JP2004360495A - Ignition timing controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関を制御の点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関では、燃焼によって得られる出力を最大限効率よく得ようとするため、及び、排気ガス浄化性能や燃費性能を良好とするために点火時期制御が行われる。ここで、燃焼によって発生されたエネルギーを最も効率よく出力として得るには、燃焼室内部の圧力ピークが圧縮上死点よりもやや遅れたところで発生することが好ましいことが知られている。このため、圧縮上死点よりもやや遅れたところで圧力ピークが発生するように点火時期が決定されるが、点火時期が早すぎると(進角されすぎると)ノッキングが生じてしまう。
【0003】
内燃機関が最大トルクを発生する点火時期はMBT(Minimum spark advance for Best Torque)と呼ばれており、内燃機関の種類や回転数にもよるが、MBTはノッキングが発生し始める点火時期の近傍にある。そこで、ノッキングを抑止しつつ最適な出力が得られるようにノッキングコントロール(制御)が行われる。ノッキングコントロールは、ノッキングが発生していない場合は徐々に進角し、ノッキングが検出されたらノッキングが発生しなくなるまで徐々に遅角し、ノッキングが発生しなくなったら再度徐々に進角させることを繰り返している。ノッキングが生じない限界の点火時期をノック限界点火時期という。
【0004】
通常の点火時期制御では、運転状態に応じて予め定められた基本点火時期と、この基本点火時期からノック限界点火時期までの補正量となるKCS補正値とを用いて点火時期を制御している。即ち、点火時期=基本点火時期+KCS補正値として制御している。なお、点火時期制御においては、KCS補正値以外の補正値も併用される場合もある。このような制御を行うノックコントロール装置は[特許文献1]に記載のものなどが知られている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−73820号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したノック限界点火時期は、内燃機関の運転状態やその時点での天候(外気温や湿度など)の影響を受けて変化するので、ノックコントロールによってKCS補正値は常に学習・更新されている。KCS補正値はマップ化されており、そのときの運転状態に対応するKCS補正値が取り出されて学習が始められる。しかし、このときのKCS補正値は以前の運転状態・天候状態で学習されたものであり、これに基づいて再度学習が開始されるために学習に時間がかかっていた。学習が完了するまでは最適な出力が得られておらず、燃費の悪化やエミッション性能の悪化も招くため、さらなる改良が望まれていた。
【0007】
従って、本発明の目的は、ノックコントロールにおける補正値(KCS補正値)の学習をより早期に完了させることのできる内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて予め決められた基本点火時期と、この基本点火時期からノック限界点火時期までの補正量であるKCS補正値とを用いて点火時期を制御するものであり、内燃機関の各種運転状態を検出する運転状態検出手段と、ノッキングが発生しているか否かを検出するノッキング検出手段と、ノッキング検出手段を用いてKCS補正値の学習を行うKCS学習手段とを備えている。そして、上述したKCS学習手段は、運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じた補正修正量を前回KCS補正値に対して加算したものを新たなKCS補正値とした後に、該KCS補正値に基づいて学習を行う。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、運転状態検出手段が、エンジン回転数、エンジン負荷、バルブタイミング、吸気温度、吸気湿度の少なくとも一つを運転状態量として検出する。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、KCS補正値が運転状態に基づいてマップ化されており、KCS学習手段によって学習された後のKCS学習値を他の運転領域のKCS学習値に反映させる学習反映手段をさらに備えている。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の制御装置を有するエンジン1を図1に示す。
【0012】
本実施形態で説明するエンジン1は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみが断面図として図1に示されている。エンジン1においては、吸気通路2を通して外気が吸入空気として取り込まれ、この吸入空気がシリンダ3の直前でインジェクタ4から噴射された燃料とを混合されて混合気とされる。混合気は、シリンダ3内に吸入され、ピストン5によって圧縮された後に点火プラグ6で着火されて燃焼する。このとき燃焼によってシリンダ内の圧力は上昇し、これをピストン4及びコネクティングロッドを介して出力として取り出している。シリンダ3の内部と吸気通路2との間は、吸気バルブ7によって開閉される。燃焼後の排気ガスは排気通路8に排気される。シリンダ3の内部と排気通路8との間は、排気バルブ9によって開閉される。
【0013】
吸気通路2上には、上流側からエアクリーナ10、エアフロメータ11、スロットルバルブ12などが配置されている。エアクリーナ10は、吸入空気中のゴミや塵などを取り除くフィルタである。本実施形態のエアフロメータ11は、ホットワイヤ式のものであり、吸入空気量を質量流量として検出するものである。エアフロメータ11にはサーミスタ式の吸気温センサも内蔵されており、エアフロメータ11は吸気温センサとしての機能も持たされている。エアフロメータ11の下流側には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ12が配されている。
【0014】
本実施形態のスロットルバルブ12は、いわゆる電子制御式スロットルバルブである。アクセルペダル13の操作量がアクセルポジショニングセンサ14で検出され、この検出結果と他の情報量とに基づいて電子式コントロールユニット(ECU)15がスロットルバルブ12の開度を決定する。スロットルバルブ12は、これに付随して配設されたスロットルモータ16によって開閉される。また、スロットルバルブ12に付随して、その開度を検出するスロットルポジショニングセンサ17も配設されている。なお、ECU15は、CPU,ROM,RAM等からなる。また、スロットルバルブ12の下流側にはサージタンクが配置されており、このサージタンク内には湿度センサ25が取り付けられている。
