JP2008075633A - Combustion control device for internal combustion engine - Google Patents
Combustion control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008075633A JP2008075633A JP2006259206A JP2006259206A JP2008075633A JP 2008075633 A JP2008075633 A JP 2008075633A JP 2006259206 A JP2006259206 A JP 2006259206A JP 2006259206 A JP2006259206 A JP 2006259206A JP 2008075633 A JP2008075633 A JP 2008075633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- unburned gas
- cylinder
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼制御装置に関し、特にノッキングを予測するためのモデル関数を用いるものに関する。 The present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine, and more particularly, to one using a model function for predicting knocking.
内燃機関の筒内圧、筒内未燃ガス温度、当量比などのパラメータと、筒内未燃部の自着火(ノッキング)の発生との関係を、一般式として求める試みは種々行われている(例えば、非特許文献1)。このような一般式をモデル関数すなわち自着火予測モデルとして、各パラメータの検出値や推定値から筒内未燃ガスの自着火を予測し、ノッキングが生じないように点火時期を制御する方法も試みられている(例えば、特許文献1)。 Various attempts have been made to obtain, as a general expression, the relationship between parameters such as the in-cylinder pressure, the in-cylinder unburned gas temperature, and the equivalence ratio of the internal combustion engine and the occurrence of self-ignition (knocking) in the in-cylinder unburned portion ( For example, Non-Patent Document 1). Using such a general formula as a model function, that is, a self-ignition prediction model, a method of predicting self-ignition of unburned gas in the cylinder from the detected values and estimated values of each parameter and controlling the ignition timing so that knocking does not occur is also attempted. (For example, Patent Document 1).
他方、特許文献2は、ノッキングが生じないように点火時期を制御する装置において、点火時期の学習による補正を、回転数および負荷により特定される運転領域ごとに行う方法を開示している。この方法では、運転領域全体についての補正を行った後に、個々の運転領域についての補正を行っている。しかしながら、この方法はマップ上に設定された点火時期の目標値を補正するフィードバック制御であって、自着火を予測するためのモデル関数を補正するものではないため、ノッキングの発生を検知してから回避制御を行う点でノッキングの回避が効果的でなく、また点火時期の設定のために膨大な実験を行う必要があり開発コストの増大を招く。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a method in which correction by learning of ignition timing is performed for each operating region specified by the rotational speed and load in an apparatus that controls ignition timing so that knocking does not occur. In this method, after correcting the entire operation region, correction is performed for each operation region. However, this method is feedback control that corrects the target value of the ignition timing set on the map, and does not correct the model function for predicting self-ignition. Avoiding knocking is not effective in terms of avoidance control, and it is necessary to conduct an enormous experiment for setting the ignition timing, resulting in an increase in development cost.
本発明者らは、様々な運転条件において筒内未燃部を自着火させる実験を行ったところ、筒内未燃部の自着火のタイミングが、エンジン回転数の影響を強く受けることを発見した。 The present inventors conducted experiments for self-igniting the in-cylinder unburned portion under various operating conditions, and found that the timing of self-ignition of the in-cylinder unburned portion is strongly influenced by the engine speed. .
本発明は、このような新知見に基づいてなされたものであり、その目的は、エンジン回転数を考慮することによって、モデル関数の学習の精度を向上することにある。 The present invention has been made on the basis of such new knowledge, and an object thereof is to improve the accuracy of learning of a model function by considering the engine speed.
本発明の第1の態様は、筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量をパラメータとして含むモデル関数に基づいて未燃ガスの自着火発生時期を予測する予測手段と、当該予測手段により予測された自着火発生時期に基づいて、自着火が生じないように燃焼を制御する燃焼制御手段と、を備えた内燃機関の燃焼制御装置であって、内燃機関の運転状態に基づいて筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量の推定値を算出する温度推定手段と、算出された前記推定値に基づいて、前記内燃機関の回転数領域ごとに前記モデル関数を補正する学習処理手段と、を更に備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a predicting means for predicting the self-ignition occurrence timing of unburned gas based on a model function including, as a parameter, a cylinder unburned gas temperature or a physical quantity correlated with the cylinder unburned gas temperature as a parameter A combustion control device for an internal combustion engine comprising combustion control means for controlling combustion so that self-ignition does not occur based on the self-ignition occurrence time predicted by the prediction means, wherein the operating state of the internal combustion engine Temperature estimation means for calculating an in-cylinder unburned gas temperature or an estimated value of a physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature, and for each rotation speed region of the internal combustion engine based on the calculated estimated value A combustion control device for an internal combustion engine, further comprising learning processing means for correcting the model function.
