JP2008051005A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008051005A JP2006228194A JP2006228194A JP2008051005A JP 2008051005 A JP2008051005 A JP 2008051005A JP 2006228194 A JP2006228194 A JP 2006228194A JP 2006228194 A JP2006228194 A JP 2006228194A JP 2008051005 A JP2008051005 A JP 2008051005A
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Shozo Yoshida
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine capable of controlling ignition timing to provide maximum net torque. <P>SOLUTION: This control device for the internal combustion engine is provided with a means calculating ignition timing maximizing indicated torque, a means calculating friction torque FMEP based on an engine operation condition, and a means correcting ignition timing maximizing indicated torque calculated by the means to maximize net torque provided by subtracting friction torque from the indicated torque. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関の点火時期を好適に制御可能な装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an apparatus capable of suitably controlling an ignition timing of an internal combustion engine.

一般に、内燃機関の制御装置においては、回転速度や負荷などのエンジン運転状態を表す各状態量を検出し、これら各状態量に基づいて、予め実験等を通じて適合されたマップを参照することにより、点火時期を決定するようにしている。   Generally, in a control device for an internal combustion engine, each state quantity representing an engine operating state such as a rotation speed and a load is detected, and on the basis of each state quantity, by referring to a map previously adapted through experiments or the like, The ignition timing is determined.

しかし、近年のエンジンでは様々な可変機構が備えられており、また、構成部品も多く、燃焼状態にバラツキが生じやすくなっている。よってエンジンの運転状態の数は膨大な数に至っており、これら全ての運転状態に適合するよう点火時期を予め定めておくことはもはや困難な状況となっている。   However, in recent engines, various variable mechanisms are provided, and there are many components, and variations in the combustion state are likely to occur. Therefore, the number of operating states of the engine has become enormous, and it is no longer difficult to set the ignition timing in advance so as to be compatible with all these operating states.

そこで、近年では、最大トルクを得られるような最適な点火時期、即ちMBT(Minimum Advance for Best Torque)を機種毎に定め、実際の点火時期がこのMBTに一致するようにフィードバック制御することが検討されている(例えば特許文献1参照)。これによれば、固体バラツキに影響されることなく常に点火時期を最適点火時期に近づけることができ、また、従来多大な時間と労力とが費やされていた各種マップの作成、即ち適合という作業を大幅に簡略化することができて、開発期間の大幅な短縮等を図れる利点がある。このMBT制御では筒内情報の取得が不可欠であり、このため筒内圧センサ等の筒内情報を検知し得るセンサが装備される。   Therefore, in recent years, it has been considered to determine an optimum ignition timing for obtaining the maximum torque, that is, MBT (Minimum Advance for Best Torque) for each model, and to perform feedback control so that the actual ignition timing matches this MBT. (For example, refer to Patent Document 1). According to this, it is possible to always bring the ignition timing close to the optimal ignition timing without being affected by the solid variation, and also to create various maps, that is, adaptation work, which has conventionally spent a lot of time and labor. There is an advantage that the development period can be significantly shortened. In this MBT control, it is indispensable to acquire in-cylinder information. For this reason, a sensor capable of detecting in-cylinder information such as an in-cylinder pressure sensor is provided.

特開2005−146988号公報JP 2005-146888 A

ところが、従来にいう最適点火時期即ちMBTとは、あくまで筒内圧と筒内容積とに基づく図示トルクが最大となるような点火時期である。言い換えれば、燃焼室内部で起こる燃焼自体について最大のトルクが得られるような点火時期である。   However, the conventional optimum ignition timing, that is, MBT, is an ignition timing at which the indicated torque based on the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume is maximized. In other words, the ignition timing is such that the maximum torque can be obtained for the combustion itself occurring in the combustion chamber.

一方、エンジンに要求される性能は、実際にクランク軸から出力されるトルク、即ち正味トルクが最大となることである。そこでこの観点に鑑みて正味トルクが最大となるような点火時期を調べてみたところ、その点火時期は、従来にいう図示トルクが最大となる点火時期とは必ずしも一致しないことが判明した。   On the other hand, the performance required for the engine is that the torque actually output from the crankshaft, that is, the net torque is maximized. Thus, in view of this point of view, the ignition timing at which the net torque is maximized was examined, and it was found that the ignition timing does not necessarily match the ignition timing at which the indicated torque is maximized.

そこで、本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、最大の正味トルクが得られるように点火時期を制御可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine capable of controlling the ignition timing so that the maximum net torque can be obtained.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る内燃機関の制御装置は、図示トルクが最大となるような点火時期を算出する最大図示トルク点火時期算出手段と、機関運転状態に基づいてフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、図示トルクからフリクショントルクを減じて得られる正味トルクが最大となるように、前記最大図示トルク点火時期算出手段によって算出された点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine control apparatus according to an aspect of the present invention includes a maximum indicated torque ignition timing calculating means for calculating an ignition timing that maximizes the indicated torque, and a friction based on the engine operating state. Friction torque calculating means for calculating torque, and ignition timing correcting means for correcting the ignition timing calculated by the maximum indicated torque ignition timing calculating means so that the net torque obtained by subtracting the friction torque from the indicated torque is maximized. It is characterized by comprising.

好ましくは、機関運転状態に基づいて図示トルクを算出する図示トルク算出手段がさらに備えられ、前記点火時期補正手段は、前記フリクショントルク算出手段によって算出されたフリクショントルクと、前記図示トルク算出手段によって算出された図示トルクとに基づいて点火時期補正量を算出する。   Preferably, an indicated torque calculating means for calculating indicated torque based on an engine operating state is further provided, and the ignition timing correcting means is calculated by the friction torque calculated by the friction torque calculating means and the indicated torque calculating means. An ignition timing correction amount is calculated based on the indicated torque.

好ましくは、前記点火時期補正手段は、前記フリクショントルクと前記図示トルクとの比に基づいて前記点火時期補正量を算出する。   Preferably, the ignition timing correction means calculates the ignition timing correction amount based on a ratio between the friction torque and the indicated torque.

好ましくは、筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段とがさらに備えられ、前記フリクショントルク算出手段は、前記筒内圧検出手段によって検出された筒内圧の最大値と、前記回転速度検出手段によって検出された機関回転速度とに基づいて前記フリクショントルクを算出する。   Preferably, an in-cylinder pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure and a rotational speed detecting means for detecting an engine rotational speed are further provided, and the friction torque calculating means is configured to detect the maximum in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means. The friction torque is calculated based on the value and the engine rotational speed detected by the rotational speed detecting means.