【0015】
また、上述した点火プラグ6は、イグニッションコイル18及びイグナイタ19を介してECU15に接続されている。また、エンジン1のクランクシャフト近傍には、エンジン回転数やピストン位置を検出するためのクランクポジショニングセンサ20が取り付けられており、吸気側のカムシャフトの近傍には、吸気バルブ7(及び排気バルブ9)の開閉タイミングを検出するカムポジショニングセンサ21が取り付けられている。ECU15は、クランクポジショニングセンサ20やカムポジショニングセンサ21の検出結果に基づいて点火時期を決定する。点火プラグ6は、ECU15からの点火信号に基づいてイグナイタ19がスイッチの働きをし、イグニッションコイル18が点火用の高電圧を生成し、これによって点火される。
【0016】
ECU15には、イグナイタ19、クランクポジショニングセンサ20やカムポジショニングセンサ21の他、上述したエアフロメータ11、アクセルポジショニングセンサ14、スロットルモータ16、スロットルポジショニングセンサ17等も接続されている。これらのセンサ類やアクチュエータ類は、ECU15に対して検出結果を送出しているか、ECU15からの信号によって制御されている。図示されていないが、ECU15には、排気通路8上に配設された排気浄化触媒22による排気浄化を効果的に行うための空燃比制御に用いる空燃比センサなども接続されており、燃料噴射制御や空燃比制御も司っている。
【0017】
また、ECU15には、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ23やノックセンサ24も接続されている。ECU15は、ノックセンサ24の検出結果に基づくノックコントロール(制御)も司っている。ノックセンサ24は、エンジンブロックに固定されており、エンジン振動を検出するものである。ECU15は、その検出結果から、エンジン1にノッキング時特有の振動が生じているか否かを判定してノッキングの有無を検出している。また、ECU15には、外気温を検出する外気温センサ26も接続されている。
【0018】
さらに、図示されていないが、本実施形態のエンジン1は、連続可変式のバルブタイミング可変機構を吸気バルブ7側に有している。本実施形態における可変機構は公知のもので、吸気バルブ7側のカムシャフトのスプロケットに内蔵されている。このバルブタイミング可変機構は、オイルポンプで発生させた油圧によってスプロケットとカムシャフトとの間の回転位相を変化させるものである。オイルポンプとスプロケットとの間のバルブがECU15によって制御されており、バルブ制御によって上述した油圧が制御されて吸気バルブ7の開閉タイミングが制御される。
【0019】
以下、本実施形態における点火時期制御について説明する。点火時期は、上述したように(基本点火時期+KCS補正値[+必要に応じて他の補正値])によって決定される。基本点火時期は、気候条件などの変動などを考慮して、ノッキングが生じる点火時期に対してある程度のマージンが設けられている。このため、ノッキング近傍のMBT(最適点火時期)までは、KCS補正値を用いて点火時期を詰めて(進角させて)最適な出力が得られるように制御される。
【0020】
ノック限界点火時期(=基本点火時期+KCS補正値)は、上述したように、エンジン毎の個体差によっても異なるし、エンジンの運転状態や経年変化状態や、そのときの気候条件等でも異なる。このため、ノックコントロールシステムによってKCS補正値が常時学習されているが、従来は、KCS補正値マップから運転状態に応じたKCS補正値を取り出し、取り出したKCS補正値について学習を行っていた。例えば、KCS補正値についてエンジン回転数とエンジン負荷とに関する二次元のマップ化(あるいはこれよりも多次元のマップ化)を行っておき、運転状態(エンジン回転数とエンジン負荷)に基づいてマップから対応するKCS補正値を取り出して学習を開始していた。
【0021】
しかし、このとき取り出されたKCS補正値は前回学習時の運転状態・天候状態下で更新されたものであり、運転状態・天候状態が変化しているにもかかわらず、これに基づいて再度学習を行うために学習に時間がかかっていた。そこで、本実施形態では、取り出したKCS学習値を、ノック限界点火時期に影響を与える諸条件に応じて一旦修正し、この修正したKCS補正値を用いて学習を開始する行う。このように一回修正を行うことでKCS補正値の学習をより早期に完了させることができる。
【0022】
さらに、本実施形態では、学習の完了したKCS学習値をマップ上の隣接する運転領域に対しても反映させる。このとき、マップ上の隣接する運転領域に対しては重み付けを行った後に反映させる。学習の完了した運転領域(運転状態)に隣接する運転領域は、再学習が開始される蓋然性が高いと言える。そこで、既に完了した学習値を隣接する運転領域に対して反映させておくことで、再学習が開始された場合の初期KCS補正値の精度を向上させ、再学習をより早期に完了させることができる。
【0023】
上述した制御を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、上述した各種センサによってエンジン1の運転状態を検出する(ステップ200)。検出する状態量としては、クランクポジショニングセンサ20によって検出するエンジン回転数NE、エアフロメータ11によって検出される吸入空気量とスロットルポジショニングセンサ17によって検出されるスロットル開度とから得られるエンジン負荷KL、クランクポジショニングセンサ20及びカムポジショニングセンサ21によって得られるバルブオーバーラップ量VT、エアフロメータ11に内蔵された吸気温センサによって検出される吸気温Tin[℃]、湿度センサ25によって検出される吸気湿度AH[g/kg]、大気圧センサ26によって検出される大気圧Pa[kPa]等がある。
【0024】
なお、ここで用いる湿度は、ある湿り空気中の(水蒸気質量)/(乾き空気重質量)で表された絶対質量であり、単位は[g/kg]を用いている。単位は、[g/kg’]や[g/kgDA]と表記されることもあり[kg’]や[kgDA]は乾き空気(Dry Air)の質量を示している。また、以下に説明するKCS学習値に関しては、遅角側を正として取り扱われている。
【0025】
