TA and NE are the same. Therefore, in the case of the internal combustion engine with VVT, the predicted intake air amount GNFWD deviates from the actual intake air amount except for a specific valve timing.
Even when the estimated intake air amount GNFWD is employed, there has been a problem that the air-fuel ratio cannot be accurately controlled during the transient operation.
【0004】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、VVT付内燃機関において、バルブタイミングに
係わらず常に正確な吸入空気量を求めることにより、過
渡運転時においても空燃比を正確に制御しうる内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and in an internal combustion engine with a VVT, an air-fuel ratio can be accurately controlled even during a transient operation by always obtaining an accurate intake air amount regardless of valve timing. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】図1は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図である。同図に示すように請求項
1記載の発明は、 機関状態に応じて吸気バルブ2のバル
ブタイミングを可変せしめる可変バルブタイミング装置
3を具備した内燃機関1に設けられ、演算される予測吸
入空気量に基づき前記内燃機関1の燃料噴射量を制御す
る制御手段4を具備する内燃機関の燃料噴射制御装置に
おいて、前記制御手段4は、異なるバルブタイミングに
対応させて複数設けられており、前記内燃機関1の回転
数とスロットル開度とから当該バルブタイミングに適合
したバルブ状態適合吸入空気量を求める構成とされたマ
ップ5と、 機関状態に対応した現在のバルブタイミング
の進角値である実進角値を演算すると共に、該実進角値
と前記複数のマップから求められる前記バルブ状態適合
吸入空気量に基づき前記予測吸入空気量を算出する算出
手段6とを設けた構成である。また、請求項2記載の発
明は、請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置にお
いて、 前記算出手段6は、 現在の機関状態に応じた最適
バルブタイミングである目標進角値を演算すると共に、
前記可変バルブタイミング装置の作動油の温度を検出
し、前記目標進角値と前記作動油の温度とに基づき前記
実進角値を演算する構成である。 FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention for achieving the above object. Claims as shown in the figure
The invention described in the first aspect is based on the valve of the intake valve 2 depending on the engine state.
Variable valve timing system
3 is provided in the internal combustion engine 1 having the
The fuel injection amount of the internal combustion engine 1 is controlled based on the amount of incoming air.
To a fuel injection control device for an internal combustion engine having control means 4
In this case, the control means 4 operates at different valve timings.
A plurality of rotations of the internal combustion engine 1
Suitable for the valve timing from the number and throttle opening
To determine the intake air volume suitable for the valve status
Step 5 and the current valve timing corresponding to the engine status
The actual advance angle value which is the advance angle value of
And the valve state conformity determined from the plurality of maps
Calculation for calculating the predicted intake air amount based on the intake air amount
This is a configuration in which means 6 are provided . According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the first aspect.
In addition, the calculating means 6 calculates an optimum value according to the current engine state.
While calculating the target advance value which is the valve timing,
Detecting the temperature of the hydraulic oil of the variable valve timing device
And based on the target advance value and the temperature of the hydraulic oil,
This is a configuration for calculating an actual advance angle value.
【0006】[0006]
【作用】請求項1記載の発明によれば、過渡時において
吸気バルブ2のバルブタイミングが可変されたとして
も、算出手段6は複数のマップ5から夫々求められた複
数のバルブ状態適合吸入空気量と現在のバルブタイミン
グの進角値である実進角値に基づき、バルブタイミング
に対応する予測吸入空気量を算出する。即ち、過渡時に
おいて可変バルブタイミング装置3が可変されても、算
出手段6は吸気バルブ2の任意のバルブタイミングに対
して実際の吸入空気量に合った正確な吸入空気量を予測
する。このため、制御手段4は、過渡時における吸気バ
ルブ2の任意のバルブタイミングに対して、内燃機関1
の燃料噴射量を最適値に制御する。また、請求項2記載
の発明によれば、 前記算出手段6が実進角値を演算する
際、可変バルブタイミング装置3の作動油の温度を反映
させる構成としているため、作動油の粘度による可変バ
ルブタイミング装置3の応答遅れが考慮され、実際のバ
ルブタイミングの変化に対応したより精度の高い実進角
値を求めることができる。 According to the first aspect of the present invention, during a transition,
Assuming that the valve timing of the intake valve 2 has been changed
Also, the calculating means 6 calculates the plurality of maps obtained from the plurality of maps 5 respectively.
Number of valve status compatible intake air volume and current valve timing
Valve timing based on the actual advance value
Is calculated. That is, during the transition
Even if the variable valve timing device 3 is changed, the calculating means 6 predicts an accurate intake air amount corresponding to an actual intake air amount for an arbitrary valve timing of the intake valve 2. For this reason, the control means 4 controls the intake
For any valve timing of the internal combustion engine 1
Is controlled to an optimum value. Claim 2
According to the invention, the calculating means 6 calculates an actual advance value.
The temperature of the hydraulic oil of the variable valve timing device 3
Variable valve according to the viscosity of hydraulic oil.
In consideration of the response delay of the
More accurate actual advance angle corresponding to changes in lube timing
The value can be determined.
【0007】[0007]
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0008】図2は本発明が適用される内燃機関(エン
ジン)およびその周辺装置の一実施例を表している。本
実施例は前記内燃機関1として4気筒4サイクル火花点
火式内燃機関に適用した例で、図2には任意の1気筒の
構造断面図を示している。この内燃機関(エンジン)の
各部は後述するマイクロコンピュータによって制御され
る。FIG. 2 shows an embodiment of an internal combustion engine (engine) to which the present invention is applied and peripheral devices thereof. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a four-cylinder four-cycle spark ignition type internal combustion engine as the internal combustion engine 1, and FIG. 2 shows a structural sectional view of an arbitrary one cylinder. Each part of the internal combustion engine is controlled by a microcomputer described later.
【0009】図2において、10はエンジン本体であ
り、エンジンブロック22内に図中、上下方向に往復運
動するピストン23が収納されている。ピストン23の
上部に形成された燃焼室24が吸気バルブ26(前記吸
気バルブ2に相当)を介してインテークマニホルド25
に連通される一方、排気バルブ27を介してエキゾース
トマニホルド28に連通されている。また、燃焼室24
にプラグギャップが突出するように点火プラグ29が設
けられている。In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an engine body, in which an engine block 22 houses a piston 23 which reciprocates vertically in the drawing. A combustion chamber 24 formed above the piston 23 is connected to an intake manifold 25 via an intake valve 26 (corresponding to the intake valve 2).
While being connected to an exhaust manifold 28 via an exhaust valve 27. Further, the combustion chamber 24
A spark plug 29 is provided such that a plug gap protrudes from the plug.
【0010】インテークマニホルド25の上流側はサー
ジタンク30を介して4気筒共通に吸気管31に連通さ
れている。この吸気管31内にはスロットルバルブ3
3、熱線式エアフローメータ32が夫々設けられてい
る。スロットルバルブ33はアクセルペダルに連動して
開度が調整される構成とされており、またその開度はス
ロットルポジションセンサ34により検出される構成と
されている。熱線式エアフローメータ32は熱線32a
が一定温度を維持するための必要な電流値をもって吸入
空気の流速、即ち吸入空気量の信号としている。熱線式
エアフローメータ32の下流側には吸入空気温を測定す
る吸気温センサ35が設けられている。The upstream side of the intake manifold 25 is connected to an intake pipe 31 via a surge tank 30 in common with the four cylinders. A throttle valve 3 is provided in the intake pipe 31.