好ましくは、前記最大図示トルク点火時期算出手段は、所定クランク角における燃焼割合が所定値になるような点火時期を算出する。   Preferably, the maximum indicated torque ignition timing calculating means calculates an ignition timing at which a combustion ratio at a predetermined crank angle becomes a predetermined value.

本発明によれば、最大の正味トルクが得られるように点火時期を制御可能な内燃機関の制御装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。   According to the present invention, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine capable of controlling the ignition timing so that the maximum net torque can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態の構成を示す概略図である。図示されるように、内燃機関1は、シリンダブロック2に形成された燃焼室3の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室3内でピストン4を往復移動させることにより動力を発生する。内燃機関1は車両用多気筒エンジン(1気筒のみ図示)であり、火花点火式内燃機関、より具体的にはガソリンエンジンである。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the present embodiment. As shown in the figure, the internal combustion engine 1 generates power by burning a mixture of fuel and air inside a combustion chamber 3 formed in a cylinder block 2 and reciprocating a piston 4 in the combustion chamber 3. To do. The internal combustion engine 1 is a vehicular multi-cylinder engine (only one cylinder is shown), and is a spark ignition type internal combustion engine, more specifically, a gasoline engine.

内燃機関1のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Viと、排気ポートを開閉する排気弁Veとが気筒ごとに配設されている。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは図示しないカムシャフトによって開閉させられる。ここで吸気弁Viには可変バルブタイミング機構(以下「VVTi」と称す)21が付設され、吸気弁Viの開閉タイミングが変更可能となっている。また、シリンダヘッドの頂部には、燃焼室3内の混合気に点火するための点火プラグ7が気筒ごとに取り付けられている。さらにシリンダヘッドにはインジェクタ(燃料噴射弁)12が気筒ごとに配設され、燃焼室3内に直接燃料噴射するようになっている。ピストン4はいわゆる深皿頂面型に構成されており、その上面には凹部4aが形成されている。そして内燃機関1では、燃焼室3内に空気を吸入させた状態で、インジェクタ12からピストン4の凹部4aに向けて燃料が直接噴射される。これにより点火プラグ7の近傍に、燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成(成層化)され、安定した成層燃焼が実行される。   In the cylinder head of the internal combustion engine 1, an intake valve Vi for opening and closing the intake port and an exhaust valve Ve for opening and closing the exhaust port are provided for each cylinder. Each intake valve Vi and each exhaust valve Ve are opened and closed by a camshaft (not shown). Here, the intake valve Vi is provided with a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as “VVTi”) 21 so that the opening / closing timing of the intake valve Vi can be changed. A spark plug 7 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is attached to the top of the cylinder head for each cylinder. Further, an injector (fuel injection valve) 12 is disposed in the cylinder head for each cylinder so that fuel is directly injected into the combustion chamber 3. The piston 4 is configured as a so-called deep dish top surface type, and a concave portion 4a is formed on the upper surface thereof. In the internal combustion engine 1, fuel is directly injected from the injector 12 toward the concave portion 4 a of the piston 4 in a state where air is sucked into the combustion chamber 3. As a result, a layer of a mixture of fuel and air is formed (stratified) in the vicinity of the spark plug 7 and separated from the surrounding air layer, and stable stratified combustion is executed.

各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介して吸気集合室であるサージタンク8に接続されている。サージタンク8の上流側には吸気集合通路をなす吸気管13が接続されており、吸気管13の上流端にはエアクリーナ9が設けられている。そして吸気管13には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ5と、電子制御式スロットルバルブ10とが組み込まれている。なお吸気ポート、サージタンク8及び吸気管13により吸気通路が形成される。   The intake port of each cylinder is connected to a surge tank 8 serving as an intake air collecting chamber via a branch pipe for each cylinder. An intake pipe 13 that forms an intake manifold passage is connected to the upstream side of the surge tank 8, and an air cleaner 9 is provided at the upstream end of the intake pipe 13. An air flow meter 5 for detecting the intake air amount and an electronically controlled throttle valve 10 are incorporated in the intake pipe 13 in order from the upstream side. An intake passage is formed by the intake port, the surge tank 8 and the intake pipe 13.

一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気集合通路をなす排気管6に接続されており、排気管6には三元触媒からなる触媒11が取り付けられている。なお排気ポート、枝管及び排気管6により排気通路が形成される。触媒11の上流側に排気空燃比を検出するための触媒前センサ17が設置されている。   On the other hand, the exhaust port of each cylinder is connected to an exhaust pipe 6 forming an exhaust collecting passage through a branch pipe for each cylinder, and a catalyst 11 made of a three-way catalyst is attached to the exhaust pipe 6. An exhaust passage is formed by the exhaust port, the branch pipe, and the exhaust pipe 6. A pre-catalyst sensor 17 for detecting the exhaust air / fuel ratio is installed upstream of the catalyst 11.

上述の点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12及びVVTi21等は、制御手段としての電子制御ユニット(以下「ECU」と称す)20に電気的に接続されている。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またECU20には、図示されるように、前述のエアフローメータ5、触媒前センサ17のほか、内燃機関1のクランク角(位相)を検出するクランク角センサ14、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ15、吸気圧を検出する吸気圧センサ16、スロットルバルブ10の開度を検出するスロットル開度センサ19、その他の各種センサが図示されないA/D変換器等を介して電気的に接続されている。ECU20は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12、VVTi21等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度、吸気弁開閉タイミング等を制御する。なおスロットル開度は通常アクセル開度に応じた開度に制御され、吸気弁開閉タイミングはエンジン運転状態に応じたタイミングに制御される。   The spark plug 7, throttle valve 10, injector 12, VVTi 21, and the like described above are electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 20 as control means. The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like, all not shown. In addition to the air flow meter 5 and the pre-catalyst sensor 17, the ECU 20 includes a crank angle sensor 14 that detects the crank angle (phase) of the internal combustion engine 1 and an accelerator opening that detects the accelerator opening, as shown in the figure. A sensor 15, an intake pressure sensor 16 for detecting the intake pressure, a throttle opening sensor 19 for detecting the opening of the throttle valve 10, and other various sensors are electrically connected via an A / D converter (not shown) or the like. Yes. The ECU 20 controls the ignition plug 7, the throttle valve 10, the injector 12, the VVTi 21, etc. so as to obtain a desired output based on the detection values of various sensors, etc., and the ignition timing, fuel injection amount, fuel injection timing, Controls throttle opening, intake valve opening / closing timing, etc. The throttle opening is normally controlled to an opening corresponding to the accelerator opening, and the intake valve opening / closing timing is controlled to a timing according to the engine operating state.

