JP4968081B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、吸気系に配置された吸気アクチュエータの制御による吸入空気量の調整と、点火アクチュエータの制御による点火時期の調整とにより内燃機関が出力するトルクを制御することができる火花点火式の内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a torque output from an internal combustion engine by adjusting an intake air amount by controlling an intake actuator disposed in an intake system and adjusting an ignition timing by controlling an ignition actuator. The present invention relates to a control device for a spark ignition type internal combustion engine that can be controlled.

従来、火花点火式の内燃機関では、その出力トルクを制御するための手段として、吸入空気量の調整と合わせて点火時期の調整が用いられている。例えば、特開平１０−８９２１４号公報には、アイドルの安定化、変速ショックの軽減、或いは急加速時のショックの軽減などの各種の要求に基づくトルクダウンを点火時期の遅角によって実現する技術について開示されている。この技術では、要求されるトルクダウン量に応じて基本点火時期で発生するトルク（図示トルク）に対する減量割合が求められ、減量割合はトルク補正率として算出される。そして、トルク補正率に応じて点火時期の遅角補正量が決定され、その遅角補正量によって基本点火時期の補正が行われる。   Conventionally, in a spark ignition type internal combustion engine, as a means for controlling its output torque, adjustment of ignition timing is used together with adjustment of the intake air amount. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-89214 discloses a technique for realizing torque reduction based on various requirements such as stabilization of idle, reduction of shift shock, or reduction of shock during sudden acceleration by retarding ignition timing. It is disclosed. In this technique, a reduction ratio with respect to the torque (torque shown) generated at the basic ignition timing is obtained according to a required torque down amount, and the reduction ratio is calculated as a torque correction ratio. Then, a retard correction amount of the ignition timing is determined according to the torque correction rate, and the basic ignition timing is corrected by the retard correction amount.

また、特開２００５−１１３８７７号公報には、空燃比ディザ制御によるトルク変動をスロットル開度と点火時期との協調制御により抑制する技術が開示されている。この技術では、空燃比ディザ制御による空燃比のリーン方向への制御によるトルクダウン量の絶対値がリザーブトルクとして算出される。そして、このリザーブトルクを要求トルクに加算したものがスロットル系要求トルクとされ、そのスロットル系要求トルクを用いて要求スロットル開度が算出される。また、要求トルクはそのまま点火系要求トルクとして用いられ、実吸入空気量に基づいて算出された推定トルクと点火系要求トルクとに基づいて要求点火時期が算出される。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113877 discloses a technique for suppressing torque fluctuation due to air-fuel ratio dither control by cooperative control of throttle opening and ignition timing. In this technique, the absolute value of the torque-down amount by the control of the air-fuel ratio in the lean direction by the air-fuel ratio dither control is calculated as the reserve torque. The throttle system required torque is obtained by adding the reserve torque to the required torque, and the required throttle opening is calculated using the throttle system required torque. Further, the required torque is used as it is as the ignition system required torque, and the required ignition timing is calculated based on the estimated torque calculated based on the actual intake air amount and the ignition system required torque.

これら特許文献に記載の技術からも分かるように、点火時期は必ずしも最適点火時期（ＭＢＴ）に設定されるわけではなく、内燃機関に対する要求トルクと実際の吸入空気量との関係に応じて適宜に補正される。点火時期の補正は吸入空気量の補正と比べてトルクの応答性に優れているからである。要求されているトルク調整量のうち、吸入空気量の補正では間に合わない分が点火時期の補正によって実現されるようになっている。
特開平１０−８９２１４号公報 特開２００５−１１３８７７号公報 As can be seen from the techniques described in these patent documents, the ignition timing is not necessarily set to the optimum ignition timing (MBT), and is appropriately determined according to the relationship between the required torque for the internal combustion engine and the actual intake air amount. It is corrected. This is because the correction of the ignition timing is superior in torque response compared to the correction of the intake air amount. Of the required torque adjustment amount, the amount that is not in time for the correction of the intake air amount is realized by the correction of the ignition timing.
JP-A-10-89214 JP 2005-113877 A

点火時期の補正量の計算方法としては、特開２００５−１１３８７７号公報にも開示されているように、実際の吸入空気量から推定した推定トルクと要求トルクとを比較し、その比較値に基づいて基準点火時期（例えばＭＢＴ）に対する補正量を計算する方法がある。この方法によれば、実際の吸入空気量が要求トルクを実現できる吸入空気量（目標吸入空気量）に一致したときには、推定トルクが要求トルクに等しくなることによって点火時期の補正量が無くなり、基準点火時期での運転が実現できるものと期待される。   As a method for calculating the correction amount of the ignition timing, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-113877, the estimated torque estimated from the actual intake air amount is compared with the required torque, and based on the comparison value. There is a method of calculating a correction amount for a reference ignition timing (for example, MBT). According to this method, when the actual intake air amount coincides with the intake air amount (target intake air amount) that can achieve the required torque, the estimated torque becomes equal to the required torque so that the ignition timing correction amount is eliminated, and the reference It is expected that operation at the ignition timing can be realized.

ところが、場合によっては、定常運転時にもかかわらず目標吸入空気量と実際の吸入空気量との間に誤差が生じてしまうことがある。これは、目標吸入空気量を目標スロットル開度に変換する過程での計算精度や、実際のスロットル開度から吸入空気量を推定計算する過程での計算精度の影響によるものである。目標吸入空気量と実際吸入空気量とが不一致である場合には、その差に応じて点火時期が補正されるために、基準点火時期での運転を実現できなくなってしまう。   However, in some cases, an error may occur between the target intake air amount and the actual intake air amount even during steady operation. This is due to the influence of the calculation accuracy in the process of converting the target intake air amount into the target throttle opening and the calculation accuracy in the process of estimating and calculating the intake air amount from the actual throttle opening. When the target intake air amount and the actual intake air amount do not coincide with each other, the ignition timing is corrected according to the difference, so that the operation at the reference ignition timing cannot be realized.

近年、スロットルの動作に対する吸入空気量の応答をモデル化し、それを数式で表した吸気系モデル（エアモデルともいう）が知られている。この吸気系モデルに関しては、空気流量センサの出力値を補正データとして取り入れる等、モデル精度を高めるための種々の提案がなされている。モデルを用いた計算は、上述の目標吸入空気量を目標スロットル開度に変換する過程にも、スロットル開度から吸入空気量を推定計算する過程にも利用することができる。しかし、いくら高精度なモデルを用いたとしても、その計算過程においてある程度の計算誤差が生じることは避けられない。このため、吸気系モデルを計算に用いる場合であっても、定常運転時において目標吸入空気量と実際の吸入空気量とが一致しないという問題は依然として残ることになる。   In recent years, an intake system model (also referred to as an air model) in which a response of an intake air amount to a throttle operation is modeled and expressed by a mathematical formula is known. With respect to this intake system model, various proposals have been made to improve model accuracy, such as incorporating the output value of the air flow rate sensor as correction data. The calculation using the model can be used both in the process of converting the target intake air amount to the target throttle opening and in the process of estimating and calculating the intake air amount from the throttle opening. However, no matter how highly accurate the model is used, it is inevitable that some calculation error will occur in the calculation process. For this reason, even when the intake system model is used for the calculation, the problem that the target intake air amount does not match the actual intake air amount during the steady operation still remains.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、実際の吸入空気量に合わせた点火時期の制御によって内燃機関の出力トルクを要求トルクの変化に追従させつつ、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現できるようにした、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. At least steady operation is performed while causing the output torque of the internal combustion engine to follow the change in the required torque by controlling the ignition timing according to the actual intake air amount. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can reliably realize operation at a reference ignition timing.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、吸気系に配置された吸気アクチュエータの制御による吸入空気量の調整と、点火アクチュエータの制御による点火時期の調整とにより内燃機関が出力するトルクを制御する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関に対して要求されるトルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクを実現する吸入空気量を前記内燃機関の目標吸入空気量として算出する目標吸入空気量算出手段と、
前記吸気アクチュエータの動作に対する吸入空気量の応答を表した吸気系モデルの逆モデルを具備し、前記目標吸入空気量を前記逆モデルに入力して得られる動作量を前記吸気アクチュエータの目標動作量として設定する目標動作量設定手段と、
前記目標動作量に従って前記吸気アクチュエータを制御する吸気制御手段と、
前記吸気系モデルの順モデルを具備し、前記吸気アクチュエータの動作量を前記順モデルに入力して得られる吸入空気量を前記内燃機関の見込み吸入空気量として算出する見込み吸入空気量算出手段と、
前記見込み吸入空気量で実現できるトルクを前記内燃機関の推定トルクとして算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクと前記要求トルクとの比較値に基づいて前記見込み吸入空気量のもとで前記要求トルクを実現するための点火時期補正量を算出する点火時期補正量算出手段と、
前記内燃機関の吸気系に配置された空気流量センサの出力値に基づいて前記内燃機関の実際の吸入空気量を算出する実際吸入空気量算出手段と、
前記実際吸入空気量に基づいて基準点火時期を算出する基準点火時期算出手段と、
前記基準点火時期と前記点火時期補正量とに基づいて目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、
前記目標点火時期に従って前記点火アクチュエータを制御する点火制御手段と、
を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, the first invention provides a torque output from the internal combustion engine by adjusting an intake air amount by controlling an intake actuator disposed in an intake system and adjusting an ignition timing by controlling an ignition actuator. In a control device for an internal combustion engine to be controlled,
Requested torque acquisition means for acquiring torque required for the internal combustion engine;
Target intake air amount calculating means for calculating an intake air amount that realizes the required torque as a target intake air amount of the internal combustion engine;
An inverse model of an intake system model representing a response of the intake air amount to the operation of the intake actuator is provided, and an operation amount obtained by inputting the target intake air amount into the inverse model is set as a target operation amount of the intake actuator. Target operation amount setting means to be set;
Intake control means for controlling the intake actuator according to the target operation amount;
A predicted intake air amount calculating means comprising a forward model of the intake system model, and calculating an intake air amount obtained by inputting an operation amount of the intake actuator into the forward model as an expected intake air amount of the internal combustion engine;
Estimated torque calculating means for calculating a torque that can be realized by the estimated intake air amount as an estimated torque of the internal combustion engine;
Ignition timing correction amount calculating means for calculating an ignition timing correction amount for realizing the required torque based on the estimated intake air amount based on a comparison value between the estimated torque and the required torque;
An actual intake air amount calculating means for calculating an actual intake air amount of the internal combustion engine based on an output value of an air flow rate sensor disposed in an intake system of the internal combustion engine;
Reference ignition timing calculation means for calculating a reference ignition timing based on the actual intake air amount;
Target ignition timing setting means for setting a target ignition timing based on the reference ignition timing and the ignition timing correction amount;
Ignition control means for controlling the ignition actuator according to the target ignition timing;
It is characterized by having.

