JP2020033941A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Hisayuki Ito
久幸 伊東
貴之 細木
Takayuki Hosoki
貴之 細木
金子 理人
Masato Kaneko
理人 金子
健次 千田
Kenji Senda
健次 千田
紀仁 花井
Norihito Hanai
紀仁 花井
山口 正晃
Masaaki Yamaguchi
正晃 山口
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Abstract

To provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing knocking even if deposit adhesion amount increases.SOLUTION: When vibration intensity calculated based on an output signal of a knocking sensor 64 is a knocking determination value or greater, a CPU 52 updates ignition timing to the timing delay side. When deposit accumulation amount is large and the ignition timing is set within a predetermined range on the timing advance side of a compression top dead center, the CUP 52 sets timing delay side updating amount of the ignition timing to a large value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、点火時期の操作によってノッキングを制御する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls knocking by manipulating ignition timing.

たとえば下記特許文献1には、内燃機関の気筒内におけるデポジットの堆積量が所定値以上である場合、点火時期を遅角側に設定する制御装置が記載されている。また、この制御装置では、ノッキングが生じる場合にフィードバック制御によって点火時期を遅角させる。   For example, Patent Document 1 described below discloses a control device that sets an ignition timing to a retard side when a deposit amount in a cylinder of an internal combustion engine is equal to or more than a predetermined value. Further, in this control device, when knocking occurs, the ignition timing is retarded by feedback control.

特開2013−60885号公報JP 2013-60885 A

ところで、点火時期が圧縮上死点よりも進角側の所定範囲内にある場合、ノッキングが生じた場合にフィードバック制御によって点火時期を遅角させても、ノッキングが迅速に収まらない傾向があり、その傾向はデポジットの堆積量が大きくなることにより顕在化することが発明者によって見出された。ここで、上記傾向は、圧縮上死点近傍では燃焼室内の圧力が高く且つピストンの移動速度が遅くなることから、点火に伴う混合気の燃焼が圧縮上死点の近傍で生じる場合、点火時期の遅角に伴う圧力の低下量が小さくなるためであると考えられる。   By the way, when the ignition timing is within a predetermined range on the advance side from the compression top dead center, even if the ignition timing is retarded by feedback control when knocking occurs, the knocking tends to not be quickly stopped, It has been found by the inventors that this tendency becomes apparent as the amount of deposits increases. Here, the above tendency is that the pressure in the combustion chamber is high near the compression top dead center and the moving speed of the piston becomes slow. It is considered that this is because the amount of decrease in pressure due to the retardation of is reduced.

上記課題を解決すべく、内燃機関の制御装置は、ノッキングセンサの出力信号に基づき、ノッキングが発生した場合に点火時期の遅角更新量を算出するフィードバック処理と、前記遅角更新量に応じて遅角された点火時期に基づき、点火装置を操作する操作処理と、を実行し、前記フィードバック処理は、内燃機関の気筒内におけるデポジットの付着量が所定量以上であって且つ前記点火時期が圧縮上死点よりも前の所定範囲内である場合には、そうではない場合と比較して前記遅角更新量を大きい値とする処理を含む。   In order to solve the above problem, a control device for an internal combustion engine is configured to perform a feedback process of calculating a retard update amount of an ignition timing when knocking has occurred based on an output signal of a knock sensor, and And an operation process for operating an ignition device based on the retarded ignition timing.The feedback process is performed when the amount of deposits in the cylinder of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined amount and the ignition timing is compressed. If it is within a predetermined range before the top dead center, a process for setting the retard update amount to a larger value as compared with the case where it is not so is included.

点火に伴う混合気の燃焼が圧縮上死点の近傍で生じる場合に点火時期の遅角による圧力の低下量が小さくノッキングの抑制効果が小さくなる傾向は、デポジットが堆積している場合に、顕在化する。そこで上記構成では、デポジットの付着量が所定量以上であって且つ点火時期が圧縮上死点よりも前の所定範囲内である場合に遅角量を大きくすることにより、遅角によって圧力を効果的に低下させることができる。そして、これにより、ノッキングを抑制できる。   The tendency of the ignition timing to retard the pressure drop and the knocking suppression effect to be small when combustion of the fuel-air mixture occurs near the compression top dead center is apparent when deposits are deposited. Become Therefore, in the above configuration, when the deposit amount is equal to or more than a predetermined amount and the ignition timing is within a predetermined range before the compression top dead center, the retard amount is increased to increase the effect of the pressure by retarding. Can be reduced. Thus, knocking can be suppressed.

一実施形態にかかる制御装置および内燃機関を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a control device and an internal combustion engine according to one embodiment. 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。5 is a flowchart showing a procedure of a process executed by the control device according to the embodiment. 同実施形態におけるクランク角度と燃焼室内の温度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the crank angle and the temperature in a combustion chamber in the embodiment. 同実施形態における点火時期と圧力低減率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the ignition timing and the pressure reduction rate in the embodiment.