各気筒には、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ22が設けられている。各筒内圧センサ22は、対応する燃焼室3内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、図示されないA/D変換器等を介してECU20に電気的に接続されている。各筒内圧センサ22は、対応する燃焼室3の筒内圧に比例した電圧信号をECU20に与える。各筒内圧センサ22の検出値は、微小時間おきにECU20に順次与えられ、ECU20の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ更新記憶される。   Each cylinder is provided with an in-cylinder pressure sensor 22 including a semiconductor element, a piezoelectric element, an optical fiber detection element, or the like. Each in-cylinder pressure sensor 22 is disposed on the cylinder head so that the pressure receiving surface faces the corresponding combustion chamber 3, and is electrically connected to the ECU 20 via an A / D converter (not shown). Each in-cylinder pressure sensor 22 gives a voltage signal proportional to the in-cylinder pressure of the corresponding combustion chamber 3 to the ECU 20. The detection value of each in-cylinder pressure sensor 22 is sequentially given to the ECU 20 every minute time, and is updated and stored in a predetermined storage area (buffer) of the ECU 20 by a predetermined amount.

次に、本実施形態における点火時期制御について説明する。   Next, ignition timing control in this embodiment will be described.

本実施形態においては、基本の点火時期が、エンジンの機種毎に予め定められた、図示トルクが最大となるような最適点火時期θZMBTに制御される。この点火時期θZMBTは従来にいうMBTであり、便宜上「図示トルクMBT」と称す。具体的には、所定の基準クランク角θ0における燃焼割合MFBが所定値φになるように基本点火時期が制御される。本実施形態ではφ=50%、θ0=8°ATDCに設定される。但し、図示トルク最大のときのMFB=φを示すクランク角θ0は、エンジンの機種に応じて適合される。燃焼割合MFBとは、1気筒1サイクル(吸気、圧縮、膨張、排気の各行程を経て1サイクルとされる)当たりの全発生熱量に対するその時々の発生熱量の比である。燃焼割合MFBはECU20により後述の如く微小時間おきに演算される。 In the present embodiment, the basic ignition timing is controlled to the optimal ignition timing θ ZMBT that is predetermined for each engine model and that maximizes the indicated torque. This ignition timing θ ZMBT is the conventional MBT and is referred to as “illustrated torque MBT” for convenience. Specifically, the basic ignition timing is controlled so that the combustion ratio MFB at a predetermined reference crank angle θ0 becomes a predetermined value φ. In the present embodiment, φ = 50% and θ0 = 8 ° ATDC are set. However, the crank angle θ0 indicating MFB = φ when the indicated torque is maximum is adapted according to the engine model. The combustion ratio MFB is the ratio of the amount of heat generated at that time to the total amount of heat generated per one cylinder cycle (taken through each stroke of intake, compression, expansion, and exhaust). The combustion rate MFB is calculated by the ECU 20 every minute time as described later.

ここで図示トルクについて説明する。図2は内燃機関のPV線図であり、縦軸が筒内圧Pc、横軸が筒内容積V、Vtdc及びVbdcがそれぞれピストン上死点及び下死点の筒内容積である。知られているように、線図は矢示される如く変化し、Aで示される領域の面積がエンジンのする仕事量、Bで示される領域の面積がポンピングロスにそれぞれ相当する。ここで図示トルクTzはTz=A−Bとして定義される。大きな図示トルクTzを得るためには、領域Aの面積を増やし、領域Bの面積を減らす必要がある。   Here, the illustrated torque will be described. FIG. 2 is a PV diagram of the internal combustion engine, wherein the vertical axis indicates the cylinder pressure Pc, the horizontal axis indicates the cylinder volume V, and Vtdc and Vbdc indicate the cylinder volumes at the top dead center and the bottom dead center, respectively. As is known, the diagram changes as indicated by an arrow. The area indicated by A corresponds to the amount of work performed by the engine, and the area indicated by B corresponds to the pumping loss. Here, the indicated torque Tz is defined as Tz = A−B. In order to obtain a large indicated torque Tz, it is necessary to increase the area of the region A and reduce the area of the region B.

ところで、前述のようなクランク角がθ0の時にMFB=φを実現させるような点火時期は、ここでの図示トルクTzを最大にするという意味で最適な点火時期であり、言い換えれば燃焼室内の燃焼だけを考慮した場合の最適な点火時期である。しかしながら、実際のエンジンでは、燃焼室で発生した図示トルクからフリクショントルクといった摩擦等の機械損失分を差し引いた値、即ち正味トルクがクランク軸から出力として取り出されるものであり、且つ、実際に車両の駆動等に使用されるのは正味トルクである。よって、図示トルクが最大となるような点火時期(図示トルクMBT)よりもむしろ、正味トルクが最大になるような点火時期(以下、「正味トルクMBT」という)に点火時期を制御する方が好ましい。   By the way, the ignition timing that realizes MFB = φ when the crank angle is θ0 as described above is the optimal ignition timing in the sense of maximizing the indicated torque Tz here, in other words, the combustion in the combustion chamber This is the optimum ignition timing when only the above is considered. However, in an actual engine, a value obtained by subtracting a mechanical loss such as friction such as friction torque from the indicated torque generated in the combustion chamber, that is, a net torque is taken out as an output from the crankshaft, and actually the vehicle The net torque is used for driving and the like. Therefore, it is preferable to control the ignition timing to an ignition timing at which the net torque is maximized (hereinafter referred to as “net torque MBT”) rather than an ignition timing at which the indicated torque is maximized (illustrated torque MBT). .

これら図示トルクMBTと正味トルクMBTとについて調べたところ、両者は必ずしも一致しないことが判明した。図3は、各点火時期に対する図示トルクと正味トルクとの関係を示す。図示されるように、正味トルクMBTθSMBTと図示トルクMBTθZMBTは異なる時期にあり、両者の間には誤差が存在する。図示トルクと正味トルクとの差分であるフリクショントルクは点火時期に応じて変化し、図示トルクMBTθZMBTが進角するほどフリクショントルクは大きくなる。この図示トルクMBTθZMBTが進角側の値となり、フリクショントルクが大きくなる場合とは、例えばエンジン負荷が低負荷であるとき、バルブオーバーラップが大であるとき、又はエンジン温度が低温であるとき等である。図示トルクMBTθZMBTが進角側の値となっている領域では、図示トルクMBTθZMBTと正味トルクMBTθSMBTとの間の誤差の影響が決して無視できなくなり、この誤差が機関効率低下の原因ともなる。 When the indicated torque MBT and the net torque MBT were examined, it was found that they did not necessarily match. FIG. 3 shows the relationship between the indicated torque and the net torque for each ignition timing. As shown in the figure, the net torque MBTθ SMBT and the indicated torque MBTθ ZMBT are at different times, and there is an error between them. The friction torque, which is the difference between the indicated torque and the net torque, changes according to the ignition timing, and the friction torque increases as the indicated torque MBTθZMBT advances . The indicated torque MBTθ ZMBT becomes a value on the advance side, and the friction torque increases when, for example, the engine load is low, the valve overlap is large, or the engine temperature is low. It is. In the region where the indicated torque MBTθ ZMBT is a value on the advance side, the influence of the error between the indicated torque MBTθ ZMBT and the net torque MBTθ SMBT cannot be ignored, and this error also causes a decrease in engine efficiency.

