[go: up one dir, main page]

JP2018172967A - Control device for internal combustion - Google Patents

Control device for internal combustion Download PDF

Info

Publication number
JP2018172967A
JP2018172967A JP2017069510A JP2017069510A JP2018172967A JP 2018172967 A JP2018172967 A JP 2018172967A JP 2017069510 A JP2017069510 A JP 2017069510A JP 2017069510 A JP2017069510 A JP 2017069510A JP 2018172967 A JP2018172967 A JP 2018172967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crankshaft
angle signal
internal combustion
cam
crank angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017069510A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光浩 福原
Mitsuhiro Fukuhara
光浩 福原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2017069510A priority Critical patent/JP2018172967A/en
Publication of JP2018172967A publication Critical patent/JP2018172967A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit wrong learning of an initial position of a variable valve timing mechanism.SOLUTION: A control device controls an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism attached thereto and changing opening/closing timing of an intake valve or an exhaust valve by advancing or delaying a rotation phase of a cam shaft for driving the intake valve or the exhaust valve to a crank shaft. The control device for the internal combustion engine learns a phase difference between a crank angle signal output from a crank angle sensor attached to the crank shaft and a cam angle signal output from a cam angle sensor attached to the cam shaft while the rotation phase of the cam shaft to the crank shaft is returned to an initial position. When a phenomenon in which rotating speed of the crank shaft sharply drops is detected or a phenomenon in which sharp drop of the rotating speed of the crank shaft is expected is detected, correction mount is added to the phase difference between the crank angle signal and the cam angle signal that has been actually measured during the learning.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、位相変化型の可変バルブタイミング(Variable Valve Timing)機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control apparatus for controlling an internal combustion engine associated with a variable valve timing mechanism of a phase change type.

複数の気筒を備える4ストローク内燃機関では、各気筒が現在どの行程にあるのかを知得して、燃料噴射制御及び点火制御を実施する必要がある。内燃機関の運転制御を司る電子制御装置(Electronic Control Unit)は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号、並びに、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号を受信し、それらを参照して各気筒の現在の行程を知得し、各気筒毎の行程に合わせた燃料噴射及び点火を実行する。   In a four-stroke internal combustion engine having a plurality of cylinders, it is necessary to know which stroke each cylinder is currently in and to perform fuel injection control and ignition control. An electronic control unit that controls operation of an internal combustion engine drives a crank angle signal output from a crank angle sensor attached to a crankshaft that is an output shaft of the internal combustion engine, and an intake valve or an exhaust valve. The cam angle signal output from the cam angle sensor attached to the camshaft is received, the current stroke of each cylinder is obtained by referring to them, and the fuel injection and ignition in accordance with the stroke of each cylinder are executed. .

クランク角センサは、クランクシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングする。そのロータには、クランクシャフトの回転方向に沿った所定角度毎に、歯または突起が形成されている。典型的には、クランクシャフトが10°回転する毎に、歯または突起が配置される。クランク角センサは、ロータの外周に臨み、個々の歯または突起が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号としてパルス信号を発信する。   The crank angle sensor senses the rotation angle of the rotor that rotates integrally with the crankshaft. The rotor is formed with teeth or protrusions at predetermined angles along the rotation direction of the crankshaft. Typically, every time the crankshaft rotates 10 °, teeth or protrusions are placed. The crank angle sensor faces the outer periphery of the rotor, detects that individual teeth or protrusions pass near the sensor, and transmits a pulse signal as a crank angle signal each time.

尤も、クランクシャフトが一回転する間に三十六回のパルスを出力するわけではない。クランクシャフトのロータの歯または突起は一部欠けており、その欠歯部分に起因して、クランク角信号のパルス列もまた一部が欠損する。図示例では、十七番目、十八番目、二十番目、二十一番目、三十五番目及び三十六番目に該当するパルスが欠損している。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを0°CA(クランク角度)とおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが180°CAということになる。   However, it does not output 36 pulses during one revolution of the crankshaft. The teeth or protrusions of the crankshaft rotor are partially missing, and due to the missing teeth, the crank angle signal pulse train is also partially missing. In the illustrated example, pulses corresponding to the seventeenth, eighteenth, twentieth, twenty-first, thirty-fifth, and thirty-sixth pulses are missing. Based on this defect, it is possible to know the absolute angle of the crankshaft. If the timing of the first pulse after the missing thirty-sixth pulse is 0 ° CA (crank angle), the timing of the nineteenth pulse following the missing eighteenth pulse is 180 ° CA. become.

カム角センサは、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングする。そのロータには、カムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起が形成されている。三気筒エンジンの場合、カムシャフトが120°回転する毎に、歯または突起が配置される。カムシャフトは、巻掛伝動機構等を介してクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転するもので、その回転速度はクランクシャフトの二分の一である。故に、上記の歯または突起は、クランク角度に換算すれば240°CA毎に配置されていることになる。加えて、ロータには、追加的なカム角信号を発生させるための歯または突起が、240°CA毎の歯または突起の間に一つ設けられる。カム角センサは、ロータの外周に臨み、個々の歯または突起が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号としてパルス信号を発信する。   The cam angle sensor senses the rotation angle of the rotor that rotates integrally with the intake camshaft or the exhaust camshaft. The rotor is formed with teeth or protrusions for each angle obtained by dividing one rotation of the camshaft by the number of cylinders. In the case of a three-cylinder engine, teeth or protrusions are arranged each time the camshaft rotates 120 °. The camshaft is rotated by receiving a rotational driving force from the crankshaft via a winding transmission mechanism or the like, and its rotational speed is one half of that of the crankshaft. Therefore, the above teeth or protrusions are arranged every 240 ° CA in terms of the crank angle. In addition, the rotor is provided with one tooth or protrusion between the teeth or protrusions every 240 ° CA for generating an additional cam angle signal. The cam angle sensor faces the outer periphery of the rotor, detects that individual teeth or protrusions pass in the vicinity of the sensor, and transmits a pulse signal as a cam angle signal each time.

周知の通り、カムシャフトは、クランクシャフトから回転駆動力の供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転駆動力を伝達するための巻掛伝動装置が介在する。巻掛伝動装置は、クランクシャフトに設けたクランクスプロケット(または、プーリ)と、カムシャフトに設けたカムスプロケット(または、プーリ)と、これらスプロケットに巻き掛けるタイミングチェーン(または、タイミングベルト)とを要素とする。位相可変型のVVT機構は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更する。カム角信号は、VVT機構が具現するバルブタイミングをも表している(以上、下記特許文献を参照)。   As is well known, the camshaft is supplied with a rotational driving force from the crankshaft and rotates following the crankshaft. A winding transmission for transmitting the rotational driving force is interposed between the crankshaft and the camshaft. The winding transmission device includes a crank sprocket (or pulley) provided on the crankshaft, a cam sprocket (or pulley) provided on the camshaft, and a timing chain (or timing belt) wound around these sprockets. And The phase variable type VVT mechanism changes the rotation phase of the camshaft relative to the crankshaft by rotating the camshaft relative to the cam sprocket, thereby changing the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve. The cam angle signal also represents the valve timing embodied by the VVT mechanism (see the following patent document).

