JP2015218704A - Internal combustion engine control unit - Google Patents

Internal combustion engine control unit Download PDF

Info

Publication number
JP2015218704A
JP2015218704A JP2014105110A JP2014105110A JP2015218704A JP 2015218704 A JP2015218704 A JP 2015218704A JP 2014105110 A JP2014105110 A JP 2014105110A JP 2014105110 A JP2014105110 A JP 2014105110A JP 2015218704 A JP2015218704 A JP 2015218704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion period
period
half combustion
internal combustion
ignition timing
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
Application number
JP2014105110A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
宗矩 今枝
Munenori IMAEDA
宗矩 今枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2014105110A priority Critical patent/JP2015218704A/en
Publication of JP2015218704A publication Critical patent/JP2015218704A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine control unit capable of appropriately setting the ignition timing of a spark ignition internal combustion engine.SOLUTION: A period from an ignition period FA to a heat-generation-rate maximum period dQpeakA in which a heat generation rate reaches a maximum is specified as a first-half combustion period in an air-fuel mixture combustion period. A reference value of the first-half combustion period is specified as a reference first-half combustion period. Furthermore, an actual first-half combustion period is calculated as an actual first-half combustion period. If a deviation between the reference first-half combustion period and the actual first-half combustion period falls within a predetermined range, the ignition timing of an ignition plug is corrected to reduce the deviation. If the deviation exceeds a predetermined amount, it is determined a failure occurs.

Description

本発明は内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、火花点火式の内燃機関における点火時期の制御に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to control of ignition timing in a spark ignition type internal combustion engine.

従来、火花点火式の内燃機関にあっては、燃焼効率を高めるべく、点火プラグの点火時期制御が行われている。特許文献1には、熱損失率に応じてMBT(Minimum advance for the Best Torque)時の50%燃焼点(点火時期がMBTである場合において燃焼割合が50%となるクランク角度位置)を設定し、このMBT時の50%燃焼点と実際の50%燃焼点との差分に応じて点火時期を補正することが開示されている。   Conventionally, in a spark ignition type internal combustion engine, ignition timing control of a spark plug has been performed in order to increase combustion efficiency. In Patent Document 1, a 50% combustion point at the time of MBT (Minimum advance for the Best Torque) is set according to the heat loss rate (a crank angle position at which the combustion ratio is 50% when the ignition timing is MBT). It is disclosed that the ignition timing is corrected according to the difference between the 50% combustion point at the time of MBT and the actual 50% combustion point.

特開2008−25406号公報JP 2008-25406 A

ところで、前記50%燃焼点は空燃比等の各種運転条件の影響を受けて変動する。このため、50%燃焼点を正確に求めるには、各種運転条件を高い精度で検出し、これら運転条件を反映させる必要がある。従って、前記MBT時の50%燃焼点は、熱損失率だけでなく各種運転条件を反映させた値として設定しておくことが好ましい。   By the way, the 50% combustion point fluctuates under the influence of various operating conditions such as an air-fuel ratio. For this reason, in order to accurately determine the 50% combustion point, it is necessary to detect various operating conditions with high accuracy and reflect these operating conditions. Therefore, it is preferable to set the 50% combustion point during MBT as a value reflecting not only the heat loss rate but also various operating conditions.

しかしながら、前記運転条件を検出するセンサに経年劣化が生じている場合には、運転条件の検出精度が十分に得られなくなり、この運転条件を反映させて求めた50%燃焼点の精度が悪化する可能性がある。このため、50%燃焼点に基づいて点火時期を補正するものでは、適正な点火時期が得られない可能性がある。   However, when the sensor for detecting the operating condition has deteriorated over time, the detection accuracy of the operating condition cannot be sufficiently obtained, and the accuracy of the 50% combustion point obtained by reflecting the operating condition is deteriorated. there is a possibility. For this reason, if the ignition timing is corrected based on the 50% combustion point, there is a possibility that an appropriate ignition timing cannot be obtained.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、火花点火式の内燃機関における点火時期の適正化を図ることが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 such a point, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of optimizing the ignition timing in a spark ignition type internal combustion engine. .

−発明の解決原理−
本発明の発明者は、混合気が着火してから熱発生率が最大になるまでの期間である前半燃焼期間が、空燃比等の内燃機関の運転条件の影響を受けないという新規な知見を得た。
-Solution principle of the invention-
The inventor of the present invention has a novel finding that the first half combustion period, which is a period from when the air-fuel mixture is ignited until the heat generation rate is maximized, is not affected by the operating conditions of the internal combustion engine such as the air-fuel ratio. Obtained.

本発明の解決原理は、この新規な知見に基づき、前記運転条件の影響を受けない前半燃焼期間の基準期間と実際の前半燃焼期間とが乖離した場合に、この乖離を小さくするように点火時期を補正することにある。   The solution principle of the present invention is based on this new knowledge, and when the reference period of the first combustion period that is not affected by the operating conditions deviates from the actual first combustion period, the ignition timing is set so as to reduce this difference. Is to correct.

−解決手段−
具体的に、本発明は、火花点火式の内燃機関の制御装置を前提とする。この内燃機関の制御装置に対し、混合気の着火時期から熱発生率が最大になる熱発生率最大時期までの期間を前半燃焼期間として規定する。また、この前半燃焼期間の基準値を基準前半燃焼期間とすると共に、センシングされた実際の前半燃焼期間を実前半燃焼期間として求める。そして、前記基準前半燃焼期間と前記実前半燃焼期間との乖離を小さくするように点火栓の点火時期を補正する構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention is premised on a spark ignition type internal combustion engine control device. For the control device for the internal combustion engine, a period from the ignition timing of the air-fuel mixture to the maximum heat generation rate is defined as the first half combustion period. Further, the reference value of the first half combustion period is set as the reference first half combustion period, and the sensed actual first half combustion period is obtained as the actual first half combustion period. And it is set as the structure which correct | amends the ignition timing of a spark plug so that the gap between the said reference | standard first half combustion period and the said actual first half combustion period may be made small.

前述したように、本発明の発明者は、前記前半燃焼期間が、空燃比等の内燃機関の運転条件の影響を受けないことを新たな知見として見出した。このため、この前半燃焼期間の基準値(理想値)として基準前半燃焼期間を設定し、この基準前半燃焼期間と実測した前半燃焼期間である実前半燃焼期間との乖離を小さくするように点火栓の点火時期を補正すれば、前記運転条件の影響(運転条件の変動の影響)や、これら運転条件を検出するセンサの経年劣化の影響を受けることなく点火時期を適正に補正することができる。   As described above, the inventor of the present invention has found as a new finding that the first half combustion period is not affected by the operating conditions of the internal combustion engine such as the air-fuel ratio. Therefore, the reference first half combustion period is set as a reference value (ideal value) for the first half combustion period, and the spark plug is set so as to reduce the difference between the reference first half combustion period and the actually measured first half combustion period. If the ignition timing is corrected, the ignition timing can be appropriately corrected without being affected by the influence of the operating conditions (the influence of fluctuations in the operating conditions) or the aging of the sensor that detects these operating conditions.

また、前半燃焼期間は気筒内の乱れの影響を大きく受けると想定される。つまり、気筒内の乱れが強いほど火炎伝播が急速になって、前半燃焼期間は短くなると想定される。そして、気筒内の乱れは、筒内ガスの状態量、特に、筒内体積に応じて変化する。つまり、前記熱発生率最大時期における筒内体積が大きいほど(燃焼行程においてピストンが下死点に近い位置にあるほど)気筒内の乱れは弱くなる。そして、気筒内の乱れが弱くなると、火炎伝播が緩慢になって前半燃焼期間は長くなる。このため、前記熱発生率最大時期が、ピストンが圧縮上死点に達するタイミング(TDC)よりも遅角側にある場合、熱発生率最大時期が遅角側にあって筒内体積が大きいほど気筒内の乱れは弱くなり前半燃焼期間は長くなる。一方、熱発生率最大時期が進角側にあって筒内体積が小さいほど気筒内の乱れは強くなり、火炎伝播が急速になって前半燃焼期間は短くなる。このように熱発生率最大時期における筒内体積は、気筒内の乱れに相関のあるパラメータとなっている。このため、前記基準前半燃焼期間を、前記熱発生率最大時期における筒内体積(筒内ガスの状態量)に基づいて算出することが好ましい。これにより、気筒内の乱れの影響を反映した基準前半燃焼期間を算出することができ、基準前半燃焼期間の算出精度が十分に確保され、この基準前半燃焼期間を用いて補正された点火時期が適正なものとなる。   Further, it is assumed that the first half combustion period is greatly affected by the disturbance in the cylinder. In other words, it is assumed that the stronger the turbulence in the cylinder, the faster the flame propagation and the shorter the first half combustion period. The turbulence in the cylinder changes in accordance with the state quantity of the in-cylinder gas, in particular, the in-cylinder volume. That is, the larger the cylinder volume at the maximum heat generation rate (the closer the piston is to the bottom dead center in the combustion stroke), the weaker the turbulence in the cylinder. And if the disturbance in a cylinder becomes weak, flame propagation will become slow and the first half combustion period will become long. For this reason, when the maximum heat release rate timing is on the retard side with respect to the timing at which the piston reaches compression top dead center (TDC), the maximum heat release rate is on the retard side and the cylinder volume increases. The turbulence in the cylinder becomes weaker and the first half combustion period becomes longer. On the other hand, the turbulence in the cylinder becomes stronger as the maximum heat generation rate is on the advance side and the in-cylinder volume is smaller, the flame propagation becomes rapid, and the first half combustion period is shortened. As described above, the in-cylinder volume at the time when the heat generation rate is maximum is a parameter correlated with the disturbance in the cylinder. For this reason, it is preferable to calculate the reference first half combustion period based on the in-cylinder volume (the in-cylinder gas state quantity) at the maximum heat release rate. As a result, it is possible to calculate the reference first half combustion period that reflects the influence of the turbulence in the cylinder, the calculation accuracy of the reference first half combustion period is sufficiently ensured, and the ignition timing corrected using this reference first half combustion period is It will be appropriate.

