JP2017180245A

JP2017180245A - Controller of engine

Info

Publication number: JP2017180245A
Application number: JP2016067437A
Authority: JP
Inventors: 尚幸赤星; Naoyuki Akaboshi; 千華子大久; Chikako Ohisa; 久世良; Hisashi Sera; 健史 ▲高▼田; Takeshi Takada; 信彦横山; Nobuhiko Yokoyama
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP6296430B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller of an engine that when ignition timing advances according to a high octane number, even when target torque of the engine needs to immediately increase after temporarily decreasing, like operation in upshift of an automatic transmission, can control the engine so as to output the target torque without causing shock.SOLUTION: A controller of an engine 10 is configured to: set knock limit ignition timing according to an octane number of fuel; based on a current operation state of the engine, predict torque that the engine can output; calculate a value obtained by adding predetermine additional torque to the prediction torque, as upper limit torque; set target torque to be equal to or less than the upper limit torque; and based on the target torque, control an intake air amount. The controller of the engine, when the knock limit ignition timing is set according to a relatively high octane number, makes the additional torque larger than a case where the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、目標トルクを出力させるようにエンジンを制御するエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device, and more particularly, to an engine control device that controls an engine to output a target torque.

従来、ガソリンエンジンのような火花点火式のエンジンにおいて、現在使用している燃料のオクタン価を推測し、そのオクタン価に応じた点火時期マップを参照して、ノッキングを起こさない適切な点火時期を決定する制御を実施するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載された制御装置では、燃料のオクタン価が高くなるほど、ノッキングを引き起こさない限界の点火時期進角量（ノック限界）が進角側に設定される。すなわち、オクタン価が高くなるほど、最も高いトルクが得られるＭＢＴの近傍まで点火時期を進角させることができ、燃費を向上させることができる。 Conventionally, in a spark ignition type engine such as a gasoline engine, an octane number of a currently used fuel is estimated, and an ignition timing map corresponding to the octane number is referred to determine an appropriate ignition timing that does not cause knocking. What performs control is known (for example, refer to patent documents 1).
In the control device described in Patent Document 1, the higher the octane number of the fuel, the more the ignition timing advance amount (knock limit) that does not cause knocking is set to the advance side. That is, as the octane number increases, the ignition timing can be advanced to the vicinity of MBT where the highest torque can be obtained, and the fuel efficiency can be improved.

特開２０１２−８２７４１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-82741

ところで、近年では、アクセルペダルの操作等の車両の運転状態に基づき目標トルクを設定し、その目標トルクを出力させるようにエンジンを制御する、いわゆるトルクベース制御が知られている。上記の特許文献１に記載されているような制御装置を、トルクベース制御を実行するエンジンに適用した場合において、異なるオクタン価の燃料により同じ目標トルクを出力させようとした場合、燃料のオクタン価が高く点火時期の進角量を大きくできるほど、少ない吸入空気量（及びそれに相当する燃料量）により目標トルクを出力させることができる。すなわち、同じ目標トルクを出力させようとした場合、燃料のオクタン価が高いほど、スロットルバルブの開度が小さくなる。 By the way, in recent years, so-called torque base control is known in which a target torque is set based on a driving state of a vehicle such as an accelerator pedal operation and the engine is controlled to output the target torque. When the control device as described in Patent Document 1 is applied to an engine that executes torque-based control, if the same target torque is output using different octane fuels, the fuel octane number is high. As the advance amount of the ignition timing can be increased, the target torque can be output with a smaller intake air amount (and a corresponding fuel amount). That is, when trying to output the same target torque, the higher the octane number of the fuel, the smaller the opening of the throttle valve.

したがって、例えば自動変速機によるアップシフト（低速段から高速段への変速）時のように、エンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合、高いオクタン価に応じて点火時期の進角量が大きく設定されていると、目標トルクの低下に応じて吸入空気量を減少させるためにスロットルバルブの閉じ量が一層多くなり、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みが顕著になる。その結果、アップシフト後の出力トルクの落ち込みが生じ、変速ショックを引き起こしてしまう。 Therefore, when it is necessary to immediately increase the target torque of the engine after temporarily reducing the target torque, such as during upshifting (shifting from a low speed to a high speed) by an automatic transmission, ignition is performed according to a high octane number. If the timing advance amount is set to a large value, the amount of intake air will decrease as the target torque decreases, so the amount of throttle valve closing will increase further, and the drop in intake air immediately after the upshift will be noticeable. Become. As a result, a drop in the output torque after the upshift occurs, causing a shift shock.

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、高いオクタン価に応じて点火時期が進角されているときに、自動変速機のアップシフト時のようにエンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、ショックを引き起こすことなく目標トルクを出力させるようにエンジンを制御することができる、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and when the ignition timing is advanced in accordance with a high octane number, the engine is in the same manner as during an upshift of an automatic transmission. An object of the present invention is to provide an engine control device capable of controlling an engine to output a target torque without causing a shock even when the target torque needs to be increased immediately after being temporarily reduced. And

上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの制御装置は、目標トルクを出力させるようにエンジンを制御するエンジンの制御装置であって、エンジンのノック限界点火時期を、燃料のオクタン価に応じて設定するノック限界点火時期設定手段と、エンジンの現在の運転状態に基づき、エンジンが出力可能なトルクを予測するトルク予測手段と、トルク予測手段が予測した予測トルクに所定の付加トルクを加えた値を上限トルクとして算出し、目標トルクを上限トルク以下に設定する目標トルク設定手段と、目標トルクに基づき吸入空気量を制御する空気量制御手段とを有し、目標トルク設定手段は、ノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価に応じて設定されている場合、ノック限界点火時期が相対的に低いオクタン価に応じて設定されている場合よりも付加トルクを大きくすることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、目標トルク設定手段は、ノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価に応じて設定されている場合、ノック限界点火時期が相対的に低いオクタン価に応じて設定されている場合よりも付加トルクを大きくするので、相対的に高いオクタン価に応じて点火時期が進角されていることによりスロットルバルブの閉じ量が相対的に大きい場合には、相対的に低いオクタン価に応じて点火時期が設定されている場合よりも、付加トルクの増大に応じて吸入空気量を増大させるためにスロットルバルブの閉じ量を少なくすることができる。これにより、自動変速機のアップシフト時のようにエンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みを抑制することができ、ショックを引き起こすことなく目標トルクを出力させるようにエンジンを制御することができる。 In order to achieve the above object, an engine control apparatus according to the present invention is an engine control apparatus that controls an engine to output a target torque, and the engine knock limit ignition timing is determined according to the octane number of fuel. Knock limit ignition timing setting means to be set, torque predicting means for predicting torque that the engine can output based on the current operating state of the engine, and a predetermined additional torque added to the predicted torque predicted by the torque predicting means A target torque setting means for calculating the value as an upper limit torque, and setting the target torque to be equal to or lower than the upper limit torque; and an air amount control means for controlling the intake air amount based on the target torque, If the ignition timing is set according to a relatively high octane number, the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number. Characterized in that to increase the additional torque than when it is.
In the present invention configured as described above, the target torque setting means sets the knock limit ignition timing according to the relatively low octane number when the knock limit ignition timing is set according to the relatively high octane number. Since the additional torque is increased compared to the case where the throttle valve is closed, the ignition timing is advanced in accordance with a relatively high octane number, so that when the closing amount of the throttle valve is relatively large, the relatively low octane number Accordingly, the closing amount of the throttle valve can be reduced in order to increase the intake air amount in accordance with the increase in the additional torque, compared with the case where the ignition timing is set according to the above. As a result, even when the target torque of the engine needs to be temporarily increased after it is temporarily reduced, such as during an upshift of an automatic transmission, it is possible to suppress a drop in the intake air amount immediately after the upshift. The engine can be controlled to output the target torque without causing a shock.

