JP2008180174A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関における点火制御の各種制御等を行なう内燃機関の制御装置に関し、特に、クランク角度センサの出力と制御マップを用いて各種の制御を行なう内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs various controls of ignition control in the internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that performs various controls using an output of a crank angle sensor and a control map.
特許文献1に示される従来技術では、例えば、吸気管内圧を吸気管内圧センサにより測定し、測定した吸気管内圧を因子とし、クランク角を検出するセンサからの出力に応じて当該因子を含む制御マップを切り替えて、切り替えた制御マップと因子とに基づいて噴射制御や点火制御を行なう技術が開示されている。
In the prior art disclosed in
また、特許文献2に示される従来技術では、クランク角パルサからの出力に基づいて演算により吸入空気量を算出し、算出した吸入空気量を因子とし、当該因子を含む制御マップに基づいて噴射制御等を行なう技術が開示されている。
ところで、特許文献1及び特許文献2に示される技術によりエンジンの制御を行なうことで、燃費や燃焼等の改善が図られているが、更にコストを抑える改善を行い、比較的低価格の二輪車への展開を進めることが望まれている。このような観点において、特許文献1及び特許文献2に示される技術では、例えば、制御に用いられる因子である吸気管内圧や吸入空気量を利用するために、直接吸気管内圧を検出する吸気管内圧センサを用いるか、あるいは吸入空気量を演算により予測しており、これらの構成を改善して更にコストを抑えた構成とする課題が存在する。
By the way, by controlling the engine using the techniques disclosed in
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、その目的は、エンジンなどの内燃機関における制御において、主にクランク角度センサから得られるクランク角速度を用いて制御を行なうことを可能とする内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable control in an internal combustion engine such as an engine, mainly using a crank angular velocity obtained from a crank angle sensor. It is to provide an engine control device.
上記の課題を解決するために、本発明は、内燃機関(例えば、実施形態におけるエンジン1)の運転状態により変化する因子を検出し、検出した因子を変数とする制御マップ(例えば、第1実施形態における点火時期(IG)制御マップ、第2実施形態における燃料噴射装置20、可変動弁機構(VVT)21、排気ガス再循環機構(EGR)22の制御に用いられる制御マップ)により、前記内燃機関の運転を制御する内燃機関の制御装置(例えば、第1実施形態における処理部11a、第2実施形態における処理部11b)において、前記制御マップの因子には、前記内燃機関の一行程中の特定の位相のクランク角の角速度変動量(例えば、実施形態における平均クランク角速度(ω)からエンジン回転速度(Ne)を減算したクランク角速度変動量(Δω=ω−Ne)、あるいは区間D1、D2、D3、D4のそれぞれの境界のクランク軸位相の前後の平均クランク角速度を減算したクランク角速度変動量)が直接含まれることを特徴とする内燃機関の制御装置である。
これにより、吸気管内圧や吸入空気量などの因子をセンサにより検出したり、予測演算により算出することなく、クランク角度センサから得られるクランク角速度と、クランク角の角速度変動量が因子として直接含まれる制御マップとを用いて内燃機関の制御を行うことが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention detects a factor that varies depending on the operating state of an internal combustion engine (for example, the
As a result, the crank angular velocity obtained from the crank angle sensor and the amount of fluctuation in the angular velocity of the crank angle are directly included as factors without detecting factors such as the intake pipe internal pressure and the intake air amount by the sensor or calculating them by prediction calculation. It becomes possible to control the internal combustion engine using the control map.
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記角速度変動量は、圧縮上死点前の圧縮行程の特定の位相の角速度減少量であることを特徴とする。
これにより、内燃機関の圧縮行程における点火直前の状態をクランク角の角速度変動量により検出することが可能となる。
Further, the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity decrease amount of a specific phase in a compression stroke before compression top dead center.
As a result, the state immediately before ignition in the compression stroke of the internal combustion engine can be detected from the amount of change in the angular velocity of the crank angle.
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記角速度変動量は、圧縮上死点後の燃焼膨張行程の特定の位相の角速度増加量であることを特徴とする。
これにより、内燃機関の燃焼、膨張行程における燃焼状態や、出力トルクの変化をクランク角の角速度変動量により検出することが可能となる。
Further, the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity increase amount of a specific phase of a combustion expansion stroke after compression top dead center.
