JP2010071107A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010071107A JP2010071107A JP2008236666A JP2008236666A JP2010071107A JP 2010071107 A JP2010071107 A JP 2010071107A JP 2008236666 A JP2008236666 A JP 2008236666A JP 2008236666 A JP2008236666 A JP 2008236666A JP 2010071107 A JP2010071107 A JP 2010071107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- heat generation
- total heat
- generation amount
- cylinder pressure
- 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
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、筒内圧に基いて点火時期を制御する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to an internal combustion engine control device that controls ignition timing based on in-cylinder pressure.
内燃機関の点火時期制御は種々提案されているが、特許文献1,2等は、内燃機関の筒内圧に基いて点火時期を制御する技術を開示している。
Various ignition timing control for an internal combustion engine has been proposed, but
特許文献1は、内燃機関の筒内圧を検出し、この検出値に基いて燃焼室内の各時点の燃焼状態を反映する状態量を算出し、この状態量に基づいてトルク変動の判定、又は失火割合の判定の少なくともいずれか1つの判定を行い、判定結果に基づいて点火時期を変更して内燃機関を制御する技術を開示している。
また、特許文献2は、内燃機関の各燃焼サイクルにおいて、燃焼室内の筒内圧を検出し、この筒内圧に基いて、燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する総熱発生量に対する各時点における熱発生量の割合からなる燃焼割合(MFB)を算出し、所定のクランク角における燃焼割合が目標値となるように、点火時期等の運転条件を変更する技術を開示している。
Further,
ところで、特許文献2に開示された技術では、筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力をPとし、当該筒内圧力Pの検出時の筒内容積をVとし、比熱比をκとした場合に、筒内圧力Pと、筒内容積Vを比熱比(所定の指数)κで累乗した値Vκとの積値P・Vκ(以下、適宜「PVκ」と記す)が、内燃機関の燃焼室内における熱発生量Qを反映することを利用して、総熱発生量に対する各クランク角θにおける熱発生量の割合(MFB)を次式により算出している。尚、次式中、STARTは燃焼開始時付近のPVκ、ENDは燃焼終了時付近のPVκを示している。
By the way, in the technique disclosed in
ここで、図9(A)は、燃焼室の一燃焼サイクルにおいて、燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する熱量の変化の一例を示すグラフであり、図9(B)は、図9(A)のデータを用いて算出した燃焼割合MFBの変化の一例を示すグラフである。 Here, FIG. 9A is a graph showing an example of a change in the amount of heat generated from the start of combustion to the end of combustion in one combustion cycle of the combustion chamber, and FIG. It is a graph which shows an example of change of combustion rate MFB computed using data of A).
図9(A)のグラフ(1)は、正常燃焼時のデータであり、グラフ(2)は失火気味の燃焼時のデータである。図9(A)から分かるように、熱発生量Qが明らかに異なる。 The graph (1) in FIG. 9A is data at the time of normal combustion, and the graph (2) is data at the time of combustion with a misfire. As can be seen from FIG. 9A, the heat generation amount Q is clearly different.
一方、図9(B)のグラフ(1)は、正常燃焼時の燃焼割合MFBであり、グラフ(2)は失火気味燃焼時の燃焼割合MFBである。図9(B)から分かるように、燃焼割合MFBについて正常燃焼時と失火燃焼時とを比較すると、両者の間に顕著な差はない。 On the other hand, the graph (1) in FIG. 9B is the combustion rate MFB at the time of normal combustion, and the graph (2) is the combustion rate MFB at the time of misfiring combustion. As can be seen from FIG. 9B, when the combustion ratio MFB is compared between normal combustion and misfire combustion, there is no significant difference between the two.
また、筒内圧に基く点火時期制御においては、例えば、上死点(TDC)後8°のクランク角θにおける燃焼割合MFBθと目標燃焼割合rMFBとの偏差を算出し、この偏差を補償するように比例積分制御により点火時期を操作する。 In the ignition timing control based on the in-cylinder pressure, for example, the deviation between the combustion ratio MFB θ and the target combustion ratio rMFB at the crank angle θ of 8 ° after the top dead center (TDC) is calculated, and this deviation is compensated. The ignition timing is controlled by proportional integral control.