3. A hot wire type air flow meter 32 is provided. The throttle valve 33 has a configuration in which the opening is adjusted in conjunction with the accelerator pedal, and the opening is detected by a throttle position sensor 34. The hot wire air flow meter 32 has a hot wire 32a
The current value required to maintain a constant temperature is used as a signal of the flow rate of the intake air, that is, the signal of the intake air amount. An intake air temperature sensor 35 for measuring the intake air temperature is provided downstream of the hot wire air flow meter 32.
【0011】また、スロットルバルブ33を迂回し、か
つ、スロットルバルブ33の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路36が設けられ、そのバイパス通路36
の途中にソレノイドによって弁開度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ(ISCV)37
が取付けられている。A bypass passage 36 bypassing the throttle valve 33 and connecting the upstream side and the downstream side of the throttle valve 33 is provided.
Idle speed control valve (ISCV) 37 whose valve opening is controlled by a solenoid in the middle of
Is installed.
【0012】38は燃料噴射弁で、インテークマニホル
ド25を通る空気流中に、後述のマイクロコンピュータ
21の指示に従い燃料を噴射する。また、酸素濃度検出
センサ(O2 センサ)39はエキゾーストマニホルド2
8を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。40は水温セン
サで、エンジンブロック22を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。41はイグナイタで、イグ
ニッションコイル(図示せず)の一次電流を開閉する。
また、42はディストリビュータで、エンジンクランク
シャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ
43と、エンジン回転数信号を例えば30℃A毎に発生
する回転角センサ44とを有している。Reference numeral 38 denotes a fuel injection valve which injects fuel into an air flow passing through the intake manifold 25 in accordance with an instruction from a microcomputer 21 described later. The oxygen concentration detection sensor (O 2 sensor) 39 is connected to the exhaust manifold 2.
8 is provided so as to protrude partially therethrough, and detects the oxygen concentration in the exhaust gas before entering the catalyst device. Reference numeral 40 denotes a water temperature sensor which is provided so as to penetrate the engine block 22 and partially project into the water jacket, and detects the temperature of the engine cooling water. An igniter 41 opens and closes a primary current of an ignition coil (not shown).
Reference numeral 42 denotes a distributor having a cylinder discrimination sensor 43 for generating a reference position detection signal of the engine crankshaft, and a rotation angle sensor 44 for generating an engine speed signal at every 30 ° C., for example.
【0013】更に、46は吸気バルブ26、排気バルブ
27のバルブタイミングを変える油圧駆動式の動弁機構
であり、マイクロコンピュータ21からの信号に応じて
動弁機構46に供給する油圧を制御する油圧コントロー
ルソレノイドバルブ(以下、単にソレノイドバルブとい
う)45と共に、前記可変バルブタイミング装置3に相
当する可変バルブタイミング装置47(VVT)を構成
している。ソレノイドバルブ45には作動油として所定
の油圧を有したエンジン10の潤滑油が供給されてい
る。また48は作動油としてのエンジン10の潤滑油の
温度を検出する油温センサであり、その出力値が後述す
るように本発明の制御に使用されるものである。VVT
47は吸気バルブ26または排気バルブ27の開閉タイ
ミングを作動油の油圧に応じて変化せしめる周知の構造
とされている。Reference numeral 46 denotes a hydraulically driven valve operating mechanism for changing the valve timing of the intake valve 26 and the exhaust valve 27. The hydraulic operating mechanism controls the hydraulic pressure supplied to the valve operating mechanism 46 in response to a signal from the microcomputer 21. Together with a control solenoid valve (hereinafter simply referred to as a solenoid valve) 45, a variable valve timing device 47 (VVT) corresponding to the variable valve timing device 3 is configured. The lubricating oil of the engine 10 having a predetermined oil pressure is supplied to the solenoid valve 45 as hydraulic oil. Reference numeral 48 denotes an oil temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil of the engine 10 as the hydraulic oil, and its output value is used in the control of the present invention as described later. VVT
47 is a well-known structure that changes the opening / closing timing of the intake valve 26 or the exhaust valve 27 according to the hydraulic pressure of the hydraulic oil.
【0014】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ21は図3に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図2と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図3において、マ
イクロコンピュータ21は中央処理装置(CPU)5
0、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
(ROM)51、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ(RAM)52、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップRAM53、入力インタフ
ェース回路54、マルチプレクサ付きA/Dコンバータ
56及び入出力インタフェース回路55などから構成さ
れており、それらはバス57を介して互いに接続されて
いる。The microcomputer 21 for controlling the operation of each unit having such a configuration has a hardware configuration as shown in FIG. 2, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 3, a microcomputer 21 includes a central processing unit (CPU) 5.
0, a read-only memory (ROM) 51 storing a processing program, and a random access memory used as a work area.
An access memory (RAM) 52, a backup RAM 53 for retaining data even after the engine is stopped, an input interface circuit 54, an A / D converter 56 with a multiplexer, an input / output interface circuit 55, and the like are provided. Connected to each other.
【0015】A/Dコンバータ56は熱線式エアフロー
メータ32からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ3
5からの吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ
34からのスロットル開度検出信号、水温センサ40か
らの水温検出信号、O2 センサ39からの酸素濃度検出
信号、油温センサ48からの油温検出手信号を入力イン
タフェース回路54を通して順次切り換えて取り込み、
それをアナログ・ディジタル変換してバス57へ順次送
出する。The A / D converter 56 detects an intake air amount detection signal from the hot wire type air flow meter 32 and the intake air temperature sensor 3
5, a throttle opening detection signal from the throttle position sensor 34, a water temperature detection signal from the water temperature sensor 40, an oxygen concentration detection signal from the O 2 sensor 39, and an oil temperature detection signal from the oil temperature sensor 48. The signals are sequentially switched and input through the input interface circuit 54,
It is converted from analog to digital and transmitted to the bus 57 sequentially.
【0016】入出力インタフェース回路55はスロット
ルポジションセンサ34からの検出信号及び回転角セン
サ44からのエンジン回転数(NE)に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス57を介してCPU
50へ入力する。The input / output interface circuit 55 receives a detection signal from the throttle position sensor 34 and a rotation speed signal corresponding to the engine rotation speed (NE) from the rotation angle sensor 44, and the like.
Input to 50.
【0017】また、CPU50は上記の入出力インタフ
ェース回路55及びA/Dコンバータ56からバス57
を通して入力された各データに基づいて、各種演算処理
を実行し、得られたデータをバス57及び入出力インタ
フェース回路55を通してISCV37,燃料噴射弁3
8,イグナイタ41及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ45へ適宜選択出力し、ISCV37の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁38による燃料噴射時間、すなわち単位時間当りの
燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ41に
より点火時期制御を行なわせ、またソレノイドバルブ4
5を駆動して動弁機構46によるバルブタイミングの制
御を行なう。The CPU 50 is connected to the input / output interface circuit 55 and the A / D converter 56 via a bus 57.
Various types of arithmetic processing are executed based on the data input through the ISCV 37 and the fuel injection valve 3 through the bus 57 and the input / output interface circuit 55.
8, by appropriately selecting and outputting to the igniter 41 and the hydraulic control solenoid valve 45, controlling the opening degree of the ISCV 37 to control the idle speed to the target speed, and the fuel injection time by the fuel injection valve 38, that is, the fuel injection time per unit time. The fuel injection amount and the injection timing are controlled, the ignition timing is controlled by the igniter 41, and the solenoid valve 4 is controlled.
5, the valve timing is controlled by the valve mechanism 46.
【0018】次に、上記VVT47によるバルブタイミ
ング制御について説明する。Next, the valve timing control by the VVT 47 will be described.
【0019】図4(A),(B)夫々は吸気バルブ26
のバルブタイミングを最進角(x=60°CA)の場合
と最遅角(x=0°CA)の場合とについて示したタイ
ミングチャートである。図4(A),(B)を比較する
と、VVT最遅角における吸気バルブ26の閉弁(I.