Thereby, it is possible to detect the combustion state in the combustion and expansion strokes of the internal combustion engine and the change in the output torque based on the angular velocity fluctuation amount of the crank angle.
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記角速度変動量は、非圧縮上死点後の吸気行程の特定の位相の角速度減少量であることを特徴とする。
これにより、内燃機関の吸気に関する状態の変化をクランク角の角速度変動量により検出することが可能となる。
Further, the present invention is characterized in that, in the invention described above, the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity decrease amount of a specific phase of an intake stroke after non-compression top dead center.
As a result, it is possible to detect a change in the state relating to the intake of the internal combustion engine from the amount of change in the angular velocity of the crank angle.
この発明によれば、内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態により変化する因子を検出し、検出した因子を変数とする制御マップにより内燃機関の運転を制御し、制御マップの因子には、内燃機関の一行程中の特定の位相のクランク角の角速度変動量が直接含まれる構成とした。
これにより、内燃機関の制御に用いられる因子を直接検出するための高価なセンサを用いずに、コストを抑えて、内燃機関の制御装置を構成することが可能となる。
According to the present invention, the control device for an internal combustion engine detects a factor that changes depending on the operating state of the internal combustion engine, controls the operation of the internal combustion engine by the control map using the detected factor as a variable, The configuration is such that the angular velocity fluctuation amount of the crank angle of a specific phase in one stroke of the internal combustion engine is directly included.
Accordingly, it is possible to configure the control device for the internal combustion engine at a reduced cost without using an expensive sensor for directly detecting the factor used for the control of the internal combustion engine.
また、この発明によれば、内燃機関の制御装置において、角速度変動量は、圧縮上死点前の圧縮行程の特定の位相の角速度減少量である構成とした。
これにより、内燃機関の圧縮行程における点火直前の状態をクランク角の角速度変動量により検出し、検出したクランク角の速度変動量と制御マップによりイグニッションの点火時期の制御を行なうことができ、吸気管内圧や吸入空気量などを検出するセンサ等を必要とせず、コストを抑えた構成を行うことが可能となる。また、さらに、当該制御において加速補正、スロットル操作に対するレスポンスの向上を図ることも可能となる。
Further, according to the present invention, in the control device for an internal combustion engine, the angular velocity fluctuation amount is configured to be an angular velocity decrease amount of a specific phase in the compression stroke before the compression top dead center.
As a result, the state immediately before ignition in the compression stroke of the internal combustion engine can be detected by the angular velocity fluctuation amount of the crank angle, and the ignition timing of the ignition can be controlled by the detected crank angle velocity fluctuation amount and the control map. A sensor that detects the pressure, the intake air amount, and the like is not required, and a configuration with reduced cost can be performed. Furthermore, it is possible to improve the acceleration correction and the response to the throttle operation in the control.
また、この発明によれば、内燃機関の制御装置において、角速度変動量は、圧縮上死点後の燃焼膨張行程の特定の位相の角速度増加量である構成とした。
これにより、内燃機関の燃焼、膨張行程における燃焼状態や、出力トルクの変化をクランク角の角速度変動量により検出し、検出したクランク角の角速度変動量と制御マップにより、コストを抑えてEGR制御などを効率的に行う構成を行うことが可能となる。
According to the present invention, in the control device for an internal combustion engine, the angular velocity fluctuation amount is configured to be an angular velocity increase amount of a specific phase of the combustion expansion stroke after the compression top dead center.
As a result, the combustion state of the internal combustion engine, the combustion state in the expansion stroke, and the change in the output torque are detected by the angular velocity fluctuation amount of the crank angle, and the EGR control and the like are performed while suppressing the cost by the detected angular velocity fluctuation amount of the crank angle and the control map. It becomes possible to perform the structure which performs efficiently.
