JP4151605B2 - Engine knock control device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、エンジン(内燃機関)のノック制御装置に関する。   The present invention relates to a knock control device for an engine (internal combustion engine).

エンジンのノッキングで発生する6〜8kHzの振動数を検出するノックセンサをエンジン本体に設けておき、このノックセンサにより検出されるノック強度に応じて点火時期を遅角させて最適な点火時期に制御するものがある(特許文献1参照)。
特開平8−338295号公報
A knock sensor that detects the frequency of 6 to 8 kHz generated by engine knocking is provided in the engine body, and the ignition timing is retarded according to the knock intensity detected by the knock sensor to control to the optimum ignition timing. (See Patent Document 1).
JP-A-8-338295

ところで、従来よりノッキングを避けるため、ノッキング限界点火時期、厳密にはトレースノック点を実験により求めてエンジンの負荷と回転速度をパラメータとするノック限界点火時期のマップに移し込んでいる。厳密には、環境条件(気温、気圧や湿度)、使用される燃料のオクタン価などが一定でないので、条件の調整やそれらの感度補正を行なってから、ノック限界点火時期のマップを作成しているのが現状である。   By the way, in order to avoid knocking in the past, the knocking limit ignition timing, strictly speaking, the trace knock point is obtained by experiment and transferred to the knock limit ignition timing map using the engine load and the rotational speed as parameters. Strictly speaking, environmental conditions (temperature, pressure and humidity) and the octane number of the fuel used are not constant, so after adjusting the conditions and correcting their sensitivity, a map of the knock limit ignition timing is created. is the current situation.

しかしながら、ノッキングに対するこうした方法では、ノック限界点火時期のマップ作成に要する適合工数や適合に要する期間が長く開発時間を長引かせることになっている。しかも、環境条件や燃料のオクタン価などの情報を全てノック限界点火時期のマップに盛り込めるものでもない。このため、ノッキングが発生しないとも限らないので、上記特許文献1のようにノックセンサを設けているわけである。   However, such a method for knocking requires a long man-hours and a period of time required for making a map of the knock limit ignition timing, thereby prolonging the development time. Moreover, not all information such as environmental conditions and the octane number of the fuel can be included in the map of the knock limit ignition timing. For this reason, knocking does not necessarily occur, so a knock sensor is provided as in Patent Document 1 described above.

また、最近では吸気弁のバルブリフトを可変に制御し得る可変動弁機構が出現してきており、こうした可変動弁機構を有するエンジンでは、可変動弁機構に与える指令値によりより燃焼室内の燃焼状態が大きく相違する。こうしたエンジンについても、上記の方法により対処しようとすると、可変動弁機構に与える指令値によりノック限界点火時期のマップを複数用意するしかなく、そうなると、ますます開発時間を長引かせてしまう。   Recently, a variable valve mechanism that can variably control the valve lift of the intake valve has appeared, and in an engine having such a variable valve mechanism, the combustion state in the combustion chamber is more determined by a command value given to the variable valve mechanism. Are very different. In order to cope with such an engine by the above method, there is no choice but to prepare a plurality of knock limit ignition timing maps according to the command value given to the variable valve mechanism, and this will further prolong the development time.

ところで、図29はノック発生時の燃焼室内の圧力履歴で、高周波分を取り除いた平均圧力を描いてみると、自着火時期θknkで燃焼室内の圧力が一気に上昇していることがわかる。   By the way, FIG. 29 shows the pressure history in the combustion chamber at the time of knock occurrence, and when the average pressure is removed from the high-frequency component, it can be seen that the pressure in the combustion chamber rises at a stroke at the self-ignition timing θknk.

そこで、MBTの得られる基本点火時期を第1基本点火時期MBTCALとして算出する第1基本点火時期算出手段と、ノック限界点火時期KNOCKcalを設定するノック限界点火時期設定手段と、これら第1基本点火時期MBTCAL、ノック限界点火時期KNOCKcalのいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段とを備えるエンジンのノック制御装置において、燃焼室内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて燃焼室内の燃料が自着火する時期θknkを推定し、前記第1基本点火時期MBTCALで点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkを算出し、この算出した自着火時期における燃焼質量割合BRknkと燃料量QINJとに基づいて未燃燃料量MUBを算出し、この未燃燃料量MUBに基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量DPを算出し、この燃焼室内のノックによる圧力上昇量DPに基づいて第1ノック強度推定値KICを算出することにより、ノック強度の検出を、センサを用いることなく行い得るようにすると共に、前記算出した第1ノック強度推定値KICがトレースノック強度(スライスレベル)以上である場合に所定のノックリタード量KNRTを算出し、前記第1基本点火時期MBTCALからこのノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期KNOCKcalとして設定することにより、ノック限界点火時期のマップ作成に要する実験の工数と時間を削減するようにしたものを提案した。   Therefore, first basic ignition timing calculating means for calculating the basic ignition timing from which MBT is obtained as the first basic ignition timing MBTCAL, knock limit ignition timing setting means for setting the knock limit ignition timing KNOCKcal, and these first basic ignition timings. In an engine knock control device including spark ignition means that performs spark ignition at a retarded value of either MBTCAL or knock limit ignition timing KNOCKcal, the reciprocal of the time until the fuel in the combustion chamber reaches self-ignition The timing θknk at which the fuel in the combustion chamber self-ignites is estimated based on the characteristics representing the distribution, and at the autoignition timing θknk based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing MBTCAL. The combustion mass ratio BRknk is calculated, and the combustion mass ratio BRknk at the calculated auto-ignition timing And the fuel amount QINJ, the unburned fuel amount MUB is calculated, the pressure increase amount DP due to the knock in the combustion chamber is calculated based on the unburned fuel amount MUB, and the pressure increase amount DP due to the knock in the combustion chamber is calculated. By calculating the first knock strength estimated value KIC based on this, it is possible to detect the knock strength without using a sensor, and the calculated first knock strength estimated value KIC is the trace knock strength (slice level). ) If this is the case, a predetermined knock retard amount KNRT is calculated, and an ignition timing retarded by the knock retard amount KNRT from the first basic ignition timing MBTCAL is set as the knock limit ignition timing KNOCKcal. A proposal was made to reduce the number of man-hours and time required for creating the ignition timing map.

しかしながら、その後に改良すべき点が見つかった。というのも、上記のノック限界点火時期KNOCKcalで点火して燃焼させると、第1基本点火時期MBTCALで点火して燃焼させる場合とは点火時期が遅角している分だけ燃焼速度が変化する。燃焼速度が変化すれば、燃焼質量割合の特性が変化する。すなわち、ノック限界点火時期KNOCKcalで点火して燃焼させる場合と、第1基本点火時期MBTCALで点火して燃焼させる場合とでは燃焼質量割合の特性が異なってくる。ということは、ノック限界点火時期KNOCKcalで点火して燃焼させる場合には、ノック限界点火時期KNOCKcalで点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkを算出しなければならない。このため、ノック限界点火時期KNOCKcalで点火して燃焼させる場合にも、第1基本点火時期MBTCALで点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性に基づいて自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkを算出したのでは、自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkの算出に誤差を生じ、ひいては第1ノック強度推定値KICの算出精度が低下してしまうのである。   However, there were points to be improved thereafter. This is because if the ignition is performed at the knock limit ignition timing KNOCKcal and burned, the combustion speed changes by the amount of the retarded ignition timing as compared with the case where the ignition is performed at the first basic ignition timing MBTCAL. If the combustion speed changes, the characteristics of the combustion mass ratio will change. That is, the characteristics of the combustion mass ratio differ between the case where ignition is performed at the knock limit ignition timing KNOCKcal and combustion is performed and the case where ignition is performed at the first basic ignition timing MBTCAL. That is, when igniting and burning at the knock limit ignition timing KNOCKcal, the combustion mass ratio BRknk at the self-ignition timing θknk is set based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the knock limit ignition timing KNOCKcal. Must be calculated. For this reason, even when igniting and burning at the knock limit ignition timing KNOCKcal, the combustion mass ratio BRknk at the self-ignition timing θknk is calculated based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing MBTCAL. If calculated, an error occurs in the calculation of the combustion mass ratio BRknk at the self-ignition timing θknk, and as a result, the calculation accuracy of the first knock magnitude estimated value KIC decreases.

そこで本発明は、第1基本点火時期より遅角側の点火時期で点火して燃焼する場合であっても、ノック強度推定値の算出に誤差が生じないようにした装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus in which no error occurs in the calculation of the knock strength estimation value even when ignition is performed at an ignition timing retarded from the first basic ignition timing. And

本発明は、所定の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段とを備えるエンジンのノック制御装置において、前記第1基本点火時期で点火した場合に燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定し、この算出した自着火時期に基づいて第1ノック強度推定値を算出し、この第1ノック強度推定値とスライスレベルを比較し、この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定し、前記比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出し、前記第1基本点火時期よりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を算出し、この燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第2基本点火時期として算出し、この第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出し、この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として設定し、前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するように構成する。 The present invention includes a first basic ignition timing calculation means for calculating a basic ignition timing obtained based on a predetermined combustion period as a first basic ignition timing, a knock limit ignition timing setting means for setting a knock limit ignition timing, In a knock control device for an engine comprising spark ignition means for performing spark ignition at a retarded value of either the first basic ignition timing or the knock limit ignition timing, combustion occurs when ignition is performed at the first basic ignition timing estimates the timing at which fuel of the chamber is self-ignited, and calculates a first knock intensity estimate based on ignition timing which is the calculated, compares the first knock intensity estimate and the slice level, the more the result of the comparison 1 knock intensity estimate sets the first basic ignition timing as the knocking limit ignition timing as in the case is less than the slice level, the comparison result from the first knock intensity estimate A predetermined knock retard amount is calculated when the slice level is equal to or higher than the slice level, and from the start of combustion to the predetermined crank angle when ignited and burned at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the first basic ignition timing. A combustion period is calculated, a basic ignition timing obtained based on the combustion period is calculated as a second basic ignition timing, and ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. And calculating the knock magnitude as a second knock magnitude estimate value, and when the second knock magnitude estimate value coincides with the slice level, an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing is calculated. is set as the knocking limit ignition timing, a second knock intensity estimate the second knock intensity estimation value does not match with the slice level than the slice level In the case of a threshold, the calculated knock retard amount is updated to a larger value by a predetermined value, and ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing to burn. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle is calculated as the updated combustion period, and the basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing. The knock intensity in the case of ignition and combustion at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the second basic ignition timing is calculated as the updated second knock intensity estimated value. The comparison between the second knock strength estimated value and the slice level is repeated, and when the updated second knock strength estimated value matches the slice level by this repetition, the updated second knock strength estimated value matches the slice level. The ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing, and the second knock strength estimated value does not match the slice level, and the second knock strength estimated value is less than the slice level. If it is smaller, the calculated knock retard amount is updated to a smaller value by a predetermined value, and ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing to burn. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle is calculated as the updated combustion period, and the basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing. Renewed second knock intensity when knocking and igniting at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the subsequent second basic ignition timing It is calculated as a constant value, and this updated second knock strength estimated value is repeatedly compared with the slice level, and when the updated second knock strength estimated value matches the slice level by this repetition, the updated An ignition timing retarded by an updated knock retard amount from the second basic ignition timing is set as a knock limit ignition timing .

また、本発明によれば、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出し、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて第1ノック強度推定値を算出すると共に、前記燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出する。   According to the present invention, the combustion mass ratio at the self-ignition timing is calculated based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing, and the combustion at the calculated auto-ignition timing is calculated. A first knock strength estimated value is calculated based on the mass ratio and the fuel amount, and the combustion mass ratio characteristic is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing based on the combustion period. Ignition that is reset to the combustion mass ratio characteristic when igniting at the timing and burned, and retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing using the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting The knock intensity when igniting and burning at the timing is calculated as the second knock intensity estimate.

また本発明は、燃焼ガスの層流状態での燃焼速度である層流燃焼速度を算出する層流燃焼速度算出手段と、燃焼室内の燃焼ガス体積に相当する容積を算出する燃焼ガス体積相当容積算出手段と、所定のクランク角までに前記燃焼室内で燃焼するガスの燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、所定運転条件での燃焼ガスの燃焼のしやすさを示す反応確率を算出する反応確率算出手段と、これら層流燃焼速度、燃焼ガス体積相当容積、燃焼質量割合及び反応確率に基づいて燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第1燃焼期間として算出する第1燃焼期間算出手段と、この第1燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段とを備えるエンジンのノック制御装置において、燃焼室内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定し、前記基本点火時期で点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出し、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて未燃燃料量または未燃燃料割合を算出し、この未燃燃料量または未燃燃料割合に基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量を算出し、この燃焼室内のノックによる圧力上昇量に基づいて第1ノック強度推定値を算出し、この第1ノック強度推定値とスライスレベルを比較し、この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定し、前記比較結果よりノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出し、前記第1基本点火時期MBTCALよりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第2燃焼期間として算出し、この第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第2基本点火時期として算出し、前記第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度推定値を第2ノック強度推定値として算出し、この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期を前記ノック限界点火時期として設定し、前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するように構成する。 The present invention also provides a laminar combustion speed calculation means for calculating a laminar combustion speed that is a combustion speed in a laminar flow state of the combustion gas, and a combustion gas volume equivalent volume that calculates a volume corresponding to the combustion gas volume in the combustion chamber. A calculation means, a combustion mass ratio calculation means for calculating the combustion mass ratio of the gas combusted in the combustion chamber up to a predetermined crank angle, and a reaction probability indicating the ease of combustion of the combustion gas under a predetermined operating condition And a first combustion period for calculating a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle as a first combustion period based on the laminar combustion velocity, the combustion gas volume equivalent volume, the combustion mass ratio, and the reaction probability. a calculation unit, a first basic ignition timing calculating means for calculating a basic ignition timing obtained on the basis of the first combustion period as the first basic ignition timing, a knock limit to set the knock limit ignition timing In a knock control device for an engine, comprising: a spark timing setting means; and a spark ignition means that performs spark ignition at a retarded value of any of the first basic ignition timing and the knock limit ignition timing. Estimate when the fuel in the combustion chamber self-ignites based on the characteristics representing the reciprocal distribution of the time until self-ignition, and based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the basic ignition timing A combustion mass ratio at the self-ignition timing is calculated, and an unburned fuel amount or an unburned fuel ratio is calculated based on the calculated combustion mass ratio and fuel amount at the self-ignition timing. A pressure increase amount due to knock in the combustion chamber is calculated based on the fuel ratio, a first knock strength estimated value is calculated based on the pressure increase amount due to knock in the combustion chamber, and the first knock strength estimation is calculated. And comparing the slice level, the first knock intensity estimation value from the comparison result of setting the first basic ignition timing is less than the slice level as a knock limit ignition timing as it is, the knock strength estimate from the comparison result A predetermined knock retard amount is calculated when the slice level is equal to or higher than the slice level, and a predetermined crank is determined from the start of combustion when it is assumed that ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the first basic ignition timing MBTCAL. The combustion period up to the corner is calculated as the second combustion period, the basic ignition timing obtained based on the second combustion period is calculated as the second basic ignition timing, and the characteristics of the combustion mass ratio are calculated based on the second combustion period. Of combustion mass ratio when ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing Knock intensity estimation when it is assumed that ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing using the characteristics of the combustion mass ratio after the reset. A value calculated as a second knock magnitude estimated value, and when the second knock magnitude estimated value matches the slice level, an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing is calculated as the knock limit ignition. When the second knock strength estimated value is not equal to the slice level and the second knock strength estimated value is larger than the slice level, the calculated knock retard amount is updated to be increased by a predetermined value. When the ignition timing is assumed to be ignited at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing, The combustion period up to the crank angle is calculated as the updated second combustion period, and the basic ignition timing obtained based on the updated second combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing. Combustion mass ratio when igniting and burning at the ignition timing that is retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing based on the second combustion period Using the characteristics of the combustion mass ratio after resetting, the ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing. Then, the knock magnitude when assumed to be updated is calculated as the updated second knock magnitude estimated value, and this updated second knock magnitude estimated value is repeatedly compared with the slice level. 2 When the estimated knock intensity matches the slice level, the ignition timing delayed by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is used as the knock limit ignition timing, and the second knock intensity estimated value Is not equal to the slice level and the second knock strength estimated value is smaller than the slice level, the calculated knock retard amount is updated to a value that is reduced by a predetermined value, and after the update from the first basic ignition timing. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle when it is assumed that the engine is ignited at the ignition timing retarded by the amount of knock retard is calculated as the updated second combustion period, and the updated second combustion is performed. The basic ignition timing obtained based on the period is calculated as the updated second basic ignition timing, and the characteristics of the combustion mass ratio are calculated based on the updated second combustion period. It is reset to the characteristic of the combustion mass ratio when igniting and burning at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the second basic ignition timing, and the reset combustion mass ratio The updated second knock strength estimated value when the knock strength is assumed to be ignited and burned at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing using the characteristics. And the comparison between the updated second knock strength estimated value and the slice level is repeated, and when this updated second knock strength estimated value matches the slice level, the updated second knock strength estimated value matches the slice level. (2) The ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing .

本発明によれば、所定の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段とを備えるエンジンのノック制御装置において、前記第1基本点火時期で点火した場合に燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定し、この算出した自着火時期に基づいて第1ノック強度推定値を算出し、この第1ノック強度推定値とスライスレベルを比較し、この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定し、前記比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出し、前記第1基本点火時期よりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を算出し、この燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第2基本点火時期として算出し、この第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出し、この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として設定し、前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するので、第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期で燃焼させる場合であっても、第2ノック強度推定値を精度よく算出できる(ノック強度の推定が正確なものになる)。 According to the present invention, the first basic ignition timing calculating means for calculating the basic ignition timing obtained based on the predetermined combustion period as the first basic ignition timing, the knock limit ignition timing setting means for setting the knock limit ignition timing, In a knock control device for an engine comprising spark ignition means for performing spark ignition at a retarded value out of any of these first basic ignition timing and knock limit ignition timing, when ignition is performed at the first basic ignition timing The time when the fuel in the combustion chamber self-ignites is estimated, the first knock strength estimated value is calculated based on the calculated self-ignition timing, the first knock strength estimated value is compared with the slice level, and the comparison result first knock intensity estimate sets the first basic ignition timing as the knocking limit ignition timing as in the case is less than the slice level than, the first knock intensity from the comparison result A predetermined knock retard amount is calculated when the constant value is equal to or higher than the slice level, and a predetermined crank angle is calculated from the start of combustion when ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the first basic ignition timing. The basic ignition timing obtained based on this combustion period is calculated as the second basic ignition timing, and ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. Ignition that is calculated as a second knock strength estimated value when it burns and is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing when the second knock strength estimated value matches the slice level set the timing as knocking limit ignition timing, the second knock intensity estimate second knock intensity estimation value does not match with the slice level slice level If larger, the calculated knock retard amount is updated to a value that increases by a predetermined value, and ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing to burn. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle is calculated as the updated combustion period, and the basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing, The knock intensity in the case of ignition and combustion at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is calculated as the updated second knock intensity estimated value. When the updated second knock strength estimated value matches the slice level by repeating the comparison between the second knock strength estimated value and the slice level. The ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the second basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing, and the second knock strength estimated value does not match the slice level and the second knock strength estimated value is If it is smaller than the slice level, the calculated knock retard amount is updated to a value that decreases by a predetermined value, and ignition is performed at an ignition timing that is retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle in the case of combustion is calculated as the updated combustion period, and the basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing. Then, the knocking intensity when the ignition is burned at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is updated. It is calculated as an intensity estimated value, and the comparison of the updated second knock intensity estimated value with the slice level is repeated, and when the updated second knock intensity estimated value matches the slice level by this repetition, the update is performed. Since the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the second basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing, the combustion is performed at the ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. Even if it is made, it can calculate a 2nd knock intensity | strength estimated value accurately (a knock intensity | strength estimation will become accurate).

また、本発明によれば、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出し、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて第1ノック強度推定値を算出すると共に、前記燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出するので、再設定後の燃焼質量割合の特性が、第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼させる場合の実際の燃焼質量割合の特性と合致することになる。   According to the present invention, the combustion mass ratio at the self-ignition timing is calculated based on the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing, and the combustion at the calculated auto-ignition timing is calculated. A first knock strength estimated value is calculated based on the mass ratio and the fuel amount, and the combustion mass ratio characteristic is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing based on the combustion period. Ignition that is reset to the combustion mass ratio characteristic when igniting at the timing and burned, and retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing using the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting Since the knock intensity when igniting and burning at the timing is calculated as the second knock intensity estimated value, the characteristic of the combustion mass ratio after resetting is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. It will match the actual combustion mass proportion of characteristics when burning by ignition with the ignition timing.

また本発明によれば、燃焼ガスの層流状態での燃焼速度である層流燃焼速度を算出する層流燃焼速度算出手段と、燃焼室内の燃焼ガス体積に相当する容積を算出する燃焼ガス体積相当容積算出手段と、所定のクランク角までに前記燃焼室内で燃焼するガスの燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、所定運転条件での燃焼ガスの燃焼のしやすさを示す反応確率を算出する反応確率算出手段と、これら層流燃焼速度、燃焼ガス体積相当容積、燃焼質量割合及び反応確率に基づいて燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第1燃焼期間として算出する第1燃焼期間算出手段と、この第1燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段とを備えるエンジンのノック制御装置において、燃焼室内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定し、第1基本点火時期で点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて自着火時期における燃焼質量割合を算出し、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて未燃燃料量を算出し、この未燃燃料量に基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量を算出し、この燃焼室内のノックによる圧力上昇量に基づいて第1ノック強度推定値を算出し、この第1ノック強度推定値とスライスレベル(トレースノック強度を比較し、この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定し、前記比較結果よりノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出し、前記第1基本点火時期よりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定したときの燃焼期間を第2燃焼期間として算出し、この第2燃焼期間に基づいて得られる第2基本点火時期を算出し、前記第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定したときのノック強度推定値を第2ノック強度推定値として算出し、この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として設定し、前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定し、前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、ノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、ノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較することを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するので、再設定後の燃焼質量割合の特性が第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼させる場合の実際の燃焼質量割合の特性と合致することになり、第2基本点火時期よりノックリタード量だけ遅角させた点火時期で燃焼させる場合であっても、第2ノック強度推定値を精度よく算出できる(ノック強度の推定が正確なものになる)。 Further, according to the present invention, the laminar flow rate calculation means for calculating the laminar flow rate which is the combustion rate in the laminar state of the combustion gas, and the combustion gas volume for calculating the volume corresponding to the combustion gas volume in the combustion chamber Equivalent volume calculation means, combustion mass ratio calculation means for calculating the combustion mass ratio of gas combusted in the combustion chamber up to a predetermined crank angle, and reaction probability indicating the ease of combustion of combustion gas under predetermined operating conditions And a reaction probability calculating means for calculating a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle as a first combustion period based on these laminar combustion velocity, combustion gas volume equivalent volume, combustion mass ratio, and reaction probability. notch of setting the combustion period calculation means, and the first basic ignition timing calculating means for calculating a basic ignition timing obtained on the basis of the first combustion period as the first basic ignition timing, the knocking limit ignition timing In a knock control device for an engine, comprising: a limit ignition timing setting means; and a spark ignition means for performing spark ignition at a retarded value of any of these first basic ignition timing and knock limit ignition timing. Based on the characteristic representing the distribution of the reciprocal of the time until the self-ignition, the time when the fuel in the combustion chamber self-ignites is estimated, and the characteristic of the combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing The combustion mass ratio at the self-ignition timing is calculated based on the calculated combustion mass ratio and the fuel amount at the self-ignition timing, and an unburned fuel amount is calculated based on the unburned fuel amount. It calculates a pressure increase amount due to calculate a first knock intensity estimation value based on the pressure increase amount due to the knock of the combustion chamber, the first knock intensity estimate and the slice level (trace knock Degrees) are compared, the comparison first knock intensity estimation value from the result of the first basic ignition timing is less than the slice level as it is set as the knocking limit ignition timing, a knock strength estimate from the comparison result slice When the level is equal to or higher than the level , a predetermined knock retard amount is calculated, and a combustion period when it is assumed that ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the first basic ignition timing is the second combustion period. The second basic ignition timing obtained based on the second combustion period is calculated, and the characteristics of the combustion mass ratio are calculated based on the second combustion period by the knock retard amount from the second basic ignition timing. The characteristic is reset to the combustion mass ratio when ignited and burned at the retarded ignition timing, and the second basic ignition timing is set using the characteristics of the combustion mass ratio after the reset. A knock magnitude estimated value calculated when the ignition timing is retarded by a retard retard amount and burned is calculated as a second knock magnitude estimated value, and the second knock magnitude estimated value matches the slice level . An ignition timing that is retarded by a knock retard amount from the second basic ignition timing is set as a knock limit ignition timing , and the second knock strength estimated value does not match the slice level, and the second knock strength estimated value is sliced. If it is greater than the level, the calculated knock retard amount is updated to a value that increases by a predetermined value, and ignition is performed at an ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing to burn. In this case, the combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle is calculated as the updated second combustion period. Based on this updated second combustion period, The basic ignition timing obtained in this way is calculated as the updated second basic ignition timing, and the characteristic of the combustion mass ratio is updated after the update from the updated second basic ignition timing based on the updated second combustion period. To the characteristic of the combustion mass ratio in the case of igniting and burning at the ignition timing retarded by the knock retard amount, and using the characteristic of the combustion mass ratio after this resetting, the updated second basic The knock intensity when the ignition is assumed to be ignited and burned at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the ignition timing is calculated as the updated second knock intensity estimated value, and the updated second knock intensity is calculated. The comparison of the intensity estimated value and the slice level is repeated, and when the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the updated value is updated from the updated second basic ignition timing. The ignition timing retarded by the amount of the retard is set as the knock limit ignition timing, and when the second knock strength estimated value does not match the slice level and the second knock strength estimated value is smaller than the slice level, the above calculation is performed. The knock retard amount is updated to a smaller value by a predetermined value, and a predetermined crank is applied from the start of combustion when it is assumed that ignition is performed at an ignition timing retarded from the first basic ignition timing by the updated knock retard amount. The combustion period up to the corner is calculated as the updated second combustion period, the basic ignition timing obtained based on the updated second combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing, and the updated Based on the second combustion period, the combustion mass ratio is ignited at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing. Re-set to the characteristics of the combustion mass ratio in the case of firing, and retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing using the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting The knock strength when assuming that it is ignited and burned at the ignition timing is calculated as the updated second knock strength estimated value, and the updated second knock strength estimated value is repeatedly compared with the slice level, When the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing, respectively. If the second knock strength estimated value does not match the slice level and the second knock strength estimated value is larger than the slice level, the knock retard amount is set to a predetermined value. The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle is updated when it is assumed that ignition is performed at an ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing. Calculated as the second combustion period after that, the basic ignition timing obtained based on the second combustion period after the update is calculated as the second basic ignition timing after the update, and based on the second combustion period after the update Resetting the characteristics of the combustion mass ratio to the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing, Using the characteristics of the combustion mass ratio after resetting, the knock intensity when it is assumed that ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is performed. update Is calculated as the second knock strength estimated value, and the updated second knock strength estimated value is repeatedly compared with the slice level. By this repetition, the updated second knock strength estimated value matches the slice level. In this case, the ignition timing that is retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is set as the knock limit ignition timing, and the second knock intensity estimated value does not match the slice level. If the estimated knock magnitude is smaller than the slice level, the knock retard amount is updated to a value that decreases by a predetermined value, and ignition is performed at an ignition timing that is retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing. And calculating the combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle as the second combustion period after the update, and the second combustion period after the update. The basic ignition timing obtained on the basis of the second basic ignition timing is calculated as the updated second basic ignition timing, and the characteristics of the combustion mass ratio are calculated from the updated second basic ignition timing based on the updated second combustion period. Reset to the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount, and using the characteristics of the combustion mass ratio after this resetting, The knock intensity when the ignition is assumed to be ignited and burned at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the second basic ignition timing is calculated as the updated second knock intensity estimated value. The comparison between the second knock intensity estimated value and the slice level is repeated, and when the updated second knock intensity estimated value matches the slice level by this repetition, it is updated from the updated second basic ignition timing. Since respectively set the ignition timing obtained by knocking retard amount by retarding the knock limit ignition timing, the ignition characteristics of the mass fraction burned after reconfiguration in ignition timing is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing Therefore, even if the combustion is performed at the ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing, the second knock intensity estimation is performed. The value can be calculated with high accuracy (the estimation of the knock intensity is accurate).

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のシステムを説明するための概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the system of the present invention.

空気は吸気コレクタ2に蓄えられた後、吸気マニホールド3を介して各気筒の燃焼室5に導入される。燃料(ガソリン)は各気筒の吸気ポート4に配置された燃料インジェクタ21より噴射供給される。空気中に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス(混合気)を作り、燃焼室5に流入する。この混合気は吸気弁15が閉じることで燃焼室5内に閉じこめられ、ピストン6の上昇によって圧縮される。   The air is stored in the intake collector 2 and then introduced into the combustion chamber 5 of each cylinder via the intake manifold 3. Fuel (gasoline) is injected and supplied from a fuel injector 21 arranged in the intake port 4 of each cylinder. The fuel injected into the air is vaporized and mixed with the air to form a gas (air mixture) and flows into the combustion chamber 5. This air-fuel mixture is confined in the combustion chamber 5 when the intake valve 15 is closed, and is compressed by the rise of the piston 6.

この圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置11を備える。すなわち、点火装置11は、バッテリからの電気エネルギーを蓄える点火コイル13と、点火コイル13の一次側への通電、遮断を行うパワートランジスタと、燃焼室5の天井に設けられ点火コイル13の一次電流の遮断によって点火コイル13の二次側に発生する高電圧を受けて、火花放電を行う点火プラグ14とからなっている。   In order to ignite this compressed air-fuel mixture with a high-pressure spark, an ignition device 11 of an electronic power distribution system is provided in which an ignition coil with a built-in power transistor is arranged in each cylinder. That is, the ignition device 11 includes an ignition coil 13 that stores electrical energy from the battery, a power transistor that energizes and shuts off the primary side of the ignition coil 13, and a primary current of the ignition coil 13 that is provided on the ceiling of the combustion chamber 5. It includes a spark plug 14 that receives a high voltage generated on the secondary side of the ignition coil 13 due to interruption of the spark coil 13 and performs spark discharge.

圧縮上死点より少し手前で点火プラグ14により火花が飛ばされ圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン6を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト7の回転力として取り出される。燃焼後のガス(排気)は排気弁16が開いたとき排気通路8へと排出される。   When a spark is blown off by the spark plug 14 slightly before the compression top dead center and the compressed mixture is ignited, the flame spreads and then explosively burns, and the gas pressure by this combustion works to push down the piston 6. This work is taken out as the rotational force of the crankshaft 7. The combusted gas (exhaust gas) is discharged into the exhaust passage 8 when the exhaust valve 16 is opened.

排気通路8には三元触媒9を備える。三元触媒9は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲(ウインドウ)にあるとき、排気に含まれるHC、CO、NOxといった有害三成分を同時に効率よく除去できる。空燃比は吸入空気量と燃料量の比であるので、エンジンの1サイクル(4サイクルエンジンではクランク角で720°区間)当たりに燃焼室5に導入される吸入空気量と、燃料インジェクタ21からの燃料噴射量との比が理論空燃比となるように、エンジンコントローラ31ではエアフローメータ32からの吸入空気流量の信号とクランク角センサ(33、34)からの信号に基づいて燃料インジェクタ21からの燃料噴射量を定めると共に、三元触媒9の上流に設けたO2センサ35からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。 A three-way catalyst 9 is provided in the exhaust passage 8. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is in a narrow range (window) centered on the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 9 can efficiently remove harmful three components such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas simultaneously. Since the air-fuel ratio is the ratio of the intake air amount and the fuel amount, the intake air amount introduced into the combustion chamber 5 per one cycle of the engine (crank angle 720 ° section in a four-cycle engine) and the fuel injector 21 The engine controller 31 uses the intake air flow rate signal from the air flow meter 32 and the fuel from the fuel injector 21 based on the signals from the crank angle sensors (33, 34) so that the ratio to the fuel injection amount becomes the stoichiometric air-fuel ratio. While determining the injection amount, the air-fuel ratio is feedback controlled based on a signal from an O 2 sensor 35 provided upstream of the three-way catalyst 9.

吸気コレクタ2の上流には絞り弁23がスロットルモータ24により駆動される、いわゆる電子制御スロットル22を備える。運転者が要求するトルクはアクセルペダル41の踏み込み量(アクセル開度)に現れるので、エンジンコントローラ31ではアクセルセンサ42からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ24を介して絞り弁23の開度を制御する。   A so-called electronically controlled throttle 22 in which a throttle valve 23 is driven by a throttle motor 24 is provided upstream of the intake collector 2. Since the torque required by the driver appears in the amount of depression of the accelerator pedal 41 (accelerator opening), the engine controller 31 determines a target torque based on a signal from the accelerator sensor 42, and a target air for realizing this target torque. The amount is determined, and the opening degree of the throttle valve 23 is controlled via the throttle motor 24 so as to obtain this target air amount.

吸気弁用カムシャフト25、排気弁用カムシャフト26及びクランクシャフト7の各前部にはそれぞれカムスプロケット、クランクスプロケットが取り付けられ、これらスプロケットにタイミングチェーン(図示しない)を掛け回すことで、カムシャフト25、26がエンジンのクランクシャフト7により駆動されるのであるが、このカムスプロケットと吸気弁用カムシャフト25との間に介在して、作動角一定のまま吸気弁用カムの位相を連続的に制御し得る可変吸気バルブタイミングコントロール機構(以下、「吸気VTC機構」という。)27と、カムスプロケットと排気弁用カムシャフト26との間に介在して、作動角一定のまま排気弁用カムの位相を連続的に制御し得る可変排気バルブタイミングコントロール機構(以下、「排気VTC機構」という。)28とを備える。吸気弁15の開閉時期や排気弁16の開閉時期を変えると燃焼室5に残留する不活性ガスの量が変化する。燃焼室5内の不活性ガスの量が増えるほどポンピングロスが減って燃費がよくなるので、運転条件によりどのくらいの不活性ガスが燃焼室5内に残留したらよいかを目標吸気弁閉時期や目標排気弁閉時期にして予め定めており、エンジンコントローラ31ではそのときの運転条件(エンジンの負荷と回転速度)より目標吸気弁閉時期と目標排気弁閉時期を定め、それら目標値が得られるように吸気VTC機構27、排気VTC機構28の各アクチュエータを介して吸気弁閉時期と排気弁閉時期を制御する。   Cam sprockets and crank sprockets are attached to the front portions of the intake valve camshaft 25, the exhaust valve camshaft 26, and the crankshaft 7, respectively, and a timing chain (not shown) is hung around these sprockets so that the camshaft 25 and 26 are driven by the crankshaft 7 of the engine, and are interposed between the cam sprocket and the intake valve camshaft 25 to continuously adjust the phase of the intake valve cam with a constant operating angle. A variable intake valve timing control mechanism (hereinafter referred to as “intake VTC mechanism”) 27 that can be controlled, and a cam sprocket and an exhaust valve camshaft 26 are interposed between the camshaft 26 and the exhaust valve cam. Variable exhaust valve timing control mechanism (hereinafter referred to as “exhaust”) that can control the phase continuously. Provided with that.) 28 and TC mechanism ". When the opening / closing timing of the intake valve 15 and the opening / closing timing of the exhaust valve 16 are changed, the amount of the inert gas remaining in the combustion chamber 5 changes. As the amount of the inert gas in the combustion chamber 5 increases, the pumping loss decreases and the fuel consumption improves. Therefore, the target intake valve closing timing and the target exhaust gas indicate how much inert gas should remain in the combustion chamber 5 depending on the operating conditions. The valve closing timing is determined in advance, and the engine controller 31 determines the target intake valve closing timing and the target exhaust valve closing timing from the operating conditions (engine load and rotation speed) at that time, so that these target values can be obtained. The intake valve closing timing and the exhaust valve closing timing are controlled via the actuators of the intake VTC mechanism 27 and the exhaust VTC mechanism 28.

吸気温度センサ43からの吸気温度の信号、吸気圧力センサ44からの吸気圧力の信号、排気温度センサ45からの排気温度の信号、排気圧力センサ46からの排気圧力の信号が、水温センサ37からの冷却水温の信号と共に入力されるエンジンコントローラ31では、パワートランジスタ13を介して点火プラグ14の一次側電流の遮断時期である点火時期を制御する。   An intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 43, an intake air pressure signal from the intake air pressure sensor 44, an exhaust gas temperature signal from the exhaust air temperature sensor 45, and an exhaust gas pressure signal from the exhaust air pressure sensor 46 are output from the water temperature sensor 37. The engine controller 31 that is input together with the coolant temperature signal controls the ignition timing that is the primary current cutoff timing of the spark plug 14 via the power transistor 13.

この場合に、ノックが生じていないときの点火時期は運転条件に応じた基本点火時期MBTCALであるが、エンジンの高負荷低回転速度域などでは燃焼室5内にノックが生じることがあり、ノックが生じるとエンジンの耐久性が低下するので、エンジンコントローラ31では点火時期制御によりノック制御を行う。   In this case, the ignition timing when knock does not occur is the basic ignition timing MBTCAL according to the operating conditions. However, knocking may occur in the combustion chamber 5 in a high load low rotation speed region of the engine. If this occurs, the durability of the engine decreases, so the engine controller 31 performs knock control by ignition timing control.

図2は点火時期制御の全体の流れを示すフローである。このフローは一定時間毎に実行するフローではなく操作の流れを示している。   FIG. 2 is a flowchart showing the overall flow of ignition timing control. This flow shows a flow of operations, not a flow executed at regular intervals.

ステップ1、2では基本点火時期MBTCAL[degBTDC]、ノック限界点火時期KNOCKcal[degBTDC]をそれぞれ算出する。   In steps 1 and 2, the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC] and the knock limit ignition timing KNOCKcal [degBTDC] are calculated.

ここでは、基本点火時期MBTCALの算出を先に説明する。まず、燃焼解析に基づく点火時期制御を概説する(基本的な考え方は特開2003−148236公報に記載されている)。   Here, the calculation of the basic ignition timing MBTCAL will be described first. First, the ignition timing control based on the combustion analysis will be outlined (the basic concept is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-148236).

図3に示すようにMBT(最大トルクの得られる最小進角値)で混合気に点火した場合に混合気の燃焼圧力が最大値Pmaxとなるクランク角を基準クランク角θPMAX[degATDC]とする。基準クランク角θPMAXは燃焼方式によらずほぼ一定であり、一般に圧縮上死点後12〜15度、最大で圧縮上死点後10〜20度の範囲にある。   As shown in FIG. 3, the crank angle at which the combustion pressure of the air-fuel mixture reaches the maximum value Pmax when the air-fuel mixture is ignited with MBT (minimum advance angle value at which maximum torque is obtained) is defined as a reference crank angle θPMAX [degATDC]. The reference crank angle θPMAX is substantially constant regardless of the combustion method, and is generally in the range of 12 to 15 degrees after compression top dead center, and at most 10 to 20 degrees after compression top dead center.

図4に火花点火エンジンにおける燃焼室内の燃焼解析により得られた燃焼質量割合BR(燃焼ガス質量割合)の変化を示す。燃焼室に供給された燃料に対する燃焼質量の比率を表す燃焼質量割合BRは、点火時に0%であり、完全燃焼によって100%に達する。基準クランク角θPMAXにおける燃焼質量割合は一定で約60%であることが実験により確かめられている。   FIG. 4 shows changes in the combustion mass ratio BR (combustion gas mass ratio) obtained by the combustion analysis in the combustion chamber in the spark ignition engine. The combustion mass ratio BR representing the ratio of the combustion mass to the fuel supplied to the combustion chamber is 0% at the time of ignition, and reaches 100% by complete combustion. Experiments have confirmed that the combustion mass ratio at the reference crank angle θPMAX is constant and about 60%.