C)タイミングは、VVT最進角における閉弁(I.
C)タイミングに比べて遅れている(β′>β)。一般
にエンジンの高回転領域においては、シリンダ内へ入り
込む吸入空気の流速が速いため、吸気バルブ26の閉弁
を遅らせることにより吸入空気の慣性力による慣性過給
効果が期待でき、これによって充填効率が向上して出力
トルクを上昇させることができる。また、反対に低回転
領域においては吸入空気の流速が遅く吸気の慣性力が小
さいため、吸気バルブ26の閉弁を早めることにより、
ピストンの上昇に伴ってシリンダ内の吸気が吸気ポート
内に押し戻されることを防止することができる。このよ
うに吸気バルブ26のバルブタイミングは、基本的に機
関回転数が高回転であるほど吸気バルブの閉弁を遅らせ
(遅角側)、低回転であるほど閉弁を早めるように(進
角側)、上記最進角から最遅角の間の最適バルブタイミ
ングに制御される。FIGS. 4A and 4B show an intake valve 26, respectively.
4 is a timing chart showing the valve timing of the most advanced angle (x = 60 ° CA) and the most retarded angle (x = 0 ° CA). 4 (A) and 4 (B), the intake valve 26 is closed at the VVT most retarded position (I.
C) The timing is such that the valve is closed at the most advanced VVT (I.
C) It is later than the timing (β ′> β). Generally, in the high engine speed region, the flow rate of the intake air flowing into the cylinder is high. Therefore, by delaying the closing of the intake valve 26, an inertia supercharging effect due to the inertial force of the intake air can be expected, thereby increasing the charging efficiency. Thus, the output torque can be increased. On the other hand, in the low rotation region, since the flow rate of the intake air is slow and the inertia force of the intake air is small, the closing of the intake valve 26 is advanced so that
It is possible to prevent the intake air in the cylinder from being pushed back into the intake port with the rise of the piston. As described above, the valve timing of the intake valve 26 is basically set such that the closing of the intake valve is delayed (retard side) as the engine speed is high, and the valve closing is advanced as the engine speed is low (advance angle). Side), the valve timing is controlled to the optimum valve timing between the most advanced angle and the most retarded angle.
【0020】また、図5は吸気行程における吸気ポート
内の圧力変化をVVT最進角時とVVT最遅角時の両条
件について表した図である。同図中、実線で示される最
進角時の圧力変化は、吸気TDC近傍で大きく正圧とな
り、その後ピストン23の下動に応じて大きく負圧とな
り、BDCを過ぎたところで吸気バルブ26が閉弁され
る。また点線で示される最遅角時の圧力変化は、吸気バ
ルブ26が開弁される吸気TDCのところで一時的に正
圧となり、その後大きく負圧となり、BDCを過ぎたと
ころからピストン23の上動に押し戻されて再び正圧と
なり、そして吸気バルブ26が閉弁される。図5中、吸
気TDCの部分の正圧は排気ガスの残圧による影響であ
るため考慮しないとすると、最遅角の場合は、BDC後
の正圧により吸入空気が押し戻される分、最進角の場合
に比べて吸入空気量が減少する。しかしながら高回転領
域では、このBDC後の正圧のところでも上記の如く慣
性を有した吸入空気がシリンダ内に供給されるため、吸
入空気量は遅角側の方が多くなる。このように、機関回
転数によっても異なるが、吸気バルブ26のバルブタイ
ミングを変化させることにより吸気行程における吸気ポ
ート内圧力が変化し、これによって吸入空気量が変化す
ることは同図より明確である。FIG. 5 is a diagram showing the pressure change in the intake port during the intake stroke under both the conditions of the most advanced VVT and the most retarded VVT. In the drawing, the pressure change at the most advanced angle indicated by the solid line becomes a large positive pressure near the intake TDC, then becomes a large negative pressure in accordance with the downward movement of the piston 23, and after passing the BDC, the intake valve 26 closes. Is ventured. In addition, the pressure change at the most retarded time indicated by the dotted line is a temporary positive pressure at the intake TDC at which the intake valve 26 is opened, a large negative pressure thereafter, and the upward movement of the piston 23 after passing the BDC. And the pressure becomes positive again, and the intake valve 26 is closed. In FIG. 5, if the positive pressure in the intake TDC portion is not considered because it is an effect of the residual pressure of the exhaust gas. In the case of the most retarded angle, the most advanced angle corresponds to the amount that the intake air is pushed back by the positive pressure after BDC. The amount of intake air decreases as compared with the case of. However, in the high rotation region, the intake air having the inertia as described above is supplied into the cylinder even at the positive pressure after the BDC, so that the intake air amount is larger on the retard side. As described above, although it depends on the engine speed, it is clear from the figure that changing the valve timing of the intake valve 26 changes the pressure in the intake port during the intake stroke, thereby changing the amount of intake air. .
【0021】従って、上述したようにエンジン回転数と
スロットル開度とから一義的に得られる予測吸入空気量
は、バルブタイミングに応じて変化する実際の吸入空気
量から外れるという従来の問題が発生した。そこで本実
施例では、吸気バルブ26の任意のバルブタイミングに
対して吸入空気量を正確に求め、これによって空燃比を
正確に制御することを目的としている。Therefore, as described above, the conventional problem arises that the predicted intake air amount uniquely obtained from the engine speed and the throttle opening deviates from the actual intake air amount that changes according to the valve timing. . Therefore, in the present embodiment, it is an object to accurately obtain the intake air amount at an arbitrary valve timing of the intake valve 26, and thereby to accurately control the air-fuel ratio.
【0022】このため、本実施例におけるマイクロコン
ピュータ21は、ROM51内に格納されたプログラム
に従い以下に説明するフローチャートの処理を実行し、
前記した本発明になる制御手段4(マップ5、算出手段
6を含む)をソフトウェア処理にて実現する次に、本発
明装置の一実施例の要部を構成する制御プログラムとし
て、VVT制御/予測吸入空気量GNFWD算出ルーチ
ンについて説明する。図6は上記のVVT制御/予測吸
入空気量GNFWD算出ルーチンのフローチャートを示
す。このルーチンはメインルーチン周回毎に起動される
サブルーチンである。このVVT制御/予測吸入空気量
GNFWD算出ルーチンが起動されると、先ずステップ
102にて、上記回転角センサ44による検出信号およ
びスロットルポジションセンサ34による検出信号から
現時点における機関回転数NEおよびスロットル開度T
Aのデータを読み込む。読み込まれたデータを夫々NE
1 ,TA1 とする。次のステップ104では、上述した
各センサの検出信号から現時点におけるエンジンの各種
データを読み込み、またステップ102により得られた
NE1 ,TA1 と共に、VVT目標進角値d、即ち現時
点のエンジン運転状態に応じた吸気バルブ26の最適バ
ルブタイミングを算出する。次のステップ106では、
吸気バルブ26のバルブタイミングがステップ104に
て算出されたVVT目標進角値dとなるようにマイクロ
コンピュータ21からVVT47に対して制御出力を行
う。VVT47では、マイクロコンピュータ21からの
信号によりVVT目標進角値dに対応する油圧がソレノ
イドバルブ45で作成され、この油圧が動弁機構46の
吸気バルブ26側に作用するため、吸気バルブ26のバ
ルブタイミングが目標進角値dに変化する。For this reason, the microcomputer 21 in the present embodiment executes the processing of the flowchart described below in accordance with the program stored in the ROM 51,
The control means 4 (including the map 5 and the calculation means 6) according to the present invention is realized by software processing. Next, VVT control / prediction is performed as a control program constituting a main part of an embodiment of the present invention apparatus. A routine for calculating the intake air amount GNFWD will be described. FIG. 6 shows a flowchart of the above-described VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine. This routine is a subroutine started every time the main routine goes around. When the VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine is started, first, at step 102, the engine speed NE and the throttle opening at the present time are obtained from the detection signal from the rotation angle sensor 44 and the detection signal from the throttle position sensor 34. T
The data of A is read. Each of the read data is NE
1 , TA 1 . In the next step 104, various data of the engine at the present time are read from the detection signals of the above-mentioned sensors, and the VVT target advance value d, that is, the current engine operating state, together with NE 1 and TA 1 obtained in the step 102 The optimum valve timing of the intake valve 26 according to the above is calculated. In the next step 106,
The microcomputer 21 outputs a control output to the VVT 47 so that the valve timing of the intake valve 26 becomes the VVT target advance value d calculated in step 104. In the VVT 47, a hydraulic pressure corresponding to the VVT target advance value d is generated by the solenoid valve 45 based on a signal from the microcomputer 21, and this hydraulic pressure acts on the intake valve 26 side of the valve operating mechanism 46. The timing changes to the target advance value d.