第２の発明は、第１の発明において、
前記実際吸入空気量で実現できるトルクを前記内燃機関の推定トルクとして算出する第２の推定トルク算出手段と、
前記第２の推定トルク算出手段で算出された推定トルクと前記要求トルクとの比較値に基づいて前記実際吸入空気量のもとで前記要求トルクを実現するための点火時期補正量を算出する第２の点火時期補正量算出手段と、
前記目標点火時期設定手段において目標点火時期の設定に用いる点火時期補正量を、前記点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量から、前記第２の点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量へ切り替える切り替え手段と、
をさらに備えることを特徴としている。 According to a second invention, in the first invention,
Second estimated torque calculating means for calculating a torque that can be realized by the actual intake air amount as an estimated torque of the internal combustion engine;
Based on a comparison value between the estimated torque calculated by the second estimated torque calculating means and the required torque, an ignition timing correction amount for realizing the required torque based on the actual intake air amount is calculated. 2 ignition timing correction amount calculating means,
The second ignition timing correction amount calculating means calculates the ignition timing correction amount used for setting the target ignition timing in the target ignition timing setting means from the ignition timing correction amount calculated by the ignition timing correction amount calculating means. Switching means for switching to the ignition timing correction amount,
Is further provided.

第３の発明は、第２の発明において、
前記内燃機関に対して要求される効率を取得する要求効率取得手段と、
目標吸入空気量の算出に用いる要求トルクを前記要求効率によって補正する要求トルク補正手段と、
をさらに備え、前記切り替え手段は、前記要求効率が１の場合には前記点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量を選択することを特徴としている。 According to a third invention, in the second invention,
Required efficiency acquisition means for acquiring efficiency required for the internal combustion engine;
Required torque correction means for correcting the required torque used for calculating the target intake air amount by the required efficiency;
The switching means selects the ignition timing correction amount calculated by the ignition timing correction amount calculation means when the required efficiency is 1.

第４の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関に対して要求される効率を取得する要求効率取得手段と、
目標吸入空気量の算出に用いる要求トルクを前記要求効率によって補正する要求トルク補正手段と、
前記実際吸入空気量と前記見込み吸入空気量との比較値に基づいて前記目標点火時期設定手段により設定される目標点火時期を補正する目標点火時期補正手段と、
をさらに備えることを特徴としている。 According to a fourth invention, in the first invention,
Required efficiency acquisition means for acquiring efficiency required for the internal combustion engine;
Required torque correction means for correcting the required torque used for calculating the target intake air amount by the required efficiency;
Target ignition timing correction means for correcting a target ignition timing set by the target ignition timing setting means based on a comparison value between the actual intake air amount and the estimated intake air amount;
Is further provided.

第５の発明は、第４の発明において、
前記要求効率が１の場合には前記目標点火時期補正手段による目標点火時期の補正を禁止する補正禁止手段、
をさらに備えることを特徴としている。 A fifth invention is the fourth invention,
Correction prohibiting means for prohibiting correction of the target ignition timing by the target ignition timing correcting means when the required efficiency is 1.
Is further provided.

第１の発明によれば、目標吸入空気量を吸気アクチュエータの目標動作量に変換する計算過程と、吸気アクチュエータの動作量から吸入空気量を求める計算過程とにおいて、共通する吸気系モデルが使用される。つまり、同吸気系モデルの逆モデルに目標吸入空気量を入力したものが吸気アクチュエータの目標動作量として設定され、同吸気系モデルの順モデルに吸気アクチュエータの動作量を入力したものが内燃機関の見込み吸入空気量として算出される。これによれば、同吸気系モデルの逆モデルでの計算過程で生じた誤差は、同吸気系モデルの順モデルでの計算過程で生じた誤差によって打ち消される。その結果、少なくとも定常運転時においては目標吸入空気量と見込み吸入空気量とを一致させることができる。   According to the first aspect of the invention, a common intake system model is used in the calculation process for converting the target intake air amount into the target operation amount of the intake actuator and the calculation process for obtaining the intake air amount from the operation amount of the intake actuator. The That is, the target intake air amount that is input to the inverse model of the intake system model is set as the target operation amount of the intake actuator, and the input amount of the intake actuator that is input to the forward model of the intake system model is that of the internal combustion engine. Calculated as the expected intake air amount. According to this, the error generated in the calculation process in the inverse model of the intake system model is canceled by the error generated in the calculation process in the forward model of the intake system model. As a result, the target intake air amount and the expected intake air amount can be matched at least during steady operation.

そして、第１の発明によれば、見込み吸入空気量で実現できるトルクが内燃機関の推定トルクとして算出され、推定トルクと要求トルクとの比較値に基づいて、見込み吸入空気量のもとで要求トルクを実現するための点火時期補正量が算出される。見込み吸入空気量が目標吸入空気量に一致する場合には推定トルクが要求トルクに一致することから、それらの比較値から算出される点火時期補正量はゼロとなる。目標点火時期は、実際吸入空気量に基づいて算出された基準点火時期と点火時期補正量とに基づいて設定されるので、見込み吸入空気量が目標吸入空気量に一致する場合には、目標点火時期は基準点火時期に設定されることになる。つまり、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。   According to the first aspect of the present invention, the torque that can be realized with the estimated intake air amount is calculated as the estimated torque of the internal combustion engine, and is requested under the estimated intake air amount based on the comparison value between the estimated torque and the requested torque. An ignition timing correction amount for realizing torque is calculated. When the estimated intake air amount matches the target intake air amount, the estimated torque matches the required torque, so the ignition timing correction amount calculated from the comparison value becomes zero. Since the target ignition timing is set based on the reference ignition timing calculated based on the actual intake air amount and the ignition timing correction amount, if the expected intake air amount matches the target intake air amount, The timing is set to the reference ignition timing. That is, at least during steady operation, it is possible to reliably realize operation at the reference ignition timing.

また、第１の発明によれば、過渡運転時のように要求トルクを実現する目標吸入空気量と見込み吸入空気量との間にずれが生じている状況では、見込み吸入空気量から計算される推定トルクと要求トルクとの比較値に応じて点火時期補正量が算出される。目標点火時期が基準点火時期に対して点火時期補正量の分だけ補正されることで、内燃機関の出力トルクを要求トルクの変化に追従させることができる。   Further, according to the first aspect of the invention, in a situation where there is a deviation between the target intake air amount that achieves the required torque and the expected intake air amount, such as during transient operation, it is calculated from the expected intake air amount. An ignition timing correction amount is calculated according to a comparison value between the estimated torque and the required torque. By correcting the target ignition timing by the ignition timing correction amount with respect to the reference ignition timing, the output torque of the internal combustion engine can be made to follow the change in the required torque.

第２の発明によれば、目標点火時期の設定に用いる点火時期補正量を、見込み吸入空気量に基づいて計算したものから実際吸入空気量に基づいて計算したものに切り替えることができる。吸気系モデルの計算誤差の影響により、見込み吸入空気量と実際の吸入空気量とは必ずしも一致しないため、見込み吸入空気量に基づいて計算した点火時期補正量では要求トルクを実現できない可能性が有る。基準点火時期での運転よりも要求トルクの実現が優先される場合には、上記の切り替えを行うことで、内燃機関に対する要求トルクを出力トルクとして確実に実現することができる。   According to the second invention, the ignition timing correction amount used for setting the target ignition timing can be switched from the one calculated based on the estimated intake air amount to the one calculated based on the actual intake air amount. The expected intake air amount does not always match the actual intake air amount due to the influence of the calculation error of the intake system model, so the required torque may not be realized with the ignition timing correction amount calculated based on the expected intake air amount. . When the realization of the required torque is given priority over the operation at the reference ignition timing, the required torque for the internal combustion engine can be reliably realized as the output torque by performing the above switching.

第３の発明によれば、目標吸入空気量の算出には要求効率によって補正された要求トルクが用いられ、点火時期補正量の算出には補正前の要求トルクと推定トルクとが用いられる。見込み吸入空気量に基づいて推定トルクを計算する場合には、推定トルクは補正前の要求トルクに一致することから、補正前の要求トルクと推定トルクとの比較値は要求効率を表したものとなり、見込み吸入空気量のもとで要求効率を実現できる点火時期遅角量が算出される。第３の発明によれば、要求効率が１の場合には見込み吸入空気量に基づいて点火時期補正量の計算が行われるので、点火時期遅角量はゼロとなり、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。   According to the third aspect, the required torque corrected by the required efficiency is used for calculating the target intake air amount, and the required torque and the estimated torque before correction are used for calculating the ignition timing correction amount. When the estimated torque is calculated based on the expected intake air amount, the estimated torque matches the required torque before correction, so the comparison value between the required torque before correction and the estimated torque represents the required efficiency. Then, the ignition timing retardation amount capable of realizing the required efficiency under the expected intake air amount is calculated. According to the third aspect of the invention, when the required efficiency is 1, the ignition timing correction amount is calculated based on the expected intake air amount, so that the ignition timing retard amount is zero, and at least during steady operation, it is reliable. In addition, operation at the reference ignition timing can be realized.

また、第４の発明によれば、目標吸入空気量の算出には要求効率によって補正された要求トルクが用いられ、点火時期補正量の算出には補正前の要求トルクと推定トルクとが用いられる。定常運転時においては見込み吸入空気量から計算される推定トルクは補正前の要求トルクに一致することから、補正前の要求トルクと推定トルクとの比較値は要求効率を表したものになる。その結果、点火時期遅角量としては見込み吸入空気量のもとで要求効率を実現できる値が算出されることになる。しかし、内燃機関の効率と点火時期遅角量との関係は吸入空気量によって変わるため、見込み吸入空気量のもとで要求効率を実現できる点火時期遅角量であっても、実際吸入空気量のもとでは要求効率を実現できない可能性がある。この点に関し、第４の発明によれば、実際吸入空気量と見込み吸入空気量との比較値に基づいて目標点火時期が補正されることで、実際吸入空気量と見込み吸入空気量との間にずれがある場合であっても、実際吸入空気量のもとで要求効率を実現できる適切な点火時期での運転が可能になる。   According to the fourth aspect of the invention, the required torque corrected by the required efficiency is used for calculating the target intake air amount, and the required torque and the estimated torque before correction are used for calculating the ignition timing correction amount. . Since the estimated torque calculated from the expected intake air amount during steady operation matches the required torque before correction, the comparison value between the required torque before correction and the estimated torque represents the required efficiency. As a result, a value that can achieve the required efficiency is calculated as the ignition timing retardation amount based on the expected intake air amount. However, since the relationship between the efficiency of the internal combustion engine and the ignition timing retard amount changes depending on the intake air amount, the actual intake air amount can be achieved even if the ignition timing retard amount can achieve the required efficiency under the expected intake air amount. May not achieve the required efficiency. In this regard, according to the fourth aspect of the present invention, the target ignition timing is corrected based on the comparison value between the actual intake air amount and the estimated intake air amount, so that the actual intake air amount and the estimated intake air amount are reduced. Even if there is a deviation, it is possible to operate at an appropriate ignition timing that can achieve the required efficiency under the actual intake air amount.