また、気筒内の乱れは機関回転速度によっても変化する。つまり、機関回転速度が低いほど吸気系から気筒内に流入する空気の流速が低くなって気筒内の乱れは弱くなる。そして、気筒内の乱れが弱くなると、火炎伝播が緩慢になって前半燃焼期間は長くなる。逆に、機関回転速度が高いほど吸気系から気筒内に流入する空気の流速が高くなって気筒内の乱れは強くなる。そして、気筒内の乱れが強くなると、火炎伝播が急速になって前半燃焼期間は短くなる。このように機関回転速度も、気筒内の乱れに相関のあるパラメータとなっている。このため、前記基準前半燃焼期間を、機関回転速度に基づく補正係数(例えば機関回転速度の指数関数)を乗算して算出することが好ましい。これにより、気筒内の乱れの影響をよりいっそう反映した基準前半燃焼期間を算出することができ、基準前半燃焼期間の精度が十分に確保され、この基準前半燃焼期間を用いて補正された点火時期が適正なものとなる。   The turbulence in the cylinder also changes depending on the engine speed. That is, the lower the engine speed, the lower the flow rate of air flowing into the cylinder from the intake system, and the turbulence in the cylinder becomes weaker. And if the disturbance in a cylinder becomes weak, flame propagation will become slow and the first half combustion period will become long. Conversely, the higher the engine speed, the higher the flow rate of air flowing from the intake system into the cylinder, and the more turbulent the cylinder is. And if the disturbance in a cylinder becomes strong, flame propagation will become rapid and the first half combustion period will become short. As described above, the engine speed is also a parameter correlated with the disturbance in the cylinder. For this reason, it is preferable to calculate the reference first half combustion period by multiplying a correction coefficient based on the engine speed (for example, an exponential function of the engine speed). As a result, it is possible to calculate the reference first half combustion period that further reflects the influence of the turbulence in the cylinder, the accuracy of the reference first half combustion period is sufficiently secured, and the ignition timing corrected using this reference first half combustion period. Is appropriate.

前記機関回転速度に基づく補正係数の一例として、タンブル比に応じた値を指数とする機関回転速度の指数関数とすることが好ましい。前記タンブル比は、機関回転速度と共に気筒内の乱れに大きく影響を及ぼすものであるため、機関回転速度に基づく補正係数を、タンブル比に応じた値を指数とする機関回転速度の指数関数とすることによって、気筒内の乱れの影響をよりいっそう反映した基準前半燃焼期間を算出することができる。   As an example of the correction coefficient based on the engine rotation speed, it is preferable to use an exponential function of the engine rotation speed with a value corresponding to the tumble ratio as an index. Since the tumble ratio has a great influence on the turbulence in the cylinder as well as the engine rotation speed, the correction coefficient based on the engine rotation speed is an exponential function of the engine rotation speed with a value corresponding to the tumble ratio as an index. Accordingly, it is possible to calculate the reference first combustion period that further reflects the influence of the disturbance in the cylinder.

また、前記実前半燃焼期間が前記基準前半燃焼期間よりも長く、且つこれらの乖離が、予め設定された故障判定値以上である場合には故障が生じていると判定することが好ましい。   Further, it is preferable to determine that a failure has occurred when the actual first half combustion period is longer than the reference first half combustion period and the difference between them is equal to or greater than a preset failure determination value.

このように基準前半燃焼期間と実前半燃焼期間との乖離が大きい場合には、内燃機関に何らかの故障が生じており、点火時期を補正したとしても適正な燃焼が得られない状況であるとして故障判定がなされることになる。これにより、無駄な点火時期補正制御が実行されてしまうことがなくなる。   Thus, if the difference between the reference first half combustion period and the actual first half combustion period is large, there is some failure in the internal combustion engine, and even if the ignition timing is corrected, it is assumed that proper combustion cannot be obtained. Judgment will be made. As a result, useless ignition timing correction control is not executed.

前記実前半燃焼期間および前記基準前半燃焼期間を求める手段として具体的には、前記実前半燃焼期間を、筒内圧をセンシングする筒内圧センサの出力信号により求められた前記着火時期から前記熱発生率最大時期までの期間として求める。また、前記基準前半燃焼期間を、前記筒内圧センサの出力信号により求められた前記熱発生率最大時期における筒内ガスの状態量に基づいて算出された期間として求める。   Specifically, as the means for obtaining the actual first half combustion period and the reference first half combustion period, the actual first half combustion period is determined from the ignition timing obtained from the ignition timing obtained from an output signal of an in-cylinder pressure sensor for sensing in-cylinder pressure. Calculate as the period up to the maximum time. Further, the reference first half combustion period is obtained as a period calculated based on the state quantity of the in-cylinder gas at the maximum time of the heat generation rate obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor.

本発明では、基準前半燃焼期間と実前半燃焼期間との乖離を小さくするように点火栓の点火時期を補正するようにしている。これにより、内燃機関の運転条件の影響を考慮することなく点火時期を適正に補正することが可能になる。   In the present invention, the ignition timing of the spark plug is corrected so as to reduce the difference between the reference first half combustion period and the actual first half combustion period. Thereby, it becomes possible to correct | amend ignition timing appropriately, without considering the influence of the operating condition of an internal combustion engine.

実施形態に係るエンジンおよび吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the engine and intake / exhaust system which concern on embodiment. エンジンの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. 熱発生率波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heat release rate waveform. 負荷率のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期を調整した各熱発生率波形を重ねて表示した図である。It is a heat release rate waveform obtained in each engine operating state in which only the load rate is different from each other, and is a diagram in which each heat release rate waveform in which the ignition timing is adjusted so that the heat release rate maximum timing dQpeakA coincides with each other is displayed. is there. EGR率のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期を調整した各熱発生率波形を重ねて表示した図である。It is a heat generation rate waveform obtained in each engine operating state in which only the EGR rate is different from each other, and is a diagram in which each heat generation rate waveform in which the ignition timing is adjusted so that the maximum heat generation rate timing dQpeakA coincides with each other is displayed. is there. 空燃比のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期を調整した各熱発生率波形を重ねて表示した図である。It is a heat release rate waveform obtained in each engine operating state in which only the air-fuel ratio is different from each other, and is a diagram in which each heat release rate waveform in which the ignition timing is adjusted so that the maximum heat generation rate dQpeakA coincides with each other is displayed. is there. 油水温のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期を調整した各熱発生率波形を重ねて表示した図である。It is a heat generation rate waveform obtained in each engine operating state in which only the oil water temperature is different from each other, and is a diagram in which each heat generation rate waveform in which the ignition timing is adjusted so that the maximum heat generation rate dQpeakA coincides with each other is displayed. is there. 点火時期SAのみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形を重ねて表示した図である。It is the figure which displayed in piles the heat release rate waveform obtained in each engine operation state from which only ignition timing SA mutually differs. エンジン回転速度Neのみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期を調整した各熱発生率波形を重ねて表示した図である。Each heat generation rate waveform obtained in each engine operating state in which only the engine speed Ne is different from each other, and each heat generation rate waveform in which the ignition timing is adjusted so that the maximum heat generation rate timing dQpeakA coincides with each other is displayed in an overlapping manner. FIG. あるエンジンに対して、式(1)で算出された予測前半燃焼期間と、実機において計測された実測前半燃焼期間との関係を検証した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having verified the relationship between the prediction first half combustion period calculated by Formula (1) with respect to a certain engine, and the measurement first half combustion period measured in the actual machine. 他のエンジンに対して、式(1)で算出された予測前半燃焼期間と、実機において計測された実測前半燃焼期間との関係を検証した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having verified the relationship between the prediction first half combustion period calculated by Formula (1) with respect to another engine, and the measurement first half combustion period measured in the actual machine. 点火時期補正制御の手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the procedure of ignition timing correction | amendment control.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用のガソリンエンジン(火花点火式の内燃機関)に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a gasoline engine for automobiles (spark ignition type internal combustion engine) will be described.

図1は本発明を適用するエンジン1の一例を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an engine 1 to which the present invention is applied.

この例のエンジン1は、多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室1aを形成するピストン1bおよび出力軸であるクランクシャフト15を備えている。ピストン1bはコネクティングロッド16を介してクランクシャフト15に連結されており、ピストン1bの往復運動がコネクティングロッド16によってクランクシャフト15の回転運動に変換される。   The engine 1 in this example is a multi-cylinder gasoline engine, and includes a piston 1b that forms a combustion chamber 1a and a crankshaft 15 that is an output shaft. The piston 1b is connected to the crankshaft 15 via the connecting rod 16, and the reciprocating motion of the piston 1b is converted into the rotational motion of the crankshaft 15 by the connecting rod 16.

クランクシャフト15には、外周面に複数の突起17a,17a,…を有するシグナルロータ17が取り付けられている。シグナルロータ17の近傍にはクランクポジションセンサ36が配置されている。   A signal rotor 17 having a plurality of protrusions 17a, 17a,... Is attached to the crankshaft 15 on the outer peripheral surface. A crank position sensor 36 is disposed in the vicinity of the signal rotor 17.