【0023】ここで、作動油の粘度が高い低温時には、
VVT47の動きが遅くなるため、マイクロコンピュー
タ21がVVT47に対して上記の如く制御出力を行っ
てから、吸気バルブ26のバルブタイミングが実際に目
標進角値dとなるまでに時間差が発生する。即ち、VV
T47に応答遅れが発生する。そして、バルブタイミン
グが変化する際の実際の吸入空気量の変化もこの応答遅
れに伴って、ある時間をかけて徐々に変化するようにな
る。次に説明するステップ108,110は、バルブタ
イミングが変化する際の予測吸気空気量を、上述した実
際の吸気空気量の変化に近いものとするための処理であ
る。ステップ108では、なまし係数nを図7に示すな
まし係数nのマップより算出する。そして、ステップ1
10では次式によりVVT47の上記応答遅れを考慮し
たVVT実進角値cを算出する。Here, at a low temperature where the viscosity of the hydraulic oil is high,
Since the movement of the VVT 47 becomes slow, a time difference occurs between when the microcomputer 21 outputs the control output to the VVT 47 as described above and when the valve timing of the intake valve 26 actually reaches the target advance value d. That is, VV
A response delay occurs at T47. Then, the change in the actual intake air amount when the valve timing changes also gradually changes over a certain period of time in accordance with the response delay. Steps 108 and 110 described below are processes for making the predicted intake air amount when the valve timing changes close to the above-described actual intake air amount change. In step 108, the smoothing coefficient n is calculated from the map of the smoothing coefficient n shown in FIG. And step 1
In step 10, the VVT actual advance angle value c is calculated in consideration of the response delay of the VVT 47 by the following equation.
【0024】 c(i)=c(i−1)+{d−c(i−1)}/n ……(1) 上式(1)より、今回ルーチン通過時のVVT実進角値
c(i)は、目標進角値dと前回ルーチン通過時におけ
る実進角値c(i−1)との差をなまし係数nで除算し
たものを実進角値c(i−1)に加算して求められる。
この上式(1)によれば、ルーチンを繰り返すことによ
り、VVT実進角値cが変化開始前の進角値から時間を
かけて徐々に目標進角値dに近づくようになる。また、
なまし係数nは、図7に示すように上記油温センサ48
の検出信号である作動油の油温THOにより変化するた
め、VVT実進角値cが目標進角値dに達するまでの速
度は、THOが小さいほど遅くなり(なまし係数nが
大)、THOが大きいほど速くなる(なまし係数nが
小)。暖機が完全に終了した定常時の油温THO1 にお
いてはn=1.0となり、この場合には実進角値cが即
時に目標進角値dとなる。即ち、定常時においてはVV
T47に応答遅れが殆ど発生していないことを意味す
る。C (i) = c (i−1) + {d−c (i−1)} / n (1) From the above equation (1), the actual VVT advance value c at the time of passing the current routine (I) is obtained by dividing the difference between the target advance value d and the actual advance value c (i-1) at the time of passing the previous routine by the smoothing coefficient n into the actual advance value c (i-1). It is obtained by adding.
According to the above equation (1), by repeating the routine, the actual VVT advance value c gradually approaches the target advance value d over time from the advance value before the start of the change. Also,
The smoothing coefficient n is, as shown in FIG.
, The speed until the VVT actual advance value c reaches the target advance value d decreases as THO decreases (the smoothing coefficient n increases). The larger the THO, the faster the speed (the smaller the smoothing coefficient n). N = 1.0 next in the oil temperature THO 1 in the steady warm-up is finished completely, the actual advance value c in this case becomes a target advance value d immediately. That is, in the steady state, VV
This means that there is almost no response delay at T47.
【0025】このように、図7に示すマップおよび上式
(1)によれば、作動油の粘度によるVVT47の応答
遅れが考慮され、実際のバルブタイミングの変化に対応
したVVT実進角値cを求めることができる。尚、本実
施例では、油温センサ48による油温THOからなまし
係数nを求めているが、水温センサ40による冷却水温
THWも油温THOと同様に変化し、油温THOと同様
にVVT47における作動油の粘度を代表する値となり
得ることから、図7に示すように冷却水温THWからな
まし係数nを求めるようにしても上記と同様の効果を得
ることができ、この場合には油温センサ48の装備を省
略することができる。As described above, according to the map shown in FIG. 7 and the above equation (1), the response delay of the VVT 47 due to the viscosity of the hydraulic oil is taken into account, and the actual VVT advance angle value c corresponding to the actual change in the valve timing is taken into account. Can be requested. In the present embodiment, the smoothing coefficient n is obtained from the oil temperature THO by the oil temperature sensor 48, but the cooling water temperature THW by the water temperature sensor 40 also changes in the same manner as the oil temperature THO, and the VVT 47 similarly to the oil temperature THO. Can be a value representative of the viscosity of the hydraulic oil in the above, the same effect as described above can be obtained by obtaining the smoothing coefficient n from the cooling water temperature THW as shown in FIG. The provision of the temperature sensor 48 can be omitted.
【0026】次のステップ112では、上記ステップ1
02で読み込んだ現時点における機関回転数NE1 、ス
ロットル開度TA1 の値、および図8(A)に示すVV
T最進角用のGNTAマップ1(前記マップ5に相当)
から最進角時のGNTA(バルブ状態適合吸入空気量)
を算出する。そして算出されたデータをaとする。また
次のステップ114では、上記NE1 ,TA1 の値と図
8(B)に示すVVT最遅角用のGNTAマップ2(前
記マップ5に相当)から最遅角時のGNTA(バルブ状
態適合吸入空気量)を算出する。そして算出されたデー
タをbとする。ここでGNTAとは機関回転数NE、ス
ロットル開度TAで決まる定常時の吸入空気量である。
しかしながらVVT付内燃機関においては、上記の如く
吸気バルブのバルブタイミングによって吸入空気量が変
化する。このため、本実施例では、図4(A)に示すV
VT最進角時のバルブタイミングでNE,TAを変化さ
せた時の吸入空気量を予め測定して図8(A)に示すG
NTAマップ1を作成し、また、図4(B)に示すVV
T最遅角時のバルブタイミングでNE,TAを上記と同
様に変化させた時の吸入空気量を予め測定して図8
(B)に示すGNTAマップ2を作成する。このように
本実施例では、VVT最進角時と最遅角時の2枚のGN
TAマップを設けている。In the next step 112, the above step 1
02, the value of the engine speed NE 1 and the throttle opening TA 1 at the present time, and the VV shown in FIG.