また、この発明によれば、角速度変動量は、非圧縮上死点後の吸気行程の特定の位相の角速度減少量である構成とした。
これにより、内燃機関の吸気に関する状態の変化を、クランク角の角速度変動量により検出し、検出したクランク角の角速度変動量と制御マップにより、コストを抑えた燃料噴射装置などの制御の構成を行い、適切な燃料供給を行うことが可能となる。
Further, according to the present invention, the angular velocity fluctuation amount is configured to be an angular velocity decrease amount of a specific phase of the intake stroke after the non-compression top dead center.
As a result, a change in the state related to the intake of the internal combustion engine is detected by the angular velocity fluctuation amount of the crank angle, and control of the fuel injection device and the like with reduced cost is performed based on the detected angular velocity fluctuation amount of the crank angle and the control map. Therefore, it becomes possible to perform appropriate fuel supply.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置であるECU(Electronic Control Unit)10の全体構成図である。第1実施形態の内燃機関であるエンジン1は、単気筒エンジンである。エンジン1の吸気管2の上流側には、吸入空気を浄化するエアクリーナ3が設けられている。そして、吸気管2の内部に配置されるスロットル弁4により吸入空気の流入量が調節され、吸入空気の流入量に応じた燃料供給が気化器(キャブレタ)5により行なわれる。エンジン1にて燃料の燃焼が行なわれた後、排気管6を通じて排気ガスが排出される。イグニッション(以下、IGNという)8は、点火コイルを発火させる点火制御を行なう。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine and an ECU (Electronic Control Unit) 10 that is a control device for the internal combustion engine according to the first embodiment. The
クランク角度センサ(以下、CRKという)7は、図3に示す構成を有している。CRK7において、エンジン1のクランク軸22に固定されたクランク角度パルス発生フランジ21の周囲に予め定められる間隔で複数のクランク角度パルス発生凸部(以下、リラクタという)23−1〜23−4が設けられており、磁気ピックアップ式のパルス電圧発生器25が、クランク角度パルス発生凸部23−1〜23−4に反応してパルス信号を出力する。
The crank angle sensor (hereinafter referred to as CRK) 7 has the configuration shown in FIG. In the
図1のECU10は、CPU(Central Processing Unit)15と、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などにより構成されるメモリ19aとを備えている。本実施形態においては、CPU15により構成される機能として、クランクパルス検出部12と、処理部11aとが存在する。クランクパルス検出部12は、CRK7から出力されるパルス信号に基づいて、パルス信号の時間間隔(τ)を検出する。処理部11aは、パルス信号の時間間隔(τ)から平均クランク角速度(ω)と、クランクが1回転する間のクランク角速度の平均値であるエンジン回転速度(Ne)とを算出する。また、処理部11aは、燃焼行程における予め定められる時点における平均クランク角速度(ω)からエンジン回転速度(Ne)を減算したクランク角速度変動量(Δω=ω−Ne)を算出する。
The
メモリ19aには、IGN8の点火時期を示すIG値を検索できるクランク角変動量を直接含んだIG制御マップ(IG MAP)が記憶される。IG制御マップは、図2に示すようにクランク角速度変動量とエンジン回転速度(Ne)から点火時期を特定するIG値を検索できるように構成されている。なお、IG値は、位相角を単位とする値である。また、メモリ19aには、エンジンオイル温度や冷却水温等ごとに対応する点火時期を補正するための補正係数の補正係数マップが予め記憶される。なお、IG制御マップ及び補正係数マップは予め実験的に求められた値が記憶されている。 The memory 19a stores an IG control map (IG MAP) that directly includes an amount of crank angle fluctuation that can be searched for an IG value indicating the ignition timing of the IGN 8. As shown in FIG. 2, the IG control map is configured such that an IG value for specifying the ignition timing can be searched from the crank angular speed fluctuation amount and the engine speed (Ne). The IG value is a value with the phase angle as a unit. The memory 19a stores in advance a correction coefficient map of correction coefficients for correcting the ignition timing corresponding to each engine oil temperature, cooling water temperature, and the like. Note that values obtained experimentally in advance are stored in the IG control map and the correction coefficient map.