ステップ200の後、ステップ200で検出した状態量に応じた基本点火時期とKCS学習値(補正値)KCSN−1とを各マップから読み込む(ステップ205)。さらに、ステップ200で検出した状態量に基づいて、前回読込時と今回との間で運転状態の変化が生じたか否かを判定する(ステップ210)。運転状態の変化が生じたか否かは、各情報量毎に前回値と今回値との差分を計算し、この差分が所定の各閾値を超えたか否かで判断する。この結果、状態変化がないと判定されれば、図2のフローチャートの制御を終え、KCS学習値の再学習は行われない(現在のKCS学習値がそのまま維持される)。
【0026】
一方、ステップ210が否定される場合、即ち、前回読込時と今回との間で運転状態の変化が生じたと判定される場合は、変化した状態量を特定し(ステップ215)、特定された変化状態量に基づいてKCS補正修正量ΔKCSN−1を算出する(ステップ220)。この算出は、次式(1)に示されるように、ΔST1,ΔST2,ΔST3の関数fとして算出される。
ΔKCSN−1=f(ΔST1,ΔST2,ΔST3) … (1)
【0027】
ここで、ΔST1は、下記式(2)で示されるように、エンジン1の運転状態変化として大気圧の変化に着目した値であり、エンジン回転数NE,エンジン負荷KL,バルブオーバーラップ量VT,基準状態に対する大気圧の差分(Pa−P0)の関数g1として得られる。
ΔST1=g1(NE,KL,VT,(Pa−P0)) … (2)
(2)式中のNE,KL,VT,Paについては既に説明したとおりであり、P0[kPa]は基準状態における大気圧である。
【0028】
また、ΔST2は、下記式(3)で示されるように、エンジン1の運転状態変化として吸気湿度の変化に着目した値であり、エンジン回転数NE,エンジン負荷KL,基準状態に対する吸気湿度の差分(AH−AH0)の関数g2として得られる。
ΔST2=g2(NE,KL,(AH−AH0)) … (3)
(3)式中のNE,KL,AHについては既に説明したとおりであり、AH0[g/kg]は基準状態における湿度である。
【0029】
さらに、ΔST3は、下記式(4)で示されるように、エンジン1の運転状態変化として吸気温度の変化に着目した値であり、エンジン回転数NE,エンジン負荷KL,基準状態に対する吸気温度の差分(Tin−T0)の関数として得られる。
ΔST3=g3(NE,KL,(Tin−T0)) … (4)
(4)式中のNE,KL,AHについては既に説明したとおりであり、T0[℃]は基準状態における温度である。
【0030】
このようにして算出されたΔKCSN−1をステップ205で読み込んだKCS学習値KCSN−1に加えたものをKCS’N−1(=KCSN−1+ΔKCSN−1)として、これを新たなKCS学習値として取り扱い(ステップ225)、この後のステップで再学習する。従来は、KCSN−1をそのまま再学習していたので、学習の完了にまで時間がかかっていた。ここでは、状態変化量に基づいてΔKCSN−1を算出し、これをKCSN−1に加えたものを新たなKCS学習値として取り扱うことで、その時点での運転状態をKCS学習値にある程度反映させてから再学習を開始することで再学習を早期に完了させることが可能となる。
【0031】
なお、当初から、多くのパラメータを用いてKCS学習値をマップ化することも考えられる。上述した場合を例にすれば、NE,KL,VT,Pa,AH,Tinの全てのパラメータを用いてマップを作成することも考えられる。しかし、パラメータが増えると、演算負荷が増加してしまう。また、パラメータの次元を増やしても、エンジン自体の状態変化や経年変化などが生じるため学習は不可欠である。マップの領域数が増加すれば各領域毎の再学習の機会が減るので、パラーメータ数を増やすことが必ずしもマップ自体の正確度を向上させることには繋がらない場合もある。さらに、マップの生成に膨大な工数が必要となってしまう。本実施形態のように、ΔKCSN−1を用いることで、マップを複雑化させることなく、学習の早期完了を実現しつつ、より正確にKCS学習値を更新させることができる。
【0032】
ステップ225において新たなKCS学習値として設定されたKCS’N−1を用いて点火時期(=基本点火時期+KCS’N−1)を設定し(ステップ230)、この点火時期を用いてノックコントロールシステムで再学習を行う(ステップ235)。再学習分の補正量をKCS”N−1とすれば、再学習後の点火時期は、(基本点火時期+KCS’N−1+KCS”N−1)で表されることとなる(ステップ240)。ここで、(KCS’N−1+KCS”N−1)を最終的なKCS学習値KCSNとする(ステップ245)。
【0033】
最終的なKCS学習値KCSNが決まったら、この最終KCS学習値KCSNを、マップ上の隣接領域に重み付けを行った後に反映させる(ステップ250)。これを模式的に示した図を図3に示す。図3には、KCS学習値のマップが示されており、このマップはエンジン回転数NEとエンジン負荷KLとからなる二次元マップとして形成されている。図3では、運転領域がマス目として区画されてマップ化されており、ハッチングを示した運転領域Xに関する最終KCS学習値KCSNが決定されたとする。これを、隣接する8つの運転領域に重み付けの後に反映させる。
【0034】
重み付けの方法としては公知の手法を用いることができる。例えば、今回運転領域Xについて学習が完了した最終KCS学習値KCSNと隣接する運転領域に既に格納されているKCS学習値の平均値を新たなその運転領域のKCS学習値として保存する。今回学習を行ったエンジン1の運転領域Xに隣接する運転領域は再学習の蓋然性が高いので、このように既に再学習の完了した運転領域Xに関する最新の学習結果を反映させることで、再学習となったときにより早期に再学習を完了させることができると共に、より精度の高い学習を行うことが可能となる。
【0035】
なお、上述した制御においては、各種運転状態量を検出するセンサ類が運転状態検出手段として、ノックセンサ23及びECU15がノッキング検出手段として、ECU15を含む点火系統がKCS学習手段として、また、ECU15が学習反映手段として機能している。
【0036】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、学習の完了したKCS補正値を隣接する運転領域にのみ反映させたが、さらにその外側の領域や、全体に反映させても良い。また、上記実施形態では、重み付けを行ってから反映させたが、必ず重み付けをしなくてはならないということではない。例えば、隣接する領域にのみ同一のKCS補正値を反映させても良いし、隣接する領域には同一のKCS補正値を反映させ、かつ、その外側の領域には重み付けを行うようにしてもよい。