GNTA map 1 for T most advanced angle (corresponding to map 5 above)
From the time of most advanced GNTA (valve state adapted intake air amount)
Is calculated. Then, the calculated data is set to a. The next step 114, the NE 1, TA 1 values and FIG. 8 (B) in GNTA map 2 for VVT most retarded shown (the map 5 in equivalent) from the time the most retarded GNTA (bulb-shaped
Calculated intake air volume) . Then, the calculated data is set to b. Here, GNTA is a steady-state intake air amount determined by the engine speed NE and the throttle opening TA.
However, in the internal combustion engine with VVT, the intake air amount changes depending on the valve timing of the intake valve as described above. For this reason, in the present embodiment, V shown in FIG.
The intake air amount when NE and TA are changed at the valve timing at the time of the most advanced VT is measured in advance, and G shown in FIG.
An NTA map 1 is created, and the VV map shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the intake air amount is measured in advance when NE and TA are changed in the same manner as above at the valve timing at the T most retarded angle.
A GNTA map 2 shown in (B) is created. As described above, in this embodiment, the two GNs at the time of the most advanced VVT and the most retarded VVT are used.
A TA map is provided.
【0027】次にステップ116に進み、次式により上
記VVT実進角値cに対応するGNTA値であるGNT
Afを算出する。Next, the routine proceeds to step 116, where GNT is a GNTA value corresponding to the VVT actual advance angle value c according to the following equation.
Af is calculated.
【0028】 GNTAf=(a−b)×c/60+b ……(2) 上式(2)の意味は、図9に示すように、VVT実進角
値cに対応するGNTA値を、最進角時のGNTAであ
るaと最遅角時のGNTAであるbとから補間して求め
る。バルブタイミングの変位角が60°CA程度のVV
Tの場合は、VVTの変位に応じてほぼ直線的に吸入空
気量が変化するため、上式(2)のような一次補間で大
きな誤差を発生させることなく実進角値cに対応するG
NTAfを求めることができる。GNTAf = (ab) × c / 60 + b (2) As shown in FIG. 9, the GNTA value corresponding to the VVT actual advance angle value c is changed to the most advanced value as shown in FIG. It is obtained by interpolating from a which is the GNTA at the time of the angle and b which is the GNTA at the most retarded time. VV with a valve timing displacement angle of about 60 ° CA
In the case of T, since the intake air amount changes almost linearly in accordance with the displacement of VVT, the G corresponding to the actual advance value c does not generate a large error in the primary interpolation as in the above equation (2).
NTAf can be determined.
【0029】このGNTAfの算出はルーチン通過毎に
毎回行われるため、NE,TAおよびVVT47による
バルブタイミングの変化に時々刻々対応する。Since the calculation of GNTAf is performed every time the routine is passed, it corresponds to the change of the valve timing caused by NE, TA and VVT 47 every moment.
【0030】次のステップ118〜122の処理は、ス
テップ116にて得られたVVT実進角値cに対応する
GNTAfに対して所定の演算を行い、VVT実進角値
cに対応する予測吸入空気量GNFWDを算出する処理
である。従って、上記ステップ112からステップ12
2までの処理内容により前記した算出手段6が実現され
る。そして、図8に示される2つのGNTAマップと共
に前記制御手段4が実現される。In the next steps 118 to 122, a predetermined calculation is performed on the GNTAf corresponding to the VVT actual advance value c obtained in step 116, and the predicted suction corresponding to the VVT actual advance value c is performed. This is a process for calculating the air amount GNFWD. Accordingly, steps 112 to 12
The calculation means 6 described above is realized by the processing contents up to 2. Then, the control means 4 is realized together with the two GNTA maps shown in FIG.
【0031】次に図6に示されるルーチンのステップ1
18〜122の処理内容、即ちGNTAfから予測吸入
空気量GNFWDを求める方法について説明する。尚、
以下の説明においては説明の便宜上、上記GNTAfを
単にGNTAと称することにする。Next, step 1 of the routine shown in FIG.
A method of calculating the predicted intake air amount GNFWD from GNTAf will be described. still,
In the following description, the above-mentioned GNTAf will be simply referred to as GNTA for convenience of explanation.
【0032】本実施例は吸入空気量と機関回転数に基づ
いて燃料噴射量を制御する内燃機関に適用したものであ
るが、1回転当りの吸気管圧力が吸入空気量に対応する
ことから、この1回転当りの吸気管圧力と機関回転数に
基づいて燃料噴射量を制御してもよいことは周知の通り
である。後者の装置では、図による説明はしないが、ダ
イヤフラム式の圧力センサをスロットルバルブ下流側の
サージタンクに取付け、この圧力センサで吸気管圧力を
検出する。This embodiment is applied to an internal combustion engine in which the fuel injection amount is controlled based on the intake air amount and the engine speed. However, since the intake pipe pressure per revolution corresponds to the intake air amount, It is well known that the fuel injection amount may be controlled based on the intake pipe pressure per rotation and the engine speed. In the latter device, a diaphragm type pressure sensor is attached to the surge tank on the downstream side of the throttle valve, and an intake pipe pressure is detected by this pressure sensor, though not described with reference to the drawings.
【0033】しかし、上述したように、過渡運転時には
実際の吸気管圧力の変化に対して、圧力センサの応答遅
れにより吸気管圧力検出値の変化が遅れる。そこで、本
出願人は時間遅れのないスロットル開度と機関回転数と
から定常状態での吸気管圧力を演算し、演算された定常
状態での吸気管圧力を一次遅れ処理して時間遅れのない
現時点の吸気管圧力を算出すると共に、機関燃焼室への
吸入空気量が確定する吸気弁閉弁時の吸気管圧力を予測
し、更に現時点と予測時点の両演算吸気管圧力の差を求
め、現時点の測定吸気管圧力にこの差を加算して予測値
PMFWDを算出する吸入空気量予測装置を提案した
(特開平2−42160号公報)。However, as described above, during the transient operation, the change in the detected intake pipe pressure is delayed due to the response delay of the pressure sensor with respect to the actual change in the intake pipe pressure. Therefore, the present applicant calculates the intake pipe pressure in the steady state from the throttle opening and the engine speed without time delay, and performs a first-order delay processing on the calculated intake pipe pressure in the steady state so that there is no time delay. While calculating the intake pipe pressure at the present time, predicting the intake pipe pressure at the time of closing the intake valve at which the intake air amount to the engine combustion chamber is determined, further calculating the difference between both the calculated intake pipe pressure at the present time and the predicted time, An intake air amount estimating apparatus has been proposed in which this difference is added to the current measured intake pipe pressure to calculate an estimated value PMFWD (JP-A-2-42160).
【0034】すなわち、この提案装置によれば、まずス
ロットル開度TAと機関回転数NEとで決まる定常走行
時の吸気管圧力PMTAを算出する。従って、この吸気
管圧力PMTAは加速時にはスロットル開度の変化に時
間遅れなく対応して図10に示す如く変化する。一方、
実際の吸気管圧力はスロットル開度変化に対して、定常
走行時の吸気管圧力PMTAの一次遅れ系を通した変化
をするので、PMTAを一次遅れ処理して図10に示す
如きPMCRTを算出する。That is, according to the proposed apparatus, first, the intake pipe pressure PMTA during steady running determined by the throttle opening TA and the engine speed NE is calculated. Accordingly, the intake pipe pressure PMTA changes as shown in FIG. 10 during acceleration in response to a change in the throttle opening without a time delay. on the other hand,
Since the actual intake pipe pressure changes through a first-order lag system of the intake pipe pressure PMTA during steady running with respect to a change in throttle opening, PMTA is calculated as shown in FIG. .