次に、CRK7から出力されるパルス信号に基づいて平均クランク角速度を算出する手順について説明する。エンジン回転速度が一定の場合において、クランク角度2区間の位相θの回転時間をτとすると、2区間の平均クランク角速度ωは、ω=θ/τにより算出される。
Next, a procedure for calculating the average crank angular velocity based on the pulse signal output from
図3に示すCRK7のクランク角度パルス発生フランジ21は、時計周りに回転しており、時間の経過に伴い、図4に示すように、パルス電圧発生器25がリラクタ23−1に反応した場合のパルス信号がP1として検出され、リラクタ23−2に反応した場合のパルス信号がP2として検出され、リラクタ23−3に反応した場合のパルス信号が示すP3として検出され、リラクタ23−4に反応した場合のパルス信号がP4として検出されたとする。
The crank angle
このとき、クランクパルス検出部12は、パルス信号P1、P2、P3、P4の発生時刻を処理部11aに出力し、処理部11aは、P1とP2の間隔τ1と、P3とP4の間隔τ2を検出する。それぞれの平均クランク角速度は、検出したτ1、τ2を用いて、ω1=θ1/τ1、ω2=θ2/τ2として表される。ここで、図3に示すようにθ1、θ2は、リラクタ23−1〜23−4がクランク角度パルス発生フランジ21に設けられる際に機械的に定まる定数であるため、パルス信号の間隔(τ)を検出することにより、平均クランク角速度(ω)を求めることが可能となる。すなわち平均クランク角速度を測定したいクランク軸22の位相に対応するクランク角度パルス発生フランジ21の位置に2つのリラクタ、例えば、リラクタ23−1、23−2の組み合わせやリラクタ23−3、23−4の組み合わせを設けることで、クランク軸22の任意の位相における平均クランク角速度(以下、クランク角速度ともいう)を求めることが可能となる。なお、θ1、θ2などの角度の値は、リラクタ23−1〜23−4が設けられる際に予めメモリ19aに記憶されているものとする。また、以下の説明で、図3に示す特定のリラクタ23−1〜23−4ではなくリラクタを総称する場合には、リラクタ23と記載する。
At this time, the crank
次に、処理部11aにおける処理手順について説明する。図5は、エンジン1が4サイクルガソリンエンジンの場合に、クランクが2回転、すなわち720度回転することにより行われる4サイクル行程、すなわち圧縮行程、燃焼・膨張行程、排気行程、吸気行程のそれぞれに対応付けて、エンジン回転速度が一定の場合のクランク軸位相ごとのクランク角速度の変動を示したグラフである。破線は、高トルク、高吸入空気量時の変動を示しており、実線は、低トルク、低吸入空気量時の変動を示している。なお、エンジン回転速度は、上述したようにクランク1回転間のクランク角速度の平均値であり、リラクタ23のいずれか1つの特定のリラクタの1回転の時間に基づいて求められる。また、図5の、燃焼・膨張行程と圧縮行程の境界には、圧縮上死点(TDC(圧縮))が存在し、排気行程と吸気行程の境界には、オーバラップ上死点((TDC(オーバラップ)非圧縮上死点ともいう)が存在する。
Next, a processing procedure in the
図5に示されるように、4サイクルの各行程ごとにクランク角速度の変動には特徴があり、圧縮行程の区間D1における減少は、シリンダ内圧上昇による圧縮抵抗が発生することに起因する減少である。燃焼・膨張行程の区間D2における増加は、燃焼による筒内圧(シリンダ内圧)上昇によってクランク回転エネルギーが発生することに起因する増加である。区間D3における減少は、燃焼が終了してクランク角速度はピーク値となった後、エンジン1の機械的な摩擦抵抗、排気による既燃ガスの排出抵抗が発生することに起因する減少である。区間D4における減少は、吸気行程における吸入抵抗などのポンプ仕事が発生することに起因する減少である。
As shown in FIG. 5, there is a characteristic in the variation of the crank angular velocity for each stroke of the four cycles, and the decrease in the compression stroke section D1 is a decrease caused by the occurrence of compression resistance due to the increase in the cylinder internal pressure. . The increase in the section D2 of the combustion / expansion stroke is an increase caused by the generation of crank rotation energy due to the increase in cylinder pressure (cylinder pressure) due to combustion. The decrease in the section D3 is a decrease due to the occurrence of mechanical friction resistance of the
また、図5の破線と実線で示されるように、同一のエンジン回転速度、すなわちクランク角速度の平均値が同一の場合、クランク角速度のピーク値は出力トルクが高いほど大きくなり、その後の低下量は、吸入空気量が多いほど大きくなる。したがって、吸入空気量が多く、出力トルクが高いほどクランク角速度の変動は大きくなる。 Further, as shown by the broken line and the solid line in FIG. 5, when the same engine rotation speed, that is, the average value of the crank angular speed is the same, the peak value of the crank angular speed increases as the output torque increases, and the amount of decrease thereafter is The larger the amount of intake air, the larger. Therefore, the variation in the crank angular speed increases as the intake air amount increases and the output torque increases.