燃焼質量割合BRが0%から基準クランク角θPMAX相当の約60%に達するまでの変化代に相当する燃焼期間は、燃焼開始直後で燃焼質量割合にも燃焼圧力にもほとんど変化のない期間である初期燃焼期間と、燃焼質量割合と燃焼圧力が急激に増加する主燃焼期間とに分けられる。初期燃焼期間は、燃焼開始から火炎核が形成されるまでの段階であり、火炎核が形成されるのは燃焼質量割合が0%から2%〜10%まで変化したときである。この初期燃焼期間中は、燃焼圧力や燃焼温度の上昇速度が小さく、燃焼質量割合の変化に対して初期燃焼期間は長い。初期燃焼期間の長さは燃焼室内の温度や圧力の変化の影響を受けやすい。   The combustion period corresponding to the change allowance until the combustion mass ratio BR reaches about 60% corresponding to the reference crank angle θPMAX from 0% is a period in which there is almost no change in both the combustion mass ratio and the combustion pressure immediately after the start of combustion. It is divided into an initial combustion period and a main combustion period in which the combustion mass ratio and the combustion pressure increase rapidly. The initial combustion period is a stage from the start of combustion until flame nuclei are formed, and the flame nuclei are formed when the combustion mass ratio changes from 0% to 2% to 10%. During this initial combustion period, the rate of increase in combustion pressure and combustion temperature is small, and the initial combustion period is long with respect to changes in the combustion mass ratio. The length of the initial combustion period is susceptible to changes in temperature and pressure in the combustion chamber.

一方、主燃焼期間においては、火炎核から外側へと火炎が伝播するのであり、その火炎速度(つまり燃焼速度)が急上昇する。そのため、主燃焼期間の燃焼質量割合の変化は初期燃焼期間の燃焼質量割合の変化に比べて大きい。   On the other hand, in the main combustion period, the flame propagates from the flame kernel to the outside, and the flame speed (that is, the combustion speed) increases rapidly. Therefore, the change in the combustion mass ratio during the main combustion period is larger than the change in the combustion mass ratio during the initial combustion period.

エンジンコントローラ31では、燃焼質量割合が2%に達する(変化する)までを初期燃焼期間BURN1[deg]とし、初期燃焼期間BURN1の終了後、基準クランク角θPMAXに至るまでの区間(燃焼室量割合でいえば2%より約60%に達するまでの間)を主燃焼期間BURN2[deg]として区別する。そして、初期燃焼期間BURN1に主燃焼期間BURN2を加えた合計である燃焼期間BURN[deg]を算出し、この燃焼期間BURNから基準クランク角θPMAX[degATDC]を差し引き、さらに後述する点火無駄時間相当クランク角IGNDEAD[deg]を加えたクランク角位置を、MBTの得られる点火時期である基本点火時期MBTCAL[degBTDC]として設定する。   In the engine controller 31, the period until the combustion mass ratio reaches 2% (changes) is set as the initial combustion period BURN1 [deg], and the period from the end of the initial combustion period BURN1 to the reference crank angle θPMAX (combustion chamber volume ratio) In other words, the main combustion period BURN2 [deg] is distinguished from 2% to about 60%. Then, a combustion period BURN [deg] that is the sum of the initial combustion period BURN1 and the main combustion period BURN2 is calculated, a reference crank angle θPMAX [degATDC] is subtracted from the combustion period BURN, and an ignition dead time equivalent crank described later is further calculated. The crank angle position to which the angle IGNDEAD [deg] is added is set as the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC], which is the ignition timing at which MBT is obtained.

火炎核の形成される初期燃焼期間での燃焼室5内の圧力、温度は、点火時の圧力、温度とほぼ等価になるが、これから点火時期を算出しようとしているのに、最初から正確な点火時期を設定することはできない。そこで、図13に示したように基本点火時期の前回値を前回燃焼開始時期MBTCYCL[degBTDC]として算出し(ステップ44)、この値を図10に示したように初期燃焼期間の算出に用いるようにし(ステップ162)、初期燃焼期間の算出をサイクリックに繰り返すことで、精度の高い結果を時間遅れなしに出すようにしている。   The pressure and temperature in the combustion chamber 5 during the initial combustion period in which flame nuclei are formed are almost equivalent to the pressure and temperature at the time of ignition, but the ignition timing is calculated from this, but accurate ignition is performed from the beginning. The time cannot be set. Therefore, as shown in FIG. 13, the previous value of the basic ignition timing is calculated as the previous combustion start timing MBTCYCL [degBTDC] (step 44), and this value is used to calculate the initial combustion period as shown in FIG. (Step 162), the calculation of the initial combustion period is cyclically repeated to obtain a highly accurate result without time delay.

次に、エンジンコントローラ31で実行される基本点火時期MBTCALの算出を以下のフローチャートを参照しながら詳述する。   Next, the calculation of the basic ignition timing MBTCAL executed by the engine controller 31 will be described in detail with reference to the following flowchart.

図5は点火時期の算出に必要な各種の物理量を算出するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。   FIG. 5 is for calculating various physical quantities necessary for calculating the ignition timing, and is executed at regular time intervals (for example, every 10 msec).

まずステップ11では、吸気弁閉時期IVC[degBTDC]、温度センサ43により検出されるコレクタ内温度TCOL[K]、圧力センサ44により検出されるコレクタ内圧力PCOL[Pa]、温度センサ45により検出される排気温度TEXH[K]、内部不活性ガス率MRESFR[%]、温度センサ37により検出される冷却水温TWK[K]、目標当量比TFBYA、クランク角センサにより検出されるエンジン回転速度NRPM[rpm]を読み込む。   First, in step 11, the intake valve closing timing IVC [degBTDC], the collector internal temperature TCOL [K] detected by the temperature sensor 43, the collector internal pressure PCOL [Pa] detected by the pressure sensor 44, and the temperature sensor 45 are detected. Exhaust temperature TEXH [K], internal inert gas rate MRESFR [%], cooling water temperature TWK [K] detected by temperature sensor 37, target equivalent ratio TFBYA, engine rotational speed NRPM [rpm] detected by crank angle sensor ].

ここで、クランク角センサはクランクシャフト7のポジションを検出するポジションセンサ33と、吸気用カムシャフト25のポジションを検出するフェーズセンサ34とからなり、これら2つのセンサ33、34からの信号に基づいてエンジン回転速度NRPM[rpm]が算出されている。   Here, the crank angle sensor includes a position sensor 33 for detecting the position of the crankshaft 7 and a phase sensor 34 for detecting the position of the intake camshaft 25, and is based on signals from these two sensors 33 and 34. The engine speed NRPM [rpm] is calculated.

吸気弁閉時期IVCは吸気VTC機構27に与える指令値から既知である。あるいはフェーズセンサ34により実際の吸気弁閉時期を検出してもかまわない。   The intake valve closing timing IVC is known from the command value given to the intake VTC mechanism 27. Alternatively, the actual intake valve closing timing may be detected by the phase sensor 34.

内部不活性ガス率MRESFRは燃焼室内に残留する不活性ガス量を燃焼室内の総ガス量で除した値で、その算出については後述する。点火無駄時間DEADTIMEは一定値である。   The internal inert gas ratio MRESFR is a value obtained by dividing the amount of inert gas remaining in the combustion chamber by the total amount of gas in the combustion chamber, and the calculation thereof will be described later. The ignition dead time DEADTIME is a constant value.

目標当量比TFBYAは図示しない燃料噴射量の算出フローにおいて算出されている。目標当量比TFBYAは無名数であり、理論空燃比を14.7とすると、次式により表される値である。   The target equivalent ratio TFBYA is calculated in a fuel injection amount calculation flow (not shown). The target equivalent ratio TFBYA is an unnamed number, and is a value represented by the following expression when the theoretical air-fuel ratio is 14.7.

TFBYA=14.7/目標空燃比 …(1)
例えば(1)式より目標空燃比が理論空燃比のときTFBYA=1.0となり、目標空燃比が例えば22.0といったリーン側の値であるとき、TFBYAは1.0未満の正の値である。
TFBYA = 14.7 / target air-fuel ratio (1)
For example, from equation (1), when the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, TFBYA = 1.0, and when the target air-fuel ratio is a lean value such as 22.0, TFBYA is a positive value less than 1.0. is there.

ステップ12では、燃焼室5の吸気弁閉時期IVCにおける容積(つまり圧縮開始時期での容積)VIVC[m3]を算出する。燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCは、ピストン6のストローク位置によって決まる。ピストン6のストローク位置はエンジンのクランク角位置によって決まる。 In step 12, the volume of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing IVC (that is, the volume at the compression start timing) VIVC [m 3 ] is calculated. The volume VIVC of the combustion chamber 5 when the intake valve is closed is determined by the stroke position of the piston 6. The stroke position of the piston 6 is determined by the crank angle position of the engine.

図6を参照して、エンジンのクランクシャフト71の回転中心72がシリンダの中心軸73からオフセットしている場合を考える。コネクティングロッド74、コネクティングロッド74とクランクシャフト71との結節点75、コネクティングロッド74とピストンをつなぐピストンピン76が図に示す関係にあるとする。このときの、燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCは次式(2)〜(6)で表すことができる。   Referring to FIG. 6, consider a case where the rotation center 72 of the crankshaft 71 of the engine is offset from the center axis 73 of the cylinder. Assume that the connecting rod 74, the joint point 75 between the connecting rod 74 and the crankshaft 71, and the piston pin 76 that connects the connecting rod 74 and the piston are in the relationship shown in the figure. At this time, the volume VIVC of the combustion chamber 5 at the closing timing of the intake valve can be expressed by the following equations (2) to (6).

VIVC=f1(θivc)=Vc+(π/4)D2・Hivc …(2)
Vc=(π/4)D2・Hx/(ε−1) …(3)
Hivc={(CND+ST2/2)−(CRoff−PISoff)21/2
−{(ST/2)・cos(θivc+θoff)}
+(CND2−X21/2 …(4)
X =(ST/2)・sin(θivc+θoff)−CRoff+PISoff …(5)
θoff=arcsin{(CRoff−PISoff)/(CND・(ST/2))}…(6)
ただし、Vc :隙間容積[m3]、
ε :圧縮比、
D :シリンダボア径[m]、
ST :ピストンの全ストローク[m]、
Hivc :吸気弁閉時期におけるピストンピン76の
TDCからの距離[m]、
Hx :ピストンピン76のTDCからの距離の最大値と最小値の
差[m]、
CND :コネクティングロッド74の長さ[m]、
CRoff :結節点75のシリンダ中心軸73からのオフセット距離
[m]、
PISoff:クランクシャフト回転中心72のシリンダ中心軸73から
のオフセット距離[m]、
θivc :吸気弁閉時期のクランク角[degATDC]、
θoff :ピストンピン76とクランクシャフト回転中心72とを結
ぶ線がTDCにおいて垂直線となす角度[deg]、
X :結節点75とピストンピン76との水平距離[m]、
吸気弁閉時期のクランク角θivcは前述のように、エンジンコントローラ31から吸気VTC機構27への指令信号によって決まるので、既知である。式(2)〜(6)にこのときのクランク角θivc(=IVC)を代入すれば、燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCを算出することができる。したがって、実用上は燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCは吸気弁閉時期IVCをパラメータとするテーブルで設定したものを用いる。吸気VTC機構27を備えないときには定数で与えることができる。
VIVC = f1 (θivc) = Vc + (π / 4) D 2 · Hivc (2)
Vc = (π / 4) D 2 · Hx / (ε−1) (3)
Hivc = {(CND + ST 2 /2) - (CRoff-PISoff) 2} 1/2
− {(ST / 2) · cos (θivc + θoff)}
+ (CND 2 −X 2 ) 1/2 (4)
X = (ST / 2) · sin (θivc + θoff) −CRoff + PISoff (5)
θoff = arcsin {(CRoff−PISoff) / (CND · (ST / 2))} (6)
Where Vc: gap volume [m 3 ],
ε: compression ratio,
D: cylinder bore diameter [m],
ST: Full piston stroke [m],
Hivc: Piston pin 76 at the intake valve closing timing
Distance from TDC [m],
Hx: The maximum and minimum values of the distance from the TDC of the piston pin 76
Difference [m],
CND: length of connecting rod 74 [m],
CRoff: Offset distance of the nodal point 75 from the cylinder center axis 73
[M],
PISoff: From the center axis 73 of the crankshaft rotation center 72
Offset distance [m],
θivc: Intake valve closing timing crank angle [degATDC],
θoff: Piston pin 76 and crankshaft rotation center 72 are connected
Angle [deg] between the line and the vertical line in TDC,
X: horizontal distance [m] between the nodal point 75 and the piston pin 76,
As described above, the crank angle θivc at the intake valve closing timing is determined by the command signal from the engine controller 31 to the intake VTC mechanism 27 and thus is known. By substituting the crank angle θivc (= IVC) at this time into the equations (2) to (6), the volume VIVC of the combustion chamber 5 at the closing timing of the intake valve can be calculated. Therefore, practically, the volume VIVC of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing is set by a table using the intake valve closing timing IVC as a parameter. When the intake VTC mechanism 27 is not provided, a constant value can be given.

ステップ13では、燃焼室5の吸気弁閉時期IVCにおける温度(つまり圧縮開始時期温度)TINI[K]を算出する。燃焼室5に流入するガスの温度は、燃焼室5に流入する新気と燃焼室5に残留する不活性ガスとが混じったガスの温度であり、燃焼室5に流入する新気の温度は吸気コレクタ2内の新気温度TCOLに等しく、また燃焼室5内に残留する不活性ガスの温度は排気ポート部近傍の排気温度TEXHで近似できるので、燃焼室5の吸気弁閉時期IVCにおける温度TINIは吸気弁閉時期IVCになったタイミングでの、吸気コレクタ2内の新気温度TCOL、排気温度TEXH、燃焼室5内に残留する不活性ガスの割合である内部不活性ガス率MRESFRから次式により求めることができる。   In step 13, the temperature (that is, the compression start timing temperature) TINI [K] of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing IVC is calculated. The temperature of the gas flowing into the combustion chamber 5 is a temperature of a gas in which the fresh air flowing into the combustion chamber 5 and the inert gas remaining in the combustion chamber 5 are mixed. The temperature of the fresh air flowing into the combustion chamber 5 is Since the temperature of the inert gas equal to the fresh air temperature TCOL in the intake collector 2 and remaining in the combustion chamber 5 can be approximated by the exhaust temperature TEXH in the vicinity of the exhaust port, the temperature of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing IVC. TINI is the following from the fresh air temperature TCOL in the intake collector 2, the exhaust gas temperature TEXH, and the internal inert gas ratio MRESFR that is the ratio of the inert gas remaining in the combustion chamber 5 at the timing when the intake valve closing timing IVC is reached. It can be obtained by an expression.

TINI=TEXH×MRESFR+TCOL×(1−MRESFR)…(7)
ステップ14では燃焼室5の吸気弁閉時期IVCにおける圧力(つまり圧縮開始時期圧力)PINI[Pa]を算出する。すなわち、吸気弁閉時期IVCになったタイミングでのコレクタ内圧力PCOLを吸気弁閉時期IVCにおける圧力PINIとして取り込む。
TINI = TEXH × MRESFR + TCOL × (1−MRESFR) (7)
In step 14, the pressure (that is, compression start timing pressure) PINI [Pa] at the intake valve closing timing IVC of the combustion chamber 5 is calculated. That is, the collector internal pressure PCOL at the timing when the intake valve closing timing IVC is reached is taken in as the pressure PINI at the intake valve closing timing IVC.

ステップ15では、燃焼室5内の混合気の燃えやすさを表す反応確率RPROBA[%]を算出する。反応確率RPROBAは無次元の値であり、残留不活性ガス率MRESFR、冷却水温TWK[K]、目標当量比TFBYAの3つのパラメータに依存するので、次式により表すことができる。   In step 15, a reaction probability RPROBA [%] representing the flammability of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is calculated. The reaction probability RPROBA is a dimensionless value and depends on the three parameters of the residual inert gas ratio MRESFR, the cooling water temperature TWK [K], and the target equivalent ratio TFBYA, and can be expressed by the following equation.

RPROBA=f3(MRESFR、TWK、TFBYA) …(8)
具体的に説明すると、MRESFR、TWK、TFBYAの3つのパラメータの組み合わせによって得られる反応確率の最大値を100%とし、これらのパラメータと反応確率RPROBAの関係を実験的に求め、求めた反応確率RPROBAをパラメータに応じたテーブルとしてエンジンコントローラ31のメモリに予め格納しておく。ステップ14ではパラメータに応じてこのテーブルを検索することにより反応確率RPROBAを求める。
RPROBA = f3 (MRESFR, TWK, TFBYA) (8)
More specifically, the maximum value of the reaction probability obtained by the combination of the three parameters MRESFR, TWK, and TFBYA is set to 100%, the relationship between these parameters and the reaction probability RPROBA is experimentally obtained, and the obtained reaction probability RPROBA is obtained. Are stored in advance in the memory of the engine controller 31 as a table corresponding to the parameters. In step 14, the reaction probability RPROBA is obtained by searching this table according to the parameters.

具体的には、冷却水温TWKに応じて図7に示すような特性を有する水温補正係数のテーブルと、同様に設定された内部不活性ガス率補正係数のテーブル(図示しない)と、目標当量比TFBYAに応じて図8に示すような特性を有する当量比補正係数のテーブルを予めメモリに格納しておく。各補正係数の最大値はそれぞれ1.0であり、3種類の補正係数の積に反応確率の最大値100%を掛け合わせることで、反応確率RPROBAを算出する。   Specifically, a table of water temperature correction coefficients having characteristics as shown in FIG. 7 according to the cooling water temperature TWK, a table of internal inert gas rate correction coefficients (not shown) set similarly, and a target equivalent ratio A table of equivalence ratio correction coefficients having characteristics as shown in FIG. 8 according to TFBYA is stored in the memory in advance. The maximum value of each correction coefficient is 1.0, and the reaction probability RPROBA is calculated by multiplying the product of the three types of correction coefficients by the maximum value of 100% of the reaction probability.

各テーブルを説明すると、図7に示す水温補正係数は冷却水温TWKが高いほど大きく、冷却水温TWKが80℃以上では1.0になる。図8に示す当量比補正係数は目標当量比TFBYAが1.0のとき、つまり理論空燃比のときに最大値の1.0となり、目標当量比が1.0より大きくても小さくても当量比補正係数は減少する。内部不活性ガス率補正係数は図示しないが、内部不活性ガス率MRESFRがゼロの場合に1.0となる。   Explaining each table, the water temperature correction coefficient shown in FIG. 7 becomes larger as the cooling water temperature TWK is higher, and becomes 1.0 when the cooling water temperature TWK is 80 ° C. or higher. The equivalence ratio correction coefficient shown in FIG. 8 is the maximum value of 1.0 when the target equivalence ratio TFBYA is 1.0, that is, the stoichiometric air-fuel ratio. The ratio correction factor decreases. Although the internal inert gas rate correction coefficient is not shown, it is 1.0 when the internal inert gas rate MRESFR is zero.

ステップ15では、基準クランク角θPMAX[degATDC]を算出する。前述のように基準クランク角θPMAXはあまり変動しないが、それでもエンジン回転速度NRPMの上昇に応じて進角する傾向があるため、基準クランク角θPMAXはエンジン回転速度NRPMの関数として次式で表すことができる。   In step 15, a reference crank angle θPMAX [degATDC] is calculated. As described above, the reference crank angle θPMAX does not fluctuate very much, but it still tends to advance as the engine speed NRPM increases. Therefore, the reference crank angle θPMAX can be expressed by the following equation as a function of the engine speed NRPM. it can.

θPMAX=f4(NRPM) …(9)
具体的にはエンジン回転速度NRPMから、エンジンコントローラ31のメモリに予め格納された図9に示す特性のテーブルを検索することにより基準クランク角θPMAXを求める。算出を容易にするために、基準クランク角θPMAXを一定とみなすことも可能である。
θPMAX = f4 (NRPM) (9)
Specifically, the reference crank angle θPMAX is obtained by searching a table of characteristics shown in FIG. 9 stored in advance in the memory of the engine controller 31 from the engine speed NRPM. In order to facilitate calculation, the reference crank angle θPMAX can be regarded as constant.

図10は初期燃焼期間BURN1[deg]を算出するためのもの、また図12は主燃焼期間BURN2[deg]を算出するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。図10、図12は図5に続けて実行する。
図10、図12はどちらを先に実行してもかまわない。
FIG. 10 is for calculating the initial combustion period BURN1 [deg], and FIG. 12 is for calculating the main combustion period BURN2 [deg], which is executed at regular intervals (for example, every 10 msec). 10 and 12 are executed following FIG.
Either of FIGS. 10 and 12 may be executed first.

まず図10から説明すると、ステップ161では、前回燃焼開始時期MBTCYCL[degBTDC]、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、図5のステップ13で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINI[K]、図5のステップ14で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINI[Pa]、エンジン回転速度NRPM[rpm]、図5のステップ15で算出されている反応確率RPROBA[%]を読み込む。 First, referring to FIG. 10, in step 161, the previous combustion start timing MBTCYCL [degBTDC], the volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 12 of FIG. 5, and the step of FIG. The temperature TINI [K] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in 13, the pressure PINI [Pa] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in Step 14 of FIG. 5, and the engine speed NRPM [Rpm], the reaction probability RPROBA [%] calculated in step 15 of FIG. 5 is read.

ここで、前回燃焼開始時期MBTCYCLは、基本点火時期MBTCALの[degBTDC]の1サイクル前の値であり、その算出については図13により後述する。   Here, the previous combustion start timing MBTCYCL is a value one cycle before [degBTDC] of the basic ignition timing MBTCAL, and the calculation thereof will be described later with reference to FIG.

ステップ162では燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0[m3]を算出する。前述したように、ここでの点火時期(燃焼開始時期)は今回のサイクルで演算する基本点火時期MBTCALではなく基本点火時期の1サイクル前の値である。すなわち、基本点火時期の1サイクル前の値であるMBTCYCLから次式により燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0を算出する。 In step 162, the volume V0 [m 3 ] at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is calculated. As described above, the ignition timing (combustion start timing) here is not the basic ignition timing MBTCAL calculated in the current cycle but a value one cycle before the basic ignition timing. That is, the volume V0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is calculated from MBTCYCL, which is a value one cycle before the basic ignition timing, by the following equation.

V0=f6(MBTCYCL) …(11)
具体的には前回燃焼開始時期MBTCYCLにおけるピストン6のストローク位置と、燃焼室5のボア径から、燃焼室5のMBTCYCLにおける容積V0を算出する。図5のステップ12では、燃焼室5の吸気弁閉時期IVCにおける容積VIVCを、吸気弁閉時期をパラメータとする吸気弁閉時期容積のテーブルを検索することにより求めたが、ここではMBTCYCLをパラメータとする前回燃焼開始時期容積のテーブルを検索することにより、燃焼室5の前回燃焼開始時期MBTCYCLにおける容積V0を求めればよい。
V0 = f6 (MBTCYCL) (11)
Specifically, the volume V0 of MBTCYCL in the combustion chamber 5 is calculated from the stroke position of the piston 6 at the previous combustion start timing MBTCYCL and the bore diameter of the combustion chamber 5. In step 12 of FIG. 5, the volume VIVC of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing IVC is obtained by searching a table of intake valve closing timing volumes using the intake valve closing timing as a parameter. Here, MBTCYCL is set as a parameter. The volume V0 of the combustion chamber 5 at the previous combustion start time MBTCYCL may be obtained by searching the table of the previous combustion start time volume.

ステップ163では燃焼開始時期における有効圧縮比Ecを算出する。有効圧縮比Ecは無次元の値であり、次式に示すように燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0を燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCで除した値である。   In step 163, an effective compression ratio Ec at the combustion start timing is calculated. The effective compression ratio Ec is a dimensionless value, and is a value obtained by dividing the volume V0 of the combustion chamber 5 at the combustion start timing by the volume VIVC of the combustion chamber 5 at the intake valve closing timing, as shown in the following equation.

Ec=f7(V0、VIVC)
=V0/VIVC …(12)
ステップ164では吸気弁閉時期IVCから燃焼開始時期に至る間の燃焼室5内の温度上昇率TCOMPを次式に示すように有効圧縮比Ecに基づいて算出する。
Ec = f7 (V0, VIVC)
= V0 / VIVC (12)
In step 164, the temperature increase rate TCOMP in the combustion chamber 5 from the intake valve closing timing IVC to the combustion start timing is calculated based on the effective compression ratio Ec as shown in the following equation.

TCOMP=f8(Ec)=Ec^(κ−1) …(13)
ただし、κ:比熱比、
(13)式は断熱圧縮されるガスの温度上昇率の式である。なお、(13)式右辺の「^」は累乗計算を表している。この記号は後述する式でも使用する。
TCOMP = f8 (Ec) = Ec ^ (κ−1) (13)
Where κ: specific heat ratio,
Equation (13) is an equation for the rate of temperature rise of the adiabatic compressed gas. Note that “^” on the right side of the equation (13) represents power calculation. This symbol is also used in the formula described later.

κは断熱圧縮されるガスの定圧比熱を定容比熱で除した値で、断熱圧縮されるガスが空気であればκ=1.4であり、簡単にはこの値を用いればよい。ただし、混合気に対してκの値を実験的に求めることで、一層の算出精度の向上が可能である。   κ is a value obtained by dividing the constant pressure specific heat of the gas adiabatically compressed by the constant volume specific heat. If the gas adiabatically compressed is air, κ = 1.4, and this value may be used simply. However, the calculation accuracy can be further improved by experimentally determining the value of κ for the air-fuel mixture.

図11は(13)式を図示したものである。従って、このような特性のテーブルを予めエンジンコントローラ31のメモリに格納しておき、有効圧縮比Ecに基づき当該テーブルを検索することにより温度上昇率TCOMPを求めることも可能である。   FIG. 11 illustrates equation (13). Therefore, it is possible to obtain the temperature increase rate TCOMP by storing a table of such characteristics in advance in the memory of the engine controller 31 and searching the table based on the effective compression ratio Ec.

ステップ165では、燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0[K]を、燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINIに温度上昇率TCOMPを乗じることで、つまり
T0=TINI×TCOMP …(14)
の式により算出する。
In step 165, the temperature T0 [K] at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is multiplied by the temperature TINI at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 by the temperature increase rate TCOMP, that is, T0 = TINI × TCOMP (14)
It is calculated by the following formula.

ステップ166、167はステップ164、165と同様である。すなわち、ステップ166では吸気弁閉時期IVCから燃焼開始時期に至る間の燃焼室5内の圧力上昇率PCOMPを次式に示すように有効圧縮比Ecに基づいて算出する。   Steps 166 and 167 are the same as steps 164 and 165. That is, at step 166, the pressure increase rate PCOMP in the combustion chamber 5 from the intake valve closing timing IVC to the combustion start timing is calculated based on the effective compression ratio Ec as shown in the following equation.

PCOMP=f9(Ec)=Ec^κ…(41)
ただし、κ:比熱比、
(41)式も(13)式と同じに断熱圧縮されるガスの圧力上昇率の式である。(41)式右辺の「^」も(13)式と同じに累乗計算を表している。
PCOMP = f9 (Ec) = Ec ^ κ (41)
Where κ: specific heat ratio,
The equation (41) is also an equation for the rate of increase in pressure of gas that is adiabatically compressed in the same manner as the equation (13). “^” On the right side of the equation (41) represents power calculation as in the equation (13).

κは上記(13)式で用いている値と同じで、断熱圧縮されるガスが空気であればκ=1.4であり、簡単にはこの値を用いればよい。ただし、混合気に対してその組成、温度からκの値を求めることで、一層の算出精度の向上が可能である。   κ is the same as the value used in the above equation (13). If the gas to be adiabatically compressed is air, κ = 1.4, and this value may be used simply. However, the calculation accuracy can be further improved by obtaining the value of κ from the composition and temperature of the air-fuel mixture.

図11と同様の特性のテーブルを予めエンジンコントローラ31のメモリに格納しておき、有効圧縮比Ecに基づき当該テーブルを検索することにより圧力上昇率PCOMPを求めることも可能である。   It is also possible to obtain a pressure increase rate PCOMP by storing a table having the same characteristics as in FIG. 11 in advance in the memory of the engine controller 31 and searching the table based on the effective compression ratio Ec.

ステップ167では、燃焼室5の燃焼開始時期における圧力P0[Pa]を、燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINIに圧力上昇率PCOMPを乗じることで、つまり
P0=PINI×PCOMP …(42)
の式により算出する。
In step 167, the pressure P0 [Pa] at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is multiplied by the pressure PINI at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 by the pressure increase rate PCOMP, that is, P0 = PINI × PCOMP (42)
It is calculated by the following formula.

ステップ168では、初期燃焼期間における層流燃焼速度SL1[m/sec]を次式(公知)により算出する。   In step 168, the laminar combustion speed SL1 [m / sec] in the initial combustion period is calculated by the following equation (known).

SL1=f10(T0、P0)
=SLstd×(T0/Tstd)2.18×(P0/Pstd)-0.16 …(15)
ただし、Tstd :基準温度[K]、
Pstd :基準圧力[Pa]、
SLstd:基準温度Tstdと基準圧力Pstdにおける基準層流燃焼
速度[m/sec]、
T0 :燃焼室5の燃焼開始時期における温度[K]、
P0 :燃焼室5の燃焼開始時期における圧力[Pa]、
層流燃焼速度(層流火炎速度)は気体の流れがない状態での火炎の伝播速度のことであり、燃焼室5内の圧縮速度、燃焼室5内の吸気流速に因らず、燃焼室5の温度及び圧力の関数となることが知られていることから、初期燃焼期間における層流燃焼速度を燃焼開始時温度T0と燃焼開始時圧力P0の関数として、また後述するように主燃焼期における層流燃焼速度を圧縮上死点温度TTDCと圧縮上死点圧力PTDCの関数としている。これは、層流燃焼速度は一般的に、エンジン負荷、燃焼室5内の不活性ガス率、吸気弁閉時期、比熱比、吸気温度により変化するのであるが、これらは燃焼室5内の温度Tと圧力Pに影響する因子であるので、層流燃焼速度は最終的に燃焼室5内の温度Tと圧力Pにより規定できるとするものである。
SL1 = f10 (T0, P0)
= SLstd × (T0 / Tstd) 2.18 × (P0 / Pstd) −0.16 (15)
Where Tstd: reference temperature [K],
Pstd: Reference pressure [Pa]
SLstd: Reference laminar combustion at reference temperature Tstd and reference pressure Pstd
Speed [m / sec],
T0: temperature [K] at the combustion start timing of the combustion chamber 5;
P0: pressure [Pa] at the combustion start timing of the combustion chamber 5;
The laminar combustion velocity (laminar flame velocity) is the flame propagation velocity in the absence of gas flow, and is independent of the compression velocity in the combustion chamber 5 and the intake air flow velocity in the combustion chamber 5. 5 is known to be a function of the temperature and pressure of 5, so that the laminar combustion speed in the initial combustion period is a function of the combustion start temperature T0 and the combustion start pressure P0, and as described later, the main combustion period. Is a function of compression top dead center temperature TTDC and compression top dead center pressure PTDC. This is because the laminar combustion speed generally varies depending on the engine load, the inert gas ratio in the combustion chamber 5, the intake valve closing timing, the specific heat ratio, and the intake air temperature. Since it is a factor that affects T and pressure P, it is assumed that the laminar combustion speed can be finally defined by the temperature T and pressure P in the combustion chamber 5.

上記の(15)式において基準温度Tstdと基準圧力Pstdと基準層流燃焼速度SLstdは実験により予め定められる値である。   In the above equation (15), the reference temperature Tstd, the reference pressure Pstd, and the reference laminar combustion speed SLstd are values determined in advance by experiments.

燃焼室5の通常の圧力である2bar以上の圧力下では、(15)式の圧力項(P0/Pstd)-0.16は小さな値となる。従って、圧力項(P0/Pstd)-0.16を一定値として、基準層流燃焼速度SLstdを基準温度Tstdのみで規定することも可能である。 Under a pressure of 2 bar or more, which is a normal pressure in the combustion chamber 5, the pressure term (P0 / Pstd) −0.16 in the equation (15) becomes a small value. Accordingly, it is also possible to define the reference laminar combustion speed SLstd only by the reference temperature Tstd with the pressure term (P0 / Pstd) −0.16 being a constant value.

従って、基準温度Tstdが550[K]で、基準層流燃焼速度SLstdが1.0[m/sec]で、圧力項が0.7である場合の燃焼開始時期における温度T0と層流燃焼速度SL1との関係は近似的に次式で定義することができる。   Accordingly, when the reference temperature Tstd is 550 [K], the reference laminar combustion rate SLstd is 1.0 [m / sec], and the pressure term is 0.7, the temperature T0 and the laminar combustion rate at the combustion start timing The relationship with SL1 can be approximately defined by the following equation.

SL1=f11(T0)
=1.0×0.7×(T0/550)2.18 …(16)
ステップ169では、初期燃焼期間におけるガス流動の乱れ強さST1を算出する。このガス流動の乱れ強さST1は無次元の値であり、燃焼室5に流入する新気の流速と燃料インジェクタ21の噴射燃料のペネトレーションとに依存する。
SL1 = f11 (T0)
= 1.0 × 0.7 × (T0 / 550) 2.18 (16)
In step 169, the gas flow turbulence intensity ST1 in the initial combustion period is calculated. The turbulence intensity ST1 of the gas flow is a dimensionless value, and depends on the flow rate of fresh air flowing into the combustion chamber 5 and the penetration of injected fuel from the fuel injector 21.

燃焼室5に流入する新気の流速は、吸気通路の形状と、吸気弁15の作動状態と、吸気弁15を設ける吸気ポート4の形状に依存する。噴射燃料のペネトレーションは燃料インジェクタ21の噴射圧力と、燃料噴射期間と、燃焼噴射タイミングに依存する。   The flow rate of fresh air flowing into the combustion chamber 5 depends on the shape of the intake passage, the operating state of the intake valve 15, and the shape of the intake port 4 where the intake valve 15 is provided. The penetration of the injected fuel depends on the injection pressure of the fuel injector 21, the fuel injection period, and the combustion injection timing.

最終的に、初期燃焼期間におけるガス流動の乱れ強さST1は、エンジン回転速度NRPMの関数として次式で表すことができる。   Finally, the turbulence strength ST1 of the gas flow during the initial combustion period can be expressed by the following equation as a function of the engine speed NRPM.

ST1=f12(NRPM)=C1×NRPM …(17)
ただし、C1:定数、
乱れ強さST1を回転速度NRPMをパラメータとするテーブルから求めることも可能である。
ST1 = f12 (NRPM) = C1 × NRPM (17)
Where C1: constant,
It is also possible to obtain the turbulence intensity ST1 from a table using the rotational speed NRPM as a parameter.

ステップ170では層流燃焼速度S1と乱れ強さST1から、初期燃焼期間におけるガスの燃焼速度FLAME1[m/sec]を次式により算出する。   In step 170, the gas combustion speed FLAME1 [m / sec] in the initial combustion period is calculated from the laminar combustion speed S1 and the turbulence intensity ST1 by the following equation.

FLAME1=SL1×ST1 …(18)
燃焼室5内にガス乱れがあるとガスの燃焼速度が変化する。(18)式はこのガス乱れに伴う燃焼速度への寄与(影響)を考慮したものである。
FLAME1 = SL1 × ST1 (18)
If there is gas turbulence in the combustion chamber 5, the gas combustion speed changes. Equation (18) takes into account the contribution (influence) to the combustion speed associated with this gas turbulence.

ステップ171では、次式により初期燃焼期間BURN1[deg]を算出する。   In step 171, the initial combustion period BURN1 [deg] is calculated by the following equation.

BURN1={(NRPM×6)×BR1×V0}
/(RPROBA×AF1×FLAME1) …(19)
ただし、AF1 :火炎核の反応面積(固定値)[m2]、
この(19)式および後述する(22)式は、燃焼ガス質量を燃焼速度で割ると燃焼期間が得られるとする次の基本式より導いたものであるが、(19)、(22)式右辺の分子、分母ががただちに燃焼ガス質量、燃焼速度を表すものではない。
BURN1 = {(NRPM × 6) × BR1 × V0}
/ (RPROBA × AF1 × FLAME1) (19)
However, AF1: Reaction area (fixed value) of flame kernel [m 2 ],
The equation (19) and the equation (22) to be described later are derived from the following basic equation that the combustion period is obtained by dividing the mass of the combustion gas by the combustion speed. The equations (19) and (22) The numerator and denominator on the right-hand side do not immediately indicate the mass of combustion gas or the burning rate.

燃焼期間[sec]=シリンダ内総質量[g]/(未燃ガス密度[g/m3
×火炎表面積[m2]×火炎速度[m/sec])
…(補1)
(補1)式右辺分母の未燃ガス密度は、未燃ガス質量[g]を未燃ガス体積[m3]で割った値であるので、従来装置のように質量に相当する充填効率ITACのみの関数では未燃ガス密度を正確に計算できているとはいえない。そこで、(補1)式に対して実験結果とを照らし合わせつつ所定の近似を導入して初めて得られたのが上記(19)式及び後述する(22)式に示す実験式である。
Combustion period [sec] = total mass in cylinder [g] / (unburned gas density [g / m 3 ]
× Flame surface area [m 2 ] × Flame speed [m / sec])
... (Supplement 1)
Since the unburned gas density in the right side denominator of (Supplement 1) is a value obtained by dividing the unburned gas mass [g] by the unburned gas volume [m 3 ], the charging efficiency ITAC corresponding to the mass as in the conventional device. It cannot be said that the unburned gas density can be calculated accurately with the function of only. Therefore, experimental formulas shown in the above formula (19) and formula (22) to be described later are obtained for the first time by introducing a predetermined approximation to the formula (complement 1) while checking the experimental results.

ここで、(19)式右辺のBR1は燃焼開始時期より初期燃焼期間BURN1の終了時期までの燃焼質量割合の変化代であり、ここではBR1=2%に設定している。(19)式右辺の(NRPM×6)は単位をrpmからクランク角(deg)に変換するための処理である。火炎核の反応面積AF1は実験的に設定される。   Here, BR1 on the right side of the equation (19) is a change amount of the combustion mass ratio from the combustion start timing to the end timing of the initial combustion period BURN1, and here BR1 = 2% is set. (NRPM × 6) on the right side of the equation (19) is a process for converting the unit from rpm to crank angle (deg). The reaction area AF1 of the flame kernel is set experimentally.

また、初期燃焼期間中はほぼ燃焼室容積は変わらないとみなすことができる。従って、初期燃焼期間BURN1を算出するに際して最初の燃焼室容積である燃焼開始時の燃焼室容積V0を採用している。   Further, it can be assumed that the combustion chamber volume does not change during the initial combustion period. Therefore, when calculating the initial combustion period BURN1, the combustion chamber volume V0 at the start of combustion, which is the first combustion chamber volume, is employed.

次に図12のフローに移ると、ステップ181では図10のステップ161と同様に、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、図5のステップ13で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINI[K]、図5のステップ14で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINI[Pa]、エンジン回転速度NRPM[rpm]、図5のステップ15で算出されている反応確率RPROBA[%]を読み込み、さらにシリンダ新気量MACYL[g]、目標当量比TFBYA、内部不活性ガス量MRES[g]、外部不活性ガス量MEGR[g]を読み込む。 Next, the flow of FIG. 12 is followed. In step 181, similarly to step 161 of FIG. 10, the volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 12 of FIG. The temperature TINI [K] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 13 of FIG. 5, the pressure PINI [Pa] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 14 of FIG. The speed NRPM [rpm], the reaction probability RPROBA [%] calculated in step 15 of FIG. 5 is read, and the cylinder fresh air amount MACYL [g], the target equivalent ratio TFBYA, the internal inert gas amount MRES [g], The external inert gas amount MEGR [g] is read.

ここで、図1には外部EGR装置は示していないが、図12に関する限り外部EGR装置を備えているエンジンを前提として説明する。この場合に、外部不活性ガス量MEGRは例えば公知の手法(特開平10−141150号公報参照)を用いて算出すればよい。なお、図1に示す本実施形態のように外部EGR装置を備えていないエンジンを対象とするときには外部不活性ガス量MEGR=0で扱えば足りる。シリンダ新気量MACYL、内部不活性ガス量MRESの算出については図14以降で後述する。   Here, although an external EGR device is not shown in FIG. 1, as far as FIG. 12 is concerned, an explanation will be given on the premise of an engine equipped with an external EGR device. In this case, the external inert gas amount MEGR may be calculated using, for example, a known method (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-141150). It should be noted that when an engine that does not include an external EGR device as in the present embodiment shown in FIG. 1 is used, it is sufficient to handle the external inert gas amount MEGR = 0. The calculation of the cylinder fresh air amount MACYL and the internal inert gas amount MRES will be described later with reference to FIG.

ステップ182、183は図10のステップ163、164と同様である。すなわち、ステップ182で圧縮上死点における有効圧縮比Ec 2を算出する。有効圧縮比Ec 2も上記(12)式の有効圧縮比Ecと同様に無次元の値であり、次式に示すように燃焼室5の圧縮上死点における容積VTDCを燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVCで除した値である。 Steps 182 and 183 are the same as steps 163 and 164 in FIG. That is, in step 182, the effective compression ratio Ec at the compression top dead center. 2 is calculated. Effective compression ratio Ec 2 is also a dimensionless value like the effective compression ratio Ec of the above equation (12). The value divided by VIVC.