本発明では、温度推定手段が運転状態に基づいて筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量の推定値を算出し、算出された推定値に基づいて、学習処理手段が回転数領域ごとにモデル関数を補正する。このように本発明では、モデル関数の補正を回転数領域ごとに行うので、モデル関数の学習の精度を向上することができる。本発明におけるモデル関数は、エンジンの運転状態を示すパラメータと未燃ガスの自着火発生時期との関係を定めたものであり、数値計算モデルのほかマップを含む。 In the present invention, the temperature estimation unit calculates the in-cylinder unburned gas temperature or the estimated value of the physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature based on the operating state, and based on the calculated estimated value, the learning processing unit Corrects the model function for each rotation speed region. As described above, in the present invention, since the model function is corrected for each rotation speed region, the accuracy of learning of the model function can be improved. The model function in the present invention defines a relationship between a parameter indicating the operating state of the engine and the timing of occurrence of self-ignition of unburned gas, and includes a map in addition to a numerical calculation model.
本発明におけるモデル関数は、好適には筒内圧をパラメータとして更に含む。 The model function in the present invention preferably further includes in-cylinder pressure as a parameter.
本発明における予測手段は、好適には、未燃ガスの着火遅れ時間の逆数を積分することで自着火発生時期を予測する。 The predicting means in the present invention preferably predicts the self-ignition occurrence time by integrating the reciprocal of the ignition delay time of the unburned gas.
本発明における学習処理手段は、好適には、ある回転数領域において所定の高温側基準値以上の筒内未燃ガス温度の推定値と、所定の低温側基準値以下の前記推定値とが推定された場合に、当該回転数領域についてのモデル関数の補正を許容する。この場合には、少ない学習回数で良好な精度を得ることができ、学習を迅速化できる。 Preferably, the learning processing means in the present invention estimates an estimated value of the in-cylinder unburned gas temperature that is equal to or higher than a predetermined high temperature side reference value in a certain rotation speed region and the estimated value that is equal to or lower than a predetermined low temperature side reference value. If so, the correction of the model function for the rotation speed region is allowed. In this case, good accuracy can be obtained with a small number of learning times, and learning can be speeded up.
本発明では、前記高温側基準値および前記低温側基準値のうち少なくとも一方を、過去の運転履歴に基づいて設定する設定手段を更に備えるのが好適である。この場合には、過去の運転履歴に基づいて適正な基準値を設定できる。この場合には更に、設定手段は、過去の運転履歴における筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量の最大値と最小値とに基づいて前記設定を行うのが好適である。 In the present invention, it is preferable to further include setting means for setting at least one of the high temperature side reference value and the low temperature side reference value based on a past operation history. In this case, an appropriate reference value can be set based on the past driving history. In this case, the setting means preferably performs the setting based on the maximum value and the minimum value of the in-cylinder unburned gas temperature or the physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature in the past operation history. It is.
本発明の好適な実施形態につき、以下に説明する。図1において、本発明の第1実施形態に係るエンジン1は、筒内直噴式の4気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロック1aの内部にシリンダ2が形成され、その中にピストン3が摺動可能に挿入されている。
A preferred embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, an
ピストン3はコンロッド4によりクランクシャフト5に連結されている。ピストン3は燃費や燃焼効率を高めるために、バルブリセスに代えてピストンヘッド3aの中央に凹部3bが設けられている。シリンダヘッド6は全気筒に共通とされており、その内部には気筒ごとに、吸気ポート7および排気ポート8が形成され、また吸気弁9および排気弁10が、図示しないバルブスプリングを介してセットされている。吸気ポート7には燃料噴射弁12が設けられ、吸気ポート7からその上流側のエアフローメータ14まで延びる吸気マニホールドを含む吸気通路13の一部には、スロットルアクチュエータ15aによって制御されるスロットル弁(吸気絞り弁)15が設けられている。
The
吸排気弁9,10を駆動するカムシャフト9a,10aには、バルブタイミング可変機構(Variable Valve Timing system;以下VVTという)11が設けられている。VVT11は、クランクシャフト5の回転に対するカムシャフト9a,10aの回転の位相を変化させて、吸排気弁9,10の開閉タイミングを連続的に変更するための機構であり、油圧によって駆動される。
The
エンジンの排気経路には、触媒装置31が設けられている。触媒装置31は例えば、白金、ロジウム、パラジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物とを担持した三元触媒であり、排ガス中のCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)およびNOx(窒素酸化物)を浄化する。点火プラグ33は、不図示のイグニッションコイルに接続されており、且つ燃焼室34の頂面に設置されている。
A
電子制御ユニット(以下ECUという)30は、その詳細は図示しないが、各種演算処理を行うCPU、制御プログラムや各制御変数の初期値などを格納したROM、制御プログラムやデータを一時的に保持するRAM、入出力ポート、A/DおよびD/A変換器ならびに記憶装置等を含んで構成されている。 Although not shown in detail, an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 30 temporarily holds a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that stores control programs, initial values of control variables, and the like, and control programs and data. A RAM, an input / output port, an A / D and D / A converter, a storage device, and the like are included.