また、さらに、燃焼によるクランク回転エネルギーEを、クランク軸系の等価慣性モーメントIとの関係で表すとE=1/2×Iω2の式により表される。この式からクランク軸系の慣性モーメントIが小さいほどクランク角速度の変動が大きくなることがわかる。また、このクランク角速度の変動は、クランクの慣性力との関係から低回転ほど大きいという特徴もある。また、エンジンの形式との関係では、気筒数が少なく、爆発間隔が大きいほど、クランク角速度の変動が大きいという特徴があり、モーターサイクル用エンジンのような比較的慣性モーメントIの小さい、第1実施形態のエンジン1である単気筒エンジンなどではクランク角速度の変動が大きく現われるという特徴がある。
Further, when the crank rotational energy E due to combustion is expressed in relation to the equivalent moment of inertia I of the crankshaft system, it is expressed by the equation E = 1/2 × Iω 2 . From this equation, it can be seen that the smaller the moment of inertia I of the crankshaft system, the greater the variation in crank angular velocity. In addition, the fluctuation of the crank angular speed is also characterized in that the lower the rotation speed, the greater the crank angular velocity. Also, in relation to the engine type, the smaller the number of cylinders and the larger the explosion interval, the larger the variation in crank angular speed, and the smaller the moment of inertia I as in a motorcycle engine is. The single-cylinder engine, which is the
また、図6は、エンジン回転速度が一定の場合におけるクランク角速度変動量(Δω)と出力トルクとの関係を示したグラフである。図6のグラフに示されるように、クランク角速度変動量と出力トルクとの間には線形的な高い相関があり、検出したクランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)とに基づいてその時点における出力トルクを特定することが可能であることが分かる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the crank angular speed fluctuation amount (Δω) and the output torque when the engine speed is constant. As shown in the graph of FIG. 6, there is a linearly high correlation between the crank angular speed fluctuation amount and the output torque. Based on the detected crank angular speed fluctuation amount (Δω) and the engine speed (Ne). It can be seen that the output torque at that time can be specified.
このようなクランク角速度変動量(Δω)の特徴を利用して、エンジン1の点火制御を行なう構成について以下に説明する。前述したように図5に示される区間D1におけるクランク角速度が減少する変動は、シリンダ内圧上昇による圧縮抵抗、すなわちシリンダに吸入された後の吸入空気量の量に影響されて発生するものである。そのため、当該変動は、点火直前の状態を示しており、点火制御における点火時期を特定する特徴となる。
A configuration for performing ignition control of the
点火時期を示すクランク角速度変動量(Δω)は、区間D1における最小の平均クランク角速度(ω)からエンジン回転速度(Ne)を減算することで算出することができる。最小のクランク角速度(ω)は、上述したように最小となる箇所のクランク軸位相において前後付近の2箇所、例えばリラクタ23−1、23−2のようにリラクタを設けることで検出することが可能である。これにより、図5に示すように低トルク時の場合には、クランク角速度変動量(Δω)としてV1が算出され、高トルク時の場合には、クランク角速度変動量(Δω)としてV2が算出されることになる。これらのクランク角速度変動量(Δω)の算出を実験的に行い、当該時点にて点火が行われるように、クランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)と点火時期を示すIG値との対応関係を示すIG制御マップを生成する。実際のエンジン1の運転状態では、クランクパルス検出部12が検出するパルス信号に基づいて処理部11aがクランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)とを算出し、算出したクランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)に基づいてIG制御マップからIG値を検索することで、吸入空気量を検出、あるいは演算により予測することなく、点火制御を行なうことが可能となる。
