JP2010127134A - Cylinder egr ratio estimating device of engine, cylinder egr ratio estimating method, ignition timing control device and ignition timing control method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの筒内EGR率を推定する装置及び方法並びに推定された筒内EGR率を用いて点火時期を制御する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for estimating an in-cylinder EGR rate of an engine and an apparatus and method for controlling an ignition timing using the estimated in-cylinder EGR rate.
最適な時期で点火するには、筒内の燃焼速度に影響する筒内EGR率を正確に推定する必要がある。特許文献1では、吸気スロットルの開度に基づいて演算した吸気スロットル開口面積と、EGRバルブのステップ数に基づいて演算したEGRバルブ開口面積と、の比から定常状態の筒内EGR率を算出している。また過渡状態の筒内EGR率は、定常状態の筒内EGR率に対して無駄時間及び一次遅れを補正することで算出していた。
しかしながら、従来のように過渡状態の筒内EGR率を推定し、その推定値に基づいて点火時期を制御しても、所望の特性が得られないことが本件発明者らによって知見された。 However, the present inventors have found that the desired characteristics cannot be obtained even if the in-cylinder EGR rate in the transient state is estimated as in the past and the ignition timing is controlled based on the estimated value.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、過渡状態の筒内EGR率を精度よく推定することができるエンジンの筒内EGR率推定装置及び筒内EGR率推定方法を提供するとともに、その筒内EGR率を用いることで点火時期を最適に制御することができる点火時期制御装置及び点火時期制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an in-cylinder EGR rate estimation device and an in-cylinder EGR rate estimation for an engine that can accurately estimate the in-cylinder EGR rate in a transient state. It is an object of the present invention to provide an ignition timing control device and an ignition timing control method capable of optimally controlling the ignition timing by using the in-cylinder EGR rate.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、エンジンから排出されて排気通路を流れる既燃ガスを、吸気通路に還流して筒内に再循環させるEGR装置を備えるエンジンの気筒ごとの筒内EGR率を推定するEGR率推定装置であって、エンジンを過渡運転したときの筒内EGR率変化の無駄時間及び一次遅れを、エンジンの過渡運転状態に応じて気筒ごとに記憶しておく記憶手段(#33111〜#33114,#33121〜#33124,#33211〜#33214,#33221〜#33224)と、前記気筒ごとに記憶されている無駄時間及び一次遅れに基づいて、気筒ごとの筒内過渡EGR率を推定する気筒別過渡EGR率推定手段(#3)と、を有することを特徴とする。 The present invention provides an EGR rate estimation device that estimates an in-cylinder EGR rate for each cylinder of an engine, which includes an EGR device that recirculates burnt gas discharged from an engine and flowing through an exhaust passage to an intake passage and recirculates the in-cylinder. The storage means (# 33111 to # 33114, # 33121) stores the dead time and first-order lag of the in-cylinder EGR rate change when the engine is transiently operated for each cylinder according to the transient operation state of the engine. To # 33124, # 33211 to # 33214, # 33221 to # 33224) and cylinder-by-cylinder transient EGR for estimating the in-cylinder transient EGR rate for each cylinder based on the dead time and first-order delay stored for each cylinder. Rate estimation means (# 3).
本発明によれば、予め記憶してあるエンジンを過渡運転したときの筒内EGR率変化の無駄時間及び一次遅れを用いることで、気筒ごとの筒内過渡EGR率を正確に推定できる。またこの気筒ごとの筒内過渡EGR率を用いて各気筒の点火時期を気筒ごとに個別に制御することで、すべての気筒について過渡時の点火時期を最適に制御することができる。 According to the present invention, the in-cylinder transient EGR rate for each cylinder can be accurately estimated by using the dead time and first-order delay of the in-cylinder EGR rate change when the engine stored in advance is transiently operated. Further, by controlling the ignition timing of each cylinder individually for each cylinder using the in-cylinder transient EGR rate for each cylinder, the ignition timing at the time of transition can be optimally controlled for all the cylinders.