ECU30には、各種センサ類からの各出力信号が入力される。そのようなセンサ類は、上述したエアフローメータ14、運転者によって操作されるアクセルペダル16に関連して設けられたアクセル開度センサ16a、クランクシャフト5の一部に対向して設けられたクランク角センサ17、吸気通路13内に設けられた吸気温センサ18、排気マニホールドに設けられたA/F(空燃比)センサ20、シリンダブロック1aに設置され冷却水温を検出する水温センサ21、図示しない駆動輪に隣接して設けられた車速センサ22、およびエンジンの燃焼室に設けられた筒内圧センサ23を含む。
The
ECU30からの制御信号によって、前述のVVT11、燃料噴射弁12、スロットル弁15、点火プラグ33等が制御されるようになっている。燃料タンク32からの燃料は、図示しない燃料ポンプによって加圧され、燃料噴射弁12へ供給される。
The above-described VVT 11,
図2に示されるように、燃焼室34内の混合気が、火炎面35を境界として既燃部36と未燃部37とに分割されると仮定した場合に、燃焼の進行に伴う既燃部36の発熱・膨張によって未燃部37が圧縮される。この未燃部37の圧縮によって、火炎の進行が完了する前に自着火が発生する状態が、ノッキングと考えられる。
As shown in FIG. 2, when it is assumed that the air-fuel mixture in the
本実施形態では、ECU30において、モデル関数(以下、ノックモデルという)である数式(1)に基づいて未燃ガスの自着火発生時期を予測し、予測された自着火発生時期に基づいて、自着火が生じないように燃焼を制御する燃焼制御処理が行われる。数式(1)は、自着火遅れ時間τの逆数の積分値が1に達した場合に自着火が発生することを示している(Livengood-Wu積分)。この自着火遅れ時間τは、数式(2)によって算出する。
In the present embodiment, the
数式(2)においてPは筒内圧、Φは当量比、Tuは筒内未燃ガス温度、f(RON)はオクタン価RONの影響を反映するための所定の関数、A,B,C,Eaは適合値である。適合値A,B,C,Eaは定数であって、それぞれの初期値が実験的に決定されており、且つエンジンの運転状態に基づいて後述のとおり補正される。 In Equation (2), P is the in-cylinder pressure, Φ is the equivalence ratio, Tu is the in-cylinder unburned gas temperature, f (RON) is a predetermined function for reflecting the influence of the octane number RON, and A, B, C, and Ea are Conformity value. The conforming values A, B, C, and Ea are constants, their initial values are experimentally determined, and are corrected as described below based on the operating state of the engine.
上記数式(1)の左辺すなわち自着火遅れ時間τの逆数1/τの積分値は、例えば図3のように推移し、これが1に達した時点(クランク角)が、自着火タイミングClgw[degATDC]である。 The integrated value of the reciprocal 1 / τ of the left side of the above equation (1), that is, the reciprocal 1 / τ of the self-ignition delay time τ, changes as shown in FIG. 3, for example, and the time (crank angle) when this reaches 1 ].
しかしながら、自着火タイミングClgwが到来しても、自着火に至れるだけの所定の未燃燃料量が存在していない場合には、自着火は生じない。この未燃燃料量は燃焼割合から求めることができるため、図4に示されるように或る基準燃焼割合(判定値)と燃焼割合とを比較することによって、自着火に至れるだけの所定の未燃燃料量に達する時点(クランク角)である基準燃焼割合到達タイミングCbr1[degATDC]を算出することができる。そしてECU30では、この所定の未燃燃料量が存在している場合にのみノッキングが発生するものと判定する。
However, even when the self-ignition timing Clgw arrives, self-ignition does not occur if there is no predetermined unburned fuel amount sufficient to reach self-ignition. Since the amount of unburned fuel can be obtained from the combustion ratio, a predetermined reference combustion ratio (determination value) and a combustion ratio are compared with each other as shown in FIG. The reference combustion ratio arrival timing Cbr1 [degATDC], which is the time (crank angle) when the unburned fuel amount is reached, can be calculated. Then, the
すなわちECU30では、図5に示されるように、筒内圧から推定される燃焼割合に基づいて、漸減してゆく未燃燃料量が自着火限界に達する時点(クランク角)、すなわち基準燃焼割合到達タイミングCbr1を、所定の限界予測関数によって算出し、他方、ノックモデルである数式(1)によって自着火タイミングClgwを算出する。そしてECU30では、Clgw<Cbr1の場合、すなわち自着火に至れるだけの所定の未燃燃料量が存在する状態で、自着火タイミングが到来した場合に、ノッキングが発生するものと判定(予測)する。そして、ノッキングが発生しないような点火時期を演算により決定し、この点火時期によって点火を行うことによって、ノックモデルに基づく運転を定常的に行う。なお、本実施形態におけるノック関数(ノックモデル)は、エンジンの運転状態を示す物理量とノッキングが発生するタイミングとの関係を示す条件式(数値計算モデル)としたが、本発明におけるモデル関数はマップであってもよい。
That is, in the