Ec 2=f13(VTDC、VIVC)=VTDC/VIVC
…(43)
(43)式において燃焼室5の圧縮上死点における容積VTDCは運転条件によらず一定であり、予めエンジンコントローラ31のメモリに格納しておけばよい。
Ec 2 = f13 (VTDC, VIVC) = VTDC / VIVC
... (43)
In equation (43), the volume VTDC at the compression top dead center of the combustion chamber 5 is constant regardless of the operating conditions, and may be stored in the memory of the engine controller 31 in advance.

ステップ183では吸気弁閉時期IVCから圧縮上死点に至る間の燃焼室5内の断熱圧縮による温度上昇率TCOMP 2を次式に示すように有効圧縮比Ec 2に基づいて算出する。 In step 183, the temperature increase rate TCOMP due to adiabatic compression in the combustion chamber 5 during the period from the intake valve closing timing IVC to the compression top dead center. 2 is an effective compression ratio Ec as shown in the following equation: 2 is calculated.

TCOMP 2=f14(Ec 2)
=Ec 2^(κ−1)…(44)
ただし、κ:比熱比、
図11と同様の特性のテーブルを予めエンジンコントローラ31のメモリに格納しておき、有効圧縮比Ec 2から当該テーブルを検索することにより温度上昇率TCOMP 2を求めることも可能である。
TCOMP 2 = f14 (Ec 2)
= Ec 2 ^ (κ-1) (44)
Where κ: specific heat ratio,
A table having the same characteristics as in FIG. 11 is stored in advance in the memory of the engine controller 31 and the effective compression ratio Ec. By searching the table from 2, the temperature rise rate TCOMP 2 can also be obtained.

ステップ184ではシリンダ新気量MACYL、目標当量比TFBYA、内部不活性ガス量MRES、外部不活性ガス量MEGRから次式により燃焼室5の総ガス質量MGAS[g]を算出する。   In step 184, the total gas mass MGAS [g] in the combustion chamber 5 is calculated from the cylinder fresh air amount MACYL, the target equivalent ratio TFBYA, the internal inert gas amount MRES, and the external inert gas amount MEGR by the following equation.

MGAS=MACYL×(1+TFBYA/14.7)+MRES+MEGR
…(45)
(45)式右辺の括弧内の「1」は新気分、「TFBYA/14.7」は燃料分である。
MGAS = MACYL × (1 + TFBYA / 14.7) + MRES + MEGR
... (45)
“1” in parentheses on the right side of the equation (45) is a fresh air, and “TFBYA / 14.7” is a fuel.

ステップ185ではこの燃焼室5の総ガス質量MGASと、シリンダ新気量MACYL、目標当量比TFBYAを用い、次式により混合気の燃焼による温度上昇量(燃焼上昇温度)TBURN[K]を算出する。   In step 185, the total gas mass MGAS of the combustion chamber 5, the cylinder fresh air amount MACYL, and the target equivalent ratio TFBYA are used to calculate the temperature increase amount (combustion increase temperature) TBURN [K] due to the combustion of the air-fuel mixture using the following equation. .

TBURN={MACYL×(TFBYA/14.7)×BRk×Q}
/(Cv×MGAS)…(46)
ただし、Q :燃料の定発熱量、
BRk:シリンダ内燃料の燃焼質量割合、
Cv :定積比熱、
(46)式右辺の分子はシリンダ内燃料による発生総熱量[J]、分母は単位発生熱量当たりの温度上昇率[J/K]を意味している。すなわち、(46)式は熱力学の公式に当てはめた近似式である。
TBURN = {MACYL × (TFBYA / 14.7) × BRk × Q}
/ (Cv × MGAS) (46)
Where Q is the constant calorific value of the fuel,
BRk: Combustion mass ratio of fuel in cylinder,
Cv: constant volume specific heat,
The numerator on the right side of the equation (46) means the total heat generated by the fuel in the cylinder [J], and the denominator means the temperature increase rate per unit generated heat [J / K]. That is, the equation (46) is an approximate equation applied to the thermodynamic formula.

ここで、シリンダ内燃料の燃焼質量割合BRkとしては予め実験等で適合しておく。簡易的には例えば60%/2=30%を設定する。これは、本実施形態では燃焼質量割合BRが約60%に達するまでを燃焼期間として扱うので、そのちょうど中間の30%をBRkとして設定するものである。   Here, the combustion mass ratio BRk of the in-cylinder fuel is adapted in advance through experiments or the like. For example, 60% / 2 = 30% is set. In this embodiment, since the combustion mass ratio BR reaches about 60% as the combustion period, the intermediate 30% is set as BRk.

燃料の定発熱量Qは燃料の種類により異なる値であるので、燃料の種類に応じ予め実験等で求めておく。定積比熱Cvは2〜3の値であり予め実験等で代表値を適合しておく。ただし、混合気に対してその組成、温度から定積比熱Cvの値を求めることで、一層の算出精度の向上が可能である。   Since the constant calorific value Q of fuel varies depending on the type of fuel, it is obtained in advance by experiments or the like according to the type of fuel. The constant volume specific heat Cv is a value of 2 to 3, and the representative value is adapted beforehand by an experiment or the like. However, the calculation accuracy can be further improved by obtaining the value of the constant volume specific heat Cv from the composition and temperature of the air-fuel mixture.

ステップ186では、燃焼室5の圧縮上死点における温度TTDC[K]を、燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINIに圧縮上死点までの温度上昇率TCOMP 2を乗じその乗算値に上記の燃焼上昇温度TBURNを加算することで、つまり次式により算出する。 In step 186, the temperature TTDC [K] at the compression top dead center of the combustion chamber 5 is changed from the temperature TINI at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 to the temperature increase rate TCOMP to the compression top dead center. Multiply by 2 and add the combustion rise temperature TBURN to the multiplication value, that is, the following equation is used.

TTDC=TINI×TCOMP 2+TBURN
…(47)
ステップ187では、この燃焼室5の圧縮上死点における温度TTDCと容積VTDC及び燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINI、容積VIVC及び温度TINIから次式により燃焼室5の圧縮上死点における圧力PTDC[K]を算出する。
TTDC = TINI × TCOMP 2 + TBURN
... (47)
In step 187, the temperature TTDC and the volume VTDC at the compression top dead center of the combustion chamber 5 and the pressure PINI, the volume VIVC and the temperature TINI at the closing timing of the intake valve of the combustion chamber 5 are The pressure PTDC [K] is calculated.

PTDC=PINI×VIVC×TTDC/(VTDC×TINI)
…(48)
(48)式は状態方程式を用いて得たものである。すなわち、吸気弁閉時期における圧力、容積及び温度(PINI、VIVC、TINI)を用いて次の状態方程式が成立する。
PTDC = PINI × VIVC × TTDC / (VTDC × TINI)
... (48)
Equation (48) is obtained using the equation of state. That is, the following equation of state is established using the pressure, volume and temperature (PINI, VIVC, TINI) at the intake valve closing timing.

PINI×VIVC=n・R・TINI…(補2)
ただし、n:モル数、
R:ガス定数、
圧縮上死点近傍では容積はほぼ等しいので、圧縮上死点での圧力、容積及び温度(PTDC、VTDC、TTDC)を用いて次の状態方程式が成立する。
PINI x VIVC = n · R · TINI (Supplement 2)
Where n is the number of moles
R: gas constant,
Since the volume is almost equal in the vicinity of the compression top dead center, the following equation of state is established using the pressure, volume and temperature (PTDC, VTDC, TTDC) at the compression top dead center.

PTDC×VTDC=n・R・TTDC…(補3)
この(補3)式と上記(補2)との両式からn・Rを消去しPTDCについて解くと、上記(48)式が得られる。
PTDC × VTDC = n · R · TTDC (Supplement 3)
When n · R is eliminated from both (complement 3) and (complement 2) and PTPT is solved, the above equation (48) is obtained.

ステップ188では図10のステップ168と同様にして、次式(公知)により、主燃焼期間における層流燃焼速度SL2[m/sec]を算出する。   In step 188, similarly to step 168 of FIG. 10, a laminar combustion speed SL2 [m / sec] in the main combustion period is calculated by the following equation (known).

SL2=f15(TTDC、PTDC)
=SLstd×(TTDC/Tstd)2.18×(PTDC/Pstd)-0.16
…(49)
ただし、Tstd :基準温度[K]、
Pstd :基準圧力[Pa]、
SLstd:基準温度Tstdと基準圧力Pstdにおける基準層流燃焼速度
[m/sec]、
TTDC:燃焼室5の圧縮上死点における温度[K]、
PTDC:燃焼室5の圧縮上死点における圧力[Pa]、
(49)式の解説は上記(16)式と同様ある。すなわち、(49)式の基準温度Tstdと基準圧力Pstdと基準層流燃焼速度SLstdは実験により予め定められる値である。燃焼室5の通常の圧力である2bar以上の圧力下では、(49)式の圧力項(PTDC/Pstd)-0.16は小さな値となる。従って、圧力項(PTDC/Pstd)-0.16を一定値として、基準層流燃焼速度SLstdを基準温度Tstdのみで規定することも可能である。よって、基準温度Tstdが550[K]で、基準層流燃焼速度SLstdが1.0[m/sec]で、圧力項が0.7である場合の圧縮上死点における温度TTDCと層流燃焼速度SL2との関係は近似的に次式で定義することができる。
SL2 = f15 (TTDC, PTDC)
= SLstd × (TTDC / Tstd) 2.18 × (PTDC / Pstd) −0.16
... (49)
Where Tstd: reference temperature [K],
Pstd: Reference pressure [Pa]
SLstd: reference laminar burning velocity at reference temperature Tstd and reference pressure Pstd
[M / sec],
TTDC: temperature [K] at the compression top dead center of the combustion chamber 5;
PTDC: pressure [Pa] at the compression top dead center of the combustion chamber 5
The explanation of the equation (49) is the same as the equation (16). That is, the reference temperature Tstd, the reference pressure Pstd, and the reference laminar combustion speed SLstd in the equation (49) are values determined in advance by experiments. Under a pressure of 2 bar or more, which is a normal pressure in the combustion chamber 5, the pressure term (PTDC / Pstd) −0.16 in the equation (49) becomes a small value. Accordingly, it is also possible to define the reference laminar combustion speed SLstd only by the reference temperature Tstd with the pressure term (PTDC / Pstd) −0.16 being a constant value. Therefore, when the reference temperature Tstd is 550 [K], the reference laminar combustion speed SLstd is 1.0 [m / sec], and the pressure term is 0.7, the temperature TTDC at the compression top dead center and the laminar combustion The relationship with the speed SL2 can be approximately defined by the following equation.

SL2=f16(TTDC)
=1.0×0.7×(TTDC/550)2.18
…(50)
ステップ189では主燃焼期間におけるガス流動の乱れ強さST2を算出する。このガス流動の乱れ強さST2も初期燃焼期間におけるガス流動の乱れ強さST1と同様に、エンジン回転速度NRPMの関数として次式で表すことができる。
SL2 = f16 (TTDC)
= 1.0 × 0.7 × (TTDC / 550) 2.18
... (50)
In step 189, the turbulence intensity ST2 of the gas flow during the main combustion period is calculated. The turbulence intensity ST2 of the gas flow can be expressed by the following equation as a function of the engine speed NRPM, similarly to the turbulence intensity ST1 of the gas flow during the initial combustion period.

ST2=f17(NRPM)=C2×NRPM …(20)
ただし、C2:定数、
乱れ強さST2を回転速度をパラメータとするテーブルから求めることも可能である。
ST2 = f17 (NRPM) = C2 × NRPM (20)
Where C2 is a constant,
It is also possible to obtain the turbulence intensity ST2 from a table using the rotation speed as a parameter.

ステップ190では、層流燃焼速度SL2[m/sec]と主燃焼期間におけるガス流動の乱れ強さST2とから、主燃焼期間における燃焼速度FLAME2[m/sec]を次式により算出する。   In step 190, from the laminar combustion speed SL2 [m / sec] and the turbulence intensity ST2 of the gas flow in the main combustion period, the combustion speed FLAME2 [m / sec] in the main combustion period is calculated by the following equation.

FLAME2=SL2×ST2 …(21)
ただし、SL2:層流燃焼速度[m/sec]、
(21)式は(18)式と同様、ガス乱れに伴う燃焼速度への寄与を考慮したものである。
FLAME2 = SL2 × ST2 (21)
However, SL2: Laminar burning velocity [m / sec],
Equation (21) considers the contribution to the combustion speed associated with gas turbulence, as in Equation (18).

ステップ191では、主燃焼期間BURN2[deg]を(19)式に類似した次式で算出する。   In step 191, the main combustion period BURN2 [deg] is calculated by the following equation similar to the equation (19).

BURN2={(NRPM×6)×(BR2×VTDC)}
/(RPROBA×AF2×FLAME2) …(22)
ただし、AF2:火炎核の反応面積[m2]、
ここで、(22)式右辺のBR2は主燃焼期間の開始時期より終了時期までの燃焼質量割合の変化代である。初期燃焼期間の終了時期に燃焼質量割合BRが2%になり、その後、主燃焼期間が開始し、燃焼質量割合BRが60%に達して主燃焼期間が終了すると考えているので、BR2=60%−2%=58%を設定している。AF2は火炎核の成長行程における平均の反応面積であり、(19)式のAF1と同様に、予め実験的に定めた固定値とする。
BURN2 = {(NRPM × 6) × (BR2 × VTDC)}
/ (RPROBA × AF2 × FLAME2) (22)
However, AF2: reaction area [m 2 ] of the flame kernel,
Here, BR2 on the right side of the equation (22) is a change amount of the combustion mass ratio from the start timing to the end timing of the main combustion period. Since the combustion mass ratio BR becomes 2% at the end of the initial combustion period, and then the main combustion period starts and the combustion mass ratio BR reaches 60% and the main combustion period ends, BR2 = 60 % -2% = 58% is set. AF2 is an average reaction area in the growth process of the flame kernel, and is set to a fixed value experimentally determined in advance, like AF1 in the equation (19).

主燃焼期間では圧縮上死点を挟んで燃焼室容積が変化する。つまり、主燃焼期間の開始時期と、主燃焼期間の終了時期のほぼ中央に圧縮上死点位置が存在するとみなすことができる。また、圧縮上死点付近ではクランク角が変化しても燃焼室容積があまり変化しない。そこで主燃焼期間での燃焼室容積としてはこの圧縮上死点での燃焼室容積VTDCで代表させることとしている。   During the main combustion period, the combustion chamber volume changes with the compression top dead center interposed therebetween. That is, it can be considered that the compression top dead center position exists at the approximate center between the start timing of the main combustion period and the end timing of the main combustion period. In addition, the combustion chamber volume does not change much in the vicinity of the compression top dead center even if the crank angle changes. Therefore, the combustion chamber volume in the main combustion period is represented by the combustion chamber volume VTDC at the compression top dead center.

図13は基本点火時期MBTCAL[degBTDC]を算出するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。図10、図12のうち遅く実行されるフローに続けて実行する。   FIG. 13 is for calculating the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC], and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec). This is executed following the flow that is executed later in FIGS.

ステップ41では、図10のステップ171で算出されている初期燃焼期間BURN1[deg]、図12のステップ191で算出されている主燃焼期間BURN2[deg]、図5のステップ16で算出されている基準クランク角θPMAX[degATDC]、点火時期無駄時間相当クランク角IGNDEAD[deg]を読み込む。   In step 41, the initial combustion period BURN1 [deg] calculated in step 171 of FIG. 10, the main combustion period BURN2 [deg] calculated in step 191 of FIG. 12, and calculated in step 16 of FIG. The reference crank angle θPMAX [degATDC] and the ignition timing dead time equivalent crank angle IGNDEAD [deg] are read.

上記の点火無駄時間相当クランク角IGNDEADの算出については図51のフローにより説明する(詳細は特願2003−109040を参照)。図51のフローは、図10、図12のフローで示した燃焼期間BURN1、BURNN2を算出した後、図13のフローの実行前に実行する。   The calculation of the above-mentioned ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD will be described with reference to the flow of FIG. 51 (refer to Japanese Patent Application No. 2003-109040 for details). The flow in FIG. 51 is executed after the combustion periods BURN1 and BURN2 shown in the flow in FIGS. 10 and 12 are calculated and before the flow in FIG. 13 is executed.

ここでは、点火無駄時間DEADTIME[μsec]をまず算出し、その点火無駄時間DEADTIMEをクランク角に換算する。点火無駄時間DEADTIMEは点火指令を受けてから燃焼室5内で実際に燃焼が開始するまでの遅れ時間である。点火無駄時間に影響する因子は燃焼室5の圧力及び温度、混合気の空燃比の3つでありしかもこれら各因子の点火無駄時間への影響は互いに独立であるとして算出する。   Here, the ignition dead time DEADTIME [μsec] is first calculated, and the ignition dead time DEADTIME is converted into a crank angle. The dead ignition time DEADTIME is a delay time from when the ignition command is received until when combustion actually starts in the combustion chamber 5. There are three factors that influence the ignition dead time, namely, the pressure and temperature of the combustion chamber 5 and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, and the influence of these factors on the ignition dead time is calculated as independent of each other.

図51においてステップ411では図13のステップ43で算出されている基本点火時期MBTCAL[degBTDC]、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、図5のステップ13で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINI[K]、図5のステップ14で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINI[Pa]、目標当量比TFBYA、エンジン回転速度NRPM[rpm]を読み込む。 51, in step 411, the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC] calculated in step 43 of FIG. 13, the volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 12 of FIG. The temperature TINI [K] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 13 of FIG. 5, the pressure PINI [Pa] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 14 of FIG. The target equivalent ratio TFBYA and the engine speed NRPM [rpm] are read.

ステップ412〜415では図10のステップ162〜167と同様にして燃焼開始時期における有効圧縮比Ec(=V0/VIVC)を算出し、その圧縮比Ecを用いて燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0と、燃焼室5の燃焼開始時期における圧力P0とを算出する。   In steps 412 to 415, the effective compression ratio Ec (= V0 / VIVC) at the combustion start timing is calculated in the same manner as steps 162 to 167 in FIG. 10, and the temperature of the combustion chamber 5 at the combustion start timing is calculated using the compression ratio Ec. T0 and the pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 are calculated.

T0=TINI×Ec^(κ−1) …(10−1)
P0=PINI×Ec^κ …(10−2)
ただし、κ:比熱比、
ステップ416では燃焼室5の燃焼開始時期における圧力P0の関数として点火無駄時間基本値DEADTIME0[μsec]を次式により算出する。
T0 = TINI × Ec ^ (κ−1) (10-1)
P0 = PINI × Ec ^ κ (10-2)
Where κ: specific heat ratio,
In step 416, an ignition dead time basic value DEADTIME0 [μsec] is calculated by the following equation as a function of the pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5.

DEADTIME0=f21(P0) …(10−3)
例えば燃焼室5の燃焼開始時期における圧力P0から図44を内容とするテーブルを検索することにより点火無駄時間基本値DEADTIME0を求めればよい。点火無駄時間基本値DEADTIME0は理論空燃比のときかつ燃焼室5の燃焼開始時期における温度が基準温度である場合の値で、図44のように圧力P0が高いほど大きくなる。高圧で点火無駄時間が長くなるのは、高圧下では混合気が気化しにくくなるためである。
DEADTIME0 = f21 (P0) (10-3)
For example, the ignition dead time basic value DEADTIME0 may be obtained by searching a table having the contents shown in FIG. 44 from the pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5. The ignition dead time basic value DEADTIME0 is a value when the theoretical air-fuel ratio is set and the temperature at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is the reference temperature, and becomes larger as the pressure P0 is higher as shown in FIG. The reason for the increased ignition dead time at high pressure is that the air-fuel mixture is less likely to vaporize at high pressure.

ステップ417〜419は点火無駄時間に対する2つの補正係数を算出する部分である。すなわち、燃焼室5の燃焼開始時期における温度が基準温度より低下したり、混合気の空燃比が理論空燃比より外れるときには、点火無駄時間基本値DEADTIME0が実際と合わなくなるので、温度補正係数Kdtmtと空気過剰率補正係数Kdtmlmbとを導入している。   Steps 417 to 419 are parts for calculating two correction coefficients for the ignition dead time. That is, when the temperature at the combustion start timing of the combustion chamber 5 falls below the reference temperature, or when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, the ignition dead time basic value DEADTIME0 does not match the actual value, the temperature correction coefficient Kdtmt An excess air ratio correction coefficient Kdtmlmb is introduced.

まずステップ417では燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0の関数として点火無駄時間の温度補正係数Kdtmtを次式により算出する。   First, at step 417, a temperature correction coefficient Kdtmt of the ignition dead time is calculated by the following equation as a function of the temperature T0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5.

Kdtmt=f22(T0) …(10−4)
例えば燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0から図45を内容とするテーブルを検索することにより温度補正係数Kdtmtを求めればよい。温度補正係数Kdtmtは図45のように基準温度以上のとき1.0であり、基準温度より低くなるほど大きくなる値である。すなわち、温度T0が低いほど点火無駄時間は長くなる。
Kdtmt = f22 (T0) (10-4)
For example, the temperature correction coefficient Kdtmt may be obtained by searching a table having the contents shown in FIG. 45 from the temperature T0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5. As shown in FIG. 45, the temperature correction coefficient Kdtmt is 1.0 when the temperature is equal to or higher than the reference temperature, and increases as the temperature becomes lower than the reference temperature. That is, as the temperature T0 is lower, the ignition dead time becomes longer.

ステップ418では目標当量比TFBYAの逆数を目標空気過剰率TLAMBDAとしてつまり次式により目標空気過剰率TLAMBDA求める。   In step 418, the reciprocal of the target equivalent ratio TFBYA is determined as the target excess air ratio TLAMBDA, that is, the target excess air ratio TLAMBDA is obtained by the following equation.

TLAMBDA=1/TFBYA …(10−5)
ステップ419では、この目標空気過剰率TLAMBDAの関数として点火無駄時間の空気過剰率補正係数Kdtmlmbを次式により算出する。
TLAMBDA = 1 / TFBYA (10-5)
In step 419, the excess air ratio correction coefficient Kdtmlmb for the ignition dead time is calculated by the following equation as a function of the target excess air ratio TLAMBDA.

Kdtmlmb=f23(TLAMBDA) …(10−6)
例えば目標空気過剰率TLAMBDAから図46を内容とするテーブルを検索することにより空気過剰率補正係数Kdtmlmbを求めればよい。空気過剰率補正係数Kdtmlmbは図46のように目標空気過剰率TLAMBDAが1のとき(つまり理論空燃比のとき)最小の1.0となり、これより大きくても小さくても大きくなる値である。すなわち、空燃比が理論空燃比よりリッチ側にずれてもリーン側にずれても点火無駄時間は長くなる。
Kdtmlmb = f23 (TLAMBDA) (10-6)
For example, the excess air ratio correction coefficient Kdtmlmb may be obtained by searching a table having the contents shown in FIG. 46 from the target excess air ratio TLAMBDA. As shown in FIG. 46, the excess air ratio correction coefficient Kdtmlmb is a minimum value of 1.0 when the target excess air ratio TLAMBDA is 1 (that is, at the stoichiometric air-fuel ratio), and is a value that is larger or larger than this. That is, the ignition dead time becomes longer even when the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich side or to the lean side.

ステップ420では点火無駄時間基本値DEADTIME0を2つの補正係数Kdtmt、Kdtmlmbで補正することにより、つまり次式により点火無駄時間DEADTIME[μsec]を算出する。   In step 420, the ignition dead time DEADTIME [μsec] is calculated by correcting the ignition dead time basic value DEADTIME0 with two correction coefficients Kdtmt and Kdtmlmb.

DEADTIME=DEADTIME0×Kdtmt×Kdtmlmb
…(10−7)
ここでは、圧力P0によるものを基本値(DEADTIME0)として温度T0と空燃比(TLAMBDA)により補正する形式としたが、これに限られるものでなく、温度T0によるものを基本値として圧力P0と空燃比(TLAMBDA)により補正したり、空燃比(TLAMBDA)によるものを基本値として温度T0と圧力P0により補正するようにしてもかまわない。また、点火無駄時間に影響する因子はこれに限られるものでなく、充填効率や不活性ガス率(内部不活性ガス率MRESや外部不活性ガス率)があるので、これらの因子をも考慮して点火無駄時間を算出することができる。ただし、5つの因子全てを考慮する必要は必ずしもなく、少なくとも1つの因子をパラメータとして点火無駄時間を算出すればよい。
DEADTIME = DEADTIME0 × Kdtmt × Kdtmlmb
... (10-7)
Here, the pressure P0 is corrected to the basic value (DEADTIME0) by the temperature T0 and the air-fuel ratio (TLAMBDA). However, the present invention is not limited to this, and the pressure P0 and the empty value are determined based on the temperature T0. It may be corrected by the fuel ratio (TLAMBDA) or may be corrected by the temperature T0 and the pressure P0 based on the air / fuel ratio (TLAMBDA). In addition, the factors affecting the ignition dead time are not limited to this, and there are charging efficiency and inert gas rate (internal inert gas rate MRES and external inert gas rate). Thus, the ignition dead time can be calculated. However, it is not always necessary to consider all five factors, and the ignition dead time may be calculated using at least one factor as a parameter.

最後にステップ421では、点火無駄時間相当クランク角IGNDEAD[deg]を算出する。点火無駄時間相当クランク角IGNDEADは、エンジンコントローラ31から点火コイル13の一次電流を遮断する信号を出力したタイミングから点火プラグ14が実際に点火するまでのクランク角区間で、次式により表すことができる。   Finally, in step 421, the ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD [deg] is calculated. The ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD is a crank angle section from the timing at which the engine controller 31 outputs a signal for cutting off the primary current of the ignition coil 13 until the ignition plug 14 actually ignites, and can be expressed by the following equation. .

IGNDEAD=f5(DEADTIME、NRPM) …(10−8)
(10−8)式は、エンジン回転速度NRPMから点火無駄時間DEADTIMEに相当するクランク角である点火無駄時間相当クランク角IGNDEADを算出するためのものである。
IGNDEAD = f5 (DEADTIME, NRPM) (10-8)
The expression (10-8) is for calculating the ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD, which is the crank angle corresponding to the ignition dead time DEADTIME, from the engine speed NRPM.

図13に戻りステップ42では、初期燃焼期間BURN1と主燃焼期間BURN2の合計を燃焼期間BURN[deg]として算出する。   Returning to FIG. 13, in step 42, the sum of the initial combustion period BURN1 and the main combustion period BURN2 is calculated as the combustion period BURN [deg].

ステップ43では次式により基本点火時期MBTCAL[degBTDC]を算出する。   In step 43, the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC] is calculated by the following equation.

MBTCAL=BURN−θPMAX+IGNDEAD …(23)
ステップ44では、この基本点火時期MBTCALから点火無駄時間相当クランク角IGNDEADを差し引いた値を前回燃焼開始時期MBTCYCL[degBTDC]として算出する。
MBTCAL = BURN−θPMAX + IGNDEAD (23)
In step 44, the value obtained by subtracting the ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD from the basic ignition timing MBTCAL is calculated as the previous combustion start timing MBTCYCL [degBTDC].

今サイクルの点火時期指令値としてステップ43で算出された基本点火時期MBTCALが用いられたとすると、次サイクルの点火時期になるまでの間、ステップ44で算出された前回燃焼開始時期MBTCYCLが図10のステップ162において用いられる。   Assuming that the basic ignition timing MBTCAL calculated in step 43 is used as the ignition timing command value for the current cycle, the previous combustion start timing MBTCYCL calculated in step 44 is calculated until the ignition timing for the next cycle is reached. Used in step 162.

図14は燃焼室5内の内部不活性ガス率MRESFRを算出するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。このフローは上記図5のフローに先立って実行する。   FIG. 14 is for calculating the internal inert gas ratio MRESFR in the combustion chamber 5 and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec). This flow is executed prior to the flow of FIG.

ステップ51ではエアフローメータ32の出力と目標当量比TFBYAを読み込む。ステップ52ではエアフロメータ32の出力に基づいて、燃焼室5に流入する新気量(シリンダ新気量)MACYLを算出する。このシリンダ新気量MACYLの算出方法については公知の方法を用いればよい(特開2001−50091号公報参照)。   In step 51, the output of the air flow meter 32 and the target equivalent ratio TFBYA are read. In step 52, based on the output of the air flow meter 32, a new air amount (cylinder fresh air amount) MACYL flowing into the combustion chamber 5 is calculated. As a method for calculating the cylinder fresh air amount MACYL, a known method may be used (see JP 2001-50091 A).

ステップ53では、燃焼室5内の内部不活性ガス量MRESを算出する。この内部不活性ガス量MRESの算出については、図15のフローにより説明する。   In step 53, an internal inert gas amount MRES in the combustion chamber 5 is calculated. The calculation of the internal inert gas amount MRES will be described with reference to the flow of FIG.

図15(図14ステップ53のサブルーチン)においてステップ61では、燃焼室5内の排気弁閉時期EVCにおける不活性ガス量MRESCYLを算出する。この不活性ガス量MRESCYLの算出についてはさらに図16のフローにより説明する。   In FIG. 15 (subroutine of step 53 in FIG. 14), in step 61, an inert gas amount MRESCYL at the exhaust valve closing timing EVC in the combustion chamber 5 is calculated. The calculation of the inert gas amount MRESCYL will be further described with reference to the flowchart of FIG.

図16(図15ステップ61のサブルーチン)においてステップ71では、排気弁閉時期EVC[degBTDC]、温度センサ45により検出される排気温度TEXH[K]、圧力センサ46により検出される排気圧力PEXH[kPa]を読み込む。   In FIG. 16 (subroutine of step 61 in FIG. 15), in step 71, the exhaust valve closing timing EVC [degBTDC], the exhaust temperature TEXH [K] detected by the temperature sensor 45, the exhaust pressure PEXH [kPa] detected by the pressure sensor 46 ].

ここで、吸気弁閉時期IVCが吸気VTC機構27に与える指令値から既知であったように、排気弁閉時期EVCも排気VTC機構28に与える指令値から既知である。   Here, just as the intake valve closing timing IVC is known from the command value given to the intake VTC mechanism 27, the exhaust valve closing timing EVC is also known from the command value given to the exhaust VTC mechanism 28.

ステップ72では燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける容積VEVCを算出する。これは吸気弁閉時期IVCにおける容積VIVCと同様に、排気弁閉時期をパラメータとするテーブルを検索することにより求めればよい。すなわち、排気弁VTC機構28を備える場合には、排気弁閉時期EVCから図23に示すテーブルを検索することにより、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける容積VEVCを求めればよい。排気VTC機構28を備えないときには定数で与えることができる。   In step 72, the volume VEVC of the combustion chamber 5 at the exhaust valve closing timing EVC is calculated. This may be obtained by searching a table using the exhaust valve closing timing as a parameter, similarly to the volume VIVC at the intake valve closing timing IVC. That is, when the exhaust valve VTC mechanism 28 is provided, the volume VEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 may be obtained by searching the table shown in FIG. 23 from the exhaust valve closing timing EVC. When the exhaust VTC mechanism 28 is not provided, a constant value can be given.

また、図示しないが圧縮比を変化させる機構を有する場合には、圧縮比の変化量に応じた排気弁閉時期における燃焼室容積VEVCをテーブルから求める。排気VTC機構28に加えて圧縮比を変化させる機構をも有する場合には、排気弁閉時期と圧縮比変化量とに応じたマップを検索することにより排気弁閉時期における燃焼室容積を求める。   Although not shown, when a mechanism for changing the compression ratio is provided, the combustion chamber volume VEVC at the exhaust valve closing timing corresponding to the amount of change in the compression ratio is obtained from the table. When a mechanism for changing the compression ratio in addition to the exhaust VTC mechanism 28 is provided, the combustion chamber volume at the exhaust valve closing timing is obtained by searching a map corresponding to the exhaust valve closing timing and the compression ratio change amount.

ステップ73では、目標当量比TFBYAから図24に示すテーブルを検索することにより、燃焼室5内の不活性ガスのガス定数REXを求める。図24に示すように、不活性ガスのガス定数REXは目標当量比TFBYAが1.0のとき、つまり理論空燃比のとき最も小さく、これより大きくても小さくても大きくなる。   In step 73, the gas constant REX of the inert gas in the combustion chamber 5 is obtained by searching the table shown in FIG. 24 from the target equivalent ratio TFBYA. As shown in FIG. 24, the gas constant REX of the inert gas is the smallest when the target equivalent ratio TFBYA is 1.0, that is, the stoichiometric air-fuel ratio, and becomes larger whether it is larger or smaller.

ステップ74では、排気温度TEXHに基づいて燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける温度TEVCを推定する。簡単には排気温度TEXHをそのままTEVCとおけばよい。なお、燃焼室5の排気弁閉時期における温度TEVCは、インジェクタ21の燃料噴射量に応じた熱量により変化するため、このような特性をも加味すれば、TEVCの算出精度が向上する。   In step 74, the temperature TEVC of the combustion chamber 5 at the exhaust valve closing timing EVC is estimated based on the exhaust temperature TEXH. For simplicity, the exhaust temperature TEXH may be set as TEVC as it is. Note that the temperature TEVC of the combustion chamber 5 at the closing timing of the exhaust valve changes depending on the amount of heat corresponding to the fuel injection amount of the injector 21. Therefore, if such characteristics are taken into consideration, the calculation accuracy of TEVC is improved.

ステップ75では、排気圧力PEXHに基づいて燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける圧力PEVCを算出する。簡単には排気圧力PEXHをPEVCと置けばよい。   In step 75, the pressure PEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 is calculated based on the exhaust pressure PEXH. Simply, the exhaust pressure PEXH may be set to PEVC.

ステップ76では、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける容積VEVC、排気弁閉時期EVCにおける温度TEVC、排気弁閉時期EVCにおける圧力PEVC及び不活性ガスのガス定数REXから、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける不活性ガス量MRESCYLを次式により算出する。   In step 76, from the volume VEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5, the temperature TEVC at the exhaust valve closing timing EVC, the pressure PEVC at the exhaust valve closing timing EVC, and the inert gas gas constant REX, the exhaust valve of the combustion chamber 5 is obtained. The inert gas amount MRESCYL at the closing timing EVC is calculated by the following equation.

MRESCYL=(PEVC×VEVC)/(REX×TEVC) …(24)
このようにして燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける不活性ガス量MRESCYLの算出を終了したら図15に戻り、ステップ62で吸排気弁15、16のオーバーラップ(図では「O/L」と略記する)中に排気側から吸気側へ吹き返す不活性ガス量であるオーバーラップ中吹き返し不活性ガス量MRESOLを算出する。
MRESCYL = (PEVC × VEVC) / (REX × TEVC) (24)
When the calculation of the inert gas amount MRESCYL at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 is completed in this way, the processing returns to FIG. 15, and in step 62, the overlap of the intake and exhaust valves 15 and 16 (“O / L” in the figure). The amount of inactive gas MRESOL during the overlap is calculated, which is the amount of inert gas that is blown back from the exhaust side to the intake side.

この不活性ガス量MRESOLの算出については図17のフローにより説明する。   The calculation of the inert gas amount MRESOL will be described with reference to the flowchart of FIG.

図17(図15ステップ62のサブルーチン)においてステップ81では、吸気弁開時期IVO[degBTDC]と、排気弁閉時期EVC[degBTDC]、図16のステップ74で算出されている燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける温度TEVCを読み込む。   In FIG. 17 (subroutine of step 62 in FIG. 15), in step 81, the intake valve opening timing IVO [degBTDC], the exhaust valve closing timing EVC [degBTDC], and the exhaust valve of the combustion chamber 5 calculated in step 74 of FIG. The temperature TEVC at the closing timing EVC is read.

ここで、吸気弁開時期IVOは、吸気弁閉時期IVCより吸気弁15の開き角だけ前の時期となるので、吸気弁閉時期IVCより吸気弁15の開き角(予め分かっている)とから求めることができる。   Here, since the intake valve opening timing IVO is a timing earlier than the intake valve closing timing IVC by the opening angle of the intake valve 15, the opening angle of the intake valve 15 (which is known in advance) from the intake valve closing timing IVC. Can be sought.

ステップ82では吸気弁開時期IVOと排気弁閉時期EVCとから、吸排気弁のオーバーラップ量VTCOL[deg]を次式により算出する。   In step 82, the overlap amount VTCOL [deg] of the intake and exhaust valves is calculated from the following equation from the intake valve opening timing IVO and the exhaust valve closing timing EVC.

VTCOL=IVO+EVC …(25)
例えば、吸気VTC機構27用アクチュエータへの非通電時に吸気弁開時期IVOが吸気上死点位置にあり、吸気VTC機構27用アクチュエータへの通電時に吸気弁開時期が吸気上死点より進角する特性であり、かつ排気VTC機構28用アクチュエータへの非通電時に排気弁閉時期EVCが排気上死点にあり、排気弁VTC機構28用アクチュエータへの通電時に排気弁閉時期EVCが排気上死点より進角する特性である場合には、IVOとEVCの合計が吸排気弁のオーバーラップ量VTCOLとなる。
VTCOL = IVO + EVC (25)
For example, the intake valve opening timing IVO is at the intake top dead center position when the intake VTC mechanism 27 actuator is not energized, and the intake valve opening timing is advanced from the intake top dead center when the intake VTC mechanism 27 actuator is energized. The exhaust valve closing timing EVC is at the exhaust top dead center when the exhaust VTC mechanism 28 actuator is not energized, and the exhaust valve closing timing EVC is at the exhaust top dead center when the exhaust valve VTC mechanism 28 actuator is energized. In the case of more advanced characteristics, the sum of IVO and EVC becomes the overlap amount VTCOL of the intake and exhaust valves.

ステップ83では、吸排気弁のオーバーラップ量VTCOLから、図25に示すテーブルを検索することによりオーバーラップ中の積算有効面積ASUMOLを算出する。図25に示すようにオーバーラップ中の積算有効面積ASUMOLは吸排気弁のオーバーラップ量VTCOLが大きくなるほど大きくなる値である。   In step 83, the accumulated effective area ASUMOL during the overlap is calculated by searching the table shown in FIG. 25 from the overlap amount VTCOL of the intake and exhaust valves. As shown in FIG. 25, the integrated effective area ASUMOL during the overlap is a value that increases as the overlap amount VTCOL of the intake and exhaust valves increases.

ここで、図26は、吸排気弁のオーバーラップ中の積算有効面積ASUMOLの説明図であり、横軸はクランク角、縦軸は吸気弁12と排気弁15とのそれぞれの開口面積を示している。オーバーラップ中の任意の時点における有効開口面積は、排気弁開口面積と吸気弁開口面積とのうち小さい方とする。オーバーラップ中の全期間における積算有効面積ASUMOLは、吸気弁15及び排気弁16が開いている期間の積分値(図中の斜線部)である。   Here, FIG. 26 is an explanatory diagram of the integrated effective area ASUMOL during the overlap of the intake and exhaust valves, where the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the respective opening areas of the intake valve 12 and the exhaust valve 15. Yes. The effective opening area at any time during the overlap is the smaller of the exhaust valve opening area and the intake valve opening area. The integrated effective area ASUMOL in the entire period during the overlap is an integral value (hatched portion in the figure) during the period in which the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are open.

このようにオーバーラップ中積算有効面積ASUMOLを算出することで、吸気弁15と排気弁16とのオーバーラップ量を1つのオリフィス(流出孔)であると近似することができ、排気系の状態と吸気系の状態とからこの仮想オリフィスを通過するガス流量を簡略的に算出し得る。   By calculating the accumulated effective area ASUMOL during the overlap in this way, the overlap amount between the intake valve 15 and the exhaust valve 16 can be approximated as one orifice (outflow hole), and the state of the exhaust system and The gas flow rate passing through the virtual orifice can be simply calculated from the state of the intake system.

ステップ84では、目標当量比TFBYAと、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける温度TEVCとから、図27に示すマップを検索することにより、燃焼室5に残留する不活性ガスの比熱比SHEATRを算出する。図27に示したように、燃焼室に残留する不活性ガスの比熱比SHEATRは目標当量比TFBYAが1.0の近傍にあるときが最も小さくなり、それより大きくても小さくても大きくなる。また、目標当量比TFBYAが一定の条件では、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける温度TEVCが高くなるほど小さくなる。   In step 84, the specific heat ratio SHEATR of the inert gas remaining in the combustion chamber 5 is obtained by searching the map shown in FIG. 27 from the target equivalent ratio TFBYA and the temperature TEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5. calculate. As shown in FIG. 27, the specific heat ratio SHEATR of the inert gas remaining in the combustion chamber is the smallest when the target equivalent ratio TFBYA is in the vicinity of 1.0, and it is larger or smaller than that. Further, under the condition where the target equivalent ratio TFBYA is constant, the temperature TEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 becomes smaller as the temperature becomes higher.