【0035】続いて、圧力センサ値PMと同じ応答をも
つ値としてPMCRTをもう一度一次遅れ処理して図1
0にPMCRT4で示すなまし値を、PMCRTの演算
周期の半分の周期で算出する。スロットルバルブの漏れ
空気量、アイドルスピードコントロールバルブの開度及
び大気圧が夫々変化していないものとすると、上記なま
し値PMCRT4とセンサ値PMとは同一となる。Subsequently, the PMCRT is once again subjected to the first-order lag processing as a value having the same response as the pressure sensor value PM, and FIG.
The smoothed value indicated by PMCRT4 at 0 is calculated in a half cycle of the calculation cycle of PMCRT. Assuming that the amount of air leaked from the throttle valve, the opening of the idle speed control valve, and the atmospheric pressure have not changed, the smoothed value PMCRT4 and the sensor value PM are the same.
【0036】いま、現時点から吸気弁閉弁時までの時間
がTであるものとすると、Tを吸気管圧力の演算値PM
CRTの演算周期Δtで除算した回数だけ tAi =tAi-1 +TIM×(PMTA−tAi-1 ) なる式を繰り返し演算し、最終的に予測値tPMVLV
を算出する。ただし、初期値tA0 はPMCRTであ
る。Now, assuming that the time from the present time to the time when the intake valve is closed is T, T is calculated as a calculated value PM of the intake pipe pressure.
The equation of tA i = tA i-1 + TIM × (PMTA-tA i-1 ) is repeatedly calculated by the number of times divided by the calculation cycle Δt of the CRT, and finally the predicted value tPMVLV
Is calculated. However, the initial value tA 0 is PMCRT.
【0037】PMとPMCRT4とが等しければtPM
VLVを予測値として用いればよいが、実際にはズレが
あるので、予測時点の演算吸気管圧力tPMVLVと現
時点の演算吸気管圧力PMCRT4との差(tpMVL
V−PMCRT4)に、現時点のセンサ測定吸気管圧力
PMを加算することにより、吸気弁閉弁時の予測吸気管
圧力PMFWDを得る。If PM and PMCRT4 are equal, tPM
VLV may be used as the predicted value, but there is actually a deviation, so the difference (tpMVL) between the calculated intake pipe pressure tPMVLV at the time of prediction and the current calculated intake pipe pressure PMCRT4 at the present time.
V-PMCRT4) is added to the current sensor-measured intake pipe pressure PM to obtain a predicted intake pipe pressure PMFWD when the intake valve is closed.
【0038】ところで、本実施例のような吸入空気量と
機関回転数とに基づいて燃料噴射量を制御する内燃機関
では、エアフローメータ32はスロットルバルブ33の
上流側にあるため、前記した圧力センサの測定値(吸気
管圧力)PMよりも位相が進んだ値となっている。その
ため、1回転当りのエアフローメータ32の測定吸入空
気量GNを遅れ処理して測定吸気管圧力値PM相当の値
GNSMを作ることにより、前述のロジックを本実施例
にも適用して予測吸入空気量GNFWDを得ることがで
きる。In the internal combustion engine which controls the fuel injection amount based on the intake air amount and the engine speed as in the present embodiment, the air flow meter 32 is located upstream of the throttle valve 33, so that the pressure sensor Is a value advanced in phase with respect to the measured value (intake pipe pressure) PM. Therefore, by delaying the measured intake air amount GN of the air flow meter 32 per rotation to produce a value GNSM corresponding to the measured intake pipe pressure value PM, the above-described logic is applied to the present embodiment, and the predicted intake air The quantity GNFWD can be obtained.
【0039】図11は上記の予測吸入空気量GNFWD
を算出する、本発明の要部の一実施例のフローチャート
を示す。このGNFWD算出ルーチンはマイクロコンピ
ュータ21によって、例えば8msec毎に起動される。こ
のルーチンが起動されると、まずステップ202にて、
エアフローメータ32により測定された吸入空気量Qと
回転角センサ44により測定された機関回転数NEとか
ら、機関回転数1回転当りの吸入空気量GNを算出す
る。FIG. 11 shows the predicted intake air amount GNFWD.
2 is a flowchart of an embodiment of the main part of the present invention for calculating the following. The GNFWD calculation routine is started by the microcomputer 21, for example, every 8 msec. When this routine is started, first in step 202,
From the intake air amount Q measured by the air flow meter 32 and the engine speed NE measured by the rotation angle sensor 44, an intake air amount GN per one engine revolution is calculated.
【0040】次にステップ204では、図6に示すVV
T制御/予測吸入空気量GNFWD算出ルーチンのステ
ップ116で求められたVVT実進角値cに対応するG
NTAを読み込む。Next, at step 204, VV shown in FIG.
G corresponding to the VVT actual advance angle value c obtained in step 116 of the T control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine
Read NTA.
【0041】次のステップ206〜220の処理では、
上記定常走行時の吸入空気量GNTAに対して一次遅れ
処理を施す。即ち、ステップ206では、機関回転数N
Eと定常走行時の吸入空気量GNTAに基づいて定めら
れた一次遅れの時定数TIMCAのマップをROM51
内でサーチして、一次遅れの時定数TIMCAを算出す
る。続いて、ステップ208では、前記一次遅れ処理値
PMCRTに相当する一次遅れ処理値GNCRTを次式
に基づいて算出する。In the next steps 206 to 220,
First-order lag processing is performed on the intake air amount GNTA during the steady running. That is, in step 206, the engine speed N
E and a map of the time constant TIMCA of the first-order lag determined based on the intake air amount GNTA during steady running are stored in the ROM 51.
To calculate the first-order lag time constant TIMCA. Next, at step 208, a first-order lag processing value GNCRT corresponding to the first-order lag processing value PMCRT is calculated based on the following equation.
【0042】 GNCRTi =GNCRTi-1 + (GNTA−GNCRTi-1 )×TIMCA ……(3) ただし、上式(3)中、GNCRTi-1 は前回の吸入空
気量の一次遅れ処理値である。次のステップ210で
は、過渡運転時にエアフローメータ32の検出吸入空気
量のなまし値GNSMと同じ応答をもつ値として、GN
CRTを次式により更に一次遅れ処理してなまし値GN
CRT4を算出する。GNCRT i = GNCRT i−1 + (GNTA−GNCRT i−1 ) × TIMCA (3) In the above equation (3), GNCRT i−1 is the first-order lag processing value of the previous intake air amount. It is. In the next step 210, GN is set as a value having the same response as the smoothed value GNSM of the detected intake air amount of the air flow meter 32 during the transient operation.
The CRT is further subjected to a first-order lag processing by the following equation to obtain an average value GN
Calculate CRT4.
【0043】 GNCRT4i =GNCRT4i-1 + (GNCRT−GNCRT4i-1 )×K ……(4) ただし、上式(4)中、GNCRT4i-1 は前回のなま
し値GNCRT4であり、またKは定数で、エアフロー
メータ32がスロットルバルブ33の上流側にある分の
応答遅れ量を補正するための係数である。GNCRT4 i = GNCRT4 i−1 + (GNCRT−GNCRT4 i−1 ) × K (4) In the above equation (4), GNCRT4 i−1 is the previous smoothed value GNCRT4, and K is a constant, which is a coefficient for correcting a response delay amount by which the air flow meter 32 is on the upstream side of the throttle valve 33.