第５の発明によれば、内燃機関に対して要求される効率が１のとき、すなわち、点火時期の遅角補正を必要としていない状況では、目標点火時期の補正が禁止されるので、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。   According to the fifth aspect of the invention, when the efficiency required for the internal combustion engine is 1, that is, when the ignition timing retardation correction is not required, the correction of the target ignition timing is prohibited. During operation, it is possible to reliably realize operation at the reference ignition timing.

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１を参照して説明する。 Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、火花点火式の内燃機関に適用され、火花点火式内燃機関のアクチュエータであるスロットル及び点火装置の動作を制御する制御装置として構成されている。以下、図１を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。また、以下では、内燃機関を単にエンジンという。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine as the first embodiment of the present invention. The control device of the present embodiment is applied to a spark ignition internal combustion engine, and is configured as a control device that controls the operation of a throttle and an ignition device that are actuators of the spark ignition internal combustion engine. Hereinafter, the configuration of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, the internal combustion engine is simply referred to as an engine.

本実施の形態の制御装置は複数の計算要素２，４，６，８、１０，１４，１６，１８，２０，３２，３４，３６を備えている。また、スロットルの動作を制御するスロットルドライバ１２と点火装置の動作を制御する点火装置ドライバ３８とを備えている。制御装置は、入力された情報に基づいて各計算要素により所定の計算規則に従って計算を行い、各アクチュエータの動作量、すなわち、目標スロットル開度と目標点火時期とを算出する。そして、各アクチュエータの動作量をドライバ１２，３８にセットし、ドライバ１２，３８を介して各アクチュエータの動作を制御する。   The control device of the present embodiment includes a plurality of calculation elements 2, 4, 6, 8, 10, 14, 16, 18, 20, 32, 34, 36. Further, a throttle driver 12 that controls the operation of the throttle and an ignition device driver 38 that controls the operation of the ignition device are provided. The control device performs calculation according to a predetermined calculation rule by each calculation element based on the input information, and calculates the operation amount of each actuator, that is, the target throttle opening and the target ignition timing. Then, the operation amount of each actuator is set in the drivers 12 and 38, and the operation of each actuator is controlled via the drivers 12 and 38.

制御装置に入力される情報には、エンジンの運転状態に関する情報が含まれている。具体的には、スロットル開度の設定値、点火時期の設定値、Ａ／Ｆの設定値、エアフローメータの出力値、エンジン回転数、冷却水温度、吸入空気温度、バルブタイミング等の運転状態情報が入力情報に含まれている。なお、エアフローメータは、エンジンの吸気系においてスロットルの上流に配置された空気流量センサである。   The information input to the control device includes information related to the operating state of the engine. Specifically, operating state information such as throttle opening setting value, ignition timing setting value, A / F setting value, air flow meter output value, engine speed, cooling water temperature, intake air temperature, valve timing, etc. Is included in the input information. The air flow meter is an air flow sensor arranged upstream of the throttle in the intake system of the engine.

また、制御装置に入力される情報には、内燃機関のトルクに関する要求と内燃機関の効率に関する要求とが含まれている。これらの要求は、制御系統の上位に設けられたパワートレインマネージャ（図示略）から数値で入力される。トルク要求には、運転者からの要求を含む軸トルク要求の他、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control system）やＴＲＣ（Traction Control System）等の車両制御に必要なトルクも含まれる。効率要求は、トルクに変換可能な熱エネルギのトルクへの変換効率の要求値という意味を有しており、点火時期が最適点火時期（ＭＢＴ）のときを基準にして設定される無次元パラメータである。例えば、触媒暖機のために熱エネルギを排気ガスの昇温に利用したい場合等には、効率要求値は基準値の１よりも小さい値とされる。   Further, the information input to the control device includes a request regarding the torque of the internal combustion engine and a request regarding the efficiency of the internal combustion engine. These requests are inputted numerically from a powertrain manager (not shown) provided at the upper level of the control system. The torque request includes a torque required for vehicle control such as VSC (Vehicle Stability Control system) and TRC (Traction Control System) in addition to a shaft torque request including a request from the driver. The efficiency request has a meaning of a required value of conversion efficiency of heat energy that can be converted into torque, and is a dimensionless parameter that is set based on when the ignition timing is the optimum ignition timing (MBT). is there. For example, when it is desired to use thermal energy for raising the temperature of exhaust gas for catalyst warm-up, the efficiency requirement value is set to a value smaller than the reference value of 1.

以下、本実施の形態の制御装置を構成する各計算要素２，４，６，８、１０，１４，１６，１８，２０，３２，３４，３６の機能と、計算要素間の信号処理の流れについて説明する。   Hereinafter, the function of each calculation element 2, 4, 6, 8, 10, 14, 16, 18, 20, 32, 34, 36 constituting the control device of the present embodiment and the flow of signal processing between the calculation elements. Will be described.

パワートレインマネージャから供給されるトルク要求はトルク調停部２に入力され、効率要求は効率調停部４に入力される。パワートレインマネージャからはトルクや効率で表現された複数の要求が出力されるが、それらの要求を全て同時に実現することはできない。複数のトルク要求があったとしても実現できるトルクは１つであるため、要求の調停という処理が必要となる。効率に関しても同様である。そこで、トルク調停部２は、入力された複数のトルク要求を集約して１つの値に調停し、調停したトルク値をエンジンの目標トルクとして出力する。また、効率調停部４は、入力された複数の効率要求を集約して１つの値に調停し、調停した効率値をエンジンの目標効率として出力する。なお、ここでいう調停とは、予め定められた計算規則に従って複数の数値から１つの数値を得る動作である。計算規則には例えば最大値選択、最小値選択、平均、或いは重ね合わせ等が含まれる。それら複数の計算規則を適宜に組み合わせたものとしてもよい。   The torque request supplied from the powertrain manager is input to the torque arbitration unit 2, and the efficiency request is input to the efficiency arbitration unit 4. The powertrain manager outputs a plurality of requests expressed by torque and efficiency, but these requests cannot all be realized at the same time. Even if there are a plurality of torque requests, the number of torques that can be realized is one, so that a process of request arbitration is required. The same applies to efficiency. Therefore, the torque arbitration unit 2 aggregates a plurality of input torque requests and arbitrates them to one value, and outputs the arbitrated torque value as a target torque of the engine. Further, the efficiency arbitration unit 4 aggregates a plurality of input efficiency requests and arbitrates them to one value, and outputs the arbitrated efficiency value as a target efficiency of the engine. The arbitration here is an operation of obtaining one numerical value from a plurality of numerical values in accordance with a predetermined calculation rule. Calculation rules include, for example, maximum value selection, minimum value selection, averaging, or superposition. The plurality of calculation rules may be appropriately combined.

トルク調停部２で設定された目標トルクと、効率調停部４で設定された目標効率とは、目標トルク補正部６に入力される。目標トルク補正部６は目標トルクを目標効率で除算して補正し、その補正目標トルクを目標吸入空気量計算部８に出力する。目標効率が通常値の１であれば、トルク調停部２で設定された目標トルクがそのまま目標吸入空気量計算部８に出力される。一方、目標効率が通常値の１よりも小さければ、目標効率による除算によって目標トルクは嵩上げされ、嵩上げされた補正目標トルクが目標吸入空気量計算部８に出力される。   The target torque set by the torque arbitration unit 2 and the target efficiency set by the efficiency arbitration unit 4 are input to the target torque correction unit 6. The target torque correction unit 6 corrects the target torque by dividing it by the target efficiency, and outputs the corrected target torque to the target intake air amount calculation unit 8. If the target efficiency is a normal value of 1, the target torque set by the torque arbitration unit 2 is output to the target intake air amount calculation unit 8 as it is. On the other hand, if the target efficiency is smaller than the normal value 1, the target torque is raised by division by the target efficiency, and the raised corrected target torque is output to the target intake air amount calculation unit 8.

目標吸入空気量計算部８は、補正目標トルクの実現に必要な吸入空気量（ＫＬ）をＫＬマップを用いて計算する。ＫＬマップは補正目標トルクを吸入空気量に変換するためのマップであって、点火時期、エンジン回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと吸入空気量との関係に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。ただし、点火時期は基準点火時期（本実施の形態ではＭＢＴ）とされている。目標吸入空気量計算部８は、補正目標トルクから変換された吸入空気量をエンジンの目標吸入空気量（以下、目標ＫＬという）とし、それを目標スロットル開度設定部１０に出力する。   The target intake air amount calculation unit 8 calculates the intake air amount (KL) necessary for realizing the corrected target torque using the KL map. The KL map is a map for converting the corrected target torque into the intake air amount, and various operating conditions that affect the relationship between the torque and the intake air amount, such as ignition timing, engine speed, A / F, and valve timing. Is used as a parameter. Values (current values) obtained from current operating state information are input to these parameters. However, the ignition timing is a reference ignition timing (MBT in the present embodiment). The target intake air amount calculation unit 8 sets the intake air amount converted from the corrected target torque as the target intake air amount of the engine (hereinafter referred to as target KL), and outputs it to the target throttle opening setting unit 10.

目標スロットル開度設定部１０は、吸気系モデルの逆モデルを用いて目標ＫＬをスロットル開度に変換する。すなわち、目標ＫＬを実現可能なスロットル開度を計算する。吸気系モデル（エアモデル）は、スロットルの動作に対する吸入空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化し、それを数式で表したものである。吸気系モデルの順モデルにスロットル開度を入力することで、そのスロットル開度で実現できる吸入空気量が算出される。一方、吸気系モデルの逆モデルに吸入空気量を入力することで、その吸入空気量を実現するためのスロットル開度が算出される。   The target throttle opening setting unit 10 converts the target KL into the throttle opening using an inverse model of the intake system model. That is, the throttle opening that can achieve the target KL is calculated. The intake system model (air model) is obtained by modeling the response of the intake air amount with respect to the operation of the throttle based on fluid dynamics and the like, and expressing it with a mathematical expression. By inputting the throttle opening into the forward model of the intake system model, the intake air amount that can be realized with the throttle opening is calculated. On the other hand, by inputting the intake air amount to the inverse model of the intake system model, the throttle opening for realizing the intake air amount is calculated.