特開2014−040780号公報JP 2014-040780 A

内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとを連動させるためのタイミングチェーンは、経年劣化により伸びることがある。また、タイミングチェーンをクランクスプロケット及びカムスプロケットに巻き掛ける際、チェーンがスプロケットの正しい歯に掛けられず、クランクスプロケット及びカムスプロケットの各々の位相が本来想定されている位相からずれることもあり得る。加えて、スプロケットの歯が損傷を受ける可能性もある。   A timing chain for interlocking a crankshaft and a camshaft of an internal combustion engine may be extended due to deterioration over time. Further, when the timing chain is wound around the crank sprocket and the cam sprocket, the chain may not be hooked on the correct teeth of the sprocket, and the phases of the crank sprocket and the cam sprocket may deviate from the phases originally assumed. In addition, the sprocket teeth can be damaged.

VVT機構を制御して所望のバルブタイミングを実現するためには、VVT機構が基準となる初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差を予め知得しておく必要がある(さもなくば、現在VVT機構が具現しているバルブタイミングを把握できない)。だが、タイミングチェーンの伸びや掛け違い等により、VVT機構が初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差は恒常的に一定とはならない。従って、内燃機関を運用している最中に、その位相差を学習する必要がある。典型的には、VVT機構が初期位置に復帰するアイドル運転時に、カム角信号が発生するクランク角度(そのクランク角度は、クランク角信号から明らかとなる)を実測し、そのクランク角度を学習値として記憶する。   In order to realize the desired valve timing by controlling the VVT mechanism, it is necessary to know in advance the phase difference between the crank angle signal and the cam angle signal when the VVT mechanism is at the reference initial position. (Otherwise, the valve timing currently implemented by the VVT mechanism cannot be grasped). However, the phase difference between the crank angle signal and the cam angle signal when the VVT mechanism is at the initial position is not always constant due to the expansion or misalignment of the timing chain. Therefore, it is necessary to learn the phase difference while operating the internal combustion engine. Typically, during idle operation when the VVT mechanism returns to the initial position, the crank angle at which the cam angle signal is generated (the crank angle becomes clear from the crank angle signal) is measured, and the crank angle is used as a learning value. Remember.

しかしながら、アイドルストップ条件の成立に伴ってアイドルストップが実行されたり、気筒における混合気の燃焼の不安定化または失火が起こったりして、クランクシャフトの回転速度が急落するときに上記の学習が行われると、学習値に誤差が混入してしまう。クランクシャフトの回転速度が急落したとしても、カムシャフトは慣性により回転を続け、タイミングチェーンの弛みとともにクランクシャフトの回転位相とカムシャフトの回転位相との間に一時的なずれが生じることがその原因である。   However, when the idle stop condition is satisfied, the above learning is performed when the rotation speed of the crankshaft sharply drops due to the fact that the idle stop is executed or the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder becomes unstable or misfiring occurs. The error will be mixed in the learning value. Even if the rotation speed of the crankshaft suddenly drops, the camshaft continues to rotate due to inertia, and the timing chain is loosened, causing a temporary deviation between the rotation phase of the crankshaft and the rotation phase of the camshaft. It is.

具体例を挙げて述べると、VVT機構が初期位置にある状態で、本来ならば−60°CA、180°CA及び420°CAのタイミングでカム角信号が発生するにもかかわらず、クランクシャフトの回転速度の急落に伴い、−70°CA、170°CA及び410°CAのタイミングでカム角信号が発生することがある。このときに学習を実施すると、以後の内燃機関の運転において、バルブタイミングを初期位置から20°CA分進角させるようにVVT機構を制御したとしても、実際にはバルブタイミングが初期位置から30°CA分進角してしまう。このように、所望のバルブタイミングが実現されなくなると、内燃機関の性能の低下を招く懸念が生じる。   To give a specific example, the camshaft signal of the crankshaft is generated even though the cam angle signal is generated at the timing of −60 ° CA, 180 ° CA and 420 ° CA when the VVT mechanism is in the initial position. A cam angle signal may be generated at a timing of −70 ° CA, 170 ° CA, and 410 ° CA as the rotational speed rapidly drops. If learning is performed at this time, in the subsequent operation of the internal combustion engine, even if the VVT mechanism is controlled so that the valve timing is advanced by 20 ° CA from the initial position, the valve timing is actually 30 ° from the initial position. Will advance by CA. As described above, when the desired valve timing is not realized, there is a concern that the performance of the internal combustion engine is deteriorated.

以上の問題に初めて着目してなされた本発明は、VVT機構の初期位置の誤学習を抑止することを所期の目的としている。   The present invention, which has been made by paying attention to the above problems for the first time, is intended to suppress erroneous learning of the initial position of the VVT mechanism.

本発明では、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置であって、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号とカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号との位相差を学習するものであり、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号とカム角信号との位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置を構成した。   In the present invention, there is provided an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism for changing an opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve by advancing or retarding a rotation phase of a camshaft that drives the intake valve or the exhaust valve with respect to a crankshaft. A control device for controlling a crank angle signal output from a crank angle sensor associated with the crankshaft and a cam associated with the camshaft when the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is returned to the initial position This is to learn the phase difference from the cam angle signal output from the angle sensor, and when an event that the crankshaft rotation speed suddenly falls is detected, or an event that the crankshaft rotation speed is expected to fall suddenly is detected. Sometimes, the crank angle signal and cam angle signal measured during the learning To constitute a control apparatus for an internal combustion engine applying the correction amount of the phase difference.

本発明によれば、VVT機構の初期位置の誤学習を適切に抑止することができる。   According to the present invention, erroneous learning of the initial position of the VVT mechanism can be appropriately suppressed.

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine and control apparatus in one Embodiment of this invention. 同実施形態の内燃機関に付帯する可変バルブタイミング機構を示す図。The figure which shows the variable valve timing mechanism incidental to the internal combustion engine of the embodiment. 同実施形態の内燃機関に付随するクランク角センサの態様を模式的に示す図。The figure which shows typically the aspect of the crank angle sensor accompanying the internal combustion engine of the embodiment. 同実施形態の内燃機関に付随するカム角センサの態様を模式的に示す図。The figure which shows typically the aspect of the cam angle sensor accompanying the internal combustion engine of the embodiment. 同実施形態の内燃機関の各気筒の行程とクランク角信号及びカム角信号との関係を示すタイミング図。The timing diagram which shows the relationship between the stroke of each cylinder of the internal combustion engine of the embodiment, a crank angle signal, and a cam angle signal.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気バルブよりも上流、各気筒1に連なる吸気ポートの近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel toward the intake port is provided upstream of the intake valve of each cylinder 1 and in the vicinity of the intake port connected to each cylinder 1. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1.