しかしながら、燃焼割合MFBθと目標燃焼割合rMFBとの偏差について、正常燃焼時と失火燃焼時とを比較すると、図9(B)から分かるように、両者の間に差がない。すなわち、正常燃焼時と失火気味燃焼時とで同じ操作量で点火時期が操作されるため、精密な点火時期制御が困難という問題が存在した。 However, when the difference between the combustion ratio MFB θ and the target combustion ratio rMFB is compared between normal combustion and misfire combustion, there is no difference between the two, as can be seen from FIG. That is, there is a problem that precise ignition timing control is difficult because the ignition timing is operated with the same operation amount during normal combustion and misfiring combustion.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、筒内圧を用いてより精密に点火時期を制御でき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 in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can control ignition timing more precisely by using in-cylinder pressure.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、筒内圧検出手段により検出される筒内圧に基いて、各燃焼サイクルにおいて燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する総熱発生量と、燃焼開始から所定時点に至るまでに発生する熱発生量と、総熱発生量に対する熱発生量の割合である燃焼割合とを算出する燃焼割合算出手段と、所定時点における燃焼割合算出手段により算出される燃焼割合が目標値に追従するように点火時期を制御する点火時期制御手段と、燃焼割合を算出する際に、総熱発生量と、当該総熱発生量に関して運転条件毎に設定された標準値との比較に基いて、算出に用いる総熱発生量を補正する総熱発生量補正手段とを備えることを特徴とする。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder pressure detection means for detecting a cylinder pressure in a combustion chamber of the internal combustion engine, and a combustion from the start of combustion in each combustion cycle based on the cylinder pressure detected by the cylinder pressure detection means. Combustion rate calculation to calculate the total heat generation amount generated until the end, the heat generation amount generated from the start of combustion to the predetermined time point, and the combustion ratio that is the ratio of the heat generation amount to the total heat generation amount Means, an ignition timing control means for controlling the ignition timing so that the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means at a predetermined time follows the target value, and when calculating the combustion ratio, the total heat generation amount, A total heat generation amount correcting means for correcting the total heat generation amount used for calculation is provided on the basis of a comparison with a standard value set for each operation condition with respect to the total heat generation amount.
上記構成において、総熱発生量補正手段は、総熱発生量が標準値と所定の関係にない場合には、総熱発生量に代えて標準値を用いて燃焼割合を算出する、構成を採用できる。 In the above configuration, the total heat generation amount correcting means adopts a configuration in which, when the total heat generation amount is not in a predetermined relationship with the standard value, the combustion ratio is calculated using the standard value instead of the total heat generation amount. it can.
上記構成において、燃焼割合算出手段は、燃焼割合算出手段は、一の前記燃焼室に関して算出された複数の総熱発生量の平均値に基いて、標準値を補正する標準値補正手段を有する構成を採用でき、さらに、標準値補正手段は、複数の燃焼室に関して算出された総熱発生量の複数の平均値の一つに基いて、複数の燃焼室についてそれぞれ設定された標準値を補正する構成を採用できる。 In the above configuration, the combustion rate calculating means includes a standard value correcting means for correcting a standard value based on an average value of a plurality of total heat generation amounts calculated for one combustion chamber. Further, the standard value correcting means corrects the standard value set for each of the plurality of combustion chambers based on one of the plurality of average values of the total heat generation amounts calculated for the plurality of combustion chambers. Configuration can be adopted.
本発明によれば、筒内圧を用いた内燃機関の点火時期制御をより精密に実行可能となる。 According to the present invention, the ignition timing control of the internal combustion engine using the in-cylinder pressure can be executed more precisely.
以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたエンジン(内燃機関)の一例を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of an engine (internal combustion engine) to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied.