目標スロットル開度設定部１０に具備された吸気系モデルの逆モデル（以下、エア逆モデルという）Ｍ１-１では、大気圧や吸入空気温度等、スロットル開度と吸入空気量との関係に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。目標スロットル開度設定部１０は、目標ＫＬから変換されたスロットル開度をスロットルの目標開度として設定し、それをスロットルドライバ１２にセットする。スロットルドライバ１２は、この目標開度を実現するようにスロットルを制御する。 Inverse model of an intake system model that is provided to the target throttle opening degree setting section 10 (hereinafter, the air that inverse model) M1 -1, atmospheric pressure and intake air temperature, etc., affect the relationship between the throttle opening and the intake air amount The operating conditions can be set as parameters. The target throttle opening setting unit 10 sets the throttle opening converted from the target KL as the target opening of the throttle, and sets it in the throttle driver 12. The throttle driver 12 controls the throttle so as to realize this target opening.

スロットルによって実際に実現されているスロットル開度は、スロットル開度センサによって取得することができる。実際のスロットル開度が分かれば、前述の吸気系モデルの順モデルを用いることによって吸入空気量を求めることができる。見込み吸入空気量計算部１４は、吸気系モデルの順モデル（以下、単にエアモデルという）Ｍ１を用いてスロットル開度を吸入空気量に変換する。スロットル開度計算部１０のエア逆モデルＭ１-１は、このエアモデルＭ１の逆モデルにあたる。 The throttle opening actually realized by the throttle can be acquired by a throttle opening sensor. If the actual throttle opening is known, the intake air amount can be obtained by using the forward model of the intake system model described above. The expected intake air amount calculation unit 14 converts the throttle opening into an intake air amount using a forward model (hereinafter simply referred to as an air model) M1 of an intake system model. Air inverse model M1 -1 of the throttle opening calculation section 10 corresponds to the inverse model of the air model M1.

見込み吸入空気量計算部１４に具備されたエアモデルＭ１では、大気圧や吸入空気温度等、スロットル開度と吸入空気量との関係に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。ただし、このエアモデルＭ１ではエアフローメータの出力値はパラメータとして用いられない。エアフローメータの出力値を補正データとして用いるならば、現在のスロットル開度にて実現される実際の吸入空気量を高い精度で求めることができる。これに対してエアモデルＭ１で得られる吸入空気量は、あくまでも現在のスロットル開度にて想定される見込みの吸入空気量（以下、見込みＫＬという）である。   In the air model M1 provided in the estimated intake air amount calculation unit 14, operating conditions that affect the relationship between the throttle opening and the intake air amount, such as atmospheric pressure and intake air temperature, can be set as parameters. However, in the air model M1, the output value of the air flow meter is not used as a parameter. If the output value of the air flow meter is used as correction data, the actual intake air amount realized at the current throttle opening can be obtained with high accuracy. On the other hand, the intake air amount obtained by the air model M1 is only an expected intake air amount (hereinafter referred to as an expected KL) assumed at the current throttle opening.

見込み吸入空気量計算部１４で計算された見込みＫＬは、推定トルク計算部１６にてトルクに変換される。推定トルク計算部１６は、見込みＫＬをトルクマップに照合する。トルクマップは見込みＫＬをトルクに変換するためのマップであって、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと吸入空気量との関係に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値（現在値）が入力される。ただし、点火時期は基準点火時期（本実施の形態ではＭＢＴ）とされている。推定トルク計算部１６は、見込みＫＬから変換されたトルクをエンジンの推定トルクとし、それをトルク効率計算部１８に出力する。   The estimated KL calculated by the estimated intake air amount calculation unit 14 is converted into torque by the estimated torque calculation unit 16. The estimated torque calculator 16 collates the prospective KL against the torque map. The torque map is a map for converting the expected KL into torque, and various operating conditions that affect the relationship between torque and intake air amount, such as ignition timing, engine speed, A / F, and valve timing, are used as parameters. It is used. Values (current values) obtained from current operating state information are input to these parameters. However, the ignition timing is a reference ignition timing (MBT in the present embodiment). The estimated torque calculation unit 16 sets the torque converted from the prospective KL as the estimated torque of the engine and outputs it to the torque efficiency calculation unit 18.

トルク効率計算部１８には、トルク調停部２で設定された目標トルクと推定トルク計算部１６で計算された推定トルクとが入力される。トルク効率計算部１８は目標トルクと推定トルクとの比較値、具体的には目標トルクの推定トルクに対する比を計算し、その計算結果をトルク効率として算出する。エンジンの目標効率が１であって推定トルクと目標トルクとが一致するときにはトルク効率は１になる。一方、目標効率が１よりも小さい値に設定されたときには、目標トルク補正部６にて目標トルクの嵩上げが行われる結果、トルク効率は１よりも小さい値になる。本実施の形態の制御装置では、トルク効率計算部１８で算出されたトルク効率に基づいてエンジンの目標点火時期が計算される。   The target torque set by the torque arbitration unit 2 and the estimated torque calculated by the estimated torque calculation unit 16 are input to the torque efficiency calculation unit 18. The torque efficiency calculation unit 18 calculates a comparison value between the target torque and the estimated torque, specifically, a ratio of the target torque to the estimated torque, and calculates the calculation result as torque efficiency. When the target efficiency of the engine is 1 and the estimated torque matches the target torque, the torque efficiency is 1. On the other hand, when the target efficiency is set to a value smaller than 1, as a result of the target torque correction unit 6 raising the target torque, the torque efficiency becomes a value smaller than 1. In the control device of the present embodiment, the target ignition timing of the engine is calculated based on the torque efficiency calculated by the torque efficiency calculation unit 18.

目標点火時期の計算のため、制御装置には点火時期補正量計算部２０，基準点火時期計算部３４及び目標点火時期設定部３６が具備されている。基準点火時期計算部３４はエンジンの基準点火時期を算出する手段であり、点火時期補正量計算部２０は基準点火時期に対する点火時期の遅角量を算出する手段である。本実施の形態ではエンジンの最適点火時期（ＭＢＴ）を基準点火時期としている。目標点火時期設定部３６は、最適点火時期に点火時期補正量を加算したものを目標点火時期として設定し、それを点火装置ドライバ３８にセットする。点火装置ドライバ３８は、目標点火時期に従って点火装置を制御する。   In order to calculate the target ignition timing, the control device includes an ignition timing correction amount calculation unit 20, a reference ignition timing calculation unit 34, and a target ignition timing setting unit 36. The reference ignition timing calculation unit 34 is a means for calculating the reference ignition timing of the engine, and the ignition timing correction amount calculation unit 20 is a means for calculating a retard amount of the ignition timing with respect to the reference ignition timing. In this embodiment, the optimal ignition timing (MBT) of the engine is used as the reference ignition timing. The target ignition timing setting unit 36 sets the target ignition timing obtained by adding the ignition timing correction amount to the optimal ignition timing, and sets it as the ignition device driver 38. The ignition device driver 38 controls the ignition device according to the target ignition timing.

点火時期補正量計算部２０は、要求点火時期計算部２２，基準点火時期計算部２４及び点火時期偏差計算部２６から構成されている。トルク効率計算部１８で算出されたトルク効率は、要求点火時期計算部２２に入力される。要求点火時期計算部２２は、見込みＫＬのもとでトルク効率を実現するための要求点火時期を計算する。要求点火時期の計算には、要求点火時期マップが用いられる。要求点火時期マップはトルク効率を点火時期に変換するためのマップであって、目標トルクやエンジン回転数等、要求点火時期の決定に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。このマップは、トルク効率が１のときには要求点火時期は最適点火時期に設定され、トルク効率が小さいほど要求点火時期は遅角側に設定されるように設計されている。   The ignition timing correction amount calculation unit 20 includes a required ignition timing calculation unit 22, a reference ignition timing calculation unit 24, and an ignition timing deviation calculation unit 26. The torque efficiency calculated by the torque efficiency calculation unit 18 is input to the required ignition timing calculation unit 22. The required ignition timing calculation unit 22 calculates a required ignition timing for realizing torque efficiency under the expected KL. A required ignition timing map is used for calculating the required ignition timing. The required ignition timing map is a map for converting torque efficiency into ignition timing, and various operating conditions that affect the determination of the required ignition timing, such as target torque and engine speed, are used as parameters. This map is designed such that when the torque efficiency is 1, the required ignition timing is set to the optimal ignition timing, and the required ignition timing is set to the retard side as the torque efficiency decreases.

基準点火時期計算部２４は、見込みＫＬのもとでの基準点火時期を計算する。前述のように本実施の形態ではエンジンの最適点火時期（ＭＢＴ）を基準点火時期としている。最適点火時期の計算には、最適点火時期マップが用いられる。このマップは推定トルクを最適点火時期に変換するためのマップであって、エンジン回転数等、最適点火時期の決定に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。   The reference ignition timing calculation unit 24 calculates the reference ignition timing under the expected KL. As described above, in this embodiment, the optimal ignition timing (MBT) of the engine is used as the reference ignition timing. An optimal ignition timing map is used for calculating the optimal ignition timing. This map is a map for converting the estimated torque into the optimal ignition timing, and various operating conditions that affect the determination of the optimal ignition timing, such as the engine speed, are used as parameters.

点火時期偏差計算部２６は、基準点火時期計算部２４で計算された最適点火時期と、要求点火時期計算部２２で計算された要求点火時期との偏差ΔＳＡを計算し、その計算結果を目標点火時期設定部３６に出力する。計算で得られた偏差ΔＳＡは、見込みＫＬのもとで目標トルクを実現するために必要な点火時期補正量である。点火時期補正量計算部２０に入力されたトルク効率が１のとき、つまり、推定トルクと目標トルクとが一致するときには、要求点火時期はと最適点火時期とが一致することにより、出力される点火時期補正量はゼロとなる。一方、トルク効率が１よりも小さいとき、つまり、推定トルクと目標トルクとの間に差が生じたときには、それを点火時期の補正によるトルク調整で補償するための点火時期補正量が算出される。   The ignition timing deviation calculation unit 26 calculates a deviation ΔSA between the optimum ignition timing calculated by the reference ignition timing calculation unit 24 and the required ignition timing calculated by the required ignition timing calculation unit 22, and the calculation result is used as a target ignition. It outputs to the time setting part 36. The deviation ΔSA obtained by the calculation is an ignition timing correction amount necessary for realizing the target torque under the expected KL. When the torque efficiency input to the ignition timing correction amount calculation unit 20 is 1, that is, when the estimated torque and the target torque coincide with each other, the required ignition timing coincides with the optimum ignition timing, so that the output ignition is performed. The amount of time correction is zero. On the other hand, when the torque efficiency is smaller than 1, that is, when a difference occurs between the estimated torque and the target torque, an ignition timing correction amount is calculated to compensate for the difference by torque adjustment by correcting the ignition timing. .