図2に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ12は、点火コイル14にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を起こすものである。点火コイル14は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ13とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。   FIG. 2 shows an electric circuit for spark ignition. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil 14 and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil 14 is integrally incorporated in a coil case together with an igniter 13 that is a semiconductor switching element.

内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0からの点火信号iをイグナイタ13が受けると、まずイグナイタ13が点弧して点火コイル14の一次側に電流が流れ、その直後の点火のタイミングでイグナイタ13が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ12の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。   When the igniter 13 receives an ignition signal i from an ECU (Electronic Control Unit) 0 which is a control device for the internal combustion engine, the igniter 13 is first ignited and a current flows to the primary side of the ignition coil 14, and the ignition timing immediately thereafter Thus, the igniter 13 is extinguished and this current is cut off. Then, a self-induction action occurs, and a high voltage is generated on the primary side. Since the primary side and the secondary side share the magnetic circuit and the magnetic flux, a higher induced voltage is generated on the secondary side. This high induction voltage is applied to the center electrode of the spark plug 12, and a spark discharge occurs between the center electrode and the ground electrode.

本実施形態のECU0は、混合気の着火燃焼の際に気筒1の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、このイオン電流を参照して燃焼状態の判定を行うことができる。図2に示しているように、本実施形態では、火花点火用の電気回路に、点火プラグ12の電極を流れるイオン電流を検出するための回路を付加してある。   The ECU 0 of the present embodiment can detect an ionic current generated in the combustion chamber of the cylinder 1 during the ignition combustion of the air-fuel mixture, and can determine the combustion state with reference to this ionic current. As shown in FIG. 2, in this embodiment, a circuit for detecting an ionic current flowing through the electrode of the spark plug 12 is added to the electric circuit for spark ignition.

吸気を気筒1に供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   An intake passage 3 for supplying intake air to the cylinder 1 takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を気筒1から排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for exhausting the exhaust from the cylinder 1 guides the exhaust generated by burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通する外部EGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、特にサージタンク33に接続している。   The exhaust gas recirculation device 2 realizes a so-called high pressure loop EGR, and an external EGR that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. The passage 21, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 and controls the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 are used as elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, particularly to the surge tank 33.

図2に示すように、本実施形態の内燃機関では、クランクスプロケット71、吸気側スプロケット72及び排気側スプロケット73にタイミングチェーン74を巻き掛け、このタイミングチェーン74により、クランクシャフトからもたらされる回転駆動力を吸気側スプロケット72を介して吸気カムシャフトに、排気側スプロケット73を介して排気カムシャフトに、それぞれ伝達している。   As shown in FIG. 2, in the internal combustion engine of the present embodiment, a timing chain 74 is wound around a crank sprocket 71, an intake-side sprocket 72, and an exhaust-side sprocket 73, and the rotational driving force provided from the crankshaft by this timing chain 74. Is transmitted to the intake camshaft via the intake side sprocket 72 and to the exhaust camshaft via the exhaust side sprocket 73.

その上で、吸気側スプロケット72と吸気カムシャフトとの間に、VVT機構6を介設している。VVT機構6は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させることにより吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。   In addition, a VVT mechanism 6 is interposed between the intake side sprocket 72 and the intake camshaft. The VVT mechanism 6 changes the opening / closing timing of the intake valve by changing the rotational phase of the intake camshaft with respect to the crankshaft.

VVT機構6のハウジング61は、吸気側スプロケット72に固着しており、吸気側スプロケット72とハウジング61とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、吸気カムシャフトの一端部に固着したロータ62は、ハウジング61内に収納され、吸気側スプロケット72及びハウジング61に対して相対的に回動することが可能である。ハウジング61の内部には、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、ロータ62の外周部に成形されたベーン621によって進角室612と遅角室611とに区画されている。   The housing 61 of the VVT mechanism 6 is fixed to the intake side sprocket 72, and the intake side sprocket 72 and the housing 61 rotate integrally with the crankshaft. On the other hand, the rotor 62 fixed to one end portion of the intake camshaft is housed in the housing 61 and can rotate relative to the intake-side sprocket 72 and the housing 61. A plurality of fluid chambers into which hydraulic fluid flows in and out are formed inside the housing 61, and each fluid chamber is partitioned into an advance chamber 612 and a retard chamber 611 by a vane 621 formed on the outer peripheral portion of the rotor 62. Has been.

VVT機構6の液圧(油圧)回路には、オイルパン81内に蓄えられた作動液たる潤滑油が、作動液ポンプたる潤滑油ポンプ82より供給される。潤滑油ポンプ82は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転トルクの伝達を受けて稼働する液圧ポンプである。潤滑油ポンプ82とVVT機構6との間には、切換制御弁であるOCV(Oil Control Valve)9を設けている。作動液の流量及び方向をこのOCV9を介して操作することで、オイルパン81から汲み上げた作動液を進角室612または遅角室611に選択的に供給することができる。さすれば、ハウジング61がロータ62に対して相対回動し、吸気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させることができる。   The hydraulic pressure (hydraulic pressure) circuit of the VVT mechanism 6 is supplied with lubricating oil as hydraulic fluid stored in the oil pan 81 from a lubricating oil pump 82 as hydraulic fluid pump. The lubricating oil pump 82 is a hydraulic pump that operates by receiving rotational torque from a crankshaft that is an output shaft of the internal combustion engine. An OCV (Oil Control Valve) 9 that is a switching control valve is provided between the lubricating oil pump 82 and the VVT mechanism 6. By operating the flow rate and direction of the hydraulic fluid via the OCV 9, the hydraulic fluid pumped from the oil pan 81 can be selectively supplied to the advance chamber 612 or the retard chamber 611. Then, the housing 61 rotates relative to the rotor 62, and the opening / closing timing of the intake valve can be advanced or retarded.

本実施形態のECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The ECU 0 in this embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ(エンジン回転センサ)から出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求されるエンジン負荷率)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、ブレーキペダルが踏まれていることまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサ(ブレーキスイッチやマスタシリンダ圧センサ等)から出力されるブレーキ信号f、吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号g、気筒1の燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力されるイオン電流信号h等が入力される。   The input interface of the ECU 0 includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle output from a crank angle sensor (engine rotation sensor) that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed. Signal b, accelerator pedal depression amount or throttle valve 32 opening as an accelerator opening (in other words, required engine load factor), a sensor that outputs an accelerator opening signal c, suggests the temperature of the internal combustion engine A cooling water temperature signal d output from a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature, an intake air temperature / intake pressure signal output from a temperature / pressure sensor for detecting the intake air temperature and intake pressure in the intake passage 3 (particularly, the surge tank 33). e. Sensor that detects that the brake pedal is depressed or the amount of depression of the brake pedal (brake switch And the brake signal f output from the master cylinder pressure sensor, the cam angle signal g output from the cam angle sensor at a plurality of cam angles of the intake camshaft, and the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the cylinder 1 The ion current signal h etc. output from the circuit for detecting the ion current generated by the input is input.