エンジン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ものである。エンジン1は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態のエンジン1は、例えば4気筒エンジンとして構成される。
The
各燃焼室3の吸気ポートは、吸気管(吸気マニホールド)5にそれぞれ接続され、各燃焼室3の排気ポートは、排気管(排気マニホールド)6にそれぞれ接続されている。また、エンジン1のシリンダヘッドには、吸気弁Viおよび排気弁Veが燃焼室3ごとに配設されている。各吸気弁Viは、対応する吸気ポートを開閉し、各排気弁Veは、対応する排気ポートを開閉する。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは、例えば、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構(図示省略)によって動作させられる。更に、エンジン1は、気筒数に応じた数の点火プラグ7を有し、点火プラグ7は、対応する燃焼室3内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
An intake port of each
吸気管5は、図1に示されるように、サージタンク8に接続されている。サージタンク8には、給気ラインが接続されており、給気ラインは、エアクリーナ9を介して、図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気ラインの中途(サージタンク8とエアクリーナ9との間)には、スロットルバルブ(本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ)10およびエアフローメータ21が組み込まれている。一方、排気管6には、図1に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置11aおよびNOx吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置11bが接続されている。
The
さらに、エンジン1は、複数のインジェクタ12を有し、各インジェクタ12は、図1に示されるように、対応する吸気管5の内部(吸気ポート内)に臨むように配置されている。各インジェクタ12は、各吸気管5の内部にガソリン等の燃料を噴射する。なお、本実施形態のエンジン1は、いわゆるポート噴射式のガソリンエンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明がいわゆる直噴式内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。また、本発明が、ガソリンエンジンだけではなく、ディーゼルエンジンにも適用され得ることはいうまでもない。
Further, the
上述の各点火プラグ7、スロットルバルブ10、各インジェクタ12および動弁機構等は、エンジン1の制御装置として機能するECU20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、A/DおよびD/A変換器、ならびに記憶装置等を含む。ECU20には、図1に示されるように、クランク角センサ14、エアフローメータ21や排気管6に設けられた空燃比センサ(O2センサ)16等の各種センサが電気的に接続されている。ECU20は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に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、各点火プラグ7、スロットルバルブ10、各インジェクタ12、動弁機構等を制御する。
Each of the
また、エンジン1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(筒内圧検出手段)15を、気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ15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、且つECU20に電気的に接続されている。各筒内圧センサ15は、対応する燃焼室3における筒内圧力(相対圧力)を検出し、検出値を示す信号をECU20に与える。各筒内圧センサ15の検出値は、所定時間(所定クランク角)おきにECU20に順次与えられ、絶対圧力に補正された上でECU20の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ格納保持される。
Further, the
このように構成されるエンジン1では、基本的には、運転中の各燃焼室3における燃料および空気の空燃比が理論空燃比(約14.7)に設定される。すなわち、排気管6の空燃比センサ16は、排気管6内を流通する排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧を出力しており、ECU20は、空燃比センサ16の応答遅れ等を考慮した上で、空燃比センサ16の検出値に基づいて各燃焼室3における空燃比のリッチ/リーン判定を行っている。そして、ECU20は、空燃比センサ16の検出値に基づいて燃焼室3における空燃比が理論空燃比よりも大きく(リーンに)なっていると判断すると、予め定められた手順に従ってインジェクタ12からの燃料噴射量を増量補正する。また、ECU20は、空燃比センサ16の検出値に基づいて燃焼室3における空燃比が理論空燃比よりも小さく(リッチに)なっていると判断すると、予め定められた手順に従ってインジェクタ12からの燃料噴射量を減量補正する。
In the
図2は、制御装置としてのECU20における点火時期制御系の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of an ignition timing control system in the
この点火時期制御系は、図2に示すように、点火時期制御手段としての点火時期制御部30と、燃焼割合算出手段としてのMFB算出部40と、総熱発生量補正手段としての総熱発生量補正部50とを含む。
As shown in FIG. 2, the ignition timing control system includes an ignition
点火時期制御部30は、PI制御部31、減算器32、F/F制御部33及び加算器34を含み、MFB算出部40で算出される、所定時点、例えば、上死点後8°における燃焼割合MFBθが目標燃焼割合rMFB(例えば、60%)に追従するようにエンジン1の各点火プラグ7の点火時期を制御する制御指令SAを算出する。
The ignition
PI制御部31は、減算器32により算出される目標燃焼割合rMFBと燃焼割合MFBθとの偏差Eに比例動作及び積分動作を施して加算器34へ出力する。
The
F/F制御部33は、燃焼割合MFBのフィードバック制御系の外乱特性を向上させる等の観点から、フィードフォワード補償を実行するために、エンジン1の各種運転条件、例えば、エンジン回転数NE、充填効率KL、吸気弁Viおよび/又は排気弁VeのバルブタイミングVT等の値に応じた補償量を算出して加算器34へ出力する。これにより、PI制御部31で算出された制御指令にF/F制御部33からの補償量が加算され、制御指令SAとして各点火プラグ7に与えられる。
From the viewpoint of improving the disturbance characteristics of the feedback control system of the combustion ratio MFB, the F /
MFB算出部40は、筒内圧センサ15により検出される筒内圧Pに基いて、各燃焼サイクルにおいて燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する総熱発生量THAと、燃焼開始から所定時点に至るまでに発生する熱発生量HAと、総熱発生量THAに対する熱発生量HAの割合である燃焼割合MFBとを算出する。また、MFB算出部40は、総熱発生量THAと熱発生量HAとを、筒内圧センサ15により検出される筒内圧Pと、当該筒内圧Pの検出時における筒内容積Vを所定の指数κで累乗した値との積値P・Vκに基づいて算出する。