以上のとおり構成された本実施形態におけるノックモデル補正処理について、図6に従って説明する。図6の処理ルーチンは、エンジンの運転中において所定時間ごとに繰返し実行される。まず、ECU30は、エンジンの運転条件を取得する(S10)。ここでの運転条件は、筒内圧センサ23によって検出される筒内圧、クランク角センサ17によって検出されるエンジン回転数、エアフローメータ14によって検出される負荷、およびVVT11に対しECU30によって指令されるバルブタイミングを含む。ECU30はまた、検出された運転条件を記憶装置の所定の領域に、運転履歴として格納する。
The knock model correction process in the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. The processing routine of FIG. 6 is repeatedly executed every predetermined time during the operation of the engine. First, the
次にECU30は、所定のノック学習条件が成立しているかを判定する(S20)。ここでのノック学習条件は、ノック学習を許容するための条件であり、例えば始動直後でないこと、油温および水温が所定範囲内であること、および急加速中などの過渡運転状態でないことをAND条件で用いる。ノック学習条件が成立していない場合には、処理がリターンされる。
Next, the
ノック学習条件が成立している場合には、ECU30は記憶装置に格納されている過去の運転パターンを参照する(S30)。ここにいう過去の運転パターンは、過去の所定期間内に取得された回転数、負荷および未燃ガスピーク温度であり、このうち過去の所定期間内に使用した実績のある回転数および負荷は、図7において実線で示される。
When the knock learning condition is satisfied, the
次に、ECU30は過去の書的期間内に取得された未燃ガスピーク温度および回転数に基づいて、学習許容領域を設定する(S40)。ここにいう学習許容領域は、後述する学習処理を許容する運転領域であり、回転数および未燃ガスピーク温度からなる領域内に、回転数領域ごとに設定される。具体的には、図8に示される各回転数領域A,B,Cのそれぞれにおける未燃ガスピーク温度の最大値から一定値低温側に、下限値としての高負荷基準値Ath1,Bth1,Cth1が設定され、また、負荷の下限値(ノッキングが生じた負荷の下限値)から一定値高温側に、上限値としての低負荷基準値Ath2,Bth2,Cth2が設定される。このようにして、学習処理を許容する運転領域である学習許容領域A1,A2,B1,B2,C1,C2が、各回転数領域A〜Dについて設定される。
Next, the
なお、本発明者らの実験によれば、図9に示されるように、同一回転数・空気量においては、ノッキングが発生する運転条件下での未燃ガス温度の最大値(未燃ガスピーク温度)は、負荷が高いときほど小さくなる。すなわち、負荷と未燃ガスピーク温度とは関連しており、負荷が大であるほど、未燃ガスピーク温度は漸減する。 According to the experiments by the present inventors, as shown in FIG. 9, at the same rotation speed and air amount, the maximum value of the unburned gas temperature under the operating conditions where knocking occurs (unburned gas peak temperature). ) Becomes smaller as the load is higher. That is, the load and the unburned gas peak temperature are related, and the unburned gas peak temperature gradually decreases as the load increases.
次に、ECU30は、先にステップS10で取得した運転条件に基づいて、現在エンジンが学習許容領域A1,A2,B1,B2,C1,C2のいずれかで運転しているかを判定する(S50)。肯定の場合には、次にノッキングが発生しているかを判定する(S60)。この判断は筒内圧センサ23の検出値に基づいて、例えば所定のしきい値との比較によって行われる。ノッキングが発生している場合には、ECU30はノックデータを記憶装置に記憶する(S70)。ここでのノックデータは、運転条件(回転数、負荷、バルブタイミング)のほか、筒内状態量(筒内圧、筒内未燃ガス温度、燃焼割合)を含む。なお、筒内未燃ガス温度と燃焼割合は、筒内圧センサ23の検出値に基づいて算出される。
Next, the
次にECU30は、ノックモデルの学習が可能かを判定する(S80)。ここでは、各回転数領域A,B,C,Dについて、高温側および低温側の両学習許容領域におけるノックデータが取得されているかが判定される。すなわち、本実施形態では2つのノックデータが揃っていることを条件として、各回転数領域についての学習が許容される。図8の例においては、回転数領域Bでは2つのノックデータが揃っているため学習が許容されるが、回転数領域A,Cでは2つのノックデータが揃っていないため、学習が許容されない。
Next, the
ステップS60またはS80において否定の場合には、ECUは、学習許容領域での進角量を決定する(S110)。ここでは、ステップS60で学習許容領域内におけるノッキングが発生していない場合には、その学習許容領域についての進角量を増大する。また、ステップS80で学習許容領域内におけるノックは発生したが2つのノックデータが揃っていない場合には、ノックデータが必要ないので、点火時期を遅角側に戻すために、その学習許容領域内における進角量をゼロとする。 If negative in step S60 or S80, the ECU determines the advance amount in the learning allowable region (S110). Here, if knocking has not occurred in the learning allowable region in step S60, the advance amount for the learning allowable region is increased. In addition, when knocking occurs in the learning allowable region in step S80 but the two knock data are not prepared, no knock data is necessary, and therefore, in order to return the ignition timing to the retard side, the learning allowable region The advance amount at is set to zero.