ここで、クランク角信号b及びカム角信号gに関して補足する。図3に示すように、クランク角センサは、クランクシャフトに固定されクランクシャフトと一体となって回転するロータ75の回転角度をセンシングするものである。そのロータ75には、クランクシャフトの回転方向に沿った所定角度毎に、歯または突起76が形成されている。典型的には、クランクシャフトが10°回転する毎に、歯または突起76が配置される。クランク角センサは、ロータ75の外周に臨み、個々の歯または突起76が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号bとしてパルス信号を発信する。ECU0は、このパルスをクランク角信号bとして受信する。   Here, the crank angle signal b and the cam angle signal g will be supplemented. As shown in FIG. 3, the crank angle sensor senses the rotation angle of the rotor 75 that is fixed to the crankshaft and rotates integrally with the crankshaft. The rotor 75 is formed with teeth or projections 76 at every predetermined angle along the rotation direction of the crankshaft. Typically, each time the crankshaft rotates 10 °, a tooth or projection 76 is placed. The crank angle sensor faces the outer periphery of the rotor 75, detects that each tooth or protrusion 76 passes near the sensor, and transmits a pulse signal as the crank angle signal b each time. The ECU 0 receives this pulse as the crank angle signal b.

但し、クランク角センサは、クランクシャフトが一回転する間に三十六回のパルスを出力するわけではない。クランクシャフトのロータ75の歯または突起76は、その一部が欠けている。図3に示す例では、十七番目、十八番目及び二十番目、二十一番目の欠歯部分761、並びに三十五番目、三十六番目の欠歯部分762という、大きく分けて二つの欠歯部分761、762が存在する。欠歯部分761、762はそれぞれ、クランクシャフトの特定の回転位相角に対応する。即ち、連続する欠歯部分761は180°CA及び540°CAに対応し、単独の欠歯部分762は0°CA及び360°CAに対応しており、両者の間に約180°CAの位相差が介在する。   However, the crank angle sensor does not output 36 pulses during one rotation of the crankshaft. The teeth or protrusions 76 of the crankshaft rotor 75 are partially missing. In the example shown in FIG. 3, the seventeenth, eighteenth, twentyth, and twentyth first missing tooth portions 761 and the thirty fifth and thirty sixth missing tooth portions 762 are roughly divided into two. There are missing tooth portions 761 and 762. The missing tooth portions 761 and 762 each correspond to a specific rotational phase angle of the crankshaft. That is, the continuous missing tooth portion 761 corresponds to 180 ° CA and 540 ° CA, and the single missing tooth portion 762 corresponds to 0 ° CA and 360 ° CA, and the position between them is about 180 ° CA. There is a phase difference.

そして、図5に示すように、上記の欠歯部分761、762に起因して、クランク角信号bのパルス列もまた一部が欠損する。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度(姿勢)、換言すれば各気筒1のピストンの現在位置を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを0°CA(または、360°CA)とおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが180°CA(または、540°CA)ということになる。上記の0°CAのパルスのタイミングは、特定の気筒(図示例では、第二気筒)1の圧縮上死点に略等しい。   As shown in FIG. 5, due to the above-mentioned missing tooth portions 761 and 762, a part of the pulse train of the crank angle signal b is also lost. Based on this deficiency, it is possible to know the absolute angle (posture) of the crankshaft, in other words, the current position of the piston of each cylinder 1. If the timing of the first pulse after the missing thirty-sixth pulse is 0 ° CA (or 360 ° CA), the timing of the nineteenth pulse following the missing eighteenth pulse is 180 °. That is, CA (or 540 ° CA). The timing of the 0 ° CA pulse is substantially equal to the compression top dead center of a specific cylinder (second cylinder in the illustrated example) 1.

図4に示すように、カム角センサもまた、カムシャフトに固定されカムシャフトと一体となって回転するロータ77の回転角度をセンシングするものである。そのロータ77には、少なくともカムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起78が形成されている。三気筒エンジンの場合、カムシャフトが120°回転する毎に、歯または突起78が配置される。カムシャフトは、巻掛伝動機構を介してクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転するもので、その回転速度はクランクシャフトの二分の一である。故に、上記の歯または突起78は、クランク角度に換算すれば240°CA毎に配置されていることになる。加えて、本実施形態においては、ロータ77に、追加的なカム角信号gを発生させるための歯または突起79が、240°CA毎の歯または突起78の間に一つ設けられる。   As shown in FIG. 4, the cam angle sensor also senses the rotation angle of a rotor 77 that is fixed to the cam shaft and rotates integrally with the cam shaft. The rotor 77 is formed with teeth or protrusions 78 at every angle obtained by dividing at least one rotation of the camshaft by the number of cylinders. In the case of a three-cylinder engine, teeth or protrusions 78 are arranged every time the camshaft rotates 120 °. The camshaft is rotated by receiving a rotational driving force transmitted from the crankshaft via a winding transmission mechanism, and its rotational speed is one-half that of the crankshaft. Therefore, the above-described teeth or protrusions 78 are arranged every 240 ° CA in terms of the crank angle. In addition, in the present embodiment, the rotor 77 is provided with one tooth or protrusion 79 for generating an additional cam angle signal g between the teeth or protrusions 78 every 240 ° CA.

カム角センサは、ロータ77の外周に臨み、個々の歯または突起78、79が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号gとしてパルス信号を発信する。ECU0は、このパルスをカム角信号gとして受信する。歯または突起78に起因して発生する基本カム角信号gは、何れかの気筒1が所定の行程に至らんとすることを表す。吸気カムシャフトに付随するカム角センサが出力する基本カム角信号gは、図5に示すように、各気筒1における圧縮上死点からあるクランク角度(具体的には、60°CA)進角したタイミングを示唆する。また、基本カム角信号gは、VVT機構6により調節される吸気バルブタイミング(の進角量)をも表す。クランク角信号b及びカム角信号gをともに参照すれば、各気筒1の現在の行程を判別して知得できることに加えて、VVT機構6が具現している現在の吸気バルブタイミングが明らかとなる。   The cam angle sensor faces the outer periphery of the rotor 77, detects that individual teeth or protrusions 78 and 79 pass in the vicinity of the sensor, and transmits a pulse signal as the cam angle signal g each time. The ECU 0 receives this pulse as the cam angle signal g. The basic cam angle signal g generated due to the teeth or protrusions 78 indicates that one of the cylinders 1 has reached a predetermined stroke. As shown in FIG. 5, the basic cam angle signal g output from the cam angle sensor attached to the intake camshaft is a crank angle (specifically 60 ° CA) advance from the compression top dead center in each cylinder 1. Suggest the timing. The basic cam angle signal g also represents the intake valve timing (the advance amount) adjusted by the VVT mechanism 6. By referring to both the crank angle signal b and the cam angle signal g, in addition to being able to determine and know the current stroke of each cylinder 1, the current intake valve timing embodied by the VVT mechanism 6 becomes clear. .