Based on the in-cylinder pressure P detected by the in-
ここで、MFB算出部40におけるMFB算出方法について、図3を参照してさらに詳細に説明する。
Here, the MFB calculation method in the
クランク角に対する燃焼室内における熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する積値PVκの変化パターンとは図3に示すような相関を有する。図3において、実線は、所定のモデル気筒において所定の微小クランク角おきに検出された筒内圧力Pと、当該筒内圧力Pの検出時における筒内容積Vを所定の比熱比κで累乗した値との積値PVκをプロットしたものである。また、図3において、破線は、上記モデル気筒における熱発生量Qを次の(1)式に基づき、 The change pattern of the heat generation amount Q in the combustion chamber with respect to the crank angle and the change pattern of the product value PVκ with respect to the crank angle have a correlation as shown in FIG. In FIG. 3, the solid line represents the in-cylinder pressure P detected at predetermined minute crank angles in a predetermined model cylinder and the in-cylinder volume V at the time of detection of the in-cylinder pressure P raised to a power with a predetermined specific heat ratio κ. it is a plot of the product value PV κ of the value. In FIG. 3, the broken line indicates the heat generation amount Q in the model cylinder based on the following equation (1):
として算出・プロットしたものである。なお、何れの場合も、簡単のために、κ=1.32とした。また、図3において、−360°,0°および360°は、上死点に、−180°および180°は、下死点に対応する。 As calculated and plotted. In either case, for simplicity, κ = 1.32. In FIG. 3, −360 °, 0 ° and 360 ° correspond to the top dead center, and −180 ° and 180 ° correspond to the bottom dead center.
図3からわかるように、クランク角に対する熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する積値PVκの変化パターンとは、概ね一致(相似)しており、特に、筒内の混合気の燃焼開始(ガソリンエンジンでは火花点火時、ディーゼルエンジンでは圧縮着火時)の前後(例えば、図3における約−180°から約135°までの範囲)では、熱発生量Qの変化パターンと、積値PVκの変化パターンとは極めて良好に一致することがわかる。すなわち、積値PVκは燃焼室内の燃焼状態を反映した値といえる。 As can be seen from FIG. 3, the change pattern of the heat generation amount Q with respect to the crank angle and the change pattern of the product value PV κ with respect to the crank angle are substantially the same (similar), and in particular, combustion of the air-fuel mixture in the cylinder Before and after the start (at the time of spark ignition for a gasoline engine and at the time of compression ignition for a diesel engine) (for example, a range from about −180 ° to about 135 ° in FIG. 3), the change pattern of the heat generation amount Q and the product value PV It can be seen that the change pattern of κ agrees very well. That is, the product value PVκ can be said to be a value reflecting the combustion state in the combustion chamber.
上記したように、燃焼室における熱発生量Qと積値PVκとの相関があることから、これを利用して、各燃焼サイクルにおいて燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する総熱発生量THAは次式(2)により得られる。なお、次式中、STARTは燃焼開始時付近のPVκ、ENDは燃焼終了時付近のPVκを示している。 As described above, since there is a correlation between the heat generation amount Q and the product value PV κ in the combustion chamber, the total heat generation amount generated from the start of combustion to the end of combustion in each combustion cycle is utilized. THA is obtained by the following equation (2). In the following equation, START indicates PV κ near the start of combustion, and END indicates PV κ near the end of combustion.
また、各燃焼サイクルにおいて燃焼開始時点から所定のクランク角θまでに発生する熱発生量HAは次式(3)により得られる。なお、次式中、θは所定のクランク角θにおけるPVκを示している。 Further, the heat generation amount HA generated from the combustion start time to a predetermined crank angle θ in each combustion cycle is obtained by the following equation (3). In the following equation, θ represents PV κ at a predetermined crank angle θ.
したがって、総熱発生量THAに対する熱発生量HAの割合である燃焼割合MFBθは、次式(4)により得られる。 Therefore, the combustion ratio MFB θ that is the ratio of the heat generation amount HA to the total heat generation amount THA is obtained by the following equation (4).