そこで本実施形態では、以下のようにして図示トルクMBTを補正することにより、点火時期を正味トルクMBTθSMBTに一致させるように制御することとしている。 Therefore, in the present embodiment, the ignition timing is controlled to coincide with the net torque MBTθ SMBT by correcting the indicated torque MBT as follows.

図4は、本実施形態の点火時期制御における点火時期の算出処理のルーチンを示す。この算出処理はECU20によって微小クランク角毎(例えば10°毎)に実行される。この算出処理における各タイミングを図5に示すので適宜参照されたい。図5はエンジンの所定の1気筒、1サイクルにおけるクランク角θに対する筒内圧Pcの変化を示す。図示されるように、圧縮上死点TDC(θ=0°)の所定角度前で点火が実行され、この点火により燃焼室内の混合気が燃焼され、筒内圧Pcは、圧縮上死点後の所定角度で最大圧Pcmaxとなり、その後減少する。   FIG. 4 shows a routine for calculating the ignition timing in the ignition timing control of the present embodiment. This calculation process is executed by the ECU 20 for each minute crank angle (for example, every 10 °). Each timing in this calculation process is shown in FIG. FIG. 5 shows a change in the in-cylinder pressure Pc with respect to a crank angle θ in a predetermined one cylinder and one cycle of the engine. As shown in the drawing, ignition is performed before a predetermined angle of compression top dead center TDC (θ = 0 °), and the air-fuel mixture in the combustion chamber is combusted by this ignition, and the in-cylinder pressure Pc is increased after compression top dead center. The maximum pressure Pcmax is reached at a predetermined angle, and then decreases.

図4を参照すると、まずステップS101では、クランク角センサ14により排気TDC(θ=−360°、図5にIで示すタイミング)が検出されたか否かが判断される。検出されてなければ再度ステップS101を実行して検出されるまで待機し、検出されたならばステップS102に進んで、吸気弁Vi及び排気弁Veのバルブタイミングが取得される。ここでECU20は、エンジン運転状態(例えば回転速度及び負荷)に基づいてVVTi21を制御していることから、そのVVTi21の位置に基づく現在の吸気弁Viの開閉タイミングを取得する。またECU20は、一定値として予め記憶された排気弁Veの開閉タイミングを取得する。   Referring to FIG. 4, first, in step S101, it is determined whether or not the exhaust angle TDC (θ = −360 °, timing indicated by I in FIG. 5) is detected by the crank angle sensor 14. If not detected, step S101 is executed again to wait until it is detected, and if detected, the process proceeds to step S102, and the valve timings of the intake valve Vi and the exhaust valve Ve are acquired. Here, since the ECU 20 controls the VVTi 21 based on the engine operating state (for example, the rotation speed and the load), the ECU 20 acquires the current opening / closing timing of the intake valve Vi based on the position of the VVTi21. Further, the ECU 20 acquires the opening / closing timing of the exhaust valve Ve stored in advance as a constant value.

次に、ステップS103〜S105において、クランク角θが吸気弁閉タイミングIVC(図5にIIで示すタイミング)に至るまで、微小クランク角毎のクランク角取得と筒内圧Pc検出とが繰り返される。即ち、ステップS103においてはクランク角センサ14により検出された現在のクランク角θの値が取得され、ステップS104においてはそのクランク角θの時点で筒内圧センサ22により検出された筒内圧Pcの値が取得される。この取得された筒内圧Pcの値はクランク角θの値に対応づけてバッファに記憶される。そしてステップS105において、クランク角θが吸気弁閉タイミングIVCに達したか否かが判断され、クランク角θが吸気弁閉タイミングIVCに達していなければステップS103,S104が繰り返し実行され、クランク角θが吸気弁閉タイミングIVCに達していればステップS106に移行される。   Next, in steps S103 to S105, the crank angle acquisition and in-cylinder pressure Pc detection for each minute crank angle are repeated until the crank angle θ reaches the intake valve closing timing IVC (the timing indicated by II in FIG. 5). That is, in step S103, the value of the current crank angle θ detected by the crank angle sensor 14 is acquired, and in step S104, the value of the in-cylinder pressure Pc detected by the in-cylinder pressure sensor 22 at the time of the crank angle θ. To be acquired. The acquired value of the in-cylinder pressure Pc is stored in the buffer in association with the value of the crank angle θ. In step S105, it is determined whether or not the crank angle θ has reached the intake valve closing timing IVC. If the crank angle θ has not reached the intake valve closing timing IVC, steps S103 and S104 are repeatedly executed, and the crank angle θ If the intake valve closing timing IVC has been reached, the process proceeds to step S106.

次に、ステップS106〜S110においては、クランク角θが排気弁開タイミングEVO(図5にIIIで示すタイミング)に至るまで、クランク角θと筒内圧Pcとが繰り返し検出、記憶され、また、微小クランク角毎に、現時点での加熱率dQと、その累積値である累積加熱率Qとが計算される。即ち、ステップS106においてはクランク角センサ14により検出された現在のクランク角θの値が取得され、ステップS107においてはそのクランク角θの時点で筒内圧センサ22により検出された筒内圧Pcの値が取得される。取得された筒内圧Pcの値はクランク角θの値に対応づけてバッファに記憶される。   Next, in steps S106 to S110, the crank angle θ and the in-cylinder pressure Pc are repeatedly detected and stored until the crank angle θ reaches the exhaust valve opening timing EVO (the timing indicated by III in FIG. 5). For each crank angle, the current heating rate dQ and the cumulative heating rate Q, which is the cumulative value, are calculated. That is, in step S106, the current value of the crank angle θ detected by the crank angle sensor 14 is acquired, and in step S107, the value of the in-cylinder pressure Pc detected by the in-cylinder pressure sensor 22 at the time of the crank angle θ. To be acquired. The acquired value of the in-cylinder pressure Pc is stored in the buffer in association with the value of the crank angle θ.