以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示す内燃機関10は、車両に搭載される。内燃機関10の吸気通路12には、上流側から順にスロットルバルブ14およびポート噴射弁16が設けられている。ポート噴射弁16から噴射された燃料や吸気通路12に吸入された空気は、吸気バルブ18の開弁に伴って、シリンダ20およびピストン22によって区画された燃焼室24に流入する。燃焼室24において、燃料と空気との混合気は、点火装置26の火花放電によって燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、ピストン22を介してクランク軸28の回転エネルギに変換される。燃焼室24において燃焼に供された混合気は、排気バルブ30の開弁に伴って排気として排気通路32に排出される。排気通路32には、酸素吸蔵能力を有した触媒34が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings.
The internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle. In the intake passage 12 of the internal combustion engine 10, a throttle valve 14 and a port injection valve 16 are provided in order from the upstream side. The fuel injected from the port injection valve 16 and the air sucked into the intake passage 12 flow into the combustion chamber 24 defined by the cylinder 20 and the piston 22 with the opening of the intake valve 18. In the combustion chamber 24, a mixture of fuel and air is provided for combustion by spark discharge of an ignition device 26, and energy generated by the combustion is converted into rotational energy of a crankshaft 28 via a piston 22. The air-fuel mixture used for combustion in the combustion chamber 24 is discharged to the exhaust passage 32 as exhaust gas when the exhaust valve 30 is opened. The exhaust passage 32 is provided with a catalyst 34 having an oxygen storage capacity.

排気通路32のうち触媒34の上流の部分は、EGR通路40によって吸気通路12に接続されている。EGR通路40には、その流路断面積を調整するEGRバルブ42が設けられている。   A portion of the exhaust passage 32 upstream of the catalyst 34 is connected to the intake passage 12 by an EGR passage 40. The EGR passage 40 is provided with an EGR valve 42 for adjusting a cross-sectional area of the passage.

制御装置50は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分比率等を制御すべく、スロットルバルブ14やポート噴射弁16、点火装置26、EGRバルブ42等の内燃機関10の操作部を操作する。制御装置50は、制御量を制御するために、エアフローメータ60によって検出される吸入空気量Gaや、クランク角センサ62の出力信号Scr、ノッキングセンサ64の出力信号Sn、吸気温センサ66によって検出される吸気温Tinを参照する。   The control device 50 controls the internal combustion engine 10 and controls the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 14, the port injection valve 16, the ignition device 26, and the EGR valve 42 in order to control the control amounts such as the torque and the exhaust component ratio. Operate the operation unit. The control device 50 detects the intake air amount Ga detected by the air flow meter 60, the output signal Scr of the crank angle sensor 62, the output signal Sn of the knocking sensor 64, and the intake temperature sensor 66 to control the control amount. The intake air temperature Tin is referred to.

制御装置50は、CPU52、ROM54、およびバックアップRAM56を備えており、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52が実行することにより上記制御量の制御を実行する。なお、バックアップRAM56は、制御装置50の主電源がオフとなり、CPU52等に電力が供給されないときであっても給電が維持されるRAMである。   The control device 50 includes a CPU 52, a ROM 54, and a backup RAM 56. The CPU 52 executes a program stored in the ROM 54 to control the control amount. The backup RAM 56 is a RAM that maintains power even when the main power of the control device 50 is turned off and power is not supplied to the CPU 52 and the like.

図2に、制御装置50が実行する処理の手順を示す。図2に示す処理は、ROM54に記憶されたプログラムをCPU52が例えば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。   FIG. 2 shows a procedure of a process executed by the control device 50. The process shown in FIG. 2 is realized by the CPU 52 repeatedly executing the program stored in the ROM 54 at, for example, a predetermined cycle. In the following, a step number of each process is represented by a number preceded by “S”.

図2に示す一連の処理において、CPU52は、まず、ノッキングセンサ64の出力信号Snに基づき算出される振動強度がノッキング判定値以上であるか否かを判定する(S10)。そしてCPU52は、ノッキング判定値以上であると判定する場合(S10:YES)、ノッキングが発生したとして、フィードバック補正量KCSの遅角側更新量Δaを、回転速度NEおよび充填効率ηに応じて算出する(S12)。ここで、フィードバック補正量KCSは、ノッキングセンサ64の出力信号Snに基づくフィードバック制御によって、ノッキングの発生を抑制できる範囲で点火時期を進角側に操作するための操作量である。詳しくは、回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、遅角側更新量Δaを出力変数とするマップデータが予めROM54に記憶された状態で、CPU52により遅角側更新量Δaをマップ演算する。なお、回転速度NEは、CPU52により出力信号Scrに基づき算出される。また、充填効率ηは、CPU52により、吸入空気量Gaおよび回転速度NEに基づき算出される。   In the series of processes shown in FIG. 2, the CPU 52 first determines whether or not the vibration intensity calculated based on the output signal Sn of the knocking sensor 64 is equal to or greater than a knocking determination value (S10). If it is determined that the knocking is equal to or greater than the knocking determination value (S10: YES), the CPU 52 determines that knocking has occurred, and calculates the retarded side update amount Δa of the feedback correction amount KCS according to the rotation speed NE and the charging efficiency η. (S12). Here, the feedback correction amount KCS is an operation amount for operating the ignition timing to the advanced side within a range where knocking can be suppressed by feedback control based on the output signal Sn of the knocking sensor 64. More specifically, the CPU 52 performs a map calculation of the retarded side update amount Δa in a state where map data having the rotational speed NE and the charging efficiency η as input variables and the retarded side update amount Δa as an output variable is stored in the ROM 54 in advance. . The rotation speed NE is calculated by the CPU 52 based on the output signal Scr. The charging efficiency η is calculated by the CPU 52 based on the intake air amount Ga and the rotation speed NE.