このようにして得られる燃焼割合MFBθは、燃焼室内における燃焼の進行度合いを精密に反映するものとなる。 The combustion ratio MFB θ obtained in this way accurately reflects the degree of combustion in the combustion chamber.
図2において、総熱発生量補正部50は、燃焼割合MFBθを算出する際に、総熱発生量THAと、当該総熱発生量THAに関して運転条件毎に設定された標準値SHAとの比較に基いて、燃焼割合MFBθの算出に用いる総熱発生量THAを補正する。
In FIG. 2, when calculating the combustion rate MFB θ , the total heat generation
例えば、総熱発生量補正部50は、運転条件毎に設定された標準値SHAを、マップ値として保持している。標準値SHAは、各運転条件毎に正常燃焼するときの総熱発生量を実験等から予め測定され、マップ値として記憶されている。また、ここでの運転条件としては、エンジン回転数NE、負荷率または充填効率KL、およびバルブタイミングVT、またはこれらの情報を含む他の物理量であり、これらの運転条件に対応してマップ値がメモリに記憶されている。
For example, the total heat generation
そして、上記した(2)式から得られる総熱発生量THAがマップから得られる標準値SHAと所定の関係にないような場合には、(4)式に用いる総熱発生量THAに標準値SHAを代入する。すなわち、燃焼割合MFBθは、PVκから得られる総熱発生量THAではなく、標準値SHAを用いて求められる。なお、本発明はこの構成に限定されるわけではなく、総熱発生量THAを標準値SHAに代えるのではなく、総熱発生量THAを標準値SHAとの偏差に応じて総熱発生量THAを補正するなどの種々の態様を採用できる。 When the total heat generation amount THA obtained from the above equation (2) does not have a predetermined relationship with the standard value SHA obtained from the map, the standard value is used as the total heat generation amount THA used in the equation (4). Substitute SHA. That is, the combustion rate MFB θ is obtained using the standard value SHA, not the total heat generation amount THA obtained from PV κ . The present invention is not limited to this configuration. The total heat generation amount THA is not changed to the standard value SHA, but the total heat generation amount THA is changed according to a deviation from the standard value SHA. Various modes such as correcting the above can be adopted.
次に、燃焼割合MFBを算出する際の総熱発生量THAの補正処理の一例について図4のフローチャートを参照して説明する。なお、図4に示す処理ルーチンは所定時間毎に繰り返し実行される。 Next, an example of the correction process of the total heat generation amount THA when calculating the combustion ratio MFB will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the processing routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed every predetermined time.
先ず、ECU20内に定義された変数V1に(2)式により算出した総熱発生量THAを代入する(ステップS1)。 First, the total heat generation amount THA calculated by the equation (2) is substituted into a variable V1 defined in the ECU 20 (step S1).
次いで、ECU20内に定義された変数V2に現在の運転条件に対応したマップ値(標準値SHA)を代入する(ステップS2)。 Next, a map value (standard value SHA) corresponding to the current operating condition is substituted into a variable V2 defined in the ECU 20 (step S2).
そして、変数V1と変数V2の差の絶対値からなる偏差Xを算出し(ステップS3)、この偏差Xが所定値αよりも小さいかを判断する(ステップS4)。 Then, a deviation X consisting of an absolute value of the difference between the variable V1 and the variable V2 is calculated (step S3), and it is determined whether the deviation X is smaller than a predetermined value α (step S4).
偏差Xが所定値αよりも小さい場合には、正常燃焼状態と判断し、PVκから得られた総熱発生量THAを使用して燃焼割合MFBθを算出する(ステップS6)。 When the deviation X is smaller than the predetermined value α, it is determined that the combustion state is normal, and the combustion rate MFB θ is calculated using the total heat generation amount THA obtained from PV κ (step S6).
一方、偏差Xが所定値αよりも大きい場合には、現在の燃焼状態が失火気味燃焼状態と判断し、変数V1に変数V2の値を代入し(ステップS5)、PVκから得られた総熱発生量THAに代えて標準値SHAを使用して燃焼割合MFBθを算出する(ステップS6)。 On the other hand, when the deviation X is larger than the predetermined value α, it is determined that the current combustion state is the misfiring combustion state, the value of the variable V2 is substituted for the variable V1 (step S5), and the total obtained from PV κ The combustion rate MFB θ is calculated using the standard value SHA instead of the heat generation amount THA (step S6).