そしてステップS108において、現時点での加熱率dQが次式数1に基づいて算出される。   In step S108, the current heating rate dQ is calculated based on the following equation (1).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

κは筒内混合気の比熱比であり、ここでは一定値として取り扱う。例えばκ=1.32である。Vは筒内容積で、クランク角θの関数であることから、現時点でのクランク角θに基づきECU20によって計算される。 κ is the specific heat ratio of the in-cylinder mixture, and is treated as a constant value here. For example, κ = 1.32. V is an in-cylinder volume and is a function of the crank angle θ, and is calculated by the ECU 20 based on the current crank angle θ.

次のステップS109においては、現時点までの加熱率dQの累積値或いは積分値である累積加熱率Qが算出される。つまり、今回算出された加熱率dQが前回算出された加熱率dQの累積値に加算されて現時点での累積加熱率Qが算出される。このようにして算出された現時点までの累積加熱率Qの値は現時点でのクランク角θの値に対応づけてバッファに記憶される。   In the next step S109, the cumulative heating rate Q that is the cumulative value or integral value of the heating rate dQ up to the present time is calculated. That is, the currently calculated heating rate dQ is added to the previously calculated cumulative value of the heating rate dQ to calculate the current cumulative heating rate Q. The value of the cumulative heating rate Q calculated so far is stored in the buffer in association with the value of the crank angle θ at the current time.

ステップS110においては、クランク角θが排気弁開タイミングEVOに達したか否かが判断され、クランク角θが排気弁開タイミングEVOに達していなければステップS106〜S109が繰り返し実行され、クランク角θが排気弁開タイミングEVOに達していればステップS111に移行される。こうして、累積加熱率Qの計算は吸気弁閉タイミングIVCから排気弁開タイミングEVOまで繰り返し実行されることになる。クランク角θが排気弁開タイミングEVOに達した時点での最大累積加熱率Qmaxは次式数2の通りとなる。   In step S110, it is determined whether or not the crank angle θ has reached the exhaust valve opening timing EVO. If the crank angle θ has not reached the exhaust valve opening timing EVO, steps S106 to S109 are repeatedly executed to determine the crank angle θ. If the exhaust valve opening timing EVO is reached, the process proceeds to step S111. Thus, the calculation of the cumulative heating rate Q is repeatedly performed from the intake valve closing timing IVC to the exhaust valve opening timing EVO. The maximum cumulative heating rate Qmax when the crank angle θ reaches the exhaust valve opening timing EVO is expressed by the following equation (2).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

次に、ステップS111では、累積加熱率Qと最大累積加熱率Qmaxとの比である燃焼割合MFB=Q/Qmaxがφ(=50%)となるクランク角θ50が算出される。即ち、吸気弁閉タイミングIVCから排気弁開タイミングEVOまでの間における各クランク角毎の燃焼割合MFBがバッファの記憶値に基づいて計算されると共に、その計算された燃焼割合MFBをφとする累積加熱率Qに対応したクランク角がθ50として算出される。 Next, in step S111, a crank angle θ 50 at which the combustion ratio MFB = Q / Qmax, which is the ratio of the cumulative heating rate Q and the maximum cumulative heating rate Qmax, becomes φ (= 50%) is calculated. That is, the combustion ratio MFB for each crank angle from the intake valve closing timing IVC to the exhaust valve opening timing EVO is calculated based on the stored value of the buffer, and the calculated combustion ratio MFB is accumulated with φ as φ. A crank angle corresponding to the heating rate Q is calculated as θ 50 .

ここで、クランク角θに対する燃焼割合MFB=Q/Qmaxの変化の様子を図6に示す。図示されるように、クランク角θが増大するにつれ、即ち、筒内の混合気が着火して燃焼が進行するにつれ、燃焼割合MFBはゼロから次第に上昇し、最終的に1に収束する。ステップS111では、MFB=φ=0.5に対応するクランク角θ50が算出される。 Here, FIG. 6 shows how the combustion ratio MFB = Q / Qmax changes with respect to the crank angle θ. As shown in the figure, as the crank angle θ increases, that is, as the air-fuel mixture in the cylinder ignites and combustion proceeds, the combustion rate MFB gradually increases from zero and finally converges to 1. In step S111, a crank angle θ 50 corresponding to MFB = φ = 0.5 is calculated.

次に、ステップS112〜S114において、クランク角θが排気下死点(θ=180°、図5にIVで示すタイミング)に至るまで、微小クランク角毎のクランク角取得と筒内圧Pc検出とが繰り返し実行される。即ち、ステップS112においてはクランク角センサ14により検出された現在のクランク角θの値が取得され、ステップS113においてはそのクランク角θの時点で筒内圧センサ22により検出された筒内圧Pcの値が取得される。この取得された筒内圧Pcの値はクランク角θの値に対応づけてバッファに記憶される。そしてステップS114において、クランク角θが排気下死点(排気BDC)に達したか否かが判断され、クランク角θが排気下死点に達していなければステップS112,S113が繰り返し実行され、クランク角θが排気下死点に達していればステップS115に移行される。   Next, in steps S112 to S114, until the crank angle θ reaches the exhaust bottom dead center (θ = 180 °, timing indicated by IV in FIG. 5), crank angle acquisition and in-cylinder pressure Pc detection for each minute crank angle are performed. Repeatedly executed. That is, in step S112, the current value of the crank angle θ detected by the crank angle sensor 14 is acquired. In step S113, the value of the in-cylinder pressure Pc detected by the in-cylinder pressure sensor 22 at the time of the crank angle θ. To be acquired. The acquired value of the in-cylinder pressure Pc is stored in the buffer in association with the value of the crank angle θ. In step S114, it is determined whether or not the crank angle θ has reached the exhaust bottom dead center (exhaust BDC). If the crank angle θ has not reached the exhaust bottom dead center, steps S112 and S113 are repeatedly executed. If the angle θ has reached exhaust bottom dead center, the process proceeds to step S115.

ステップS115においては、当該サイクルの図示トルクIMEPが次式数3に基づいて算出される。   In step S115, the indicated torque IMEP of the cycle is calculated based on the following equation (3).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

即ちここでは、微小クランク角毎の筒内圧と筒内容積との積値Pc・dV/dθが、吸気下死点INBDC(θ=−180°、図5にVで示すタイミング)から排気下死点EXBDC(θ=180°、図5にIVで示すタイミング)まで積分されて図示トルクIMEPが算出される。 That is, here, the product value Pc · dV / dθ of the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume at each minute crank angle is the exhaust bottom dead center from the intake bottom dead center INBDC (θ = −180 °, timing indicated by V in FIG. 5). The indicated torque IMEP is calculated by integration up to the point EXBDC (θ = 180 °, timing indicated by IV in FIG. 5).

