JP4158720B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
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Description
前記運転状態検出手段で検出した運転状態に基づいて、ノックを発生しない限界の点火時期を算出するノック限界点火時期算出手段(53〜55)とを有する内燃機関の点火時期制御装置であって、前記ノック限界点火時期算出手段(53〜55)は、筒内温度及び筒内圧力を算出する温度圧力算出手段(531)と、前記筒内温度に基づいて未燃ガスの比熱比を算出する未燃ガス物性値算出手段(53221)と、前記未燃ガス比熱比と前記筒内圧力に基づいて未燃ガス温度を算出する未燃ガス温度算出手段(53222)と、前記未燃ガス温度と前記筒内圧力に基づいて筒内ガスの着火遅れを算出する着火遅れ算出手段(5323)と、前記着火遅れを時間積分してノック発生指標を算出するノック発生指標算出手段(5324)と、を備え、その算出したノック発生指標に基づいて、ノックを発生しない限界の点火時期を算出ことを特徴とする。
X=1−exp[-a・[(θ-θS)/θB]n+1] …(1)
θS :実燃焼開始クランク角(deg)
θB :実燃焼期間(deg)
a,n:定数
と記述することができる。上記a,nは燃焼室形状や点火プラグ位置、および燃焼室内のガス流動特性等、エンジン機種によって定まる。これは実験等によって予め決めておくことができる。この(1)式がWiebe関数である。
dX/dθ
=a(n+1)/θB・[(θ-θS)/θB]n・exp[-a・[(θ-θS)/θB]n+1] …(2)
(1)式を実燃焼期間θBについて解けば、
θB=(θ−θ S )/[-log(1−X)/a]1/(n+1) …(3)
となる。
QL = ∫t1 t2 h・A・( T - TW )・dt …(4)
h = 110・d-0.2・P0.8・T-0.53・[C1・cm + C2・(VS・TI)/(PI・VI)・(P - PM)]0.8 …(5)
h :熱伝達係数 [ kcal/(m2・h・K) ]
d :シリンダボア径 [ m ]
VS :シリンダ容積 [ m3 ]
cm :平均ピストン速度 [ m/s ]
PI :吸気弁閉時筒内圧 [ kgf/cm2 ]
VI :吸気弁閉時筒内容積 [ m3 ]
TI :吸気弁閉時筒内温度 [ K ]
PM :モータリング筒内圧 [ kgf/cm2 ]
P :筒内圧 [ kgf/cm2 ]
T :筒内温度 [ K ]
C1 :6.18(排気),2.28(圧縮&膨張) [−]
C2 :3.24×10-3 [ m/(s・K) ]
なお、上記でC1、C2は一般に用いられている定数である。
(ガス物性値)=(既燃ガス物性値)*(既燃ガス割合)+(未燃ガス物性値)*(1-既燃ガス割合) …(6)
であるので、それを図19のブロック図に示した。図19に示すように、モータリング−ガス物性値算出ブロック53133は、筒内温度T_cyl(初期値はT_cyl_ini)に基づいて、既燃分の定容比熱及び比熱比を求めるとともに、同じく筒内温度T_cyl(初期値はT_cyl_ini)に基づいて、未燃分の定容比熱及び比熱比を求め、既燃分及び未燃分の割合を掛け合わせて筒内ガスの物性値を算出する。
50 エンジンコントローラ
51 運転状態検出手段
53 ノック発生指標ブロック(ノック限界点火時期算出手段)
530 ノック発生指標演算ブロック
531 筒内平均温度・圧力演算ブロック(温度圧力算出手段)
5312 発熱量演算ブロック
53121 Wiebe関数定数設定ブロック(熱発生パターン算出手段)
53122 熱発生率算出ブロック
53123 質量燃焼割合算出ブロック
53124 発熱量/1シリンダ/1サイクル算出ブロック
53125 発熱量/1シリンダ/演算間隔算出ブロック
532 ノック発生指標演算ブロック(ノック発生指標算出手段)
54 リタード幅算出ブロック(ノック限界点火時期算出手段(点火時期補正量算出手段))
55 ノック限界点火時期算出ブロック(ノック限界点火時期算出手段)
Claims (2)
- 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段で検出した運転状態に基づいて、ノックを発生しない限界の点火時期を算出するノック限界点火時期算出手段と、
を有する内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記ノック限界点火時期算出手段は、
筒内温度及び筒内圧力を算出する温度圧力算出手段と、
前記筒内温度に基づいて未燃ガスの比熱比を算出する未燃ガス物性値算出手段と、
前記未燃ガス比熱比と前記筒内圧力に基づいて未燃ガス温度を算出する未燃ガス温度算出手段と、
前記未燃ガス温度と前記筒内圧力に基づいて筒内ガスの着火遅れを算出する着火遅れ算出手段と、
前記着火遅れを時間積分してノック発生指標を算出するノック発生指標算出手段と、
を備え、
その算出したノック発生指標に基づいて、ノックを発生しない限界の点火時期を算出する、
ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 - 前記ノック限界点火時期算出手段は、
前記温度圧力算出手段で算出した筒内温度及び筒内圧力に基づいて、ノックを発生させないリタード量を算出する点火時期補正量算出手段を備え、
前記リタード量及び機関運転状態に基づいて算出された基本点火時期に基づいて、ノックを発生しない限界の点火時期を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
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