ここで、総熱発生量THAを標準値SHAを用いて補正することによる作用効果について図5を参照して説明する。 Here, the effect by correcting the total heat generation amount THA using the standard value SHA will be described with reference to FIG.
図5(A)は、燃焼室の一燃焼サイクルにおいて、燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する熱量の変化の一例を示すグラフであり、図5(B)は、図5(A)のデータを用いて図4において説明した処理にしたがって算出した燃焼割合MFBの一例を示すグラフである。なお、図5(A)のグラフ(1)は、正常燃焼時のデータであり、グラフ(2)は失火気味燃焼時のデータであり、図5(B)のグラフ(1)とグラフ(2)にそれぞれ対応している。 FIG. 5A is a graph showing an example of a change in the amount of heat generated from the start of combustion to the end of combustion in one combustion cycle of the combustion chamber, and FIG. 5B is a graph of FIG. It is a graph which shows an example of the combustion ratio MFB calculated according to the process demonstrated in FIG. 4 using data. Note that graph (1) in FIG. 5A is data during normal combustion, graph (2) is data during misfiring, and graphs (1) and (2) in FIG. ) Respectively.
図5(B)のグラフ(2)からわかるように、失火気味燃焼時の燃焼割合MFBは、総熱発生量THAに標準値SHAが用いられて算出されている、すなわち、正常燃焼時の総発熱量を用いて算出されているので、目標燃焼割合rMFBと所定のクランク角θにおける燃焼割合MFBθとの間に偏差が生じる。これにより、失火気味燃焼時において、これを正常燃焼状態に変更するような制御指令SAを上記した点火時期制御部30で精度良く算出され、失火気味燃焼状態を速やかに解消することができる。
As can be seen from the graph (2) in FIG. 5B, the combustion rate MFB at the time of misfiring is calculated using the standard value SHA as the total heat generation amount THA, that is, the total amount at the time of normal combustion. Since the calorific value is used for calculation, there is a deviation between the target combustion rate rMFB and the combustion rate MFB θ at a predetermined crank angle θ. Thereby, at the time of misfire-like combustion, a control command SA for changing this to the normal combustion state is accurately calculated by the ignition
図6は、本発明の他の実施形態に係る点火時期制御系の機能ブロック図である。なお、図6において、図2に示した点火時期制御系と同一構成部分については同一の符号を使用している。 FIG. 6 is a functional block diagram of an ignition timing control system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in the ignition timing control system shown in FIG.
図6に示す点火時期制御系は、図2に示した点火時期制御系に加えて、標準値補正手段としての標準値補正部60をさらに有する。
The ignition timing control system shown in FIG. 6 further includes a standard
標準値補正部60は、一の燃焼室に関して算出された複数の総熱発生量THAに基いて、マップ値として記憶された標準値SHAを補正する。補正の方法としては、例えば、所定数の総熱発生量THAの平均値μと変動率σを算出し、これらの値を用いて、マップ値として保持している標準値SHAを更新していくことができる。
The standard
エンジン1の経年劣化等の影響により、マップ値として保持した標準値SHAが望ましい値ではなくなる可能性があるが、標準値補正部60により標準値SHAを補正して最適化することで、経年劣化等の影響を除去することができる。
The standard value SHA held as the map value may not be a desirable value due to the influence of the
ここで、マップ値として記憶された標準値SHAの補正処理の一例を図7のフローチャートを参照して説明する。なお、図7に示す処理ルーチンは所定時間毎に繰り返し実行される。 Here, an example of the correction process of the standard value SHA stored as the map value will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing routine shown in FIG. 7 is repeatedly executed every predetermined time.
先ず、ECU20内に定義された変数V1に(2)式により算出した総熱発生量THAを代入する(ステップS11)。 First, the total heat generation amount THA calculated by the equation (2) is substituted into a variable V1 defined in the ECU 20 (step S11).
次いで、ECU20内に定義された変数V2に現在の運転条件に対応したマップ値(標準値SHA)を代入する(ステップS13)。 Next, a map value (standard value SHA) corresponding to the current operating condition is substituted into a variable V2 defined in the ECU 20 (step S13).