エンジン1の燃焼室1aには点火プラグ3が配置されている。点火プラグ3の点火タイミングはイグナイタ4によって調整される。イグナイタ4は、後述するECU(電子制御ユニット)100によって制御される。エンジン1のシリンダブロック1cには、冷却水温を検出する水温センサ31が配置されている。   A spark plug 3 is disposed in the combustion chamber 1 a of the engine 1. The ignition timing of the spark plug 3 is adjusted by the igniter 4. The igniter 4 is controlled by an ECU (electronic control unit) 100 described later. A water temperature sensor 31 that detects the cooling water temperature is disposed in the cylinder block 1 c of the engine 1.

エンジン1の燃焼室1aには吸気通路11および排気通路12が接続されている。吸気通路11と燃焼室1aとの間には吸気バルブ13が、排気通路12と燃焼室1aとの間には排気バルブ14がそれぞれ設けられている。   An intake passage 11 and an exhaust passage 12 are connected to the combustion chamber 1 a of the engine 1. An intake valve 13 is provided between the intake passage 11 and the combustion chamber 1a, and an exhaust valve 14 is provided between the exhaust passage 12 and the combustion chamber 1a.

吸気通路11には、エアクリーナ7、エアフローメータ32、吸気温センサ33、および、電子制御式のスロットルバルブ5などが配置されている。スロットルバルブ5はスロットルモータ6によって駆動される。スロットルバルブ5の開度はスロットルポジションセンサ37によって検出される。排気通路12には、A/Fセンサ35、および、三元触媒8などが配置されている。   In the intake passage 11, an air cleaner 7, an air flow meter 32, an intake air temperature sensor 33, an electronically controlled throttle valve 5 and the like are arranged. The throttle valve 5 is driven by a throttle motor 6. The opening degree of the throttle valve 5 is detected by a throttle position sensor 37. In the exhaust passage 12, an A / F sensor 35, a three-way catalyst 8, and the like are arranged.

吸気通路11と排気通路12とは、EGR通路21によって接続されている。EGR通路21は、排気通路12に排出された排気ガスの一部を吸気通路11に還流させて燃焼室1aへ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってNOx発生量を低減させるものである。EGR通路21には、EGRクーラ22、および、EGRバルブ23が設けられている。なお、EGRバルブ23の開度はECU100によって制御される。   The intake passage 11 and the exhaust passage 12 are connected by an EGR passage 21. The EGR passage 21 lowers the combustion temperature by returning a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage 12 to the intake passage 11 and supplying it again to the combustion chamber 1a, thereby reducing the amount of NOx generated. is there. The EGR passage 21 is provided with an EGR cooler 22 and an EGR valve 23. The opening degree of the EGR valve 23 is controlled by the ECU 100.

吸気通路11には、燃焼室1aに向けて燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)2が取り付けられている。インジェクタ2から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン1の燃焼室1aに導入される。燃焼室1aに導入された混合気は点火プラグ3の点火に伴って着火して燃焼・膨張する。この燃焼室1a内での混合気の燃焼・膨張によりピストン1bが往復運動してクランクシャフト15が回転する。   An injector (fuel injection valve) 2 that injects fuel toward the combustion chamber 1 a is attached to the intake passage 11. The fuel injected from the injector 2 is mixed with intake air to be mixed into the combustion chamber 1a of the engine 1. The air-fuel mixture introduced into the combustion chamber 1a is ignited and combusted / expanded with the ignition of the spark plug 3. The piston 1b reciprocates by the combustion / expansion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 1a, and the crankshaft 15 rotates.

シリンダヘッドには、筒内の燃焼圧を検出するための筒内圧センサ39が設けられている。筒内圧センサ39は各気筒それぞれに設けられている。   The cylinder head is provided with an in-cylinder pressure sensor 39 for detecting the in-cylinder combustion pressure. The in-cylinder pressure sensor 39 is provided for each cylinder.

−ECU−
ECU100は、図2に示すように、CPU101、ROM102、RAM103、および、バックアップRAM104を備えている。
-ECU-
The ECU 100 includes a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, and a backup RAM 104 as shown in FIG.

ROM102は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU101は、ROM102に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。RAM103は、CPU101での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM104は、エンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらROM102、CPU101、RAM103、バックアップRAM104はバス107を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路105および外部出力回路106と接続されている。   The ROM 102 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU 101 executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM 102. The RAM 103 is a memory that temporarily stores calculation results of the CPU 101, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 104 is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped. is there. These ROM 102, CPU 101, RAM 103, and backup RAM 104 are connected to each other via a bus 107, and are connected to an external input circuit 105 and an external output circuit 106.

外部入力回路105には、水温センサ31、エアフローメータ32、吸気温センサ33、吸気圧センサ34、A/Fセンサ35、クランクポジションセンサ36、スロットルポジションセンサ37、燃圧センサ38、および、筒内圧センサ39などの各種センサが接続されている。外部出力回路106には、インジェクタ2、点火プラグ3のイグナイタ4、スロットルバルブ5のスロットルモータ6、および、EGRバルブ23などが接続されている。   The external input circuit 105 includes a water temperature sensor 31, an air flow meter 32, an intake air temperature sensor 33, an intake air pressure sensor 34, an A / F sensor 35, a crank position sensor 36, a throttle position sensor 37, a fuel pressure sensor 38, and an in-cylinder pressure sensor. Various sensors such as 39 are connected. The external output circuit 106 is connected to the injector 2, the igniter 4 of the spark plug 3, the throttle motor 6 of the throttle valve 5, the EGR valve 23, and the like.

そして、ECU100は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ2の駆動制御(燃料噴射制御)、スロットルバルブ5のスロットルモータ6の駆動制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。さらに、ECU100は、後述する点火プラグ3の点火時期補正制御を実行する。   The ECU 100 executes various controls of the engine 1 including drive control (fuel injection control) of the injector 2 and drive control of the throttle motor 6 of the throttle valve 5 based on the outputs of the various sensors described above. Further, the ECU 100 executes ignition timing correction control for the spark plug 3 described later.

−熱発生率波形−
図3は、燃焼室1a内で混合気が燃焼した際の熱発生率(クランクシャフト15の単位回転角度当たりの熱発生量)波形の一例を示している。
-Heat release rate waveform-
FIG. 3 shows an example of a heat generation rate (heat generation amount per unit rotation angle of the crankshaft 15) waveform when the air-fuel mixture burns in the combustion chamber 1a.

この図3のタイミングSAは点火時期である。この点火時期SAは、点火プラグ3に点火された時期、即ち点火プラグ3の電極間に火花放電が行われた時期である。図中のタイミングFAは着火時期である。この着火時期FAは、前記火花放電によって混合気が着火し初期火炎核が形成される時期である。このため、図中のτが着火遅れ期間となる。   The timing SA in FIG. 3 is an ignition timing. The ignition timing SA is a timing at which the spark plug 3 is ignited, that is, a timing at which spark discharge is performed between the electrodes of the spark plug 3. Timing FA in the figure is the ignition timing. This ignition time FA is a time when the air-fuel mixture is ignited by the spark discharge and an initial flame nucleus is formed. For this reason, τ in the figure is the ignition delay period.

また、図中においてdQpeakAは熱発生率最大時期である。この熱発生率最大時期dQpeakAは、混合気の燃焼期間のうち、火炎核の成長に伴って熱発生率が最大となるタイミング(点火時期SAから燃焼終了時期EAまでの期間中で熱発生率が最大となるタイミング)である。   In the figure, dQpeakA is the maximum heat generation rate. This heat generation rate maximum timing dQpeakA is the timing at which the heat generation rate becomes maximum with the growth of the flame kernel in the combustion period of the mixture (the heat generation rate is in the period from the ignition timing SA to the combustion end timing EA). (Maximum timing).

また、着火時期FAから熱発生率最大時期dQpeakAまでの期間である図中のaを前半燃焼期間と呼ぶ。また、熱発生率最大時期dQpeakAから燃焼終了時期EAまでの期間である図中のcを後半燃焼期間と呼ぶ。図中のQ1は前半燃焼期間aにおける熱発生量であり、Q2は後半燃焼期間cにおける熱発生量である。そして、燃焼期間の全期間において発生する熱発生量(総熱発生量Qall)は、これら熱発生量Q1と熱発生量Q2との和として表される。 Further, a in the figure, which is a period from the ignition timing FA to the maximum heat release rate timing dQpeakA, is referred to as the first half combustion period. Also, c in the figure, which is a period from the maximum heat release rate timing dQpeakA to the combustion end timing EA, is referred to as the second half combustion period. Q1 in the figure is the heat generation amount in the first half combustion period a, and Q2 is the heat generation amount in the second half combustion period c. The heat generation amount (total heat generation amount Q all ) generated during the entire combustion period is expressed as the sum of the heat generation amount Q1 and the heat generation amount Q2.

−点火時期補正制御−
次に、本実施形態の特徴である点火時期補正制御について説明する。先ず、この点火時期補正制御の概略について説明する。本実施形態の点火時期補正制御は、燃焼室1a内における混合気の着火時期FAから熱発生率が最大になる熱発生率最大時期dQpeakAまでの期間である前半燃焼期間aの基準値を基準前半燃焼期間として規定する。この基準前半燃焼期間は、例えば、燃焼室1a内において理想的な燃焼が行われたと仮定した場合の前半燃焼期間aに相当する。また、この基準前半燃焼期間は、前記ECU100に格納された演算式(後述する式(1))によって算出される。なお、この基準前半燃焼期間は、予め実験やシミュレーションによって求められて前記ECU100に格納されたものであってもよい。
-Ignition timing correction control-
Next, ignition timing correction control, which is a feature of the present embodiment, will be described. First, the outline of this ignition timing correction control will be described. The ignition timing correction control of the present embodiment uses the reference value of the first half combustion period a that is the period from the ignition timing FA of the air-fuel mixture in the combustion chamber 1a to the maximum heat generation rate dQpeakA at which the heat generation rate is maximum. It is defined as the combustion period. This reference first half combustion period corresponds to, for example, the first half combustion period a when it is assumed that ideal combustion is performed in the combustion chamber 1a. The reference first half combustion period is calculated by an arithmetic expression (expression (1) described later) stored in the ECU 100. The reference first half combustion period may be obtained in advance by experiments or simulations and stored in the ECU 100.