ステップ85では過給判定フラグTBCRG及びチョーク判定フラグCHOKEを設定する。この過給判定フラグTBCRG及びチョーク判定フラグCHOKEの設定については図18のフローにより説明する。   In step 85, a supercharging determination flag TBCRG and a choke determination flag CHOKE are set. The setting of the supercharging determination flag TBCRG and the choke determination flag CHOKE will be described with reference to the flowchart of FIG.

図18(図17ステップ85のサブルーチン)においてステップ101では、吸気圧力センサ44により検出される吸気圧力PINと、図16のステップ75で算出されている燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける圧力PEVCを読み込む。   In FIG. 18 (subroutine of step 85 in FIG. 17), in step 101, the intake pressure PIN detected by the intake pressure sensor 44 and the pressure PEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 calculated in step 75 of FIG. Is read.

ステップ102では、吸気圧力PINと、燃焼室5の排気弁閉時期EVCにおける圧力PEVCとから、次式により吸気排気圧力比PINBYEXを算出する。   In step 102, an intake exhaust pressure ratio PINBYEX is calculated from the intake pressure PIN and the pressure PEVC at the exhaust valve closing timing EVC of the combustion chamber 5 by the following equation.

PINBYEX=PIN/PEVC …(26)
この吸気排気圧力比PINBYEXは無名数であり、これと1をステップ103で比較する。吸気排気圧力比PINBYEXが1以下の場合には過給無しと判断し、ステップ104に進んで過給判定フラグTBCRG(ゼロに初期設定)=0とする。
PINBYEX = PIN / PEVC (26)
This intake / exhaust pressure ratio PINBYEX is an unknown number, and 1 is compared with this in step 103. When the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX is 1 or less, it is determined that there is no supercharging, and the routine proceeds to step 104 where the supercharging determination flag TBCRG (initially set to zero) = 0.

吸気排気圧力比PINBYEXが1より大きい場合には過給有りと判断し、ステップ105へ進んで過給判定フラグTBCRG=1とする。   If the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX is greater than 1, it is determined that there is supercharging, and the routine proceeds to step 105 where the supercharging determination flag TBCRG = 1.

ステップ106では、図14のステップ51で読み込まれている目標当量比TFBYAから図28に示すテーブルを検索することにより、混合気の比熱比MIXAIRSHRを求め、これをステップ107で不活性ガスの比熱比SHEATRと入れ換える。図28に示したように、混合気の比熱比MIXAIRSHRは、目標当量比TFBYAが小さくなるほど大きくなる値である。   In Step 106, the specific heat ratio MIXAIRSHR of the mixture is obtained by searching the table shown in FIG. 28 from the target equivalent ratio TFBYA read in Step 51 of FIG. Replace with SHEATR. As shown in FIG. 28, the specific heat ratio MIXAIRSHR of the air-fuel mixture is a value that increases as the target equivalent ratio TFBYA decreases.

ステップ106、107において、不活性ガスの比熱比SHEATRを混合気の比熱比MIXAIRSHRに置き換えるのは、ターボ過給や慣性過給等の過給時を考慮したものである。すなわち、過給時には吸排気弁のオーバーラップ中のガス流れが吸気系から排気系へ向かう(吹き抜ける)ので、この場合においては、上記の仮想オリフィスを通過するガスの比熱比を不活性ガスの比熱比から混合気の比熱比に変更することで、吹き抜けるガス量を精度良く推定し、内部不活性ガス量を精度良く算出するためである。   In steps 106 and 107, the specific heat ratio SHEATR of the inert gas is replaced with the specific heat ratio MIXAIRSHR of the air-fuel mixture in consideration of supercharging such as turbocharging or inertial supercharging. That is, during supercharging, the gas flow during the overlap of the intake / exhaust valve is directed (blows through) from the intake system to the exhaust system. In this case, the specific heat ratio of the gas passing through the virtual orifice is the specific heat of the inert gas. By changing the ratio to the specific heat ratio of the air-fuel mixture, the amount of gas blown through is accurately estimated, and the amount of internal inert gas is accurately calculated.

ステップ108では、図17のステップ84または図18のステップ106、107で算出している不活性ガスの比熱比SHEATRに基づき、最小と最大とのチョーク判定しきい値SLCHOKEL、SLCHOKEHを次式により算出する。   In Step 108, based on the specific heat ratio SHEATR of the inert gas calculated in Step 84 of FIG. 17 or Steps 106 and 107 of FIG. 18, the minimum and maximum choke determination thresholds SLCHOKE and SLCHOKEH are calculated by the following equations. To do.

SLCHOKEL={2/(SHEATR+1)}
^{SHEATR/(SHEATR−1)} …(27a)
SLCHOKEH={−2/(SHEATR+1)}
^{−SHEATR/(SHEATR−1)}…(27b)
これらのチョーク判定しきい値SLCHOKEL、SLCHOKEHは、チョークする限界値を算出している。
SLCHOKER = {2 / (SHEATR + 1)}
^ {SHEATR / (SHEATR-1)} (27a)
SLCHOKEH = {− 2 / (SHEATR + 1)}
^ {-SHEATR / (SHEATR-1)} (27b)
These choke determination threshold values SLCHOKE and SLCHOKEH calculate the limit value for choking.

ステップ108において、(27a)右辺、(27b)右辺の各累乗計算が困難な場合には、(27a)、(27b)式の算出結果を、最小チョーク判定しきい値SLCHOKELのテーブルと最大チョーク判定しきい値SLCHOKEHのテーブルとしてそれぞれエンジンコントローラ31のメモリに予め記憶しておき、不活性ガスの比熱比SHEATRから当該テーブルを検索することにより求めてもよい。   If it is difficult to calculate each power of (27a) right side and (27b) right side in step 108, the calculation results of equations (27a) and (27b) are used as the minimum choke determination threshold value SLCHOKEL table and maximum choke determination. The threshold value SLCHOKEH table may be stored in advance in the memory of the engine controller 31 and obtained by searching the table from the specific heat ratio SHEATR of the inert gas.

テップ109では、吸気排気圧力比PINBYEXが、最小チョーク判定しきい値SLCHOKEL以上でかつ最大チョーク判定しきい値SLCHOKEH以下の範囲内にあるか否か、すなわちチョーク状態にないか否かを判定する。吸気排気圧力比PINBYEXが範囲内にある場合にはチョーク無しと判断し、ステップ110に進んでチョーク判定フラグCHOKE(ゼロに初期設定)=0とする。   In step 109, it is determined whether or not the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX is within the range of not less than the minimum choke determination threshold value SLCHOKEEL and not more than the maximum choke determination threshold value SLCHOKEH, that is, not in the choke state. If the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX is within the range, it is determined that there is no choke, and the routine proceeds to step 110 where the choke determination flag CHOKE (initially set to zero) = 0.

吸気排気圧力比P1NBYEXが範囲内にない場合にはチョーク有りと判断し、ステップ111に進んでチョーク判定フラグCHOKE=1とする。   If the intake / exhaust pressure ratio P1NBYEX is not within the range, it is determined that choke is present, and the routine proceeds to step 111 where the choke determination flag CHOKE = 1.

このようにして過給判定フラグとチョーク判定フラグの設定を終了したら図17に戻り、ステップ86〜88で次の4つの場合分けを行う。   When the setting of the supercharging determination flag and the choke determination flag is thus completed, the process returns to FIG. 17 and the following four cases are performed in steps 86 to 88.

〈1〉過給判定フラグTBCRG=0かつチョーク判定フラグCHOKE=0のとき
〈2〉過給判定フラグTBCRG=0かつチョーク判定フラグCHOKE=0のとき
〈3〉過給判定フラグTBCRG=0かつチョーク判定フラグCHOKE=1のとき
〈4〉過給判定フラグTBCRG=1かつチョーク判定フラグCHOKE=0のとき
そして、上記〈1〉のときにはステップ89に進んで、過給無しかつチョーク無し時のオーバーラップ中の平均吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp1を、上記〈2〉のときにはステップ90に進んで過給無しかつチョーク有り時のオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp2を、上記〈3〉のときにはステップ91に進んで過給有りかつチョーク無し時のオーバーラップ中の平均吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp3を、上記〈4〉のときにはステップ92に進んで過給有りかつチョーク有り時の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp4をそれぞれ算出し、算出結果をオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpに移す。
<1> When supercharging determination flag TBCRG = 0 and choke determination flag CHOKE = 0 <2> When supercharging determination flag TBCRG = 0 and choke determination flag CHOKE = 0 <3> Supercharging determination flag TBCRG = 0 and choke When determination flag CHOKE = 1 <4> When supercharging determination flag TBCRG = 1 and choke determination flag CHOKE = 0 When the above <1>, the routine proceeds to step 89 and overlaps when there is no supercharging and no choke If the average blown back inert gas flow rate MRESOLtmp1 is <2>, the process proceeds to step 90, and the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp2 during the overlap when there is no supercharging and choke is present is step 91 when <3>. Go on to overlap when there is supercharging and no choke The average blowback inert gas flow rate MRESOLtmp3 in the case of <4> is advanced to step 92 to calculate the blowback inert gas flow rate MRESOLtmp4 with supercharging and with choke, respectively. Move to active gas flow rate MRESOLtmp.

ここで、過給無しかつチョーク無し時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp1の算出について図19のフローにより説明する
図19(図17ステップ89のサブルーチン)においてステップ121では、図16のステップ73、75で算出されている不活性ガスのガス定数REX、燃焼室5の排気弁閉時期における圧力PEVCを読み込む。
Here, calculation of the inert gas flow rate MRESOLtmp1 during the overlap when there is no supercharging and no choke will be described with reference to the flow of FIG. 19. In step 121 of FIG. 19 (subroutine of step 89 in FIG. 17), step 73 in FIG. , 75, the gas constant REX of the inert gas, and the pressure PEVC when the exhaust valve of the combustion chamber 5 is closed are read.

ステップ122では、不活性ガスのガス定数REXと、図17のステップ81で読み込まれている燃焼室5の排気弁閉時期における温度TEVCとに基づき、後述するガス流量の算出式に用いる密度項MRSOLDを次式により算出する。   In step 122, based on the gas constant REX of the inert gas and the temperature TEVC at the exhaust valve closing timing of the combustion chamber 5 read in step 81 of FIG. 17, a density term MRSOLD used in a gas flow rate calculation formula described later. Is calculated by the following equation.

MRSOLD=SQRT{1/(REX×TEVC)} …(28)
ここで、(28)式右辺の「SQRT」はすぐ右のカッコ内の値の平方根を計算させる関数である。
MRSOLD = SQRT {1 / (REX × TEVC)} (28)
Here, “SQRT” on the right side of equation (28) is a function that calculates the square root of the value in the parenthesis on the right.

なお、密度項MRSOLDの平方根計算が困難な場合は、(28)式の算出結果をマップとしてエンジンコントローラ31のメモリに予め記憶しておき、ガス定数REXと燃焼室5の排気弁閉時期における温度TEVCとからそのマップを検索することにより求めてもよい。   If the square root of the density term MRSOLD is difficult to calculate, the calculation result of equation (28) is stored in advance in the memory of the engine controller 31 as a map, and the gas constant REX and the temperature of the combustion chamber 5 at the exhaust valve closing timing are stored. You may obtain | require by searching the map from TEVC.

ステップ123では、図17のステップ84で算出されている不活性ガスの比熱比SHEATRと、図18のステップ102で算出されている吸気排気圧力比PINBYEXとに基づき、後述するガス流量の算出式に用いる圧力差項MRSOLPを次式により算出する。   In step 123, based on the specific heat ratio SHEATR of the inert gas calculated in step 84 of FIG. 17 and the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX calculated in step 102 of FIG. The pressure difference term MRSOLP used is calculated by the following equation.

MRSOLP=SQRT[SHEATR/(SHEATR−1)
×{PTNBYEX^(2/SHEATR)
−PTNBYEX^((SHEATR+1)/SHEATR)}]…(29)
ステップ124では、これら密度項MRSOLD、圧力差項MRSOLPと、燃焼室5の排気弁閉時期における圧力PEVCとから、過給無しかつチョーク無し時のオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp1を次式(ガス流量の算出式)により算出し、その算出値をステップ125でオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpに移す。
MRSOLP = SQRT [SHEATR / (SHEATR-1)
× {PTNBYEX ^ (2 / SHEATR)
-PTNBYEX ^ ((SHEATR + 1) / SHEATR)}] (29)
In step 124, from the density term MRSOLD, the pressure difference term MRSOLP, and the pressure PEVC at the exhaust valve closing timing of the combustion chamber 5, the blow-back inert gas flow rate MRESOLtmp1 during overlap without supercharging and without choke is expressed by the following equation. In step 125, the calculated value is transferred to the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp.

MRESOLtmp1=1.4×PEVC×MRSOLD×MRSOLP…(30)
次に、過給無しかつチョーク有り時の吹き返し不活性ガス流量の算出について図20のフローにより説明する
図20(図17ステップ90のサブルーチン)においてステップ131、132では、図19のステップ121、122と同様にして、不活性ガスのガス定数REX、燃焼室5の排気弁閉時期における圧力PEVCを読み込み、これらから前述の(28)式により密度項MRSOLDを算出する。
MRESOLtmp1 = 1.4 × PEVC × MRSOLD × MRSOLP (30)
Next, the calculation of the blown back inert gas flow rate when there is no supercharging and when there is a choke will be described with reference to the flow of FIG. 20. In FIG. 20 (subroutine of step 90 of FIG. 17), in steps 131 and 132, steps 121 and 122 of FIG. In the same manner as described above, the gas constant REX of the inert gas and the pressure PEVC at the time of closing the exhaust valve of the combustion chamber 5 are read, and the density term MRSOLD is calculated from the above equation (28).

ステップ133では、図17のステップ84で算出されている不活性ガスの比熱比SHEATRに基づき、チョーク時圧力差項MRSOLPCを次式により算出する。   In step 133, the choke pressure difference term MRSOLPC is calculated by the following equation based on the specific heat ratio SHEATR of the inert gas calculated in step 84 of FIG.

MRSOLPC=SQRT[SHEATR×{2/(SHEATR+1)} ^{(SHEATR+1)/〔SHEATR−1)}]…(31)
なお、(31)式の累乗計算と平方根計算とが困難な場合には、(31)式の算出結果を、チョーク時圧力差項MRSOLPCのテーブルとしてエンジンコントローラ31のメモリに予めに記憶しておき、不活性ガスの比熱比SHEATRからそのテーブルを検索することにより求めてもよい。
MRSOLPC = SQRT [SHEATR × {2 / (SHEATR + 1)} ^ {(SHEATR + 1) / [SHEATR-1)}] (31)
If it is difficult to calculate the power and square root of equation (31), the calculation result of equation (31) is stored in advance in the memory of the engine controller 31 as a table of choke pressure difference term MRSOLPC. Alternatively, it may be obtained by searching the table from the specific heat ratio SHEATR of the inert gas.

ステップ134では、これら密度項MRSOLD、チョーク時圧力差項MRSOLPCと、燃焼室5の排気弁閉時期における圧力PEVCとから、過給無しかつチョーク有り時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp2を次式により算出し、その算出値をステップ135でオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpに移す。   In step 134, from the density term MRSOLD, the choke pressure difference term MRSOLPC, and the pressure PEVC when the combustion chamber 5 is closed, the inert gas flow rate MRESOLtmp2 blown back during overlap without supercharging and with choke is calculated. In step 135, the calculated value is transferred to the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp.

MRESOLtmp2=PEVC×MRSOLD×MRSOLPC …(32)
次に、過給有りかつチョーク無し時の吹き返しガス流量の算出について図21のフローにより説明する
図21(図17ステップ91のサブルーチン)においてステップ141では、吸気圧力センサ44により検出される吸気圧力PINを読み込む。
MRESOLtmp2 = PEVC × MRSOLD × MRSOLPC (32)
Next, calculation of the blowback gas flow rate with supercharging and without choke will be described with reference to the flow of FIG. 21. In FIG. 21 (subroutine of step 91 in FIG. 17), in step 141, the intake pressure PIN detected by the intake pressure sensor 44 is explained. Is read.

ステップ142では、図18のステップ106、107で算出されている不活性ガスの比熱比SHEATRと、図18のステップ102で算出されている吸気排気圧力比PINBYEXとから、過給時圧力差項MRSOLPTを次式により算出する。   In step 142, the supercharging pressure difference term MRSOLPT is calculated from the specific heat ratio SHEATR of the inert gas calculated in steps 106 and 107 in FIG. 18 and the intake / exhaust pressure ratio PINBYEX calculated in step 102 in FIG. 18. Is calculated by the following equation.

MRSOLPT=SQRT[SHEATR/(SHEATR−1)
×{PINBYEX^(−2/SHEATR)
−PINBYEX^(−(SHEATR+1)/SHEATR)}]…(33)
なお、(33)式の累乗計算と平方根計算とが困難な場合は、(33)式の算出結果を、過給時圧力差項MRSOLPTのマップとしてエンジンコントローラ31のメモリに予め記憶しておき、不活性ガスの比熱比SHEATRと吸気排気圧力比PINBYEXとからそのマップを検索することにより求めてもよい。
MRSOLPT = SQRT [SHEATR / (SHEATR-1)
× {PINBYEX ^ (-2 / SHEATR)
-PINBYEX ^ (-(SHEATR + 1) / SHEATR)}] (33)
If the power calculation and the square root calculation of Expression (33) are difficult, the calculation result of Expression (33) is stored in advance in the memory of the engine controller 31 as a map of the supercharging pressure difference term MRSOLPT, You may obtain | require by searching the map from the specific heat ratio SHEATR of an inert gas, and the intake-exhaust pressure ratio PINBYEX.

ステップ143では、この過給時圧力差項MRSOLPTと吸気圧力PINとに基づいて、過給有りかつチョーク無し時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp3を次式により算出し、その算出値をステップ144でオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpに移す。   In step 143, based on the pressure difference term at the time of supercharging MRSOLPT and the intake pressure PIN, the inactive gas flow rate MRESOLtmp3 during the overlap with supercharging and without choke is calculated by the following equation, and the calculated value is calculated in step 143. At 144, the flow returns to the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp.

MRESOLtmp3=−0.152×PIN×MRSOLPT …(34)
ここで、(34)式の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp3は負の値とすることで、オーバーラップ中に吸気系から排気系へ吹き抜ける混合気のガス流量を表すことができる。
MRESOLtmp3 = −0.152 × PIN × MRSOLPT (34)
Here, by setting the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp3 in the equation (34) to a negative value, the gas flow rate of the air-fuel mixture blown from the intake system to the exhaust system during the overlap can be expressed.

次に、過給有りかつチョーク有り時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量の算出について図22のフローにより説明する
図22(図17ステップ92のサブルーチン)においてステップ151、152では、図21のステップ141と同じく吸気圧力センサ44により検出される吸気圧力PINを読み込むと共に、図20のステップ132と同じくチョーク時圧力差項MRSOLPCを前述の(31)式により算出する。
Next, the calculation of the flow rate of the inert gas blown back during overlap with supercharging and with choke will be described with reference to the flow of FIG. 22. In FIG. 22 (subroutine of step 92 in FIG. 17), in steps 151 and 152, the step of FIG. Similarly to 141, the intake pressure PIN detected by the intake pressure sensor 44 is read, and the choke pressure difference term MRSOLPC is calculated by the aforementioned equation (31) as in step 132 of FIG.

ステップ153では、このチョーク時圧力差項MRSOLPCと吸気圧力PINとに基づいて、過給有りかつチョーク有り時のオーバーラップ中吹き返しガス流量MRESOLtmp4を次式により算出し、その算出値をステップ154でオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpに移す。   In step 153, based on the choke pressure difference term MRSOLPC and the intake pressure PIN, the overlap blow-back gas flow rate MRESOLtmp4 with supercharging and with choke is calculated by the following equation, and the calculated value is exceeded in step 154. Transfer to blown inert gas flow rate MRESOLtmp during lap.

MRESOLtmp4=−0.108×PIN×MRSOLPC …(35)
ここで、(35)式の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmp4も、MRESOLtmp3と同様、負の値とすることで、オーバーラップ中に吸気側から排気側へ吹き抜ける混合気のガス流量を表すことができる。
MRESOLtmp4 = −0.108 × PIN × MRSOLPC (35)
Here, the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp4 of the equation (35) can also represent a gas flow rate of the air-fuel mixture blown from the intake side to the exhaust side during the overlap, similarly to MRESOLtmp3.

このようにして、過給の有無とチョークの有無との組み合わせにより場合分けした、オーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpの算出を終了したら図17に戻り、ステップ93においてこのオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量MRESOLtmpとオーバーラップ期間中の積算有効面積ASUMOLとから、次式によりオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス量MRESOLを算出する。   In this way, when the calculation of the blown back inert gas flow rate MRESOLtmp during the overlap divided according to the combination of the presence or absence of supercharging and the presence or absence of choke is completed, the process returns to FIG. From the inert gas flow rate MRESOLtmp and the integrated effective area ASUMOL during the overlap period, the blown back inert gas amount MRESOL during the overlap is calculated by the following equation.

MRESOL=(MRESOLtmP×ASUMOL×60)
/(NRPM×360) …(36)
このようにしてオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス量MRESOLの算出を終了したら図15に戻り、ステップ63において燃焼室5内の排気弁閉時期EVCにおける不活性ガス量MRESCYLと、このオーバーラップ中吹き返しガス量MRESOLとを加算して、つまり次式により内部不活性ガス量MRESを算出する。
MRESOL = (MRESOLtmP × ASUMOL × 60)
/ (NRPM × 360) (36)
When the calculation of the blown back inert gas amount MRESSOL is completed in this way, the process returns to FIG. 15, and in step 63, the inert gas amount MRESCYL at the exhaust valve closing timing EVC in the combustion chamber 5 and the blowback during overlap are returned. The internal inert gas amount MRES is calculated by adding the gas amount MRESOL, that is, the following equation.

MRES=MRESCYL+MRESOL …(37)
前述のように、過給有り時にはオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量(MRESOLtmp3、MRESOLtmp4)が負となるため、上記(36)式のオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス量MRESOLも負となり、このとき(37)式によれば、オーバーラップ中の吹き返し不活性ガス量MRESOLの分だけ内部不活性ガス量が減じられる。
MRES = MRESCYL + MRESSOL (37)
As described above, the flow rate of the inert gas blown back during overlap (MRESOLtmp3, MRESOLtmp4) becomes negative when there is supercharging, and therefore, the amount of blown inert gas MRESOL during overlap of the above equation (36) also becomes negative. According to the equation (37), the internal inert gas amount is reduced by the amount of the blown back inert gas amount MRESOL during the overlap.

このようにして内部不活性ガス量MRESの算出を終了したら図14に戻り、ステップ54においてこの内部不活性ガス量MRESと、目標当量比TFBYAとを用いて、次式により内部不活性ガス率MRESFR(燃焼室5内の総ガス量に対する内部不活性ガス量の割合)を算出する。   When the calculation of the internal inert gas amount MRES is completed in this way, the flow returns to FIG. 14. In step 54, using this internal inert gas amount MRES and the target equivalent ratio TFBYA, the internal inert gas rate MRESFR is calculated by the following equation. (Ratio of the amount of internal inert gas to the total amount of gas in the combustion chamber 5) is calculated.

MRESFR=MRES
/{MRES+MACYL×(1+TFBYA/14.7)}…(38)
これで内部不活性ガス率MRESFRの算出を総て終了する。
MRESFR = MRES
/{MRES+MACYL×(1+TFBYA/14.7)} (38)
This completes the calculation of the internal inert gas ratio MRESFR.

このように本実施形態によれば、内部不活性ガス量MRESを、燃焼室5の排気弁閉時期における不活性ガス量MRESCYLと、吸排気弁のオーバーラップ中の吹き返しガス量MRESOLとで構成し(図15のステップ63参照)、この場合に、燃焼室5の排気弁閉時期における温度TEV及び圧力PEVCを算出し(図16のステップ74、75)、これら温度TEVC、圧力PEVCと不活性ガスのガス定数REXとに基づいて状態方程式(上記(24)式)により燃焼室5の排気弁閉時期における不活性ガス量MRESCYLを算出する(図16のステップ76参照)ようにしたので、特に、燃焼室5内部の状態量(PEVC、VEVC、TEVC)が刻々と変化する過渡運転時においても、運転条件に関わらず精度良く燃焼室5の排気弁閉時期における不活性ガス量MRESCYLを算出(推定)できる。   As described above, according to the present embodiment, the internal inert gas amount MRES is configured by the inert gas amount MRESCYL when the exhaust valve of the combustion chamber 5 is closed and the blowback gas amount MRESOL during the overlap of the intake and exhaust valves. In this case, the temperature TEV and pressure PEVC at the closing timing of the exhaust valve in the combustion chamber 5 are calculated (steps 74 and 75 in FIG. 16), and these temperature TEVC, pressure PEVC and inert gas are calculated. Since the inert gas amount MRESCYL at the exhaust valve closing timing of the combustion chamber 5 is calculated from the state constant (Equation (24) above) based on the gas constant REX (see step 76 of FIG. 16), Even during transient operation in which the amount of state (PEVC, VEVC, TEVC) inside the combustion chamber 5 changes every moment, the combustion chamber 5 can be accurately obtained regardless of the operating conditions. The inert gas amount MRESCYL in the exhaust valve closing timing can be calculated (estimated).

また、燃焼室5の排気弁閉時期における温度TEVC及び圧力PEVC、不活性ガスのガス定数REX及び比熱比SHEATR、吸気圧力PINに基づいてオーバーラップ中の吹き返し不活性ガス流量(MRESOLtmp1、MRESOLtmp2)を算出し(図19、図20参照)、このガス流量にオーバーラップ中の積算有効面積ASUMOLを乗算して、オーバーラップ中の吹き返しガス量MRESOLを算出する(図17のステップ93参照)ようにしたので、精度良くオーバーラップ中吹き返しガス量MRESOLを算出(推定)できる。   In addition, based on the temperature TEVC and pressure PEVC of the combustion chamber 5 when the exhaust valve is closed, the gas constant REX and specific heat ratio SHEATR of the inert gas, and the intake pressure PIN, the blow-back inert gas flow rate (MRESOLtmp1, MRESOLtmp2) during the overlap is calculated. This was calculated (see FIGS. 19 and 20), and this gas flow rate was multiplied by the integrated effective area ASUMOL during the overlap to calculate the amount of blown back gas MRESOL during the overlap (see step 93 in FIG. 17). Therefore, the overlapped blow-back gas amount MRESOL can be calculated (estimated) with high accuracy.

このように、燃焼室5の排気弁閉時期における不活性ガス量MRESCYL、オーバーラップ中吹き返しガス量MRESOLとも精度良く算出(推定)できると、これらの和である内部不活性ガス量MRESも精度良く算出(推定)できることになり、この精度良く推定することが可能となった内部不活性ガス量MRESに基づいて算出される内部不活性ガス率MRESFRを、点火時期の算出に用いる燃焼室5内の吸気弁閉時期IVCにおける温度TINIに活かすことで(図5のステップ13参照)、燃焼室5内の吸気弁閉時期IVCにおける温度TINIを精度良く算出できる。また、精度良く推定することが可能となった内部不活性ガス量MRESを、燃料噴射量、バルブ開閉タイミング(オーバーラップ量)などにも活かすことで、エンジンを適切に制御することが可能である。   As described above, if both the inert gas amount MRESCYL and the overlapped blow-back gas amount MRESSOL in the combustion chamber 5 at the closing timing of the exhaust valve can be calculated (estimated) with high accuracy, the internal inert gas amount MRES, which is the sum of them, can also be accurately calculated. The internal inert gas ratio MRESFR calculated based on the internal inert gas amount MRES that can be estimated with high accuracy can be calculated (estimated). By making use of the temperature TINI at the intake valve closing timing IVC (see step 13 in FIG. 5), the temperature TINI at the intake valve closing timing IVC in the combustion chamber 5 can be accurately calculated. In addition, the engine can be appropriately controlled by making use of the internal inert gas amount MRES that can be accurately estimated for the fuel injection amount, valve opening / closing timing (overlap amount), and the like. .

また、不活性ガスのガス定数REXや不活性ガスの比熱比SHEATRは、目標当量比TFBYAに応じた値としているので(図24、図27参照)、理論空燃比を外れた空燃比での運転時(例えば理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転を行うリーン運転時、冷間始動時のようにエンジンが元々不安定な状態を安定させるために理論空燃比の空燃比よりもリッチ側の空燃比で運転するエンジン始動直後、同じく大きな出力が要求されるために理論空燃比の空燃比よりもリッチ側の空燃比で運転する全負荷運転時)にも、燃焼室5の排気弁閉時期における不活性ガス量MRESCYL、オーバーラップ中吹き返しガス量MRESOL、これらの合計である内部不活性ガス量MRES、これに基づく内部不活性ガス率MRESFRを精度良く算出できる。   Further, since the gas constant REX of the inert gas and the specific heat ratio SHEATR of the inert gas are values corresponding to the target equivalent ratio TFBYA (see FIGS. 24 and 27), the operation is performed at an air-fuel ratio that deviates from the theoretical air-fuel ratio. (E.g. during lean operation where the air / fuel ratio is leaner than the stoichiometric air / fuel ratio, in order to stabilize the engine's originally unstable state, such as during cold start, the engine is on the rich side of the stoichiometric air / fuel ratio. Immediately after starting the engine operating at the air-fuel ratio, since the same large output is required, the exhaust valve closing timing of the combustion chamber 5 is also applied during full load operation where the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Inert gas amount MRESCYL, overlapped blow-back gas amount MRESSOL, total internal inert gas amount MRES, and internal inert gas ratio MRESFR based on this are accurately calculated. It can be.

また、オーバーラップ期間の積算有効面積ASUMOLを仮想オリフィスの面積とし、この仮想オリフィスを排気が燃焼室5から吸気系へと吹き抜けると仮定しているので、オーバーラップ中の吹き返し不活性ガス量MRESOLの算出が簡略化されている。   Further, since the accumulated effective area ASUMOL during the overlap period is defined as the area of the virtual orifice, and it is assumed that the exhaust gas blows through the virtual orifice from the combustion chamber 5 to the intake system, the amount of the blown back inert gas amount MRESOL during the overlap is assumed. Calculation is simplified.

これで燃焼室5内の内部不活性ガス率MRESFRの算出についての説明を終了し、次にはノック制御について説明する。   This completes the description of the calculation of the internal inert gas ratio MRESFR in the combustion chamber 5, and next, knock control will be described.

ここでは、まず新たに創出したノック制御の考え方について説明する。図29はノック発生時の燃焼室5内の圧力履歴を示している。高周波分を取り除いた平均圧力を改めて描いてみると、自着火時期θknk(ノック発生時期)に燃焼室5内の圧力が一気に上昇していることがわかる。このノックによる圧力上昇は燃焼室5内の未燃混合気が等容燃焼した結果で生じるとみなして、その圧力上昇分dPを次のように熱力学の計算式により算出する。   Here, the concept of the newly created knock control will be described first. FIG. 29 shows the pressure history in the combustion chamber 5 when knocking occurs. When the average pressure from which the high frequency component is removed is redrawn, it can be seen that the pressure in the combustion chamber 5 increases at a stretch at the self-ignition timing θknk (knock generation timing). The pressure increase due to the knock is considered to occur as a result of the unburned air-fuel mixture in the combustion chamber 5 burning at an equal volume, and the pressure increase dP is calculated by a thermodynamic calculation formula as follows.

いま、未燃燃料量MUBの未燃ガスが等容燃焼で全て燃えると仮定すると、熱力学より発熱量Qは次式で与えられる。   Assuming that all the unburned gas of the unburned fuel amount MUB burns by equal volume combustion, the calorific value Q is given by the following equation from thermodynamics.

Q=CF#×MUB …(補4)
ただし、CF#:燃料の低位発熱量、
一方、この発熱量Qにより燃焼室5内のガス温度が上昇するので、この温度上昇分をΔTとすれば次式が成立する。
Q = CF # × MUB (Supplement 4)
Where CF #: lower heating value of fuel,
On the other hand, the gas temperature in the combustion chamber 5 rises due to the calorific value Q. Therefore, if this temperature rise is ΔT, the following equation is established.

Q=Cv×M×ΔT …(補5)
ただし、M:燃焼室5内の全てのガスの質量、
Cv:既燃ガスの定容比熱、
(補4)、(補5)の両式は等しいと置いて温度上昇分ΔTについて解くと次式が得られる。
Q = Cv × M × ΔT (Supplement 5)
Where M is the mass of all gases in the combustion chamber 5,
Cv: constant volume specific heat of burned gas,
If both equations of (Supplement 4) and (Supplement 5) are equal, and solving for the temperature rise ΔT, the following equation is obtained.

ΔT=(CF#×MUB)/(Cv×M) …(補6)
気体の状態方程式PV=nRTの両辺を微分する(ただし、定容変化であるためVは一定)。
ΔT = (CF # × MUB) / (Cv × M) (Supplement 6)
Differentiate both sides of the gas equation of state PV = nRT (however, V is constant because of constant volume change).

V×dP=dn×R×T+n×R×dT …(補7)
ここで、ノックが発生するような状態ではモル数nの変化は小さいため、(補7)式右辺のdn=0として次式を得る。
V × dP = dn × R × T + n × R × dT (Supplement 7)
Here, since the change in the number of moles n is small in a state where knocking occurs, the following equation is obtained with dn = 0 on the right side of Equation (7).

dP=(n×R/V)×dT …(補8)
(補8)、(補6)の両式より温度上昇分dT(=ΔT)を消去し圧力上昇分dPについて整理すると最終的に次式を得る。
dP = (n × R / V) × dT (Supplement 8)
If the temperature rise dT (= ΔT) is eliminated from both equations (Auxiliary 8) and (Auxiliary 6) and the pressure rise dP is arranged, the following equation is finally obtained.

dP=n×R×CF#×MUB/(V×Cv×M)…(補9)
すなわち、(補9)式は、未燃燃料量MUB、燃焼室5の自着火時期における容積V、既燃ガスの定容比熱Cv、燃焼室5内の全てのガスの質量M、燃焼室5内の全てのガスの総モル数nが分かれば、圧力上昇分dPを計算式により求めることができることを示している。
dP = n * R * CF # * MUB / (V * Cv * M) (Supplement 9)
That is, (Supplement 9) is obtained by calculating the unburned fuel amount MUB, the volume V of the combustion chamber 5 at the time of self-ignition, the constant volume specific heat Cv of the burned gas, the mass M of all the gases in the combustion chamber 5, and the combustion chamber 5 If the total number of moles n of all the gases is known, the pressure increase dP can be obtained by a calculation formula.

この場合、燃焼室5の自着火時期は公知の手法を用いて求めることができる。公知の手法とは、単位クランク角毎に燃焼室5内の温度及び圧力を算出して図30Aまたは図30Bよりその温度、圧力に対する1/τを求め、この1/τを積算した値が1となるときのクランク角を自着火時期θknkとするものである。ここで、図30Aまたは図30Bのτは燃焼室5内の燃料が自着火にいたるまでの時間である。自着火時期θknkが求まれば、この自着火時期θknkから燃焼室5の自着火時期における容積Vknkが機械的に求まる。   In this case, the self-ignition timing of the combustion chamber 5 can be obtained using a known method. In the known method, the temperature and pressure in the combustion chamber 5 are calculated for each unit crank angle, 1 / τ with respect to the temperature and pressure is obtained from FIG. 30A or 30B, and the value obtained by integrating 1 / τ is 1. Is set to the self-ignition timing θknk. Here, τ in FIG. 30A or 30B is the time until the fuel in the combustion chamber 5 reaches self-ignition. When the self-ignition timing θknk is obtained, the volume Vknk at the self-ignition time of the combustion chamber 5 is mechanically obtained from the self-ignition timing θknk.

なお、本実施形態ではガソリンを燃料としている場合に、この燃料のオクタン価推定値OCTESTを算出するようにしており、このオクタン価推定値OCTESTの燃料のときの1/τを算出する必要がある。このため、図30Aに示すオクタン価100(最大オクタン価)の燃料での1/τと、図30Bに示すオクタン価80(最小オクタン価)の燃料での1/τとに基づいてオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τを算出するようにしている(後述する)。   In this embodiment, when gasoline is used as the fuel, the octane number estimated value OCTEST of this fuel is calculated, and it is necessary to calculate 1 / τ for the fuel of this octane number estimated value OCTEST. For this reason, the fuel with the estimated octane number OCTEST is 1 / τ based on the octane number 100 (maximum octane number) shown in FIG. 30A and 1 / τ based on the octane number 80 (minimum octane number) fuel shown in FIG. 30B. 1 / τ is calculated (described later).

一方、自着火時期θknkが分かれば図31に示す燃焼質量割合の特性を用いて自着火時の燃焼質量割合BRknkを求めることができ、この自着火時の燃焼質量割合BRknkと燃料量QINJとから次の計算式により未燃燃料量MUBを求めることができる。すなわち、燃料量QINJのうちBRknkが既に燃焼している割合であるから、残りの1−BRknkがまだ燃焼していない割合となる。   On the other hand, if the self-ignition timing θknk is known, the combustion mass ratio BRknk at the time of self-ignition can be obtained using the characteristics of the combustion mass ratio shown in FIG. 31, and from the combustion mass ratio BRknk at the time of self-ignition and the fuel amount QINJ The unburned fuel amount MUB can be obtained by the following calculation formula. That is, since BRknk is already combusted in the fuel amount QINJ, the remaining 1-BRknk is not combusted yet.

MUB=QINJ×(1−BRknk) …(補10)
ただし、図31では計算を簡単にするため、燃焼開始遅れ期間(IGNDEADref1)、初期燃焼期間(BURN1ref1)、主燃焼期間(BURN2ref1)の3つ分け、各期間の特性を直線で近似している。
MUB = QINJ × (1-BRknk) (Supplement 10)
However, in FIG. 31, in order to simplify the calculation, the combustion start delay period (IGNEADref1), the initial combustion period (BURN1ref1), and the main combustion period (BURN2ref1) are divided into three, and the characteristics of each period are approximated by a straight line.

この場合、図31に示す燃焼質量割合の特性は使用される燃料が変わらない限りエンジンの負荷や回転速度が相違しても変わらないので、エンジン仕様が定まれば一義的に定まることから、運転条件の相違毎に適合する必要はない。   In this case, the characteristics of the combustion mass ratio shown in FIG. 31 do not change even if the engine load or rotational speed is different unless the fuel used is changed. It is not necessary to adapt every difference in conditions.

次に、既燃ガスの定容比熱Cvについても次のように熱力学の計算式により算出することができる。すなわち、定圧比熱Cpの定義はCp=(∂E/∂T)pであるから、この式を積分すると次式を得る。   Next, the constant volume specific heat Cv of burned gas can also be calculated by a thermodynamic calculation formula as follows. That is, since the definition of the constant pressure specific heat Cp is Cp = (∂E / ∂T) p, when this equation is integrated, the following equation is obtained.

∫dE=Cp×∫dT …(補11)
∴E=Cp×T …(補12)
(補12)式より定圧比熱Cpは次式で与えられる。
∫dE = Cp × ∫dT (Supplement 11)
∴E = Cp × T (Supplement 12)
From the formula (Supplement 12), the constant pressure specific heat Cp is given by the following formula.

Cp=E/T …(補13)
一方、理想気体で等圧変化のときにはCp−Cv=Rが成立するので、この式と(補13)式より定圧比熱Cpを消去し定容比熱Cvについて整理すると最終的に次式が得られる。
Cp = E / T (Supplement 13)
On the other hand, Cp−Cv = R is established when the pressure is constant and the ideal gas is changed. Therefore, when the constant pressure specific heat Cp is eliminated from this equation and (Equation 13) and the constant volume specific heat Cv is arranged, the following equation is finally obtained. .

Cv=E/T−R …(補14)
ただし、E:エンタルピ、
T:燃焼室5内の自着火時時期における平均温度、
上記(補9)式の燃焼室5内の全てのガスの質量Mは次式により計算できる。
Cv = E / TR (Supplement 14)
E: Enthalpy,
T: Average temperature at the time of self-ignition in the combustion chamber 5,
The mass M of all gases in the combustion chamber 5 of the above (Supplement 9) can be calculated by the following equation.