次いで、変数V1と変数V2の差の絶対値からなる偏差Xを算出し(ステップS14)、この偏差Xが所定値αよりも小さいかを判断する(ステップS15)。 Next, a deviation X consisting of an absolute value of the difference between the variable V1 and the variable V2 is calculated (step S14), and it is determined whether the deviation X is smaller than a predetermined value α (step S15).
偏差Xが所定値αよりも小さい場合には、正常燃焼状態と判断し、PVκから得られた総熱発生量THAを使用して燃焼割合MFBθを算出し、変数V1の値をメモリに格納する(ステップS16)。なお、算出された燃焼割合MFBθは、点火時期制御に用いられれる。 When the deviation X is smaller than the predetermined value α, it is determined that the combustion state is normal, the combustion rate MFB θ is calculated using the total heat generation amount THA obtained from PV κ, and the value of the variable V1 is stored in the memory. Store (step S16). The calculated combustion ratio MFB θ is used for ignition timing control.
偏差Xが所定値αよりも大きい場合には、現在の燃焼状態が失火気味燃焼状態と判断し、変数V1に変数V2の値を代入し(ステップS17)、PVκから得られた総熱発生量THAに代えて標準値SHAを使用して燃焼割合MFBθを算出し、このときの変数V1の値をメモリに格納する(ステップS16)。 When the deviation X is larger than the predetermined value α, it is determined that the current combustion state is a misfiring combustion state, the value of the variable V2 is substituted for the variable V1 (step S17), and the total heat generation obtained from PV κ is generated. The combustion ratio MFB θ is calculated using the standard value SHA instead of the amount THA, and the value of the variable V1 at this time is stored in the memory (step S16).
次いで、ステップS16においてメモリに格納されたn点の変数V1の値(総熱発生量)の平均値μ及び変動率(標準偏差)σを算出する(ステップS18)。 Next, an average value μ and a variation rate (standard deviation) σ of the value (total heat generation amount) of the n-point variable V1 stored in the memory in step S16 are calculated (step S18).
平均値μ、変動率σを算出した後に、カウンタnをインクリメントし(ステップS19)、カウンタnが所定値βよりも小さいかを判断し(ステップS20)、小さい場合には処理を終了する。カウンタnが所定値β以上の場合には、変数V2の値がμ±3σの範囲にあるかを判断する(ステップS21)。 After calculating the average value μ and the fluctuation rate σ, the counter n is incremented (step S19), and it is determined whether the counter n is smaller than the predetermined value β (step S20). If the counter n is greater than or equal to the predetermined value β, it is determined whether or not the value of the variable V2 is in the range of μ ± 3σ (step S21).
変数V2の値がμ±3σの範囲にある場合には、変数V2に平均値μを代入して変数V2を更新し(ステップS22)、カウンタnをリセットしたのちに、上記ステップS14以降の処理を実行する。すなわち、変数V2にはマップ値に代えて平均値μが用いられ、標準値SHAが補正(更新)される。 When the value of the variable V2 is in the range of μ ± 3σ, the variable V2 is updated by substituting the average value μ into the variable V2 (step S22), and after resetting the counter n, the processing after step S14 is performed. Execute. That is, the average value μ is used for the variable V2 instead of the map value, and the standard value SHA is corrected (updated).
変数V2の値がμ±3σの範囲にない場合には、上記ステップS13以降の処理を実行する。すなわち、変数V2には、マップ値が代入される。 When the value of the variable V2 is not in the range of μ ± 3σ, the processing after step S13 is executed. That is, the map value is substituted for the variable V2.
上記処理によれば、マップ値としての標準値SHAが現在の燃焼状態に応じて補正、更新されるので、エンジン1の経年劣化等の影響を除去することができる。
According to the above processing, the standard value SHA as the map value is corrected and updated according to the current combustion state, so that the influence of the
次に、マップ値として記憶された標準値SHAの補正処理の他の例を図8のフローチャートを参照して説明する。なお、図8に示す処理のステップS30以外は、図7に示す処理と同様である。 Next, another example of the correction process of the standard value SHA stored as the map value will be described with reference to the flowchart of FIG. The process is the same as that shown in FIG. 7 except for step S30 of the process shown in FIG.
図8に示すように、ステップS20の処理において、カウンタnの値がβに達した場合には、複数気筒のそれぞれについて算出された総熱発生量の平均値μ及び変動率σのうち、最大値をとる気筒の平均値μ及び変動率σを選択する(ステップS30)。 As shown in FIG. 8, when the value of the counter n reaches β in the process of step S20, the maximum value of the average value μ and the variation rate σ of the total heat generation amount calculated for each of the plurality of cylinders is the maximum. The average value μ and the variation rate σ of the cylinders that take values are selected (step S30).