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明によるエンジンの筒内EGR率推定装置を使用するエンジンの一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of an engine that uses an in-cylinder EGR rate estimating apparatus for an engine according to the present invention.
エンジン10は、吸気通路20及び排気通路30が接続され排ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation;以下「EGR」と略す)装置40を含む。エンジン10は、第1気筒11と、第2気筒12と、第3気筒13と、第4気筒14と、を備える直列4気筒エンジンである。第1気筒11は、クランクシャフト15の先端(図1では左端)に設けられたクランクシャフトプーリ16に近設された気筒である。第1気筒11には第1点火プラグ51が設けられる。第2気筒12は、第1気筒11に隣設された気筒である。第2気筒12には第2点火プラグ52が設けられる。第3気筒13は、第2気筒12に隣設された気筒である。第3気筒13には第3点火プラグ53が設けられる。第4気筒14は、第3気筒13に隣設された気筒である。第4気筒14には第4点火プラグ54が設けられる。エンジン10の点火順序は、第1気筒11→第3気筒13→第4気筒14→第2気筒12である。
The
吸気通路20の第1吸気ポートには第1燃料噴射弁21が設けられる。第2吸気ポートには第2燃料噴射弁22が設けられる。第3吸気ポートには第3燃料噴射弁23が設けられる。第4吸気ポートには第4燃料噴射弁24が設けられる。吸気通路20の上流側には吸気スロットル25が配置される。吸気スロットル25は、第4気筒側に存在し、第1気筒11からは離れている。吸気スロットル25の開度は、開度センサによって検出される。この検出信号に基づいて吸気スロットル開口面積が演算される。
A first
EGR装置40は、EGR通路41と、EGRバルブ42と、を含む。
The EGR
EGR通路41は、排気通路30と吸気通路20とをつなぐ。排気通路30にはEGRガス回収口43が開口する。吸気通路20には、吸気スロットル25よりも下流側にEGRガス放出口44が開口する。エンジン運転中は、吸気通路20は負圧であり、排気通路30は正圧である。この差圧によって排気通路30を流れる排ガスの一部がEGRガス回収口43→EGR通路41→EGRガス放出口44を介して吸気通路20に放出される。
The EGR
EGRバルブ42は、EGR通路41の途中に設けられる。EGRバルブ42は、ステッピングモータによって開閉する。ステッピングモータのステップ数に基づいてEGRバルブ42の開口面積を演算できる。
The
コントローラ70は、吸気スロットル25の開度に基づいて吸気スロットル開口面積を演算する。コントローラ70は、ステッピングモータのステップ数に基づいてEGRバルブ42の開口面積を演算する。そしてこれらの演算値などに基づいて気筒ごとのEGR率を演算する。具体的な内容は後述する。コントローラ70は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ70を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
The
図2は、コントローラの筒内EGR率推定にかかる機能をブロック図として表したものである。 FIG. 2 is a block diagram showing functions related to the estimation of the in-cylinder EGR rate of the controller.