また、実際に燃焼室1a内において混合気が燃焼した際における着火時期FAから熱発生率最大時期dQpeakAまでの期間を実前半燃焼期間として求める。この実前半燃焼期間は、例えば、前記筒内圧センサ39からの出力信号に基づいて算出される。   Further, the period from the ignition timing FA to the maximum heat generation rate dQpeakA when the air-fuel mixture is actually burned in the combustion chamber 1a is obtained as the actual first half combustion period. The actual first half combustion period is calculated based on an output signal from the in-cylinder pressure sensor 39, for example.

そして、前記基準前半燃焼期間と前記実前半燃焼期間との乖離に応じて、この乖離を小さくするように点火プラグ3の点火時期を補正するようになっている。   Then, the ignition timing of the spark plug 3 is corrected so as to reduce the difference according to the difference between the reference first half combustion period and the actual first half combustion period.

また、実前半燃焼期間が基準前半燃焼期間よりも長く、且つこれらの乖離が、予め設定された故障判定値以上である場合には故障が生じていると判定するようになっている。   Further, when the actual first half combustion period is longer than the reference first half combustion period and the difference between them is equal to or greater than a preset failure judgment value, it is judged that a failure has occurred.

具体的な点火時期補正制御を説明する前に、この点火時期補正制御に際して前半燃焼期間を利用する理由について説明する。   Before describing the specific ignition timing correction control, the reason for using the first half combustion period in the ignition timing correction control will be described.

前半燃焼期間は、前述した如く、着火時期FAから熱発生率最大時期dQpeakAまでの期間である。そして、前記基準前半燃焼期間[CA]は、以下の式(1)を利用して規定される。   As described above, the first half combustion period is a period from the ignition timing FA to the maximum heat generation rate dQpeakA. And the said reference | standard first half combustion period [CA] is prescribed | regulated using the following formula | equation (1).

Figure 2015218704
Figure 2015218704

@dQpeakは前記熱発生率最大時期dQpeakAにおける筒内ガスの状態量としての筒内体積[L]であり、以下では、熱発生率最大時筒内体積という。Neはエンジン回転速度(機関回転速度)である。 V @ dQpeak is an in-cylinder volume [L] as a state quantity of in-cylinder gas at the maximum heat generation rate dQpeakA, and is hereinafter referred to as a maximum heat generation rate in-cylinder volume. Ne is an engine speed (engine speed).

この式(1)は、吸排気の各バルブの開閉タイミングが固定されていることを条件に成立する式となっている。また、この式(1)は、負荷率、EGR率、空燃比、油水温といった運転条件の影響を受けることなく成立するものとなっている。つまり、式(1)は、基準前半燃焼期間が、前記運転条件(負荷率、EGR率、空燃比、油水温)の影響を受けないことに基づいて成立している。このため、この式(1)により基準前半燃焼期間を算出した場合には、前記運転条件(負荷率、EGR率、空燃比、油水温)の変動の影響や、これら運転条件を検出するセンサの経年劣化の影響を受けない値、即ち、これらの影響を考慮する必要のない値として基準前半燃焼期間が求められることになる。つまり、この式(1)で算出された基準前半燃焼期間は、前記運転条件の変動等に対するロバスト性の高い値として求められている。   This expression (1) is an expression that is established on the condition that the opening and closing timings of the intake and exhaust valves are fixed. Further, the equation (1) is established without being affected by operating conditions such as load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil water temperature. That is, Expression (1) is established based on the fact that the reference first half combustion period is not affected by the operating conditions (load factor, EGR rate, air-fuel ratio, oil / water temperature). For this reason, when the reference first half combustion period is calculated by this equation (1), the influence of fluctuations in the operating conditions (load factor, EGR rate, air-fuel ratio, oil / water temperature) and the sensor for detecting these operating conditions The reference first combustion period is determined as a value that is not affected by aging deterioration, that is, a value that does not need to consider these effects. That is, the reference first half combustion period calculated by the equation (1) is obtained as a value that is highly robust against fluctuations in the operating conditions.

この式(1)によって基準前半燃焼期間が算出可能である根拠について以下に説明する。   The reason why the reference first half combustion period can be calculated by this equation (1) will be described below.

図4〜図7それぞれは、互いに異なるエンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期SAを調整した各熱発生率波形を重ねて表示したものである。図4は、負荷率のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形を重ねて表示したものである。図5は、EGR率のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形を重ねて表示したものである。図6は、空燃比のみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形を重ねて表示したものである。また、図7は、エンジンの暖機運転の途中のように油水温のみが互いに異なる場合に得られる熱発生率波形を重ねて表示したものである。   Each of FIGS. 4 to 7 is a heat generation rate waveform obtained in different engine operating states, and the heat generation rate waveforms obtained by adjusting the ignition timing SA so that the maximum heat generation rate timing dQpeakA coincides with each other. It is displayed. FIG. 4 shows the heat generation rate waveforms obtained in each engine operating state in which only the load factor is different from each other. FIG. 5 shows the heat generation rate waveforms obtained in each engine operating state in which only the EGR rate is different from each other. FIG. 6 shows the heat generation rate waveform obtained in each engine operating state in which only the air-fuel ratio is different from each other. FIG. 7 shows the heat generation rate waveforms obtained when only the oil and water temperatures are different from each other as in the course of engine warm-up operation.

これら図4〜図7に示すように、負荷率、EGR率、空燃比、油水温の何れが変化しても前半燃焼期間aは一定に維持されている。つまり、前半燃焼期間aは、負荷率、EGR率、空燃比、油水温の影響を受けないものであることが解る。   As shown in FIGS. 4 to 7, the first half combustion period “a” is maintained constant regardless of any of the load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil / water temperature. That is, it can be seen that the first half combustion period a is not affected by the load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil water temperature.

一方、図8は、点火時期SAのみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形を重ねて表示したものである。この図8から解るように、点火時期SAが遅角されるほど前半燃焼期間aは長くなっている。   On the other hand, FIG. 8 shows the heat release rate waveform obtained in each engine operating state in which only the ignition timing SA is different from each other. As can be seen from FIG. 8, the first half combustion period a becomes longer as the ignition timing SA is retarded.

また、図9は、エンジン回転速度Neのみが互いに異なる各エンジン運転状態において得られる熱発生率波形であって、熱発生率最大時期dQpeakAを互いに一致させるように点火時期SAを調整した各熱発生率波形を重ねて表示したものである。エンジン回転速度Neが高いほど単位時間[ms]当たりにおけるクランクの回転角度[CA]は大きくなるので、その分、前半燃焼期間aは長くなる(クランク角度軸上で長くなる)はずであるが、図9に示すものでは、エンジン回転速度Neが異なっても前半燃焼期間aは殆ど変化していない。これは、エンジン回転速度Neが高いほど前半燃焼期間aが短くなる要因が存在しているものと考えられる。つまり、エンジン回転速度Neが高いほど単位時間当たりにおけるクランクの回転角度が大きくなることに起因して前半燃焼期間aが長くなることとは別に、「他の要因」によって前半燃焼期間aが短くなっていると想定できる。   FIG. 9 is a heat generation rate waveform obtained in each engine operating state in which only the engine rotational speed Ne is different from each other, and each heat generation in which the ignition timing SA is adjusted so that the maximum heat generation rate dQpeakA coincides with each other. The rate waveform is superimposed and displayed. Since the crank rotation angle [CA] per unit time [ms] increases as the engine speed Ne increases, the first half combustion period a should be longer (longer on the crank angle axis). In the case shown in FIG. 9, even if the engine speed Ne is different, the first half combustion period a is hardly changed. This is considered to be due to the fact that the higher the engine rotation speed Ne, the shorter the first half combustion period a. In other words, the higher the engine speed Ne, the longer the first combustion period a due to the larger crank rotation angle per unit time, and the shorter the first combustion period a due to “other factors”. Can be assumed.

このように前半燃焼期間aは、点火時期SAおよびエンジン回転速度Neの影響を受けるものであることが解る。   Thus, it can be seen that the first half combustion period a is affected by the ignition timing SA and the engine speed Ne.

前半燃焼期間aが、点火時期SAおよびエンジン回転速度Neの影響を受ける要因としては、点火時期SAおよびエンジン回転速度Neが、気筒内の乱れに影響を与えることが考えられる。   As a factor that the first half combustion period a is affected by the ignition timing SA and the engine rotational speed Ne, it is conceivable that the ignition timing SA and the engine rotational speed Ne affect the turbulence in the cylinder.