次にCPU52は、前回、点火装置26を操作した際の点火時期Aigが、第1時期Af(例えば「20BTDC」)以上であって且つ第2時期As(例えば「10BTDC」)以下である旨の条件(ア)と、充填効率ηが規定値ηth以下である旨の条件(イ)との論理積が真であるか否かを判定する(S14)。なお、本実施形態では、点火時期は、進角側であるほど大きい値とする。   Next, the CPU 52 indicates that the ignition timing Aig when the ignition device 26 was operated last time is equal to or greater than the first timing Af (eg, “20 BTDC”) and equal to or less than the second timing As (eg, “10 BTDC”). It is determined whether the logical product of the condition (A) and the condition (A) that the filling efficiency η is equal to or smaller than the specified value ηth is true (S14). In this embodiment, the ignition timing is set to a larger value as the ignition timing is advanced.

上記条件(ア)は、混合気の燃焼温度が高くなる点火時期であって且つ点火時期の遅角による燃焼室24内の圧力の低下量が小さくなる領域である旨の条件である。図3に、クランク角度と、燃焼室24内の温度(筒内温度)との関係を示す。図3に示すように、クランク角度が圧縮上死点に近づくほど筒内温度が上昇する。このため、圧縮上死点付近で点火すると、混合気の燃焼温度が高くなり、ノッキングが生じやすい。なお、図3には、内燃機関10の気筒内へのデポジットの堆積がない場合と堆積がある場合とを比較して示した。図3によれば、デポジットの堆積後においては堆積前と比較して筒内温度が高くなり、その傾向は圧縮上死点に近づくほど顕著となる。   The condition (A) is a condition in which the ignition timing is such that the combustion temperature of the air-fuel mixture becomes high and the amount of decrease in the pressure in the combustion chamber 24 due to the retardation of the ignition timing is small. FIG. 3 shows the relationship between the crank angle and the temperature in the combustion chamber 24 (in-cylinder temperature). As shown in FIG. 3, as the crank angle approaches the compression top dead center, the in-cylinder temperature increases. For this reason, if ignition occurs near the compression top dead center, the combustion temperature of the air-fuel mixture increases, and knocking is likely to occur. FIG. 3 shows a comparison between the case where no deposit is deposited in the cylinder of the internal combustion engine 10 and the case where deposit is deposited. According to FIG. 3, the in-cylinder temperature is higher after the deposit is deposited than before the deposit, and the tendency becomes more remarkable as approaching the compression top dead center.

図4に、充填効率ηおよび点火時期の関係と、充填効率ηおよび点火時期を単位クランク角度だけ遅角させたときの燃焼室24内の圧力Pの低減率の関係とを示す。図4に示すように、点火時期が上記第1時期Afと第2時期Asとの間にある場合には、それよりも遅角側にある場合と比較して、点火時期を遅角した割に圧力Pが低下しない。これは、圧縮上死点直前ではピストン22の移動速度が小さくなることから、それよりも遅い期間と比較すると、点火に伴う燃焼によって圧力が最も高くなる際にピストンが上死点近くに位置することとなり、点火時期の遅角によって燃焼室24内の圧力を効果的に低下させることができないためである。   FIG. 4 shows the relationship between the charging efficiency η and the ignition timing, and the relationship between the charging efficiency η and the reduction rate of the pressure P in the combustion chamber 24 when the ignition timing is retarded by a unit crank angle. As shown in FIG. 4, when the ignition timing is between the first timing Af and the second timing As, the ignition timing is retarded compared to when the ignition timing is further retarded. Does not decrease. This is because the moving speed of the piston 22 becomes small immediately before the compression top dead center, and the piston is located near the top dead center when the pressure becomes the highest due to the combustion accompanying ignition, as compared with a later period. That is, the pressure in the combustion chamber 24 cannot be effectively reduced due to the retardation of the ignition timing.

なお、図4の右上には、点火時期が圧縮上死点である場合と、点火時期を圧縮上死点よりも2°CA遅角させた場合とを対比して示している。この場合、わずかな遅角量(2°CA)の遅角によって、筒内圧力を効果的に低下させることができる。   The upper right of FIG. 4 shows a comparison between the case where the ignition timing is at compression top dead center and the case where the ignition timing is delayed by 2 ° CA from the compression top dead center. In this case, the in-cylinder pressure can be effectively reduced by a slight retard amount (2 ° CA).