歯または突起79に起因して発生する追加カム角信号gは、カムシャフトの特定の回転位相角に対応しており、各気筒1の行程を判別するための補助となるものである。図5に示している例では、第三気筒1の圧縮上死点からあるクランク角度進角したタイミングを表す基本カム角信号gのパルスから、所定クランク角度(具体的には、60°CA)遅角したタイミングに、追加カム角信号gのパルスが存在している。クランク角信号bのパルス列から明らかとなる所定(60°CA)の間隔を隔ててこれら二つのカム角信号gのパルスを連続して受信したとき、後者のパルスとともに第三気筒1の圧縮上死点が訪れていることが分かる。   The additional cam angle signal g generated due to the teeth or protrusions 79 corresponds to a specific rotational phase angle of the camshaft and assists in determining the stroke of each cylinder 1. In the example shown in FIG. 5, a predetermined crank angle (specifically, 60 ° CA) is obtained from a pulse of the basic cam angle signal g indicating a timing at which a crank angle is advanced from the compression top dead center of the third cylinder 1. There is a pulse of the additional cam angle signal g at the retarded timing. When these two cam angle signal g pulses are successively received at a predetermined (60 ° CA) interval that is apparent from the pulse train of the crank angle signal b, the compression top dead of the third cylinder 1 is received together with the latter pulse. You can see that the dots are coming.

ECU0の出力インタフェースからは、火花点火装置のイグナイタ13に対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、VVT機構6を駆動するためのOCV9に対して制御信号m等を出力する。   From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter 13 of the spark ignition device, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening degree for the EGR valve 23. The control signal l and the control signal m are output to the OCV 9 for driving the VVT mechanism 6.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR率(または、EGR量)、吸気バルブの開閉タイミング等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed, the intake air amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate (or EGR rate) Volume), opening / closing timing of the intake valve, and the like. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l and m corresponding to the operation parameters via the output interface.

また、ECU0は、所定のアイドルストップ条件が成立したときに、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実行する。ECU0は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が閾値以上であり(ブレーキペダルが踏まれた)、内燃機関の冷却水温が所定以上に高く、車載のバッテリの充電量または端子電圧が所定以上に高く、シフトレンジが走行レンジであり、車両が所在している路面の勾配の絶対値が所定以下であり、ブレーキブースタが蓄えている負圧(大気圧とブレーキブースタ負圧との差圧)の大きさが閾値以上であり、前回のアイドルストップ終了からある車速(例えば、10km/h)以上まで加速した経歴があり、かつ現在の車速がある車速(例えば、9km/h)以下である、等といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。   Further, the ECU 0 executes an idle stop that stops the idle rotation of the internal combustion engine when a predetermined idle stop condition is satisfied. The ECU 0 indicates that the brake pedal depression amount or the master cylinder pressure is equal to or greater than a threshold value (the brake pedal is depressed), the cooling water temperature of the internal combustion engine is higher than a predetermined value, and the charge amount or terminal voltage of the in-vehicle battery exceeds a predetermined value. High, the shift range is the driving range, the absolute value of the slope of the road where the vehicle is located is less than the predetermined value, and the negative pressure stored in the brake booster (differential pressure between atmospheric pressure and brake booster negative pressure) The size is greater than or equal to a threshold, the vehicle has a history of acceleration up to a certain vehicle speed (eg, 10 km / h) since the end of the previous idle stop, and the current vehicle speed is less than a certain vehicle speed (eg, 9 km / h), etc. It is determined that the idle stop condition is satisfied when all the above conditions are satisfied.

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関を再始動する。ECU0は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が0または0に近い閾値未満となった(ブレーキペダルが踏まれなくなった)、逆にブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに増大した(ブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた)、アクセル開度が増大した(アクセルペダルが踏まれた)、ブレーキブースタが蓄えている負圧の大きさが閾値未満に低下した、アイドルストップ状態で所定時間(3分)が経過した、等のうち何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。   When a predetermined idle stop end condition is satisfied after the idle stop condition is satisfied, the internal combustion engine is restarted. The ECU 0 determines that the brake pedal depression amount or the master cylinder pressure is 0 or less than a threshold value close to 0 (the brake pedal is no longer depressed), and conversely, the brake pedal depression amount or the master cylinder pressure further increases (brake The pedal is depressed more strongly), the accelerator opening is increased (the accelerator pedal is depressed), the negative pressure stored in the brake booster is reduced below the threshold value, and the engine is stopped for a predetermined time (3 It is determined that the condition for ending the idle stop has been satisfied by any one of the following.

停止した内燃機関を始動(アイドリングストップからの復帰だけでなく、冷間始動も含む)するに際して、ECU0は、電動機(スタータまたはISG(Integrated Starter Generator)。図示せず)に制御信号oを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる完爆判定値を超えたときに(完爆したものと見なして)終了する。   When starting the stopped internal combustion engine (including not only returning from an idling stop but also cold starting), the ECU 0 inputs a control signal o to an electric motor (starter or ISG (Integrated Starter Generator), not shown). Then, cranking is performed by rotating the crankshaft by the electric motor. Cranking is considered when the internal combustion engine has gone from the first explosion to the consecutive explosion and the engine speed, that is, the rotation speed of the crankshaft, exceeds the complete explosion judgment value determined according to the cooling water temperature, etc. )finish.

しかして、本実施形態のECU0は、VVT機構6を介して吸気バルブの開閉タイミングを適切に制御するべく、VVT機構6のロータ62が初期位置をとるとき、即ち遅角室611の容積が最大化し進角室612の容積が最小化する位置にベーン621が遷移して吸気バルブの開閉タイミングが最も遅角したタイミングとなるときの、クランク角信号bとカム角信号gとの位相差を適時に学習する。   Therefore, the ECU 0 of the present embodiment has a maximum volume of the retard chamber 611 when the rotor 62 of the VVT mechanism 6 takes the initial position in order to appropriately control the opening / closing timing of the intake valve via the VVT mechanism 6. The phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g when the vane 621 transitions to a position where the volume of the advance chamber 612 is minimized and the opening / closing timing of the intake valve reaches the most retarded time is determined appropriately. To learn.