つまり、熱発生率最大時期dQpeakAがTDCよりも遅角側にある場合を考えると、点火時期SAが遅角側に移行するほど着火時期FAおよび熱発生率最大時期dQpeakAも遅角側に移行し、この熱発生率最大時期dQpeakAにおける筒内体積(熱発生率最大時筒内体積V@dQpeak)が大きくなると共に、気筒内の乱れは弱くなる。そして、気筒内の乱れが弱くなると、火炎伝播が緩慢になって前半燃焼期間aは長くなる。逆に、点火時期SAが進角側に移行するほど着火時期FAおよび熱発生率最大時期dQpeakAも進角側に移行し、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakが小さくなると共に、気筒内の乱れは強くなる。これにより火炎伝播が急速になって、前半燃焼期間aは短くなる。 In other words, considering the case where the maximum heat generation rate dQpeakA is on the retard side of TDC, the ignition timing FA and the maximum heat generation rate dQpeakA also shift to the retard side as the ignition timing SA shifts to the retard side. The in-cylinder volume at the maximum heat generation rate dQpeakA (in-cylinder volume V @dQpeak at the maximum heat generation rate) is increased, and the turbulence in the cylinder is weakened. And if the disturbance in a cylinder becomes weak, flame propagation will become slow and the first half combustion period a will become long. Conversely, as the ignition timing SA shifts to the advance side, the ignition timing FA and the maximum heat generation rate dQpeakA also shift to the advance side, and the in-cylinder volume V @dQpeak at the maximum heat generation rate decreases and Disturbances become stronger. Thereby, flame propagation becomes rapid and the first half combustion period a becomes short.

また、エンジン回転速度Neが低いほど吸気系から気筒内に流入する空気の流速が低くなって気筒内の乱れは弱くなる。そして、気筒内の乱れが弱くなると、火炎伝播が緩慢になって前半燃焼期間aは長くなる。逆に、エンジン回転速度Neが高いほど吸気系から気筒内に流入する空気の流速が高くなって気筒内の乱れは強くなる。そして、気筒内の乱れが強くなると、火炎伝播が急速になって前半燃焼期間aは短くなる。前述した「他の要因(前半燃焼期間aを短くする要因)」は、このエンジン回転速度Neが高いほど気筒内の乱れが強くなることに起因して火炎伝播が急速になっていることである。   Further, the lower the engine speed Ne, the lower the flow rate of air flowing into the cylinder from the intake system, and the turbulence in the cylinder becomes weaker. And if the disturbance in a cylinder becomes weak, flame propagation will become slow and the first half combustion period a will become long. On the contrary, the higher the engine speed Ne, the higher the flow velocity of the air flowing into the cylinder from the intake system, and the turbulence in the cylinder becomes stronger. And if the disturbance in a cylinder becomes strong, flame propagation will become rapid and the first half combustion period a will become short. The above-mentioned “other factors (factors that shorten the first half combustion period a)” is that the flame propagation is rapid due to the fact that the higher the engine speed Ne, the stronger the turbulence in the cylinder. .

本発明の発明者は、この新たな知見に基づいて前記式(1)を導き出した。そして、この式(1)においては、制御量である点火時期SAに相関のある筒内ガスの状態量として筒内体積、特に、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakを変数として用いている。つまり、前述した如く、点火時期SAが遅角側に移行するほど熱発生率最大時期dQpeakAも遅角側に移行し、筒内体積V@dQpeakが大きくなることから、点火時期SAに相関のある筒内ガスの状態量として、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakを変数として用いている。 The inventor of the present invention derived the formula (1) based on this new knowledge. In this equation (1), the in-cylinder volume, particularly the maximum in-cylinder volume V @ dQpeak , is used as a variable as the in-cylinder gas state quantity correlated with the ignition timing SA that is the controlled variable. Yes. That is, as described above, as the ignition timing SA shifts to the retard side, the maximum heat generation rate timing dQpeakA also shifts to the retard side, and the in-cylinder volume V @dQpeak increases, which is correlated with the ignition timing SA. The in-cylinder volume V @dQpeak is used as a variable as the state quantity of the in-cylinder gas.

式(1)における各係数について具体的に説明すると、Cおよびαは実験等に基づいた同定によって得られる。また、βは気筒内でのタンブル比に応じた値となっており、タンブル比が大きいほど大きな値として与えられる。なお、βは実験等に基づいた同定によって設定するようにしてもよい。また、これら係数は、吸排気の各バルブの開閉タイミングの変化に対して同定することも可能である。このように、式(1)は、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakに基づき、且つタンブル比に応じた値βを指数とするエンジン回転速度Neの指数関数(補正係数)を乗算することにより、基準前半燃焼期間を算出するものとなっている。 Specifically describing each coefficient in Equation (1), C and α are obtained by identification based on experiments and the like. Further, β is a value corresponding to the tumble ratio in the cylinder, and is given as a larger value as the tumble ratio is larger. Note that β may be set by identification based on experiments or the like. These coefficients can also be identified with respect to changes in the opening / closing timings of the intake and exhaust valves. As described above, the expression (1) is multiplied by the exponential function (correction coefficient) of the engine rotational speed Ne based on the in-cylinder volume V @dQpeak at the maximum heat generation rate and with the value β corresponding to the tumble ratio as an exponent. Thus, the reference first half combustion period is calculated.

図10および図11は、互いに異なるエンジンに対して、式(1)で算出された基準前半燃焼期間としての予測前半燃焼期間と、実機において計測された実測前半燃焼期間との関係を検証した結果を示すグラフである。この検証に使用したエンジンは、筒内や吸排気の各バルブにデポジット等の付着がなく設計どおりの圧縮比が得られ、また、点火プラグの能力低下も無い理想的な燃焼が得られているものとなっている。つまり、経年変化を生じていないエンジンを利用して、予測前半燃焼期間と実測前半燃焼期間との関係を検証したものである。図10では、「○」「△」「□」「◇」「×」「+」「▽」の順でエンジン回転速度Neが高くなっている。例えば「○」は800rpm、「△」は1000rpm、「□」は1200rpm、「◇」は1600rpm、「×」は2400rpm、「+」は3200rpm、「▽」は3600rpmである。また、図11では、「○」「×」「+」「△」「□」の順でエンジン回転速度Neが高くなっている。例えば「○」は800rpm、「×」は1200rpm、「+」は2400rpm、「△」は3600rpm、「□」は4800rpmである。   FIG. 10 and FIG. 11 show the results of verifying the relationship between the predicted first half combustion period as the reference first half combustion period calculated by Expression (1) and the measured first half combustion period measured in the actual machine for different engines. It is a graph which shows. The engine used for this verification has an ideal combustion with no deposits attached to the in-cylinder and intake / exhaust valves, and has the same compression ratio as the design, and there is no reduction in spark plug capacity. It has become a thing. That is, the relationship between the predicted first half combustion period and the measured first half combustion period is verified using an engine that has not changed over time. In FIG. 10, the engine speed Ne increases in the order of “◯”, “Δ”, “□”, “◇”, “×”, “+”, “▽”. For example, “◯” is 800 rpm, “Δ” is 1000 rpm, “□” is 1200 rpm, “◇” is 1600 rpm, “×” is 2400 rpm, “+” is 3200 rpm, and “▽” is 3600 rpm. In FIG. 11, the engine speed Ne increases in the order of “◯”, “×”, “+”, “Δ”, and “□”. For example, “◯” is 800 rpm, “×” is 1200 rpm, “+” is 2400 rpm, “Δ” is 3600 rpm, and “□” is 4800 rpm.

これら図10および図11から明らかなように、予測前半燃焼期間は実測前半燃焼期間に略一致しており、式(1)によって基準前半燃焼期間が高い精度で算出されていることが解る。   As can be seen from FIGS. 10 and 11, the predicted first half combustion period substantially coincides with the measured first half combustion period, and it is understood that the reference first half combustion period is calculated with high accuracy by the equation (1).

以上述べたように基準前半燃焼期間は、負荷率、空燃比、EGR率、油水温の影響を受けないものとして、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakとエンジン回転速度Neとに基づいて規定することができる。これら熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakおよびエンジン回転速度Neは前述した如く気筒内の乱れに相関のあるパラメータとなっている。言い換えると、負荷率、空燃比、EGR率、油水温は、気筒内の乱れに殆ど相関が無いことから基準前半燃焼期間に影響を与えないものと想定される。そして、これら負荷率、空燃比、EGR率、油水温を考慮することなしに、気筒内の乱れに相関のあるパラメータである熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakとエンジン回転速度Neとに基づいて基準前半燃焼期間を規定できることから、これら負荷率、空燃比、EGR率、油水温といった運転条件が変化した場合や、これら運転条件を検出するセンサに経年劣化が生じていることに起因して検出された運転条件に誤差が含まれる場合や、これら運転条件を調整するアクチュエータの経年変化によって運転条件が変動した場合であっても、基準前半燃焼期間は、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakとエンジン回転速度Neとから一律に求められることになる。このため、式(1)により基準前半燃焼期間を算出した場合には、前記運転条件の変動の影響や、これら運転条件を検出するセンサの経年劣化の影響を考慮する必要のない値として基準前半燃焼期間が求められることになる。つまり、この式(1)で算出された基準前半燃焼期間は、前記運転条件の変動等に対するロバスト性の高い値として求められている。 As described above, the reference first half combustion period is not affected by the load factor, air-fuel ratio, EGR rate, and oil / water temperature, and is based on the maximum heat release rate in-cylinder volume V @ dQpeak and the engine speed Ne. Can be prescribed. These maximum in-cylinder volume V @dQpeak and engine speed Ne are parameters that correlate with the turbulence in the cylinder as described above. In other words, the load factor, the air-fuel ratio, the EGR rate, and the oil / water temperature are assumed to have no influence on the reference first half combustion period because there is almost no correlation with the disturbance in the cylinder. Then, without considering these load factor, air-fuel ratio, EGR rate, and oil / water temperature, the maximum heat release rate cylinder volume V @dQpeak and the engine speed Ne, which are parameters correlated with the turbulence in the cylinder, are obtained. Because the reference first half combustion period can be defined on the basis of this, when the operating conditions such as the load factor, the air-fuel ratio, the EGR rate, and the oil / water temperature change, or because the sensor that detects these operating conditions has deteriorated over time. Even if the detected operating conditions include errors or the operating conditions fluctuate due to aging of the actuator that adjusts these operating conditions, the reference first half combustion period is the maximum heat release rate in-cylinder volume. It is obtained uniformly from V @ dQpeak and engine speed Ne. For this reason, when the reference first half combustion period is calculated by the equation (1), it is not necessary to consider the influence of fluctuations in the operating conditions and the aging deterioration of the sensor that detects these operating conditions. A combustion period is required. That is, the reference first half combustion period calculated by the equation (1) is obtained as a value that is highly robust against fluctuations in the operating conditions.