ステップS50で否定の場合、すなわち学習許容領域で運転していない場合には、学習許容領域外でノッキングが発生しているかが判定される(S120)。この判定は筒内圧センサ23の検出値に基づいて、例えば所定のしきい値との比較によって行われる。ノッキングが発生している場合には、運転条件全体(つまり、全回転数領域)のノック点火時期を遅角側に(例えば2°)暫定的に補正する(S130)。なお、ここでの暫定的な補正はノッキングが発生している回転数領域のみについて行ってもよい。
If negative in step S50, that is, if the vehicle is not operating in the learning allowable region, it is determined whether knocking has occurred outside the learning allowable region (S120). This determination is made based on a detection value of the in-
そして、ステップS80において、ある回転数領域について2つのノックデータが揃っている場合には、当該回転数領域についてのノックモデルの同定が行われる(S90)。ここでのノックモデルの同定は、図10に示されるように、燃焼割合から推定される自着火タイミング(燃焼割合が所定の基準値を上回るタイミング)Cbr2と、自着火予測式から推定される自着火タイミングClgwとの差分(Clgw−Cbr2)が0になるように、自着火予測式中の係数の一つである適合値Eaを調整するものである。ここでの一処理サイクルあたりの調整量は一定値でもよく、また差分(Clgw−Cbr2)に応じて予め定められた可変値としてもよい。 In step S80, when two knock data are obtained for a certain rotation speed region, a knock model for the rotation speed region is identified (S90). As shown in FIG. 10, the knock model is identified by the self-ignition timing estimated from the combustion rate (the timing when the combustion rate exceeds a predetermined reference value) Cbr2 and the auto-ignition prediction formula. The adaptation value Ea, which is one of the coefficients in the self-ignition prediction formula, is adjusted so that the difference (Clgw−Cbr2) from the ignition timing Clgw becomes zero. Here, the adjustment amount per processing cycle may be a constant value, or may be a variable value determined in advance according to the difference (Clgw−Cbr2).
最後にECU30は、調整された適合値Eaによって、当該回転数領域についてノックモデルを更新して(S100)本ルーチンを抜ける。以上の処理の結果、本実施形態におけるノックモデルは回転数領域ごとに補正されることになる。
Finally, the
以上のとおり、本実施形態では、エンジン1の運転状態に基づいて筒内未燃ガス温度の推定値を算出し、算出された筒内未燃ガス温度に基づいて、回転数領域ごとにノックモデルを補正する。このように本発明では、ノックモデルの補正を回転数領域ごとに行うので、ノックモデルの学習の精度を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the estimated value of the in-cylinder unburned gas temperature is calculated based on the operating state of the
また本実施形態では、ノックモデルが筒内圧をパラメータとして更に含み、かつ未燃ガスの着火遅れ時間の逆数を積分することで自着火発生時期を予測することとしたので、簡易な構成で本発明に所期の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the knock model further includes the in-cylinder pressure as a parameter, and the self-ignition occurrence timing is predicted by integrating the reciprocal of the ignition delay time of the unburned gas. The desired effect can be obtained.
また本実施形態では、ある回転数領域において所定の高温側基準値以上の筒内未燃ガス温度の推定値と、所定の低温側基準値以下の前記推定値とが推定された場合に、当該回転数領域についてのノックモデルの補正を許容することとしたので、少ない学習回数で良好な精度を得ることができ、学習を迅速化できる。 Further, in the present embodiment, when an estimated value of in-cylinder unburned gas temperature that is equal to or higher than a predetermined high temperature side reference value and the estimated value that is equal to or lower than a predetermined low temperature side reference value are estimated in a certain rotation speed region, Since the correction of the knock model for the rotation speed region is allowed, good accuracy can be obtained with a small number of learning times, and learning can be speeded up.
また本実施形態では、高温側基準値Ath1〜Cth1および低温側基準値Ath2〜Cth2を、過去の運転履歴に基づいて設定するので、過去の運転履歴を反映した適正な基準値を設定できる。この場合には過去の筒内未燃ガス温度の履歴に基づいて設定を行うので、簡易な構成で本発明に所期の効果を得ることができる。なお、過去の運転履歴に基づいて設定するのは高温側基準値および低温側基準値のうち一方であってもよい。 In the present embodiment, the high temperature side reference values Ath1 to Cth1 and the low temperature side reference values Ath2 to Cth2 are set based on the past operation history, so that an appropriate reference value reflecting the past operation history can be set. In this case, since the setting is performed based on the past history of the in-cylinder unburned gas temperature, the expected effect of the present invention can be obtained with a simple configuration. Note that one of the high temperature side reference value and the low temperature side reference value may be set based on the past operation history.