コントローラ70は、点火時期補正用開口面積TEGRARを演算する(#1)。より具体的にはコントローラ70は、吸気スロットル駆動制御によって駆動された吸気スロットル開度を検出し(#11)、その開度に基づいて開口面積ATPO1を算出する(#12)。またコントローラ70は、回転負荷を検出し(#13)、その回転負荷に基づいて係数KQEGRを算出する(#14)。そして開口面積ATPO1(#12)及び係数KQEGR(#14)に基づいて点火時期補正用開口面積TEGRARを算出する(#1)。
The
次にコントローラ70は、実EGR率を推定する(#2)。より具体的にはコントローラ70は、EGRバルブ駆動制御によって駆動されたEGRバルブ用ステッピングモータのステップ数に基づいて(#22)、EGRバルブ開口面積REGRARを演算する(#23)。そのEGRバルブ開口面積REGRAR(#23)及び点火時期補正用開口面積TEGRAR(#1)に基づいて実EGR率を推定する(#2)。
Next, the
さらにコントローラ70は、第1気筒実EGR率RATEGR1、第2気筒実EGR率RATEGR2、第3気筒実EGR率RATEGR3及び第4気筒実EGR率RATEGR4を推定する(#3)。より具体的にはコントローラ70は、燃料カット実行フラグFCCYLが1(燃料噴射停止)から0(燃料カットを停止、すなわち燃料噴射開始)になったら(#31)、その時点からのサイクル数をカウントし(#32)、サイクル数が所定値DCLEGFC#未満であれば(#331)、特性マップを参照して、第1気筒の噴射開始直後無駄時間(#33111)及び噴射開始直後一次遅れ(#33121)、第2気筒の噴射開始直後無駄時間(#33112)及び噴射開始直後一次遅れ(#33122)、第3気筒の噴射開始直後無駄時間(#33113)及び噴射開始直後一次遅れ(#33123)、並びに第4気筒の噴射開始直後無駄時間(#33114)及び噴射開始直後一次遅れ(#33124)を求める。特性マップの内容は後述する。
Further, the
またサイクル数が所定値DCLEGFC#以上であれば(#332)、特性マップを参照して、第1気筒のサイクル経過後無駄時間(#33211)及びサイクル経過後一次遅れ(#33221)、第2気筒のサイクル経過後無駄時間(#33212)及びサイクル経過後一次遅れ(#33222)、第3気筒のサイクル経過後無駄時間(#33213)及びサイクル経過後一次遅れ(#33223)、並びに第4気筒のサイクル経過後無駄時間(#33214)及びサイクル経過後一次遅れ(#33224)を求める。 If the number of cycles is equal to or greater than the predetermined value DCLEGFC # (# 332), referring to the characteristic map, the dead time after the cycle of the first cylinder (# 33211), the first-order delay after the cycle (# 33221), the second Cylinder dead time after cycle elapse (# 33212) and first delay after cycle elapse (# 33222), third cylinder dead time after cycle elapse (# 33213), first cycle delay after cycle elapse (# 33223), and fourth cylinder The dead time after the elapse of the cycle (# 33214) and the first order delay (# 33224) after the elapse of the cycle are obtained.
図3は燃料噴射を停止してから燃料噴射を再開したときに気筒を流れるガスについて説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the gas flowing through the cylinder when the fuel injection is resumed after the fuel injection is stopped.
たとえば車両走行中にドライバがアクセルペダルを戻すと燃料噴射が停止される。この状態では図3(A)に示すように、空気(破線)がエンジン10の各気筒に供給され続ける。このときエンジン10の各気筒から排出され排気通路30を流れるガスも空気である。この空気が排気通路30からEGR通路41を介して吸気通路20に放出される。
For example, fuel injection is stopped when the driver returns the accelerator pedal while the vehicle is running. In this state, air (broken line) continues to be supplied to each cylinder of the
ドライバがアクセルペダルを踏み込むと燃料噴射が再開される。すると混合気がエンジン10の各気筒に供給されて燃焼する。そして図3(B)に示すように、エンジン10の各気筒から既燃ガス(実線)が排出される。ただし燃料噴射を再開した直後は、まだ既燃ガスはEGR通路41を流れていない。
When the driver depresses the accelerator pedal, fuel injection is resumed. Then, the air-fuel mixture is supplied to each cylinder of the
燃料噴射が再開されてから、ある程度の時間が経過すると、図3(C)に示すように、排気通路30を流れる既燃ガスの一部がEGR通路41を介して吸気通路20に放出される。ただし図3(C)に示した時点では、EGRガスは、まだエンジン10の各気筒まで還流していない。
When a certain amount of time elapses after the fuel injection is resumed, a part of the burned gas flowing through the
燃料噴射が再開されてから、十分な時間が経過すると、図3(D)に示すように、吸気通路20に放出されたEGRガスが空気とともにエンジン10の各気筒へ還流することとなる。
When a sufficient time has elapsed after the fuel injection is resumed, as shown in FIG. 3 (D), the EGR gas released into the
図4は燃料噴射を停止してから再開したときにエンジンの各気筒の筒内EGR率の変化をシミュレーションした結果を示す図である。なおプロットの時間間隔は0.12秒である。 FIG. 4 is a diagram showing a result of simulating a change in the in-cylinder EGR rate of each cylinder of the engine when the fuel injection is stopped and then restarted. The time interval of the plot is 0.12 seconds.