一方、上記条件(イ)は、内燃機関10の気筒内へのデポジットの堆積量が大きいことに起因してノッキングが生じやすくなる旨の条件である。
図2に戻り、CPU52は、論理積が真であると判定する場合(S14:YES)、遅角側更新量Δaに「1」以上の値を有する補正係数Kaを乗算することによって、遅角側更新量Δaを補正する(S16)。ここで、CPU52は、吸気温Tinが高い場合に低い場合よりも補正係数Kaを大きい値に算出する。またCPU52は、第3学習値rが大きい場合に小さい場合よりも補正係数Kaをより大きい値に算出する。第3学習値rは、デポジットの堆積に起因してノッキングが生じる場合に、点火時期を遅角させるための学習値である。第3学習値rは、「0」から「1」までの値をとり、値が大きい場合に点火時期をより遅角側とする。特にCPU52は、第3学習値rが「0」の場合、補正係数Kaを「1」とする。すなわち、CPU52は、第3学習値rが「0」の場合、遅角側更新量Δaの増加補正をしない。これは、本実施形態では、遅角側更新量Δaを増加補正する狙いが、デポジットの堆積に起因したノッキングを抑制することにあるためである。
On the other hand, the above condition (a) is a condition that knocking is likely to occur due to a large amount of deposits deposited in the cylinders of the internal combustion engine 10.
Returning to FIG. 2, when determining that the logical product is true (S14: YES), the CPU 52 multiplies the delay-side update amount Δa by a correction coefficient Ka having a value equal to or greater than “1”, thereby obtaining the retard angle. The side update amount Δa is corrected (S16). Here, the CPU 52 calculates the correction coefficient Ka to be a larger value when the intake air temperature Tin is high than when it is low. Further, the CPU 52 calculates the correction coefficient Ka to be larger when the third learning value r is larger than when it is smaller. The third learning value r is a learning value for delaying the ignition timing when knocking occurs due to deposit accumulation. The third learning value r takes a value from “0” to “1”. When the third learning value r is large, the ignition timing is set to a more retarded side. In particular, when the third learning value r is “0”, the CPU 52 sets the correction coefficient Ka to “1”. That is, when the third learning value r is “0”, the CPU 52 does not perform the increase correction of the retard side update amount Δa. This is because, in the present embodiment, the purpose of increasing and correcting the retard-side update amount Δa is to suppress knocking caused by deposit accumulation.

すなわち、本実施形態にかかる内燃機関10は、高圧縮比化のために燃焼室24内の容積が小さく設計されているため、ピストン22にデポジットが堆積する場合には、その膜厚が同一であっても、圧縮比が小さいものと比較すると、実圧縮比が大きく変化し、ノッキングが生じやすくなる。また、ピストン22にデポジットが付着する場合には、付着していない場合と比較して、燃焼室24内の熱がピストン22を介して放熱されにくくなることから、燃焼室24内の温度が高くなりやすい。そのため、本実施形態では、デポジットの付着により、ノッキングが生じやすくなり、また、上記第1時期Afと第2時期Asとの間に点火時期がある場合に点火時期を遅角してもノッキングを抑制しにくい問題が顕在化した。そこで、デポジットが付着している場合に、遅角側更新量Δaを増加補正することによって、上記問題が顕在化しない場合にまで遅角側更新量Δaを増加補正して燃料消費率が低下したり加速性能が低下したりすることを抑制する。   That is, the internal combustion engine 10 according to the present embodiment is designed to have a small volume in the combustion chamber 24 for a high compression ratio. Even if the compression ratio is low, the actual compression ratio greatly changes as compared with the one having a small compression ratio, and knocking is likely to occur. In addition, when the deposit adheres to the piston 22, the heat in the combustion chamber 24 is less likely to be radiated through the piston 22 as compared with the case where the deposit does not adhere. Prone. For this reason, in the present embodiment, knocking is likely to occur due to the adhesion of the deposit, and when there is an ignition timing between the first timing Af and the second timing As, knocking is performed even if the ignition timing is retarded. A problem that was difficult to control became apparent. Therefore, when deposits are attached, the retarded side update amount Δa is increased and corrected, and the retarded side update amount Δa is increased and corrected until the above-mentioned problem does not become apparent, thereby lowering the fuel consumption rate. Or decrease in acceleration performance.

なお、CPU52は、補正係数Kaを気筒#i(i=1,2,…)毎に可変設定する。
CPU52は、S16の処理が完了する場合や、S14の処理において否定判定する場合には、フィードバック補正量KCSから遅角側更新量Δaを減算することによって、フィードバック補正量KCSを遅角側に補正する(S18)。
The CPU 52 variably sets the correction coefficient Ka for each cylinder #i (i = 1, 2,...).
The CPU 52 corrects the feedback correction amount KCS to the retard side by subtracting the retardation-side update amount Δa from the feedback correction amount KCS when the process of S16 is completed or when a negative determination is made in the process of S14. (S18).