図2を参照して説明したように、厳密な意味での図示トルクはTz=A−Bで表され、領域Aの面積から領域Bの面積を減じた値である。よって図示トルクTzを正確に求めようとするときは1サイクルの全てに亘ってこのような積分を行わなければならない。しかしながら、例えばエンジンが定常運転している場合など、ポンピングロス(B)は一定とみなせる場合がある。ここでは簡単のためエンジンの仕事量に相当する領域Aのみに着目し、吸気下死点INBDCから排気下死点EXBDCまでの領域の面積によって図示トルクIMEPを規定している。もっとも、1サイクルの全てに亘って積分処理を実行しても一向に差し支えないし、また、ポンピングロス(B)を一定値又はエンジン運転状態に応じた値としてエンジンの仕事量(A)から減じるようにしてもよい。   As described with reference to FIG. 2, the indicated torque in a strict sense is represented by Tz = A−B, which is a value obtained by subtracting the area of the region B from the area of the region A. Therefore, in order to accurately obtain the indicated torque Tz, such integration must be performed over the entire cycle. However, the pumping loss (B) may be considered constant, for example, when the engine is in steady operation. Here, for the sake of simplicity, only the region A corresponding to the engine work is focused, and the indicated torque IMEP is defined by the area of the region from the intake bottom dead center INBDC to the exhaust bottom dead center EXBDC. However, even if the integration process is executed over one cycle, there is no problem in that the pumping loss (B) is reduced from the engine work (A) as a constant value or a value corresponding to the engine operating state. May be.

次に、ステップS116において、記憶された筒内圧データに基づき当該サイクルにおける最大筒内圧Pcmaxの値が取得される共に、クランク角センサ14の出力に基づいて算出されるエンジン回転速度NEの値が取得される。そしてこれら最大筒内圧Pcmax及び回転速度NEの値に基づき、次式数4に従ってフリクショントルクFMEPが算出される。   Next, in step S116, the value of the maximum in-cylinder pressure Pcmax in the cycle is acquired based on the stored in-cylinder pressure data, and the value of the engine speed NE calculated based on the output of the crank angle sensor 14 is acquired. Is done. Based on the maximum in-cylinder pressure Pcmax and the rotational speed NE, the friction torque FMEP is calculated according to the following equation (4).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

〜Cは予め適合された定数である。なお、トルクは平均有効圧と線形の関係にあり、両者は等価であるので、トルクを平均有効圧と置き換えても差し支えない。ここで平均有効圧とは仕事を行程容積で除した値である。 C 1 to C 4 are constants adapted in advance. Since the torque has a linear relationship with the average effective pressure, and the two are equivalent, the torque may be replaced with the average effective pressure. Here, the average effective pressure is a value obtained by dividing work by the stroke volume.

次に、ステップS118においては、ステップS115で算出された図示トルクIMEP及びステップS117で算出されたフリクショントルクFMEPの値に基づき、図示トルクMBTθZMBTを正味トルクMBTθSMBTに一致させるための補正量である点火時期補正量ΔSAが算出される。この算出においては、まず次式数5により図示トルクIMEPとフリクショントルクFMEPとの比であるトルク比RMEPが算出される。 Next, in step S118, based on the values of the indicated torque IMEP calculated in step S115 and the friction torque FMEP calculated in step S117, this is a correction amount for matching the indicated torque MBTθ ZMBT with the net torque MBTθ SMBT. An ignition timing correction amount ΔSA is calculated. In this calculation, first, a torque ratio R MEP that is a ratio of the indicated torque IMEP and the friction torque FMEP is calculated by the following equation (5).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

その後、この算出されたトルク比RMEPに基づき、図7に示す所定の補正量マップに従って点火時期補正量ΔSAが算出される。このマップによれば、トルク比RMEPが大きい領域よりも小さい領域の方が大きな補正量ΔSAが得られ、また、トルク比RMEPが小さくなるほど大きな補正量ΔSAが得られる。これの意味するところは、図示トルクIMEPに対してフリクショントルクFMEPが相対的に大きくなるほど、正味トルクMBTθSMBTが図示トルクMBTθZMBTからずれていくということである。例えば、エンジン運転状態が高回転である場合や低負荷である場合などには、フリクショントルクFMEPが相対的に大きくなり、補正の程度が増大される。なおマップは関数に置換されてもよい。 Thereafter, the ignition timing correction amount ΔSA is calculated based on the calculated torque ratio R MEP according to a predetermined correction amount map shown in FIG. According to this map, a larger correction amount ΔSA is obtained in a region where the torque ratio R MEP is smaller than a region where the torque ratio R MEP is large, and a larger correction amount ΔSA is obtained as the torque ratio R MEP is smaller. What this means is that, as the friction torque FMEP is relatively large with respect to indicated torque IMEP, is that the net torque MBTθ SMBT is delayed from the indicated torque MBTθ ZMBT. For example, when the engine operating state is high rotation or low load, the friction torque FMEP is relatively increased, and the degree of correction is increased. The map may be replaced with a function.

こうして点火時期補正量ΔSAが算出されたら、次にステップS119において、次式数6により、次回サイクルの点火時期SAnextが算出される。 When the ignition timing correction amount ΔSA is calculated in this way, next, in step S119, the ignition timing SA next of the next cycle is calculated by the following equation (6).

Figure 2008051005
Figure 2008051005

SAは今回サイクルの点火時期であり、具体的には、前回サイクルのステップS119で算出され、今回サイクルで実際に点火が実行された点火時期である。ここで注意すべきは、点火時期及びその補正量を示す値SAnext、SA、ΔSAについては、圧縮上死点TDCを基準に単位がBTDCであり、他方、クランク角を示す値θ50、θ0については単位がATDCである点である。これらの関係を図8に示す。 SA is the ignition timing of the current cycle. Specifically, it is the ignition timing calculated in step S119 of the previous cycle and actually ignited in the current cycle. It should be noted here that the values SA next , SA, and ΔSA indicating the ignition timing and the correction amount thereof are BTDC based on the compression top dead center TDC, while the values θ 50 , θ0 indicating the crank angle are used. The point is that the unit is ATDC. These relationships are shown in FIG.

以上により今回サイクルの処理が終了され、最終的に算出された次回サイクルの点火時期SAnextは、次回サイクルで実際に点火が実行される点火時期となる。 Thus, the processing of the current cycle is finished, and the ignition timing SA next of the next cycle that is finally calculated becomes the ignition timing at which ignition is actually executed in the next cycle.