時刻t0までは、燃料噴射を停止中である。このときは図3(A)の状態であり、エンジン各気筒の筒内EGR率はゼロである。 Until time t0, fuel injection is stopped. At this time, the state is as shown in FIG. 3A, and the in-cylinder EGR rate of each cylinder of the engine is zero.
時刻t0で燃料噴射を再開するとエンジン各気筒から既燃ガスが排出されるものの、十分な時間が経過するまでは、図3(B)及び図3(C)の状態であり、エンジン各気筒の筒内EGR率はゼロのままである。 When fuel injection is resumed at time t0, burnt gas is discharged from each engine cylinder, but until a sufficient time has passed, the state of FIGS. 3 (B) and 3 (C) is maintained. The in-cylinder EGR rate remains zero.
そして十分な時間が経過して時刻t1を越えると、エンジン各気筒にEGRガスが還流し、第4気筒、第2気筒、第3気筒の筒内EGR率が増加する。また時刻t2を越えると第1気筒の筒内EGR率が増加する。燃料噴射を開始したときから筒内EGR率が変化し始めるまでの時間が無駄時間である。また筒内EGR率が変化し始めてから収束するまでの時間が一次遅れである。なお第4気筒、第2気筒、第3気筒の無駄時間が同一であるが、これはプロットの時間間隔は0.12秒と比較的大きいためである。すなわち第4気筒、第2気筒、第3気筒の無駄時間は、時刻t1以降時刻t2までの所定時間であり、第4気筒の無駄時間よりも第2気筒の無駄時間が長く、さらに第3気筒の無駄時間が長い。しかしながらプロットの時間間隔は0.12秒と比較的大きいので、すべて同じ時間に重なってしまっている。時間間隔を短くすれば、無駄時間の精度を向上できる。また第1気筒の無駄時間は、時刻t2以降時刻t2プラス0.12秒までの所定時間である。 When sufficient time elapses and time t1 is exceeded, EGR gas recirculates to each cylinder of the engine, and the in-cylinder EGR rates of the fourth cylinder, the second cylinder, and the third cylinder increase. When the time t2 is exceeded, the in-cylinder EGR rate of the first cylinder increases. The time from the start of fuel injection until the in-cylinder EGR rate starts to change is a dead time. Further, the time from when the in-cylinder EGR rate starts to change until it converges is a first order lag. The dead time of the fourth cylinder, the second cylinder, and the third cylinder is the same because the time interval of the plot is relatively large at 0.12 seconds. That is, the dead time of the fourth cylinder, the second cylinder, and the third cylinder is a predetermined time from time t1 to time t2, and the dead time of the second cylinder is longer than the dead time of the fourth cylinder. The wasted time is long. However, since the time intervals of the plots are relatively large at 0.12 seconds, they all overlap the same time. If the time interval is shortened, the precision of dead time can be improved. The dead time of the first cylinder is a predetermined time from time t2 to time t2 plus 0.12 seconds.
またエンジン10の点火順序は、上述した通り、第1気筒→第3気筒→第4気筒→第2気筒→第1気筒→・・・である。したがって筒内EGR率も、吸気行程の順番で第4気筒→第2気筒→第1気筒→第3気筒と変化しそうである。しかしながら実際は図4に示されているように、第4気筒→第2気筒→第3気筒→第1気筒の順番で変化している。第1気筒と第3気筒との順番が入れ替わっている。これは第1気筒が第3気筒よりもEGRガス放出口44から遠く離れているので、EGRガス放出口44から放出されたEGRガスは、吸気行程の順番にかかわらず、第1気筒よりも先に第3気筒に吸入されるためである。
As described above, the ignition order of the
図5はEGRバルブを微小開度から開度を増したときのエンジン各気筒の筒内EGR率の変化をエンジン回転速度ごとにシミュレーションした結果を示す図であり、図5(A)はエンジン回転速度が1000rpm、図5(B)はエンジン回転速度が1600rpm、図5(C)はエンジン回転速度が3200rpmである。 FIG. 5 is a diagram showing a result of simulating the change in the in-cylinder EGR rate of each engine cylinder when the EGR valve is increased from a very small opening degree for each engine speed, and FIG. The speed is 1000 rpm, FIG. 5B shows the engine rotation speed of 1600 rpm, and FIG. 5C shows the engine rotation speed of 3200 rpm.