また、本発明において、好ましくは、目標トルク設定手段は、ノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価に応じて設定されており、且つ、エンジンの運転状態が相対的に高負荷且つ高回転の運転領域にある場合、ノック限界点火時期が相対的に低いオクタン価に応じて設定されている場合又はエンジンの運転状態が相対的に低負荷若しくは低回転の運転領域にあるよりも付加トルクを大きくする。
このように構成された本発明においては、相対的に高いオクタン価に応じて点火時期が進角されており、且つ相対的に高負荷高回転の運転状態である場合には、付加トルクを増大させることでスロットルバルブの閉じ量を少なくするので、エンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みを抑制することができ、これにより、ショックを引き起こすことなく高い目標トルクを維持することができる。
また、相対的に低いオクタン価に応じて点火時期が設定されている場合、あるいは低負荷又は低回転の運転状態である場合には、付加トルクを増大させず、したがって吸入空気量を増大させないので、全運転領域において付加トルクを大きくして吸入空気量を増大させることにより例えば高負荷低回転領域においてプリイグニッションが発生することを防止できる。 In the present invention, preferably, the target torque setting means is set in accordance with an octane number at which the knock limit ignition timing is relatively high, and the operation state of the engine is relatively high load and high rotation operation. When in the region, the additional torque is increased when the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number or when the engine operating state is in the relatively low load or low rotation operation region.
In the present invention configured as described above, when the ignition timing is advanced according to a relatively high octane number and the driving state is relatively high and high, the additional torque is increased. Therefore, even when the target torque of the engine needs to be increased immediately after the target torque of the engine is temporarily reduced, it is possible to suppress a drop in the intake air amount immediately after the upshift, Thereby, a high target torque can be maintained without causing a shock.
In addition, when the ignition timing is set according to a relatively low octane number, or when the driving state is low load or low rotation, the additional torque is not increased, and therefore the intake air amount is not increased. By increasing the additional torque and increasing the intake air amount in the entire operation region, for example, it is possible to prevent pre-ignition from occurring in the high load and low rotation region.

また、本発明において、好ましくは、エンジンの制御装置は、ターボ過給機を有するエンジンの制御装置であり、トルク予測手段は、ターボ過給機による現在の過給圧に基づき、エンジンが出力可能なトルクを予測する。
このように構成された本発明においては、例えばエンジン回転数が低く十分な過給圧が得られない場合でも、その状態を反映してエンジンが出力可能なトルクを正確に予測し、その正確な予測トルクに基づき目標トルクを設定することができるので、自動変速機のアップシフト時のようにエンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、ショックを引き起こすことなく必要な目標トルクを確実に出力させるようにエンジンを制御することができる。 In the present invention, preferably, the engine control device is an engine control device having a turbocharger, and the torque predicting means can output the engine based on a current supercharging pressure by the turbocharger. Predict the correct torque.
In the present invention configured as described above, for example, even when the engine speed is low and sufficient supercharging pressure cannot be obtained, the torque that the engine can output is accurately predicted by reflecting the state, and the accurate The target torque can be set based on the predicted torque, causing a shock even when the target torque of the engine needs to be increased immediately after it has been temporarily reduced, such as during an automatic transmission upshift. It is possible to control the engine so that the necessary target torque is output without fail.

本発明によるエンジンの制御装置によれば、高いオクタン価に応じて点火時期が進角されているときに、自動変速機のアップシフト時のようにエンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、ショックを引き起こすことなく目標トルクを出力させるようにエンジンを制御することができる。 According to the engine control apparatus of the present invention, when the ignition timing is advanced according to a high octane number, immediately after the target torque of the engine is temporarily reduced as in the upshift of the automatic transmission. Even when it is necessary to raise the engine, the engine can be controlled to output the target torque without causing a shock.

本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the control apparatus of the engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるエンジン制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the engine control process by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるオクタン価設定マップの一例である。It is an example of the octane number setting map by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が目標トルクを決定する目標トルク決定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the target torque determination process in which the control apparatus of the engine by embodiment of this invention determines a target torque. 本発明の実施形態による目標トルク決定処理を実行した場合のタイムチャートの一例である。It is an example of the time chart at the time of performing the target torque determination process by embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を説明する。 Hereinafter, an engine control apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

＜システム構成＞
まず、図１及び図２により、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 <System configuration>
First, an engine system to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the engine control device according to the embodiment of the present invention. is there.

図１及び図２に示すように、エンジンシステム１００は、主に、外部から導入された吸気（空気）が通過する吸気通路１と、この吸気通路１から供給された吸気と、後述する燃料噴射弁１３から供給された燃料との混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジン１０（具体的にはガソリンエンジン）と、このエンジン１０内の燃焼により発生した排気ガスを排出する排気通路２５と、エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ４０〜５４と、エンジンシステム１００全体を制御するＰＣＭ６０（エンジンの制御装置）とを有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the engine system 100 mainly includes an intake passage 1 through which intake air (air) introduced from the outside passes, intake air supplied from the intake passage 1, and fuel injection to be described later. An engine 10 (specifically, a gasoline engine) that generates fuel for the vehicle by burning an air-fuel mixture supplied from the valve 13 and an exhaust passage 25 that discharges exhaust gas generated by combustion in the engine 10. And sensors 40 to 54 for detecting various states relating to the engine system 100, and a PCM 60 (engine control device) for controlling the entire engine system 100.

吸気通路１には、上流側から順に、外部から導入された吸気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を昇圧させる、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａと、外気や冷却水により吸気を冷却するインタークーラ５と、通過する吸気の量（吸入空気量）を調整するスロットルバルブ６と、エンジン１０に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク７と、が設けられている。 In the intake passage 1, in order from the upstream side, the air cleaner 3 that purifies the intake air introduced from the outside, the compressor 4 a of the turbocharger 4 that boosts the intake air that passes through, and the outside air or cooling water cools the intake air. An intercooler 5, a throttle valve 6 that adjusts the amount of intake air (intake air amount) that passes through, and a surge tank 7 that temporarily stores intake air supplied to the engine 10 are provided.

また、吸気通路１には、コンプレッサ４ａによって過給された吸気の一部を、コンプレッサ４ａの上流側に還流するためのエアバイパス通路８が設けられている。具体的には、エアバイパス通路８の一端は、コンプレッサ４ａの下流側で且つスロットルバルブ６の上流側の吸気通路１に接続され、エアバイパス通路８の他端は、エアクリーナ３の下流側で且つコンプレッサ４ａの上流側の吸気通路１に接続されている。 The intake passage 1 is provided with an air bypass passage 8 for returning a part of the intake air supercharged by the compressor 4a to the upstream side of the compressor 4a. Specifically, one end of the air bypass passage 8 is connected to the intake passage 1 downstream of the compressor 4a and upstream of the throttle valve 6, and the other end of the air bypass passage 8 is downstream of the air cleaner 3 and The intake passage 1 is connected to the upstream side of the compressor 4a.

このエアバイパス通路８には、エアバイパス通路８を流れる吸気の流量を開閉動作により調節するエアバイパスバルブ９が設けられている。エアバイパスバルブ９は、エアバイパス通路８を完全に閉じる閉状態と完全に開く開状態とに切り換え可能な、いわゆるオンオフバルブである。 The air bypass passage 8 is provided with an air bypass valve 9 that adjusts the flow rate of intake air flowing through the air bypass passage 8 by an opening / closing operation. The air bypass valve 9 is a so-called on / off valve that can be switched between a closed state in which the air bypass passage 8 is completely closed and an open state in which the air bypass passage 8 is completely opened.

エンジン１０は、主に、吸気通路１から供給された吸気を燃焼室１１内に導入する吸気バルブ１２と、燃焼室１１に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１３と、燃焼室１１内に供給された吸気と燃料との混合気に点火する点火プラグ１４と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により往復運動するピストン１５と、ピストン１５の往復運動により回転されるクランクシャフト１６と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路２５へ排出する排気バルブ１７と、を有する。 The engine 10 mainly supplies an intake valve 12 for introducing the intake air supplied from the intake passage 1 into the combustion chamber 11, a fuel injection valve 13 for injecting fuel toward the combustion chamber 11, and a supply to the combustion chamber 11. Spark plug 14 for igniting the mixture of the intake air and fuel, a piston 15 reciprocating by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 11, a crankshaft 16 rotated by reciprocating motion of the piston 15, and combustion And an exhaust valve 17 that exhausts exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the chamber 11 to the exhaust passage 25.