一方、CPU52は、S10の処理において否定判定する場合、フィードバック補正量KCSに、進角側更新量Δbを加算することによって、フィードバック補正量KCSを進角側に補正する(S20)。なお、進角側更新量Δbは、遅角側更新量Δaよりも小さい値であることが望ましい。   On the other hand, when the CPU 52 makes a negative determination in the process of S10, the CPU corrects the feedback correction amount KCS to the advanced side by adding the advanced side update amount Δb to the feedback correction amount KCS (S20). It is desirable that the advance-side update amount Δb is a value smaller than the retard-side update amount Δa.

CPU52は、S18,S20の処理が完了する場合、充填効率ηが規定値ηth以下であるか否かを判定する(S22)。この処理は、内燃機関10の気筒内へのデポジットの堆積量が大きいことに起因してノッキングが生じやすくなる領域であるか否かを判定するためのものである。   When the processing of S18 and S20 is completed, the CPU 52 determines whether or not the charging efficiency η is equal to or less than a specified value ηth (S22). This process is for determining whether or not the region is liable to knock due to a large amount of deposits deposited in the cylinders of the internal combustion engine 10.

そしてCPU52は、規定値ηth以下であると判定する場合(S22:YES)、点火時期Aigに、「Ab−AR+a1+a2−r・DL+KCS」を代入する(S24)。ここで、最進角点火時期Abは、MBT点火時期と第1ノック限界点とのうちの遅角側の時期である。MBT点火時期は、最大トルクの得られる点火時期(最大トルク点火時期)である。また第1ノック限界点は、ノック限界の高い高オクタン価燃料の使用時に、想定される最良の条件下で、ノッキングを許容できるレベル以内に収めることのできる点火時期の進角限界値(ノック限界点火時期)である。   If the CPU 52 determines that it is equal to or smaller than the specified value ηth (S22: YES), “Ab−AR + a1 + a2-r · DL + KCS” is substituted for the ignition timing Aig (S24). Here, the most advanced ignition timing Ab is a timing on the retard side between the MBT ignition timing and the first knock limit point. The MBT ignition timing is an ignition timing at which a maximum torque is obtained (maximum torque ignition timing). The first knock limit point is an advance limit value of the ignition timing (knock limit ignition) at which knocking can be kept within an acceptable level under the assumed best conditions when using a high octane number fuel having a high knock limit. Time).

遅角差分ARは、最進角点火時期Abと第2ノック限界点との差分である。第2ノック限界点は、ノック限界の低い低オクタン価燃料の使用時であってデポジット付着が全く無いときにおいて、ノッキングを許容できるレベル以内に収めることのできる点火時期の進角限界(ノック限界点火時期)を示している。CPU52は、第2ノック限界点が内燃機関10の動作点に応じて値が異なりうることに鑑み、遅角差分ARを、内燃機関10の動作点に基づき可変設定する。詳しくは、内燃機関10の動作点を規定する回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、遅角差分ARを出力変数とするマップデータがROM54に予め記憶された状態で、CPU52により遅角差分ARをマップ演算する。   The retard difference AR is a difference between the most advanced ignition timing Ab and the second knock limit point. The second knock limit point is an advance limit of the ignition timing (knock limit ignition timing) at which knocking can be kept within an acceptable level when a low octane fuel having a low knock limit is used and no deposit is attached. ). The CPU 52 variably sets the retardation difference AR based on the operating point of the internal combustion engine 10 in view of the fact that the value of the second knock limit point may differ depending on the operating point of the internal combustion engine 10. More specifically, the CPU 52 stores the map data in which the rotational speed NE and the charging efficiency η that define the operating point of the internal combustion engine 10 as input variables and the retardation difference AR as an output variable are stored in the ROM 54 in advance, and the CPU 52 determines the retardation difference. Map the AR.

また、第1学習値a1は、全負荷領域において、回転速度NEによって分割された領域毎に、フィードバック補正量KCSの絶対値を小さくするように更新される値である。第2学習値a2は、低負荷領域および中負荷領域において、回転速度NEおよび充填効率ηによって分割された領域毎に、フィードバック補正量KCSの絶対値を小さくするように更新される値である。   The first learning value a1 is a value that is updated so as to reduce the absolute value of the feedback correction amount KCS for each region divided by the rotation speed NE in the full load region. The second learning value a2 is a value that is updated so as to reduce the absolute value of the feedback correction amount KCS for each of the regions divided by the rotation speed NE and the charging efficiency η in the low load region and the medium load region.