【0037】
また、上述した実施形態においては、式(1)によって算出されるΔKCSがどのような値であっても、KCS補正値を再学習(図2中のステップ225〜235)することとしたが、ΔKCSが所定の値よりも小さい場合は、ステップ225,230を省略して再学習を行っても良い。即ち、ΔKCSが小さい場合は、ΔKCSを反映させずに再学習を開始させることで演算負荷を軽減して、より早期に再学習を完了させることができる。
【0038】
さらに、上述した実施形態では、運転状態量をセンサ類によって直接検出するものがほとんどであった。しかし、運転状態検出手段として運転状態量を検出するに際して、物理的な現象を数学的手法を用いて演算によって推測・推定する、いわゆるモデルを用いた検出を行っても良い。
【0039】
【発明の効果】
請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置によれば、KCS学習手段が、運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じた補正修正量を前回KCS補正値に対して加算したものを新たなKCS補正値とした後に、該KCS補正値に基づいて学習を行う。このため、前回KCS学習値から学習を始めるよりも、補正修正量の分だけより早期に学習を完了させることができる。そして、この補正修正量は、そのときの運転状態に基づいて決定されるので、学習完了の早期化だけでなく、学習精度を向上させることができるという利点もある。
【0040】
請求項3に記載の発明によれば、KCS学習手段によって学習された後のKCS学習値を他の運転領域のKCS学習値に反映させるので、他の運転領域が学習されることとなった場合に新しい学習値が既に反映されているので、学習時間の短縮により一層効果的であると共に、学習精度のより一層の向上を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の点火制御装置の一実施形態を有する内燃機関(エンジン)の構成を示す構成図である。
【図2】本発明の点火制御装置の一実施形態による制御のフローチャートである。
【図3】KCS学習値のマップを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
1…エンジン、11…エアフロメータ(吸気温センサ内蔵:運転状態検出手段)、12…スロットルバルブ、13…アクセルペダル、14…アクセルポジショニングセンサ(運転状態検出手段)、15…ECU(ノッキング検出手段・KCS学習手段・学習反映手段)、17…スロットルポジショニングセンサ(運転状態検出手段)、18…イグニッションコイル、19…イグナイタ、20…クランクポジショニングセンサ(運転状態検出手段)、21…カムポジショニングセンサ(運転状態検出手段)、22…排気浄化触媒、23…水温センサ(運転状態検出手段)、24…ノックセンサ(ノッキング検出手段)、25…湿度センサ(運転状態検出手段)、26…大気圧センサ(運転状態検出手段)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine that controls the ignition timing for controlling the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine, ignition timing control is performed in order to obtain the output obtained by combustion with maximum efficiency and to improve exhaust gas purification performance and fuel consumption performance. Here, it is known that in order to obtain the energy generated by combustion as the output most efficiently, it is preferable that the pressure peak inside the combustion chamber is generated at a position slightly delayed from the compression top dead center. For this reason, the ignition timing is determined so that a pressure peak occurs slightly later than the compression top dead center. However, if the ignition timing is too early (too advanced), knocking will occur.
[0003]
The ignition timing at which the internal combustion engine generates the maximum torque is called MBT (Minimum Spark Advance for Best Torque), and depending on the type and rotation speed of the internal combustion engine, the MBT is located near the ignition timing at which knocking starts to occur. is there. Therefore, knocking control (control) is performed so as to obtain an optimal output while suppressing knocking. The knock control repeats gradually advancing when knocking does not occur, gradually retarding when knocking is detected until knocking does not occur, and gradually advancing again when knocking does not occur. ing. The limit ignition timing at which knocking does not occur is referred to as knock limit ignition timing.