また、エンジン１０は、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７のそれぞれの動作タイミング（バルブの開閉時期に相当する）を、可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing Mechanism）としての可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９によって可変に構成されている。可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９としては、公知の種々の形式を適用可能であるが、例えば電磁式又は油圧式に構成された機構を用いて、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを変化させることができる。 Further, the engine 10 uses the variable intake valve mechanism 18 and the variable exhaust valve as the variable valve timing mechanism, with the operation timings of the intake valve 12 and the exhaust valve 17 (corresponding to the opening / closing timing of the valve) as the variable valve timing mechanism. The mechanism 19 is variably configured. As the variable intake valve mechanism 18 and the variable exhaust valve mechanism 19, various known types can be applied. For example, the operation of the intake valve 12 and the exhaust valve 17 is performed using a mechanism configured in an electromagnetic or hydraulic manner. Timing can be changed.

排気通路２５には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によってコンプレッサ４ａを駆動する、ターボ過給機４のタービン４ｂと、例えばＮＯｘ触媒や三元触媒や酸化触媒などの、排気ガスの浄化機能を有する触媒装置３５ａ、３５ｂが設けられている。以下では、これらの触媒装置３５ａ、３５ｂを区別しないで用いる場合には、単に「触媒装置３５」と表記する。 The exhaust passage 25 is rotated by exhaust gas passing through in order from the upstream side, and the turbine 4b of the turbocharger 4 that drives the compressor 4a by this rotation, such as a NOx catalyst, a three-way catalyst, an oxidation catalyst, etc. Catalyst devices 35a and 35b having an exhaust gas purification function are provided. Hereinafter, when these catalyst devices 35a and 35b are used without being distinguished from each other, they are simply referred to as “catalyst device 35”.

また、排気通路２５上には、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１に還流させるＥＧＲ装置２６が設けられている。ＥＧＲ装置２６は、一端がタービン４ｂの上流側の排気通路２５に接続され、他端がコンプレッサ４ａの下流側で且つスロットルバルブ１１の下流側の吸気通路１に接続されたＥＧＲ通路２７と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２８と、ＥＧＲ通路２７を流れるＥＧＲガス量（流量）を制御するＥＧＲバルブ２９と、を有する。このＥＧＲ装置２６は、いわゆる高圧ＥＧＲ装置（ＨＰＬ（High Pressure Loop）ＥＧＲ装置）に相当する。 Further, an EGR device 26 is provided on the exhaust passage 25 to recirculate a part of the exhaust gas to the intake passage 1 as EGR gas. The EGR device 26 includes an EGR passage 27 having one end connected to the exhaust passage 25 upstream of the turbine 4b and the other end connected to the intake passage 1 downstream of the compressor 4a and downstream of the throttle valve 11; An EGR cooler 28 that cools the gas and an EGR valve 29 that controls the amount (flow rate) of EGR gas flowing through the EGR passage 27 are provided. The EGR device 26 corresponds to a so-called high pressure EGR device (HPL (High Pressure Loop) EGR device).

また、排気通路２５には、排気ガスを、ターボ過給機４のタービン４ｂを通過させずに迂回させるタービンバイパス通路３０が設けられている。このタービンバイパス通路３０には、タービンバイパス通路３０を流れる排気ガスの流量を制御するウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧバルブ」と称する）３１が設けられている。 The exhaust passage 25 is provided with a turbine bypass passage 30 that bypasses the exhaust gas without passing through the turbine 4b of the turbocharger 4. The turbine bypass passage 30 is provided with a waste gate valve (hereinafter referred to as “WG valve”) 31 for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the turbine bypass passage 30.

また、排気通路２５においては、ＥＧＲ通路２７の上流側の接続部分とタービンバイパス通路３０の上流側の接続部分との間の通路が、第１通路２５ａと第２通路２５ｂとに分岐されている。第１通路２５ａは第２通路２５ｂよりも径が大きく、換言すると第２通路２５ｂは第１通路２５ａよりも径が小さく、第１通路２５ａには開閉バルブ２５ｃが設けられている。開閉バルブ２５ｃが開いている場合には、排気ガスは基本的には第１通路２５ａに流れ、開閉バルブ２５ｃが閉じている場合には、排気ガスは第２通路２５ｂにのみ流れる。そのため、開閉バルブ２５ｃが閉じている場合には、開閉バルブ２５ｃが開いている場合よりも、排気ガスの流速が大きくなる。開閉バルブ２５ｃは低回転数領域において閉じられ、流速が上昇された排気ガスをターボ過給機４のタービン４ｂに供給して、低回転域でもターボ過給機４による過給が行えるようになっている。 Further, in the exhaust passage 25, a passage between an upstream connection portion of the EGR passage 27 and an upstream connection portion of the turbine bypass passage 30 is branched into a first passage 25a and a second passage 25b. . The first passage 25a has a larger diameter than the second passage 25b. In other words, the second passage 25b has a smaller diameter than the first passage 25a, and an opening / closing valve 25c is provided in the first passage 25a. When the opening / closing valve 25c is open, the exhaust gas basically flows into the first passage 25a, and when the opening / closing valve 25c is closed, the exhaust gas flows only into the second passage 25b. Therefore, when the opening / closing valve 25c is closed, the flow rate of the exhaust gas becomes larger than when the opening / closing valve 25c is open. The on-off valve 25c is closed in the low rotation speed region, and the exhaust gas whose flow rate has been increased is supplied to the turbine 4b of the turbocharger 4, so that the turbocharger 4 can perform supercharging even in the low rotation region. ing.

エンジンシステム１００には、当該エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ４０〜５４が設けられている。これらセンサ４０〜５４は、具体的には以下の通りである。アクセル開度センサ４０は、アクセルペダルの開度（ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ量に相当する）であるアクセル開度を検出する。エアフローセンサ４１は、エアクリーナ３とコンプレッサ４ａとの間の吸気通路１を通過する吸気の流量に相当する吸入空気量を検出する。温度センサ４２は、エアクリーナ３とコンプレッサ４ａとの間の吸気通路１を通過する吸気の温度を検出する。圧力センサ４３は、過給圧を検出する。スロットル開度センサ４４は、スロットルバルブ６の開度であるスロットル開度を検出する。圧力センサ４５は、エンジン１０に供給される吸気の圧力に相当するインマニ圧（サージタンク７内の圧力）を検出する。クランク角センサ４６は、クランクシャフト１６におけるクランク角を検出する。吸気側カム角センサ４７は、吸気カムシャフトのカム角を検出する。排気側カム角センサ４８は、排気カムシャフトのカム角を検出する。温度センサ４９は、エンジン１０の冷却水の温度（水温）を検出する。ＷＧ開度センサ５０は、ＷＧバルブ３１の開度を検出する。Ｏ₂センサ５１は、触媒装置３５ａの上流側の排気ガス中の酸素濃度を検出し、Ｏ₂センサ５２は、触媒装置３５ａと触媒装置３５ｂとの間の排気ガス中の酸素濃度を検出する。車速センサ５３は、車両の速度（車速）を検出する。ノックセンサ５４は、例えばエンジン１０のシリンダブロックに設けられ、エンジン１０のノッキングによる振動を検出する。これらの各種センサ４０〜５４は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１４０〜Ｓ１５４をＰＣＭ６０に出力する。 The engine system 100 is provided with sensors 40 to 54 that detect various states relating to the engine system 100. Specifically, these sensors 40 to 54 are as follows. The accelerator opening sensor 40 detects an accelerator opening that is an accelerator pedal opening (corresponding to an amount by which the driver has depressed the accelerator pedal). The air flow sensor 41 detects an intake air amount corresponding to the flow rate of the intake air passing through the intake passage 1 between the air cleaner 3 and the compressor 4a. The temperature sensor 42 detects the temperature of intake air passing through the intake passage 1 between the air cleaner 3 and the compressor 4a. The pressure sensor 43 detects the supercharging pressure. The throttle opening sensor 44 detects the throttle opening that is the opening of the throttle valve 6. The pressure sensor 45 detects intake manifold pressure (pressure in the surge tank 7) corresponding to the pressure of intake air supplied to the engine 10. The crank angle sensor 46 detects the crank angle in the crankshaft 16. The intake side cam angle sensor 47 detects the cam angle of the intake camshaft. The exhaust side cam angle sensor 48 detects the cam angle of the exhaust camshaft. The temperature sensor 49 detects the temperature (water temperature) of the cooling water of the engine 10. The WG opening degree sensor 50 detects the opening degree of the WG valve 31. The O ₂ sensor 51 detects the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst device 35a, and the O ₂ sensor 52 detects the oxygen concentration in the exhaust gas between the catalyst device 35a and the catalyst device 35b. The vehicle speed sensor 53 detects the speed of the vehicle (vehicle speed). The knock sensor 54 is provided, for example, in a cylinder block of the engine 10 and detects vibration caused by knocking of the engine 10. These various sensors 40 to 54 output detection signals S140 to S154 corresponding to the detected parameters to the PCM 60, respectively.