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本発明者らの実験によれば、図11に示されるように、同一回転数・空気量においては、ノッキングが発生する運転条件下での未燃ガスピーク温度は、オーバーラップ量が大きいときほど小さくなる。すなわち、オーバーラップ量が大であるほど、未燃ガス温度の最大値(未燃ガスピーク温度)は漸減し、より低い未燃ガス温度でノッキングが生じるようになる。第2実施形態はこの性質を利用するものである。具体的には、第2実施形態は、エンジンの運転条件がノック学習運転条件の近傍である場合に、バルブタイミングを変化させ、高負荷ではオーバーラップを大きくし、低負荷ではオーバーラップを小さくすることで、ノックデータ間の未燃ガスピーク温度の違い(差)を増大させ、ノックモデルの学習を促進するものである。第2実施形態は制御処理において第1実施形態と異なるのみであるため、その機械的構成についての説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. According to the experiments by the present inventors, as shown in FIG. 11, the unburned gas peak temperature under the operating condition in which knocking occurs is smaller as the overlap amount is larger at the same rotation speed and air amount. Become. That is, as the overlap amount is larger, the maximum value of the unburned gas temperature (unburned gas peak temperature) gradually decreases, and knocking occurs at a lower unburned gas temperature. The second embodiment utilizes this property. Specifically, in the second embodiment, when the engine operating condition is in the vicinity of the knock learning operating condition, the valve timing is changed to increase the overlap at a high load and reduce the overlap at a low load. Thus, the difference (difference) in unburned gas peak temperature between knock data is increased, and learning of the knock model is promoted. Since the second embodiment is different from the first embodiment only in the control process, description of the mechanical configuration is omitted.
第2実施形態における処理について説明する。図12に示されるように、第2実施形態における処理は、上述した第1実施形態における処理のステップS50とステップS120との間に、新たにステップS140〜S170を挿入したものに相当する。このため、第1実施形態と同様の処理ステップについては、同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。 Processing in the second embodiment will be described. As shown in FIG. 12, the process in the second embodiment corresponds to a process in which steps S140 to S170 are newly inserted between steps S50 and S120 of the process in the first embodiment described above. For this reason, processing steps similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ステップS50で否定の場合、すなわち学習許容領域で運転していない場合には、ECU30は、運転状態が学習許容領域の近傍であるかを判定する(S140)。この判定は、現在の運転状態が属する回転数領域において、負荷が学習許容領域から所定範囲内かによって行われる。否定の場合には処理はステップS120に移行する。肯定の場合、すなわち運転状態が学習許容領域の近傍である場合には、次にECU30は、現在の負荷が学習許容領域よりも高負荷側かを判定する(S150)。
If the result in step S50 is negative, that is, if the vehicle is not operating in the learning allowable region, the
そしてECU30はVVT11を制御してバルブタイミングを変更することで、現在の負荷が学習許容領域よりも高負荷側の場合はバルブオーバーラップ量を増大させ(S160)、低負荷側の場合はバルブオーバーラップ量を減少させて(S170)、処理を一旦リターンさせる。これらの処理の結果、オーバーラップ量が増大されることによって未燃ガス温度は減少し、オーバーラップ量が減少されることによって未燃ガス温度は増大することになる。
The
これらステップS140〜S170の処理は、運転条件(S10)が学習許容領域内になるまで(S50)繰返し実行され、学習許容領域内になると、ステップS60〜S110の処理が上記第1実施形態と同様に行われることになる。 The processes in steps S140 to S170 are repeatedly executed until the operating condition (S10) is within the learning allowable area (S50). When the operating conditions are within the learning allowable area, the processes in steps S60 to S110 are the same as in the first embodiment. Will be done.
以上のとおり、本実施形態では、ある回転数領域において学習許容領域外であって近傍の所定範囲内の筒内未燃ガス温度が推定された場合に、推定値が学習許容領域内になるように、バルブオーバーラップ量を変更する。したがって、ノックモデルの学習を促進することができる。 As described above, in the present embodiment, when an in-cylinder unburned gas temperature within a predetermined range that is outside the learning allowable region in a certain rotation speed region is estimated, the estimated value is within the learning allowable region. Change the valve overlap amount. Therefore, learning of the knock model can be promoted.
なお、第2実施形態ではバルブタイミングを変化させることでバルブオーバーラップ量を変更したが、可変バルブリフト機構を備えるエンジンの場合には、バルブリフト量を変化させることによってバルブオーバーラップ量を変更してもよい。 In the second embodiment, the valve overlap amount is changed by changing the valve timing. However, in the case of an engine having a variable valve lift mechanism, the valve overlap amount is changed by changing the valve lift amount. May be.