ここで、図8を参照しつつ、数6で表される次回サイクルの点火時期SAnextについて説明する。数6の右辺{SA+(θ50−θ0)}の部分は、従来と同様の、点火時期を図示トルクMBTθZMBTに一致させるようにするためのフィードバック部分である。また、数6の右辺{−ΔSA}の部分は、最終的な点火時期を正味トルクMBTθSMBTに一致させるよう、図示トルクMBTθZMBTを補正する部分である。 Here, the ignition timing SA next of the next cycle represented by Equation 6 will be described with reference to FIG. The part of the right side {SA + (θ 50 −θ0)} in Equation 6 is a feedback part for making the ignition timing coincide with the indicated torque MBTθ ZMBT , as in the conventional case. Further, the portion of the right side {−ΔSA} of Equation 6 is a portion for correcting the indicated torque MBTθ ZMBT so that the final ignition timing is matched with the net torque MBTθ SMBT .

図8において、実線は、図示トルクMBTθZMBTで点火が行われた場合のクランク角θに対する燃焼割合MFB=Q/Qmaxの変化を示す。理解されるように、この場合、基準クランク角θ0(8°ATDC)の時点で燃焼割合MFBがφ(0.5=50%)となっている。 In FIG. 8, the solid line shows the change in the combustion ratio MFB = Q / Qmax with respect to the crank angle θ when ignition is performed with the indicated torque MBTθ ZMBT . As can be seen, in this case, the combustion ratio MFB is φ (0.5 = 50%) at the reference crank angle θ0 (8 ° ATDC).

他方、今回サイクルの点火時期SAで点火した結果の燃焼割合MFBの変化が一点鎖線の如きであったとする。この場合、燃焼割合MFBがφとなる時点でのクランク角θ50は基準クランク角θ0より早い時期にズレている。次回サイクルにおける図示トルクMBTθZMBTは、今回サイクルの点火時期SAに、点火時期のズレ量(θ50−θ0)を加算すれば得られる。図示例では(θ50−θ0)が負の値であるので、最終的に得られる値は今回サイクルの点火時期SAより少ない値、即ち圧縮上死点TDCにより近い遅角側の値となる。こうして図示トルクMBTに関する今回サイクルの点火時期のズレ量が次回サイクルにフィードバックされることになる。 On the other hand, it is assumed that the change in the combustion ratio MFB as a result of ignition at the ignition timing SA of the current cycle is as indicated by a one-dot chain line. In this case, the crank angle θ 50 at the time when the combustion ratio MFB becomes φ is shifted at a time earlier than the reference crank angle θ0. The indicated torque MBTθ ZMBT in the next cycle can be obtained by adding the amount of deviation (θ 50 −θ0) of the ignition timing to the ignition timing SA of the current cycle. In the illustrated example, since (θ 50 −θ0) is a negative value, the finally obtained value is a value smaller than the ignition timing SA of the current cycle, that is, a value on the retard side closer to the compression top dead center TDC. Thus, the deviation amount of the ignition timing of the current cycle with respect to the indicated torque MBT is fed back to the next cycle.

そして、本実施形態ではさらに、この図示トルク最大となるような点火時期{SA+(θ50−θ0)}にフリクショントルクを考慮した補正が加わる。即ち、図示トルク最大となるような点火時期{SA+(θ50−θ0)}から、補正量ΔSAが減算されて最終的な次回サイクルの点火時期SAnextが算出される。前述したように、図示トルクIMEPに対してフリクショントルクFMEPが相対的に大きくなるほど、補正量ΔSAが大きくなり、最終的に得られる点火時期SAnextは圧縮上死点TDCにより近づけられ、或いは遅角側の値に変更される。例えば、前式数4から分かるように、エンジン回転速度NEが高いほどフリクショントルクFMEPが増大するので、点火時期は遅角側に補正される。また、エンジン負荷が低負荷であるほど(又は図示トルクが小であるほど)、フリクショントルクFMEPが図示トルクIMEPに対し相対的に大きくなるので、点火時期は遅角側に補正される。 Further, in the present embodiment, the ignition timing {SA + (θ 50 −θ0)} that maximizes the indicated torque is further corrected in consideration of the friction torque. That is, the final ignition timing SA next is calculated by subtracting the correction amount ΔSA from the ignition timing {SA + (θ 50 −θ0)} that maximizes the indicated torque. As described above, as the friction torque FMEP increases relative to the indicated torque IMEP, the correction amount ΔSA increases, and the finally obtained ignition timing SA next is made closer to the compression top dead center TDC or retarded. It is changed to the value on the side. For example, as can be seen from Equation 4 above, the higher the engine speed NE, the greater the friction torque FMEP, so the ignition timing is corrected to the retard side. Further, the lower the engine load (or the smaller the indicated torque), the greater the friction torque FMEP relative to the indicated torque IMEP, so that the ignition timing is corrected to the retard side.

このように本実施形態によれば、図示トルクが最大となるような点火時期が、正味トルクが最大となるように補正され、言い換えれば、点火時期は、正味トルクMBTθSMBTに一致するように制御される。よって、クランク軸から実際に最大のトルクを得ることが可能となり、機関効率を高めることができるほか、燃費の向上等を達成することができる。 Thus, according to the present embodiment, the ignition timing at which the indicated torque becomes maximum is corrected so that the net torque becomes maximum, in other words, the ignition timing is controlled so as to coincide with the net torque MBTθ SMBT. Is done. Therefore, the maximum torque can be actually obtained from the crankshaft, the engine efficiency can be increased, and the improvement of fuel consumption can be achieved.

なお、ステップS119における次回サイクルの点火時期SAnextの算出にあたっては、バルブタイミング或いはバルブオーバーラップに基づく補正等を加えてもよい。 In the calculation of the ignition timing SA next of the next cycle in step S119, correction based on valve timing or valve overlap may be added.

また、ステップS108における加熱率dQの算出にあたっては、次の数7に従って算出される比熱比κを用いてもよい。   In calculating the heating rate dQ in step S108, the specific heat ratio κ calculated according to the following equation 7 may be used.