具体的に、負荷率の影響を受けないということは、吸入空気量の予測誤差、サイクル毎の吸入空気量の変動、および、エアフローメータ32の劣化による吸入空気量測定誤差などに対するロバスト性が高いということになる。また、空燃比の影響を受けないということは、A/Fセンサ35の劣化による空燃比測定誤差、サイクル毎の吸入空気量の変動、および、吸気通路11の内壁面への燃料付着に起因する気筒内への燃料導入量の変動などに対するロバスト性が高いということになる。また、EGR率の影響を受けないということは、EGRバルブ23におけるデポジットの付着に起因するEGRガス導入量の変動、内部EGR量の経年変化、および、サイクル毎のEGR量の変動などに対するロバスト性が高いということになる。また、油水温の影響を受けないということは、水温センサ31の劣化による水温検出誤差、および、油温センサの劣化による油温検出誤差などに対するロバスト性が高いということになる。   Specifically, being unaffected by the load factor means that the robustness against the prediction error of the intake air amount, the fluctuation of the intake air amount for each cycle, and the intake air amount measurement error due to the deterioration of the air flow meter 32 is high. It turns out that. Further, the fact that the air-fuel ratio is not affected is due to an air-fuel ratio measurement error due to deterioration of the A / F sensor 35, fluctuations in the intake air amount for each cycle, and fuel adhering to the inner wall surface of the intake passage 11. This means that the robustness against changes in the amount of fuel introduced into the cylinder is high. In addition, being not affected by the EGR rate means that it is robust against fluctuations in the amount of EGR gas introduced due to deposit adhesion on the EGR valve 23, changes over time in the internal EGR quantity, fluctuations in the EGR quantity for each cycle, and the like. Is expensive. Also, being not affected by the oil / water temperature means that the water temperature detection error due to the deterioration of the water temperature sensor 31 and the robustness against the oil temperature detection error due to the deterioration of the oil temperature sensor are high.

また、基準前半燃焼期間を算出するにあたって、負荷率、空燃比、EGR率、油水温を考慮する必要がないことから、基準前半燃焼期間を決定するための工数が少なくて済む。   Further, since it is not necessary to consider the load factor, the air-fuel ratio, the EGR rate, and the oil / water temperature in calculating the reference first half combustion period, the number of steps for determining the reference first half combustion period can be reduced.

以下、点火時期補正制御について具体的に説明する。図12は点火時期補正制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、前記ECU100において、各気筒の燃焼サイクル毎に実行される。つまり、このECU100によって本発明でいう内燃機関の制御装置が構成されている。   Hereinafter, the ignition timing correction control will be specifically described. FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of ignition timing correction control. This flowchart is executed in the ECU 100 for each combustion cycle of each cylinder. That is, the ECU 100 constitutes a control device for an internal combustion engine in the present invention.

先ず、ステップST1において、燃焼行程が行われている気筒を対象とした筒内燃焼圧の計測が行われる。この計測では、前記筒内圧センサ39からの出力信号をECU100が受け、この出力信号に応じた筒内燃焼圧の情報を前記RAM103に蓄積していく。   First, in step ST1, in-cylinder combustion pressure is measured for a cylinder in which a combustion stroke is performed. In this measurement, the ECU 100 receives an output signal from the in-cylinder pressure sensor 39, and information on the in-cylinder combustion pressure corresponding to the output signal is accumulated in the RAM 103.

ステップST2では、この筒内燃焼圧の計測が完了したか否かが判定される。本点火時期補正制御では、着火時期FAと熱発生率最大時期dQpeakAとが取得されれば、前記基準前半燃焼期間および前記実前半燃焼期間それぞれの算出が可能であるので、これら着火時期FAと熱発生率最大時期dQpeakAとが取得された時点で、筒内燃焼圧の計測が完了したと判定されることになる。   In step ST2, it is determined whether or not the measurement of the in-cylinder combustion pressure is completed. In this ignition timing correction control, if the ignition timing FA and the maximum heat generation rate dQpeakA are acquired, the reference first combustion period and the actual first combustion period can be calculated. When the occurrence rate maximum time dQpeakA is acquired, it is determined that the measurement of the in-cylinder combustion pressure is completed.

具体的に、本実施形態では、着火時期FAは、点火時期SA以降(点火プラグ3に点火指令信号が出力された以降)に熱発生率が1[J/CA]に達した時期(クランク角度位置)として規定される。つまり、筒内圧センサ39の出力信号に基づいて熱発生率が1[J/CA]に達した時期として着火時期FAが規定される。この値はこれに限らず適宜設定可能であり、例えば、点火時期SA以降に熱発生率が0[J/CA]を超えた時期を着火時期FAとしてもよい。また、点火時期SA以降の熱発生量が総熱発生量に対して所定割合(例えば5%)に達した時期を着火時期FAとしてもよい。   Specifically, in the present embodiment, the ignition timing FA is a timing (crank angle) at which the heat generation rate reaches 1 [J / CA] after the ignition timing SA (after the ignition command signal is output to the spark plug 3). Position). That is, the ignition timing FA is defined as the time when the heat generation rate reaches 1 [J / CA] based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor 39. This value is not limited to this, and can be set as appropriate. For example, a timing when the heat generation rate exceeds 0 [J / CA] after the ignition timing SA may be set as the ignition timing FA. Further, the timing at which the heat generation amount after the ignition timing SA reaches a predetermined ratio (for example, 5%) with respect to the total heat generation amount may be set as the ignition timing FA.

また、熱発生率最大時期dQpeakAは、熱発生率が上昇から下降に転じたタイミング(クランク角度位置)として規定されるので、前記筒内圧センサ39の出力信号に基づいて求められた熱発生率が上昇から下降に転じた際に、その時点が熱発生率最大時期dQpeakAとして規定されて筒内燃焼圧の計測が完了したと判定されることになる。   Further, the maximum heat generation rate dQpeakA is defined as a timing (crank angle position) at which the heat generation rate has changed from rising to lowering, so that the heat generation rate obtained based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor 39 is When turning from ascending to descending, it is determined that the time is defined as the maximum heat release rate timing dQpeakA and the measurement of the in-cylinder combustion pressure is completed.

筒内燃焼圧の計測が完了しておらず、ステップST2でNO判定された場合にはリターンされて筒内燃焼圧の計測を継続する。   If the measurement of the in-cylinder combustion pressure is not completed and a NO determination is made in step ST2, the routine returns and the measurement of the in-cylinder combustion pressure is continued.

筒内燃焼圧の計測が完了し、ステップST2でYES判定された場合には、ステップST3に移り、前記蓄積された筒内燃焼圧の情報に基づいて、着火時期FAおよび熱発生率最大時期dQpeakAの算出が行われる。つまり、前述した如く、熱発生率が所定値に達した時期におけるクランク角度位置を着火時期FAとして算出し、また、熱発生率が上昇から下降に転じた時期におけるクランク角度位置を熱発生率最大時期dQpeakAとして算出する。   When the measurement of the in-cylinder combustion pressure is completed and YES is determined in step ST2, the process proceeds to step ST3, where the ignition timing FA and the maximum heat generation rate dQpeakA are based on the accumulated information on the in-cylinder combustion pressure. Is calculated. That is, as described above, the crank angle position at the time when the heat generation rate reaches a predetermined value is calculated as the ignition timing FA, and the crank angle position at the time when the heat generation rate turns from rising to lowering is calculated as the maximum heat generation rate. Calculated as time dQpeakA.

その後、ステップST4に移り、実前半燃焼期間の算出を行う。この実前半燃焼期間の算出は、前記熱発生率最大時期dQpeakAのクランク角度位置から着火時期FAのクランク角度位置を減算することにより行われる。   Then, it moves to step ST4 and calculates the actual first half combustion period. The calculation of the first half combustion period is performed by subtracting the crank angle position of the ignition timing FA from the crank angle position of the maximum heat release rate timing dQpeakA.

また、ステップST5では、基準前半燃焼期間の算出を行う。この基準前半燃焼期間の算出は、前記式(1)を利用して行われる。つまり、前記蓄積された筒内燃焼圧の情報に基づいて算出された熱発生率最大時期dQpeakAにおける筒内体積である熱発生率最大時筒内体積V@dQpeak、および、エンジン回転速度Neを、式(1)に代入することにより基準前半燃焼期間が算出される。この際、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakは熱発生率最大時期dQpeakAのクランク角度位置(ピストンの位置)によって幾何学的に求められる。 In step ST5, the reference first half combustion period is calculated. The calculation of the reference first half combustion period is performed using the equation (1). That is, the maximum heat generation rate in-cylinder volume V @dQpeak , which is the in-cylinder volume at the maximum heat generation rate dQpeakA calculated based on the accumulated in-cylinder combustion pressure information, and the engine speed Ne, By substituting into the equation (1), the reference first half combustion period is calculated. At this time, the in-cylinder volume V @dQpeak at the maximum heat generation rate is geometrically determined by the crank angle position (piston position) of the maximum heat generation rate dQpeakA.