基準点火時期計算部３４は、エンジンの実際の吸入空気量（以下、実ＫＬという）に基づいてエンジンの最適点火時期（ＭＢＴ）を計算する。ここでの最適点火時期の計算には、最適点火時期マップが用いられる。このマップは実ＫＬを最適点火時期に変換するためのマップであって、エンジン回転数等、最適点火時期の決定に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。前述の基準点火時期計算部２４で計算される最適点火時期は、見込みＫＬのもとでの最適点火時期であるのに対し、ここで計算される最適点火時期は、実ＫＬのもとでの最適点火時期である。トルクと点火時期との関係は吸入空気量によって変化するので、見込みＫＬのもとでの最適点火時期と実ＫＬのもとでの最適点火時期とは必ずしも一致しない。   The reference ignition timing calculation unit 34 calculates the optimal ignition timing (MBT) of the engine based on the actual intake air amount of the engine (hereinafter referred to as actual KL). An optimal ignition timing map is used for calculation of the optimal ignition timing here. This map is a map for converting the actual KL into the optimum ignition timing, and various operating conditions that influence the determination of the optimum ignition timing, such as the engine speed, are used as parameters. The optimum ignition timing calculated by the above-mentioned reference ignition timing calculation unit 24 is the optimum ignition timing under the expected KL, whereas the optimum ignition timing calculated here is under the actual KL. It is the optimal ignition timing. Since the relationship between the torque and the ignition timing varies depending on the amount of intake air, the optimal ignition timing under the expected KL and the optimal ignition timing under the actual KL do not necessarily match.

なお、エンジンの実ＫＬは、実吸入空気量計算部３２で計算される。実吸入空気量計算部３２は、吸気系モデルの順モデル（以下、単にエアモデルという）Ｍ２を用いてスロットル開度を吸入空気量に変換する。実吸入空気量計算部３２に具備されたエアモデルＭ２では、見込み吸入空気量計算部１４のエアモデルＭ１とは異なり、エアフローメータの出力値がパラメータとして使用される。エアフローメータの出力値はスロットルの上流における空気流量を示している。このエアモデルＭ２によれば、実際の空気流量を補正データとして使用できるので、エンジンの実際の吸入空気量を高い精度で求めることができる。   The actual KL of the engine is calculated by the actual intake air amount calculation unit 32. The actual intake air amount calculation unit 32 converts the throttle opening into the intake air amount using a forward model (hereinafter simply referred to as an air model) M2 of the intake system model. Unlike the air model M1 of the expected intake air amount calculation unit 14, the air model M2 provided in the actual intake air amount calculation unit 32 uses the output value of the air flow meter as a parameter. The output value of the air flow meter indicates the air flow rate upstream of the throttle. According to the air model M2, since the actual air flow rate can be used as the correction data, the actual intake air amount of the engine can be obtained with high accuracy.

以上説明した本実施の形態の制御装置の構成では、目標ＫＬをスロットルの目標開度に変換する計算過程と、実際のスロットル開度から吸入空気量を求める計算過程とにおいて、共通する吸気系モデルが使用されている。つまり、共通する吸気系モデルの逆モデルであるエア逆モデルＭ１-1に目標ＫＬを入力したものがスロットルの目標開度として設定され、同吸気系モデルの順モデルであるエアモデルＭ１にスロットル開度を入力したものが見込みＫＬとして算出される。これによれば、エア逆モデルＭ１-1により目標ＫＬをスロットル開度に変換する際に生じた誤差は、エアモデルＭ１によりスロットル開度を見込みＫＬに変換する際に生じる誤差によって打ち消されることになる。その結果、少なくとも定常運転時においては、目標ＫＬと見込みＫＬとを一致させることができる。 In the configuration of the control device according to the present embodiment described above, the common intake system model is used in the calculation process for converting the target KL into the target opening of the throttle and the calculation process for obtaining the intake air amount from the actual throttle opening. Is used. In other words, that enter the target KL is set as the target opening of the throttle in the air inverse model M1 -1 is an inverse model of an intake system model in common, throttle opening air model M1 is a forward model of the intake system model Is input as the expected KL. According to this, an error occurring when converting the target KL on the throttle opening by the air inverse model M1 -1 will be canceled by the error caused by transforming the throttle opening expected KL by air model M1 . As a result, at least during steady operation, the target KL and the expected KL can be matched.

本実施の形態の制御装置の構成では、見込みＫＬで実現できるトルクがエンジンの推定トルクとして算出される。そして、推定トルクと目標トルクとの比較値であるトルク効率に基づいて、見込みＫＬのもとで目標トルクを実現するための点火時期補正量が算出される。エンジンの目標効率が基本値の１であって、且つ、見込みＫＬが目標ＫＬに一致する場合には、推定トルクは目標トルクに一致することになり、それらの比較値であるトルク効率から算出される点火時期補正量はゼロとなる。   In the configuration of the control device of the present embodiment, the torque that can be realized with the expected KL is calculated as the estimated torque of the engine. Then, based on the torque efficiency that is a comparison value between the estimated torque and the target torque, an ignition timing correction amount for realizing the target torque under the expected KL is calculated. When the target efficiency of the engine is the basic value 1 and the expected KL matches the target KL, the estimated torque matches the target torque and is calculated from the torque efficiency that is a comparison value thereof. The ignition timing correction amount is zero.

目標点火時期は、実ＫＬに基づいて算出された基準点火時期（本実施の形態ではＭＢＴ）と点火時期補正量との加算値であるので、推定トルクが目標トルクに一致する状況では目標点火時期は必ず基準点火時期に設定されることになる。つまり、本実施の形態の制御装置によれば、エンジンの目標効率が基本値の１に設定されている場合には、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。   Since the target ignition timing is an added value of the reference ignition timing (MBT in the present embodiment) calculated based on the actual KL and the ignition timing correction amount, the target ignition timing is set in a situation where the estimated torque matches the target torque. Is always set to the reference ignition timing. That is, according to the control device of the present embodiment, when the target efficiency of the engine is set to the basic value 1, it is possible to reliably realize the operation at the reference ignition timing at least during the steady operation. it can.

以上、本発明の実施の形態１としてのエンジンの制御装置について説明した。実施の形態１と本発明との対応関係は次の通りである。   The engine control apparatus as Embodiment 1 of the present invention has been described above. The correspondence relationship between the first embodiment and the present invention is as follows.

図１に示す構成において、トルク調停部２は第１の発明の「要求トルク取得手段」に相当し、トルク調停部２から出力される目標トルク（調停されたトルク要求）は第１の発明の「要求トルク」に相当する。目標吸入空気量計算部８は第１の発明の「目標吸入空気量算出手段」に相当する。目標スロットル開度設定部１０は第１の発明の「目標動作量設定手段」に相当し、エア逆モデルＭ１-1は第１の発明の「吸気系モデルの逆モデル」に相当する。スロットルドライバ１２は第１の発明の「吸気制御手段」に相当する。 In the configuration shown in FIG. 1, the torque arbitration unit 2 corresponds to the “required torque acquisition means” of the first invention, and the target torque (arranged torque request) output from the torque arbitration unit 2 is the same as that of the first invention. Corresponds to “request torque”. The target intake air amount calculation unit 8 corresponds to “target intake air amount calculation means” of the first invention. Target throttle opening degree setting section 10 corresponds to the "target operation amount setting unit" according to the present invention, the air inverse model M1 -1 corresponds to the "inverse model of the intake system model" of the first invention. The throttle driver 12 corresponds to the “intake control means” of the first invention.

また、見込み吸入空気量計算部１４は第１の発明の「見込み吸入空気量算出手段」に相当し、エアモデルＭ１は第１の発明の「吸気系モデルの順モデル」に相当する。推定トルク計算部１６は第１の発明の「推定トルク算出手段」に相当する。点火時期補正量計算部２０は第１の発明の「点火時期補正量算出手段」に相当する。実吸入空気量計算部３２は第１の発明の「実際吸入空気量算出手段」に相当する。基準点火時期計算部３４は第１の発明の「基準点火時期算出手段」に相当する。目標点火時期設定部３６は第１の発明の「目標点火時期設定手段」に相当する。そして、点火装置ドライバ３８は第１の発明の「点火制御手段」に相当する。   The expected intake air amount calculation unit 14 corresponds to “estimated intake air amount calculation means” of the first invention, and the air model M1 corresponds to “forward model of intake system model” of the first invention. The estimated torque calculator 16 corresponds to the “estimated torque calculator” of the first invention. The ignition timing correction amount calculation unit 20 corresponds to the “ignition timing correction amount calculation means” of the first invention. The actual intake air amount calculation unit 32 corresponds to the “actual intake air amount calculation means” of the first invention. The reference ignition timing calculation unit 34 corresponds to “reference ignition timing calculation means” of the first invention. The target ignition timing setting unit 36 corresponds to “target ignition timing setting means” of the first invention. The ignition device driver 38 corresponds to the “ignition control means” of the first invention.

実施の形態２．
次に、図２を参照して本発明の実施の形態２について説明する。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図２は、本発明の実施の形態２としてのエンジンの制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の制御装置と実施の形態１の制御装置とは、目標点火時期の計算に係る部分の構成に違いがある。図２のブロック図には目標点火時期の計算に係る部分の構成を示している。目標スロットル開度の計算に係る部分の構成については図１に示す構成と共通しているので、図２のブロック図からは省略している。なお、図２に示す構成において、実施の形態１のものと共通する要素については同一の符号を付している。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an engine control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The control device of the present embodiment is different from the control device of the first embodiment in the configuration of the part relating to the calculation of the target ignition timing. The block diagram of FIG. 2 shows the configuration of the part relating to the calculation of the target ignition timing. Since the configuration related to the calculation of the target throttle opening is the same as the configuration shown in FIG. 1, it is omitted from the block diagram of FIG. In the configuration shown in FIG. 2, elements that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals.