VVT機構6のロータ62が初期位置をとるとき、各気筒1の吸気バルブは、排気上死点の近傍のタイミングで開弁するとともに、吸気下死点後ある程度のクランク角度が経過したタイミングで閉弁する状態となる。その上で、ECU0は、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,エンジン負荷率(または、サージタンク33内吸気圧、気筒1に充填される吸気(新気)量若しくは燃料噴射量)]に応じて、遅角室611の容積が縮小し進角室612の容積が拡大するようにロータ62及びそのベーン621をハウジング61に対して相対的に回動させ、以てVVT機構6が具現する吸気バルブタイミングを初期位置から進角させる。現在の吸気バルブタイミングの進角量、換言すればロータ62が初期位置から回動した量は、クランク角信号bとカム角信号gとを突き合わせることで判明するが、そのためには、VVT機構6のロータ62が初期位置にあるときのクランク角信号bとカム角信号gとの位相差を予め知得しておく必要がある。   When the rotor 62 of the VVT mechanism 6 assumes the initial position, the intake valve of each cylinder 1 opens at a timing near the exhaust top dead center and closes when a certain crank angle has elapsed after the intake bottom dead center. It becomes a state to speak. In addition, the ECU 0 responds to the operating region of the internal combustion engine [engine speed, engine load factor (or intake pressure in the surge tank 33, intake (fresh air) amount or fuel injection amount filled in the cylinder 1)]. Thus, the rotor 62 and its vane 621 are rotated relative to the housing 61 so that the volume of the retard chamber 611 is reduced and the volume of the advance chamber 612 is increased, whereby the intake air embodied by the VVT mechanism 6 is realized. Advance the valve timing from the initial position. The amount of advancement of the current intake valve timing, in other words, the amount of rotation of the rotor 62 from the initial position can be determined by matching the crank angle signal b and the cam angle signal g. For this purpose, the VVT mechanism It is necessary to know in advance the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g when the sixth rotor 62 is in the initial position.

VVT機構6が初期位置にあるときのクランク角信号bとカム角信号gとの位相差の学習は、吸気バルブタイミングを最も遅角させる運転領域、典型的には内燃機関のアイドル運転時に行う。つまり、アイドル運転中に、カム角信号gのパルスが、クランク角信号bのパルス列に基づくクランク角度で何度のタイミングで発生するかを実測し、そのクランク角度の値をECU0のメモリに記憶して保持する。図5に示す例に則して述べると、VVT機構6が初期位置にあるときの本来の正常なカム角信号gは、−60°CA、180°CA、240°CA及び420°CAにて発生する。ECU0は、このクランク角度の値を学習値として記憶する。   Learning of the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g when the VVT mechanism 6 is in the initial position is performed during an operation region where the intake valve timing is most retarded, typically during idling of the internal combustion engine. That is, during idle operation, it is measured how many times the pulse of the cam angle signal g is generated at the crank angle based on the pulse train of the crank angle signal b, and the value of the crank angle is stored in the memory of the ECU 0. Hold. Describing in accordance with the example shown in FIG. 5, the original normal cam angle signal g when the VVT mechanism 6 is in the initial position is −60 ° CA, 180 ° CA, 240 ° CA, and 420 ° CA. Occur. The ECU 0 stores the crank angle value as a learning value.

しかしながら、アイドルストップ条件の成立に伴ってアイドルストップが実行されたり、気筒1における混合気の燃焼の不安定化または失火が起こったりして、クランクシャフトの回転速度が急落するときに上記の学習が行われると、学習値に誤差が混入してしまう。クランクシャフトの回転速度が急落したとしても、カムシャフトは慣性により回転を続け、タイミングチェーン74の弛みとともにクランクシャフトの回転位相とカムシャフトの回転位相との間に一時的なずれが生じることがその原因である。   However, when the idling stop condition is established, the learning is performed when the rotational speed of the crankshaft drops sharply due to the idling stop being executed, the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder 1 becoming unstable or misfiring, or the like. If it is performed, an error is mixed in the learning value. Even if the rotation speed of the crankshaft suddenly drops, the camshaft continues to rotate due to inertia, and there is a temporary deviation between the rotation phase of the crankshaft and the rotation phase of the camshaft as the timing chain 74 is loosened. Responsible.

図5に示す例に則して述べると、VVT機構6が初期位置にある状態で、本来ならば−60°CA、180°CA、240°CA及び420°CAのタイミングでカム角信号gが発生するはずである。それにもかかわらず、クランクシャフトの回転速度の急落に伴い、例えば、−70°CA、170°CA、230°CA及び410°CAのタイミングでカム角信号gが発生することが起こる。このときに学習を実施すると、−70°CA、170°CA、230°CA及び410°CAを学習値として記憶してしまう、つまりは本来の初期位置から10°CA分ずれる誤差が生じる。その誤差に起因して、以後の内燃機関の運転において、吸気バルブタイミングを初期位置から例えば20°CA分進角させるようにVVT機構6を制御したとしても、実際には吸気バルブタイミングが初期位置から30°CA分進角してしまう。このように、所望のバルブタイミングが実現されなくなると、内燃機関の性能の低下を招く懸念が生じる。   Referring to the example shown in FIG. 5, the cam angle signal g is originally at the timing of −60 ° CA, 180 ° CA, 240 ° CA, and 420 ° CA with the VVT mechanism 6 in the initial position. Should occur. Nevertheless, the cam angle signal g is generated at timings of −70 ° CA, 170 ° CA, 230 ° CA, and 410 ° CA, for example, with a sudden drop in the rotational speed of the crankshaft. If learning is performed at this time, −70 ° CA, 170 ° CA, 230 ° CA, and 410 ° CA are stored as learning values, that is, an error of 10 ° CA from the original initial position occurs. Due to the error, in the subsequent operation of the internal combustion engine, even if the VVT mechanism 6 is controlled so that the intake valve timing is advanced by, for example, 20 ° CA from the initial position, the intake valve timing is actually the initial position. Will advance by 30 ° CA. As described above, when the desired valve timing is not realized, there is a concern that the performance of the internal combustion engine is deteriorated.

以上の問題を回避するべく、本実施形態のECU0は、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、上記の学習において実測したクランク角信号bとカム角信号gとの位相差の値に補正量を加える。   In order to avoid the above problem, the ECU 0 according to the present embodiment detects the event that the crankshaft rotational speed suddenly drops or detects the event that the crankshaft rotational speed is expected to fall sharply. A correction amount is added to the value of the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g actually measured in learning.