[0004]
In normal ignition timing control, the ignition timing is controlled using a basic ignition timing predetermined according to the operating state and a KCS correction value that is a correction amount from the basic ignition timing to the knock limit ignition timing. . That is, control is performed as follows: ignition timing = basic ignition timing + KCS correction value. In the ignition timing control, a correction value other than the KCS correction value may be used together. A knock control device that performs such control is known from, for example, Patent Document 1.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-73820 A
[Problems to be solved by the invention]
Since the above-described knock limit ignition timing changes under the influence of the operation state of the internal combustion engine and the weather (external temperature, humidity, etc.) at that time, the KCS correction value is always learned and updated by knock control. The KCS correction value is mapped, and the KCS correction value corresponding to the operating state at that time is taken out and learning is started. However, the KCS correction value at this time was learned in the previous driving condition and weather condition, and the learning was started again based on the KCS correction value. Until the learning is completed, an optimal output is not obtained, which leads to deterioration of fuel efficiency and emission performance. Therefore, further improvement has been desired.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ignition timing control device for an internal combustion engine that can complete learning of a correction value (KCS correction value) in knock control earlier.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a basic ignition timing predetermined according to an operation state of the internal combustion engine and a KCS correction value which is a correction amount from the basic ignition timing to a knock limit ignition timing. And the ignition timing is controlled by using an operating state detecting means for detecting various operating states of the internal combustion engine, a knocking detecting means for detecting whether knocking has occurred, and a knocking detecting means. KCS learning means for learning a KCS correction value. The KCS learning means described above calculates a new KCS correction value by adding a correction correction amount corresponding to the driving state detected by the driving state detection means to the previous KCS correction value, and then sets the KCS correction value Learning is performed based on.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the operating state detecting means detects at least one of an engine speed, an engine load, a valve timing, an intake temperature, and an intake humidity as an operating state quantity. .