本実施の形態の制御装置は、点火時期補正量を計算するための系統を２つ備えている。第１の点火時期補正量計算系統１００は、実施の形態１の制御装置と共通であって、見込み吸入空気量計算部１４，推定トルク計算部１６，トルク効率計算部１８及び点火時期補正量計算部２０から構成されている。実施の形態１にて説明したとおり、この計算系統１００から算出される点火時期補正量は、見込みＫＬのもとで目標トルクを実現するために必要な点火時期補正量である。   The control device of the present embodiment includes two systems for calculating the ignition timing correction amount. The first ignition timing correction amount calculation system 100 is common to the control device of the first embodiment, and the expected intake air amount calculation unit 14, estimated torque calculation unit 16, torque efficiency calculation unit 18, and ignition timing correction amount calculation. The unit 20 is configured. As described in the first embodiment, the ignition timing correction amount calculated from the calculation system 100 is an ignition timing correction amount necessary for realizing the target torque under the expected KL.

第２の点火時期補正量計算系統２００は、実吸入空気量計算部４０，推定トルク計算部４２，トルク効率計算部４４及び点火時期補正量計算部４６から構成されている。実吸入空気量計算部４０は、エアモデルＭ２を用いてスロットル開度を吸入空気量に変換する。実施の形態１にて説明したとおり、エアモデルＭ２ではエアフローメータの出力値がパラメータとして使用されている。このため、エアモデルＭ２で得られる吸入空気量は、エンジンの実際の吸入空気量（実ＫＬ）に高い確度で一致している。   The second ignition timing correction amount calculation system 200 includes an actual intake air amount calculation unit 40, an estimated torque calculation unit 42, a torque efficiency calculation unit 44, and an ignition timing correction amount calculation unit 46. The actual intake air amount calculation unit 40 converts the throttle opening into an intake air amount using the air model M2. As described in Embodiment 1, in the air model M2, the output value of the air flow meter is used as a parameter. For this reason, the intake air amount obtained by the air model M2 matches the actual intake air amount (actual KL) of the engine with high accuracy.

推定トルク計算部４２は、実吸入空気量計算部４０で計算された実ＫＬをトルクに変換する。実ＫＬのトルクへの変換には推定トルク計算部１６のものと共通のトルクマップが用いられる。推定トルク計算部４２は、実ＫＬから変換されたトルクをエンジンの推定トルクとし、それをトルク効率計算部４４に出力する。   The estimated torque calculation unit 42 converts the actual KL calculated by the actual intake air amount calculation unit 40 into torque. A torque map common to that of the estimated torque calculator 16 is used to convert the actual KL into torque. The estimated torque calculation unit 42 uses the torque converted from the actual KL as the estimated torque of the engine, and outputs it to the torque efficiency calculation unit 44.

トルク効率計算部４４には、トルク調停部２で設定された目標トルクと推定トルク計算部４２で計算された推定トルクとが入力される。トルク効率計算部４４は目標トルクの推定トルクに対する比を計算し、その計算結果をトルク効率として算出する。   The target efficiency set by the torque arbitration unit 2 and the estimated torque calculated by the estimated torque calculation unit 42 are input to the torque efficiency calculation unit 44. The torque efficiency calculation unit 44 calculates the ratio of the target torque to the estimated torque, and calculates the calculation result as torque efficiency.

点火時期補正量計算部４６は、第１の計算系統１００の点火時期補正量計算部２０と共通の機能を有している。トルク効率計算部４４で算出されたトルク効率に基づき、実ＫＬのもとでトルク効率を実現するための要求点火時期を計算するとともに、実ＫＬのもとでの基準点火時期（本実施の形態でもＭＢＴ）を計算する。そして、基準点火時期と要求点火時期との偏差ΔＳＡを計算し、その偏差ΔＳＡを点火時期補正量として出力する。こうして得られた点火時期補正量は、実ＫＬのもとで目標トルクを実現するために必要な点火時期補正量である。   The ignition timing correction amount calculation unit 46 has the same function as the ignition timing correction amount calculation unit 20 of the first calculation system 100. Based on the torque efficiency calculated by the torque efficiency calculation unit 44, the required ignition timing for realizing the torque efficiency under the actual KL is calculated, and the reference ignition timing under the actual KL (this embodiment) But MBT) is calculated. Then, a deviation ΔSA between the reference ignition timing and the required ignition timing is calculated, and the deviation ΔSA is output as an ignition timing correction amount. The ignition timing correction amount thus obtained is an ignition timing correction amount necessary for realizing the target torque under the actual KL.

以上のように、本実施の形態の制御装置では、第１の計算系統１００において見込みＫＬに基づく点火時期補正量を得ることができ、第２の計算系統２００において実ＫＬに基づく点火時期補正量を得ることができる。選択スイッチ４８は、これら２つの点火時期補正量のうち、目標点火時期設定部３６に入力すべき点火時期補正量を選択する。選択された点火時期補正量は目標点火時期設定部３６にて基準点火時期（本実施の形態でもＭＢＴ）に加算され、その計算結果が目標点火時期として設定される。   As described above, in the control device of the present embodiment, the ignition timing correction amount based on the expected KL can be obtained in the first calculation system 100, and the ignition timing correction amount based on the actual KL in the second calculation system 200. Can be obtained. The selection switch 48 selects an ignition timing correction amount to be input to the target ignition timing setting unit 36 from these two ignition timing correction amounts. The selected ignition timing correction amount is added to the reference ignition timing (also MBT in this embodiment) by the target ignition timing setting unit 36, and the calculation result is set as the target ignition timing.

選択スイッチ４８により第１の計算系統１００が選択されているときには、実施の形態１と同様の理由により、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。ただし、エアモデルＭ１，Ｍ２の計算誤差の影響により、見込みＫＬと実ＫＬとは必ずしも一致しないため、見込みＫＬに基づいて計算した点火時期補正量では目標トルクを実現できない可能性が有る。   When the first calculation system 100 is selected by the selection switch 48, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to reliably realize the operation at the reference ignition timing at least during the steady operation. However, because the expected KL and the actual KL do not necessarily match due to the influence of calculation errors of the air models M1 and M2, the target torque may not be realized with the ignition timing correction amount calculated based on the expected KL.

一方、選択スイッチ４８により第２の計算系統２００が選択されているときには、点火時期補正量は目標ＫＬと実ＫＬとのずれに基づいて計算される。このため、目標ＫＬと実ＫＬとのずれに伴うトルク差を確実に補償することのできる目標点火時期を設定することができ、目標トルクをエンジンの出力トルクとして確実に実現することができるようになる。   On the other hand, when the second calculation system 200 is selected by the selection switch 48, the ignition timing correction amount is calculated based on the difference between the target KL and the actual KL. For this reason, it is possible to set a target ignition timing that can reliably compensate for a torque difference due to a difference between the target KL and the actual KL, and to reliably realize the target torque as an engine output torque. Become.

選択スイッチ４８は、上位のパワートレインマネージャから供給される点火時期精度優先フラグのオン／オフに従って選択の切り替えを行っている。点火時期精度優先フラグがオンの場合には第１の計算系統１００が選択され、オフの場合には第２の計算系統２００が選択される。点火時期精度優先フラグは、点火時期の精度が優先される状況、例えば、目標効率が１に設定されているときにオンに設定される。その他の状況ではトルクの実現精度を優先し、点火時期精度優先フラグはオフに設定される。   The selection switch 48 performs selection switching according to ON / OFF of an ignition timing accuracy priority flag supplied from a host powertrain manager. When the ignition timing accuracy priority flag is on, the first calculation system 100 is selected, and when it is off, the second calculation system 200 is selected. The ignition timing accuracy priority flag is set to ON when the ignition timing accuracy is prioritized, for example, when the target efficiency is set to 1. In other situations, priority is given to the accuracy of the torque, and the ignition timing accuracy priority flag is set to OFF.

以上、本発明の実施の形態２としてのエンジンの制御装置について説明した。実施の形態２と本発明との対応関係は次の通りである。   The engine control apparatus according to the second embodiment of the present invention has been described above. The correspondence between the second embodiment and the present invention is as follows.

図２に示す構成において、実吸入空気量計算部４０及び実吸入空気量計算部３２は第１の発明の「実際吸入空気量算出手段」に相当する。推定トルク計算部４２は第２の発明の「第２の推定トルク算出手段」に相当する。点火時期補正量計算部４６は第２の発明の「第２の点火時期補正量算出手段」に相当する。そして、選択スイッチ４８は第２の発明の「切り替え手段」に相当する。   In the configuration shown in FIG. 2, the actual intake air amount calculation unit 40 and the actual intake air amount calculation unit 32 correspond to the “actual intake air amount calculation means” of the first invention. The estimated torque calculator 42 corresponds to the “second estimated torque calculator” of the second invention. The ignition timing correction amount calculation unit 46 corresponds to the “second ignition timing correction amount calculation means” of the second invention. The selection switch 48 corresponds to the “switching means” of the second invention.

また、実施の形態１と共通する構成（図１に示す構成）において、効率調停部４は第３の発明の「要求効率取得手段」に相当し、効率調停部４から出力される目標効率（調停された効率要求）は第３の発明の「要求効率」に相当する。目標トルク補正部６は第３の発明の「要求トルク補正手段」に相当する。   Further, in the configuration common to the first embodiment (configuration shown in FIG. 1), the efficiency arbitration unit 4 corresponds to the “required efficiency acquisition means” of the third invention, and the target efficiency (output from the efficiency arbitration unit 4) ( The arbitrated efficiency request) corresponds to the “required efficiency” of the third invention. The target torque correction unit 6 corresponds to “required torque correction means” of the third invention.

実施の形態３．
次に、図３乃至図６を参照して本発明の実施の形態３について説明する。 Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

前述のように、実施の形態１では見込みＫＬに基づいて点火時期補正量を計算している。しかし、見込みＫＬと実ＫＬとは必ずしも一致しない。例えば、見込みＫＬが実ＫＬよりも小さい場合、見込みＫＬのもとでのトルクカーブと実ＫＬのもとでのトルクカーブとの間には図３，図４に示すような違いが生じる。以下では、実施の形態１において目標点火時期を設定する場合の動作について図３，図４を用いて説明するとともに、その動作の課題についても併せて説明する。   As described above, in the first embodiment, the ignition timing correction amount is calculated based on the expected KL. However, the expected KL and the actual KL do not necessarily match. For example, when the expected KL is smaller than the actual KL, a difference as shown in FIGS. 3 and 4 occurs between the torque curve under the estimated KL and the torque curve under the actual KL. Hereinafter, the operation when the target ignition timing is set in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4, and the problem of the operation will also be described.