ECU0は、クランク角信号bを参照して、内燃機関のクランクシャフトの回転速度を常時監視している。具体的には、クランク角信号bのパルス列を基に、クランクシャフトが所定のクランク角度、典型的には30°CA回転するために要した時間を反復的に計測し、今回計測された所要時間から前回計測された所要時間を減算することで、30°CA毎の回転速度の低下量の指標となる、30°CAの所要時間の変化量を得る。30°CAの所要時間の変化量が正値であることは内燃機関の回転速度が減速傾向にあることを意味し、負値であることは内燃機関の回転速度が加速傾向にあることを意味する。30°CAの所要時間の変化量が正値であり、これが所定値以上に大きい場合、ECU0は、クランクシャフトの回転速度が急落する事象が発生したと判断する。クランクシャフトの回転速度の急落の原因は、アイドルストップの実行の開始や、気筒1内での混合気の燃焼の不安定化または失火を挙げることができる。   The ECU 0 constantly monitors the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine with reference to the crank angle signal b. Specifically, based on the pulse train of the crank angle signal b, the time required for the crankshaft to rotate at a predetermined crank angle, typically 30 ° CA, is repeatedly measured, and the required time measured this time By subtracting the required time measured last time, the amount of change in the required time of 30 ° CA, which is an indicator of the amount of decrease in the rotation speed every 30 ° CA, is obtained. A positive change in the required time of 30 ° CA means that the rotational speed of the internal combustion engine tends to decelerate, and a negative value means that the rotational speed of the internal combustion engine tends to accelerate. To do. When the amount of change in the required time of 30 ° CA is a positive value and is greater than a predetermined value, the ECU 0 determines that an event has occurred in which the rotational speed of the crankshaft has dropped sharply. The cause of the sudden drop in the rotational speed of the crankshaft can be the start of the idle stop, the unstable combustion of the air-fuel mixture in the cylinder 1, or misfiring.

気筒1内で失火が起こったかどうかを、膨張行程中に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流信号hを参照して判定することも可能である。ECU0は、気筒1の膨張行程中に検出されるイオン電流信号hの大きさが閾値を上回っている期間の長さを計測し、その期間の長さが所定値未満である場合に、当該気筒1の膨張行程において混合気の燃焼が不安定であったか失火が発生したと判断する。その際には、膨張行程においてクランクシャフトの回転の加速が行われず、結果としてクランクシャフトの回転速度が急落するおそれが生じる。要するに、イオン電流信号hの大きさが閾値を上回っている期間の長さが所定値未満であることは、クランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象に該当する。   It is also possible to determine whether misfire has occurred in the cylinder 1 with reference to the ion current signal h flowing through the electrode of the spark plug 12 during the expansion stroke. The ECU 0 measures the length of the period during which the magnitude of the ion current signal h detected during the expansion stroke of the cylinder 1 exceeds the threshold, and when the length of the period is less than a predetermined value, It is determined that the combustion of the air-fuel mixture is unstable or misfire occurs in the expansion stroke of 1. In this case, the rotation of the crankshaft is not accelerated during the expansion stroke, and as a result, the rotation speed of the crankshaft may drop sharply. In short, the fact that the length of the period during which the magnitude of the ion current signal h exceeds the threshold value is less than the predetermined value corresponds to an event where a sudden drop in the rotational speed of the crankshaft is expected.

あるいは、内燃機関の排気通路4に設置されている、触媒41に流入する排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力から、クランクシャフトの回転速度の急落を予測することも考えられる。混合気の空燃比が過剰にリーンであったり、逆に過剰にリッチであったりすると、気筒1内での混合気の燃焼が不安定となり、失火が起こる可能性が高まる。そこで、ECU0は、空燃比センサを介して検出されるガスの空燃比が所定値以上のリーンであるか、または所定値未満の過剰なリッチである場合に、クランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象が発生したと判断する。   Alternatively, it is conceivable to predict a sudden drop in the rotational speed of the crankshaft from the output of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 41, which is installed in the exhaust passage 4 of the internal combustion engine. If the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is excessively lean or conversely excessively rich, the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder 1 becomes unstable and the possibility of misfire increases. Therefore, the ECU 0 predicts a sudden drop in the rotational speed of the crankshaft when the air-fuel ratio of the gas detected via the air-fuel ratio sensor is lean above a predetermined value or excessively rich below a predetermined value. It is determined that the event to be performed has occurred.

VVT機構6が初期位置にある状態で、クランク角信号bとカム角信号gとの位相差を学習する機会において、上に述べたようなクランクシャフトの回転速度が急落する事象、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したとき、ECU0は、クランク角信号bとカム角信号gとの位相差の学習を行わない。または、その学習機会において実測したクランク角信号bとカム角信号gとの位相差に、必要な補正量を加えた値を、学習値としてメモリに記憶保持する。つまり、図5とともに示した具体例において、クランク角信号bとカム角信号gとの位相差として−70°CA、170°CA、230°CA及び410°CAの値が得られた場合、その実測値に10°CAまたはこれに近い補正量を加味した−60°CA、180°CA、240°CA及び420°CAの値を、学習値として記憶する。補正量は、クランクシャフトの回転速度の変化量によらない一定値としてもよいし、クランクシャフトの回転速度が急落したときの単位時間あたりの回転速度の低下量、または所定クランク角度(特に、30°CA)毎の回転速度の低下量に応じて増減する値としてもよい。後者の場合、クランクシャフトの回転速度の低下量が大きいほど、補正量を大きく設定する。   In the state where the VVT mechanism 6 is in the initial position, when the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g is learned, the crankshaft rotation speed as described above, When detecting an event where a sudden decrease in the rotational speed is detected, the ECU 0 does not learn the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g. Alternatively, a value obtained by adding a necessary correction amount to the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g actually measured at the learning opportunity is stored and held in the memory as a learning value. That is, in the specific example shown with FIG. 5, when values of −70 ° CA, 170 ° CA, 230 ° CA and 410 ° CA are obtained as the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g, Values of −60 ° CA, 180 ° CA, 240 ° CA, and 420 ° CA obtained by adding 10 ° CA or a correction amount close to this to the actually measured value are stored as learning values. The correction amount may be a constant value that does not depend on the amount of change in the rotational speed of the crankshaft, the amount of decrease in rotational speed per unit time when the rotational speed of the crankshaft suddenly drops, or a predetermined crank angle (particularly 30 It is good also as a value which increases / decreases according to the fall amount of the rotational speed for every degree (CA). In the latter case, the correction amount is set to be larger as the amount of decrease in the rotational speed of the crankshaft is larger.

本実施形態では、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構6が付帯する内燃機関を制御する制御装置0であって、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号bとカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号gとの位相差を学習するものであり、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号bとカム角信号gとの位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置0を構成した。   In the present embodiment, a control device for controlling an internal combustion engine associated with a variable valve timing mechanism 6 that changes the opening / closing timing of the intake valve by advancing or retarding the rotational phase of the camshaft that drives the intake valve with respect to the crankshaft. The crank angle signal b output from the crank angle sensor associated with the crankshaft and the cam angle sensor associated with the camshaft when the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft is returned to the initial position. Is used to learn the phase difference from the cam angle signal g output from the camshaft, and when an event in which the crankshaft rotational speed suddenly falls is detected or an event in which the crankshaft rotational speed is expected to fall sharply is detected In addition, the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g actually measured during the learning is corrected. To constitute a control apparatus 0 for an internal combustion engine is added.