The crank angular speed fluctuation amount (Δω) indicating the ignition timing can be calculated by subtracting the engine speed (Ne) from the minimum average crank angular speed (ω) in the section D1. As described above, the minimum crank angular velocity (ω) can be detected by providing a retractor such as two places near the front and rear in the crankshaft phase at the minimum position, for example, the reluctors 23-1 and 23-2. It is. As a result, as shown in FIG. 5, when the torque is low, V1 is calculated as the crank angular speed fluctuation amount (Δω), and when the torque is high, V2 is calculated as the crank angular speed fluctuation amount (Δω). Will be. The crank angular velocity fluctuation amount (Δω) is calculated experimentally, and the crank angular velocity fluctuation amount (Δω), the engine rotation speed (Ne), and the IG value indicating the ignition timing are set so that ignition is performed at that time. An IG control map indicating the correspondence relationship is generated. In the actual operation state of the
(IG制御マップを用いた点火時期制御)
次に、図7を参照しつつ上記したIG制御マップを用いたIGN8に対する点火制御について説明する。
前提として、区間D1におけるクランク角速度が最小となる箇所のクランク軸位相を選択し、選択したクランク軸位相にて平均クランク角速度を検出する2つのリラクタ23がクランク角度パルス発生フランジ21に設けられているものとする。また、上述したクランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)と点火時期を示すIG値との対応関係を示すIG制御マップが生成されてメモリ19aに記憶されているものとする。
(Ignition timing control using IG control map)
Next, ignition control for the
As a premise, the crank angle
エンジン1の動作を開始させると、図7に示される処理が処理部11aにおいて開始される。すなわち、まず処理部11aは、クランクパルス検出部12から出力されるCRK7のいずか1つのリラクタ23に対応するパルス信号の間隔からエンジン回転速度(Ne)を算出し、2つのリラクタ23に対応するパルス信号の間隔からクランク角速度(ω)を算出する。そして、処理部11aは、算出したクランク角速度(ω)からエンジン回転速度(Ne)を減算することでクランク角速度変動量(Δω)を算出する(ステップSa1)。そして、処理部11aは、エンジン回転速度(Ne)とクランク角速度変動量(Δω)を算出するごとにメモリ19aからIG制御マップを読み出し、読み出したIG制御マップと、算出したエンジン回転速度(Ne)とクランク角速度変動量(Δω)とに基づいて点火時期を示すIG値を検索し(ステップSa2)、該当するIG値を検出する(ステップSa3)。
When the operation of the
次に、処理部11aは、エンジン1に備えられているエンジンオイル温度センサや冷却水温センサを通じてECU10が検出するエンジンオイル温度や冷却水温などの値に基づいて、メモリ19aに記憶されている各補正マップから補正係数を検出する。次に、処理部11aは、IG制御マップから検出したIG値に検出した補正係数を乗算し、補正したIG値を算出する(ステップSa4)。そして、処理部11aは、補正後のIG値を含む点火時期駆動信号をIGN8に出力する(ステップSa5)。IGN8は、点火時期に該当するIG値を含む点火時駆動信号が入力された際に点火を行い、エンジン1が運転状態の間ステップSa1からSa5の処理が繰り返し行われることになる。
Next, the
なお、エンジン1の制御においては、点火時期を特定するため、図5における圧縮上死点(TDC(圧縮))とオーバラップ上死点(TDC(オーバラップ))の判別が必要とされる場合があるが、この判別は、図5に示すクランク2回転全体のクランク角速度の変動に基づいて判別することが可能である。
In the control of the
上記の第1実施形態の構成により、吸入空気量を算出することなく、クランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)とIG制御マップによりIGN8の点火時期の制御を行なうことができる。これにより、吸入空気量などを検出するセンサ等を必要とせず、コストを抑えた構成を行うことが可能となる。さらに、当該制御において加速補正、スロットル操作に対するレスポンスの向上を図ることも可能となる。
With the configuration of the first embodiment described above, the ignition timing of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図8は、第2実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置であるECU10の全体構成図である。第1実施形態では、燃料供給を気化器5により行なうこととしていたが、第2実施形態では、燃料噴射装置(インジェクタともいう)20により燃料を供給する構成となっており、更に、VVT(Variable Valve Timing:可変動弁機構)21、EGR(Exhaust Gas Recirculation:排気ガス再循環機構)22を備えている構成で第1実施形態と異なる構成を有している。当該燃料噴射装置20と、VVT21と、EGR22と、処理部11bと、処理部11bに参照されるデータを記憶したメモリ19b以外の構成については第1実施形態と同じであるため同じ符号を付し、以下異なる構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is an overall configuration diagram of the