M=MRES+MACYL+QINJ …(補15)
ただし、MRES:内部不活性ガス量、
MACYL:シリンダ新気量、
QINJ:燃料量、
このように、未燃燃料量MUB、既燃ガスの定容比熱Cv、燃焼室5内の全てのガスの質量Mも(補10)、(補14)、(補15)の計算式によりそれぞれ求めることができることがわかる。残る未知数は、上記(補9)式の燃焼室5内の全てのガスの総モル数n、(補14)式のエンタルピE及び燃焼室5内の自着火時期における平均温度T(=TE)である。
M = MRES + MACYL + QINJ (Supplement 15)
Where MRES: amount of internal inert gas,
MACYL: Cylinder fresh air volume,
QINJ: Fuel amount,
In this way, the unburned fuel amount MUB, the constant volume specific heat Cv of the burned gas, and the mass M of all the gases in the combustion chamber 5 are also calculated by the formulas of (Supplement 10), (Supplement 14), and (Supplement 15), respectively. It can be seen that it can be obtained. The remaining unknowns are the total number of moles n of all the gases in the combustion chamber 5 of the above (Supplement 9), the enthalpy E of the (Supplement 14) and the average temperature T (= TE) at the self-ignition timing in the combustion chamber 5. It is.

ここで、上記(補9)式の燃焼室5内の全てのガスの総モル数n及び各成分ガスのモル数は燃焼の基礎式を用いて計算により求めることができ、各成分ガスのモル数と実験式とを用いて(補14)式のエンタルピEを計算することができる。燃焼室5内の自着火時期における平均温度TEも熱力学の式を用いて計算により求めることができる。   Here, the total number of moles n of all the gases in the combustion chamber 5 and the number of moles of each component gas can be obtained by calculation using the basic equation of combustion, and the moles of each component gas. Using the number and the empirical formula, the enthalpy E of the formula (Supplement 14) can be calculated. The average temperature TE at the self-ignition timing in the combustion chamber 5 can also be obtained by calculation using a thermodynamic equation.

このように、ノックによる圧力上昇分dPを、テーブルやマップに頼らずにほぼ計算式により求められるように構成しているのであり、これによりテーブルやマップ作成に要する実験の工数と時間を大幅に削減することができる。   In this way, the pressure increase dP due to knocking is configured so that it can be obtained almost by calculation formula without relying on a table or map, thereby greatly reducing the man-hours and time required for creating a table or map. Can be reduced.

後は、このようにして得た圧力上昇分dPとノックとを関連させることであり、このdPをノック強度推定値に換算する。   After that, the pressure increase dP obtained in this way is related to the knock, and this dP is converted into a knock strength estimated value.

次に、第1ノック強度推定値KICの算出を以下のフローチャートを参照しながら詳述する。   Next, the calculation of the first knock magnitude estimated value KIC will be described in detail with reference to the following flowchart.

図32、図33は第1ノック強度推定値KICを算出するためのもので、クランク角が所定の時期(例えばMBTCAL)になると実行する。なお、以下では前述のフローで既に求めている物理量を重複して求めているような部分もあるが、説明する。   32 and 33 are used to calculate the first knock magnitude estimated value KIC, which is executed when the crank angle reaches a predetermined time (for example, MBTCAL). In the following description, there is a part where the physical quantity already obtained in the above-described flow is obtained in duplicate.

図32においてステップ201では、図14のステップ52、53で算出されているシリンダ新気量MACYL[g]及び内部不活性ガス量MRES[g]、燃料量QINJ[g]、第1基本点火時期MBTCAL1[degBTDC]、第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1[deg]、温度センサ43により検出されるコレクタ内温度TCOL[K]、温度センサ45より検出される排気温度TEXH[K]、圧力センサ44により検出されるコレクタ内圧力PCOL[Pa]を読み込む。なお、燃料量QINJ[g]は燃料噴射パルス幅TI[ms]に比例させて求めればよい。   32, in step 201, the cylinder fresh air amount MACYL [g], the internal inert gas amount MRES [g], the fuel amount QINJ [g], the first basic ignition timing calculated in steps 52 and 53 in FIG. MBTCAL1 [degBTDC], first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 [deg], collector internal temperature TCOL [K] detected by the temperature sensor 43, exhaust temperature TEXH [K] detected by the temperature sensor 45, pressure sensor 44 The pressure in the collector PCOL [Pa] detected by is read. The fuel amount QINJ [g] may be obtained in proportion to the fuel injection pulse width TI [ms].

ここで、図32、図33のフローは、後述する図39、図40のステップ307のサブルーチンとして構成してあるため、点火無駄時間相当クランク角は第1点火無駄時間相当クランク角である「IGNDEADref1」、基本点火時期は第1基本点火時期である「MBTCAL1」であり、図51のステップ421で算出されている点火無駄時間相当値IGNDEAD、図13のステップ43で算出されている基本点火時期MBTCALでない。ただし、物理的な意味としては変わりない。   Here, the flow in FIGS. 32 and 33 is configured as a subroutine of step 307 in FIGS. 39 and 40, which will be described later. Therefore, the crank angle equivalent to the ignition dead time is the first ignition dead time equivalent crank angle “IGNEADref1 The basic ignition timing is “MBTCAL1” which is the first basic ignition timing, the ignition dead time equivalent value IGNDEAD calculated in step 421 in FIG. 51, and the basic ignition timing MBTCAL calculated in step 43 in FIG. Not. However, the physical meaning does not change.

ステップ202ではシリンダ新気量MACYL[g]をWIDRY[g]に、内部不活性ガス量MRES[g]をMASSZ[g]に移す。これらWIDRY、MASSZは、第1ノック強度推定値KIC1の算出等にのみ用いるために導入したもので、WIDRYはシリンダ新気量、MASSZは内部不活性ガス量である。   In step 202, the cylinder fresh air amount MACYL [g] is moved to WIDRY [g], and the internal inert gas amount MRES [g] is moved to MASSZ [g]. These WIDRY and MASSZ are introduced for use only in calculating the first knock magnitude estimated value KIC1, etc., WIDRY is the cylinder fresh air amount, and MASSZ is the internal inert gas amount.

ステップ203では第1基本点火時期MBTCAL1[degBTDC]から第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1[deg]を減算した値(つまり燃焼開始時のクランク角)をクランク角θ[degBTDC]にセットする。   In step 203, a value obtained by subtracting the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 [deg] from the first basic ignition timing MBTCAL1 [degBTDC] (that is, the crank angle at the start of combustion) is set to the crank angle θ [degBTDC].

ステップ204では燃焼室5の圧縮開始時温度TC0[K]を次式により算出する。   In step 204, the compression start temperature TC0 [K] of the combustion chamber 5 is calculated by the following equation.

TC0={(WIDRY+QINJ)×TCOL+MASSZ×TEXH}
/(WIDRY+QINJ+MASSZ) …(60)
ここでは、不活性ガスと新気の比熱を等しくして式を簡略化している。
TC0 = {(WIDRY + QINJ) × TCOL + MASSZ × TEXH}
/ (WIDRY + QINJ + MASSZ) (60)
Here, the specific heat of the inert gas and fresh air is made equal to simplify the equation.

ステップ205では燃焼室5の圧縮開始時圧力PC0[Pa]を算出する。これは圧力センサ44により検出される吸気弁閉時期IVCのコレクタ内圧力PCOLをPC0とすればよい。   In step 205, the compression start pressure PC0 [Pa] of the combustion chamber 5 is calculated. For this purpose, the collector internal pressure PCOL at the intake valve closing timing IVC detected by the pressure sensor 44 may be set to PC0.

ステップ206〜208はオクタン価推定値OCTESTの燃料に対する1/τを算出する部分である。最大オクタン価から最小オクタン価までの複数の異なるオクタン価毎に1/τのマップを備えさせるとROM容量が大きくなり過ぎるので、ここでは最大オクタン価(例えば100)の燃料に対する1/τのマップと、最小オクタン価(例えば80)の燃料に対する1/τのマップとだけ持たせておき、最大オクタン価と最小オクタン価の間にあるオクタン価(オクタン価推定値OCTEST)の燃料に対する1/τは、それらオクタン価100の燃料での1/τと、オクタン価80の燃料での1/τとの間を補間計算して算出する。   Steps 206 to 208 are parts for calculating 1 / τ of the estimated octane number OCTEST for the fuel. If a 1 / τ map is provided for each of a plurality of different octane numbers from the maximum octane number to the minimum octane number, the ROM capacity becomes too large. Therefore, here, the 1 / τ map for the fuel having the maximum octane number (for example, 100) and the minimum octane number Only 1 / τ map for (for example, 80) fuels, and 1 / τ for fuels with an octane number (octane number estimated value OCTEST) between the maximum octane number and the minimum octane number are the fuels of those octane number 100 fuels. It is calculated by interpolating between 1 / τ and 1 / τ for fuel with an octane number of 80.

具体的にはステップ206、207で圧縮開始時温度TC0と圧縮開始時圧力PC0とから図30A、図30Bを内容とするマップをそれぞれ検索することによりオクタン価100の燃料での1/τ、オクタン価80の燃料での1/τを算出する。各1/τは図30A、図30Bのように温度、圧力が大きくなるほど大きくなる値である。また、温度、圧力が同じであれば、オクタン価100の燃料での1/τのほうが、オクタン価80の燃料での1/τより大きい傾向を示す。従って、ステップ208ではオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τを次式(補間計算式)により算出する。   Specifically, in steps 206 and 207, by searching the maps having the contents shown in FIGS. 30A and 30B from the compression start temperature TC0 and the compression start pressure PC0, 1 / τ and octane number 80 for the fuel having the octane number 100 are obtained. 1 / τ is calculated for each fuel. Each 1 / τ is a value that increases as the temperature and pressure increase as shown in FIGS. 30A and 30B. Further, if the temperature and pressure are the same, 1 / τ for the fuel with an octane number of 100 tends to be greater than 1 / τ for the fuel with an octane number of 80. Therefore, in step 208, 1 / τ in the fuel of the estimated octane number OCTEST is calculated by the following equation (interpolation calculation equation).

1/τEST=1/τ80+(OCTEST−80)
×(1/τ100−1/τ80)/(100−80)
…(補17)
ただし、1/τEST:オクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τ、
1/τ100:オクタン価100の燃料での1/τ、
1/τ80 :オクタン価80の燃料での1/τ、
ここで、オクタン価推定値OCTESTの算出については図37により後述する。
1 / τEST = 1 / τ80 + (OCTEST-80)
× (1 / τ100-1 / τ80) / (100-80)
... (Supplement 17)
Where 1 / τEST: 1 / τ in the fuel of the estimated octane number OCTEST
1 / τ100: 1 / τ with 100-octane fuel
1 / τ80: 1 / τ with fuel of octane number 80
Here, calculation of the estimated octane value OCTEST will be described later with reference to FIG.

ステップ209ではこのオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τをSUMに加算する。SUMは1/τの積算値を表す。積算値SUMの初期値はゼロである。   In step 209, 1 / τ of the estimated octane number OCTEST with fuel is added to the SUM. SUM represents an integrated value of 1 / τ. The initial value of the integrated value SUM is zero.

ステップ209ではこのオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τをSUMに加算する。SUMは1/τの積算値を表す。積算値SUMの初期値はゼロである。   In step 209, 1 / τ of the estimated octane number OCTEST with fuel is added to the SUM. SUM represents an integrated value of 1 / τ. The initial value of the integrated value SUM is zero.

ステップ210ではこの積算値SUMと1とを比較する。積算値SUMが1に満たないときには自着火したタイミングでないのでステップ211に進んで現在のクランク角θと所定値const01を比較する。ここで、所定値const01には点火後のノックがもう生じないクランク角位置(例えば90degATDC)を設定している。現在のクランク角θが所定値const01を超えていないときにはステップ212に進み、クランク角を所定角度const02(例えば1deg)だけ進める。   In step 210, the integrated value SUM is compared with 1. When the integrated value SUM is less than 1, it is not the timing of self-ignition, so the routine proceeds to step 211 where the current crank angle θ is compared with the predetermined value const01. Here, a crank angle position (for example, 90 degATDC) at which knocking after ignition no longer occurs is set as the predetermined value const01. When the current crank angle θ does not exceed the predetermined value const01, the routine proceeds to step 212, and the crank angle is advanced by a predetermined angle const02 (for example, 1 deg).

ステップ213では現在のクランク角θのときの燃焼室5内の瞬間圧縮比εθを算出する。この瞬間圧縮比εθは燃焼室5の隙間容積Vcを燃焼室5の現在のクランク角θにおける容積で除算した値の逆数である。燃焼室5の現在のクランク角θにおける容積はピストン6のストローク位置つまりエンジンのクランク角により定まるので、クランク角θをパラメータとするテーブルを予め作成しておき現在のクランク角θからこのテーブルを検索することにより求めればよい。   In step 213, the instantaneous compression ratio εθ in the combustion chamber 5 at the current crank angle θ is calculated. This instantaneous compression ratio εθ is the reciprocal of the value obtained by dividing the clearance volume Vc of the combustion chamber 5 by the volume of the combustion chamber 5 at the current crank angle θ. Since the volume of the combustion chamber 5 at the current crank angle θ is determined by the stroke position of the piston 6, that is, the crank angle of the engine, a table with the crank angle θ as a parameter is created in advance and this table is searched from the current crank angle θ. What is necessary is just to ask for.

ステップ214では現在のクランク角θのときの燃焼質量割合BRを算出する。これには、まず現在のクランク角θから、燃焼質量割合を求めるためのクランク角Θ[degATDC]を算出する。   In step 214, the combustion mass ratio BR at the current crank angle θ is calculated. For this purpose, first, a crank angle Θ [degATDC] for obtaining a combustion mass ratio is calculated from the current crank angle θ.

この場合、変数としてのクランク角Θは圧縮上死点TDCを基準のゼロとしてこれより遅角側をプラス、これより進角側をマイナスに採った値であり、このクランク角Θ[degATDC]を用いると燃焼質量割合BRは第1基本点火時期MBTCAL1、第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1、後述する第1初期燃焼期間BURN1ref1、第1主燃焼期間BURN2ref1を用いて次のような一次式となる。   In this case, the crank angle Θ as a variable is a value obtained by taking the compression top dead center TDC as a reference zero and adding the retard side to the plus and the advance side minus to the crank angle Θ [degATDC]. When used, the combustion mass ratio BR is expressed by the following primary expression using the first basic ignition timing MBTCAL1, the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1, the first initial combustion period BURN1ref1 and the first main combustion period BURN2ref1 described later. .

第1燃焼遅れ期間;
BR=0 …(61)
第1初期燃焼期間;
BR=SS1×(Θ+MBTCAL1−IGNDEADref1)
…(62)
第1主燃焼期間 ;
BR=0.02+SS2×(Θ+MBTCAL1−IGNDEADref1
−BURN1ref1)
…(63)
ただし、SS1:0.02/BURN1ref1、
SS2:0.58/BURN2ref1、
ここで述べた燃焼質量割合BRの設定(初期設定)は、後述する図39、図40のステップ308の内容であるため、第1初期燃焼期間は「BURN1ref1」、第1主燃焼期間は「BURN2ref1」、第1点火無駄時間相当クランク角は「IGNDEADref1」、第1基本点火時期は「MBTCAL1」としてあり、図10のステップ171で算出されているBURN1、図12のステップ191で算出されているBURN2、図51のステップ421で算出されている点火無駄時間相当値IGNDEAD、図13のステップ191で算出されている基本点火時期MBTCALと区別する。ただし、物理的な意味としては変わりない。
First combustion delay period;
BR = 0 (61)
First initial combustion period;
BR = SS1 × (Θ + MBTCAL1-IGNEADrefref1)
... (62)
First main combustion period;
BR = 0.02 + SS2 × (Θ + MBTCAL1-IGNDEADref1
-BURN1ref1)
... (63)
However, SS1: 0.02 / BURN1ref1,
SS2: 0.58 / BURN2ref1,
Since the setting (initial setting) of the combustion mass ratio BR described here is the content of step 308 in FIGS. 39 and 40 described later, the first initial combustion period is “BURN1ref1”, and the first main combustion period is “BURN2ref1”. The first ignition dead time equivalent crank angle is “IGNEADref1”, the first basic ignition timing is “MBTCAL1”, BURN1 calculated in step 171 of FIG. 10, and BURN2 calculated in step 191 of FIG. The ignition dead time equivalent value IGNDEAD calculated in step 421 in FIG. 51 and the basic ignition timing MBTCAL calculated in step 191 in FIG. However, the physical meaning does not change.

従って、算出したクランク角Θが第1燃焼遅れ期間にあるときには(61)式により、第1初期燃焼期間にあるときには(62)式により、第1主燃焼期間にあるときには(63)式により燃焼質量割合を算出する。   Therefore, when the calculated crank angle Θ is in the first combustion delay period, the combustion is performed by the expression (61), when it is in the first initial combustion period, by the expression (62), and when in the first main combustion period, the combustion is performed by the expression (63). Calculate mass percentage.

ステップ215、216では燃焼室5内の燃料が燃焼したときの平均温度TC[K]と平均圧力PC[Pa]を次式により算出する。   In steps 215 and 216, an average temperature TC [K] and an average pressure PC [Pa] when the fuel in the combustion chamber 5 burns are calculated by the following equations.

TC=TC0×εθ^0・35
+CF#×QINJ×BR/(MASSZ+WIDRY+QINJ)
…(64)
PC=PC0×εθ^1.35×TC/TC0/εθ^0.35…(65)
ただし、εθ :瞬間圧縮比、
CF#:燃料の低位発熱量、
(64)、(65)式は燃焼室5内でガスが断熱圧縮されると共に定容変化で燃焼すると仮定したときの式である。すなわち、(64)式右辺第1項が断熱圧縮後の温度を、(65)式右辺のPC0×εθ^1.35が断熱圧縮後の圧力を、これに対して(64)式右辺第2項が定容変化で燃焼により温度上昇した分を、(65)式右辺のTC/TC0/εθ^0.35が定容変化での燃焼による圧力上昇率を表している。
TC = TC0 × εθ ^ 0 ・ 35
+ CF # × QINJ × BR / (MASSZ + WIDRY + QINJ)
... (64)
PC = PC0 × εθ ^ 1.35 × TC / TC0 / εθ ^ 0.35 (65)
Where εθ is the instantaneous compression ratio,
CF #: Lower heating value of fuel,
The equations (64) and (65) are equations when it is assumed that the gas is adiabatically compressed in the combustion chamber 5 and combusted with a constant volume change. That is, the first term on the right side of equation (64) is the temperature after adiabatic compression, PC0 × εθ ^ 1.35 on the right side of equation (65) is the pressure after adiabatic compression, and the second term on the right side of equation (64). TC / TC0 / εθ ^ 0.35 on the right side of Equation (65) represents the rate of pressure increase due to combustion at constant volume change, where the term is the temperature rise due to combustion at constant volume change.

ステップ217では燃焼室5内の未燃混合気の温度Tubを次式により算出する。   In step 217, the temperature Tub of the unburned mixture in the combustion chamber 5 is calculated by the following equation.

Tub=TC0×εθ^0・35×(PC/PC0/εθ^1.35)
^(0.35/1.35) …(66)
(66)式は燃焼室5内でガスが断熱圧縮されると共に、(64)式とは相違して、可逆断熱変化で燃焼すると仮定したときの式である。すなわち、(66)式右辺のTC0×εθ^0.35が断熱圧縮後の温度を、(66)式右辺の(PC/PC0/εθ^1.35)^(0.35/1.35)が可逆断熱変化での燃焼による温度上昇率を表している。
Tub = TC0 × εθ ^ 0 · 35 × (PC / PC0 / εθ ^ 1.35)
^ (0.35 / 1.35) (66)
The equation (66) is an equation when it is assumed that the gas is adiabatically compressed in the combustion chamber 5 and is burned by a reversible adiabatic change, unlike the equation (64). That is, TC0 × εθ ^ 0.35 on the right side of equation (66) represents the temperature after adiabatic compression, and (PC / PC0 / εθ ^ 1.35) ^ (0.35 / 1.35) on the right side of equation (66). Represents the rate of temperature rise due to combustion in a reversible adiabatic change.

なお、未燃混合気の圧力は上記(65)式の平均圧力PCと等しいと仮定する。   It is assumed that the pressure of the unburned mixture is equal to the average pressure PC in the above equation (65).

ここで、(64)式の平均温度TCと、(66)式の未燃混合気の温度Tubとの違いは次のようなものである。すなわち、(64)式の平均温度TCは燃焼室5内で発生した熱が燃焼室5内の全てのガスを昇温させると仮定したときの温度である。これに対して、(66)式の未燃混合気温度Tubは燃焼室5内でガスが既燃ガスと未燃ガスの2つに分離された状態にあり、燃焼室5内で発生した熱は既燃ガスのみを昇温させると仮定したときの温度である。そして、未燃混合気の自着火により急激な圧力上昇が生じてノックが発生する。   Here, the difference between the average temperature TC of the equation (64) and the temperature Tub of the unburned mixture of the equation (66) is as follows. That is, the average temperature TC in the equation (64) is a temperature when it is assumed that the heat generated in the combustion chamber 5 raises the temperature of all the gases in the combustion chamber 5. On the other hand, the unburned gas mixture temperature Tub of the equation (66) is in a state where the gas is separated into the burned gas and the unburned gas in the combustion chamber 5, and the heat generated in the combustion chamber 5. Is a temperature when it is assumed that only the burned gas is heated. Then, a sudden pressure increase occurs due to self-ignition of the unburned mixture, and knocking occurs.

この後はステップ206に戻り、ステップ206、207において、初回に用いた燃焼開始時温度TC0と燃焼開始時圧力PC0に代えて、今度はステップ216、217で得ている未燃混合気温度Tubと未燃混合気圧力(=PC)から図30A、図30Bを内容とするマップをそれぞれ検索することによりオクタン価100の燃料での1/τとオクタン価80の燃料での1/τとを算出する。そしてステップ208ではこれら2つの1/τに基づいてオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τを上記の(補17)式を用いて算出し、算出したオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τをステップ209で積算値SUMに積算する。そして、積算後のSUMと1をステップ210で、また現在のクランク角θと所定値const01をステップ211で比較する。積算値SUMが1に満たずかつクランク角θが所定値const02を超えていない場合にはステップ212〜217の操作を行って燃焼室平均圧力PCと未燃混合気温度Tubを算出し、再びステップ206〜217の操作を繰り返す。   Thereafter, the process returns to Step 206. In Steps 206 and 207, instead of the initial combustion start temperature TC0 and the combustion start pressure PC0, the unburned mixture temperature Tub obtained in Steps 216 and 217 is changed. By searching maps containing the contents of FIG. 30A and FIG. 30B from the unburned mixture pressure (= PC), 1 / τ for an octane number 100 fuel and 1 / τ for an octane number 80 fuel are calculated. In step 208, 1 / τ in the fuel of the estimated octane number OCTEST is calculated based on these two 1 / τ using the above-mentioned (Supplement 17), and 1 / τ in the fuel of the calculated octane number estimated value OCTEST is calculated. In step 209, τ is integrated into the integrated value SUM. Then, the summed SUM and 1 are compared in step 210, and the current crank angle θ and the predetermined value const01 are compared in step 211. When the integrated value SUM is less than 1 and the crank angle θ does not exceed the predetermined value const02, the operations of steps 212 to 217 are performed to calculate the combustion chamber average pressure PC and the unburned mixture temperature Tub, and the step is again performed. The operations 206 to 217 are repeated.

このようにクランク角θを所定値const02進める毎に燃焼室平均圧力PCと未燃混合気温度Tubを算出し直してオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τを算出しこれを積算値SUMに積算することで、ステップ209における積算値SUMが1に向かって徐々に大きくなってゆく。   Thus, every time the crank angle θ is advanced by the predetermined value const02, the combustion chamber average pressure PC and the unburned mixture temperature Tub are recalculated to calculate 1 / τ in the fuel of the estimated octane number OCTEST, and this is used as the integrated value SUM. By integrating, the integrated value SUM in step 209 gradually increases toward 1.

やがて積算値SUMが1以上となったときには自着火時期(ノック発生時期)になったと判断し、ステップ210より図33のステップ218に進んでそのときのクランク角θを自着火時期θknkに移す。   When the integrated value SUM eventually becomes 1 or more, it is determined that the self-ignition timing (knock occurrence time) has come, and the routine proceeds from step 210 to step 218 in FIG. 33, and the crank angle θ at that time is shifted to the self-ignition timing θknk.

図33のステップ219では、図31に示した初期設定の燃焼質量割合BRの特性を用いて自着火時の燃焼質量割合BRknkを算出する。これは自着火時期θknkが初期燃焼期間にあるときにはこの自着火時期θknkを圧縮上死点TDCを基準とする上記のクランク角Θに変換し、その変換したクランク角Θを上記の(62)式に、また自着火時期θknkが主燃焼期間にあるときにはこの自着火時期θknkを圧縮上死点TDCを基準とする上記のクランク角Θに変換し、その変換したクランク角Θを上記の(63)式にそれぞれ代入することによって求めることができる。   In step 219 of FIG. 33, the combustion mass ratio BRknk at the time of self-ignition is calculated using the characteristics of the initial combustion mass ratio BR shown in FIG. This is because when the auto-ignition timing θknk is in the initial combustion period, the auto-ignition timing θknk is converted into the crank angle Θ based on the compression top dead center TDC, and the converted crank angle Θ is expressed by the above equation (62). In addition, when the self-ignition timing θknk is in the main combustion period, the self-ignition timing θknk is converted into the crank angle Θ based on the compression top dead center TDC, and the converted crank angle Θ is converted into the above (63) It can be obtained by assigning each to the formula.

ステップ220では、燃焼室5の自着火時θknkにおける平均温度TEを算出する。これは上記(64)式右辺の燃焼質量割合BRに1.0を代入して得られる燃焼室5の平均温度TCを燃焼室5の自着火時平均温度TEとして求めればよい。   In step 220, an average temperature TE at the time of self-ignition of the combustion chamber 5 at θknk is calculated. This may be obtained by calculating the average temperature TC of the combustion chamber 5 obtained by substituting 1.0 into the combustion mass ratio BR on the right side of the equation (64) as the self-ignition average temperature TE of the combustion chamber 5.

ステップ221では、燃焼室5の自着火時期θknkにおける容積Vknkを算出する。燃焼室5の自着火時期θknkにおける容積Vknkは、燃焼室5の現在のクランク角θにおける容積と同様に、ピストン6のストローク位置つまりエンジンのクランク角により定まるので、クランク角θをパラメータとするテーブルを予め作成しておき自着火時θknkからこのテーブルを検索することにより求めればよい。   In step 221, the volume Vknk of the combustion chamber 5 at the self-ignition timing θknk is calculated. Since the volume Vknk of the combustion chamber 5 at the self-ignition timing θknk is determined by the stroke position of the piston 6, that is, the crank angle of the engine, similarly to the volume at the current crank angle θ of the combustion chamber 5, a table using the crank angle θ as a parameter. May be obtained by searching this table from θknk during self-ignition.

ステップ222では燃料量QINJ[g]と自着火時の燃焼質量割合BRknkとから自着火時の未燃燃料量MUB[g]を次式により算出する。   In step 222, the unburned fuel amount MUB [g] at the time of self-ignition is calculated from the fuel amount QINJ [g] and the combustion mass ratio BRknk at the time of self-ignition by the following equation.

MUB=QINJ×(1−BRknk) …(67)
(67)式は上記(補10)式そのものである。
MUB = QINJ × (1-BRknk) (67)
The expression (67) is the above (complement 10) itself.

ステップ223では総ガスモル数MLALLを算出する。これについては図34のフローにより説明する。   In step 223, the total gas mole number MLALL is calculated. This will be described with reference to the flowchart of FIG.

図34(図33ステップ223のサブルーチン)において、ステップ241では図32のステップ202で算出されている内部不活性ガス量MASSZ[g]、シリンダ新気量WIDRY[g]、燃料量QINJ[g]を読み込み、ステップ242で燃焼室5の内部不活性ガス率RTOEGRを次式により算出する。   34 (subroutine of step 223 in FIG. 33), in step 241, the internal inert gas amount MASSZ [g], the cylinder fresh air amount WIDRY [g], and the fuel amount QINJ [g] calculated in step 202 of FIG. In step 242, the internal inert gas ratio RTOEGR in the combustion chamber 5 is calculated by the following equation.

RTOEGR=MASSZ/(MASSZ+WIDRY+QINJ)…(68)
ステップ243では燃焼室5内の燃料が全て燃焼した(つまりBR=1)ときの各ガス成分のモル数を算出する。ただし、ガス成分としては、燃料のほかは、O2、N2、CO2、CO、H2Oに限定する。また、ガソリンの燃料組成をC714で近似している。
RTOEGR = MASSZ / (MASSZ + WIDRY + QINJ) (68)
In step 243, the number of moles of each gas component when all the fuel in the combustion chamber 5 is burned (that is, BR = 1) is calculated. However, the gas components are limited to O 2 , N 2 , CO 2 , CO, and H 2 O other than the fuel. Further, the fuel composition of gasoline is approximated by C 7 H 14 .

まず、燃料量QINJ[g]の燃料が燃焼した後に発生する総排出ガスのモル数WEDRY[mol]と排出ガス中のO2、N2、CO2、CO、H2Oといったそれぞれのガス成分のモル数XEO2[mol]、XEN2[mol]、XECO2[mol]、XECO[mol]、XEH2O[mol]を次のように算出する。 First, the number of moles WEDRY [mol] of the total exhaust gas generated after the fuel amount QINJ [g] is combusted and the respective gas components such as O 2 , N 2 , CO 2 , CO, and H 2 O in the exhaust gas The number of moles of XEO2 [mol], XEN2 [mol], XECO2 [mol], XECO [mol], and XEH2O [mol] is calculated as follows.

総排出ガス;WEDRY=MIDRY#×WlDRY−QlNJ
/(B#×AC#+A#×AH)×(A#/4) …(69.1)
酸素 ;XEO2 ={MIDRY#×WlDRY×0.21−QINJ
/(B#×AC#+A#×AH)×(B#+A#/4)}
/WEDRY …(69.2)
二酸化炭素;XECO2={QINJ/(B#×AC#+A#×AH#)×B#}
/WEDRY …(69.3)
一酸化炭素;XECO =0 …(69.4)
窒素 ;XEN2 =1−XEO2−XECO2−XECO …(69.5)
水 ;XEH2O={MIDRY#×WIDRY×15/745
+QINJ/(B#×AC#+A#×AH#)
×A#/2}/WEDRY …(69.6)
ただし、MIDRY#:1g当たりの新気ガスのモル数
AH#:水素のモル質量、
AC#:炭素のモル質量、
A#、B#:定数、
ここで、ガソリンの組成をC714で近似しているため、定数A#は14、定数B#は7である。
Total exhaust gas; WEDRY = MIDRY # × WlDRY-QlNJ
/ (B # × AC # + A # × AH) × (A # / 4) (69.1)
Oxygen; XEO2 = {MIDRY # × WlDRY × 0.21-QINJ
/ (B # × AC # + A # × AH) × (B # + A # / 4)}
/ WEDRY (69.2)
Carbon dioxide; XECO2 = {QINJ / (B # × AC # + A # × AH #) × B #}
/ WEDRY (69.3)
Carbon monoxide; XECO = 0 (69.4)
Nitrogen: XEN2 = 1-XEO2-XECO2-XECO (69.5)
Water; XEH2O = {MIDRY # × WIDRY × 15/745
+ QINJ / (B # × AC # + A # × AH #)
× A # / 2} / WEDRY (69.6)
However, MIDRY #: Number of moles of fresh gas per gram
AH #: molar mass of hydrogen,
AC #: molar mass of carbon,
A #, B #: constant,
Here, since the composition of gasoline is approximated by C 7 H 14 , the constant A # is 14 and the constant B # is 7.

次に、燃焼サイクル初期の各ガス成分のモル数WGAS[mol]、WEGR[mol]、WO2[mol]、WN2[mol]、WCO2[mol]、WCO[mol]、WH2O[mol]を次のように算出する。   Next, the number of moles of each gas component at the initial stage of the combustion cycle WGAS [mol], WEGR [mol], WO2 [mol], WN2 [mol], WCO2 [mol], WCO [mol], WH2O [mol] Calculate as follows.

燃料 ;WGAS=QINJ/(B#×AC#+A#×AH#)
…(70.1)
不活性ガス;WEGR=MIDRY#×WIDRY×RTOEGR…(70.2)
酸素 ;WO2 =MIDRY#×WIDRY×0.21+WEGR×XEO2
…(70.3)
窒素 ;WN2 =MIDRY#×WIDRY×0.89+WEGR×XEN2
…(70.4)
二酸化炭素;WCO2=WEGR×XECO2 …(70.5)
一酸化炭素;WCO =WEGR×XECO …(70.6)
水 ;WH2O=MIDRY#×WIDRY×15/745
+WEGR×XEH2O …(70.7)
次に、全て燃焼した(つまりBR=1)ときの各ガス成分のモル数MLGAS[mol]、MLO2[mol]、MLN2[mol]、MLCO2[mol]、MLCO[mol]、MLH2O[mol]を次のように算出する。
Fuel: WGAS = QINJ / (B # × AC # + A # × AH #)
... (70.1)
Inert gas; WEGR = MIDRY # × WIDRY × RTOEGR (70.2)
Oxygen: WO2 = MIDRY # × WIDRY × 0.21 + WEGR × XEO2
... (70.3)
Nitrogen; WN2 = MIDRY # × WIDRY × 0.89 + WEGR × XEN2
... (70.4)
Carbon dioxide; WCO2 = WEGR × XECO2 (70.5)
Carbon monoxide; WCO = WEGR × XECO (70.6)
Water; WH2O = MIDRY # × WIDRY × 15/745
+ WEGR × XEH2O (70.7)
Next, the number of moles MGLAS [mol], MLO2 [mol], MLN2 [mol], MLCO2 [mol], MLCO [mol], MLH2O [mol] of each gas component when all are combusted (that is, BR = 1). Calculate as follows.

燃料 ;MLGAS=WGAS−QINJ/(B#×AC#+A#×AH#)
…(71.1)
酸素 ;MLO2 =WO2−(B#+A#/4)×QlNJ
/(B#×AC#+A#×AH#) …(71.2)
窒素 ;MLN2 =WN2 …(71.3)
二酸化炭素;MLCO2=WCO2+B#×QINJ
/(B#×AC#+A#×AH#) …(71.4)
一酸化炭素;MLCO =WCO …(71.5)
水 ;MLH2O=WH2O+A#/2×QINJ
/(B#×AC#+A#×AH#) …(71.6)
これで、燃焼室5内の燃料が全て燃焼した(つまりBR=1)ときの各ガス成分のモル数の算出を終了するので、ステップ244に進み各ガス成分のモル数の総和を燃焼室5内の燃料が全て燃焼したときの総ガスモル数MLALLとして、つまり次式により総ガスモル数MLALLを算出する。
Fuel; MLGAS = WGAS-QINJ / (B # × AC # + A # × AH #)
... (71.1)
Oxygen; MLO2 = WO2- (B # + A # / 4) × QlNJ
/ (B # × AC # + A # × AH #) (71.2)
Nitrogen; MLN2 = WN2 (71.3)
Carbon dioxide; MLCO2 = WCO2 + B # × QINJ
/ (B # × AC # + A # × AH #) (71.4)
Carbon monoxide; MLCO = WCO (71.5)
Water; MLH2O = WH2O + A # / 2 × QINJ
/ (B # × AC # + A # × AH #) (71.6)
This completes the calculation of the number of moles of each gas component when all the fuel in the combustion chamber 5 has been burned (that is, BR = 1), and thus the process proceeds to step 244 to calculate the sum of the number of moles of each gas component. As the total number of gas moles MLALL when all of the fuel is burned, that is, the total number of gas moles MLALL is calculated by the following equation.

MLALL=MLGAS+MLO2+MLN2+MLCO2+MLCO+MLH2O
…(71.7)
このようにして総ガスモル数MLALLの算出を終わったら図33のステップ224に戻り、ガスエンタルピ(自着火する燃料ガスのエンタルピ)E[cal/mol]を算出する。このガスエンタルピの算出については図35のフローにより説明する。図35(図33ステップ224のサブルーチン)においてステップ251では、図33のステップ220で算出されている燃焼室5の自着火時平均温度TE、図34のステップ243、244で算出されている各ガス成分のモル数MLGAS、MLO2、MLN2、MLCO2、MLCO、MLH2O、総ガスモル数MLALLを読み込む。
MLALL = MLGAS + MLO2 + MLN2 + MLCO2 + MLCO + MLH2O
... (71.7)
When the calculation of the total gas mole number MLALL is completed in this way, the process returns to step 224 in FIG. 33 to calculate the gas enthalpy (enthalpy of self-ignited fuel gas) E [cal / mol]. The calculation of the gas enthalpy will be described with reference to the flow of FIG. 35 (subroutine of step 224 in FIG. 33), in step 251, the self-ignition average temperature TE of the combustion chamber 5 calculated in step 220 of FIG. 33, and each gas calculated in steps 243 and 244 of FIG. The number of moles of components MLGAS, MLO2, MLN2, MLCO2, MLCO, MLH2O, and the total number of moles of gas MLALL are read.

ステップ252では自着火時平均温度TEから各ガス成分のエンタルピEO2、EN2、ECO2、ECO、EH2Oを算出する。各ガス成分のエンタルピは次の水谷の実験式(内燃機関vol.11 No.125p79参照)を用いて算出すればよい。
(1)TE<1200Kの場合
E=A0#+1000×(A1#×(TE/1000)
+A2#/2×(TE/1000)^2
+A3#/3×(TE/1000)^3
+A4#/4×(TE/1000)^4
+A5#/5×(TE/1000)^5)+HDL#…(72.1)
(2)TE>1200Kの場合
E=B0#+1000×(B1#×(TE/1000)
+B2#×LN(TE/1000)
−B3#/(TE/1000)
−B4#/2/(TE/1000)^2
−B5#/3/(TE/1000)^3)+HDL#…(72.2)
ただし、A0#〜A5#、B0〜B5#、HDL#は実験により求める適合値、
ステップ253では燃料のエンタルピEGを次式により算出する。
In step 252, enthalpy EO2, EN2, ECO2, ECO, EH2O of each gas component is calculated from the average temperature TE during self-ignition. What is necessary is just to calculate the enthalpy of each gas component using the following Mizutani empirical formula (refer to internal combustion engine vol.11 No.125p79).
(1) When TE <1200K E = A0 # + 1000 × (A1 # × (TE / 1000)
+ A2 # / 2 × (TE / 1000) ^ 2
+ A3 # / 3 × (TE / 1000) ^ 3
+ A4 # / 4 × (TE / 1000) ^ 4
+ A5 # / 5 × (TE / 1000) ^ 5) + HDL # (72.1)
(2) When TE> 1200K E = B0 # + 1000 × (B1 # × (TE / 1000)
+ B2 # × LN (TE / 1000)
-B3 # / (TE / 1000)
-B4 # / 2 / (TE / 1000) ^ 2
-B5 # / 3 / (TE / 1000) ^ 3) + HDL # (72.2)
However, A0 # to A5 #, B0 to B5 #, and HDL # are adapted values obtained by experiments,
In step 253, the enthalpy EG of the fuel is calculated by the following equation.

EG=B#/AC#×ECO2+A#/AH#×EH20/2
+(B#/AC#+A#/AH#/4)×EO2…(72.3)
ステップ254では各ガス成分の平均エンタルピEを次式により計算して図35の処理を終了し、図33のステップ225に戻る。
EG = B # / AC # × ECO2 + A # / AH # × EH20 / 2
+ (B # / AC # + A # / AH # / 4) × EO2 (72.3)
In step 254, the average enthalpy E of each gas component is calculated by the following equation, the processing in FIG. 35 is terminated, and the processing returns to step 225 in FIG.

E=(MLGAS×EG+MLO2×EO2+MLN2×EN2
+MLCO2×ECO2+MLCO×ECO+MLH2O×EH2O)
/MLALL …(72.4)
図33のステップ225では既燃ガスの定容比熱Cv[J/K・g]をガスエンタルピE、燃焼室5の自着火時平均温度TEを用いて次式により計算する。
E = (MLGAS × EG + MLO2 × EO2 + MLN2 × EN2
+ MLCO2 × ECO2 + MLCO × ECO + MLH2O × EH2O)
/ MLALL (72.4)
In step 225 of FIG. 33, the constant volume specific heat Cv [J / K · g] of the burned gas is calculated by the following equation using the gas enthalpy E and the average temperature TE at the time of self-ignition of the combustion chamber 5.