ＰＣＭ６０は、上述した各種センサ４０〜５４から入力された検出信号Ｓ１４０〜Ｓ１５４に基づいて、エンジンシステム１００内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、図２に示すように、ＰＣＭ６０は、スロットルバルブ６に制御信号Ｓ１０６を供給して、スロットルバルブ６の開閉時期やスロットル開度を制御し、エアバイパスバルブ９に制御信号Ｓ１０９を供給して、エアバイパスバルブ９の開閉を制御し、ＷＧバルブ３１に制御信号Ｓ１３１を供給して、ＷＧバルブ３１の開度を制御し、燃料噴射弁１３に制御信号Ｓ１１３を供給して、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを制御し、点火プラグ１４に制御信号Ｓ１１４を供給して、点火時期を制御し、可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９のそれぞれに制御信号Ｓ１１８、Ｓ１１９を供給して、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを制御し、ＥＧＲバルブ２９に制御信号Ｓ１２９を供給して、ＥＧＲバルブ２９の開度を制御する。 The PCM 60 controls the components in the engine system 100 based on the detection signals S140 to S154 input from the various sensors 40 to 54 described above. Specifically, as shown in FIG. 2, the PCM 60 supplies a control signal S106 to the throttle valve 6, controls the opening / closing timing and throttle opening of the throttle valve 6, and sends a control signal S109 to the air bypass valve 9. To supply the control signal S131 to the WG valve 31, to control the opening of the WG valve 31, to supply the control signal S113 to the fuel injection valve 13, The injection amount and the fuel injection timing are controlled, the control signal S114 is supplied to the spark plug 14, the ignition timing is controlled, and the control signals S118 and S119 are supplied to the variable intake valve mechanism 18 and the variable exhaust valve mechanism 19, respectively. Then, the operation timing of the intake valve 12 and the exhaust valve 17 is controlled, and the control signal S129 is supplied to the EGR valve 29, so that the EGR valve Controlling the 9 opening.

特に、本実施形態では、ＰＣＭ６０は、エンジン１０においてノッキングが発生しない限界の点火時期（ノック限界点火時期）を、燃料のオクタン価に応じて設定する。また、ＰＣＭ６０は、エンジン１０が所定時間先に出力可能なトルクを予測し、その予測トルクに所定の付加トルクを加えた値を上限トルクとして算出して、目標トルクを上限トルク以下に設定する。また、ＰＣＭ６０は、目標トルクに基づき吸入空気量を制御する。また、ＰＣＭ６０は、ノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価に応じて設定されている場合、ノック限界点火時期が相対的に低いオクタン価に応じて設定されている場合よりも付加トルクを大きくする。このように、ＰＣＭ６０は、本発明における「エンジンの制御装置」に相当し、本発明における「ノック限界点火時期設定手段」、「トルク予測手段」、「目標トルク設定手段」、「空気量制御手段」として機能する。 In particular, in this embodiment, the PCM 60 sets a limit ignition timing (knock limit ignition timing) at which knocking does not occur in the engine 10 in accordance with the octane number of the fuel. Further, the PCM 60 predicts a torque that the engine 10 can output a predetermined time ahead, calculates a value obtained by adding a predetermined additional torque to the predicted torque as an upper limit torque, and sets the target torque to be equal to or lower than the upper limit torque. The PCM 60 controls the intake air amount based on the target torque. Further, when the knock limit ignition timing is set according to a relatively high octane number, the PCM 60 increases the additional torque compared to when the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number. Thus, the PCM 60 corresponds to the “engine control device” in the present invention, and “knock limit ignition timing setting means”, “torque prediction means”, “target torque setting means”, “air amount control means” in the present invention. ”.

ＰＣＭ６０の各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。 Each component of the PCM 60 includes a CPU, various programs that are interpreted and executed on the CPU (including basic control programs such as an OS and application programs that are activated on the OS to realize specific functions), programs, and various types It is constituted by a computer having an internal memory such as a ROM or RAM for storing data.

＜エンジン制御処理＞
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施形態において行われるエンジン１０の基本制御について説明する。図３は、本発明の実施形態によるエンジン制御処理のフローチャートであり、図４は、本発明の実施形態による点火時期設定マップの一例である。このエンジン制御処理は、車両のイグニッションがオンにされ、ＰＣＭ６０に電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。 <Engine control processing>
Next, basic control of the engine 10 performed in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart of an engine control process according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of an ignition timing setting map according to the embodiment of the present invention. This engine control process is activated and executed repeatedly when the ignition of the vehicle is turned on and the PCM 60 is powered on.

エンジン制御処理が開始されると、図３に示すように、ステップＳ１において、ＰＣＭ６０は車両の運転状態に関する各種情報を取得する。具体的には、ＰＣＭ６０は、アクセル開度センサ４０が検出したアクセル開度、エアフローセンサ４１が検出した吸入空気量、車速センサ５３が検出した車速、ノックセンサ５４が検出したノッキングの有無、車両の変速機に現在設定されているギヤ段等を取得する。 When the engine control process is started, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, the PCM 60 acquires various types of information related to the driving state of the vehicle. Specifically, the PCM 60 detects the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 40, the intake air amount detected by the air flow sensor 41, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 53, the presence or absence of knocking detected by the knock sensor 54, Acquires the gear currently set for the transmission.

次に、ステップＳ２において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１において取得された車両の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して、アクセル開度センサ４０によって検出されたアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。 Next, in step S2, the PCM 60 sets a target acceleration based on the driving state of the vehicle acquired in step S1. Specifically, the PCM 60 determines the acceleration corresponding to the current vehicle speed and gear stage from acceleration characteristic maps (created in advance and stored in a memory or the like) defined for various vehicle speeds and various gear stages. A characteristic map is selected, and a target acceleration corresponding to the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 40 is determined with reference to the selected acceleration characteristic map.

次に、ステップＳ３において、ＰＣＭ６０は、ノック限界点火時期を、ステップＳ１において取得されたエンジン１０の運転状態及び現在使用している燃料のオクタン価に応じて設定する。 Next, in step S3, the PCM 60 sets the knock limit ignition timing according to the operating state of the engine 10 acquired in step S1 and the octane number of the currently used fuel.

具体的には、ＰＣＭ６０は、現在使用している燃料のオクタン価を予め推定しておく。例えば、ＰＣＭ６０は、燃料が給油された後の適当な時期に、エンジン１０の運転中に点火時期を徐々に進角させ、ノッキングが検出されたときのノック発生点火時期を特定する。そして、ノック発生点火時期とオクタン価との関係を規定したマップ（予め作成されてメモリ等に記憶されている）を参照し、特定したノック発生点火時期に対応するオクタン価を、現在使用している燃料のオクタン価として推定する。 Specifically, the PCM 60 estimates the octane number of the currently used fuel in advance. For example, the PCM 60 gradually advances the ignition timing during operation of the engine 10 at an appropriate timing after the fuel is supplied, and specifies the knock generation ignition timing when knocking is detected. Then, referring to a map (previously created and stored in a memory or the like) that defines the relationship between the knock generation ignition timing and the octane number, the fuel currently used is the octane number corresponding to the specified knock generation ignition timing. Estimated as the octane number.