デポジット最大遅角量DLは、第2ノック限界点と第3ノック限界点との差である。第3ノック限界点は、ノック限界の低い低オクタン価燃料の使用時であってデポジットが想定される最大量付着した場合において、ノッキングを許容できるレベル以内に収めることのできる点火時期の進角限界(ノック限界点火時期)を示している。CPU52は、デポジット最大遅角量DLを、内燃機関10の動作点に応じて可変設定する。詳しくは、内燃機関10の動作点を規定する回転速度NEおよび充填効率ηを入力変数とし、デポジット最大遅角量DLを出力変数とするマップデータがROM54に予め記憶された状態で、CPU52によりデポジット最大遅角量DLをマップ演算する。   The maximum deposit delay amount DL is a difference between the second knock limit point and the third knock limit point. The third knock limit point is an advance limit of the ignition timing at which knocking can be kept within an acceptable level when a low octane number fuel having a low knock limit is used and a deposit is attached to a maximum assumed amount. Knock limit ignition timing). The CPU 52 variably sets the maximum deposit delay amount DL according to the operating point of the internal combustion engine 10. More specifically, the CPU 52 deposits map data in a state in which the rotational speed NE and the charging efficiency η that define the operating point of the internal combustion engine 10 as input variables and the maximum deposit delay amount DL as an output variable are stored in the ROM 54 in advance. The map calculation of the maximum delay amount DL is performed.

これに対しCPU52は、規定値ηthよりも大きいと判定する場合(S22:NO)、点火時期Aigに、「Ab−AR+a1+KCS」を代入する(S26)。
CPU52は、S24,S26の処理が完了する場合、点火時期Aigにおいて点火装置26による火花放電を生じさせるべく、点火装置26に操作信号MS3を出力して点火装置26を操作する(S28)。
On the other hand, if the CPU 52 determines that it is larger than the specified value ηth (S22: NO), “Ab−AR + a1 + KCS” is substituted for the ignition timing Aig (S26).
When the processing of S24 and S26 is completed, the CPU 52 outputs the operation signal MS3 to the ignition device 26 to operate the ignition device 26 so as to cause the ignition device 26 to generate a spark discharge at the ignition timing Aig (S28).

そして、CPU52は、充填効率ηが規定値ηth以下の場合には、第1学習値a1、第2学習値a2および第3学習値rを更新し、規定値ηthよりも大きい場合には、第1学習値a1を更新する(S30)。ここで、CPU52は、フィードバック補正量KCSの指数移動平均処理値によって、学習用補正量KCSsを算出する。そしてCPU52は、規定値ηth以下であって学習用補正量KCSsが進角側基準値ABよりも大きい場合、「KCS−AB」を学習値の更新量とし、第1学習値a1、第2学習値a2および「r・DL」のそれぞれの更新量の和が「KCS−AB」となるように、第1学習値a1、第2学習値a2および第3学習値rを更新する。また、CPU52は、規定値ηth以下であって学習用補正量KCSsが遅角側基準値AAよりも小さい場合には、「KCSs−AA」を学習値の更新量とし、第1学習値a1、第2学習値a2および「r・DL」のそれぞれの更新量の和が「KCS−AA」となるように、第1学習値a1、第2学習値a2および第3学習値rを更新する。   Then, the CPU 52 updates the first learning value a1, the second learning value a2, and the third learning value r when the charging efficiency η is equal to or smaller than the specified value ηth, and when the charging efficiency η is larger than the specified value ηth, One learning value a1 is updated (S30). Here, the CPU 52 calculates the learning correction amount KCSs based on the exponential moving average processing value of the feedback correction amount KCS. When the learning correction amount KCSs is equal to or smaller than the specified value ηth and the learning correction amount KCSs is larger than the advance side reference value AB, the CPU 52 sets “KCS-AB” as the learning value update amount, and sets the first learning value a1 and the second learning value. The first learning value a1, the second learning value a2, and the third learning value r are updated such that the sum of the update amounts of the value a2 and “r · DL” becomes “KCS-AB”. When the learning correction amount KCSs is equal to or less than the specified value ηth and the learning correction amount KCSs is smaller than the retardation side reference value AA, the CPU 52 sets “KCSs−AA” as the learning value update amount, and sets the first learning value a1, The first learning value a1, the second learning value a2, and the third learning value r are updated such that the sum of the update amounts of the second learning value a2 and “r · DL” becomes “KCS-AA”.

一方、規定値ηthよりも大きくて且つ学習用補正量KCSsが進角側基準値ABよりも大きい場合、「KCS−AB」を第1学習値a1の更新量とし、第1学習値a1を更新する。また、CPU52は、規定値ηthよりも大きくて且つ学習用補正量KCSsが遅角側基準値AAよりも小さい場合には、「KCSs−AA」を第1学習値a1の更新量とし、第1学習値a1を更新する。   On the other hand, when the learning correction amount KCSs is larger than the specified value ηth and the learning correction amount KCSs is larger than the advance side reference value AB, “KCS-AB” is set as the update amount of the first learning value a1, and the first learning value a1 is updated. I do. Further, when the learning correction amount KCSs is larger than the specified value ηth and the learning correction amount KCSs is smaller than the retardation side reference value AA, the CPU 52 sets “KCSs−AA” as an update amount of the first learning value a1, and The learning value a1 is updated.