【0044】続いて、ステップ212にて機関回転数N
Eに応じてROM51内の一次元マップをサーチして時
定数TIMCを算出した後、ステップ214にて次式に
より前記測定吸気管圧力PMに相当する吸入空気量なま
し値GNSMを算出する。Subsequently, at step 212, the engine speed N
After searching the one-dimensional map in the ROM 51 according to E to calculate the time constant TIMC, in step 214, the smoothed intake air amount value GNSM corresponding to the measured intake pipe pressure PM is calculated by the following equation.
【0045】 GNSMi =GNSMi-1 +(GN−GNSMi-1 )×TIMC (5) 上式(5)中、時定数TIMCにより吸入空気量なまし
値GNSMi は機関回転数NEに応じた応答性をもつよ
うに補正されている。なお、GNSMi-1 は前回のなま
し値GNSMである。GNSM i = GNSM i−1 + (GN−GNSM i−1 ) × TIMC (5) In the above equation (5), the smoothed intake air amount GNSM i is determined by the time constant TIMC according to the engine speed NE. It has been corrected so that it has responsiveness. GNSM i-1 is the previous average value GNSM.
【0046】次にステップ216にて、現時点から吸入
空気量予測時点(すなわち機関燃焼室への吸入空気量が
確定する吸気バルブ26の閉弁時点)までの時間Tを算
出する。しかる後に、ステップ218にて、このGNF
WD算出ルーチンの実行周期をΔt(ここでは8msec)
とすると、T/Δtで表わされる演算回数だけ次式の演
算を繰り返し実行する。Next, at step 216, the time T from the current time to the predicted intake air amount (that is, the closing time of the intake valve 26 at which the intake air amount to the engine combustion chamber is determined) is calculated. Thereafter, in step 218, this GNF
The execution cycle of the WD calculation routine is Δt (here, 8 msec )
Then, the calculation of the following equation is repeatedly executed for the number of calculations represented by T / Δt.
【0047】 tAi =tAi-1 +TIMCA×(GNTA−tAi-1 ) ……(6) ただし、上式(6)中、tAi-1 は前回のなまし値tA
である。また、初期値tA0 はGNCRTである。そし
て、上記ステップ218でT/Δt回計算後のなまし値
tAi を用いて、次のステップ220にて次式により吸
気バルブ26の閉弁時の予測吸入空気量GNFWDを算
出して、RAM62に格納した後、このルーチンを終了
する。TA i = tA i−1 + TIMCA × (GNTA−tA i−1 ) (6) In the above equation (6), tA i−1 is the previous smoothing value tA.
It is. The initial value tA 0 is GNCRT. In step 220, the predicted intake air amount GNFWD at the time of closing the intake valve 26 is calculated by the following equation using the smoothed value tA i calculated T / Δt times in the above step 218. After that, this routine ends.
【0048】 GNFWD=GNSM+(tAi −GNCRT4) ……(7) この予測吸入空気量GNFWDは前記予測吸気管圧力P
MFWDと同様の予測値で、定常走行時の吸入空気量G
NTAを一次遅れ処理して得られた値である。GNFWD = GNSM + (tA i −GNCRT4) (7) The predicted intake air amount GNFWD is equal to the predicted intake pipe pressure P.
With the same predicted value as MFWD, the intake air amount G during steady running is
This is a value obtained by performing first-order delay processing on NTA.
【0049】図11に示すGNFWD算出ルーチンで
は、図6に示すルーチンで得られたVVT実進角値cに
対応するGNTAを使用してGNFWDを求めているた
め、最終的に求められたGNFWDは、VVT47によ
りバルブタイミングの変更が行われた際に、バルブタイ
ミングの変化に対応して時々刻々変化する実際の吸入空
気量の変化を遅れなしで正確に表している。In the GNFWD calculation routine shown in FIG. 11, GNFWD is obtained using the GNTA corresponding to the actual VVT advance value c obtained in the routine shown in FIG. 6, so that the finally obtained GNFWD is When the valve timing is changed by the VVT 47, the change in the actual intake air amount, which changes every moment according to the change in the valve timing, is accurately represented without delay.
【0050】そして、本実施例ではこのGNFWDの値
に燃料噴射量換算係数tKINJを乗算すると共に、各
種補正値を乗算または加算して燃料噴射量TAUを算出
する。このため、求められた燃料噴射量TAUは、上記
の如く予測吸入空気量GNFWDとして得られる実際の
吸入空気量に対して、応答遅れをもたらすことなく常に
理論空燃比とする値となる。従って、本実施例の燃料噴
射制御装置によれば、VVT47を設けた内燃機関にお
いても、制御される吸気バルブ26のいかなるバルブタ
イミングに対して、予測吸入空気量GNFWDが実際の
吸入空気量に合った吸入空気量を示すため、加速時等の
過渡運転時においても空燃比を正確に制御することがで
きるようになる。その結果、VVT付内燃機関におい
て、排気エミッション、燃費、ドライバビリティの向上
を図ることができる。In this embodiment, the fuel injection amount TAU is calculated by multiplying the value of GNFWD by the fuel injection amount conversion coefficient tKINJ and multiplying or adding various correction values. For this reason, the calculated fuel injection amount TAU always becomes a stoichiometric air-fuel ratio without causing a response delay with respect to the actual intake air amount obtained as the predicted intake air amount GNFWD as described above. Therefore, according to the fuel injection control device of the present embodiment, even in the internal combustion engine provided with the VVT 47, the predicted intake air amount GNFWD matches the actual intake air amount for any valve timing of the intake valve 26 to be controlled. Since the intake air amount is indicated, the air-fuel ratio can be accurately controlled even during transient operation such as acceleration. As a result, in the VVT-equipped internal combustion engine, it is possible to improve exhaust emission, fuel efficiency, and drivability.
【0051】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、吸気バルブのバルブタイミングとして進角側
と遅角側のいずれかを選択的に使用する、オン/オフ式
VVTを備えた内燃機関についても適用できる。この場
合には、図6に示すフローチャートにおいて、VVT目
標進角値dが最進角(x=60°CA)または最遅角
(x=0°CA)のいずれかに切り換わるという部分が
上記実施例と異なるものの、それ以外の部分については
上記実施例と全く同一である。この場合にも、油温TH
Oが低い場合にはバルブタイミングの切り換え、これに
応じた吸入空気量の変化に上述した応答遅れを伴うた
め、上記ステップ116によるGNTAf、そしてGN
TAfによるGNFWDをルーチン通過毎に求めること
により、GNFWDはバルブタイミング切り換え時の実
際の吸入空気量の変化に正確に適合するようになる。The present invention is not limited to the above embodiment, but includes an on / off type VVT that selectively uses either the advance side or the retard side as the valve timing of the intake valve. It is also applicable to internal combustion engines. In this case, in the flowchart shown in FIG. 6, the part where the VVT target advance value d switches to either the most advanced angle (x = 60 ° CA) or the most retarded angle (x = 0 ° CA) is described above. Although different from the embodiment, the other parts are completely the same as the above embodiment. Also in this case, the oil temperature TH
If O is low, the valve timing is switched, and the change in the intake air amount corresponding to this is accompanied by the above-described response delay. Therefore, GNTAf in step 116 and GN
By finding GNFWD by TAf every time the routine is passed, GNFWD can accurately adapt to the actual change in the intake air amount at the time of switching the valve timing.