また、ＰＣＭ６０は、エンジン１０の運転状態と、ノック限界点火時期を設定するときに使用するオクタン価との関係を各変速段について規定したオクタン価設定マップ（予め作成されてメモリ等に記憶されている）を参照し、ステップＳ１において取得された車両の運転状態に対応するオクタン価を取得する。図４に例示したオクタン価設定マップでは、横軸がエンジン回転数を表し、縦軸がアクセル開度を表している。また、図４（ａ）は変速段が１速及び２速のときのオクタン価設定マップであり、図４（ｂ）は変速段が３速以上のときのオクタン価設定マップである。図４に示すように、現在の変速段が１速又は２速の場合、エンジン回転数Ａ及びアクセル開度Ｂに対応するオクタン価としては９３ＲＯＮが取得されるが、現在の変速段が３速以上の場合、エンジン回転数Ａ及びアクセル開度Ｂに対応するオクタン価としては９８ＲＯＮが取得される。 Further, the PCM 60 has an octane number setting map that prescribes the relationship between the operating state of the engine 10 and the octane number used when setting the knock limit ignition timing for each gear stage (prepared and stored in a memory or the like). The octane number corresponding to the driving state of the vehicle acquired in step S1 is acquired. In the octane number setting map illustrated in FIG. 4, the horizontal axis represents the engine speed, and the vertical axis represents the accelerator opening. FIG. 4 (a) is an octane number setting map when the gear stage is 1st and 2nd speed, and FIG. 4 (b) is an octane number setting map when the gear stage is 3rd and higher. As shown in FIG. 4, when the current shift speed is 1st speed or 2nd speed, 93 RON is acquired as the octane number corresponding to the engine speed A and the accelerator opening B, but the current shift speed is 3rd speed or more. In this case, 98 RON is acquired as the octane number corresponding to the engine speed A and the accelerator opening B.

そして、ＰＣＭ６０は、予め推定した現在使用している燃料のオクタン価と、エンジン１０の運転状態に基づきオクタン価設定マップから取得したオクタン価との内、小さい方の値を、ノック限界点火時期を設定するために使用する点火時期設定用オクタン価として取得する。
そして、ＰＣＭ６０は、種々のオクタン価について充填効率及びエンジン回転数に応じたノック限界点火時期を規定したマップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、取得した点火時期設定用オクタン価に対応するマップを選択し、選択したマップに規定されているノック限界点火時期を、種々の充填効率及び種々のエンジン回転数についてのノック限界点火時期のセットとして設定する。 The PCM 60 sets the knock limit ignition timing with the smaller one of the octane number of the currently used fuel estimated in advance and the octane number acquired from the octane number setting map based on the operating state of the engine 10. Acquired as the octane number for setting the ignition timing used for.
The PCM 60 then obtains the octane number for setting the ignition timing from a map (created in advance and stored in a memory or the like) that defines the knock limit ignition timing corresponding to the charging efficiency and the engine speed for various octane numbers. And a knock limit ignition timing defined in the selected map is set as a set of knock limit ignition timings for various charging efficiencies and various engine speeds.

次に、ステップＳ４において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２において決定した目標加速度を実現するためのエンジン１０の目標トルクを決定する。この場合、ＰＣＭ６０は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジン１０が出力可能なトルクの範囲内で、目標トルクを決定する。この目標トルクを決定する処理の詳細は後述する。 Next, in step S4, the PCM 60 determines a target torque of the engine 10 for realizing the target acceleration determined in step S2. In this case, the PCM 60 determines a target torque within a range of torque that can be output by the engine 10 based on the current vehicle speed, gear stage, road surface gradient, road surface μ, and the like. Details of the process for determining the target torque will be described later.

また、ステップＳ２〜Ｓ４の処理と並行して、ステップＳ５において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１においてノックセンサ５４から取得した検出信号に基づき、ノッキングが検出されたか否かを判定する。
その結果、ノッキングが検出された場合、ステップＳ６に進み、ＰＣＭ６０は、ノッキングを抑制するために点火時期を遅角側に補正するときの補正量（点火リタード量）を増大させる。一方、ノッキングが検出されなかった場合、ステップＳ７に進み、ＰＣＭ６０は、点火リタード量を減少させる。これにより、ノックセンサ５４によりノッキングが検出される度に点火時期は徐々に遅角側に補正され、ノッキングが検出されない場合、点火時期は進角側に戻される。ただし、点火リタード量は、燃焼効率の著しい悪化や失火を考慮した燃焼安定性の観点から予め実験により定められたリタード限界を超えないように設定される。 In parallel with the processing in steps S2 to S4, in step S5, the PCM 60 determines whether knocking has been detected based on the detection signal acquired from the knock sensor 54 in step S1.
As a result, when knocking is detected, the process proceeds to step S6, and the PCM 60 increases the correction amount (ignition retard amount) when correcting the ignition timing to the retard side in order to suppress knocking. On the other hand, if knocking is not detected, the process proceeds to step S7, and the PCM 60 decreases the ignition retard amount. Thus, every time knocking is detected by the knock sensor 54, the ignition timing is gradually corrected to the retard side, and when knocking is not detected, the ignition timing is returned to the advance side. However, the ignition retard amount is set so as not to exceed the retard limit determined in advance by experiments from the viewpoint of combustion stability in consideration of significant deterioration in combustion efficiency and misfire.

ステップＳ４、及び、ステップＳ６又はＳ７の後、ステップＳ８において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１において取得した現在のエンジン回転数及びステップＳ３において決定した目標トルクを含むエンジン１０の運転状態に応じて、点火プラグ１４による基準点火時期を設定する。
具体的には、ＰＣＭ６０は、目標トルクにフリクションロスやポンピングロスによる損失トルクを加味した目標図示トルクを算出し、種々の充填効率及び種々のエンジン回転数について点火時期と図示トルクとの関係を規定した点火進角マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在のエンジン回転数に対応し且つノッキングが発生しない範囲（ステップＳ３で設定したノック限界点火時期よりも遅角側の範囲）で可能な限りＭＢＴに近い点火時期の場合に目標図示トルクが得られる点火進角マップを選択し、選択した点火進角マップを参照して、目標図示トルクに対応する点火時期を基準点火時期として設定する。そして、ＰＣＭ６０は、設定した基準点火時期を、ステップＳ６又はＳ７において設定した点火リタード量だけ遅角側に補正する。 After step S4 and step S6 or S7, in step S8, the PCM 60 determines the spark plug according to the operating state of the engine 10 including the current engine speed acquired in step S1 and the target torque determined in step S3. 14 sets the reference ignition timing.
Specifically, the PCM 60 calculates a target indicated torque by adding a loss loss due to friction loss or pumping loss to the target torque, and defines the relationship between the ignition timing and the indicated torque for various charging efficiencies and various engine speeds. A range corresponding to the current engine speed and in which knocking does not occur (retarded from the knock limit ignition timing set in step S3) from the ignition advance map (previously created and stored in a memory or the like). The ignition advance map that provides the target indicated torque when the ignition timing is as close as possible to the MBT in the range of the side) is selected, and the ignition timing corresponding to the target indicated torque is determined with reference to the selected ignition advance map. Set as the reference ignition timing. Then, the PCM 60 corrects the set reference ignition timing to the retard side by the ignition retard amount set in step S6 or S7.