ちなみに、CPU52は、学習値を更新する場合、学習用補正量KCSsやフィードバック補正量KCSから、学習値の更新量を差し引く処理を実行する。また、第1学習値a1、第2学習値a2および第3学習値rは、バックアップRAM56に記憶され、更新されるものである。   Incidentally, when updating the learning value, the CPU 52 executes a process of subtracting the learning value update amount from the learning correction amount KCSs and the feedback correction amount KCS. The first learning value a1, the second learning value a2, and the third learning value r are stored in the backup RAM 56 and updated.

なお、CPU52は、S30の処理が完了する場合には、図2に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
When the process of S30 is completed, the CPU 52 temporarily ends a series of processes illustrated in FIG.
Here, the operation and effect of the present embodiment will be described.

CPU52は、点火時期が第1時期Afと第2時期Asとの間にあるときにデポジットの付着量が大きい場合、ノッキングが生じた際の点火時期の遅角側更新量Δaを大きくする。これにより、点火時期が第1時期Afと第2時期Asとの間にあるときに点火時期の遅角によるノッキングの抑制効果が低くなる傾向がデポジットの堆積に起因して顕在化する場合に、遅角側更新量Δaを大きくすることができる。そして大きくした遅角側更新量Δaによれば、遅角によって圧力を効果的に低下させることができることから、ノッキングを抑制できる。   When the deposit amount is large when the ignition timing is between the first timing Af and the second timing As, the CPU 52 increases the ignition timing retard amount update amount Δa when knocking occurs. Thereby, when the tendency of the knocking suppression effect due to the retardation of the ignition timing to be low when the ignition timing is between the first timing Af and the second timing As becomes apparent due to the accumulation of the deposit, The retard side update amount Δa can be increased. According to the increased retard-side updating amount Δa, knocking can be suppressed because the pressure can be effectively reduced by retarding.

なお、遅角側更新量Δaを増加補正する以外にも、ノッキングを抑制するためには以下の対策が考えられる。
対策1.燃焼室24内に燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、噴射タイミングを圧縮下死点付近として気化潜熱によって燃焼室24内の温度の上昇を抑制する。
In addition to the increase correction of the retard side update amount Δa, the following countermeasures can be considered to suppress knocking.
Countermeasure 1. An in-cylinder injection valve for injecting fuel into the combustion chamber 24 is provided. The injection timing is set near the compression bottom dead center to suppress a rise in the temperature inside the combustion chamber 24 due to latent heat of vaporization.

対策2.吸気バルブ18の開弁タイミングを可変とするアクチュエータを備え、吸気バルブ18の閉弁時期を遅角して実圧縮比を下げる。
対策3.EGRバルブ42の開口度を拡大し、燃焼室24に吸入される流体に占めるEGR通路40からの排気の割合であるEGR率を増加させる。
Countermeasure 2. An actuator for varying the valve opening timing of the intake valve 18 is provided, and the valve closing timing of the intake valve 18 is delayed to lower the actual compression ratio.
Countermeasure 3. The degree of opening of the EGR valve 42 is increased, and the EGR rate, which is the ratio of the exhaust gas from the EGR passage 40 to the fluid sucked into the combustion chamber 24, is increased.

ここで、対策1の場合、噴射時期を遅角したことに起因して空気と燃料との混合度合いが低下したり、シリンダ20の壁面に付着する燃料量が増加したりして、排気成分が悪化したり、燃料消費率が増加したりするおそれがある。   Here, in the case of measure 1, the degree of mixing of air and fuel is reduced due to the retarded injection timing, or the amount of fuel adhering to the wall surface of the cylinder 20 is increased, so that the exhaust component is reduced. It may worsen or increase the fuel consumption rate.

また、対策2の場合、吸気バルブ18の閉弁タイミングの変更を点火時期のように迅速に行う場合には吸入空気量が安定しないことから、一度ノッキングが生じると、ノッキングが生じなくなった場合であっても、吸気バルブ18の閉弁タイミングを復帰させるまでには、点火時期を進角側に復帰させるよりも長い時間を要する。このため、燃料消費率が増加する。   In the case of measure 2, when the closing timing of the intake valve 18 is changed promptly as in the case of the ignition timing, the amount of intake air is not stable. Therefore, once knocking occurs, knocking does not occur. Even so, it takes a longer time to return the valve closing timing of the intake valve 18 than to return the ignition timing to the advanced side. Therefore, the fuel consumption rate increases.

また、対策3の場合、EGRバルブ42の開口度の変更を点火時期のように迅速に行う場合にはEGR率が安定しないことから、一度ノッキングが生じると、ノッキングが生じなくなった場合であっても、EGRバルブ42の開口度を復帰させるまでには、点火時期を進角側に復帰させるよりも長い時間を要する。このため、排気特性が悪化したり燃料消費率が増加したりする。   Further, in the case of the measure 3, since the EGR rate is not stable when the opening degree of the EGR valve 42 is changed quickly like the ignition timing, once the knocking occurs, the knocking does not occur. However, it takes a longer time to restore the opening degree of the EGR valve 42 than to return the ignition timing to the advanced side. For this reason, the exhaust characteristics deteriorate and the fuel consumption rate increases.