【0052】また、上記実施例では図6に示すフローチ
ャートのステップ108,110の処理で応答遅れを伴
うVVT実進角値を推定していたが、VVT進角値セン
サを別にもうけて、このセンサ値によりVVT実進角値
を求める構成としてもよく、この場合にはGNFWDの
値がより実際の吸入空気量に近づくため、上記効果をよ
り効果的なものとすることができる。In the above-described embodiment, the actual VVT advance value accompanied by a response delay is estimated in the processing of steps 108 and 110 in the flowchart shown in FIG. 6. However, this sensor is provided separately from the VVT advance value sensor. The actual VVT advance angle value may be obtained from the value. In this case, the value of GNFWD becomes closer to the actual intake air amount, so that the above effect can be made more effective.
【0053】[0053]
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項1記載の発
明によれば、過渡時において可変バルブタイミング装置
3が可変されても、算出手段6は吸気バルブ2の任意の
バルブタイミングに対して実際の吸入空気量に合った正
確な吸入空気量を予測する。このため、制御手段4は、
過渡時における吸気バルブ2の任意のバルブタイミング
に対して、内燃機関1の燃料噴射量を最適値に制御す
る。よって、可変バルブタイミング装置を備えた内燃機
関において、排気エミッション、燃費、ドライバビリテ
ィの向上を図ることができる。また、請求項2記載の発
明によれば、算出手段が実進角値を演算する際、可変バ
ルブタイミング装置の作動油の温度を反映させる構成と
しているため、作動油の粘度による可変バルブタイミン
グ装置の応答遅れが考慮され、実際のバルブタイミング
の変化に対応したより精度の高い実進角値を求めること
ができる。 According to the present invention as described above, the following various effects can be realized. Claim 1
According to Ming, variable valve timing device during transient
Even if 3 is changed, the calculating means 6 predicts an accurate intake air amount corresponding to an actual intake air amount for an arbitrary valve timing of the intake valve 2. For this reason, the control means 4
Arbitrary valve timing of intake valve 2 during transition
In response, the fuel injection amount of the internal combustion engine 1 is controlled to an optimum value. Therefore, in the internal combustion engine provided with the variable valve timing device, it is possible to improve the exhaust emission, the fuel efficiency, and the drivability. Further, according to the second aspect,
According to the description, when the calculating means calculates the actual advance value, the variable
Configuration that reflects the temperature of the hydraulic oil in the lube timing device
Variable valve timing based on the viscosity of hydraulic oil
Actual valve timing, taking into account the response delay of the
A more accurate actual advance angle value corresponding to the change in
Can be.
【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.
【図2】本発明が適用される内燃機関およびその周辺装
置の一実施例を表すシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram illustrating an embodiment of an internal combustion engine and peripheral devices to which the present invention is applied.
【図3】図2中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成図である。FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the microcomputer in FIG. 2;
【図4】吸気バルブのバルブタイミングを最進角の場合
と最遅角の場合とについて示したタイミングチャートで
ある。FIG. 4 is a timing chart showing a case where the valve timing of the intake valve is the most advanced angle and a case where the valve timing is the most retarded angle.
【図5】吸気行程における吸気ポート内の圧力変化をV
VT最進角時とVVT最遅角時の両条件について表した
図である。FIG. 5 is a graph showing a change in pressure in an intake port during an intake stroke by V;
FIG. 5 is a diagram illustrating both conditions at the time of a VT most advanced angle and a VVT most retarded angle.
【図6】本発明の要部の一実施例のVVT制御/予測吸
入空気量GNFWD算出ルーチンのフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart of a VVT control / predicted intake air amount GNFWD calculation routine according to one embodiment of the present invention.
【図7】図6のフローチャート中で使用されるなまし係
数nのマップ説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a map of an average coefficient n used in the flowchart of FIG. 6;
【図8】図6のフローチャート中で使用されるGNTA
のマップ説明図である。8 is a GNTA used in the flowchart of FIG.
FIG.
【図9】図6のフローチャート中のGNTAfの算出方
法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating GNTAf in the flowchart of FIG. 6;
【図10】本出願人が先に提案した予測吸気管圧力の算
出方法の原理説明図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the principle of a method for calculating a predicted intake pipe pressure proposed by the present applicant.
【図11】本発明の要部の一実施例のGNFWD算出ル
ーチンを示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating a GNFWD calculation routine according to an embodiment of the present invention.
1 内燃機関 2,26 吸気バルブ 3,47 可変バルブタイミング装置(VVT) 4 制御手段 5 マップ 6 算出手段 10 エンジン本体 21 マイクロコンピュータ 25 インテークマニホールド 28 エギゾーストマニホールド 30 サージタンク 32 熱線式エアフローメータ 33 スロットルバルブ 34 スロットルポジションセンサ 39 酸素濃度(O2 )センサ 40 水温センサ 42 ディストリビュータ 44 回転角センサ 45 油圧コントロールソレノイドバルブ 46 動弁機構 50 中央処理装置(CPU)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2, 26 Intake valve 3, 47 Variable valve timing device (VVT) 4 Control means 5 Map 6 Calculation means 10 Engine main body 21 Microcomputer 25 Intake manifold 28 Exhaust manifold 30 Surge tank 32 Hot-wire type air flow meter 33 Throttle valve 34 Throttle position sensor 39 Oxygen concentration (O 2 ) sensor 40 Water temperature sensor 42 Distributor 44 Rotation angle sensor 45 Hydraulic control solenoid valve 46 Valve train 50 Central processing unit (CPU)
Claims (2)
イミングを可変せしめる可変バルブタイミング装置を具
備した内燃機関に設けられ、 演算される予測吸入空気量に基づき前記内燃機関の燃料
噴射量を制御する制御手段を具備する 内燃機関の燃料噴
射制御装置において、 前記制御手段は、異なるバルブタイミングに対応させて複数設けられてお
り、前記内燃機関の回転数とスロットル開度とから当該
バルブタイミングに適合したバルブ状態適合吸入空気量
を求める構成とされたマップと、 機関状態に対応した現在のバルブタイミングの進角値で
ある実進角値を演算すると共に、該実進角値と前記複数
のマップから求められる前記バルブ状態適合吸入空気量
に基づき前記予測吸入空気量を算出する算出手段とを設
けてなる 構成であることを特徴とする内燃機関の燃料噴
射制御装置。An intake valve valve according to an engine state.
Equipped with a variable valve timing device that changes the imaging
The fuel of the internal combustion engine is provided on the
In a fuel injection control device for an internal combustion engine including a control means for controlling an injection amount , a plurality of the control means are provided corresponding to different valve timings.
From the rotational speed of the internal combustion engine and the throttle opening.
Valve status compatible intake air volume suitable for valve timing
And the advance value of the current valve timing corresponding to the engine state.
Calculating an actual advance value, and calculating the actual advance value and the plurality of actual advance values;
Of the intake air suitable for the valve condition obtained from the map
Calculation means for calculating the predicted intake air amount based on
The fuel injection control device for an internal combustion engine, which is a only formed by configuration.
装置において、 前記算出手段は、 現在の機関状態に応じた最適バルブタイミングである目
標進角値を演算すると共に、前記可変バルブタイミング
装置の作動油の温度を検出し、前記目標進角値と前記作
動油の温度とに基づき前記実進角値を演算する構成とさ
れていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
置。 2. The fuel injection control of an internal combustion engine according to claim 1.
In the apparatus, the calculation means may be an optimal valve timing according to a current engine state.
Calculate the advance angle value and adjust the variable valve timing.
The temperature of the hydraulic oil of the device is detected, and the target advance value and the
And calculating the actual advance angle value based on the temperature of the hydraulic oil.
Fuel injection control device for an internal combustion engine
Place.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3791392A JP2956340B2 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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---|---|
JPH05231211A JPH05231211A (en) | 1993-09-07 |
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ID=12510791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-02-25 JP JP3791392A patent/JP2956340B2/en not_active Expired - Lifetime
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