このようにして実前半燃焼期間および基準前半燃焼期間の算出が行われた後、ステップST6に移り、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値A以下であるか否かを判定する。つまり、基準前半燃焼期間に対する実前半燃焼期間の正側への乖離が所定値以下であるか否かを判定する。この所定値Aとしては、任意の値に設定可能であり、予め実験やシミュレーションに基づいて設定されている。   After the actual first half combustion period and the reference first half combustion period are calculated in this way, the process proceeds to step ST6, and whether or not the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is equal to or less than a predetermined value A. judge. That is, it is determined whether or not the deviation of the actual first half combustion period to the positive side with respect to the reference first half combustion period is a predetermined value or less. The predetermined value A can be set to an arbitrary value, and is set in advance based on experiments and simulations.

実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値A以下である場合(基準前半燃焼期間に対する実前半燃焼期間の正側への乖離が小さい場合)には、ステップST6でYES判定されて、そのままリターンされる。つまり、点火時期の補正は必要ないとしてリターンされる。   When the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is equal to or less than the predetermined value A (when the deviation of the actual first half combustion period to the positive side with respect to the reference first half combustion period is small), YES determination is made in step ST6. And return as it is. That is, the process returns with no correction of the ignition timing required.

一方、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値Aを超えており、ステップST6でNO判定された場合には、ステップST7に移り、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値B(前記故障判定値)未満であるか否かを判定する。この所定値Bは前記所定値Aよりも大きな値として設定されている。つまり、ステップST7では、基準前半燃焼期間に対する実前半燃焼期間の正側への乖離が、所定値Aよりも大きく且つ所定値B未満であるか否かを判定する。この所定値Bとしては、任意の値に設定可能であり、予め実験やシミュレーションに基づいて設定されている。一例として、前記所定値Aはクランク角度で3°CAに設定され、前記所定値Bはクランク角度で10°CAに設定されている。これら値はこれに限定されるものではない。   On the other hand, if the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period exceeds the predetermined value A, and if NO is determined in step ST6, the process proceeds to step ST7, and the reference first half combustion period is changed from the actual first half combustion period. It is determined whether or not the subtracted value is less than a predetermined value B (the failure determination value). The predetermined value B is set as a value larger than the predetermined value A. That is, in step ST7, it is determined whether or not the deviation of the actual first half combustion period from the reference first half combustion period to the positive side is greater than the predetermined value A and less than the predetermined value B. The predetermined value B can be set to an arbitrary value and is set in advance based on experiments and simulations. As an example, the predetermined value A is set to 3 ° CA in terms of a crank angle, and the predetermined value B is set to 10 ° CA in terms of a crank angle. These values are not limited to this.

実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値B未満である場合(基準前半燃焼期間に対する実前半燃焼期間の正側への乖離が所定値Aよりも大きく且つ所定値B未満である場合)には、ステップST7でYES判定されてステップST8に移る。   When the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is less than the predetermined value B (the deviation of the actual first half combustion period from the reference first half combustion period to the positive side is greater than the predetermined value A and less than the predetermined value B) If there is, the determination at step ST7 is YES and the process proceeds to step ST8.

このステップST8では、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値(実前半燃焼期間と基準前半燃焼期間との乖離)に基づいて、最適トルクを得るための熱発生率最大時期dQpeakAがマップから抽出される。このマップは、予め実験やシミュレーションによって作成されて前記ECU100に格納されている。つまり、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値と、最適トルクを得るための熱発生率最大時期dQpeakAとの関係がエンジン回転速度毎にマップ化されてECU100に格納されており、このマップから、最適トルクを得るための熱発生率最大時期dQpeakAが抽出される。具体的には、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が大きいほど、つまり、基準前半燃焼期間に対して実前半燃焼期間が長いほど、熱発生率最大時期dQpeakAを進角側に移行させるようなマップ値が抽出されることになる。   In this step ST8, the maximum heat generation rate dQpeakA for obtaining the optimum torque is mapped based on the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period (deviation between the actual first half combustion period and the reference first half combustion period). Extracted from This map is created in advance by experiments and simulations and stored in the ECU 100. That is, the relationship between the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period and the maximum heat generation rate dQpeakA for obtaining the optimum torque is mapped for each engine speed and stored in the ECU 100. The maximum heat generation rate dQpeakA for obtaining the optimum torque is extracted from the map. Specifically, the larger the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period, that is, the longer the actual first half combustion period relative to the reference first half combustion period, the higher the heat release rate maximum timing dQpeakA to the advance side. Map values to be transferred are extracted.

ステップST9では、前記ステップST8で抽出された熱発生率最大時期dQpeakAが得られるように点火時期の補正を行う。つまり、前記マップから抽出された熱発生率最大時期dQpeakAが進角側に位置するほど(実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が大きいほど)、点火時期の進角側への移行量を大きくするように点火時期の補正を行う。この場合、補正前の点火時期としては、前回ルーチンにおいて設定された点火時期である。または、周知技術によって設定された点火時期(例えば、ノッキングが検知された場合に、遅角補正を行うことで設定された点火時期)である。   In step ST9, the ignition timing is corrected so as to obtain the maximum heat release rate timing dQpeakA extracted in step ST8. That is, the more the maximum heat release rate timing dQpeakA extracted from the map is on the advance side (the larger the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period), the more the ignition timing shifts to the advance side. The ignition timing is corrected so as to increase the amount. In this case, the ignition timing before correction is the ignition timing set in the previous routine. Alternatively, it is an ignition timing set by a known technique (for example, an ignition timing set by performing retardation correction when knocking is detected).

このようにして補正された点火時期は、同一気筒における次回の燃焼行程における点火時期として利用されることになる。また、次に燃焼行程を迎える気筒のその燃焼行程における点火時期として利用してもよい。   The ignition timing corrected in this way is used as the ignition timing in the next combustion stroke in the same cylinder. Moreover, you may utilize as an ignition timing in the combustion stroke of the cylinder which reaches a combustion stroke next.

一方、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値B以上となっており、ステップST7でNO判定された場合には、ステップST10に移り、故障判定を行う。つまり、エンジン1に故障が発生しているとして、点火時期の補正を行うことなく故障判定を行う。この故障としては、気筒内の乱れに影響を与える故障が挙げられる。例えば、吸気バルブ13や排気バルブ14にデポジットが付着して(バルブフェースにデポジットが付着して)燃焼行程での筒内の気密性が確保できずに気筒内からのガス抜けが生じている場合や、点火プラグ3の能力低下によって良好な燃焼が行えなかったり失火が発生している場合などが挙げられる。   On the other hand, if the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is equal to or greater than the predetermined value B, and if NO is determined in step ST7, the process proceeds to step ST10, and failure determination is performed. That is, the failure determination is performed without correcting the ignition timing, assuming that a failure has occurred in the engine 1. This failure includes a failure that affects the turbulence in the cylinder. For example, when deposits are attached to the intake valve 13 or the exhaust valve 14 (deposits are attached to the valve face), the gas tightness in the cylinder cannot be ensured in the combustion stroke, and gas escapes from the cylinder. In addition, there may be a case where good combustion cannot be performed or misfire occurs due to a reduction in the capacity of the spark plug 3.

このように故障判定が行われた場合、車室内のメータパネル上のMIL(警告灯)を点灯させて運転者に警告を促すと共に、前記ECU100に備えられたダイアグノーシスに異常情報が書き込まれることになる。   When the failure determination is made in this way, the MIL (warning lamp) on the meter panel in the passenger compartment is turned on to urge the driver to warn and abnormality information is written in the diagnosis provided in the ECU 100. become.

以上説明したように本実施形態では、点火時期の補正制御を行う場合に、前半燃焼期間を用いている。この前半燃焼期間は、エンジンの負荷率、EGR率、空燃比および油水温の運転条件の影響を受けないことが新たな知見として見出されている。そして、前記基準前半燃焼期間を、エンジンの負荷率、EGR率、空燃比および油水温のいずれにも依らないものとして、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakとエンジン回転速度Ne(より具体的にはタンブル比に応じた値βを指数とするエンジン回転速度Neの指数関数)とに基づいて算出している。そして、この基準前半燃焼期間を利用して点火時期の補正制御を行っている。このため、負荷率、EGR率、空燃比および油水温といった運転条件の影響や、これら運転条件を検出するセンサの経年劣化の影響を受けることなく点火時期を適正に補正することができる。つまり、実前半燃焼期間が基準前半燃焼期間に近付くように点火時期を補正することで、現状でのハード構成の変化(経年変化)に適応した適切な点火時期を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the first half combustion period is used when performing ignition timing correction control. It has been found as a new finding that the first half combustion period is not affected by the operating conditions of engine load factor, EGR rate, air-fuel ratio and oil water temperature. Then, assuming that the reference first half combustion period does not depend on any of the engine load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil / water temperature, the maximum heat release rate in-cylinder volume V @dQpeak and engine speed Ne (more specifically, Specifically, it is calculated based on an exponential function of the engine speed Ne with the value β corresponding to the tumble ratio as an index. Then, the ignition timing correction control is performed using this first reference combustion period. For this reason, it is possible to appropriately correct the ignition timing without being affected by operating conditions such as load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil water temperature, and by aging deterioration of a sensor that detects these operating conditions. In other words, by correcting the ignition timing so that the actual first half combustion period approaches the reference first half combustion period, it is possible to obtain an appropriate ignition timing adapted to the current hardware configuration change (aging).