図5(A)に示すようにエンジン回転速度が1000rpmのときは、時刻t0までEGRバルブの開度は微小であり、筒内EGR率が2%ほどである。時刻t0でEGRバルブの開度を拡大すると、EGRバルブを介してEGRガス放出口44から吸気通路20に放出されるEGRガス量が増えるものの、十分な時間が経過しなければエンジン各気筒までには還流しない。そして十分な時間が経過して時刻t11を越えると、エンジン各気筒に還流するEGRガス量が増大し、第4気筒、第2気筒、第3気筒の筒内EGR率が増加する。また時刻t12を越えると第1気筒の筒内EGR率が増加する。EGRバルブの開度を変更してから筒内EGR率が変化し始めるまでの時間が無駄時間である。また筒内EGR率が変化し始めてから収束するまでの時間が一次遅れである。
As shown in FIG. 5A, when the engine speed is 1000 rpm, the opening degree of the EGR valve is very small until time t0, and the in-cylinder EGR rate is about 2%. When the opening degree of the EGR valve is increased at time t0, the amount of EGR gas discharged from the EGR
図5(B)に示すようにエンジン回転速度が1600rpmのときは、時刻t0でEGRバルブの開度を拡大し、十分な時間が経過して時刻t21を越えると、エンジン各気筒に還流するEGRガス量が増大し、第4気筒、第2気筒、第3気筒の筒内EGR率が増加する。また時刻t22を越えると第1気筒の筒内EGR率が増加する。図5(A)と比較すると無駄時間が小さくなっていることが分かる。また一次遅れも小さくなっていることが分かる。 As shown in FIG. 5B, when the engine speed is 1600 rpm, the opening of the EGR valve is expanded at time t0, and when a sufficient time has passed and time t21 is exceeded, EGR is returned to each engine cylinder. The gas amount increases, and the in-cylinder EGR rate of the fourth cylinder, the second cylinder, and the third cylinder increases. When the time t22 is exceeded, the in-cylinder EGR rate of the first cylinder increases. Compared to FIG. 5A, it can be seen that the dead time is reduced. It can also be seen that the first order lag is also reduced.
図5(C)に示すようにエンジン回転速度が3200rpmのときは、時刻t0でEGRバルブの開度を拡大し、十分な時間が経過して時刻t31を越えると、エンジン各気筒に還流するEGRガス量が増大し、第4気筒、第2気筒、第3気筒の筒内EGR率が増加する。また時刻t32を越えると第1気筒の筒内EGR率が増加する。図5(B)と比較すると無駄時間がさらに小さくなっていることが分かる。また一次遅れもさらに小さくなっていることが分かる。 As shown in FIG. 5C, when the engine rotation speed is 3200 rpm, the opening of the EGR valve is expanded at time t0, and when a sufficient time has passed and time t31 is exceeded, EGR is returned to each cylinder of the engine. The gas amount increases, and the in-cylinder EGR rate of the fourth cylinder, the second cylinder, and the third cylinder increases. When the time t32 is exceeded, the in-cylinder EGR rate of the first cylinder increases. It can be seen that the dead time is further reduced as compared with FIG. It can also be seen that the first-order lag is even smaller.