まず、図３を用いて点火時期補正量計算部２０の動作について説明する。点火時期補正量計算部２０は、推定トルクに基づいて見込みＫＬのもとでの最適点火時期ＳＡ１を計算するとともに、見込みＫＬのもとでトルク効率を実現するための要求点火時期ＳＡ２を計算する。ここでは、推定トルクを１．０Ｔとし、目標効率を０．８とする。定常状態でのトルク効率は目標効率に一致するため、要求点火時期ＳＡ２で実現されるトルクは０．８Ｔとなる。点火時期補正量計算部２０は、基準点火時期ＳＡ１と要求点火時期ＳＡ２との偏差ΔＳＡ１を見込みＫＬのもとでの点火時期補正量として算出する。   First, the operation of the ignition timing correction amount calculation unit 20 will be described with reference to FIG. The ignition timing correction amount calculation unit 20 calculates the optimal ignition timing SA1 under the expected KL based on the estimated torque, and calculates the required ignition timing SA2 for realizing the torque efficiency under the expected KL. . Here, the estimated torque is 1.0 T, and the target efficiency is 0.8. Since the torque efficiency in the steady state matches the target efficiency, the torque realized at the required ignition timing SA2 is 0.8T. The ignition timing correction amount calculation unit 20 calculates a deviation ΔSA1 between the reference ignition timing SA1 and the required ignition timing SA2 as an ignition timing correction amount under the expected KL.

次に、図４を用いて目標点火時期設定部３６の動作について説明するとともに、そこで生じる課題についても説明する。目標点火時期設定部３６は、実ＫＬに基づいて算出された最適点火時期ＳＡ０を取得し、それに点火時期補正量計算部２０で算出された点火時期補正量ΔＳＡ１を加算する。そして、その計算結果を目標点火時期ＳＡとして設定する。最適点火時期ＳＡ０でのトルクを１．０ｔとした場合、目標効率が実現されたならば目標点火時期ＳＡで実現されるトルクは０．８ｔとなる。しかし、見込みＫＬと実ＫＬのトルクカーブの違いによって、目標点火時期ＳＡで実現できるトルクは必ずしも０．８ｔにはならない。つまり、実施の形態１の制御装置では、見込みＫＬと実ＫＬとのずれの程度によっては目標効率を実現できない可能性がある。   Next, the operation of the target ignition timing setting unit 36 will be described with reference to FIG. The target ignition timing setting unit 36 obtains the optimal ignition timing SA0 calculated based on the actual KL, and adds the ignition timing correction amount ΔSA1 calculated by the ignition timing correction amount calculation unit 20 to it. Then, the calculation result is set as the target ignition timing SA. When the torque at the optimal ignition timing SA0 is 1.0 t, if the target efficiency is realized, the torque realized at the target ignition timing SA is 0.8 t. However, the torque that can be achieved at the target ignition timing SA is not necessarily 0.8 t due to the difference in the torque curve between the expected KL and the actual KL. That is, in the control device of the first embodiment, the target efficiency may not be realized depending on the degree of deviation between the expected KL and the actual KL.

そこで、本実施の形態では、見込みＫＬと実ＫＬとのずれによらず目標効率を実現可能とすべく、図５に示す方法にて目標点火時期の設定を行うこととした。図５に示すように、本実施の形態では、実ＫＬに基づいて算出された最適点火時期ＳＡ０に点火時期補正量ΔＳＡ１を加算するとともにさらに別の点火時期補正量ΔＳＡ２を加算し、その計算結果を目標点火時期ＳＡとして設定する。本実施の形態で新たに加算する点火時期補正量ΔＳＡ２は、実ＫＬに基づき計算される点火時期補正量（実施の形態２の計算系統２００で算出される点火時期補正量）ΔＳＡ０と点火時期補正量ΔＳＡ１との差に相当する補正量である。このようにして目標点火時期ＳＡを設定することで、目標効率に対応した０．８ｔのトルクをエンジンに出力させることが可能になる。   Therefore, in the present embodiment, the target ignition timing is set by the method shown in FIG. 5 so that the target efficiency can be realized regardless of the difference between the expected KL and the actual KL. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the ignition timing correction amount ΔSA1 is added to the optimal ignition timing SA0 calculated based on the actual KL, and another ignition timing correction amount ΔSA2 is added, and the calculation result is obtained. Is set as the target ignition timing SA. The ignition timing correction amount ΔSA2 newly added in the present embodiment is the ignition timing correction amount calculated based on the actual KL (the ignition timing correction amount calculated by the calculation system 200 of the second embodiment) ΔSA0 and the ignition timing correction. This is a correction amount corresponding to the difference from the amount ΔSA1. By setting the target ignition timing SA in this way, it is possible to output 0.8 t of torque corresponding to the target efficiency to the engine.

図６は、図５にて説明した方法を実現するための構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３としてのエンジンの制御装置は図６に示す構成を有している。点火時期補正量計算部２０よりも上流の構成については図１に示す構成と共通しているので、図６のブロック図からは省略している。なお、図６に示す構成において、実施の形態１のものと共通する要素については同一の符号を付している。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration for realizing the method described in FIG. The engine control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention has the configuration shown in FIG. Since the configuration upstream of the ignition timing correction amount calculation unit 20 is the same as the configuration shown in FIG. 1, it is omitted from the block diagram of FIG. In the configuration shown in FIG. 6, elements that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals.

本実施の形態の制御装置は、上述の点火時期補正量ΔＳＡ２を計算するための手段として、ＫＬずれ補正部５０を備えている。ＫＬずれ補正部５０は、見込みＫＬと実ＫＬとのずれ量を計算し、そのずれ量をマップを用いて点火時期補正量に変換する。マップでは、トルク効率の他、エンジン回転数等のトルクと点火時期との関係に影響する各種の運転条件がパラメータとして用いられている。   The control device of the present embodiment includes a KL deviation correction unit 50 as means for calculating the above-described ignition timing correction amount ΔSA2. The KL deviation correction unit 50 calculates a deviation amount between the expected KL and the actual KL, and converts the deviation amount into an ignition timing correction amount using a map. In the map, in addition to torque efficiency, various operating conditions that affect the relationship between torque such as engine speed and ignition timing are used as parameters.

ＫＬずれ補正部５０で算出された点火時期補正量ΔＳＡ２は、点火時期補正量計算部２０で算出された点火時期補正量ΔＳＡ１と基準点火時期計算部３４で算出された最適点火時期ＳＡ０とともに目標点火時期設定部５２に入力される。目標点火時期設定部５２は、入力された各値を合計し、その計算結果を目標点火時期ＳＡとして点火装置ドライバ３８に出力する。   The ignition timing correction amount ΔSA2 calculated by the KL deviation correction unit 50 is the target ignition together with the ignition timing correction amount ΔSA1 calculated by the ignition timing correction amount calculation unit 20 and the optimum ignition timing SA0 calculated by the reference ignition timing calculation unit 34. Input to the time setting unit 52. The target ignition timing setting unit 52 sums up the input values and outputs the calculation result to the ignition device driver 38 as the target ignition timing SA.

図６に示す構成によれば、見込みＫＬと実ＫＬとの間にずれがあったとしても、そのずれ量に応じた目標点火時期の補正によって、目標効率を実現できる適切な点火時期でエンジンを運転することができる。なお、本実施の形態の制御装置の構成としては、図６に示す構成に替えて図７に示す構成を採ることもできる。   According to the configuration shown in FIG. 6, even if there is a deviation between the expected KL and the actual KL, the engine is operated at an appropriate ignition timing that can achieve the target efficiency by correcting the target ignition timing according to the deviation amount. You can drive. In addition, as a structure of the control apparatus of this Embodiment, it can replace with the structure shown in FIG. 6, and can also take the structure shown in FIG.

図７に示す構成では、図６に示す構成にオン／オフスイッチ５４を追加している。オン／オフスイッチ５４はＫＬずれ補正部５０と目標点火時期設定部５２との間に配置されている。オン／オフスイッチ５４がオンの場合には図６に示す構成と同一の機能が実現される。一方、オン／オフスイッチ５４がオフの場合には図１に示す構成と同一の機能が実現される。オン／オフスイッチ５４は目標効率の値によって切り替わり、目標効率が１の場合にオフになる。   In the configuration shown in FIG. 7, an on / off switch 54 is added to the configuration shown in FIG. The on / off switch 54 is disposed between the KL deviation correction unit 50 and the target ignition timing setting unit 52. When the on / off switch 54 is on, the same function as that shown in FIG. 6 is realized. On the other hand, when the on / off switch 54 is off, the same function as that shown in FIG. 1 is realized. The on / off switch 54 is switched according to the value of the target efficiency, and is turned off when the target efficiency is 1.

目標効率が１の場合、少なくとも定常運転時には点火時期補正量計算部２０で算出される点火時期補正量ΔＳＡ１はゼロとなる。しかし、見込みＫＬと実ＫＬとの間にずれがある場合には、ＫＬずれ補正部５０からはそのずれ量に応じた点火時期補正量ΔＳＡ２が出力される。このため、図６に示す構成では、目標効率が１に設定されて基準点火時期での運転が求められているにもかかわらず、見込みＫＬと実ＫＬとのずれによっては基準点火時期で運転できない可能性がある。これに対し、図７に示す構成によれば、目標効率が１であれば、点火時期補正量ΔＳＡ２による目標点火時期ＳＡの補正が禁止されるので、少なくとも定常運転時においては確実に基準点火時期での運転を実現することができる。   When the target efficiency is 1, the ignition timing correction amount ΔSA1 calculated by the ignition timing correction amount calculation unit 20 is zero at least during steady operation. However, when there is a deviation between the expected KL and the actual KL, the KL deviation correction unit 50 outputs the ignition timing correction amount ΔSA2 corresponding to the deviation amount. Therefore, in the configuration shown in FIG. 6, although the target efficiency is set to 1 and the operation at the reference ignition timing is required, the operation at the reference ignition timing cannot be performed due to the difference between the expected KL and the actual KL. there is a possibility. On the other hand, according to the configuration shown in FIG. 7, if the target efficiency is 1, the correction of the target ignition timing SA by the ignition timing correction amount ΔSA2 is prohibited, so that the reference ignition timing is surely ensured at least during steady operation. Driving with can be realized.

以上、本発明の実施の形態３としてのエンジンの制御装置について説明した。実施の形態３と本発明との対応関係は次の通りである。   The engine control apparatus according to the third embodiment of the present invention has been described above. The correspondence relationship between the third embodiment and the present invention is as follows.