また、本実施形態では、熱発生率波形の全体を作成しなくても、着火時期FAと熱発生率最大時期dQpeakAとが得られれば、基準前半燃焼期間と実前半燃焼期間とを算出できて、点火時期の適正化を図ることができる。このため、点火時期補正制御の簡素化を図ることができる。   Further, in this embodiment, if the ignition timing FA and the maximum heat generation rate dQpeakA are obtained without creating the entire heat generation rate waveform, the reference first half combustion period and the actual first half combustion period can be calculated. Therefore, it is possible to optimize the ignition timing. For this reason, the ignition timing correction control can be simplified.

更に、本実施形態では、基準前半燃焼期間と実前半燃焼期間との乖離が大きい場合には、エンジン1に何らかの故障が生じており、点火時期を補正したとしても適正な燃焼が得られない状況であるとして故障判定を行っている。これにより、無駄な点火時期補正制御が実行されてしまうことがなくなる。   Furthermore, in the present embodiment, when the difference between the reference first half combustion period and the actual first half combustion period is large, some kind of failure has occurred in the engine 1, and even if the ignition timing is corrected, proper combustion cannot be obtained. Therefore, the failure determination is performed. As a result, useless ignition timing correction control is not executed.

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用のガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用以外の火花点火機関に対しても適用が可能である。また、ガソリンエンジンにも特に限定されるものではなく、例えばガスエンジンに対しても適用が可能である。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to a gasoline engine for automobiles has been described. The present invention is not limited to this, and can also be applied to spark ignition engines other than those for automobiles. Moreover, it is not specifically limited to a gasoline engine, For example, it is applicable also to a gas engine.

また、前記実施形態では、熱発生率最大時期における筒内ガスの状態量として筒内体積を挙げたが、気筒内の乱れを規定する(気筒内の乱れに影響を与える)他の状態量であってもよい。   In the above-described embodiment, the in-cylinder volume is cited as the state quantity of the in-cylinder gas at the time when the heat generation rate is the maximum. However, in other state quantities that define the turbulence in the cylinder (which affects the turbulence in the cylinder). There may be.

また、前記実施形態では、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が所定値A以下である場合には、点火時期の補正は行わないようにしていた。本発明はこれに限らず、実前半燃焼期間から基準前半燃焼期間を減算した値が負の値であった場合(実前半燃焼期間が基準前半燃焼期間よりも短い場合)には、その値に応じて点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。   In the above embodiment, when the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is equal to or less than the predetermined value A, the ignition timing is not corrected. The present invention is not limited to this, and when the value obtained by subtracting the reference first half combustion period from the actual first half combustion period is a negative value (when the actual first half combustion period is shorter than the reference first half combustion period), the value is set to that value. Accordingly, the ignition timing may be corrected to the retard side.

また、前記実施形態では、基準前半燃焼期間を、エンジンの負荷率、EGR率、空燃比および油水温のいずれにも依らないものとして算出していたが、これら運転条件のうち少なくとも一つに依らないものとして算出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the reference first half combustion period is calculated as not depending on any of the engine load factor, EGR rate, air-fuel ratio, and oil water temperature. However, it depends on at least one of these operating conditions. You may make it calculate as what does not exist.

また、前記実施形態では、式(1)を利用して基準前半燃焼期間を算出していた。本発明はこれに限らず、熱発生率最大時筒内体積V@dQpeakおよびエンジン回転速度Ne等から基準前半燃焼期間を抽出するマップをECU100に記憶させておき、このマップから基準前半燃焼期間を抽出するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the reference | standard first half combustion period was calculated using Formula (1). The present invention is not limited to this, and a map for extracting the reference first half combustion period from the maximum heat generation rate in-cylinder volume V @dQpeak and the engine speed Ne is stored in the ECU 100, and the reference first half combustion period is determined from this map. You may make it extract.

本発明によると、火花点火式の内燃機関における点火時期の適正化が可能になるので、例えば自動車用の内燃機関に適用可能である。   According to the present invention, since it is possible to optimize the ignition timing in a spark ignition type internal combustion engine, the invention can be applied to an internal combustion engine for automobiles, for example.

1 エンジン(内燃機関)
3 点火プラグ(点火栓)
39 筒内圧センサ
100 ECU
FA 混合気の着火時期
a 前半燃焼期間
dQpeakA 熱発生率最大時期
@dQpeak 熱発生率最大時筒内体積
Neβ エンジン回転速度に基づく補正係数
@dQpeak α 熱発生率最大時筒内体積に基づく補正係数
1 engine (internal combustion engine)
3 Spark plugs
39 In-cylinder pressure sensor 100 ECU
FA Mixture ignition timing a First half combustion period dQpeakA Maximum heat generation rate V @dQpeak Maximum heat generation rate cylinder volume Ne β Correction factor based on engine speed V @dQpeak α Maximum heat generation rate Based on maximum cylinder volume Correction factor

Claims (7)

火花点火式の内燃機関の制御装置において、
混合気の着火時期から熱発生率が最大になる熱発生率最大時期までの期間を前半燃焼期間として規定し、
この前半燃焼期間の基準値を基準前半燃焼期間とすると共に、センシングされた実際の前半燃焼期間を実前半燃焼期間として求め、
前記基準前半燃焼期間と前記実前半燃焼期間との乖離を小さくするように点火栓の点火時期を補正する構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for the spark ignition internal combustion engine,
The period from the ignition timing of the air-fuel mixture to the maximum heat generation rate that maximizes the heat generation rate is defined as the first half combustion period,
The reference value of the first half combustion period is used as the first reference combustion period, and the sensed actual first half combustion period is obtained as the first half combustion period.
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the ignition timing of a spark plug is corrected so as to reduce a difference between the reference first half combustion period and the actual first half combustion period.
請求項1記載の内燃機関の制御装置において、
前記基準前半燃焼期間は、熱発生率最大時期における筒内ガスの状態量に基づいて算出されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the reference first half combustion period is calculated based on a state quantity of in-cylinder gas at a heat release rate maximum timing.
請求項2記載の内燃機関の制御装置において、
前記筒内ガスの状態量は筒内体積であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2,
The control device for an internal combustion engine, wherein the in-cylinder gas state quantity is an in-cylinder volume.
請求項2または3記載の内燃機関の制御装置において、
前記基準前半燃焼期間を、機関回転速度に基づく補正係数を乗算して算出する構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the reference first combustion period is calculated by multiplying a correction coefficient based on an engine rotational speed.
請求項4記載の内燃機関の制御装置において、
前記機関回転速度に基づく補正係数は、タンブル比に応じた値を指数とする機関回転速度の指数関数であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The control device for an internal combustion engine, wherein the correction coefficient based on the engine rotational speed is an exponential function of the engine rotational speed with a value corresponding to the tumble ratio as an index.
請求項1〜5のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記実前半燃焼期間が前記基準前半燃焼期間よりも長く、且つこれらの乖離が、予め設定された故障判定値以上である場合には故障が生じていると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
An internal combustion engine characterized by determining that a failure has occurred when the actual first half combustion period is longer than the reference first half combustion period and the difference between them is equal to or greater than a preset failure determination value. Control device.
請求項2〜5のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記実前半燃焼期間は、筒内圧をセンシングする筒内圧センサの出力信号により求められた前記着火時期から前記熱発生率最大時期までの期間であり、
前記基準前半燃焼期間は、前記筒内圧センサの出力信号により求められた前記熱発生率最大時期における筒内ガスの状態量に基づいて算出された期間であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 5,
The first half combustion period is a period from the ignition timing obtained from the output signal of the in-cylinder pressure sensor that senses the in-cylinder pressure to the maximum heat generation rate,
The control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the reference first half combustion period is a period calculated based on a state quantity of in-cylinder gas at the maximum heat release rate obtained from an output signal of the in-cylinder pressure sensor. .
JP2014105110A 2014-05-21 2014-05-21 Internal combustion engine control unit Pending JP2015218704A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014105110A JP2015218704A (en) 2014-05-21 2014-05-21 Internal combustion engine control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014105110A JP2015218704A (en) 2014-05-21 2014-05-21 Internal combustion engine control unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015218704A true JP2015218704A (en) 2015-12-07

Family

ID=54778284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014105110A Pending JP2015218704A (en) 2014-05-21 2014-05-21 Internal combustion engine control unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015218704A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4581993B2 (en) Combustion abnormality detection device for internal combustion engine
JP6350432B2 (en) Control device for internal combustion engine
EP2703629B1 (en) Control device for internal-combustion engine
US9976534B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP6213525B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP6496493B2 (en) Engine combustion phase prediction apparatus and method using single cylinder combustion phase information and angular acceleration signal
US20170009672A1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
CN104797799A (en) Method and device for detecting autoignitions on the basis of measured and estimated internal cylinder pressure values of an internal combustion engine
US9951697B2 (en) Heat release rate waveform calculation apparatus and heat release rate waveform calculation method for internal combustion engine
US8826886B2 (en) Engine ignition timing setting apparatus
CN104781523A (en) Method and device for detecting autoignitions on basis of measured and estimated internal cylinder pressure values of internal combustion engine
EP3369918B1 (en) Control device for internal combustion engine
JP6551317B2 (en) Exhaust temperature estimation device for internal combustion engine
JP5257777B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4830986B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010127102A (en) Abnormality determining device of cylinder internal pressure sensor
JP2011157852A (en) Control device of internal combustion engine
JP5737196B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010174705A (en) Control device for internal combustion engine
JP2012219757A (en) Internal combustion engine control device
JP5742787B2 (en) Abnormal combustion detection device for internal combustion engine
JP6332141B2 (en) Abnormality diagnosis device for internal combustion engine
JP2015218704A (en) Internal combustion engine control unit
JP6007841B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2013155638A (en) Deterioration detection device of cylinder pressure sensor