図5は、EGRバルブを微小開度から開度を増したときのエンジン各気筒の筒内EGR率の変化を示したものであるが、変化の傾向は燃料噴射を停止してから再開したときも同様である。すなわちエンジン回転速度が大きいほど無駄時間及び一次遅れが小さくなる。 FIG. 5 shows a change in the in-cylinder EGR rate of each cylinder of the engine when the EGR valve is increased from a very small opening degree. The tendency of the change is when the fuel injection is stopped and restarted. Is the same. That is, as the engine speed increases, the dead time and first-order lag decrease.
また燃料噴射停止中は図3(A)の状態であり、燃料噴射を再開後に既燃ガスが気筒から排出されるので、燃料噴射を再開したときから筒内EGR率が変化し始めるまでの時間である無駄時間が長い。すなわち燃料噴射を再開直後の噴射開始直後無駄時間(#33111、#33112、#33113、#33114)は、比較的大きいのである。 3A when the fuel injection is stopped, and the burned gas is discharged from the cylinder after the fuel injection is restarted. Therefore, the time from when the fuel injection is restarted until the in-cylinder EGR rate starts to change. The dead time is long. That is, the dead time immediately after the start of fuel injection (# 33111, # 33112, # 33113, # 33114) immediately after resuming fuel injection is relatively large.
これに対して燃料噴射を再開してからある程度のサイクルが経過した後は、排気通路30からEGRガス回収口43、EGRバルブ42まで多くの既燃ガスが流れている。しかしながらEGRバルブ42で流量が絞られていてEGRバルブ42からEGRガス放出口44、吸気通路20を流れるEGRガスが少なくなっている。この状態からEGRバルブ42の開度を拡大すると、EGRバルブの開度を変更してから筒内EGR率が変化し始めるまでの時間である無駄時間が比較的短時間で、EGRガスが各気筒に還流する。
On the other hand, after a certain cycle has elapsed since the fuel injection was resumed, a large amount of burned gas flows from the
無駄時間及び一次遅れには、燃料噴射を再開してからの経過サイクルやエンジン回転速度などの運転状態によって以上の傾向が見られる。具体的な数値はシミュレーションや実験を通じて設定し特性マップとしてROMに格納しておけばよい。 The above-mentioned tendency is observed in the dead time and the primary delay depending on the operation state such as the elapsed cycle after restarting the fuel injection and the engine speed. Specific numerical values may be set through simulations and experiments and stored in the ROM as a characteristic map.
続いて本実施形態による効果を説明する。はじめに本実施形態の理解を容易にするために図7を参照して比較形態について説明する。 Then, the effect by this embodiment is demonstrated. First, in order to facilitate understanding of the present embodiment, a comparative embodiment will be described with reference to FIG.
時刻t0までは燃料噴射を停止しておき時刻t0で燃料噴射を再開する(図7(A))。このとき実際の各気筒の筒内EGR率は、図7(B)に細実線で示したように変化する。これに対して比較形態では代表気筒の筒内EGR率を推定するだけであった。図7では第3気筒を代表気筒とし、その第3気筒の筒内EGR率を太実線のように推定する。そしてこの推定EGR率に基づいて、全気筒の点火時期を一律に制御していた。このように点火時期を制御すると、代表気筒である第3気筒の点火時期は、図7(C−3)のように最適点火時期に一致する。しかしながら第4気筒では図7(C−1)のように破線で示した最適点火時期に対して遅角側にズレてしまう。第2気筒でも図7(C−2)のように破線で示した最適点火時期に対して遅角側にズレてしまう。第1気筒では図7(C−4)のように破線で示した最適点火時期に対して進角側にズレてしまう。 Fuel injection is stopped until time t0, and fuel injection is resumed at time t0 (FIG. 7A). At this time, the actual in-cylinder EGR rate of each cylinder changes as shown by a thin solid line in FIG. On the other hand, in the comparative embodiment, only the in-cylinder EGR rate of the representative cylinder is estimated. In FIG. 7, the third cylinder is the representative cylinder, and the in-cylinder EGR rate of the third cylinder is estimated as indicated by a thick solid line. Based on the estimated EGR rate, the ignition timing of all cylinders is uniformly controlled. When the ignition timing is controlled in this way, the ignition timing of the third cylinder, which is the representative cylinder, matches the optimal ignition timing as shown in FIG. 7 (C-3). However, in the fourth cylinder, as shown in FIG. 7 (C-1), the optimum ignition timing indicated by the broken line is shifted to the retard side. Even in the second cylinder, as shown in FIG. 7 (C-2), the optimum ignition timing indicated by the broken line is shifted to the retard side. In the first cylinder, as shown in FIG. 7 (C-4), the optimum ignition timing indicated by the broken line is shifted to the advance side.