Cv=E/TE−R# …(73)
ただし、R#:普遍気体定数、
(73)式は上記(補14)式においてT→TE、R→R#の置き換えにより得られる式である。
Cv = E / TE-R # (73)
Where R #: universal gas constant,
Expression (73) is an expression obtained by replacing T → TE and R → R # in the above (complement 14).

ステップ226は自着火による圧力上昇分つまりノックによる圧力上昇分DP[Pa]を次式により算出する。   In step 226, the pressure increase due to self-ignition, that is, the pressure increase DP [Pa] due to knocking is calculated by the following equation.

DP=(WALL×MUB×R#×CF#)
/{Cv×Vknk×(MASSZ+QINJ+WIDRY)}
…(74)
ただし、CF#:燃料の低位発熱量、
(74)式の圧力上昇分DPは図29に示したようにノック発生により燃焼室5内の圧力がステップ的に大きくなるので、この圧力上昇分を計算式により求めるようにしたものである。
DP = (WALL × MUB × R # × CF #)
/ {Cv × Vknk × (MASSZ + QINJ + WIDRY)}
... (74)
Where CF #: lower heating value of fuel,
As shown in FIG. 29, the pressure increase DP in the equation (74) is such that the pressure in the combustion chamber 5 increases stepwise due to the occurrence of knocking.

(74)式は上記(補9)式においてdP→DP、n→MLALL、R→R#、V→Vknk、M→MASSZ+WIDRY+QINJの置き換えにより得られる式である。   Expression (74) is an expression obtained by replacing dP → DP, n → MLALL, R → R #, V → Vknk, M → MASSZ + WIDRY + QINJ in the above (Appendix 9).

ステップ227ではノック強度推定値基本値KIC0を次式により算出する。   In step 227, the knock magnitude estimated value basic value KIC0 is calculated by the following equation.

KIC0=相関係数1×DP …(75)
ここで、(75)式右辺の相関係数1はノック強度との相関を表すための係数である。この場合、ノックによる圧力上昇分DPが大きいほどノック強度推定値基本値KIC0が大きくなるようにしている。
KIC0 = correlation coefficient 1 × DP (75)
Here, the correlation coefficient 1 on the right side of equation (75) is a coefficient for representing the correlation with the knock intensity. In this case, the knock strength estimated value basic value KIC0 increases as the pressure increase DP due to knock increases.

ステップ228ではエンジン回転速度NRPMから図36を内容とするテーブルを検索することにより回転速度補正係数KNを次式により算出し、ステップ229でこの回転速度補正係数KNをノック強度推定値基本値KIC0に乗算した値を第1ノック強度推定値KICとして、つまり次式により第1ノック強度推定値KICを算出する。   In step 228, a rotational speed correction coefficient KN is calculated from the engine rotational speed NRPM by searching a table having the contents shown in FIG. 36, and in step 229, this rotational speed correction coefficient KN is set to the knock magnitude estimated value basic value KIC0. The multiplied value is used as the first knock magnitude estimated value KIC, that is, the first knock magnitude estimated value KIC is calculated by the following equation.

KIC=KIC0×KN …(76)
ここで、回転速度補正係数KNは、エンジン回転速度NRPMが低いときのほうが回転速度が高いときよりノックによる圧力振動をドライバーが強く感じるので、この違いを第1ノック強度推定値に反映させるためのものである。すなわち、図36のようにKNの値は、基準回転速度NRPM0のときを1.0としてこれより低い回転速度域では1.0を超える値、この逆に基準回転速度NRPM0より高い回転速度域で1.0未満の値である。実際の値は実験により適合する。
KIC = KIC0 × KN (76)
Here, the rotational speed correction coefficient KN is for the driver to feel pressure vibration due to knock more strongly when the engine rotational speed NRPM is lower than when the rotational speed is high, so that this difference is reflected in the first knock strength estimated value. Is. That is, as shown in FIG. 36, the value of KN is 1.0 when the reference rotational speed NRPM0 is 1.0 and exceeds 1.0 in a lower rotational speed range, and conversely in a higher rotational speed range than the reference rotational speed NRPM0. The value is less than 1.0. Actual values are adapted by experiment.

一方、積算値SUMが1に達しないことあり、このときには図32のステップ211において、現在のクランク角θがやがて所定値const01を超える。このときには図32のステップ211より図33のステップ230に進み所定値を第1ノック強度推定値KICに入れて今回の処理を終了する。   On the other hand, the integrated value SUM may not reach 1, and at this time, the current crank angle θ eventually exceeds the predetermined value const01 in step 211 of FIG. At this time, the process proceeds from step 211 in FIG. 32 to step 230 in FIG. 33, where a predetermined value is entered in the first knock magnitude estimated value KIC, and the current process is terminated.

次に、運転中における燃料のオクタン価推定値OCTESTの算出を図37のフローにより説明する。オクタン価の推定はノックセンサ47からの信号に基づいてノックが生じたか否かを検出しつつ行うので、図37のフローは点火毎に点火の直後に実行する。ここで、点火毎に実行するにはクランク角センサ(33、34)からの信号により作られる基準位置信号の入力より所定のクランク角が経過したタイミングで実行すればよい。   Next, calculation of the estimated octane number OCTEST of the fuel during operation will be described with reference to the flow of FIG. Since the estimation of the octane number is performed while detecting whether or not knocking has occurred based on the signal from the knock sensor 47, the flow in FIG. 37 is executed immediately after ignition for each ignition. Here, in order to execute each ignition, it may be executed at a timing at which a predetermined crank angle has elapsed from the input of a reference position signal generated by a signal from the crank angle sensor (33, 34).

図37においてステップ261ではノックセンサ47を用いてノックが生じているか否かをみる。例えばノックセンサ47により検出される電圧値と所定値とを比較し、電圧値が所定値を超えていればノックが発生している、つまりオクタン価推定値OCTESTが実際のオクタン価より大きいと判断しステップ262に進み、オクタン価推定値OCTESTを第1の所定値const03だけ小さくする。つまり、次式によりオクタン価推定値OCTESTを更新する。   In FIG. 37, at step 261, the knock sensor 47 is used to check whether knock has occurred. For example, the voltage value detected by the knock sensor 47 is compared with a predetermined value, and if the voltage value exceeds the predetermined value, it is determined that knock has occurred, that is, the estimated octane number OCTEST is greater than the actual octane number. Proceeding to 262, the estimated octane value OCTEST is reduced by the first predetermined value const03. That is, the estimated octane value OCTEST is updated by the following equation.

OCTEST(new)=OCTEST(old)−const03…(79)
ただし、OCTEST(new):更新後のオクタン価推定値、
OCTEST(old):更新前のオクタン価推定値、
const03 :小さくする側への更新量、
ノックが検出されない場合にはステップ261よりステップ263に進み図2のステップ3において算出されている点火時期最小値PADV[degBTDC]と図2のステップ1において算出されている基本点火時期MBTCAL[degBTDC]を比較する。点火時期最小値PADVが基本点火時期MBTCALと一致するときにはオクタン価推定値OCTESTと実際のオクタン価が一致しており、従ってオクタン価推定値を変更する必要がないので、そのまま今回の処理を終了する。
OCTEST (new) = OCTEST (old) -const03 (79)
However, OCTEST (new): Estimated value of octane number after update,
OCTEST (old): Estimated octane value before update,
const03: update amount to the side to be reduced,
If knock is not detected, the routine proceeds from step 261 to step 263, where the ignition timing minimum value PADV [degBTDC] calculated in step 3 of FIG. 2 and the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC] calculated in step 1 of FIG. Compare When the minimum ignition timing value PADV coincides with the basic ignition timing MBTCAL, the estimated octane number OCTEST and the actual octane number coincide with each other. Therefore, it is not necessary to change the estimated octane number, so the current process is terminated.

一方、点火時期最小値PADVが基本点火時期MBTCALと一致しないときにはオクタン価推定値OCTESTと実際のオクタン価が一致しておらずその結果として点火時期が遅角されていると判断し、ステップ263よりステップ264に進んでカウンタ値countと所定値const04とを比較する。カウンタ値countの初期値はゼロであり、ステップ264に進んできた当初はカウンタ値countが所定値const04未満にあるので、このときにはステップ265に進み、カウンタ値countを1だけインクリメントする。すなわち、カウンタ値countは図37のフローを一回実行する毎に値が1ずつ増すので、やがてカウンタ値countが所定値const04以上になる。このときにはステップ264よりステップ266に進んでオクタン価推定値OCTESTを第2の所定値const05だけ増やす。つまり、次式によりオクタン価推定値OCTESTを更新する。   On the other hand, when the ignition timing minimum value PADV does not coincide with the basic ignition timing MBTCAL, it is determined that the estimated octane number OCTEST does not coincide with the actual octane number, and as a result, the ignition timing is retarded. Then, the counter value count is compared with the predetermined value const04. The initial value of the counter value count is zero. Since the counter value count is initially less than the predetermined value const04 after proceeding to step 264, the process proceeds to step 265 and the counter value count is incremented by one. That is, the counter value count increases by 1 each time the flow of FIG. 37 is executed once, so that the counter value count eventually becomes equal to or greater than the predetermined value const04. At this time, the routine proceeds from step 264 to step 266, where the octane number estimated value OCTEST is increased by the second predetermined value const05. That is, the estimated octane value OCTEST is updated by the following equation.

OCTEST(new)=OCTEST(old)+const05…(80)
ただし、OCTEST(new):更新後のオクタン価推定値、
OCTEST(old):更新前のオクタン価推定値、
const05 :大きくする側への更新量、
オクタン価推定値OCTESTの更新は、カウンタ値countが所定値const04となる毎であるので、ステップ267ではカウンタ値countをゼロにリセットする。
OCTEST (new) = OCTEST (old) + const05 (80)
However, OCTEST (new): Estimated value of octane number after update,
OCTEST (old): Estimated octane value before update,
const05: Update amount to the side to be increased,
Since the estimated octane value OCTEST is updated every time the counter value count reaches the predetermined value const04, the counter value count is reset to zero in step 267.

図38は点火時期、カウンタ値count、オクタン価推定値OCTESTの動きを示している。図示のようにt01のタイミングでノックセンサ47によりノックを検出したときにはオクタン価推定値OCTESTが実際のオクタン価より大きい結果であると判断されオクタン価推定値OCTESTが第1の所定値const03だけステップ的に小さくされる。この結果、ノックが生じないようであれば、カウンタ値countが所定値const04に達する毎に今度はオクタン価推定値OCTESTが第2の所定値const05ずつ大きくなってゆく。そして、t02のタイミングで点火時期最小値PADVがMBTCALに一致した後はオクタン価推定値OCTESTの更新が中止されそのときの値が保持される。その後のt03のタイミングで再びノックが生じれば上記の操作が繰り返される。   FIG. 38 shows the movement of the ignition timing, the counter value count, and the estimated octane number OCTEST. As shown in the figure, when knocking is detected by the knock sensor 47 at timing t01, it is determined that the estimated octane number OCTEST is greater than the actual octane number, and the estimated octane number OCTEST is decreased stepwise by the first predetermined value const03. The As a result, if knock does not occur, every time the counter value count reaches the predetermined value const04, the estimated octane value OCTEST increases by the second predetermined value const05. Then, after the ignition timing minimum value PADV coincides with MBTCAL at the timing of t02, the update of the octane number estimated value OCTEST is stopped and the value at that time is held. If knocking occurs again at the subsequent timing t03, the above operation is repeated.

このようにして算出されるオクタン価推定値OCTESTは図32のステップ208でのオクタン価推定値OCTESTの燃料での1/τの算出に用いられる。   The octane estimated value OCTEST calculated in this way is used to calculate 1 / τ for the fuel of the octane estimated value OCTEST in step 208 of FIG.

図39、図40(図2のステップ2のサブルーチン)は第2ノック限界点火時期KNOCKcalを算出するためのもので、クランク角が所定の時期(例えばMBTCAL)になると実行する。   39 and 40 (subroutine of step 2 in FIG. 2) are for calculating the second knock limit ignition timing KNOCKcal, and are executed when the crank angle reaches a predetermined timing (for example, MBTCAL).

図39においてステップ301〜307は第1基本点火時期MBTCAL1[degBTDC]を算出する部分で、基本的に前述の図10、図12、図13で示した基本点火時期MBTCALの算出方法と同じである。ただし、前述の図10、図12においては初期燃焼期間の終了時期における燃焼質量割合である2%(=BR1)と、燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0とを用いて初期燃焼期間BURN1を(図10のステップ171参照)、また主燃焼期間の終了時期における燃焼質量割合である58%(=BR2)と、燃焼室5の圧縮上死点時期における容積VTDCとを用いて主燃焼期間BURN2を(図12のステップ191参照)算出したのに対して、ここでは第1初期燃焼期間の中間時期における燃焼質量割合である1%(=BR1p)と、燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1pとを用いて第1初期燃焼期間BURN1ref1を(図41のステップ351参照)、また第1主燃焼期間の中間時期近傍における燃焼質量割合である31%(=BRmb31p)と、燃焼室の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31pとを用いて第1主燃焼期間BURN2ref1を(図42のステップ371参照)算出する。   39, steps 301 to 307 are portions for calculating the first basic ignition timing MBTCAL1 [degBTDC], and are basically the same as the basic ignition timing MBTCAL calculation methods shown in FIGS. 10, 12, and 13 described above. . However, in FIGS. 10 and 12 described above, the initial combustion period BURN1 is set using 2% (= BR1) which is the combustion mass ratio at the end time of the initial combustion period and the volume V0 at the combustion start time of the combustion chamber 5. (Refer to Step 171 in FIG. 10) Further, the main combustion period BURN2 using 58% (= BR2) which is the combustion mass ratio at the end timing of the main combustion period and the volume VTDC at the compression top dead center timing of the combustion chamber 5. (Refer to step 191 in FIG. 12), here, 1% (= BR1p) which is the combustion mass ratio in the intermediate period of the first initial combustion period, and 1% when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 1% Is used to determine the first initial combustion period BURN1ref1 (see step 351 of FIG. 41) and the combustion mass in the vicinity of the intermediate period of the first main combustion period. A multiplexer 31% and (= BRmb31p), to calculate a first main combustion period BURN2ref1 using the volume Vmb31p during mass fraction burned 31% of the combustion chamber (see step 371 in FIG. 42).

これは、開発当初は上記(19)式、(22)式に示したように、燃焼室容積(V0、VTDC)について燃焼開始時期や圧縮上死点時期を、燃焼質量割合(BR1、BR2)について終了時期をバラバラに採用していたのであるが、上記(19)式及び(22)式はそもそも実験式であり、その後の実験により各燃焼期間のほぼ中間時期を採用するほうがより平均的な値が得られることが判明したため、燃焼期間を算出するための値である燃焼室容積、燃焼質量割合とも中間時期の値を採用し直すようにしたものである。すなわち、第1初期燃焼期間(後述する第2初期燃焼期間についても)については燃焼質量割合が0%より2%の区間であるので、そのちょうど1/2の1%時を採用する。第1主燃焼期間(後述する第2主燃焼期間についても)については燃焼質量割合が2%より58%の区間であるので、そのちょうど1/2は28%となるが図31に示したように面積的には後半のほうが大きいので、後半に少し偏らせた31%時を採用する。ただし、31%時に限定されるものでなく、これに近いタイミングであればかまわない。   As shown in the above equations (19) and (22) at the beginning of development, the combustion start time and compression top dead center time for the combustion chamber volume (V0, VTDC) are represented by the combustion mass ratio (BR1, BR2). However, the above formulas (19) and (22) are empirical formulas in the first place, and it is more average to adopt almost the intermediate period of each combustion period in subsequent experiments. Since it has been found that the value can be obtained, the values for the intermediate period are again adopted for the combustion chamber volume and the combustion mass ratio, which are values for calculating the combustion period. That is, for the first initial combustion period (also for the second initial combustion period to be described later), the combustion mass ratio is in the interval of 2% from 0%, so the time of 1%, which is exactly 1/2, is adopted. The first main combustion period (also in the second main combustion period described later) is a section where the combustion mass ratio is 58% from 2%, so that exactly 1/2 is 28%, as shown in FIG. In terms of area, the latter half is larger, so the 31% time slightly biased to the latter half is adopted. However, the timing is not limited to 31%, and may be any timing close to this.

詳述すると、図39においてステップ301では図10のステップ171で算出されている初期燃焼期間BURN1、[deg]、図12のステップ191で算出されている主燃焼期間BURN2[deg]、図13のステップ43で算出されている基本点火時期MBTCAL[degBTDC]のほか、図51のステップ421で算出されている点火無駄時間相当値IGNDEAD[deg]、図5のステップ16で算出されている基準クランク角θPMAX[degATDC]を読み込む。   Specifically, in FIG. 39, in step 301 in FIG. 39, the initial combustion period BURN1, [deg] calculated in step 171 in FIG. 10, the main combustion period BURN2 [deg] calculated in step 191 in FIG. 12, and in FIG. In addition to the basic ignition timing MBTCAL [degBTDC] calculated in step 43, the ignition dead time equivalent value IGNDEAD [deg] calculated in step 421 in FIG. 51, and the reference crank angle calculated in step 16 in FIG. Read θPMAX [degATDC].

ステップ302では基本点火時期MBTCALを点火時期θign[degBTDC]に移し、ステップ303、304で燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1p[m3]及び燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31p[m3]を変数であるθign−IGNDEAD−BURN1/2、θign−IGNDEAD−BURN1−BURN2/2の関数として次式により算出する。 In step 302, the basic ignition timing MBTCAL is shifted to the ignition timing θign [degBTDC], and in steps 303 and 304, the volume Vmb1p [m 3 ] when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 1% and the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 31%. The volume Vmb31p [m 3 ] at is calculated as a function of θign-IGNDEAD-BURN1 / 2 and θign-IGNDEAD-BURN1-BURN2 / 2 as variables by the following equation.

Vmb1p =f25(θign−IGNDEAD−BURN1/2)
…(81)
Vmb31p=f25(θign−IGNDEAD−BURN1
−BURN2/2)
…(82)
(81)式右辺の変数としてのθign−IGNDEAD−BURN1×(1/2)は燃焼質量割合が1%のときのクランク角[degBTDC]、(82)式右辺の変数としてのθign−IGNDEAD−BURN1−BURN2×(1/2)は燃焼質量割合が31%のときのクランク角[degBTDC]で、(81)、(82)式はこれら各クランク角の関数として燃焼室5のその各クランク角における容積Vmb1p、Vmb31pを求めるものである。すなわち、図31に示したように、燃焼質量割合とクランク角Θとの間には関係があり、また、図5のステップ12、図10のステップ162で求めたように燃焼室5の容積はそのときのクランク角により定まる(クランク角の関数である)ので、燃焼質量割合が1%、31%のときの各クランク角Θ[degATDC]を図31に示す燃焼質量割合の特性と同様の燃焼質量割合の特性(予め設定してある)を用いて求め、その求めたクランク角Θをクランク角θ[degBTDC]に変換し、その変換したクランク角θから、クランク角θをパラメータとするテーブルを検索することにより燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1pと、燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31pとを求めることができる。
Vmb1p = f25 (θsign−IGNDEAD−BURN1 / 2)
... (81)
Vmb31p = f25 (θsign−IGNDEAD−BURN1
-BURN2 / 2)
... (82)
Θign-IGNDEAD-BURN1 × (1/2) as a variable on the right side of equation (81) is a crank angle [degBTDC] when the combustion mass ratio is 1%, and θign-IGNDEAD-BURN1 as a variable on the right side of equation (82) -BURN2 × (1/2) is the crank angle [degBTDC] when the combustion mass ratio is 31%, and the equations (81) and (82) are the functions of these crank angles at the respective crank angles of the combustion chamber 5. The volumes Vmb1p and Vmb31p are obtained. That is, as shown in FIG. 31, there is a relationship between the combustion mass ratio and the crank angle Θ, and the volume of the combustion chamber 5 is determined as determined in step 12 of FIG. 5 and step 162 of FIG. Since it is determined by the crank angle at that time (which is a function of the crank angle), each crank angle Θ [degATDC] when the combustion mass ratio is 1% and 31% is similar to the combustion mass ratio characteristics shown in FIG. A table having the crank angle θ as a parameter from the converted crank angle θ is obtained by converting the obtained crank angle θ into the crank angle θ [degBTDC]. By searching, the volume Vmb1p when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 1% and the volume Vmb31p when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 31% can be obtained.

上記の(81)式、(82)式右辺において、IGNDEAD、BURN1、BURNN2を負の値で与えているのは、(81)式、(82)式右辺の点火時期θignの単位がMBTCALと同じ[degBTDC]の単位であるためである。このため、(81)式、(82)式右辺のかっこ内のクランク角は基本点火時期MBTCALよりも遅角側の値となる。   In the right side of the above equations (81) and (82), IGNDEAD, BURN1, and BURN2 are given as negative values because the unit of the ignition timing θsign on the right side of equations (81) and (82) is the same as MBTCAL. This is because it is a unit of [degBTDC]. For this reason, the crank angle in the parentheses on the right side of the equations (81) and (82) is a value on the retard side of the basic ignition timing MBTCAL.

ステップ305では燃焼質量割合1%と、燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1pとを用いて第1初期燃焼期間BURN1ref1を、燃焼質量割合31%と、燃焼室5の燃焼質量割合31%時における室容積Vmb31pとを用いて第1主燃焼期間BURN2ref1をそれぞれ算出する。ここでは図10、図12のフローにより算出されているBURN1、BURN2と区別するため、添字としての「ref1」をつけている。このうち第1初期燃焼期間BURN1ref1及び後述する第2初期燃焼期間BURN1ref2の算出については図41のフローにより、第1主燃焼期間BURN2ref1及び後述する第2主燃焼期間BURN2ref2の算出については図42のフローにより説明する。   In step 305, the first initial combustion period BURN1ref1 is calculated using the combustion mass ratio 1% and the volume Vmb1p of the combustion chamber 5 at the combustion mass ratio 1%, the combustion mass ratio 31%, and the combustion mass ratio 31 of the combustion chamber 5 The first main combustion period BURN2ref1 is calculated using the chamber volume Vmb31p at the time of%. Here, in order to distinguish from BURN1 and BURN2 calculated by the flow of FIG. 10 and FIG. 12, “ref1” as a subscript is attached. Of these, the calculation of the first initial combustion period BURN1ref1 and the second initial combustion period BURN1ref2 to be described later is performed according to the flow of FIG. Will be described.

まず、図41から説明すると、ここでの第1または第2の初期燃焼期間の算出方法の基本的な考え方は図10に示した初期燃焼期間の算出方法と同じである。ここでは第1初期燃焼期間の算出方法で代表させて説明する。   First, from FIG. 41, the basic concept of the calculation method of the first or second initial combustion period here is the same as the calculation method of the initial combustion period shown in FIG. Here, the calculation method of the first initial combustion period will be representatively described.

図41(図39のステップ305のサブルーチン)においてステップ341では図14のステップ52、53で算出されているシリンダ新気量MACYL[g]及び内部不活性ガス量MRES[g]、燃料量QINJ[g]、温度センサ43により検出されるコレクタ内温度TCOL[K]、温度センサ45より検出される排気温度TEXH[K]、圧力センサ44により検出されるコレクタ内圧力PCOL[Pa]、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、エンジン回転速度NRPM[rpm]、図5のステップ15で算出されている反応確率RPROBA[%]、図39のステップ303で算出されている燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1p[m3]を読み込む。 In FIG. 41 (subroutine of step 305 in FIG. 39), in step 341, the cylinder fresh air amount MACYL [g], the internal inert gas amount MRES [g] and the fuel amount QINJ [calculated in steps 52 and 53 in FIG. g], collector internal temperature TCOL [K] detected by the temperature sensor 43, exhaust temperature TEXH [K] detected by the temperature sensor 45, collector internal pressure PCOL [Pa] detected by the pressure sensor 44, FIG. The volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 12 and the engine rotational speed NRPM [rpm], the reaction probability RPROBA [%] calculated in step 15 of FIG. read volume Vmb1p [m 3] of the combustion mass proportion of 1% when the combustion chamber 5 is calculated in step 303

ステップ342では燃焼質量割合1%時の有効圧縮比Emb1pを次式により算出する。   In step 342, an effective compression ratio Emb1p at a combustion mass ratio of 1% is calculated by the following equation.

Emb1p=Vmb1p/VIVC …(83)
ステップ343〜347によりTCとPCを算出するための操作は図32のステップ202、204、205、215、216によりTCとPCを算出するための操作と同様である。異なるのは図32のステップ215、216においてはそのときのクランク角θでの圧縮比であるεθと、そのときのクランク角θでの燃焼質量割合であるBRとを用いたのに対して、図41のステップ346、347では燃焼質量割合1%時の瞬間圧縮比であるEmb1pと、燃焼質量割合1%時の燃焼質量割合であるBR1pとを用いる点である。すなわち、図41のステップ346、347では燃焼室5内の燃料が燃焼したときの平均温度TC[K]と平均圧力PC[Pa]を次式により算出する。
Emb1p = Vmb1p / VIVC (83)
The operation for calculating TC and PC in steps 343 to 347 is the same as the operation for calculating TC and PC in steps 202, 204, 205, 215 and 216 in FIG. The difference is that in steps 215 and 216 of FIG. 32, εθ which is the compression ratio at the crank angle θ at that time and BR which is the combustion mass ratio at the crank angle θ at that time are used. Steps 346 and 347 in FIG. 41 use Emb1p, which is an instantaneous compression ratio when the combustion mass ratio is 1%, and BR1p, which is the combustion mass ratio when the combustion mass ratio is 1%. That is, in steps 346 and 347 of FIG. 41, the average temperature TC [K] and the average pressure PC [Pa] when the fuel in the combustion chamber 5 burns are calculated by the following equations.

TC=TC0×Emb1p^0・35
+CF#×QINJ×BR1p/(MASSZ+WIDRY+QINJ)
…(84)
PC=PC0×Emb1p^1.35×TC/TC0/Emb1p^0.35
…(85)
ただし、CF#:燃料の低位発熱量、
ステップ348〜351により第1初期燃焼期間を算出するための操作は図10のステップ168〜171により初期燃焼期間を算出するための操作と同様である。異なるのは図10のステップ168において燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0と圧力P0とを用いて層流燃焼速度SL1を算出したのに対して、図41のステップ348では上記(84)式、(85)式で求めた温度TCと圧力PCを用いて層流燃焼速度SL1を算出する点、また図10のステップ171において初期燃焼期間BURN1の終了時期における燃焼質量割合であるBR1(=2%)と、燃焼室5の燃焼開始時期における容積であるV0とを用いて初期燃焼期間BURN1を算出したのに対して、図41のステップ351では第1初期燃焼期間の中間時期における燃焼質量割合である1%(=BR1p)と、燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積であるVmb1pとを用いて第1初期燃焼期間BURN1ref1を算出する点である。すなわち、ステップ348では第1初期燃焼期間における層流燃焼速度SL1[m/sec]を、またステップ351では第1初期燃焼期間BURN1ref1[deg]をそれぞれ次式により算出する。
TC = TC0 × Emb1p ^ 0 · 35
+ CF # × QINJ × BR1p / (MASSZ + WIDRY + QINJ)
... (84)
PC = PC0 * Emb1p ^ 1.35 * TC / TC0 / Emb1p ^ 0.35
... (85)
Where CF #: lower heating value of fuel,
The operation for calculating the first initial combustion period in steps 348 to 351 is the same as the operation for calculating the initial combustion period in steps 168 to 171 of FIG. The difference is that the laminar combustion speed SL1 is calculated using the temperature T0 and the pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 in step 168 in FIG. 10, whereas in step 348 in FIG. , The point where the laminar combustion speed SL1 is calculated using the temperature TC and the pressure PC obtained by the equation (85), and BR1 (= 2) which is the combustion mass ratio at the end of the initial combustion period BURN1 in step 171 of FIG. %) And V0 which is the volume of the combustion chamber 5 at the combustion start timing, the initial combustion period BURN1 is calculated, whereas in step 351 of FIG. 41, the combustion mass ratio at the intermediate timing of the first initial combustion period 1% (= BR1p) and Vmb1p which is the volume of the combustion chamber 5 when the combustion mass ratio is 1%, the first initial combustion period BURN1ref1 In terms of calculation it is. That is, in step 348, the laminar combustion speed SL1 [m / sec] in the first initial combustion period is calculated, and in step 351, the first initial combustion period BURN1ref1 [deg] is calculated by the following equations.

SL1=SLstd×(TC/Tstd)2.18×(PC/Pstd)-0.16 …(86)
ただし、Tstd :基準温度[K]、
Pstd :基準圧力[Pa]、
SLstd:基準温度Tstdと基準圧力Pstdにおける基準層流燃焼
速度[m/sec]、
BURN1ref1={(NRPM×6)×BR1p×Vmb1p}
/(RPROBA×AF1×FLAME1) …(87)
ただし、AF1 :火炎核の反応面積(固定値)[m2]、
なお、図41のステップ351に示す「BURN1refi」は、第1初期燃焼期間である「BURN1ref1」と第2初期燃焼期間である「BURN1ref2」とをまとめて示している(つまりiは1または2)。これは、図41のフローが図39のステップ305と図40のステップ321の2箇所で用いられ、このうち図39のステップ305では第1初期燃焼期間BURN1ref1を、図40のステップ321では第2初期燃焼期間BURN1ref2を算出するようにしているためである。
SL1 = SLstd × (TC / Tstd) 2.18 × (PC / Pstd) −0.16 (86)
Where Tstd: reference temperature [K],
Pstd: Reference pressure [Pa]
SLstd: Reference laminar combustion at reference temperature Tstd and reference pressure Pstd
Speed [m / sec],
BURN1ref1 = {(NRPM × 6) × BR1p × Vmb1p}
/ (RPROBA × AF1 × FLAME1) (87)
However, AF1: Reaction area (fixed value) of flame kernel [m 2 ],
Note that “BURN1ref1” shown in step 351 of FIG. 41 collectively indicates “BURN1ref1” that is the first initial combustion period and “BURN1ref2” that is the second initial combustion period (that is, i is 1 or 2). . The flow of FIG. 41 is used in two places, step 305 in FIG. 39 and step 321 in FIG. 40. Of these, step 305 in FIG. 39 shows the first initial combustion period BURN1ref1, and step 321 in FIG. This is because the initial combustion period BURN1ref2 is calculated.

次に、図42に移ると、ここでの第1または第2の主燃焼期間の算出方法の基本的な考え方は図12に示した主初期燃焼期間の算出方法と同じである。ここでは第1主燃焼期間の算出方法で代表させて説明する。   Next, turning to FIG. 42, the basic concept of the calculation method of the first or second main combustion period here is the same as the calculation method of the main initial combustion period shown in FIG. Here, the calculation method of the first main combustion period will be described as a representative.

図42(図39のステップ305のサブルーチン)においてステップ361では図14のステップ52、53で算出されているシリンダ新気量MACYL[g]及び内部不活性ガス量MRES[g]、燃料量QINJ[g]、温度センサ43により検出されるコレクタ内温度TCOL[K]、温度センサ45より検出される排気温度TEXH[K]、圧力センサ44により検出されるコレクタ内圧力PCOL[Pa]、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、エンジン回転速度NRPM[rpm]、図5のステップ15で算出されている反応確率RPROBA[%]、図39のステップ304で算出されている燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31p[m3]を読み込む。 In FIG. 42 (subroutine of step 305 in FIG. 39), in step 361, the cylinder fresh air amount MACYL [g], the internal inert gas amount MRES [g], and the fuel amount QINJ [ g], collector internal temperature TCOL [K] detected by the temperature sensor 43, exhaust temperature TEXH [K] detected by the temperature sensor 45, collector internal pressure PCOL [Pa] detected by the pressure sensor 44, FIG. The volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing of the combustion chamber 5 calculated in step 12 and the engine rotational speed NRPM [rpm], the reaction probability RPROBA [%] calculated in step 15 of FIG. read the volume Vmb31p [m 3] of the combustion mass proportion of 31% when the combustion chamber 5 is calculated in step 304 No.

ステップ362では燃焼質量割合31%時の有効圧縮比Emb31pを次式により算出する。   In step 362, an effective compression ratio Emb31p at a combustion mass ratio of 31% is calculated by the following equation.

Emb31p=Vmb31p/VIVC …(88)
ステップ363〜367によりTCとPCを算出するための操作は図32のステップ202、204、205、215、216によりTCとPCを算出するための操作と同様である。異なるのは図32のステップ215、216においてはそのときのクランク角θでの圧縮比であるεθと、そのときのクランク角θでの燃焼質量割合であるBRとを用いたのに対して、図42のステップ366、367では燃焼質量割合31%時の圧縮比であるEmb31pと、燃焼質量割合31%時の燃焼質量割合であるBR31pとを用いる点である。すなわち、図42のステップ366、367では燃焼室5内の燃料が燃焼したときの平均温度TC[K]と平均圧力PC[Pa]を次式により算出する。
Emb31p = Vmb31p / VIVC (88)
The operation for calculating TC and PC in steps 363 to 367 is the same as the operation for calculating TC and PC in steps 202, 204, 205, 215 and 216 in FIG. The difference is that in steps 215 and 216 of FIG. 32, εθ which is the compression ratio at the crank angle θ at that time and BR which is the combustion mass ratio at the crank angle θ at that time are used. Steps 366 and 367 in FIG. 42 use Emb31p which is a compression ratio when the combustion mass ratio is 31% and BR31p which is the combustion mass ratio when the combustion mass ratio is 31%. That is, in steps 366 and 367 in FIG. 42, the average temperature TC [K] and the average pressure PC [Pa] when the fuel in the combustion chamber 5 burns are calculated by the following equations.

TC=TC0×Emb31p^0・35
+CF#×QINJ×BR31p/(MASSZ+WIDRY+QINJ)
…(89)
PC=PC0×Emb31p^1.35×TC/TC0/Emb31p^0.35
…(90)
ただし、CF#:燃料の低位発熱量、
ステップ368〜371により第1主燃焼期間を算出するための操作は図12のステップ188〜191により主燃焼期間を算出するための操作と同様である。異なるのは図12のステップ188において燃焼室5の圧縮上死点における温度TTDCと圧力PTDCとを用いたのに対して、図42のステップ368では上記(89)式、(90)式で求めた温度TCと圧力PCとを用いる点、また図12のステップ191において主燃焼期間BURN2の終了時期における燃焼質量割合であるBR2(=58%)と、燃焼室5の圧縮上死点における容積であるVTDCとを用いたのに対して、図42のステップ371では第1主燃焼期間の中間時期の近傍における燃焼質量割合である31%(=BR31p)と、燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積であるVmb31pとを用いる点である。すなわち、ステップ368では第1主燃焼期間における層流燃焼速度SL2[m/sec]を、またステップ371では第1主燃焼期間BURN2ref1[deg]をそれぞれ次式により算出する。
TC = TC0 × Emb31p ^ 0 ・ 35
+ CF # × QINJ × BR31p / (MASSZ + WIDRY + QINJ)
... (89)
PC = PC0 * Emb31p ^ 1.35 * TC / TC0 / Emb31p ^ 0.35
... (90)
Where CF #: lower heating value of fuel,
The operation for calculating the first main combustion period in steps 368 to 371 is the same as the operation for calculating the main combustion period in steps 188 to 191 in FIG. The difference is that the temperature TTDC and the pressure PTDC at the compression top dead center of the combustion chamber 5 are used in step 188 in FIG. 12, whereas in step 368 in FIG. 42, the above equations (89) and (90) are used. 12 using the temperature TC and the pressure PC, BR2 (= 58%) which is the combustion mass ratio at the end of the main combustion period BURN2 in step 191 of FIG. 12, and the volume at the compression top dead center of the combustion chamber 5 Whereas a certain VTDC is used, in step 371 of FIG. 42, the combustion mass ratio is 31% (= BR31p) in the vicinity of the intermediate period of the first main combustion period, and the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 31%. It is a point using Vmb31p which is the volume in time. That is, in step 368, the laminar combustion speed SL2 [m / sec] in the first main combustion period is calculated, and in step 371, the first main combustion period BURN2ref1 [deg] is calculated by the following equations.

SL2=SLstd×(TC/Tstd)2.18×(PC/Pstd)-0.16 …(91)
ただし、Tstd :基準温度[K]、
Pstd :基準圧力[Pa]、
SLstd:基準温度Tstdと基準圧力Pstdにおける基準層流燃焼
速度[m/sec]、
BURN2ref1={(NRPM×6)×BR31p×Vmb31p}
/(RPROBA×AF2×FLAME1) …(92)
ただし、AF2 :火炎核の反応面積(固定値)[m2]、
なお、図42のステップ371に示す「BURN2refi」も、第1主燃焼期間である「BURN2ref1」と第2主燃焼期間である「BURN2ref2」とをまとめて示している(つまりiは1または2)。これは、図42のフローが図39のステップ305と図40のステップ321の2箇所で用いられ、このうち図39のステップ305では第1主燃焼期間BURN2ref1を、図40のステップ321では第2主燃焼期間BURN2ref2を算出するようにしているためである。
SL2 = SLstd × (TC / Tstd) 2.18 × (PC / Pstd) −0.16 (91)
Where Tstd: reference temperature [K],
Pstd: Reference pressure [Pa]
SLstd: Reference laminar combustion at reference temperature Tstd and reference pressure Pstd
Speed [m / sec],
BURN2ref1 = {(NRPM × 6) × BR31p × Vmb31p}
/ (RPROBA × AF2 × FLAME1) (92)
However, AF2: Reaction area (fixed value) of flame kernel [m 2 ],
Note that “BURN2ref1” shown in step 371 of FIG. 42 also collectively indicates “BURN2ref1” that is the first main combustion period and “BURN2ref2” that is the second main combustion period (that is, i is 1 or 2). . The flow of FIG. 42 is used in two places, step 305 in FIG. 39 and step 321 in FIG. 40. Of these, step 305 in FIG. 39 shows the first main combustion period BURN2ref1, and step 321 in FIG. This is because the main combustion period BURN2ref2 is calculated.

このようにして2つの第1燃焼期間BURN1ref1、BURN2ref1の算出を終了したら図39のステップ306に戻り第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1[deg]を算出する。ここでも図51のフローにより算出されているIGNDEADと区別するため、添字としての「ref1」をつけている。この第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1及び後述する第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2の算出については図43のフローにより説明する。   When the calculation of the two first combustion periods BURN1ref1 and BURN2ref1 is thus completed, the process returns to step 306 in FIG. 39 to calculate the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 [deg]. Also here, in order to distinguish from IGNDEAD calculated by the flow of FIG. 51, “ref1” is added as a subscript. The calculation of the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 and the later-described second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 will be described with reference to the flowchart of FIG.

図43(図39のステップ306のサブルーチン)のフローは第1または第2の点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1を算出するためのもので、その算出方法は前述した図51に示す点火無駄時間相当クランク角IGNDEADの算出方法と基本的に変わらない。ここでは第1主燃焼期間の算出方法で代表させて説明する。   The flow of FIG. 43 (subroutine of step 306 in FIG. 39) is for calculating the crank angle IGNDEADref1 corresponding to the first or second dead ignition time, and the calculation method is the crank corresponding to the dead ignition time shown in FIG. It is basically the same as the method for calculating the angle IGNDEAD. Here, the calculation method of the first main combustion period will be described as a representative.

図51に示す点火無駄時間相当クランク角IGNDEADの算出方法と異なるのは、図51においては燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0を算出するのに前回燃焼開始時期MBTCYCLを用いたのに対して(図51のステップ411、412参照)、図43では点火時期θignを用いる(図43のステップ381、382参照)点だけである。従って異なる点を主に説明すると、図43のステップ381において図39のステップ302で得られている点火時期θign[degBTDC](=MBTCAL)、図5のステップ12で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における容積VIVC[m3]、図5のステップ13で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における温度TINI[K]、図5のステップ14で算出されている燃焼室5の吸気弁閉時期における圧力PINI[Pa]、目標当量比TFBYA、エンジン回転速度NRPM[rpm]を読み込み、このうち点火時期θignを用いステップ382において燃焼室5の燃焼開始時期における容積V0を算出する。 51 differs from the calculation method of the ignition dead time equivalent crank angle IGNDEAD in FIG. 51 in that the previous combustion start timing MBTCYCL is used to calculate the volume V0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 in FIG. 43 (see steps 411 and 412 in FIG. 51), FIG. 43 shows only the point where the ignition timing θign is used (see steps 381 and 382 in FIG. 43). Therefore, the difference will be mainly described. In step 381 in FIG. 43, the ignition timing θign [degBTDC] (= MBTCAL) obtained in step 302 in FIG. 39 and the combustion chamber 5 calculated in step 12 in FIG. The volume VIVC [m 3 ] at the intake valve closing timing, the temperature TINI [K] at the intake valve closing timing calculated in step 13 of FIG. 5, and the combustion chamber 5 calculated in step 14 of FIG. The pressure PINI [Pa] at the intake valve closing timing, the target equivalence ratio TFBYA, and the engine rotational speed NRPM [rpm] are read, and the volume V0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 is calculated in step 382 using the ignition timing θigng. .