燃料噴射装置20は、エンジン1のシリンダ内において必要な空燃比になるように、処理部11bから入力される制御開始時期と燃料噴射時間とを含む制御信号に基づいて、制御開始時期に該当する際に燃料噴射時間に比例する量の燃料を吸気管2内に噴射する。VVT21は、吸気及び排気バルブ開閉タイミングを切り替える機構であり、処理部11bから入力される制御開始時期と弁リフト量を含む制御信号とに基づいて、制御開始時期に該当する際に弁リフト量に応じてエンジン1の吸気及び排気バルブの開放及び閉鎖の処理を行なう。EGR22は、燃焼後の排気ガスの一部を再度吸気させる機構であり、処理部11bから入力される制御開始時期と排気還流バルブを制御するための排気還流量とを含む制御信号に基づいて、制御開始時期に該当する際に排気還流量に応じて排気還流バルブの開放及び閉鎖の処理を行う。
The
次に、燃料噴射装置20、VVT21、EGR22を制御と、図5におけるクランク角速度変動量(Δω)との関係について説明する。区間D2におけるクランク角速度の増加は、膨張によるクランク回転エネルギーに影響されて発生する変動であり、1行程における燃焼状態の変化、例えば、出力トルクの変化を示すものである。そこで、区間D2におけるクランク角速度の増加の変動量を用いて、排気行程の開始のタイミングや排気量を特定し、EGR22の制御に適用することができる。具体的には、区間D2において最大となるクランク角速度(ω)、すなわち区間D2とD3の境界におけるクランク角速度変動量(Δω)と、エンジン回転速度(Ne)と、EGR22の制御の制御開始時期や排気還流量との対応関係を示した制御マップを予め構成しておき、この制御マップを用いることで適切なEGR22の制御を行なうことが可能となる。
Next, the relationship between the control of the
また、吸気行程において、クランク角速度が大きく減少する区間D4は、吸入空気量の量に影響されて生じる変動であり、1行程における吸気に関する状態の変化を示すものである。そこで、区間D3におけるクランク角速度の減少の変動量を、燃料噴射装置20の制御や、VVT21の制御に適用することができる。具体的には、区間D4において最大となるクランク角速度(ω)、すなわち区間D3とD4の境界におけるクランク角速度変動量(Δω)と、エンジン回転速度(Ne)と、燃料噴射装置20の制御開始時期や燃料噴射時間との対応関係を示した制御マップ、及びクランク角速度変動量(Δω)と、エンジン回転速度(Ne)と、VVT21の制御開始時期や弁リフト量の対応関係を示した制御マップを予め構成しておき、これらの制御マップを用いることで適切な燃料噴射装置20とVVT21の制御を行うことが可能となる。
Further, in the intake stroke, the section D4 in which the crank angular velocity is greatly reduced is a variation caused by the amount of intake air, and indicates a change in the state related to intake in one stroke. Therefore, the variation amount of the decrease in the crank angular velocity in the section D3 can be applied to the control of the
上記の第2実施形態の構成により、クランク角速度変動量(Δω)とエンジン回転速度(Ne)と、制御対象に応じた制御マップにより、IGN8の点火時期の制御に加えて、燃料噴射装置20、VVT21、EGR22の制御を行うことができる。これにより、従来、IGN8、燃料噴射装置20、VVT21、EGR22の制御のために備えられていたセンサ等を備えることなく、制御を適切に行うことができ、コストを抑えた構成を行うことが可能となる。
According to the configuration of the second embodiment, the
また、上記の第2の実施形態の構成において、IGN8の制御に用いられるIG制御マップ、燃料噴射装置20、VVT21、EGR22の制御に用いられる、それぞれの制御マップを、必要に応じて、いずれか1つあるいは複数を組み合わせてメモリ19bに記憶させるようにしてもよい。
In the configuration of the second embodiment, any one of the IG control map used for controlling the
なお、上記の第1及び第2の実施形態では、クランク角速度(ω)を用いた制御の例を示しているが、本発明は、当該実施形態には限られず、クランク角速度(ω)の算出の際に検出されるパルス信号の検出時間(τ)を入力値として制御を行うようにしてもよい。 In the first and second embodiments, examples of control using the crank angular velocity (ω) are shown. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the calculation of the crank angular velocity (ω) is performed. Control may be performed using the detection time (τ) of the pulse signal detected at this time as an input value.