次に、ステップＳ９において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ４により決定された目標トルクをエンジン１０に出力させるための目標充填効率を設定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、目標図示トルクを出力するために必要な熱量（要求熱量）を求め、この要求熱量を発生させるために必要な目標充填効率を求める。ＰＣＭ６０は、ステップＳ８において基準点火時期をステップＳ６又はＳ７において設定した点火リタード量だけ遅角させる場合には、この点火リタード量に応じて目標充填効率を増大させ、目標トルクがエンジン１０から適切に出力されるようにする。 Next, in step S9, the PCM 60 sets a target charging efficiency for causing the engine 10 to output the target torque determined in step S4. Specifically, the PCM 60 obtains a heat amount (required heat amount) necessary for outputting the target indicated torque, and obtains a target charging efficiency necessary for generating the required heat amount. When the reference ignition timing is retarded by the ignition retard amount set in step S6 or S7 in step S8, the PCM 60 increases the target charging efficiency in accordance with the ignition retard amount, and the target torque is appropriately adjusted from the engine 10. To be output.

次に、ステップＳ１０において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ９において設定した目標充填効率に相当する空気がエンジン１０に導入されるように、エアフローセンサ３１が検出した空気量を考慮して、スロットルバルブ６の開度と、可変吸気バルブ機構１８を介した吸気バルブ１２の開閉時期とを決定する。 Next, in step S10, the PCM 60 opens the throttle valve 6 in consideration of the air amount detected by the air flow sensor 31 so that air corresponding to the target charging efficiency set in step S9 is introduced into the engine 10. And the opening / closing timing of the intake valve 12 via the variable intake valve mechanism 18 is determined.

次に、ステップＳ１１において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ９において決定したスロットル開度及び吸気バルブ１２の開閉時期に基づき、スロットルバルブ６及び可変吸気バルブ機構１８を制御するとともに、エンジン１０の運転状態等に応じて決定された目標当量比と、エアフローセンサ４１の検出信号Ｓ１４１等に基づき推定した実空気量とに基づき、燃料噴射弁１３を制御する。 Next, in step S11, the PCM 60 controls the throttle valve 6 and the variable intake valve mechanism 18 based on the throttle opening determined in step S9 and the opening / closing timing of the intake valve 12, and also according to the operating state of the engine 10, etc. The fuel injection valve 13 is controlled based on the target equivalence ratio determined in this way and the actual air amount estimated based on the detection signal S141 of the airflow sensor 41 and the like.

また、ステップＳ１０〜Ｓ１１の処理と並行して、ステップＳ１２において、ＰＣＭ６０は、ターボ過給機４による目標過給圧を取得する。例えば、種々のエンジン回転数について目標トルクと目標過給圧との関係を示すマップが予めメモリ等に記憶されており、ＰＣＭ６０は、そのマップを参照し、現時点でのエンジン回転数及びステップＳ４において決定した目標トルクに対応する目標過給圧を取得する。 In parallel with the processing in steps S10 to S11, in step S12, the PCM 60 acquires the target supercharging pressure by the turbocharger 4. For example, a map indicating the relationship between the target torque and the target supercharging pressure for various engine speeds is stored in advance in a memory or the like, and the PCM 60 refers to the map to determine the current engine speed and the step S4. A target boost pressure corresponding to the determined target torque is acquired.

次に、ステップＳ１３において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１２において取得した目標過給圧を実現するための、ＷＧバルブ３１の開度を決定する。 Next, in step S13, the PCM 60 determines the opening degree of the WG valve 31 for realizing the target boost pressure acquired in step S12.

次に、ステップＳ１４において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ１３において設定した開度に基づき、ＷＧバルブ３１のアクチュエータを制御する。この場合、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１３において設定した開度に応じてＷＧバルブ３１のアクチュエータを制御すると共に、圧力センサ４３により検出される過給圧を、ステップＳ１２において取得した目標過給圧に近づけるようにアクチュエータをフィードバック制御する。 Next, in step S14, the PCM 60 controls the actuator of the WG valve 31 based on the opening set in step S13. In this case, the PCM 10 controls the actuator of the WG valve 31 according to the opening set in step S13, and brings the boost pressure detected by the pressure sensor 43 closer to the target boost pressure acquired in step S12. The actuator is feedback controlled.

また、ステップＳ１０〜Ｓ１１及びステップＳ１２〜Ｓ１４の処理と並行して、ステップＳ１５において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ８において設定した点火時期に点火が行われるように、点火プラグ１４を制御する。
ステップＳ１１、Ｓ１４及びＳ１５の後、ＰＣＭ６０は、エンジン制御処理を終了する。 In parallel with the processing of steps S10 to S11 and steps S12 to S14, in step S15, the PCM 60 controls the spark plug 14 so that ignition is performed at the ignition timing set in step S8.
After steps S11, S14, and S15, the PCM 60 ends the engine control process.

＜目標トルク決定処理＞
次に、図５を参照して、目標トルクを決定するための目標トルク決定処理について説明する。図５は、目標トルク決定処理のフローチャートである。 <Target torque determination process>
Next, a target torque determination process for determining the target torque will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of the target torque determination process.

図３に示したエンジン制御処理のステップＳ４において目標トルク決定処理が開始されると、ステップＳ２１において、ＰＣＭ６０は、アクセル開度センサ４０、クランク角センサ４６、圧力センサ４３などから入力された検出信号に基づき、現時点のアクセル開度、エンジン回転数及び過給圧を取得する。 When the target torque determination process is started in step S4 of the engine control process shown in FIG. 3, in step S21, the PCM 60 detects the detection signal input from the accelerator opening sensor 40, the crank angle sensor 46, the pressure sensor 43, and the like. Based on the above, the current accelerator opening, engine speed and supercharging pressure are acquired.

次に、ステップＳ２２において、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２１において取得したアクセル開度、エンジン回転数及び過給圧に基づき、エンジン１０が所定の予測時間先に出力可能な予測トルクを算出する。なお、予測時間は、目標トルクに基づきスロットルバルブ６や可変吸気バルブ機構１８を制御した場合にエンジン１０の出力トルクが応答するまでの時間であり、例えば２００ｍｓである。
例えば、ＰＣＭ６０は、図３に例示したエンジン制御処理のステップＳ２において決定した目標加速度を実現するために必要なトルクを、アクセルペダルを操作したドライバが要求するトルク（ドライバ要求トルク）として算出する。そして、種々のエンジン回転数について過給圧と出力トルクとの関係を示す過給圧マップ（予め作成されてメモリ等に記憶されている）の中から現在のエンジン回転数に対応するマップを参照し、ドライバ要求トルクに対応する過給圧を目標過給圧として算出する。さらに、現在の過給圧と目標過給圧との間の値（例えば、現在の過給圧と目標過給圧との間を１：９に内分した点の値）を、２００ｍｓ先の予測過給圧として算出し、現在のエンジン回転数に対応する過給圧マップにおいて予測過給圧に対応する出力トルクを、２００ｍｓ先に出力可能な予測トルクとして算出する。 Next, in step S22, the PCM 60 calculates a predicted torque that the engine 10 can output in a predetermined predicted time based on the accelerator opening, the engine speed, and the boost pressure acquired in step S21. The predicted time is a time until the output torque of the engine 10 responds when the throttle valve 6 and the variable intake valve mechanism 18 are controlled based on the target torque, and is, for example, 200 ms.
For example, the PCM 60 calculates the torque required for realizing the target acceleration determined in step S2 of the engine control process illustrated in FIG. 3 as the torque required by the driver who operates the accelerator pedal (driver required torque). Then, refer to a map corresponding to the current engine speed from among supercharging pressure maps (preliminarily created and stored in a memory or the like) showing the relationship between the supercharging pressure and the output torque for various engine speeds. Then, the boost pressure corresponding to the driver request torque is calculated as the target boost pressure. Further, a value between the current supercharging pressure and the target supercharging pressure (for example, a value obtained by internally dividing the current supercharging pressure and the target supercharging pressure into 1: 9) is set to 200 ms ahead. The predicted boost pressure is calculated, and the output torque corresponding to the predicted boost pressure in the boost pressure map corresponding to the current engine speed is calculated as the predicted torque that can be output 200 ms ahead.