ステップ383〜385では図51のステップ413〜415と同様にして燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0[K]と、燃焼室5の燃焼開始時期における圧力P0[Pa]とを算出する。   In Steps 383 to 385, the temperature T0 [K] at the combustion start timing of the combustion chamber 5 and the pressure P0 [Pa] at the combustion start timing of the combustion chamber 5 are calculated in the same manner as Steps 413 to 415 in FIG.

なお、図43のステップ391に示す「IGNDEADrefi」も、第1点火無駄時間相当クランク角である「IGNDEADref1」と第2点火無駄時間相当クランク角である「IGNDEADref2」とをまとめて示している(つまりiは1または2)。これは、図43のフローが図39のステップ306と図40のステップ322の2箇所で用いられ、このうち図39のステップ306では第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1を、図40のステップ322では第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2を算出するようにしているためである。   Note that “IGNEADref1” shown in step 391 of FIG. 43 also collectively indicates “IGNEADref1”, which is the crank angle corresponding to the first ignition dead time, and “IGNEADref2”, which is the crank angle equivalent to the second ignition dead time (that is, i is 1 or 2). The flow of FIG. 43 is used in two places, step 306 in FIG. 39 and step 322 in FIG. 40. Among these, in step 306 in FIG. 39, the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 is set to step 322 in FIG. This is because the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 is calculated.

このようにして点火時期θignを用いての第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1[deg]の算出を終了したら図39に戻りステップ307では図39のステップ305、306で算出している第1燃焼期間BURN1ref1、BURN2ref1、第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1を用いて次式により第1基本点火時期MBTCAL1[degBTDC]を算出する。   When the calculation of the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 [deg] using the ignition timing θign is completed in this way, returning to FIG. 39, in step 307, the first combustion calculated in steps 305 and 306 in FIG. The first basic ignition timing MBTCAL1 [degBTDC] is calculated by the following equation using the periods BURN1ref1, BURN2ref1, and the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1.

MBTCAL1=BURN1ref1+BURN2ref1−θPMAX
+IGNDEADref1
…(93)
ここでは図13のフローにより算出されている基本点火時期MBTCALと区別するため、添字としての「1」をつけている。従ってこの(93)式は上記(23)式と基本的に同じである。
MBTCAL1 = BURN1ref1 + BURN2ref1-θPMAX
+ IGNDEADref1
... (93)
Here, in order to distinguish from the basic ignition timing MBTCAL calculated by the flow of FIG. 13, “1” is added as a subscript. Therefore, the equation (93) is basically the same as the equation (23).

ステップ308ではこのようにして算出した第1燃焼期間BURN1ref1、BURN2ref1、第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1、第1基本点火時期MBTCAL1を用いて図31に示したように燃焼質量割合BRの波形を初期設定する。すなわち、第1燃焼遅れ期間、第1初期燃焼期間、第1主燃焼期間の各期間での燃焼質量割合の式である上記(61)〜(63)式を算出し、算出した式は記憶しておく。   In step 308, using the first combustion periods BURN1ref1, BURN2ref1, the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1, and the first basic ignition timing MBTCAL1 calculated in this way, the waveform of the combustion mass ratio BR is obtained as shown in FIG. Initial setting. That is, the above equations (61) to (63), which are equations for the combustion mass ratio in each of the first combustion delay period, the first initial combustion period, and the first main combustion period, are calculated, and the calculated expressions are stored. Keep it.

ステップ309では、上記の第1基本点火時期MBTCAL1におけるノック強度推定値を第1ノック強度推定値KICとして算出する。この第1ノック強度推定値KICの算出については図32、図33により前述したところである。すなわち、図32、図33は図39のステップ308のサブルーチンであった。従って、第1ノック強度推定値KICの算出についての再度の説明は省略する。   In step 309, the knock magnitude estimated value at the first basic ignition timing MBTCAL1 is calculated as the first knock magnitude estimated value KIC. The calculation of the first knock magnitude estimated value KIC has been described above with reference to FIGS. That is, FIGS. 32 and 33 are subroutines of step 308 of FIG. Accordingly, the description of the calculation of the first knock magnitude estimated value KIC is omitted.

ステップ310ではトレースノック強度をエンジン回転速度NRPMから図47を内容とするテーブルを検索して求める。トレースノック強度は周知のように軽いノックが生じるときのノック強度で、図47のようにエンジン回転速度NRPMが低いほど大きくなる値である。   In step 310, the trace knock intensity is obtained by searching a table having the contents shown in FIG. 47 from the engine speed NRPM. As is well known, the trace knock intensity is a knock intensity when a light knock occurs, and is a value that increases as the engine speed NRPM decreases as shown in FIG.

ステップ311では第1ノック強度推定値KICと、このトレースノック強度を比較する。第1ノック強度推定値KICがトレースノック強度未満のときには燃焼質量割合BRの波形は図31に示した初期設定のままでよいと判断し、ステップ312に進んで第1基本点火時期MBTCAL1をそのままノック限界点火時期KNOCKcal[degBTDC]として設定し今回の処理を終了する。   In step 311, the first knock magnitude estimated value KIC is compared with the trace knock magnitude. When the first knock magnitude estimated value KIC is less than the trace knock magnitude, it is determined that the waveform of the combustion mass ratio BR may remain the initial setting shown in FIG. 31, and the routine proceeds to step 312 where the first basic ignition timing MBTCAL1 is knocked as it is. The limit ignition timing KNOCKcal [degBTDC] is set and the current process is terminated.

一方、第1ノック強度推定値KICがトレースノック強度以上のときには図31に示した初期設定の燃焼質量割合BRの波形では実際の燃焼質量波形からのずれが生じていると判断し、実際の燃焼質量割合の変化に合わせて燃焼質量割合の波形を再設定するためステップ311よりステップ313に進み点火時期のノックリタード量KNRT[deg]を第1ノック強度推定値KICとトレースノック強度の差に基づいて、つまり次式により算出して図40に示す操作に進む。   On the other hand, when the first knock magnitude estimated value KIC is equal to or greater than the trace knock magnitude, it is determined that the initial combustion mass ratio BR waveform shown in FIG. 31 has a deviation from the actual combustion mass waveform, and the actual combustion In order to reset the combustion mass ratio waveform in accordance with the change in the mass ratio, the routine proceeds from step 311 to step 313, where the ignition timing knock retard amount KNRT [deg] is based on the difference between the first knock magnitude estimated value KIC and the trace knock magnitude. That is, the calculation is performed by the following equation and the operation proceeds to the operation shown in FIG.

KNRT=(KIC−トレースノック強度)×所定値 …(94)
図40のステップ314〜327は、第2基本点火時期MBTCAL2より遅角した点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度推定推定値を第2ノック強度推定値KIC2として算出する部分である。図40においてまずステップ314では点火時期θign[degBTDC](=MBTCAL1)の値を前回値を表すθignz[degBTDC]に移し、この点火時期前回値θignzからノックリタード量KNRTを差し引いた値(つまり第1基本点火時期MBTCAL1よりノックリタード量KNRTだけ遅角側の値)を点火時期θign[degBTDC]として算出する。これは初回だけであり、2回目からは点火時期θignの値を前回値を表すθignzに移し、この点火時期前回値θignzからノックリタード量KNRTを差し引いた値(つまり図40のステップ323で算出される第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角側の値)を点火時期θignとして算出する。
KNRT = (KIC−trace knock intensity) × predetermined value (94)
Steps 314 to 327 in FIG. 40 are portions for calculating the knock magnitude estimated value when the ignition timing is retarded from the second basic ignition timing MBTCAL2 and burning as the second knock magnitude estimated value KIC2. . In FIG. 40, first, at step 314, the value of the ignition timing θign [degBTDC] (= MBTCAL1) is moved to θignz [degBTDC] representing the previous value, and the value obtained by subtracting the knock retard amount KNRT from the previous ignition timing value θignz (that is, the first value). The ignition retard θign [degBTDC] is calculated as a value retarded by the knock retard amount KNRT from the basic ignition timing MBTCAL1. This is only the first time. From the second time, the value of the ignition timing θign is transferred to θignz representing the previous value, and the value obtained by subtracting the knock retard amount KNRT from the previous ignition timing value θignz (that is, calculated in step 323 in FIG. 40). Is calculated as the ignition timing θign) from the second basic ignition timing MBTCAL2 (a value retarded by the knock retard amount KNRT).

ステップ315では図39のステップ305、306で算出している第1燃焼期間BURN1ref1、BURN2ref1及び第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1の値を第2初期燃焼期間、第2主燃焼期間、第2点火無駄時間相当クランク角の各前回値を表すBURN1ref2z、BURN2ref2z、IGNDEADref2zに移す。ただし、これは初回だけであり、2回目からは図40のステップ321、322で算出される第2初期燃焼期間BURN1ref2、第2主燃焼期間BURN2ref2、第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2を各前回値を表すBURN1ref2z、BURN2ref2z、IGNDEADref2zに移す。   In step 315, the values of the first combustion periods BURN1ref1 and BURN2ref1 and the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1 calculated in steps 305 and 306 of FIG. 39 are set as the second initial combustion period, the second main combustion period, and the second ignition period. The operation shifts to BURN1ref2z, BURN2ref2z, and IGNEADref2z representing the previous values of the crank angle corresponding to the dead time. However, this is only the first time, and from the second time, the second initial combustion period BURN1ref2, the second main combustion period BURN2ref2, and the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 calculated in steps 321 and 322 in FIG. Move to BURN1ref2z, BURN2ref2z, and IGNEADref2z representing values.

ステップ316では点火時期θign(初回は第1基本点火時期MBTCAL1よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期)を用いて燃焼室5の燃焼質量割合1%時における容積Vmb1p[m3]を次式により算出する。この操作は図39のステップ303の操作と同様である。 In step 316, the volume Vmb1p [m 3 ] at the time when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 1% is next calculated using the ignition timing θign (initially the ignition timing retarded by the knock retard amount KNRT from the first basic ignition timing MBTCAL1). Calculate by the formula. This operation is the same as the operation in step 303 in FIG.

Vmb1p=f25(θign−IGNDEADref2z
−BURN1ref2/2)
…(95)
ステップ317〜320は燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31pを算出する部分である。まずステップ317では燃焼質量割合が31%のときのクランク角の前回値θmb31pz[degBTDC]を次式により算出する。
Vmb1p = f25 (θsign−IGNEADREFref2z
-BURN1ref2 / 2)
... (95)
Steps 317 to 320 are parts for calculating the volume Vmb31p when the combustion mass ratio of the combustion chamber 5 is 31%. First, at step 317, the previous value θmb31pz [degBTDC] of the crank angle when the combustion mass ratio is 31% is calculated by the following equation.

θmb31pz=θignz−IGNDEADref2z−BURN1ref2z
−BURNN2ref2/2
…(96)
ステップ318では燃焼質量割合が2%のときのクランク角の前回値と、燃焼質量割合が2%のときのクランク角の今回値との差θ2pdif[deg]を次式により算出する。
θmb31pz = θignz-IGNEADref2z-BURN1ref2z
-BURNN2ref2 / 2
... (96)
In step 318, the difference θ2pdif [deg] between the previous value of the crank angle when the combustion mass ratio is 2% and the current value of the crank angle when the combustion mass ratio is 2% is calculated by the following equation.

θ2pdif=(θignz−IGNDEADref2z−BURN1ref2z)
−(θign−IGNDEADref2−BURN1ref2) …(97)
ステップ319では燃焼質量割合が31%のときのクランク角の今回値θmb31p[degBTDC]を次式により算出する。
θ2pdif = (θignz−IGNEADref2z−BURN1ref2z)
-([Theta] ign-IGNEADref2-BURN1ref2) (97)
In step 319, the current value θmb31p [degBTDC] of the crank angle when the combustion mass ratio is 31% is calculated by the following equation.

θmb31p=θmb31pz−θ2pdif …(98)
ステップ320ではこのクランク角θmb31pから燃焼室5の燃焼質量割合31%時における容積Vmb31p[m3]を次式により算出する。この操作は図39のステップ304の操作と同様である。
θmb31p = θmb31pz−θ2pdif (98)
In step 320, the volume Vmb31p [m 3 ] at a combustion mass ratio of 31% in the combustion chamber 5 is calculated from the crank angle θmb31p by the following equation. This operation is the same as the operation in step 304 in FIG.

Vmb31p=f25(θmb31p) …(99)
ステップ321、322では上記(95)式、(99)式で得られた燃焼室容積Vmb1p、Vmb31pを用いて第2初期燃焼期間BURN1ref2、第2主燃焼期間BURN2ref2を、また初回は第1基本点火時期MBTCAL1より遅角された点火時期(MBTCAL1−KNRT)を用いて燃焼室5の燃焼開始時期における温度T0及び圧力P0を算出し第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2を算出する。これら第2燃焼期間BURN1ref2、BURN2ref2及び第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2の算出には図41、図42、図43のフローを用いればよい。
Vmb31p = f25 (θmb31p) (99)
In steps 321 and 322, the second initial combustion period BURN1ref2 and the second main combustion period BURN2ref2 are used by using the combustion chamber volumes Vmb1p and Vmb31p obtained by the equations (95) and (99), and the first basic ignition is performed for the first time. Using the ignition timing (MBTCAL1-KNRT) retarded from the timing MBTCAL1, the temperature T0 and the pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5 are calculated, and the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 is calculated. For the calculation of the second combustion periods BURN1ref2, BURN2ref2 and the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2, the flow of FIGS. 41, 42, and 43 may be used.

ステップ323ではこのようにして算出した第2燃焼期間BURN1ref2、BURN2ref2及び第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2を用いて上記(93)式と同様の式である次式により第2基本点火時期MBTCAL2[degBTDC]を算出する。   In step 323, the second basic ignition timing MBTCAL2 [2] is calculated by the following equation that is the same as the equation (93) using the second combustion periods BURN1ref2, BURN2ref2 and the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 calculated in this way. degBTDC] is calculated.

MBTCAL2=BURN1ref2+BURN2ref2−θPMAX
+IGNDEADref2
…(100)
これで、燃焼質量波形BRの再設定に必要となる第2基本点火時期MBTCAL2、第2初期燃焼期間BURN1ref2、第2主燃焼期間BURN2ref2、第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2が全て求まったので、ステップ324ではこれらの値を用いて燃焼質量波形を再設定する。すなわち、上記(61)式〜(63)式と同様の次式により第2燃焼遅れ期間、第2初期燃焼期間、第2主燃焼期間における燃焼質量割合BRの一次式を算出し、算出した式は記憶しておく。
MBTCAL2 = BURN1ref2 + BURN2ref2-θPMAX
+ IGNDEADref2
... (100)
As a result, all of the second basic ignition timing MBTCAL2, the second initial combustion period BURN1ref2, the second main combustion period BURN2ref2, and the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 necessary for resetting the combustion mass waveform BR are obtained. In step 324, these values are used to reset the combustion mass waveform. That is, a primary expression of the combustion mass ratio BR in the second combustion delay period, the second initial combustion period, and the second main combustion period is calculated by the following expression similar to the above expressions (61) to (63), and the calculated expression Remember.

第2燃焼遅れ期間;
BR=0 …(101)
第2初期燃焼期間;
BR=SS1×(Θ+MBTCAL2−IGNDEADref2)
…(102)
第2主燃焼期間 ;
BR=0.02+SS2×(Θ+MBTCAL2−IGNDEADref2
−BURN1ref2)
…(103)
ただし、SS1:0.02/BURN1ref2、
SS2:0.58/BURN2ref2、
図48は初期設定の燃焼質量割合の波形(実線参照)と、再設定される燃焼質量割合の波形(一点鎖線参照)との違いをモデルで示したものである。第1基本点火時期MBTCAL1よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL1−KNRT)で点火して燃焼する場合には第1基本点火時期MBTCAL1で点火して燃焼する場合よりも燃焼速度が遅くなるため、そのぶん燃焼質量割合の波形が変化する。
そこで、改めて、第1基本点火時期MBTCAL1よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL1−KNRT)で点火して燃焼する場合の値である第2燃焼期間BURN1ref2、BURN2ref2、第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2、第2基本点火時期MBTCAL2を算出し、これらより燃焼質量割合を再設定したのが一点鎖線の特性である。この一点鎖線の特性によれば、基本点火時期からの遅角に伴う燃焼速度の遅れの分だけ変化した実際の燃焼質量割合の変化をよく近似できるものとなっている。
Second combustion delay period;
BR = 0 (101)
Second initial combustion period;
BR = SS1 × (Θ + MBTCAL2-IGNDEADref2)
... (102)
Second main combustion period;
BR = 0.02 + SS2 × (Θ + MBTCAL2-IGNDEADref2
-BURN1ref2)
... (103)
However, SS1: 0.02 / BURN1ref2,
SS2: 0.58 / BURN2ref2,
FIG. 48 shows a model of the difference between the initial combustion mass ratio waveform (see solid line) and the reset combustion mass ratio waveform (see alternate long and short dash line). When ignition is performed at an ignition timing (MBTCAL1-KNRT) retarded by a knock retard amount KNRT from the first basic ignition timing MBTCAL1, the combustion speed is higher than when ignition is performed at the first basic ignition timing MBTCAL1 and combustion is performed. Since it becomes slow, the waveform of the combustion mass ratio changes.
Therefore, the second combustion periods BURN1ref2, BURN2ref2, and second ignition waste, which are values when ignition is performed again at the ignition timing (MBTCAL1-KNRT) retarded by the knock retard amount KNRT from the first basic ignition timing MBTCAL1. The time-equivalent crank angle IGNDEADref2 and the second basic ignition timing MBTCAL2 are calculated, and the combustion mass ratio is reset from these, which is the characteristics of the one-dot chain line. According to the characteristics of this alternate long and short dash line, the change in the actual combustion mass ratio that has changed by the delay in the combustion speed accompanying the delay from the basic ignition timing can be approximated well.

このようにして燃焼質量波形の再設定が終了すると、ステップ325ではその再設定した燃焼質量波形を用いて、第2基本点火時期MBTCAL2よりリタードさせた点火時期(=MBTCAL2−KNRT)でのノック強度推定値を第2ノック強度推定値KIC2として算出する。第2ノック強度推定値には図39のステップ309で算出される第1ノック強度推定値KICと区別するため、添字としての「2」をつけている。   When the resetting of the combustion mass waveform is completed in this way, in step 325, the knock intensity at the ignition timing (= MBTCAL2-KNRT) retarded from the second basic ignition timing MBTCAL2 using the reset combustion mass waveform. The estimated value is calculated as the second knock strength estimated value KIC2. The second knock strength estimated value is given a subscript “2” to distinguish it from the first knock strength estimated value KIC calculated in step 309 of FIG.

第2ノック強度推定値KIC2の算出については図49、図50のフローにより説明する。   The calculation of the second knock strength estimated value KIC2 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

図49、図50(図40のステップ325のサブルーチン)において第2ノック強度推定値KIC2の算出方法そのものは、図32、図33に示した第1ノック強度推定値KICの算出方法と同じであるので、図32、図33と同一部分に同一のステップ番号をつけている。   49 and 50 (subroutine of step 325 in FIG. 40), the calculation method of the second knock strength estimated value KIC2 itself is the same as the method of calculating the first knock strength estimated value KIC shown in FIGS. Therefore, the same step numbers are assigned to the same parts as those in FIGS.

図32、図33と相違するのはステップ401、402、403、404、405のみである。すなわち、ステップ401では図40のステップ322、323で算出されている第2点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref2、第2基本点火時期MBTCAL2に加えて図39のステップ313で用いられているノックリタード量KNRTをも読込み、ステップ402でクランク角θに(MBTCAL2−KNRT)−IGNDEADref2を入れる。これは、第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角した点火時期を起点として第2ノック強度推定値KIC2を算出するものである。   32 and 33 are only steps 401, 402, 403, 404, and 405. That is, in step 401, the knock retard amount KNRT used in step 313 in FIG. 39 in addition to the second ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref2 and the second basic ignition timing MBTCAL2 calculated in steps 322 and 323 in FIG. And (MBTCAL2-KNRT) -IGNREADref2 is input to the crank angle θ in step 402. This is to calculate the second knock magnitude estimated value KIC2 from the ignition timing delayed by the knock retard amount KNRT from the second basic ignition timing MBTCAL2.

ステップ204〜217、図50のステップ218では、図32、図33の場合と同様にして自着火時期θknkを算出する。   In steps 204 to 217 and step 218 in FIG. 50, the self-ignition timing θknk is calculated in the same manner as in FIGS. 32 and 33.

図50のステップ403では再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkを算出する。この自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknk算出方法そのものは図33のステップ219での操作と同じである。すなわち、自着火時期θknkが第2初期燃焼期間にあるときにはこの自着火時期θknkを圧縮上死点TDCを基準とする上記のクランク角Θに変換し、その変換したクランク角Θを上記の(102)式に、また自着火時期θknkが第2主燃焼期間にあるときにはこの自着火時期θknkを圧縮上死点TDCを基準とする上記のクランク角Θに変換し、その変換したクランク角Θを上記の(103)式にそれぞれ代入することによって求めることができる。   In step 403 of FIG. 50, the combustion mass ratio BRknk at the self-ignition timing θknk is calculated using the characteristics of the combustion mass ratio after resetting. The method for calculating the combustion mass ratio BRknk at the self-ignition timing θknk is the same as the operation at step 219 in FIG. That is, when the self-ignition timing θknk is in the second initial combustion period, the self-ignition timing θknk is converted into the crank angle Θ based on the compression top dead center TDC, and the converted crank angle Θ is converted into the above (102 When the self-ignition timing θknk is in the second main combustion period, the self-ignition timing θknk is converted into the crank angle Θ based on the compression top dead center TDC, and the converted crank angle Θ is It can obtain | require by substituting each to (103) Formula.

図50のステップ220〜228、404ではこの燃焼質量割合BRknkと燃料量QINJとを用いて未燃燃料量MUBを算出し、この未燃燃料量MUBに基づいてノックによる圧力上昇量DPを算出し、このノックによる圧力上昇量DPに基づいて第2ノック強度推定値KIC2を算出する。   In steps 220 to 228 and 404 in FIG. 50, the unburned fuel amount MUB is calculated using the combustion mass ratio BRknk and the fuel amount QINJ, and the pressure increase DP due to knock is calculated based on the unburned fuel amount MUB. Then, the second knock magnitude estimated value KIC2 is calculated based on the pressure increase amount DP due to the knock.

このようにして、再設定した燃焼質量波形を用いての第2ノック強度推定値KIC2の算出を終了すると、図40に戻り、この第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度をステップ326で比較する。比較の結果、第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度が一致するときには、再設定した燃焼質量波形が、リタードさせた点火時期のときの実際の燃焼質量波形をよく近似することを表すので、このときにはステップ327に進んでそのときの点火時期であるMBTCAL2−KNRT(=θign)の値をノック限界点火時期KNOCKcal[degBTDC]に移して今回の処理を終了する。   When the calculation of the second knock magnitude estimated value KIC2 using the reset combustion mass waveform is completed in this way, the process returns to FIG. 40, and the second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude are compared in step 326. To do. As a result of the comparison, when the second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude match, the reset combustion mass waveform represents that the actual combustion mass waveform at the retarded ignition timing is well approximated. At this time, the routine proceeds to step 327, the value of MBTCAL2-KNRT (= θsign), which is the ignition timing at that time, is shifted to the knock limit ignition timing KNOCKcal [degBTDC], and the current processing is terminated.

一方、第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度が一致していないことは、現在の点火時期に対する燃焼質量波形では実際の燃焼質量波形にまだ一致していないことを表すので、このときにはステップ328に進み、ノックリタード量が適切であったか否かをみるため第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度を比較する。第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度より大きいときには、図39のステップ313で算出しているノックリタード量KNRTではまだ足りないと判断してステップ329に進み、ノックリタード量KNRTを第1の所定値const1だけ大きくする。つまり次式によりノックリタード量KNRTを更新する。   On the other hand, the fact that the second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude do not coincide indicates that the combustion mass waveform for the current ignition timing does not yet coincide with the actual combustion mass waveform. Then, the second knock strength estimated value KIC2 is compared with the trace knock strength to see whether or not the knock retard amount is appropriate. When the second knock magnitude estimated value KIC2 is larger than the trace knock magnitude, it is determined that the knock retard amount KNRT calculated in step 313 in FIG. 39 is still insufficient, and the routine proceeds to step 329, where the knock retard amount KNRT is set to the first knock retard amount KNRT. Increase by a predetermined value const1. That is, the knock retard amount KNRT is updated by the following equation.

KNRT(new)=KNRT(old)+const1 …(104)
ただし、KNRT(new):更新後のノックリタード量、
KNRT(old):更新前のノックリタード量、
const1 :大きくする側への更新量、
このようにしてノックリタード量を更新した後はステップ314に戻ってステップ314〜326の操作を再び実行する。すなわち、ステップ314では更新後のノックリタード量KNRTを用いて点火時期θignを算出し、この新たな点火時期θignを用いてステップ315〜323の操作を実行して、燃焼質量波形の設定に必要となるMBTCAL2、BURN1ref2、BURN2ref2、IGNDEADref2を算出しこれらを用いステップ324において燃焼質量波形を再設定し、その再設定した燃焼質量割合の波形を用いてその新たな点火時期θignでの第2ノック強度推定値KIC2をステップ325で算出し、その算出した第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度をステップ326で比較する。比較の結果、第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度と一致すればステップ326よりステップ327に進んでそのときの点火時期であるMBTCAL2−KNRT(=θign)の値をノック限界点火時期KNOCKcalに移して今回の処理を終了する。
KNRT (new) = KNRT (old) + const1 (104)
Where KNRT (new): amount of knock retard after update,
KNRT (old): Knock retard amount before update,
const1: Update amount to increase side,
After updating the knock retard amount in this way, the process returns to step 314 and the operations of steps 314 to 326 are executed again. That is, in step 314, the ignition timing θign is calculated using the updated knock retard amount KNRT, and the operations in steps 315 to 323 are executed using this new ignition timing θign, which is necessary for setting the combustion mass waveform. MBTCAL2, BURN1ref2, BURN2ref2, and IGNDEADref2 are calculated, and the combustion mass waveform is reset in step 324 using these, and the second knock intensity estimation at the new ignition timing θign is performed using the waveform of the reset combustion mass ratio. The value KIC2 is calculated in step 325, and the calculated second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude are compared in step 326. As a result of the comparison, if the second knock magnitude estimated value KIC2 coincides with the trace knock magnitude, the routine proceeds from step 326 to step 327, and the value of MBTCAL2-KNRT (= θsign), which is the ignition timing at that time, is set to the knock limit ignition timing KNOCKcal. To end the current process.

それでも、第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度と一致しなればステップ328に進んで第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度以上であるか否かをみてまだ第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度以上であるときにはステップ329でさらにノックリタード量KNRTを増大側に更新した後、ステップ314に戻ってステップ314〜326の操作を再び実行する。このようにしてやがては第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度が一致することになり、ステップ327の操作を実行して今回の操作を終了する。   If the second knock strength estimated value KIC2 still does not coincide with the trace knock strength, the routine proceeds to step 328, where it is determined whether or not the second knock strength estimated value KIC2 is greater than or equal to the trace knock strength. Is greater than or equal to the trace knock intensity, the knock retard amount KNRT is further updated to the increase side in step 329, and then the operation returns to step 314 and the operations of steps 314 to 326 are executed again. In this way, the second knock strength estimated value KIC2 eventually coincides with the trace knock strength, and the operation of step 327 is executed to end the current operation.

一方、第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度より小さければ、図39のステップ313で算出しているノックリタード量KNRTが大きすぎたと判断してステップ328よりステップ330に進み、ノックリタード量KNRTを第2の所定値const2だけ小さくする。つまり次式によりノックリタード量KNRTを更新する。   On the other hand, if the second knock magnitude estimated value KIC2 is smaller than the trace knock magnitude, it is determined that the knock retard amount KNRT calculated in step 313 in FIG. 39 is too large and the routine proceeds from step 328 to step 330, where the knock retard amount KNRT Is reduced by a second predetermined value const2. That is, the knock retard amount KNRT is updated by the following equation.

KNRT(new)=KNRT(old)−const2 …(105)
ただし、KNRT(new):更新後のノックリタード量、
KNRT(old):更新前のノックリタード量、
const2 :小さくする側への更新量、
このようにしてノックリタード量を更新した後はステップ314に戻ってステップ314〜326の操作を再び実行する。すなわち、ステップ314では更新後のノックリタード量KNRTを用いて点火時期θignを算出し、この新たな点火時期θignを用いてステップ315〜323の操作を実行して、燃焼質量波形の設定に必要となるMBTCAL2、BURN1ref2、BURN2ref2、IGNDEADref2を算出しこれらを用いステップ324において燃焼質量波形を再設定し、その再設定した燃焼質量割合の波形を用いてその新たな点火時期θignでの第2ノック強度推定値KIC2をステップ325で算出し、その算出した第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度をステップ326で比較する。比較の結果、第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度と一致すればステップ326よりステップ327に進んでそのときの点火時期であるMBTCAL2−KNRT(=θign)の値をノック限界点火時期KNOCKcalに移して今回の処理を終了する。
KNRT (new) = KNRT (old) -const2 (105)
Where KNRT (new): amount of knock retard after update,
KNRT (old): Knock retard amount before update,
const2: update amount to the side to be reduced,
After updating the knock retard amount in this way, the process returns to step 314 and the operations of steps 314 to 326 are executed again. That is, in step 314, the ignition timing θign is calculated using the updated knock retard amount KNRT, and the operations in steps 315 to 323 are executed using this new ignition timing θign, which is necessary for setting the combustion mass waveform. MBTCAL2, BURN1ref2, BURN2ref2, and IGNDEADref2 are calculated, and the combustion mass waveform is reset in step 324 using these, and the second knock intensity estimation at the new ignition timing θign is performed using the waveform of the reset combustion mass ratio. The value KIC2 is calculated in step 325, and the calculated second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude are compared in step 326. As a result of the comparison, if the second knock magnitude estimated value KIC2 coincides with the trace knock magnitude, the routine proceeds from step 326 to step 327, and the value of MBTCAL2-KNRT (= θsign), which is the ignition timing at that time, is set to the knock limit ignition timing KNOCKcal. To end the current process.

それでも、第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度と一致しなればステップ328に進んで第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度未満であるか否かをみてまだ第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度未満であるときにはステップ330でさらにノックリタード量KNRTを減少側(進角側)に更新した後、ステップ314に戻ってステップ314〜326の操作を再び実行する。このようにしてやがては第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度が一致することになり、ステップ327の操作を実行して今回の操作を終了する。   If the second knock strength estimated value KIC2 still does not coincide with the trace knock strength, the process proceeds to step 328, and it is determined whether the second knock strength estimated value KIC2 is less than the trace knock strength or not. Is less than the trace knock intensity, the knock retard amount KNRT is further updated to the decrease side (advance side) in step 330, and then the process returns to step 314 and the operations in steps 314 to 326 are executed again. In this way, the second knock strength estimated value KIC2 eventually coincides with the trace knock strength, and the operation of step 327 is executed to end the current operation.

なお、上記の所定値const1、const2の設定の仕方によっては第2ノック強度推定値KIC2とトレースノック強度が一致することがなくノックリタード量KNRTが収束しない事態が生じ得るので、そうならないように上記の所定値const1、const2は事前の予備実験等によりマッチングする。あるいはトレースノック強度に所定の許容範囲を設けておき、第2ノック強度推定値KIC2がこの許容範囲に収まったときにはノックリタード量KNRTが収束したとみなしてステップ327に進ませるようにする。   Depending on how the predetermined values const1 and const2 are set, the second knock magnitude estimated value KIC2 and the trace knock magnitude do not match and the knock retard amount KNRT may not converge. The predetermined values const1 and const2 are matched by a preliminary experiment or the like. Alternatively, a predetermined allowable range is provided for the trace knock intensity, and when the second knock intensity estimated value KIC2 falls within this allowable range, it is considered that the knock retard amount KNRT has converged and the process proceeds to step 327.

なお、図40のステップ314よりステップ330のループ操作は一瞬にして終了するのであり、次の燃焼サイクルの基本点火時期MBTCALのタイミングまで長引くことはない。   Note that the loop operation from step 314 to step 330 in FIG. 40 ends in an instant, and is not prolonged until the basic ignition timing MBTCAL of the next combustion cycle.

そのあとはクランク角が次の燃焼サイクルの基本点火時期MBTCALにくるまでそのまま待機し、再び図39、図40の処理を実行する。こうして一燃焼サイクル毎にノック限界点火時期KNOCKcalが求められる。   Thereafter, the process waits until the crank angle reaches the basic ignition timing MBTCAL of the next combustion cycle, and the processes of FIGS. 39 and 40 are executed again. Thus, the knock limit ignition timing KNOCKcal is obtained for each combustion cycle.

このようにしてノック限界点火時期KNOCKcalの算出を終了したら図2のステップ3に戻り、基本点火時期MBTCAL[degBTDC]とノック限界点火時期KNOCKcal[degBTDC]のうちから小さいほう、つまり遅角側の値を点火時期最小値PADVとして選択し、さらにステップ4ではこれに水温等による各種の補正を加えた値を点火時期指令値QADV[degBTDC]として設定する。エンジンの暖機完了後であれば、水温等による補正はないので、点火時期指令値QADVは点火時期最小値PADVに等しくなる。   When the calculation of the knock limit ignition timing KNOCKcal is completed in this manner, the process returns to step 3 in FIG. Is selected as the ignition timing minimum value PADV, and in step 4, a value obtained by adding various corrections based on the water temperature or the like is set as an ignition timing command value QADV [degBTDC]. After completion of engine warm-up, there is no correction due to the water temperature or the like, so the ignition timing command value QADV becomes equal to the ignition timing minimum value PADV.

こうして設定した点火時期指令値QADVは、ステップ5で点火レジスタに移され、実際のクランク角がこの点火時期指令値QADVと一致したタイミングでエンジンコントローラ31より一次電流を遮断する点火信号が点火コイル13に出力される。   The ignition timing command value QADV set in this way is transferred to the ignition register in step 5, and an ignition signal for cutting off the primary current from the engine controller 31 at the timing when the actual crank angle coincides with the ignition timing command value QADV is generated by the ignition coil 13. Is output.

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。   Here, the effect of this embodiment is demonstrated.

本実施形態(請求項4に記載の発明)によれば、ノック限界点火時期設定手段が、燃焼室5内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて燃焼室5内の燃料が自着火する時期θknkを推定する自着火時期推定手段(図32及び図33のステップ218参照)と、基本点火時期MBTCALで点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて自着火時期θknkにおける燃焼質量割合BRknkを算出する自着火時燃焼質量割合算出手段(図33のステップ219参照)と、この算出した自着火時期における燃焼質量割合BRknkと燃料量QINJとに基づいて未燃燃料量MUBを算出する未燃燃料量算出手段(図33のステップ222参照)と、この未燃燃料量MUBに基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量DPを算出する圧力上昇量算出手段(図33のステップ226参照)と、この燃焼室5内のノックによる圧力上昇量DPに基づいて第1ノック強度推定値KICを算出する第1ノック強度推定値算出手段(図33のステップ227〜229参照)と、この第1ノック強度推定値KICとトレースノック強度(スライスレベル)を比較する比較手段(図39のステップ311参照)と、この比較結果より第1ノック強度推定値KICがトレースノック強度以上である場合に所定のノックリタード量KNRTを算出するノックリタード量算出手段(図39のステップ313参照)と、第1基本点火時期MBTCAL1よりこのノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL1−KNRT)で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)として算出する第2燃焼期間算出手段(図40のステップ314〜321参照)と、この第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)に基づいてMBTの得られる基本点火時期を第2基本点火時期MBTCAL2として算出する第2基本点火時期算出手段(図40のステップ323参照)と、前記第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期(MBTCAL2)より前記クリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定する再設定手段(図40のステップ324参照)と、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度推定値を第2ノック強度推定値KIC2として算出する第2ノック強度算出手段(図40のステップ325参照)と、この第2ノック強度推定値KIC2がトレースノック強度と一致するとき第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)をノック限界点火時期KNOCKcalとして設定するノック限界点火時期設定手段(図40のステップ326、327参照)とを備えるので、再設定後の燃焼質量割合の特性が第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火して燃焼させる場合の実際の燃焼質量割合の特性と合致することになり、第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で燃焼させる場合であっても、第2ノック強度推定値KIC2を精度よく算出できる(ノック強度の推定が正確なものになる)。   According to the present embodiment (the invention described in claim 4), the knock limit ignition timing setting means is based on the characteristic representing the distribution of the reciprocal of the time until the fuel in the combustion chamber 5 reaches self-ignition. 5 based on the self-ignition timing estimation means (see step 218 in FIGS. 32 and 33) for estimating the self-ignition timing θknk of the fuel within 5 and the characteristics of the combustion mass ratio when igniting and burning at the basic ignition timing MBTCAL Based on the auto-ignition combustion mass ratio calculating means (see step 219 in FIG. 33) for calculating the combustion mass ratio BRknk at the auto-ignition timing θknk, and the calculated combustion mass ratio BRknk and the fuel amount QINJ at the auto-ignition timing. An unburned fuel amount calculating means for calculating the unburned fuel amount MUB (see step 222 in FIG. 33), and a pressure generated by knocking in the combustion chamber based on the unburned fuel amount MUB. A pressure increase calculation means for calculating the force increase DP (see step 226 in FIG. 33), and a first knock intensity KIC that calculates the first knock intensity estimated value KIC based on the pressure increase DP due to the knock in the combustion chamber 5 The strength estimated value calculating means (see steps 227 to 229 in FIG. 33), the comparing means (see step 311 in FIG. 39) for comparing the first knock strength estimated value KIC and the trace knock strength (slice level), and this comparison From the result, when the first knock magnitude estimated value KIC is greater than or equal to the trace knock magnitude, the knock retard quantity calculating means (see step 313 in FIG. 39) for calculating a predetermined knock retard quantity KNRT and the first basic ignition timing MBTCAL1 Assuming that ignition is performed at an ignition timing (MBTCAL1-KNRT) retarded by a knock retard amount KNRT. Second combustion period calculation means (see steps 314 to 321 in FIG. 40) for calculating a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle as a second combustion period (BURN1ref2, BURN2ref2), and this second combustion period (BURN1ref2) , BURN2ref2) based on the second basic ignition timing calculating means (see step 323 in FIG. 40) for calculating the basic ignition timing at which MBT is obtained as the second basic ignition timing MBTCAL2, and the second combustion period (BURN1ref2, BURN2ref2) Based on the above, the characteristics of the combustion mass ratio are changed to the characteristics of the combustion mass ratio in the case where ignition is performed at the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by the retard amount KNRT from the second basic ignition timing (MBTCAL2). And resetting means for resetting (steps in FIG. 324) and the characteristics of the combustion mass ratio after resetting, it is assumed that ignition is performed at an ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by a knock retard amount KNRT from the second basic ignition timing MBTCAL2. Second knock strength calculation means (see step 325 in FIG. 40) for calculating the knock strength estimate value in this case as the second knock strength estimate value KIC2, and when the second knock strength estimate value KIC2 matches the trace knock strength, (2) A knock limit ignition timing setting means (see steps 326 and 327 in FIG. 40) for setting the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) delayed by the knock retard amount KNRT from the basic ignition timing MBTCAL2 as the knock limit ignition timing KNOCKcal. Therefore, the characteristic of the combustion mass ratio after resetting is the second basic ignition timing. This matches the characteristics of the actual combustion mass ratio when ignition is performed at the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by the knock retard amount KNRT from MBTCAL2, and the knock retard amount from the second basic ignition timing MBTCAL2 Even when the combustion is performed at the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by KNRT, the second knock magnitude estimated value KIC2 can be calculated with high accuracy (the estimation of the knock magnitude is accurate).