図６，図７に示す構成において、ＫＬずれ補正部５０と目標点火時期設定部５２とは第４の発明の「目標点火時期補正手段」に相当する。図７に示す構成において、オン／オフスイッチ５４は第５の発明の「補正禁止手段」に相当する。また、実施の形態１と共通する構成（図１に示す構成）において、効率調停部４は第４の発明の「要求効率取得手段」に相当し、効率調停部４から出力される目標効率（調停された効率要求）は第４の発明の「要求効率」に相当する。目標トルク補正部６は第４の発明の「要求トルク補正手段」に相当する。   6 and 7, the KL deviation correcting unit 50 and the target ignition timing setting unit 52 correspond to “target ignition timing correcting means” of the fourth invention. In the configuration shown in FIG. 7, the on / off switch 54 corresponds to the “correction prohibiting means” of the fifth invention. Further, in the configuration common to the first embodiment (configuration shown in FIG. 1), the efficiency arbitration unit 4 corresponds to the “required efficiency acquisition means” of the fourth invention, and the target efficiency output from the efficiency arbitration unit 4 ( The arbitrated efficiency request) corresponds to the “required efficiency” of the fourth invention. The target torque correction unit 6 corresponds to “required torque correction means” of the fourth invention.

その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、吸気アクチュエータとしてスロットルを用いているが、可変動弁機構付の吸気バルブを吸気アクチュエータとして用いてもよい。その場合の吸気アクチュエータの動作量は、吸気バルブのリフト量或いは作用角である。 Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the throttle is used as the intake actuator, but an intake valve with a variable valve mechanism may be used as the intake actuator. In this case, the operation amount of the intake actuator is the lift amount or working angle of the intake valve.

本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態１においてトルク効率から点火時期補正量を算出する場合の動作をトルクと点火時期との関係を示すチャートにて示した図である。It is the figure which showed the operation | movement in the case of calculating ignition timing correction amount from torque efficiency in Embodiment 1 of this invention with the chart which shows the relationship between a torque and ignition timing. 本発明の実施の形態１において点火時期補正量から目標点火時期を設定する場合の動作をトルクと点火時期との関係を示すチャートにて示した図である。It is the figure which showed the operation | movement in the case of setting target ignition timing from ignition timing correction amount in Embodiment 1 of this invention with the chart which shows the relationship between a torque and ignition timing. 本発明の実施の形態３における目標点火時期の設定方法をトルクと点火時期との関係を示すチャートにて示した図である。It is the figure which showed the setting method of the target ignition timing in Embodiment 3 of this invention with the chart which shows the relationship between a torque and ignition timing. 本発明の実施の形態３としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３としての内燃機関の制御装置の構成の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of a structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２ トルク調停部
４ 効率調停部
６ 目標トルク補正部
８ 目標吸入空気量計算部
１０ 目標スロットル開度設定部
１２ スロットルドライバ
１４ 見込み吸入空気量計算部
１６ 推定トルク計算部
１８ トルク効率計算部
２０ 点火時期補正量計算部
２２ 要求点火時期計算部
２４ 基準点火時期計算部
２６ 点火時期偏差計算部
３２ 実吸入空気量計算部
３４ 基準点火時期計算部
３６ 目標点火時期設定部
３８ 点火装置ドライバ
４０ 実吸入空気量計算部
４２ 推定トルク計算部
４４ トルク効率計算部
４６ 点火時期補正量計算部
４８ 選択スイッチ
５０ ＫＬずれ補正部
５２ 目標点火時期設定部
５４ オン／オフスイッチ
１００ 第１の点火時期補正量計算系統
２００ 第２の点火時期補正量計算系統 2 Torque arbitration unit 4 Efficiency arbitration unit 6 Target torque correction unit 8 Target intake air amount calculation unit 10 Target throttle opening setting unit 12 Throttle driver 14 Expected intake air amount calculation unit 16 Estimated torque calculation unit 18 Torque efficiency calculation unit 20 Ignition timing Correction amount calculation unit 22 Required ignition timing calculation unit 24 Reference ignition timing calculation unit 26 Ignition timing deviation calculation unit 32 Actual intake air amount calculation unit 34 Reference ignition timing calculation unit 36 Target ignition timing setting unit 38 Ignition device driver 40 Actual intake air amount Calculation unit 42 Estimated torque calculation unit 44 Torque efficiency calculation unit 46 Ignition timing correction amount calculation unit 48 Selection switch 50 KL deviation correction unit 52 Target ignition timing setting unit 54 On / off switch 100 First ignition timing correction amount calculation system 200 2 ignition timing correction amount calculation system

Claims (5)

吸気系に配置された吸気アクチュエータの制御による吸入空気量の調整と、点火アクチュエータの制御による点火時期の調整とにより内燃機関が出力するトルクを制御する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関に対して要求されるトルクを取得する要求トルク取得手段と、
前記要求トルクを実現する吸入空気量を前記内燃機関の目標吸入空気量として算出する目標吸入空気量算出手段と、
前記吸気アクチュエータの動作に対する吸入空気量の応答を表した吸気系モデルの逆モデルを具備し、前記目標吸入空気量を前記逆モデルに入力して得られる動作量を前記吸気アクチュエータの目標動作量として設定する目標動作量設定手段と、
前記目標動作量に従って前記吸気アクチュエータを制御する吸気制御手段と、
前記吸気系モデルの順モデルを具備し、前記吸気アクチュエータの動作量を前記順モデルに入力して得られる吸入空気量を前記内燃機関の見込み吸入空気量として算出する見込み吸入空気量算出手段と、
前記見込み吸入空気量で実現できるトルクを前記内燃機関の推定トルクとして算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクと前記要求トルクとの比較値に基づいて前記見込み吸入空気量のもとで前記要求トルクを実現するための点火時期補正量を算出する点火時期補正量算出手段と、
前記内燃機関の吸気系に配置された空気流量センサの出力値に基づいて前記内燃機関の実際の吸入空気量を算出する実際吸入空気量算出手段と、
前記実際吸入空気量に基づいて基準点火時期を算出する基準点火時期算出手段と、
前記基準点火時期と前記点火時期補正量とに基づいて目標点火時期を設定する目標点火時期設定手段と、
前記目標点火時期に従って前記点火アクチュエータを制御する点火制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that controls torque output by an internal combustion engine by adjusting an intake air amount by controlling an intake actuator arranged in the intake system and adjusting an ignition timing by controlling an ignition actuator,
Requested torque acquisition means for acquiring torque required for the internal combustion engine;
Target intake air amount calculating means for calculating an intake air amount that realizes the required torque as a target intake air amount of the internal combustion engine;
An inverse model of an intake system model representing a response of the intake air amount to the operation of the intake actuator is provided, and an operation amount obtained by inputting the target intake air amount into the inverse model is set as a target operation amount of the intake actuator. Target operation amount setting means to be set;
Intake control means for controlling the intake actuator according to the target operation amount;
A predicted intake air amount calculating means comprising a forward model of the intake system model, and calculating an intake air amount obtained by inputting an operation amount of the intake actuator into the forward model as an expected intake air amount of the internal combustion engine;
Estimated torque calculating means for calculating a torque that can be realized by the estimated intake air amount as an estimated torque of the internal combustion engine;
Ignition timing correction amount calculating means for calculating an ignition timing correction amount for realizing the required torque based on the estimated intake air amount based on a comparison value between the estimated torque and the required torque;
An actual intake air amount calculating means for calculating an actual intake air amount of the internal combustion engine based on an output value of an air flow rate sensor disposed in an intake system of the internal combustion engine;
Reference ignition timing calculation means for calculating a reference ignition timing based on the actual intake air amount;
Target ignition timing setting means for setting a target ignition timing based on the reference ignition timing and the ignition timing correction amount;
Ignition control means for controlling the ignition actuator according to the target ignition timing;
A control device for an internal combustion engine, comprising: 前記実際吸入空気量で実現できるトルクを前記内燃機関の推定トルクとして算出する第２の推定トルク算出手段と、
前記第２の推定トルク算出手段で算出された推定トルクと前記要求トルクとの比較値に基づいて前記実際吸入空気量のもとで前記要求トルクを実現するための点火時期補正量を算出する第２の点火時期補正量算出手段と、
前記目標点火時期設定手段において目標点火時期の設定に用いる点火時期補正量を、前記点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量から、前記第２の点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量へ切り替える切り替え手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 Second estimated torque calculating means for calculating a torque that can be realized by the actual intake air amount as an estimated torque of the internal combustion engine;
Based on a comparison value between the estimated torque calculated by the second estimated torque calculating means and the required torque, an ignition timing correction amount for realizing the required torque based on the actual intake air amount is calculated. 2 ignition timing correction amount calculating means,
The second ignition timing correction amount calculating means calculates the ignition timing correction amount used for setting the target ignition timing in the target ignition timing setting means from the ignition timing correction amount calculated by the ignition timing correction amount calculating means. Switching means for switching to the ignition timing correction amount,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: 前記内燃機関に対して要求される効率を取得する要求効率取得手段と、
目標吸入空気量の算出に用いる要求トルクを前記要求効率によって補正する要求トルク補正手段と、
をさらに備え、前記切り替え手段は、前記要求効率が１の場合には前記点火時期補正量算出手段により算出される点火時期補正量を選択することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。 Required efficiency acquisition means for acquiring efficiency required for the internal combustion engine;
Required torque correction means for correcting the required torque used for calculating the target intake air amount by the required efficiency;
3. The control of the internal combustion engine according to claim 2, further comprising: an ignition timing correction amount calculated by the ignition timing correction amount calculation unit when the required efficiency is 1. apparatus. 前記内燃機関に対して要求される効率を取得する要求効率取得手段と、
目標吸入空気量の算出に用いる要求トルクを前記要求効率によって補正する要求トルク補正手段と、
前記実際吸入空気量と前記見込み吸入空気量との比較値に基づいて前記目標点火時期設定手段により設定される目標点火時期を補正する目標点火時期補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 Required efficiency acquisition means for acquiring efficiency required for the internal combustion engine;
Required torque correction means for correcting the required torque used for calculating the target intake air amount by the required efficiency;
Target ignition timing correction means for correcting a target ignition timing set by the target ignition timing setting means based on a comparison value between the actual intake air amount and the estimated intake air amount;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: 前記要求効率が１の場合には前記目標点火時期補正手段による目標点火時期の補正を禁止する補正禁止手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。 Correction prohibiting means for prohibiting correction of the target ignition timing by the target ignition timing correcting means when the required efficiency is 1.
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, further comprising:
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