図6は、本実施形態で推定した筒内EGR率によって点火時期を制御したときのタイミングチャートを示す図である。 FIG. 6 is a timing chart when the ignition timing is controlled by the in-cylinder EGR rate estimated in the present embodiment.
時刻t0までは燃料噴射を停止しておき時刻t0で燃料噴射を再開する(図6(A))。このとき実際の各気筒の筒内EGR率は、図6(B)に細実線で示したように変化する。これに対して本実施形態では気筒ごとに筒内EGR率を推定する。そして気筒ごとの推定EGR率に基づいて各気筒の点火時期を個別に制御する。このようにすることで、図7(C−1)〜図7(C−4)に示すように各気筒の点火時期が最適点火時期に一致するようになったのである。 The fuel injection is stopped until time t0, and the fuel injection is restarted at time t0 (FIG. 6A). At this time, the actual in-cylinder EGR rate of each cylinder changes as shown by a thin solid line in FIG. In contrast, in this embodiment, the in-cylinder EGR rate is estimated for each cylinder. Then, the ignition timing of each cylinder is individually controlled based on the estimated EGR rate for each cylinder. By doing so, as shown in FIGS. 7 (C-1) to 7 (C-4), the ignition timing of each cylinder coincides with the optimum ignition timing.
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。 Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.
たとえば、上記説明においてはEGRバルブの開度が大きくなる場合を例示して説明したが、小さくなる場合であっても同様の技術思想を適用できる。 For example, in the above description, the case where the opening degree of the EGR valve is increased is described as an example, but the same technical idea can be applied even when the opening is decreased.
また上記説明においては燃料噴射を停止から開始する場合を例示して説明したが、燃料を噴射から停止する場合であっても同様の技術思想を適用できる。 In the above description, the case where fuel injection is started from the stop has been described as an example, but the same technical idea can be applied even when the fuel is stopped from injection.
さらにエンジンの気筒数も例示に過ぎず6気筒エンジンや8気筒エンジンであってもよい。 Furthermore, the number of cylinders of the engine is merely an example, and a 6-cylinder engine or an 8-cylinder engine may be used.
10 エンジン
40 排ガス再循環(EGR)装置
70 コントローラ
#33111〜#33114 噴射開始直後無駄時間記憶手段
#33121〜#33124 噴射開始直後一次遅れ記憶手段
#33211〜#33214 サイクル経過後無駄時間記憶手段
#33221〜#33224 サイクル経過後一次遅れ記憶手段
#3 気筒別過渡EGR率推定手段
10
Claims (7)
エンジンを過渡運転したときの筒内EGR率変化の無駄時間及び一次遅れを、エンジンの過渡運転状態に応じて気筒ごとに記憶しておく記憶手段と、
前記気筒ごとに記憶されている無駄時間及び一次遅れに基づいて、気筒ごとの筒内過渡EGR率を推定する気筒別過渡EGR率推定手段と、
を有するエンジンの筒内EGR率推定装置。 An EGR rate estimating device that estimates an in-cylinder EGR rate for each cylinder of an engine, which includes an EGR device that recirculates burnt gas discharged from an engine and flowing through an exhaust passage to an intake passage and recirculates it into the cylinder,
Storage means for storing, for each cylinder, the dead time and first-order lag of the in-cylinder EGR rate change when the engine is transiently operated, according to the transient operation state of the engine;
A cylinder-by-cylinder transient EGR rate estimation means for estimating an in-cylinder transient EGR rate for each cylinder based on the dead time and first-order delay stored for each cylinder;
An in-cylinder EGR rate estimation device for an engine having
前記記憶手段は、燃料噴射を継続中にEGRバルブの開度を変更した過渡運転状態の無駄時間よりも、燃料噴射を停止から開始した過渡運転状態の無駄時間を大きい値として記憶する、
ことを特徴とするエンジンの筒内EGR率推定装置。 The in-cylinder EGR rate estimation device for an engine according to claim 1,
The storage means stores the dead time in the transient operation state in which the fuel injection is started from the stop as a larger value than the dead time in the transient operation state in which the opening degree of the EGR valve is changed while continuing the fuel injection.