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the KCS correction value is mapped on the basis of the operating state, and the KCS learning value learned by the KCS learning means is replaced with another KCS learning value. There is further provided learning reflecting means for reflecting the KCS learning value in the operating region.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the control device of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an engine 1 having a control device according to the present embodiment.
[0012]
The engine 1 described in the present embodiment is a multi-cylinder engine, but here only one cylinder is shown in FIG. 1 as a cross-sectional view. In the engine 1, outside air is taken in as intake air through an intake passage 2, and the intake air is mixed with fuel injected from an injector 4 immediately before a cylinder 3 to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is sucked into the cylinder 3, compressed by the piston 5, ignited by the
[0013]
On the intake passage 2, an
[0014]
The
[0015]
Further, the above-mentioned
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
Further, although not shown, the engine 1 of the present embodiment has a continuously variable valve timing variable mechanism on the
[0019]
Hereinafter, the ignition timing control in the present embodiment will be described. The ignition timing is determined by (basic ignition timing + KCS correction value [+ other correction values as necessary]) as described above. The basic ignition timing is provided with a certain margin with respect to the ignition timing at which knocking occurs in consideration of fluctuations in climatic conditions and the like. For this reason, up to MBT (optimal ignition timing) near knocking, the ignition timing is reduced (advanced) using the KCS correction value so that an optimum output is obtained.
[0020]
As described above, the knock limit ignition timing (= basic ignition timing + KCS correction value) differs depending on the individual difference between the engines, and also differs depending on the operating state of the engine, the aging state, the climatic condition at that time, and the like. For this reason, the KCS correction value is constantly learned by the knock control system. However, conventionally, a KCS correction value corresponding to the operating state is extracted from the KCS correction value map, and learning is performed on the extracted KCS correction value. For example, a two-dimensional map (or a multi-dimensional map) of the engine speed and the engine load is made for the KCS correction value, and the map is made based on the operating state (engine speed and engine load). Learning was started by extracting the corresponding KCS correction value.
[0021]
However, the KCS correction value taken out at this time is updated under the driving state and the weather condition at the time of the previous learning, and the KCS correction value is re-learned on the basis of the driving state and the weather state despite the change. It took time to learn to do. Therefore, in the present embodiment, the extracted KCS learning value is temporarily corrected according to various conditions affecting the knock limit ignition timing, and learning is started using the corrected KCS correction value. By performing the correction once, learning of the KCS correction value can be completed earlier.
[0022]
Further, in the present embodiment, the KCS learning value for which learning has been completed is reflected in an adjacent driving region on the map. At this time, weighting is applied to an adjacent driving area on the map and then reflected. It can be said that the operating region adjacent to the operating region (operating state) in which the learning has been completed has a high probability that re-learning will be started. Therefore, by reflecting the already completed learning value in the adjacent operation region, it is possible to improve the accuracy of the initial KCS correction value when the re-learning is started and complete the re-learning earlier. it can.
[0023]
The above control will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the operating state of the engine 1 is detected by the various sensors described above (step 200). The state quantities to be detected include the engine speed NE detected by the
[0024]
The humidity used here is an absolute mass expressed as (mass of water vapor) / (mass of dry air) in a certain humid air, and the unit is [g / kg]. The unit may be expressed as [g / kg '] or [g / kgDA], and [kg'] or [kgDA] indicates the mass of dry air (Dry Air). Regarding the KCS learning value described below, the retard side is treated as positive.
[0025]
After step 200, the basic ignition timing and the KCS learning value (correction value) KCS N-1 corresponding to the state quantity detected in step 200 are read from each map (step 205). Further, based on the state quantity detected in step 200, it is determined whether or not the operation state has changed between the time of the previous reading and the current time (step 210). Whether or not the operating state has changed is determined by calculating the difference between the previous value and the current value for each information amount, and determining whether the difference exceeds a predetermined threshold. As a result, if it is determined that there is no state change, the control of the flowchart in FIG. 2 is finished, and the relearning of the KCS learning value is not performed (the current KCS learning value is maintained as it is).