また、第2実施形態では、バルブオーバーラップ量の変更によって運転条件が学習許容領域内になるように運転状態を制御したが、これに代えて、あるいはこれに加えて、エンジン回転数、および/または充填効率を変更することによって、運転条件が学習許容領域内になるように運転状態を制御してもよい。すなわち、図12のルーチンにおけるステップS150において肯定の場合に、エンジン回転数の減少、および/または充填効率の増大を行い、またS150において否定の場合に、エンジン回転数の増大、および/または充填効率の減少を行ってもよい。エンジン回転数の変更は、これを補償するように変速比を変更できる無段変速機を有するエンジンにおいて特に好適である。充填効率の変更は、バルブタイミングの変更によって行うほか、例えば可変トランペット式や切替バルブ式の吸気管長可変機構(可変吸気システム)の制御によって行うことができ、吸気管長可変機構による場合には吸気管長の変化によって、吸気管内の圧力波の影響が制御されて吸気圧が変動し、これによって充填効率を変更することができる。 In the second embodiment, the operation state is controlled so that the operation condition falls within the learning allowable range by changing the valve overlap amount. Instead of or in addition to this, the engine speed and / or Alternatively, the operation state may be controlled by changing the charging efficiency so that the operation condition falls within the learning allowable region. That is, when the result in step S150 in the routine of FIG. 12 is affirmative, the engine speed is decreased and / or the charging efficiency is increased, and when the result is negative in S150, the engine speed is increased and / or the charging efficiency. May be reduced. Changing the engine speed is particularly suitable for an engine having a continuously variable transmission that can change the gear ratio to compensate for this. In addition to changing the valve timing, the charging efficiency can be changed, for example, by controlling a variable trumpet type or variable valve type intake pipe length variable mechanism (variable intake system). As a result, the influence of the pressure wave in the intake pipe is controlled to change the intake pressure, thereby changing the charging efficiency.
なお、上記各実施形態では、エンジンの運転状態を示すパラメータと未燃ガスの自着火発生時期との関係を定めたモデル関数として数値計算モデルを用いたが、本発明におけるモデル関数はマップであってもよい。また、上記各実施形態ではノックモデルが筒内未燃ガス温度をパラメータとして含むこととしたが、本発明におけるモデル関数は、筒内未燃ガス温度に代えて、筒内未燃ガス温度に相関のある物理量、例えば筒内圧をパラメータとして含んでもよい。断熱圧縮を仮定した場合に、筒内圧は筒内未燃ガス温度に相関するとみなすことができるので、筒内圧をパラメータとして用いることによっても本発明に所期の効果を得ることができる。 In each of the above embodiments, the numerical calculation model is used as a model function that defines the relationship between the parameter indicating the operating state of the engine and the self-ignition occurrence time of the unburned gas. However, the model function in the present invention is a map. May be. In each of the above embodiments, the knock model includes the in-cylinder unburned gas temperature as a parameter. However, the model function in the present invention correlates with the in-cylinder unburned gas temperature instead of the in-cylinder unburned gas temperature. Some physical quantity, for example, in-cylinder pressure, may be included as a parameter. When adiabatic compression is assumed, the in-cylinder pressure can be considered to correlate with the in-cylinder unburned gas temperature. Therefore, the intended effect of the present invention can also be obtained by using the in-cylinder pressure as a parameter.
また、上記各実施形態では本発明を4サイクルガソリンエンジンに適用した例について説明したが、本発明はガソリン以外の液体燃料や気体燃料をエネルギ源とするエンジン、あるいは所謂ポート噴射式エンジン等の他の形式の内燃機関について適用することも可能であって、いずれも本発明の範疇に属するものである。 Further, in each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to a four-cycle gasoline engine has been described. However, the present invention is not limited to an engine using liquid fuel or gaseous fuel other than gasoline as an energy source, or a so-called port injection engine. The present invention can also be applied to an internal combustion engine of the type, and both belong to the category of the present invention.
1 エンジン
23 筒内圧センサ
30 ECU
34 燃焼室
1
34 Combustion chamber
Claims (7)
内燃機関の運転状態に基づいて筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量の推定値を算出する温度推定手段と、
算出された前記推定値に基づいて、前記内燃機関の回転数領域ごとに前記モデル関数を補正する学習処理手段と、
を更に備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 A predicting means for predicting the self-ignition occurrence time of the unburned gas based on a model function including, as a parameter, an in-cylinder unburned gas temperature or a physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature; A combustion control device for an internal combustion engine comprising combustion control means for controlling combustion so that self-ignition does not occur based on the ignition occurrence time,
A temperature estimation means for calculating an estimated value of the in-cylinder unburned gas temperature or a physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature based on the operating state of the internal combustion engine;
Learning processing means for correcting the model function for each rotational speed region of the internal combustion engine based on the calculated estimated value;
A combustion control apparatus for an internal combustion engine, further comprising:
前記モデル関数は、筒内圧をパラメータとして更に含むことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 A combustion control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The combustion function control apparatus for an internal combustion engine, wherein the model function further includes in-cylinder pressure as a parameter.