そして上記対策1〜3は、いずれも、本実施形態の場合と比較して排気特性の悪化度合いと燃料消費率の増加度合いとのうちの少なくとも一方が大きくなる。
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。フィードバック処理は、S10〜S16の処理に対応し、操作処理は、S28の処理に対応する。
In any of the above measures 1 to 3, at least one of the degree of deterioration of the exhaust characteristics and the degree of increase of the fuel consumption rate is larger than in the case of the present embodiment.
<Correspondence>
The correspondence between the items in the above embodiment and the items described in the section of “Means for Solving the Problem” is as follows. The feedback processing corresponds to the processing of S10 to S16, and the operation processing corresponds to the processing of S28.

<その他の実施形態>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Other embodiments>
The present embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・上記実施形態では、S14の処理において肯定判定する場合に、遅角側更新量Δaを補正係数Kaにて補正したが、これに限らない。例えばS14の処理に代えて、上記条件(ア)および条件(イ)に加えて、第3学習値rが所定値以上である旨の条件の3つの条件の論理積が真であるか否かに応じて、遅角側更新量Δaをマップ演算するためのマップデータとして異なるデータを用いてもよい。この場合、論理積が真である場合に用いるマップデータを用いて演算される値は、論理積が偽である場合に用いるマップデータを用いて演算される値よりも大きい値となることがあるようにする。   In the above embodiment, when the affirmative determination is made in the processing of S14, the retard side update amount Δa is corrected by the correction coefficient Ka, but the invention is not limited to this. For example, in place of the process in S14, in addition to the above conditions (A) and (A), whether the logical product of three conditions of a condition that the third learning value r is equal to or greater than a predetermined value is true or not is determined. May be used as map data for performing the map calculation of the retard side update amount Δa. In this case, the value calculated using the map data used when the logical product is true may be larger than the value calculated using the map data used when the logical product is false. To do.

・上記実施形態では、デポジットの付着を、第3学習値rによって把握したが、これに限らない。たとえば内燃機関10の動作点を規定する回転速度NEおよび充填効率ηに応じて、デポジットの堆積量を推定してもよい。この場合、CPU52は、低回転低負荷運転領域となる期間が長い場合に短い場合よりもデポジットの堆積量が大きいとし、高回転高負荷領域となる期間が長い場合に短い場合よりもデポジットの堆積量が小さいとすればよい。   In the above embodiment, the adhesion of the deposit is grasped by the third learning value r, but is not limited to this. For example, the deposit amount may be estimated according to the rotational speed NE and the charging efficiency η that define the operating point of the internal combustion engine 10. In this case, the CPU 52 determines that the deposit amount is larger when the period during which the low-speed low-load operation region is long is longer than when the period is short. The amount should be small.

・燃料噴射弁としては、吸気通路12に燃料を噴射するポート噴射弁に限らず、燃焼室24内に燃料を噴射する筒内噴射弁であってもよい。   The fuel injection valve is not limited to the port injection valve that injects fuel into the intake passage 12, but may be an in-cylinder injection valve that injects fuel into the combustion chamber 24.

10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…ポート噴射弁、18…吸気バルブ、20…シリンダ、22…ピストン、24…燃焼室、26…点火装置、28…クランク軸、30…排気バルブ、32…排気通路、34…触媒、40…EGR通路、42…EGRバルブ、50…制御装置、52…CPU、54…ROM、56…バックアップRAM、60…エアフローメータ、62…クランク角センサ、64…ノッキングセンサ、66…吸気温センサ。   Reference Signs List 10 internal combustion engine, 12 intake passage, 14 throttle valve, 16 port injection valve, 18 intake valve, 20 cylinder, 22 piston, 24 combustion chamber, 26 ignition device, 28 crankshaft, 30 ... exhaust valve, 32 ... exhaust passage, 34 ... catalyst, 40 ... EGR passage, 42 ... EGR valve, 50 ... control device, 52 ... CPU, 54 ... ROM, 56 ... backup RAM, 60 ... air flow meter, 62 ... crank angle Sensor, 64: knocking sensor, 66: intake air temperature sensor.

Claims (1)

ノッキングセンサの出力信号に基づき、ノッキングが発生した場合に点火時期の遅角更新量を算出するフィードバック処理と、
前記遅角更新量に応じて遅角された点火時期に基づき、点火装置を操作する操作処理と、を実行し、
前記フィードバック処理は、内燃機関の気筒内におけるデポジットの付着量が所定量以上であって且つ前記点火時期が圧縮上死点よりも前の所定範囲内である場合には、そうではない場合と比較して前記遅角更新量を大きい値とする処理を含む内燃機関の制御装置。
Based on the output signal of the knocking sensor, a feedback process of calculating a retard update amount of the ignition timing when knocking occurs,
Performing an operation process of operating an ignition device based on the ignition timing delayed in accordance with the retard update amount;
The feedback processing is performed when the amount of deposits in the cylinder of the internal combustion engine is equal to or more than a predetermined amount and the ignition timing is within a predetermined range before the compression top dead center. And a control device for the internal combustion engine including a process for setting the retard update amount to a large value.
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