[0026]
On the other hand, if
ΔKCS N−1 = f (ΔST 1 , ΔST 2 , ΔST 3 ) (1)
[0027]
Here, ΔST 1 is a value focusing on a change in the atmospheric pressure as a change in the operating state of the engine 1 as shown by the following equation (2), and includes an engine speed NE, an engine load KL, and a valve overlap amount VT. , obtained as a function g 1 of the difference of the atmospheric pressure (Pa-P 0) with respect to the reference state.
ΔST 1 = g 1 (NE, KL, VT, (Pa−P 0 )) (2)
NE, KL, VT, and Pa in the equation (2) are as described above, and P 0 [kPa] is the atmospheric pressure in the reference state.
[0028]
ΔST 2 is a value focusing on a change in the intake air humidity as a change in the operating state of the engine 1 as shown by the following equation (3), and represents the engine speed NE, the engine load KL, and the intake air humidity relative to the reference state. obtained as a function g 2 of the difference (AH-AH 0).
ΔST 2 = g 2 (NE, KL, (AH-AH 0 )) (3)
NE, KL, and AH in the equation (3) are as described above, and AH 0 [g / kg] is the humidity in the reference state.
[0029]
Further, ΔST 3 is a value focusing on a change in the intake air temperature as a change in the operating state of the engine 1 as shown by the following equation (4), and indicates the engine speed NE, the engine load KL, and the intake air temperature with respect to the reference state. Obtained as a function of the difference (T in -T 0 ).
ΔST 3 = g 3 (NE, KL, (T in −T 0 )) (4)
NE, KL, and AH in the expression (4) are as described above, and T 0 [° C.] is the temperature in the reference state.
[0030]
A value obtained by adding ΔKCS N−1 calculated in this way to the KCS learning value KCS N−1 read in
[0031]
From the beginning, it is conceivable to map the KCS learning value using many parameters. If the case described above in Examples, NE, KL, VT, Pa , AH, it is conceivable to create a map using all parameters of T in. However, as the number of parameters increases, the calculation load increases. Further, even if the dimension of the parameter is increased, a change in the state of the engine itself or a change over time occurs, so that learning is indispensable. If the number of areas in the map increases, the chance of re-learning for each area decreases, so increasing the number of parameters may not always lead to improving the accuracy of the map itself. Furthermore, a huge number of man-hours are required to generate the map. By using ΔKCS N−1 as in the present embodiment, the KCS learning value can be updated more accurately while realizing the early completion of learning without complicating the map.
[0032]
The ignition timing (= basic ignition timing + KCS'N -1 ) is set using KCS'N -1 set as the new KCS learning value in step 225 (step 230), and the knock control system is set using this ignition timing. Is performed again (step 235). Assuming that the correction amount for the re-learning is KCS " N-1 , the ignition timing after the re-learning is represented by (basic ignition timing + KCS'N -1 + KCS" N-1 ) (step 240). . Here, (KCS ′ N−1 + KCS ″ N−1 ) is set as a final KCS learning value KCS N (step 245).
[0033]
When the final KCS learning value KCS N is determined, the final KCS learning value KCS N is reflected after weighting the adjacent area on the map (step 250). FIG. 3 schematically shows this. FIG. 3 shows a map of the KCS learning value, which is formed as a two-dimensional map including the engine speed NE and the engine load KL. In FIG. 3, it is assumed that the operating region is partitioned and mapped as squares, and the final KCS learning value KCS N for the operating region X indicated by hatching is determined. This is reflected after weighting the eight adjacent operation regions.
[0034]
A known method can be used as a weighting method. For example, to store the average value of the KCS learning value in the operation region where the current operating region X learning adjacent to the final KCS learning value KCS N completing already been stored as a new KCS learning value of the operating region. Since the operating region adjacent to the operating region X of the engine 1 that has been learned this time has a high probability of re-learning, the latest learning result on the operating region X for which re-learning has been completed is reflected in this manner, so that re-learning is performed. When, the re-learning can be completed earlier, and more accurate learning can be performed.