本実施形態によれば、VVT機構6が初期位置にあるときのクランク角信号bとカム角信号gとの位相差を誤学習することを回避でき、誤学習に起因した内燃機関の性能の低下を予防することができる。特に、ポート噴射式の内燃機関にあって、インジェクタ11から燃料を噴射するタイミングは、VVT機構6が具現する吸気バルブの開閉タイミングに依存する。現在VVT機構6が具現している吸気バルブタイミングをECU0が正しく把握できないと、インジェクタ11からの燃料噴射タイミングが最適なタイミングとならず、必要十分量の燃料が気筒1に吸引されない。ひいては、気筒1に充填される混合気の空燃比が目標空燃比からずれて、燃焼の不安定化、エンジントルク及びエンジン回転数の低下、エミッションの悪化を招くおそれがある。本実施形態によれば、VVT機構6が具現している吸気バルブタイミングをECU0が誤って認識するリスクが低減し、燃焼の安定化、エンジントルク及びエンジン回転数の低下の防止、エミッションの悪化の抑止に資する。   According to the present embodiment, it is possible to avoid erroneous learning of the phase difference between the crank angle signal b and the cam angle signal g when the VVT mechanism 6 is in the initial position, and the performance of the internal combustion engine is degraded due to the erroneous learning. Can be prevented. In particular, in a port injection type internal combustion engine, the timing at which fuel is injected from the injector 11 depends on the opening / closing timing of an intake valve implemented by the VVT mechanism 6. If the ECU 0 cannot correctly grasp the intake valve timing that is currently implemented by the VVT mechanism 6, the fuel injection timing from the injector 11 will not be optimal, and a necessary and sufficient amount of fuel will not be drawn into the cylinder 1. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 may deviate from the target air-fuel ratio, leading to unstable combustion, a decrease in engine torque and engine speed, and a deterioration in emissions. According to the present embodiment, the risk that the ECU 0 erroneously recognizes the intake valve timing implemented by the VVT mechanism 6 is reduced, the combustion is stabilized, the engine torque and the engine speed are prevented from being lowered, and the emission is deteriorated. Contribute to deterrence.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、VVT機構の具体的態様は、作動液圧でベーンを回動させる液圧式(ベーン式)のものには限定されない。クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を電動機により進角/遅角させるモータドライブVVTに対しても、本発明を適用することができる。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, the specific mode of the VVT mechanism is not limited to a hydraulic type (vane type) that rotates the vane with the hydraulic pressure. The present invention can also be applied to a motor drive VVT in which the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is advanced / retarded by an electric motor.

上記実施形態の内燃機関には、排気バルブの開閉タイミングを可変制御するための排気VVT機構が実装されていなかったが、吸気VVT機構と同様の排気VVT機構が内燃機関に付帯していてもよい。その場合において、当該排気VVT機構が初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差の学習に、本発明を適用することも当然に考えられる。また、カム角センサが、排気バルブを駆動する排気カムシャフトに付随しており、当該カム角センサから出力されるカム角信号が、排気カムシャフトの回動角度、排気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を表していることがある。   Although the exhaust VVT mechanism for variably controlling the opening / closing timing of the exhaust valve is not mounted on the internal combustion engine of the above embodiment, an exhaust VVT mechanism similar to the intake VVT mechanism may be attached to the internal combustion engine. . In that case, it is naturally possible to apply the present invention to learning of the phase difference between the crank angle signal and the cam angle signal when the exhaust VVT mechanism is in the initial position. A cam angle sensor is attached to the exhaust camshaft that drives the exhaust valve, and the cam angle signal output from the cam angle sensor determines the rotation angle of the exhaust camshaft and the rotation of the exhaust camshaft relative to the crankshaft. It may represent the phase.

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に利用することができる。   The present invention can be used for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
6…可変バルブタイミング(VVT)機構
b…クランク角信号
g…カム角信号
0 ... Control unit (ECU)
1 ... Cylinder 6 ... Variable valve timing (VVT) mechanism b ... Crank angle signal g ... Cam angle signal

Claims (1)

吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置であって、
前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号とカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号との位相差を学習するものであり、
クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号とカム角信号との位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置。
A control device for controlling an internal combustion engine with a variable valve timing mechanism that changes the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve by advancing or retarding the rotational phase of a camshaft that drives the intake valve or the exhaust valve with respect to the crankshaft Because
The crank angle signal output from the crank angle sensor associated with the crankshaft and the cam angle output from the cam angle sensor associated with the camshaft when the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft has returned to the initial position. It learns the phase difference with the signal,
When an event in which the crankshaft rotational speed suddenly drops is detected, or an event in which the crankshaft rotational speed is expected to fall sharply is detected, the phase difference between the crank angle signal and the cam angle signal measured during the learning is calculated. A control device for an internal combustion engine that adds a correction amount.
JP2017069510A 2017-03-31 2017-03-31 Control device for internal combustion Pending JP2018172967A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017069510A JP2018172967A (en) 2017-03-31 2017-03-31 Control device for internal combustion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017069510A JP2018172967A (en) 2017-03-31 2017-03-31 Control device for internal combustion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018172967A true JP2018172967A (en) 2018-11-08

Family

ID=64108497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017069510A Pending JP2018172967A (en) 2017-03-31 2017-03-31 Control device for internal combustion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018172967A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021156187A (en) * 2020-03-26 2021-10-07 ダイハツ工業株式会社 Filter placement structure
CN115698487A (en) * 2020-05-27 2023-02-03 日立安斯泰莫株式会社 control device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021156187A (en) * 2020-03-26 2021-10-07 ダイハツ工業株式会社 Filter placement structure
JP7184467B2 (en) 2020-03-26 2022-12-06 ダイハツ工業株式会社 Arrangement structure of filters
CN115698487A (en) * 2020-05-27 2023-02-03 日立安斯泰莫株式会社 control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10316765B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP6037748B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2018172967A (en) Control device for internal combustion
JP2021004576A (en) Control device for internal combustion engine
US20170114728A1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP7604075B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2019132196A (en) Controller of internal combustion engine
JP2017155597A (en) Control device of internal combustion engine
EP3239501A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP5854858B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2014202165A (en) Control device for internal combustion engine
JP6305243B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP6153342B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2016011609A (en) Internal combustion engine control unit
JP6071463B2 (en) Internal combustion engine
JP7337585B2 (en) Control device for internal combustion engine
WO2016104733A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2014105696A (en) Control unit for internal combustion engine
JP2023147997A (en) Controller of internal combustion engine
JP6070983B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2017002812A (en) Control device of internal combustion engine
JP2018172995A (en) Control device of internal combustion engine
JP6914592B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2017133468A (en) Control device for internal combustion engine
JP2016183661A (en) Control device of internal combustion engine