第2基本点火時期MBTCAL2から遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火したときの層流燃焼速度は、第1基本点火時期MBTCAL1(あるいは図13のステップ43により算出されるMBTCAL)で点火したときの層流燃焼速度と異なることに対応して、本実施形態(請求項5に記載の発明)によれば、第2燃焼期間算出手段が、第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)を、第1基本点火時期MBTCAL1(あるいは図13のステップ43により算出されるMBTCAL)で点火して燃焼する場合の層流燃焼速度と異なる層流燃焼速度(SL1、SL2)を用いて算出するので(図10のステップ168及び図41のステップ348の違い、図12のステップ188及び図42のステップ368の違い参照)、第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火して燃焼する場合の層流燃焼速度(SL1、SL2)を正確に算出できる。   The laminar combustion speed when ignition is performed at an ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded from the second basic ignition timing MBTCAL2 is ignited at the first basic ignition timing MBTCAL1 (or MBTCAL calculated in step 43 of FIG. 13). Corresponding to the difference from the laminar combustion speed at this time, according to the present embodiment (invention of claim 5), the second combustion period calculation means calculates the second combustion period (BURN1ref2, BURN2ref2) Since it is calculated using the laminar combustion speed (SL1, SL2) different from the laminar combustion speed when igniting and burning at the first basic ignition timing MBTCAL1 (or MBTCAL calculated in step 43 of FIG. 13) (FIG. 10 step 168 and FIG. 41 step 348, FIG. 12 step 188 and FIG. 42 step 3. 8), accurately calculate the laminar combustion velocity (SL1, SL2) when igniting and burning at the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by the knock retard amount KNRT from the second basic ignition timing MBTCAL2 it can.

乱れ強さ(ST1、ST2)は第2基本点火時期MBTCAL2よりノックリタード量KNRTだけ遅角させた点火時期(MBTCAL2−KNRT)で点火して燃焼させた場合と、第1基本点火時期MBTCAL1で点火して燃焼させた場合とで変わらないことを実験により確認しており、これに対応して本実施形態(請求項7に記載の発明)によれば、第1、第2の燃焼期間算出手段が層流燃焼速度(SL1、SL2)を乱れ強さ(ST1、ST2)で補正する(図41のステップ350、図42のステップ370参照)と共に、第2燃焼期間算出手段が用いる乱れ強さ(ST1、ST2)が第1燃焼期間算出手段が用いる乱れ強さ(SL1、ST2)と同じである(図10のステップ169及び図41のステップ349参照、図12のステップ189及び図42のステップ369参照)ので、第2燃焼期間算出手段による第2燃焼期間の算出が正確になると共にROM容量を削減できる。   The turbulence intensity (ST1, ST2) is ignited with the ignition timing (MBTCAL2-KNRT) retarded by the knock retard amount KNRT from the second basic ignition timing MBTCAL2, and at the first basic ignition timing MBTCAL1. Accordingly, it has been confirmed by experiment that there is no difference between the first combustion period and the second combustion period calculation means according to the present embodiment (the invention according to claim 7). Corrects the laminar combustion velocity (SL1, SL2) with the turbulence intensity (ST1, ST2) (see step 350 in FIG. 41, step 370 in FIG. 42) and the turbulence intensity used by the second combustion period calculation means (see FIG. 41). ST1 and ST2) are the same as the turbulence intensity (SL1, ST2) used by the first combustion period calculation means (see step 169 in FIG. 10 and step 349 in FIG. 41, FIG. 12). Because see step 369 of step 189 and FIG. 42), the calculation of the second combustion period by the second combustion period calculation means can be reduced ROM capacity with be accurate.

本実施形態(請求項8に記載の発明)によれば、第1及び第2の燃焼期間を燃焼質量割合の変化に応じて複数(初期燃焼期間と主燃焼期間の2つ)に分割しているので、燃焼の初期と後期とで燃焼速度(つまり燃焼質量割合)が大きく変化する実際の現象によく対応させることができる。   According to this embodiment (the invention described in claim 8), the first and second combustion periods are divided into a plurality (two of the initial combustion period and the main combustion period) according to the change in the combustion mass ratio. Therefore, it is possible to cope with an actual phenomenon in which the combustion speed (that is, the combustion mass ratio) changes greatly between the early stage and the late stage of combustion.

本実施形態(請求項9に記載の発明)によれば、第2燃焼期間算出手段が、第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)を算出する際に、燃焼室5のその燃焼期間の中間時期における容積(Vmb1p、Vmb31p)と、燃焼室5のその燃焼期間の中間時期における燃焼質量割合(BR1p、BR31p)とを用いるので(図41のステップ351及び図42のステップ371参照)、第2燃焼期間(BURN1ref2、BURN2ref2)の算出精度が上がり、そのぶん燃焼質量割合の特性の再設定の精度も向上する。   According to the present embodiment (the invention described in claim 9), when the second combustion period calculation means calculates the second combustion period (BURN1ref2, BURN2ref2), the combustion chamber 5 is in an intermediate period of the combustion period. Since the volume (Vmb1p, Vmb31p) and the combustion mass ratio (BR1p, BR31p) in the intermediate period of the combustion period of the combustion chamber 5 are used (see step 351 in FIG. 41 and step 371 in FIG. 42), the second combustion period The calculation accuracy of (BURN1ref2, BURN2ref2) is increased, and the accuracy of resetting the characteristics of the combustion mass ratio is also improved.

本実施形態(請求項10に記載の発明)によれば、点火信号を点火コイル13と点火プラグ14等からなる点火装置(火花点火手段)に出力してから点火プラグ14により燃焼室5内で点火が行われるまでのクランク角区間である点火無駄時間相当クランク角(IGNDEADref2)を燃焼に関するパラメータ(燃焼室5の燃焼開始時期おける圧力P0、燃焼室5の燃焼開始時期おける温度T0、空燃比としての目標空気過剰率TLAMBDA)に応じて算出する点火無駄時間相当クランク角算出手段を備え(図43参照)、前記再設定手段がこの点火無駄時間相当クランク角(IGNDEADref2)に基づいても燃焼質量割合の特性を再設定するので(図40のステップ322〜324参照)、燃焼に関するパラメータが変化しても、燃焼質量割合の特性を精度よく再設定できる。   According to the present embodiment (the invention described in claim 10), an ignition signal is output to an ignition device (spark ignition means) including an ignition coil 13 and an ignition plug 14 and the like, and then the ignition plug 14 causes the inside of the combustion chamber 5 to flow. The crank angle (IGNEADref2) corresponding to the ignition dead time, which is the crank angle interval until ignition is performed, is a parameter relating to combustion (pressure P0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5, temperature T0 at the combustion start timing of the combustion chamber 5, and air-fuel ratio). The ignition dead time equivalent crank angle calculating means is calculated according to the target excess air ratio TLAMBDA (see FIG. 43), and the resetting means is based on the ignition dead time equivalent crank angle (IGNEADref2). (See steps 322 to 324 in FIG. 40), the parameters related to combustion change. , The characteristics of the combustion mass proportion can be accurately set again.

実施形態では、未燃燃料量MUBに基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量DPを算出する場合で説明したが、未燃燃料割合に基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量DPを算出するようにしてもかまわない(請求項3、4に記載の発明)。   In the embodiment, the case where the pressure increase amount DP due to knock in the combustion chamber is calculated based on the unburned fuel amount MUB has been described. However, the pressure increase amount DP due to knock in the combustion chamber is calculated based on the unburned fuel ratio. However, it does not matter (the invention according to claims 3 and 4).

実施形態では、燃焼ガスの層流状態での燃焼速度である層流燃焼速度(SL1、SL2)、燃焼室内の燃焼ガス体積に相当する容積である燃焼ガス体積相当容積(V0、VTDC)、所定のクランク角までに前記燃焼室内で燃焼するガスの燃焼質量割合(BR1、BR2)及び所定運転条件での燃焼ガスの燃焼のしやすさを示す反応確率(RPROBA)に基づいて燃焼開始から所定クランク角までの第1燃焼期間(BURN1、BURN2)を算出する第1燃焼期間算出手段と、この第1燃焼期間(BURN1、BURN2)に基づいてMBTの得られる基本点火時期(MBTCAL)を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段とを備える場合で説明したが、これに限られるものでなく、他の公知の算出方法によりMBTの得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出するものにも本発明を適用できる(請求項1に記載の発明)。   In the embodiment, a laminar combustion speed (SL1, SL2) which is a combustion speed in a laminar flow state of combustion gas, a combustion gas volume equivalent volume (V0, VTDC) which is a volume corresponding to the combustion gas volume in the combustion chamber, a predetermined value From the start of combustion based on the combustion mass ratio (BR1, BR2) of the gas combusted in the combustion chamber up to the crank angle and the reaction probability (RPROBA) indicating the ease of combustion of the combustion gas under predetermined operating conditions. First combustion period calculation means for calculating a first combustion period (BURN1, BURN2) up to the corner, and a basic ignition timing (MBTCAL) at which MBT is obtained based on the first combustion period (BURN1, BURN2) The first basic ignition timing calculation means for calculating the ignition timing has been described. However, the present invention is not limited to this, and the MB is calculated by other known calculation methods. The present invention can be applied to the basic ignition timing obtained and calculates the first basic ignition timing of (claim 1).

実施形態では、図39、図40に示したように第1燃焼期間BURN1ref1、BURN2ref1、第1点火無駄時間相当クランク角IGNDEADref1、第1基本点火時期MBTCAL1を算出し(図39のステップ305〜307参照)、これらに基づいて燃焼質量割合の特性を初期設定すると共に(図39のステップ308参照)、基本点火時期MBTCAL1を基準にして点火時期を遅角させる場合で説明したが、図10、図12に示した燃焼期間BURN1、BURN2、図51に示した点火無駄時間相当クランク角IGNDEAD、図13に示した基本点火時期MBTCALに基づいて燃焼質量割合の特性を初期設定すると共に、図13のステップ43に示した基本点火時期MBTCALを基準にして点火時期を遅角させるように構成してもかまわない(請求項4に記載の発明)。   In the embodiment, as shown in FIGS. 39 and 40, the first combustion periods BURN1ref1, BURN2ref1, the first ignition dead time equivalent crank angle IGNDEADref1, and the first basic ignition timing MBTCAL1 are calculated (see steps 305 to 307 in FIG. 39). Based on these, the characteristics of the combustion mass ratio are initially set (see step 308 in FIG. 39), and the case where the ignition timing is retarded with reference to the basic ignition timing MBTCAL1 has been described. The combustion mass ratio characteristics are initially set based on the combustion periods BURN1 and BURN2 shown in FIG. 5, the crank angle IGNDEAD corresponding to the ignition dead time shown in FIG. 51, and the basic ignition timing MBTCAL shown in FIG. The ignition timing is retarded based on the basic ignition timing MBTCAL shown in May be configured to so that (claim 4).

実施形態では、第2燃焼期間算出手段が、第2燃焼期間を、第1基本点火時期MBTCALで点火して燃焼する場合の層流燃焼速度と異なる層流燃焼速度(SL1、SL2)を用いて算出する場合で説明したが(図41のステップ348、図42のステップ368参照)、第2燃焼期間算出手段が、第2燃焼期間を、第1基本点火時期MBTCAL1で点火して燃焼すると場合の層流燃焼速度と同じ層流燃焼速度(SL1、SL2)を用いて算出させることもできる(請求項6に記載の発明)。これによれば、演算負荷を小さくできる。   In the embodiment, the second combustion period calculation means uses a laminar combustion speed (SL1, SL2) different from the laminar combustion speed when the second combustion period is ignited and combusted at the first basic ignition timing MBTCAL. As described in the case of calculation (see step 348 in FIG. 41 and step 368 in FIG. 42), the second combustion period calculation means ignites and combusts the second combustion period at the first basic ignition timing MBTCAL1. It can also be calculated using the same laminar burning velocity (SL1, SL2) as the laminar burning velocity (the invention according to claim 6). According to this, the calculation load can be reduced.

実施形態では、オクタン価推定値を算出する場合で説明したが、これに限られるものでなく、オクタン価推定値を算出しないものにも適用がある。さらにはガソリンとアルコールの混合燃料を使用するものにも適用がある。   In the embodiment, the case where the estimated octane number is calculated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to a case where the estimated octane number is not calculated. Furthermore, it is applicable to those using a mixed fuel of gasoline and alcohol.

請求項1に記載の発明において、自着火時期推定手段の機能は図32及び図33のステップ218により、第1ノック強度推定値算出手段の機能は図33のステップ227〜229により、比較手段の機能は図39のステップ311により、ノックリタード量算出手段の機能は図39のステップ313により、燃焼期間算出手段の機能は図40のステップ314〜321により、第2基本点火時期算出手段の機能は図40のステップ323により、第2ノック強度推定値算出手段の機能は図40のステップ325により、ノック限界点火時期設定手段の機能は図40のステップ326、327によりそれぞれ果たされている。   In the first aspect of the present invention, the function of the self-ignition timing estimation means is the step 218 of FIGS. 32 and 33, and the function of the first knock strength estimated value calculation means is the steps 227 to 229 of FIG. The function is step 311 in FIG. 39, the function of the knock retard amount calculating means is in step 313 in FIG. 39, the function of the combustion period calculating means is in steps 314 to 321 in FIG. 40, and the function of the second basic ignition timing calculating means is 40, the function of the second knock strength estimated value calculation means is performed by step 325 of FIG. 40, and the function of the knock limit ignition timing setting means is performed by steps 326 and 327 of FIG.

請求項4に記載の発明において、層流燃焼速度算出手段の機能は図10のステップ168及び図12のステップ188により、燃焼ガス体積相当容積算出手段の機能は図10のステップ162及び図12のステップ182により、燃焼質量割合算出手段の機能は図10のステップ171及び図12のステップ191により、反応確率算出手段の機能は図5のステップ15により、第1燃焼期間算出手段の機能は図10のステップ171及び図12のステップ191(または図39のステップ305)により、第1基本点火時期算出手段の機能は図13のステップ43(または図39のステップ307)により、自着火時期推定手段の機能は図32及び図33のステップ218により、自着火時燃焼質量割合算出手段の機能は図33のステップ219により、未燃燃料量算出手段の機能は図33のステップ222により、圧力上昇量算出手段の機能は図33のステップ226により、第1ノック強度推定値算出手段の機能は図33のステップ227〜229により、比較手段の機能は図39のステップ311により、ノックリタード量算出手段の機能は図39のステップ313により、第2燃焼期間算出手段の機能は図40のステップ314〜321により、第2基本点火時期算出手段機能は図40のステップ323により、再設定手段の機能は図40のステップ324により、第2ノック強度推定値算出手段の機能は図40のステップ325により、ノック限界点火時期設定手段の機能は図40のステップ326、327によりそれぞれ果たされている。   In the invention described in claim 4, the function of the laminar combustion velocity calculating means is the same as that of step 168 of FIG. 10 and step 188 of FIG. 12, and the function of the combustion gas volume equivalent volume calculating means is that of steps 162 and FIG. In step 182, the function of the combustion mass ratio calculation means is in step 171 in FIG. 10 and step 191 in FIG. 12, the function of the reaction probability calculation means is in step 15 in FIG. 5, and the function of the first combustion period calculation means is in FIG. In step 171 of FIG. 12 and step 191 of FIG. 12 (or step 305 of FIG. 39), the function of the first basic ignition timing calculation means is the function of the self-ignition timing estimation means by step 43 of FIG. 13 (or step 307 of FIG. 39). The function is based on step 218 in FIGS. 32 and 33, and the function of the self-ignition combustion mass ratio calculating means is the step in FIG. 19, the function of the unburned fuel amount calculating means is according to step 222 of FIG. 33, the function of the pressure increase amount calculating means is according to step 226 of FIG. 33, and the function of the first knock strength estimated value calculating means is step 227 of FIG. ˜229, the function of the comparison means is according to step 311 of FIG. 39, the function of the knock retard amount calculation means is according to step 313 of FIG. 39, and the function of the second combustion period calculation means is according to steps 314 to 321 of FIG. 2 The function of the basic ignition timing calculating means is based on step 323 in FIG. 40, the function of the resetting means is based on step 324 in FIG. 40, and the function of the second knock intensity estimated value calculating means is based on step 325 in FIG. The function of the setting means is performed by steps 326 and 327 in FIG.

一実施形態のエンジンの制御システム図。The engine control system figure of one Embodiment. 点火時期制御を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating ignition timing control. 燃焼室の圧力変化図。The pressure change figure of a combustion chamber. 燃焼質量割合の変化を説明する特性図。The characteristic view explaining the change of a combustion mass ratio. 物理量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a physical quantity. エンジンのクランクシャフトとコネクティングロッドの位置関係を説明するダイアグラム。Diagram explaining the positional relationship between the crankshaft of the engine and the connecting rod. 水温補正係数の特性図。The characteristic diagram of a water temperature correction coefficient. 当量比補正係数の特性図。The characteristic view of an equivalence ratio correction coefficient. 基準クランク角の特性図。The characteristic figure of a standard crank angle. 初期燃焼期間の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of an initial combustion period. 温度上昇率の特性図。The characteristic figure of a temperature rise rate. 主燃焼期間の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the main combustion period. 基本点火時期の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of basic ignition timing. 内部不活性ガス率の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of an internal inert gas rate. 内部不活性ガス量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of an internal inert gas amount. EVC時不活性ガス量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the amount of inert gas at the time of EVC. オーバーラップ中吹き返し不活性ガス量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the amount of inert gas blown back during overlap. 過給判定フラグ、チョーク判定フラグの設定を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the setting of a supercharging determination flag and a choke determination flag. 過給無しかつチョーク無し時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the inactive gas flow rate during the overlap when there is no supercharging and there is no choke. 過給無しかつチョーク有り時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the calculation of the inactive gas flow rate during the overlap at the time of supercharging without a choke. 過給有りかつチョーク無し時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the calculation of the inactive gas flow rate during the overlap at the time of supercharging and no choke. 過給有りかつチョーク有り時のオーバーラップ中吹き返し不活性ガス流量の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the inactive gas flow rate during the overlap at the time of supercharging and a choke. 排気弁閉時期における燃焼室容積の特性図。The characteristic figure of the combustion chamber volume in the exhaust valve closing timing. 不活性ガスのガス定数の特性図。The characteristic figure of the gas constant of an inert gas. オーバーラップ中の積算有効面積の特性図。The characteristic figure of the integrated effective area during overlap. オーバーラップ中の積算有効面積の説明図。Explanatory drawing of the integrated effective area during overlap. 不活性ガスの比熱比の特性図。The characteristic figure of the specific heat ratio of an inert gas. 混合気の比熱比の特性図。The characteristic figure of the specific heat ratio of air-fuel | gaseous mixture. ノック発生時の燃焼室内の圧力履歴を示す特性図。The characteristic view which shows the pressure history in the combustion chamber at the time of knock generation. オクタン価100の燃料での1/τの特性図。The characteristic diagram of 1 / τ for fuel with an octane number of 100. オクタン価80の燃料での1/τの特性図。The characteristic diagram of 1 / τ with fuel of octane number 80. 直線で近似した場合の燃焼質量割合の変化を示す特性図。The characteristic view which shows the change of the combustion mass ratio at the time of approximating with a straight line. 第1ノック強度推定値の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a 1st knock magnitude estimated value. 第1ノック強度推定値の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a 1st knock magnitude estimated value. 総ガスモル数の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a total gas mole number. ガスエンタルピの算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of gas enthalpy. 回転速度補正係数の特性図。The characteristic diagram of a rotational speed correction coefficient. オクタン価推定値の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of an octane number estimated value. ノック検出時のオクタン価推定値の動きを示す波形図。The wave form diagram which shows the motion of the octane number estimated value at the time of knock detection. ノック限界点火時期の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a knock limit ignition timing. ノック限界点火時期の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a knock limit ignition timing. 第1または第2の初期燃焼期間の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the 1st or 2nd initial stage combustion period. 第1または第2の主燃焼期間の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the 1st or 2nd main combustion period. 第1または第2の点火無駄時間相当クランク角の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of the 1st or 2nd ignition dead time equivalent crank angle. 点火無駄時間基本値の特性図。The characteristic figure of ignition dead time basic value. 温度補正係数の特性図。The characteristic figure of a temperature correction coefficient. 空気過剰率補正係数の特性図。The characteristic diagram of an excess air ratio correction coefficient. トレースノック強度の特性図。Trace knock strength characteristic chart. 燃焼質量割合の再設定を示す特性図。The characteristic view which shows the reset of a combustion mass ratio. 第2ノック強度推定値の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a 2nd knock magnitude estimated value. 第2ノック強度推定値の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of a 2nd knock magnitude estimated value. 点火無駄時間相当クランク角の算出を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating calculation of an ignition dead time equivalent crank angle.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
5 燃焼室
11 点火装置(火花点火手段)
21 燃料インジェクタ
31 エンジンコントローラ
1 Engine 5 Combustion chamber 11 Ignition device (spark ignition means)
21 Fuel injector 31 Engine controller

Claims (15)

所定の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、
ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、
これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段と
を備えるエンジンのノック制御装置において、
前記ノック限界点火時期設定手段が、
前記第1基本点火時期で点火した場合に燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定する自着火時期推定手段と、
この算出した自着火時期に基づいて第1ノック強度推定値を算出する第1ノック強度推定値算出手段と、
この第1ノック強度推定値とスライスレベルを比較する比較手段と、
この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定するノック限界点火時期設定手段と、
前記比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出するノックリタード量算出手段と、
前記第1基本点火時期よりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を算出する燃焼期間算出手段と、
この燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第2基本点火時期として算出する第2基本点火時期算出手段と、
この第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出する第2ノック強度推定値算出手段と、
この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として設定するノック限界点火時期設定手段と
前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、
前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、
前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、
この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、
この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、
この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較する
ことを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、
また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、
前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、
前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の燃焼期間として算出し、
この更新後の燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、
この更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、
この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較する
ことを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するノック限界点火時期設定手段と
を備えることを特徴とするエンジンのノック制御装置。
First basic ignition timing calculating means for calculating a basic ignition timing obtained based on a predetermined combustion period as a first basic ignition timing;
Knock limit ignition timing setting means for setting the knock limit ignition timing;
In a knock control device for an engine comprising spark ignition means for performing spark ignition at a retarded value of either the first basic ignition timing or the knock limit ignition timing,
The knock limit ignition timing setting means,
Self-ignition timing estimating means for estimating a timing at which the fuel in the combustion chamber self-ignites when ignited at the first basic ignition timing;
First knock intensity estimated value calculating means for calculating a first knock intensity estimated value based on the calculated self-ignition timing;
A comparison means for comparing the first knock strength estimated value with the slice level;
A knock limit ignition timing setting means for setting the first basic ignition timing as the knock limit ignition timing as it is when the first knock magnitude estimated value is less than the slice level from the comparison result;
Knock retard amount calculating means for calculating a predetermined knock retard amount if the first knock intensity estimates from the comparison result is a slice level or higher,
Combustion period calculating means for calculating a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle when igniting and burning at an ignition timing retarded by this knock retard amount from the first basic ignition timing;
A second basic ignition timing calculating means for calculating a basic ignition timing obtained based on the combustion period as a second basic ignition timing;
Second knock intensity estimated value calculating means for calculating, as a second knock intensity estimated value, a knock intensity when igniting and burning at an ignition timing delayed by the knock retard amount from the second basic ignition timing;
Knock limit ignition timing setting means for setting, as a knock limit ignition timing, an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing when the second knock intensity estimated value matches the slice level ;
If the second knock strength estimate does not match the slice level and the second knock strength estimate is greater than the slice level,
Update the calculated knock retard amount to a side that increases by a predetermined value,
A combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle in the case of ignition and combustion at an ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing is calculated as an updated combustion period;
The basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing,
Calculating the knock intensity when igniting and burning at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing as the updated second knock intensity estimated value;
The updated second knock strength estimated value is compared with the slice level.
When the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is the knock limit ignition. As time
If the second knock strength estimate does not match the slice level and the second knock strength estimate is smaller than the slice level,
Update the calculated knock retard amount to a smaller value by a predetermined value,
A combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle in the case of ignition and combustion at an ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing is calculated as an updated combustion period;
The basic ignition timing obtained based on the updated combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing,
Calculating the knock intensity when igniting and burning at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing as the updated second knock intensity estimated value;
The updated second knock strength estimated value is compared with the slice level.
When the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is the knock limit ignition. An engine knock control device comprising: knock limit ignition timing setting means for setting each as a timing .
前記第1ノック強度推定値算出手段は、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出する自着火時燃焼質量割合算出手段と、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて第1ノック強度推定値を算出するノック強度推定値算出手段とからなり、
前記第2ノック強度推定値算出手段は、前記燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定する再設定手段と、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出するノック強度推定値算出手段とからなることを特徴とする請求項1に記載のエンジンのノック制御装置。
The first knock strength estimated value calculation means calculates a combustion mass ratio at the self-ignition timing based on a characteristic of a combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing. A calculating means, and a knock intensity estimated value calculating means for calculating a first knock intensity estimated value based on the calculated combustion mass ratio and fuel amount at the self-ignition timing,
The second knock intensity estimated value calculating means is configured to ignite and burn when the combustion mass ratio characteristic is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing based on the combustion period. Using the resetting means for resetting to the characteristics of the combustion mass ratio and the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting, ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. 2. The engine knock control apparatus according to claim 1, further comprising knock intensity estimated value calculating means for calculating a knock intensity for combustion as a second knock intensity estimated value.
前記自着火時期推定手段は、燃焼室内の燃料が自着火する時期を燃焼室内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて推定すると共に、
前記第1ノック強度推定値算出手段は、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出する自着火時燃焼質量割合算出手段と、この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて未燃燃料量または未燃燃料割合を算出する未燃燃料量算出手段と、この未燃燃料量または未燃燃料割合に基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量を算出する圧力上昇量算出手段と、この燃焼室内のノックによる圧力上昇量に基づいて第1ノック強度推定値を算出するノック強度推定値算出手段とからなり、
前記第2ノック強度推定値算出手段は、前記燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定する再設定手段と、この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出するノック強度推定値算出手段とからなることを特徴とする請求項1に記載のエンジンのノック制御装置。
The self-ignition timing estimation means estimates the time when the fuel in the combustion chamber self-ignites based on the characteristics representing the distribution of the reciprocal of the time until the fuel in the combustion chamber reaches self-ignition,
The first knock strength estimated value calculation means calculates a combustion mass ratio at the self-ignition timing based on a characteristic of a combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing. An unburned fuel amount calculating means for calculating an unburned fuel amount or an unburned fuel ratio based on the calculated combustion mass ratio and fuel amount at the calculated self-ignition timing, and the unburned fuel amount or unburned fuel. A pressure increase amount calculating means for calculating a pressure increase amount due to knock in the combustion chamber based on the ratio; and a knock strength estimated value calculating means for calculating a first knock strength estimated value based on the pressure increase amount due to the knock in the combustion chamber; Consists of
The second knock intensity estimated value calculating means is configured to ignite and burn when the combustion mass ratio characteristic is retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing based on the combustion period. Using the resetting means for resetting to the characteristics of the combustion mass ratio and the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting, ignition is performed at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. 2. The engine knock control apparatus according to claim 1, further comprising knock intensity estimated value calculating means for calculating a knock intensity for combustion as a second knock intensity estimated value.
燃焼ガスの層流状態での燃焼速度である層流燃焼速度を算出する層流燃焼速度算出手段と、
燃焼室内の燃焼ガス体積に相当する容積を算出する燃焼ガス体積相当容積算出手段と、
所定のクランク角までに前記燃焼室内で燃焼するガスの燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
所定運転条件での燃焼ガスの燃焼のしやすさを示す反応確率を算出する反応確率算出手段と、
これら層流燃焼速度、燃焼ガス体積相当容積、燃焼質量割合及び反応確率に基づいて燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第1燃焼期間として算出する第1燃焼期間算出手段と、
この第1燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第1基本点火時期として算出する第1基本点火時期算出手段と、
ノック限界点火時期を設定するノック限界点火時期設定手段と、
これら第1基本点火時期、ノック限界点火時期のいずれかのうち遅角側の値で火花点火を行う火花点火手段と
を備えるエンジンのノック制御装置において、
前記ノック限界点火時期設定手段が、
燃焼室内の燃料が自着火にいたるまでの時間の逆数の分布を表す特性に基づいて燃焼室内の燃料が自着火する時期を推定する自着火時期推定手段と、
前記第1基本点火時期で点火して燃焼するときの燃焼質量割合の特性に基づいて前記自着火時期における燃焼質量割合を算出する自着火時燃焼質量割合算出手段と、
この算出した自着火時期における燃焼質量割合と燃料量とに基づいて未燃燃料量または未燃燃料割合を算出する未燃燃料量算出手段と、
この未燃燃料量または未燃燃料割合に基づいて燃焼室内のノックによる圧力上昇量を算出する圧力上昇量算出手段と、
この燃焼室内のノックによる圧力上昇量に基づいて第1ノック強度推定値を算出する第1ノック強度推定値算出手段と、
この第1ノック強度推定値とスライスレベルを比較する比較手段と、
この比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル未満である場合に前記第1基本点火時期をそのままノック限界点火時期として設定するノック限界点火時期設定手段と、
前記比較結果より第1ノック強度推定値がスライスレベル以上である場合に所定のノックリタード量を算出するノックリタード量算出手段と、
前記第1基本点火時期よりこのノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を第2燃焼期間として算出する第2燃焼期間算出手段と、
この第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を第2基本点火時期として算出する第2基本点火時期算出手段と、
前記第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定する再設定手段と、
この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を第2ノック強度推定値として算出する第2ノック強度推定値算出手段と、
この第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致するとき前記第2基本点火時期より前記ノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として設定するノック限界点火時期設定手段と
前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより大きい場合には、
前記算出したノックリタード量を所定値だけ大きくなる側に更新し、
前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、
この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、
前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、
この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、
この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較する
ことを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期として、
また前記第2ノック強度推定値が前記スライスレベルと一致せず第2ノック強度推定値がスライスレベルより小さい場合には、
前記算出したノックリタード量を所定値だけ小さくなる側に更新し、
前記第1基本点火時期よりこの更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合の燃焼開始から所定クランク角までの燃焼期間を更新後の第2燃焼期間として算出し、
この更新後の第2燃焼期間に基づいて得られる基本点火時期を更新後の第2基本点火時期として算出し、
前記更新後の第2燃焼期間に基づいて燃焼質量割合の特性を、前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼する場合の燃焼質量割合の特性へと再設定し、
この再設定後の燃焼質量割合の特性を用いて前記更新後の第2基本点火時期より前記更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期で点火して燃焼すると仮定した場合のノック強度を更新後の第2ノック強度推定値として算出し、
この更新後の第2ノック強度推定値と前記スライスレベルとを比較する
ことを繰り返し、この繰り返しにより更新後の第2ノック強度推定値がスライスレベルと一致するとき、更新後の第2基本点火時期より更新後のノックリタード量だけ遅角させた点火時期をノック限界点火時期としてそれぞれ設定するノック限界点火時期設定手段と
を備えることを特徴とするエンジンのノック制御装置。
Laminar combustion speed calculating means for calculating a laminar combustion speed that is a combustion speed in a laminar state of the combustion gas;
A combustion gas volume equivalent volume calculating means for calculating a volume corresponding to the combustion gas volume in the combustion chamber;
Combustion mass ratio calculating means for calculating the combustion mass ratio of the gas combusted in the combustion chamber by a predetermined crank angle;
Reaction probability calculation means for calculating a reaction probability indicating the ease of combustion of combustion gas under a predetermined operating condition;
A first combustion period calculating means for calculating a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle as a first combustion period based on these laminar combustion speed, combustion gas volume equivalent volume, combustion mass ratio and reaction probability;
First basic ignition timing calculation means for calculating a basic ignition timing obtained based on the first combustion period as a first basic ignition timing;
Knock limit ignition timing setting means for setting the knock limit ignition timing;
In a knock control device for an engine comprising spark ignition means for performing spark ignition at a retarded value of either the first basic ignition timing or the knock limit ignition timing,
The knock limit ignition timing setting means,
Self-ignition timing estimation means for estimating the time when the fuel in the combustion chamber self-ignites based on the characteristics representing the distribution of the reciprocal of the time until the fuel in the combustion chamber reaches self-ignition,
A self-ignition combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio at the self-ignition timing based on a characteristic of a combustion mass ratio when igniting and burning at the first basic ignition timing;
An unburned fuel amount calculating means for calculating an unburned fuel amount or an unburned fuel ratio based on the burned mass ratio and the fuel amount at the calculated self-ignition timing;
A pressure increase amount calculating means for calculating a pressure increase amount due to knocking in the combustion chamber based on the unburned fuel amount or the unburned fuel ratio;
First knock intensity estimated value calculating means for calculating a first knock intensity estimated value based on the amount of pressure increase due to knock in the combustion chamber;
A comparison means for comparing the first knock strength estimated value with the slice level;
A knock limit ignition timing setting means for setting the first basic ignition timing as the knock limit ignition timing as it is when the first knock magnitude estimated value is less than the slice level from the comparison result;
Knock retard amount calculating means for calculating a predetermined knock retard amount if the first knock intensity estimates from the comparison result is a slice level or higher,
A second combustion period in which a combustion period from the start of combustion to a predetermined crank angle is calculated as a second combustion period when it is assumed that combustion is performed at an ignition timing retarded by this knock retard amount from the first basic ignition timing. A calculation means;
Second basic ignition timing calculation means for calculating a basic ignition timing obtained based on the second combustion period as a second basic ignition timing;
Based on the second combustion period, the characteristic of the combustion mass ratio is reset to the characteristic of the combustion mass ratio when igniting and burning at an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing. Resetting means,
Using the characteristics of the combustion mass ratio after the resetting, the knock intensity when the ignition is assumed to be ignited and burned at the ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing is calculated as the second knock intensity estimated value. Second knock strength estimated value calculating means for calculating as
Knock limit ignition timing setting means for setting, as a knock limit ignition timing, an ignition timing retarded by the knock retard amount from the second basic ignition timing when the second knock intensity estimated value matches the slice level ;
If the second knock strength estimate does not match the slice level and the second knock strength estimate is greater than the slice level,
Update the calculated knock retard amount to a side that increases by a predetermined value,
The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle when assuming that the ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing is the updated second combustion period. Calculate
The basic ignition timing obtained based on the updated second combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing,
In the case of igniting and burning at the ignition timing that is retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing based on the updated second combustion period. Reset to combustion mass ratio characteristics,
Using the characteristics of the combustion mass ratio after resetting, the knock intensity when it is assumed that ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is performed. Calculate as the updated second knock strength estimate,
The updated second knock strength estimated value is compared with the slice level.
When the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is the knock limit ignition. As time
If the second knock strength estimate does not match the slice level and the second knock strength estimate is smaller than the slice level,
Update the calculated knock retard amount to a smaller value by a predetermined value,
The combustion period from the start of combustion to the predetermined crank angle when assuming that the ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the first basic ignition timing is the updated second combustion period. Calculate
The basic ignition timing obtained based on the updated second combustion period is calculated as the updated second basic ignition timing,
In the case where the combustion mass ratio characteristic is ignited at an ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing based on the updated second combustion period. Reset to combustion mass ratio characteristics,
Using the characteristics of the combustion mass ratio after resetting, the knock intensity when it is assumed that ignition is performed at the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is performed. Calculate as the updated second knock strength estimate,
The updated second knock strength estimated value is compared with the slice level.
When the updated second knock intensity estimated value coincides with the slice level by this repetition, the ignition timing retarded by the updated knock retard amount from the updated second basic ignition timing is the knock limit ignition. An engine knock control device comprising knock limit ignition timing setting means for setting each as a timing .
前記第2燃焼期間算出手段が、前記第2燃焼期間を、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の層流燃焼速度と異なる層流燃焼速度を用いて算出することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。   The second combustion period calculating means calculates the second combustion period by using a laminar combustion speed different from the laminar combustion speed when igniting and burning at the first basic ignition timing. The engine knock control apparatus according to claim 4. 前記第2燃焼期間算出手段が、前記第2燃焼期間を、前記第1基本点火時期で点火して燃焼する場合の層流燃焼速度と同じ層流燃焼速度を用いて算出することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。 The second combustion period calculating means calculates the second combustion period by using the same laminar combustion speed as the laminar combustion speed when igniting and burning at the first basic ignition timing. The engine knock control apparatus according to claim 4 . 前記第1、第2の燃焼期間算出手段が前記層流燃焼速度を乱れ強さで補正すると共に、
前記第2燃焼期間算出手段が用いる乱れ強さは前記第1燃焼期間算出手段が用いる乱れ強さと同じであることを特徴とする請求項5または6に記載のエンジンのノック制御装置。
The first and second combustion period calculating means correct the laminar combustion speed with the turbulence intensity,
The engine knock control apparatus according to claim 5 or 6, wherein the turbulence intensity used by the second combustion period calculation means is the same as the turbulence intensity used by the first combustion period calculation means.
前記第1及び第2の燃焼期間を前記燃焼質量割合の変化に応じて複数に分割することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。   5. The engine knock control device according to claim 4, wherein the first and second combustion periods are divided into a plurality of periods according to a change in the combustion mass ratio. 前記第2燃焼期間算出手段が、前記第2燃焼期間を算出する際に、燃焼室のその燃焼期間の中間時期における容積及び燃焼室のその燃焼期間の中間時期における燃焼質量割合を用いることを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。   When calculating the second combustion period, the second combustion period calculation means uses a volume of the combustion chamber at an intermediate period of the combustion period and a combustion mass ratio of the combustion chamber at an intermediate period of the combustion period. The engine knock control apparatus according to claim 4. 点火信号を前記火花点火手段に出力してからこの火花点火手段により燃焼室内で点火が行われるまでのクランク角区間である点火無駄時間相当クランク角を燃焼に関するパラメータに応じて算出する点火無駄時間相当クランク角算出手段を備え、前記再設定手段がこの点火無駄時間相当クランク角に基づいても前記燃焼質量割合の特性を再設定することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。   Corresponding to the ignition dead time corresponding to the combustion dead time corresponding to the crank angle section that is the crank angle section from when the ignition signal is output to the spark ignition means until ignition is performed in the combustion chamber by the spark ignition means 5. The engine knock control apparatus according to claim 4, further comprising a crank angle calculation unit, wherein the resetting unit resets the combustion mass ratio characteristic even based on the crank angle corresponding to the dead ignition time. 前記燃焼に関するパラメータは、空燃比、燃焼室の燃焼開始時期における圧力、燃焼室の燃焼開始時期における温度、充填効率、不活性ガス率の少なくとも一つであることを特徴とする請求項10に記載のエンジンのノック制御装置。   11. The parameter relating to combustion is at least one of an air-fuel ratio, a pressure at the combustion start timing of the combustion chamber, a temperature at the combustion start timing of the combustion chamber, a charging efficiency, and an inert gas ratio. Engine knock control device. 前記所定のノックリタード量は前記第1ノック強度推定値と前記スライスレベルの差に基づく値であることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一つに記載のエンジンのノック制御装置。 5. The engine knock control apparatus according to claim 1, wherein the predetermined knock retard amount is a value based on a difference between the first knock strength estimated value and the slice level. 6. 前記自着火時期に基づいて燃焼室の自着火時期における容積を算出する自着火時容積算出手段を備え、
この燃焼室の自着火時期における容積に基づいても前記ノックによる圧力上昇量を算出することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。
A self-ignition volume calculating means for calculating the volume of the combustion chamber at the self-ignition time based on the self-ignition time;
5. The engine knock control apparatus according to claim 4, wherein the amount of pressure increase due to the knock is calculated based on the volume of the combustion chamber at the time of self-ignition.
燃焼室の前記自着火する燃料ガスの比熱を推定する燃料ガス比熱推定手段を備え、この燃焼室の前記自着火する燃料ガスの比熱に基づいても前記ノックによる圧力上昇量を算出することを特徴とする請求項4に記載のエンジンのノック制御装置。   A fuel gas specific heat estimating means for estimating a specific heat of the self-ignited fuel gas in the combustion chamber is provided, and a pressure increase amount due to the knock is calculated based on a specific heat of the self-ignited fuel gas in the combustion chamber. The engine knock control apparatus according to claim 4. 前記燃料ガス比熱算出手段は、前記自着火する燃料ガスのエンタルピを計算式により算出する燃料ガスエンタルピ算出手段と、燃焼室の前記自着火時期における平均温度を計算式により算出する自着火時平均温度算出手段と、これら燃料ガスのエンタルピと自着火時期における平均温度とに基づいて前記自着火する燃料ガスの比熱を算出する燃料ガス比熱算出手段とからなることを特徴とする請求項14に記載のエンジンのノック制御装置。   The fuel gas specific heat calculating means includes a fuel gas enthalpy calculating means for calculating the enthalpy of the fuel gas to be ignited by a calculation formula, and an average temperature at the time of self-ignition for calculating an average temperature of the combustion chamber at the self-ignition timing by the calculation formula. The fuel gas specific heat calculating means for calculating the specific heat of the fuel gas that self-ignites based on the enthalpy of the fuel gas and the average temperature at the self-ignition timing. Engine knock control device.
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