次に、ステップＳ２３において、ＰＣＭ６０は、図３のエンジン制御処理のステップＳ３においてノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価（本実施形態では９８ＲＯＮ）に応じて設定されており、且つ、エンジン１０の運転状態が相対的に高負荷且つ高回転の運転領域にあるか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ６０は、図３のエンジン制御処理のステップＳ３において点火時期設定用オクタン価として取得されたオクタン価が９８ＲＯＮであり、現在の変速段が３速以上であり、且つ、エンジン回転数及びアクセル開度が、図４（ｂ）に示したオクタン価設定マップにおいて９８ＲＯＮのオクタン価が設定されている領域のうち高回転側の領域（高回転側９８ＲＯＮ設定領域）に含まれているか否かを判定する。 Next, in step S23, the PCM 60 is set according to the octane number (98 RON in this embodiment) at which the knock limit ignition timing is relatively high in step S3 of the engine control process of FIG. It is determined whether or not the operation state is in a relatively high load and high rotation operation region. Specifically, in the PCM 60, the octane number acquired as the ignition timing setting octane number in step S3 of the engine control process of FIG. 3 is 98 RON, the current gear stage is 3rd speed or more, and the engine speed and It is determined whether or not the accelerator opening is included in the high rotation side region (high rotation side 98RON setting region) in the region where the octane number of 98RON is set in the octane number setting map shown in FIG. To do.

その結果、ノック限界点火時期が９８ＲＯＮに応じて設定されていないか、又は、エンジン１０の運転状態が高回転側９８ＲＯＮ設定領域に含まれていない場合、ステップＳ２４に進み、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２２において算出した予測トルクに、第１の付加トルク（本実施形態では１０Ｎｍ）を上乗せした値を、エンジン１０が予測時間先に出力可能な上限トルクとして設定する。 As a result, if the knock limit ignition timing is not set according to 98 RON, or if the operating state of the engine 10 is not included in the high rotation side 98 RON setting region, the process proceeds to step S24, and the PCM 60 proceeds to step S22. A value obtained by adding the first additional torque (10 Nm in this embodiment) to the calculated predicted torque is set as an upper limit torque that can be output by the engine 10 ahead of the predicted time.

一方、ノック限界点火時期が９８ＲＯＮに応じて設定されており、且つ、エンジン１０の運転状態が高回転側９８ＲＯＮ設定領域に含まれている場合、ステップＳ２５に進み、ＰＣＭ６０は、ステップＳ２２において算出した予測トルクに、第１の付加トルクよりも大きい第２の付加トルク（本実施形態では５０Ｎｍ）を上乗せした値を、エンジン１０が予測時間先に出力可能な上限トルクとして設定する。 On the other hand, when the knock limit ignition timing is set according to 98 RON and the operating state of the engine 10 is included in the high-rotation side 98 RON setting region, the process proceeds to step S25, and the PCM 60 calculates in step S22. A value obtained by adding a second additional torque (50 Nm in this embodiment) larger than the first additional torque to the predicted torque is set as an upper limit torque that can be output by the engine 10 ahead of the predicted time.

ステップＳ２４又はＳ２５の後、ステップＳ２６に進み、ＰＣＭ６０は、図３に例示したエンジン制御処理のステップＳ２において決定した目標加速度を実現するために必要なトルクを、アクセルペダルを操作したドライバが要求するトルク（ドライバ要求トルク）として設定し、ドライバ要求トルクがステップＳ２４又はＳ２５において設定した上限トルクよりも大きいか否かを判定する。 After step S24 or S25, the process proceeds to step S26, and the PCM 60 requests a torque required for realizing the target acceleration determined in step S2 of the engine control process illustrated in FIG. 3 by the driver who operates the accelerator pedal. It is set as torque (driver required torque), and it is determined whether or not the driver required torque is larger than the upper limit torque set in step S24 or S25.

その結果、ドライバ要求トルクが上限トルクよりも大きい場合、ステップＳ２７に進み、ＰＣＭ６０は、上限トルクをエンジン１０の目標トルクとして設定する。一方、ドライバ要求トルクが上限トルクよりも大きくない（ドライバ要求トルクが上限トルク以下の場合）、ステップＳ２８に進み、ＰＣＭ６０は、ドライバ要求トルクをエンジン１０の目標トルクとして設定する。すなわち、ＰＣＭ６０は、ドライバ要求トルクと上限トルクとの内、小さい方のトルクを目標トルクとして決定する。 As a result, when the driver request torque is larger than the upper limit torque, the process proceeds to step S27, and the PCM 60 sets the upper limit torque as the target torque of the engine 10. On the other hand, if the driver request torque is not greater than the upper limit torque (when the driver request torque is less than or equal to the upper limit torque), the process proceeds to step S28, and the PCM 60 sets the driver request torque as the target torque of the engine 10. That is, the PCM 60 determines the smaller torque of the driver request torque and the upper limit torque as the target torque.

ステップＳ２７又はＳ２８の後、ＰＣＭ６０は目標トルク決定処理を終了し、メインルーチンに戻る。 After step S27 or S28, the PCM 60 ends the target torque determination process and returns to the main routine.

＜エンジンの動作＞
次に、図６を参照して、本発明の実施形態による目標トルク決定処理を実行した場合のエンジンの動作を説明する。図６は、本発明の実施形態による目標トルク決定処理を実行した場合のタイムチャートの一例である。具体的には、図６では、上から順に、アクセル開度、エンジン回転数、変速段、高回転側９８ＲＯＮ設定領域判定、付加トルク、エンジントルクを示している。なお、エンジントルクのタイムチャートにおいて、点線はドライバ要求トルク、一点鎖線は予測トルク、実線は目標トルクを示している。 <Engine operation>
Next, the operation of the engine when the target torque determination process according to the embodiment of the present invention is executed will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an example of a time chart when the target torque determination process according to the embodiment of the present invention is executed. Specifically, FIG. 6 shows, in order from the top, the accelerator opening, the engine speed, the gear position, the high-rotation side 98RON setting region determination, the additional torque, and the engine torque. In the engine torque time chart, the dotted line indicates the driver required torque, the alternate long and short dash line indicates the predicted torque, and the solid line indicates the target torque.

まず、時刻ｔ１において、アクセル開度が最大となるまでアクセルペダルが踏み込まれると、アクセル開度と同じようにドライバ要求トルクが急増する。しかしながら、時刻ｔ１においてはまだエンジン回転数が低く、十分な過給圧が得られていないので、上限トルクはドライバ要求トルクよりも小さい。そこで、ＰＣＭ６０は、上限トルクを目標トルクとして設定し、この目標トルクをエンジン１０に出力させるように、スロットルバルブ６、可変吸気バルブ機構１８、ＷＧバルブ３１などを制御する。 First, when the accelerator pedal is depressed until the accelerator opening reaches a maximum at time t1, the driver request torque increases rapidly in the same manner as the accelerator opening. However, since the engine speed is still low at time t1 and sufficient supercharging pressure has not been obtained, the upper limit torque is smaller than the driver request torque. Therefore, the PCM 60 sets the upper limit torque as the target torque, and controls the throttle valve 6, the variable intake valve mechanism 18, the WG valve 31, and the like so that the target torque is output to the engine 10.

時刻ｔ１の後、変速段が１速及び２速の間は、図４（ａ）に示したように、高負荷且つ高回転の運転領域においてノック限界点火時期を設定するときに使用するオクタン価が９８ＲＯＮに設定されない。すなわち、ノック限界点火時期が９８ＲＯＮに応じて設定されていないので、ＰＣＭ６０は、２００ｍｓ先の予測トルクに第１の付加トルク（本実施形態では１０Ｎｍ）を上乗せした上限トルクを目標トルクとして設定する。 After the time t1, when the shift speed is between the first speed and the second speed, as shown in FIG. 4A, the octane number used when setting the knock limit ignition timing in the high load and high speed operation region is It is not set to 98 RON. That is, since the knock limit ignition timing is not set according to 98 RON, the PCM 60 sets the upper limit torque obtained by adding the first additional torque (10 Nm in this embodiment) to the predicted torque 200 ms ahead as the target torque.