これにより、全ての気筒の標準値SHAが共通の平均値μにより補正されることになり、さらに精度の高い燃焼割合MFBθの算出が可能となる。 As a result, the standard value SHA of all the cylinders is corrected by the common average value μ, and the combustion ratio MFB θ can be calculated with higher accuracy.
1…エンジン
2…シリンダブロック
3…燃焼室
4…ピストン
5…吸気管
7…点火プラグ
8…サージタンク
9…エアクリーナ
10…スロットルバルブ
12…インジェクタ
30…点火時期制御部
31…PI制御部
32…減算器
33…F/F制御部
34…加算器
40…MFB算出部
50…総熱発生量補正部
60…標準値補正部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記筒内圧検出手段により検出される筒内圧に基いて、各燃焼サイクルにおいて燃焼開始から燃焼終了に至るまでに発生する総熱発生量と、燃焼開始から所定の時点に至るまでに発生する熱発生量と、前記総熱発生量に対する前記熱発生量の割合である燃焼割合とを算出する燃焼割合算出手段と、
前記所定時点における前記燃焼割合算出手段により算出される前記燃焼割合が目標値に追従するように点火時期を制御する点火時期制御手段と、
前記燃焼割合を算出する際に、前記総熱発生量と、当該総熱発生量に関して運転条件毎に設定された標準値との比較に基いて、算出に用いる前記総熱発生量を補正する総熱発生量補正手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means, the total heat generation amount generated from the start of combustion to the end of combustion in each combustion cycle, and the heat generation generated from the start of combustion to a predetermined time point A combustion rate calculating means for calculating an amount and a combustion rate that is a ratio of the heat generation amount to the total heat generation amount;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing so that the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means at the predetermined time follows a target value;
When calculating the combustion rate, based on a comparison between the total heat generation amount and a standard value set for each operating condition with respect to the total heat generation amount, a total amount for correcting the total heat generation amount used for the calculation is calculated. A control device for an internal combustion engine, comprising: a heat generation amount correction unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008236666A JP2010071107A (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008236666A JP2010071107A (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010071107A true JP2010071107A (en) | 2010-04-02 |
Family
ID=42203138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008236666A Pending JP2010071107A (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010071107A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017025777A (en) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
CN106574562A (en) * | 2014-08-07 | 2017-04-19 | 丰田自动车株式会社 | Combustion control device for internal combustion engine |
-
2008
- 2008-09-16 JP JP2008236666A patent/JP2010071107A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106574562A (en) * | 2014-08-07 | 2017-04-19 | 丰田自动车株式会社 | Combustion control device for internal combustion engine |
US20180149097A1 (en) * | 2014-08-07 | 2018-05-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control device for internal combustion engine |
US10612478B2 (en) * | 2014-08-07 | 2020-04-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control device for internal combustion engine |
JP2017025777A (en) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008274883A (en) | Control device of internal combustion engine | |
EP1813798A1 (en) | Control device for internal combustion engine and air-fuel ratio calculation method | |
JP2007040207A (en) | Controller for internal combustion engine | |
JP4803100B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US7377262B2 (en) | Air-fuel ratio controlling apparatus for an engine | |
WO2005014993A1 (en) | Control device and misfire determination method for internal combustion engine | |
JP4281445B2 (en) | Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
JP4605060B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5381755B2 (en) | In-cylinder pressure sensor output correction device | |
JP4022885B2 (en) | Control device for internal combustion engine and method for calculating intake air amount of internal combustion engine | |
JP5331613B2 (en) | In-cylinder gas amount estimation device for internal combustion engine | |
JP4507975B2 (en) | Engine control device | |
JP2008025404A (en) | Calibrating device for cylinder pressure sensor | |
JP4646819B2 (en) | Abnormality determination device for internal combustion engine | |
JP2012207656A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2008025406A (en) | Controller of internal combustion engine | |
JP2005207407A (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2010071107A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2010174705A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4375213B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2008297922A (en) | Internal combustion engine controlling device | |
JP4385323B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2010112225A (en) | Combustion control device of diesel engine | |
JP2006097588A (en) | Control device for internal combustion engine and method for calculating air fuel ratio | |
JP2010229928A (en) | Ignition timing control device of internal combustion engine |