An in-cylinder EGR rate estimation device for an engine characterized by the above.
前記記憶手段は、エンジン回転速度が速いほど、無駄時間及び一次遅れを小さい値として記憶する、
ことを特徴とするエンジンの筒内EGR率推定装置。 In the in-cylinder EGR rate estimation device for an engine according to claim 1 or 2,
The storage means stores the dead time and the first-order lag as small values as the engine rotation speed increases.
An in-cylinder EGR rate estimation device for an engine characterized by the above.
前記記憶手段は、第1気筒−第2気筒−第3気筒−第4気筒の順番でEGRガス放出口から離れている場合であって、点火順序が1−3−4−2であるときに、気筒別無駄時間を第4気筒−第2気筒−第3気筒−第1気筒の順番で小さい値として記憶する、
ことを特徴とするエンジンの筒内EGR率推定装置。 The in-cylinder EGR rate estimation device for an engine according to any one of claims 1 to 3,
The storage means is in the case of being away from the EGR gas discharge port in the order of the first cylinder-second cylinder-third cylinder-fourth cylinder, and when the ignition order is 1-3-4-2. The cylinder-specific dead time is stored as a small value in the order of the fourth cylinder-second cylinder-third cylinder-first cylinder.
An in-cylinder EGR rate estimation device for an engine characterized by the above.
前記気筒別過渡EGR率に応じて各気筒の点火時期を気筒ごとに個別に制御する点火時期制御手段を有する、
ことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。 An apparatus for controlling an ignition timing using a cylinder-by-cylinder transient EGR rate estimated by an in-cylinder EGR rate estimation device for an engine according to any one of claims 1 to 4,
Ignition timing control means for individually controlling the ignition timing of each cylinder according to the cylinder-by-cylinder transient EGR rate;
An ignition timing control device for an engine.
エンジンを過渡運転したときの筒内EGR率変化の無駄時間及び一次遅れを、エンジンの過渡運転状態に応じて気筒ごとに記憶しておく記憶工程と、
前記気筒ごとに記憶されている無駄時間及び一次遅れに基づいて、気筒ごとの過渡EGR率を推定する気筒別過渡EGR率推定工程と、
を有するエンジンの筒内EGR率推定方法。 An EGR rate estimation method for estimating an in-cylinder EGR rate for each cylinder of an engine including an EGR device that recirculates burnt gas discharged from an engine and flowing through an exhaust passage to an intake passage and recirculates the in-cylinder,
A storage step of storing, for each cylinder, the dead time and first-order lag of the in-cylinder EGR rate change when the engine is transiently operated, according to the transient operation state of the engine;
A cylinder-by-cylinder transient EGR rate estimation step of estimating a transient EGR rate for each cylinder based on the dead time and primary delay stored for each cylinder;
An in-cylinder EGR rate estimation method for an engine having
前記気筒別過渡EGR率に応じて各気筒の点火時期を気筒ごとに個別に制御する点火時期制御工程を有する、
ことを特徴とするエンジンの点火時期制御方法。 A method for controlling ignition timing using a cylinder-by-cylinder transient EGR rate estimated by an in-cylinder EGR rate estimation method for an engine according to claim 6,
An ignition timing control step for individually controlling the ignition timing of each cylinder according to the cylinder-by-cylinder transient EGR rate;
An ignition timing control method for an engine.
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