[0035]
In the above-described control, sensors for detecting various operating state quantities serve as operating state detecting means, knock
[0036]
The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, in the above-described embodiment, the KCS correction value for which learning has been completed is reflected only in an adjacent driving region, but may be reflected further in a region outside the driving region or the whole. Further, in the above embodiment, the weight is reflected after being applied, but this does not necessarily mean that the weight must be applied. For example, the same KCS correction value may be reflected only in an adjacent area, or the same KCS correction value may be reflected in an adjacent area, and weight may be applied to an area outside the KCS correction value. .
[0037]
Further, in the above-described embodiment, the KCS correction value is re-learned (steps 225 to 235 in FIG. 2) regardless of the value of ΔKCS calculated by equation (1). If ΔKCS is smaller than the predetermined value, steps 225 and 230 may be omitted and relearning may be performed. That is, when ΔKCS is small, re-learning is started without reflecting ΔKCS, whereby the calculation load is reduced, and re-learning can be completed earlier.
[0038]
Furthermore, in the above-described embodiment, the operation state quantity is almost directly detected by sensors. However, when detecting the operation state quantity as the operation state detection means, detection using a so-called model for estimating and estimating a physical phenomenon by calculation using a mathematical method may be performed.
[0039]
【The invention's effect】
According to the ignition timing control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the KCS learning means adds the correction correction amount corresponding to the operating state detected by the operating state detecting means to the previous KCS correction value. After setting a new KCS correction value, learning is performed based on the KCS correction value. Therefore, the learning can be completed earlier by the amount of the correction correction than when the learning is started from the previous KCS learning value. Since this correction correction amount is determined based on the driving state at that time, there is an advantage that not only the completion of learning can be accelerated but also the learning accuracy can be improved.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, the KCS learning value learned by the KCS learning means is reflected on the KCS learning value of another operating region, so that another operating region is learned. Since the new learning value is already reflected in the learning time, the learning time can be reduced more effectively, and the learning accuracy can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an internal combustion engine having one embodiment of an ignition control device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of control by an embodiment of the ignition control device of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a map of KCS learning values.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 11 ... Air flow meter (built-in intake air temperature sensor: operating state detecting means), 12 ... Throttle valve, 13 ... Accelerator pedal, 14 ... Accelerator positioning sensor (operating state detecting means), 15 ... ECU (Knock detecting means. KCS learning means / learning reflection means), 17: throttle positioning sensor (operating state detecting means), 18: ignition coil, 19: igniter, 20: crank positioning sensor (operating state detecting means), 21: cam positioning sensor (operating state) Detecting means), 22: exhaust purification catalyst, 23: water temperature sensor (operating state detecting means), 24: knock sensor (knocking detecting means), 25 ... humidity sensor (operating state detecting means), 26: atmospheric pressure sensor (operating state) Detection means).
Claims (3)
内燃機関の各種運転状態を検出する運転状態検出手段と、
ノッキングが発生しているか否かを検出するノッキング検出手段と、
前記ノッキング検出手段を用いて前記KCS補正値の学習を行うKCS学習手段とを備えており、
前記KCS学習手段は、前記運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じた補正修正量を前回KCS補正値に対して加算したものを新たなKCS補正値とした後に、該KCS補正値に基づいて学習を行うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御手段。Ignition timing control for an internal combustion engine that controls ignition timing using a basic ignition timing predetermined according to the operating state of the internal combustion engine and a KCS correction value that is a correction amount from the basic ignition timing to the knock limit ignition timing In the device,
Operating state detecting means for detecting various operating states of the internal combustion engine,
Knocking detection means for detecting whether knocking has occurred,
KCS learning means for learning the KCS correction value using the knocking detection means,
The KCS learning means sets a new KCS correction value by adding a correction correction amount corresponding to the driving state detected by the driving state detection means to the previous KCS correction value, and then, based on the KCS correction value. Ignition timing control means for an internal combustion engine.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007211770A (en) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device for internal combustion engine |
JP2010133280A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Ignition timing controller of internal combustion engine |
JP2012097598A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device of internal combustion engine |
JP2012097597A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device of internal combustion engine |
JP2016109047A (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 日産自動車株式会社 | Ignition timing control device of engine |
US10519891B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-12-31 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device for internal combustion engine |
-
2003
- 2003-06-02 JP JP2003156885A patent/JP2004360495A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007211770A (en) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device for internal combustion engine |
JP2010133280A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Ignition timing controller of internal combustion engine |
JP2012097598A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device of internal combustion engine |
JP2012097597A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | Ignition timing control device of internal combustion engine |
JP2016109047A (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 日産自動車株式会社 | Ignition timing control device of engine |
US10519891B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-12-31 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device for internal combustion engine |
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