また、上記の第1及び第2の実施形態では、クランク角速度変動量(Δω)を、クランク角速度(ω)からエンジン回転速度(Ne)を減算することによって算出していたが、本発明は、当該実施形態には限られず、例えば、区間D1、D2、D3、D4のそれぞれの境界のクランク軸位相の前後に2つのリラクタ23を設け、それぞれの境界ごとのクランク角速度をω1、ω2として算出し、ω1からω2を減算した値をクランク角速度変動量(Δω)としてもよい。 In the first and second embodiments, the crank angular speed fluctuation amount (Δω) is calculated by subtracting the engine rotational speed (Ne) from the crank angular speed (ω). The present invention is not limited to this embodiment. For example, two reluctors 23 are provided before and after the crankshaft phase at each boundary of the sections D1, D2, D3, and D4, and the crank angular velocities for each boundary are calculated as ω1 and ω2. The value obtained by subtracting ω2 from ω1 may be used as the crank angular speed fluctuation amount (Δω).
また、上記の第1及び第2の実施形態では、エンジン1として単気筒エンジンを適用して説明したが、本発明は、当該実施形態には限られず、同爆、すなわち燃焼・膨張行程における爆発の時期が同じ複数気筒のエンジンに適用するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, a single-cylinder engine is applied as the
また、上記の第1及び第2の実施形態の構成に対して、スロットル弁4の開度を検出するスロットル開度センサなどの従来より適用されているセンサを適用して、さらに制御の精度を高めるようにしてもよい。 Further, by applying a conventionally applied sensor such as a throttle opening sensor for detecting the opening of the throttle valve 4 to the configurations of the first and second embodiments, the control accuracy can be further increased. You may make it raise.
1 エンジン(内燃機関)
2 吸気管
3 エアクリーナ
4 スロットル弁
5 気化器
6 排気管
7 クランク角度センサ
8 イグニッション
10 ECU(制御装置)
11a、11b 処理部(制御装置)
12 クランクパルス検出部
15 CPU
19a、19b メモリ
20 燃料噴射装置
21 VVT
22 EGR
1 engine (internal combustion engine)
2 Intake Pipe 3 Air Cleaner 4 Throttle Valve 5
11a, 11b Processing unit (control device)
12
19a,
22 EGR
Claims (4)
前記制御マップの因子には、前記内燃機関の一行程中の特定の位相のクランク角の角速度変動量が直接含まれる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that detects a factor that changes depending on an operating state of the internal combustion engine, and controls the operation of the internal combustion engine by a control map that uses the detected factor as a variable,
The control map factor directly includes an angular velocity fluctuation amount of a crank angle of a specific phase during one stroke of the internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity reduction amount of a specific phase in a compression stroke before compression top dead center.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity increase amount of a specific phase of a combustion expansion stroke after compression top dead center.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the angular velocity fluctuation amount is an angular velocity decrease amount of a specific phase of an intake stroke after non-compression top dead center.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007014933A JP2008180174A (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Control device for internal combustion engine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027061A (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Honda Motor Co Ltd | Air-fuel ratio estimating/detecting device |
JP2011144786A (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Bosch Corp | Fuel injection control device |
JP2017180370A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社ケーヒン | Internal combustion engine control device |
-
2007
- 2007-01-25 JP JP2007014933A patent/JP2008180174A/en not_active Withdrawn
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