Figure 2008051005
Figure 2008051005

ここで、GAはエアフローメータ5によって検出されるか又はエアモデルに基づいて計算される吸入空気量、AFは空燃比でAF=GA/GFから算出される値(但しGFは燃料噴射量)、κairは空気の比熱比、κfuelは燃料の比熱比、κresは筒内における残留ガス(CO、HO、Nの混合ガス)の比熱比、Rは気体定数、Tは筒内ガス温度、Fdは筒内ガス中における残留ガス(筒内に残る前サイクルの既燃焼ガス)が占める質量割合、c11〜c36は所定の係数である。P,Vは、ステップS108の加熱率dQ算出タイミングにおける(つまり現在の)筒内圧及び筒内容積であり、P,Vは、その算出タイミングより1回前の算出タイミングにおける筒内圧及び筒内容積である。Mは次式数8に従って求められる値である。なお、このような比熱比κの算出はJANAF表のデータに基づく近似式を利用して行うことができる。 Here, GA is an intake air amount detected by the air flow meter 5 or calculated based on an air model, AF is an air-fuel ratio and a value calculated from AF = GA / GF (where GF is a fuel injection amount), κ air is the specific heat ratio of air, κ fuel is the specific heat ratio of the fuel, κ res is the specific heat ratio of the residual gas (mixed gas of CO 2 , H 2 O, and N 2 ) in the cylinder, R is the gas constant, and T is the in-cylinder gas temperature, Fd is the mass percentage of the residual gas in the cylinder interior gas (burned gas cycle before remaining in the cylinder) is, c 11 to c 36 is a predetermined coefficient. P 1 and V 1 are the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume at the heating rate dQ calculation timing in step S108 (that is, current), and P 2 and V 2 are the in-cylinder pressure at the calculation timing one time before the calculation timing. And the in-cylinder volume. M is a value obtained according to the following equation (8). Such a specific heat ratio κ can be calculated using an approximate expression based on data in the JANAF table.

Figure 2008051005
Figure 2008051005

なお、前記実施形態では、ECU20により、最大図示トルク点火時期算出手段、フリクショントルク算出手段、点火時期補正手段、図示トルク算出手段が構成される。また筒内圧センサ22により筒内圧検出手段が構成され、クランク角センサ14及びECU20により回転速度検出手段が構成される。   In the embodiment, the ECU 20 constitutes the maximum indicated torque ignition timing calculating means, the friction torque calculating means, the ignition timing correcting means, and the indicated torque calculating means. In-cylinder pressure sensor 22 constitutes in-cylinder pressure detection means, and crank angle sensor 14 and ECU 20 constitute rotation speed detection means.

以上、本発明の好適一実施形態を述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが可能である。例えば、筒内の燃焼状態を検出する手段としては、前記筒内圧センサ22のほか、イオンセンサを用いることもできる。筒内の燃焼は化学反応であり、燃焼時にイオンが発生することから、このイオン発生量をイオンセンサで検出することにより筒内の燃焼状態を検出することができる。   Although a preferred embodiment of the present invention has been described above, various other embodiments of the present invention are possible. For example, in addition to the in-cylinder pressure sensor 22, an ion sensor can be used as means for detecting the in-cylinder combustion state. Combustion in the cylinder is a chemical reaction, and ions are generated during combustion. Therefore, the combustion state in the cylinder can be detected by detecting the amount of generated ions with an ion sensor.

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

本実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of this embodiment. 内燃機関のPV線図である。It is a PV diagram of an internal combustion engine. 図示トルク、正味トルク及びフリクショントルクと点火時期との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between illustrated torque, net torque, friction torque, and ignition timing. 本実施形態の点火時期制御における点火時期の算出処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process routine of the ignition timing in the ignition timing control of this embodiment. 図5の算出処理における各タイミングを示すためのサイクル線図である。It is a cycle diagram for showing each timing in the calculation processing of FIG. 燃焼割合MFB=Q/Qmaxとクランク角θとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between combustion ratio MFB = Q / Qmax and crank angle (theta). 点火時期補正量マップを示す。An ignition timing correction amount map is shown. 次回サイクルの点火時期の算出方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the calculation method of the ignition timing of the next cycle.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
3 燃焼室
7 点火プラグ
12 インジェクタ
14 クランク角センサ
20 電子制御ユニット(ECU)
22 筒内圧センサ
θZMBT 図示トルクMBT
θSMBT 正味トルクMBT
ΔSA 点火時期補正量
FMEP フリクショントルク
IMEP 図示トルク
MEP トルク比
Pc 筒内圧
Pcmax 最大筒内圧
θ クランク角
V 筒内容積
MFB 燃焼割合
φ 燃焼割合の所定値
θ0 基準クランク角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 3 Combustion chamber 7 Spark plug 12 Injector 14 Crank angle sensor 20 Electronic control unit (ECU)
22 In-cylinder pressure sensor θ ZMBT Indicated torque MBT
θ SMBT net torque MBT
ΔSA Ignition timing correction amount FMEP Friction torque IMEP Indicated torque R MEP torque ratio Pc In-cylinder pressure Pcmax Maximum in-cylinder pressure θ Crank angle V In-cylinder volume MFB Combustion rate φ Predetermined value of combustion rate θ0 Reference crank angle

Claims (5)

図示トルクが最大となるような点火時期を算出する最大図示トルク点火時期算出手段と、
機関運転状態に基づいてフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、
図示トルクからフリクショントルクを減じて得られる正味トルクが最大となるように、前記最大図示トルク点火時期算出手段によって算出された点火時期を補正する点火時期補正手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A maximum indicated torque ignition timing calculating means for calculating an ignition timing such that the indicated torque is maximized;
Friction torque calculating means for calculating friction torque based on the engine operating state;
An ignition timing correction means for correcting the ignition timing calculated by the maximum indicated torque ignition timing calculation means so that the net torque obtained by subtracting the friction torque from the indicated torque is maximized. Engine control device.
機関運転状態に基づいて図示トルクを算出する図示トルク算出手段をさらに備え、
前記点火時期補正手段は、前記フリクショントルク算出手段によって算出されたフリクショントルクと、前記図示トルク算出手段によって算出された図示トルクとに基づいて点火時期補正量を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
Further comprising an indicated torque calculating means for calculating the indicated torque based on the engine operating state;
The ignition timing correction means calculates an ignition timing correction amount based on the friction torque calculated by the friction torque calculation means and the indicated torque calculated by the indicated torque calculation means. The internal combustion engine control device described.
前記点火時期補正手段は、前記フリクショントルクと前記図示トルクとの比に基づいて前記点火時期補正量を算出する
ことを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the ignition timing correction means calculates the ignition timing correction amount based on a ratio between the friction torque and the indicated torque.
筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段とをさらに備え、
前記フリクショントルク算出手段は、前記筒内圧検出手段によって検出された筒内圧の最大値と、前記回転速度検出手段によって検出された機関回転速度とに基づいて前記フリクショントルクを算出する
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
In-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure, and rotation speed detecting means for detecting engine rotation speed,
The friction torque calculating means calculates the friction torque based on the maximum value of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means and the engine rotational speed detected by the rotational speed detecting means. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記最大図示トルク点火時期算出手段は、所定クランク角における燃焼割合が所定値になるような点火時期を算出する
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum indicated torque ignition timing calculation means calculates an ignition timing such that a combustion ratio at a predetermined crank angle becomes a predetermined value.
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