一方、変速段が３速となった後の時刻ｔ２において、エンジン１０の運転状態が図４（ｂ）のオクタン価設定マップにおける高回転側９８ＲＯＮ設定領域に入り、ノック限界点火時期が９８ＲＯＮに応じて設定されると、ＰＣＭ６０は、２００ｍｓ先の予測トルクに第２の付加トルク（本実施形態では５０Ｎｍ）を上乗せした上限トルクを目標トルクとして設定する。この場合、図６に示すように、時刻ｔ２以前と比較して予測トルクに対する付加トルクの上乗せが拡大している。
このように、ノック限界点火時期が９８ＲＯＮに応じて設定されている場合、すなわち点火時期が高いオクタン価に応じて進角されている場合には、相対的に大きい第２の付加トルクを予測トルクに上乗せして目標トルクとしているので、その上乗せ分に応じて吸入空気量を増大させるためにスロットルバルブ６の閉じ量が抑えられている。これにより、自動変速機のアップシフト時のようにエンジンの目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みを抑制することができ、変速ショックを緩和することができる。 On the other hand, at time t2 after the gear position has reached the third speed, the operating state of the engine 10 enters the high-rotation side 98RON setting region in the octane number setting map of FIG. 4B, and the knock limit ignition timing is in accordance with 98RON. When set, the PCM 60 sets the upper limit torque obtained by adding the second additional torque (50 Nm in the present embodiment) to the predicted torque 200 ms ahead as the target torque. In this case, as shown in FIG. 6, the addition of the additional torque with respect to the predicted torque is increased as compared with the time before time t2.
Thus, when the knock limit ignition timing is set according to 98 RON, that is, when the ignition timing is advanced according to a high octane number, the relatively large second additional torque is set as the predicted torque. Since the target torque is increased, the closing amount of the throttle valve 6 is suppressed in order to increase the intake air amount according to the added amount. As a result, even when the target torque of the engine needs to be temporarily increased after it is temporarily reduced, such as during an upshift of an automatic transmission, it is possible to suppress a drop in the intake air amount immediately after the upshift. The shift shock can be reduced.

＜作用効果＞
次に、上述した本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用効果を説明する。 <Effect>
Next, the operational effects of the engine control apparatus according to the above-described embodiment of the present invention will be described.

まず、ＰＣＭ６０は、ノック限界点火時期が相対的に高いオクタン価に応じて設定されている場合、ノック限界点火時期が相対的に低いオクタン価に応じて設定されている場合よりも付加トルクを大きくするので、相対的に高いオクタン価に応じて点火時期が進角されていることによりスロットルバルブ６の閉じ量が相対的に大きい場合には、相対的に低いオクタン価に応じて点火時期が設定されている場合よりも、付加トルクの増大に応じて吸入空気量を増大させるためにスロットルバルブ６の閉じ量を少なくすることができる。これにより、自動変速機のアップシフト時のようにエンジン１０の目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みを抑制することができ、ショックを引き起こすことなく目標トルクを出力させるようにエンジン１０を制御することができる。 First, when the knock limit ignition timing is set according to a relatively high octane number, the PCM 60 increases the additional torque than when the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number. When the closing timing of the throttle valve 6 is relatively large because the ignition timing is advanced according to a relatively high octane number, the ignition timing is set according to a relatively low octane number Instead, the closing amount of the throttle valve 6 can be reduced in order to increase the intake air amount in accordance with the increase in the additional torque. Thereby, even when it is necessary to immediately increase the target torque of the engine 10 after temporarily reducing the target torque of the engine 10 as in the upshift of the automatic transmission, it is possible to suppress the drop in the intake air amount immediately after the upshift. The engine 10 can be controlled to output the target torque without causing a shock.

また、ＰＣＭ６０は、相対的に高いオクタン価に応じて点火時期が進角されており、且つ相対的に高負荷高回転の運転状態である場合には、付加トルクを増大させることでスロットルバルブ６の閉じ量を少なくするので、エンジン１０の目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、アップシフト直後における吸入空気量の落ち込みを抑制することができ、これにより、ショックを引き起こすことなく高い目標トルクを維持することができる。
また、相対的に低いオクタン価に応じて点火時期が設定されている場合、あるいは低負荷又は低回転の運転状態である場合には、付加トルクを増大させず、したがって吸入空気量を増大させないので、全運転領域において付加トルクを大きくして吸入空気量を増大させることにより例えば高負荷低回転領域においてプリイグニッションが発生することを防止できる。 Further, when the ignition timing is advanced according to a relatively high octane number and the PCM 60 is in a relatively high load and high speed operation state, the additional torque is increased to increase the throttle valve 6 Since the amount of closing is reduced, even when it is necessary to immediately increase the target torque of the engine 10 after it has been temporarily reduced, it is possible to suppress a drop in the intake air amount immediately after the upshift. High target torque can be maintained without causing
In addition, when the ignition timing is set according to a relatively low octane number, or when the driving state is low load or low rotation, the additional torque is not increased, and therefore the intake air amount is not increased. By increasing the additional torque and increasing the intake air amount in the entire operation region, for example, it is possible to prevent pre-ignition from occurring in the high load and low rotation region.

また、ＰＣＭ６０は、ターボ過給機４による現在の過給圧に基づき、エンジン１０が出力可能なトルクを予測するので、例えばエンジン回転数が低く十分な過給圧が得られない場合でも、その状態を反映してエンジン１０が出力可能なトルクを正確に予測し、その正確な予測トルクに基づき目標トルクを設定することができるので、自動変速機のアップシフト時のようにエンジン１０の目標トルクを一時的に低下させた後に直ちに上昇させる必要がある場合においても、ショックを引き起こすことなく必要な目標トルクを確実に出力させるようにエンジン１０を制御することができる。 Further, since the PCM 60 predicts the torque that can be output by the engine 10 based on the current supercharging pressure by the turbocharger 4, for example, even when the engine speed is low and sufficient supercharging pressure cannot be obtained. The torque that can be output by the engine 10 is accurately predicted by reflecting the state, and the target torque can be set based on the accurate predicted torque. Therefore, the target torque of the engine 10 can be set as during an upshift of the automatic transmission. Even in the case where it is necessary to raise the engine immediately after it is temporarily reduced, the engine 10 can be controlled so as to reliably output the necessary target torque without causing a shock.

１吸気通路
４ターボ過給機
４ａコンプレッサ
４ｂタービン
６スロットルバルブ
１０エンジン
１３燃料噴射弁
１４点火プラグ
１８可変吸気バルブ機構
２５排気通路
３１ＷＧバルブ
４０アクセル開度センサ
４３圧力センサ
５３車速センサ
６０ＰＣＭ
１００エンジンシステム 1 intake passage 4 turbocharger 4a compressor 4b turbine 6 throttle valve 10 engine 13 fuel injection valve 14 spark plug 18 variable intake valve mechanism 25 exhaust passage 31 WG valve 40 accelerator opening sensor 43 pressure sensor 53 vehicle speed sensor 60 PCM
100 engine system

Claims

An engine control device that controls an engine to output a target torque,
Knock limit ignition timing setting means for setting the knock limit ignition timing of the engine according to the octane number of the fuel;
Torque predicting means for predicting torque that can be output by the engine based on the current operating state of the engine;
A target torque setting means for calculating a value obtained by adding a predetermined additional torque to the predicted torque predicted by the torque prediction means as an upper limit torque, and setting the target torque to be equal to or lower than the upper limit torque;
Air amount control means for controlling the intake air amount based on the target torque,
When the knock limit ignition timing is set according to a relatively high octane number, the target torque setting means adds the additional torque more than when the knock limit ignition timing is set according to a relatively low octane number. An engine control device characterized by increasing torque.

When the knock limit ignition timing is set according to a relatively high octane number and the engine operating state is in a relatively high load and high speed operation region, the target torque setting means is 2. The additional torque is increased when the limit ignition timing is set according to a relatively low octane number or when the engine operating state is in a relatively low load or low rotation operating region. Engine control device.

The engine control device is an engine control device having a turbocharger,
The engine control apparatus according to claim 1, wherein the torque predicting unit predicts a torque that can be output by the engine based on a current supercharging pressure by the turbocharger.