前記予測手段は、未燃ガスの着火遅れ時間の逆数を積分することで自着火発生時期を予測することを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 A combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The combustion control device for an internal combustion engine, wherein the predicting means predicts a self-ignition occurrence time by integrating a reciprocal of an ignition delay time of unburned gas.
前記学習処理手段は、ある回転数領域において所定の高温側基準値以上の前記推定値と、所定の低温側基準値以下の前記推定値とが推定された場合に、当該回転数領域についてのモデル関数の補正を許容することを特徴とする制御装置。 A combustion control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The learning processing means, when the estimated value that is equal to or higher than a predetermined high temperature side reference value and the estimated value that is equal to or lower than a predetermined low temperature side reference value are estimated in a certain rotation speed region, A control device that allows correction of a function.
前記高温側基準値および前記低温側基準値のうち少なくとも一方を、過去の運転履歴に基づいて設定する設定手段を更に備えたことを特徴とする制御装置。 A combustion control device for an internal combustion engine according to claim 4,
The control apparatus further comprising setting means for setting at least one of the high temperature side reference value and the low temperature side reference value based on a past operation history.
前記設定手段は、当該回転数領域における過去の筒内未燃ガス温度または筒内未燃ガス温度に相関のある物理量の最大値または最小値に基づいて前記設定を行うことを特徴とする制御装置。 A combustion control device for an internal combustion engine according to claim 5,
The setting means performs the setting based on a past in-cylinder unburned gas temperature or a maximum value or a minimum value of a physical quantity correlated with the in-cylinder unburned gas temperature in the rotation speed region. .
前記燃焼制御手段は、ある回転数領域において前記学習処理手段による補正を許容する領域の外側の前記推定値が推定された場合に、前記推定値が補正を許容する領域内になるように、バルブオーバーラップ量、機関回転数、または充填効率のうちの少なくともいずれかを変更することを特徴とする制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 6,
When the estimated value outside the region allowing correction by the learning processing unit is estimated in a certain rotation speed region, the combustion control unit controls the valve so that the estimated value falls within the region allowing correction. A control device that changes at least one of an overlap amount, an engine speed, and a charging efficiency.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259206A JP2008075633A (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Combustion control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259206A JP2008075633A (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Combustion control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008075633A true JP2008075633A (en) | 2008-04-03 |
Family
ID=39347952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006259206A Pending JP2008075633A (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Combustion control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008075633A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014137035A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
CN111094731A (en) * | 2017-09-06 | 2020-05-01 | 株式会社 Ihi | Engine control system |
CN111980821A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 联合汽车电子有限公司 | Super knock control system and method |
EP3951153A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-02-09 | Mazda Motor Corporation | Method for predicting combustion state of engine |
-
2006
- 2006-09-25 JP JP2006259206A patent/JP2008075633A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014137035A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
CN111094731A (en) * | 2017-09-06 | 2020-05-01 | 株式会社 Ihi | Engine control system |
EP3951153A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-02-09 | Mazda Motor Corporation | Method for predicting combustion state of engine |
CN111980821A (en) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 联合汽车电子有限公司 | Super knock control system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7848869B2 (en) | Controller of internal combustion engine of compression ignition combustion type | |
EP2660449B1 (en) | Starting control method and starting control device for internal combustion engine | |
JP6183295B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US20070225892A1 (en) | Control System for Internal Combustion Engine | |
US7831377B2 (en) | Ignition timing control system and method for internal combustion engine and engine control unit | |
JP4697201B2 (en) | Abnormality detection device for internal combustion engine | |
JP2010084621A (en) | Control method and control device for engine | |
JP5658204B2 (en) | Control device for in-vehicle internal combustion engine | |
JP2008075633A (en) | Combustion control device for internal combustion engine | |
JP2005226655A (en) | Control device for internal combustion engine | |
EP2282034A1 (en) | Internal egr control device for internal combustion engine | |
JP5064729B2 (en) | Air quantity calculation device for internal combustion engine | |
JP2007032364A (en) | Air intake system abnormality detecting apparatus | |
JP2007040219A (en) | Control device of internal combustion engine | |
US9002618B2 (en) | Variable valve timing control apparatus for engine | |
JP5287103B2 (en) | Method for predicting abnormal combustion of spark ignition engine, control device and control method for engine | |
JP2009203880A (en) | Anomaly diagnostic system for internal combustion engine | |
JP4839892B2 (en) | Engine ignition timing control method and engine ignition timing control device | |
JP4692204B2 (en) | Control device for compression ignition type internal combustion engine | |
JP2009180098A (en) | Fuel controller of engine | |
JP2010084619A (en) | Control device of engine | |
JP4923803B2 (en) | Fuel injection control system for internal combustion engine | |
JP6527393B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4702457B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2009057945A (en) | Control device for engine |