JP4491739B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の回転速度を算出する内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that calculates the rotational speed of the internal combustion engine.

一般に、エンジン(内燃機関)の制御システムでは、エンジン運転状態を把握するために所定周期でエンジン回転速度を算出しており、例えば、特許文献1(特許第3490541号公報)に記載されているように、エンジンのクランク軸が所定クランク角回転する毎にセンサから出力される各パルス信号の時刻差を演算し、エンジンの1行程分(つまり180℃A分)に相当する一定個数の時刻差を総和した総和演算値(つまり1行程に要した時間)に基づいてエンジン回転速度を演算することで、1行程中のパルス信号の発生頻度の疎密(パルス信号発生周期の変動)の影響を平均化したエンジン回転速度を求めるようにしたものがある。
特許第3490541号公報(第1頁等)
In general, in an engine (internal combustion engine) control system, an engine rotation speed is calculated at a predetermined period in order to grasp an engine operating state, and is described in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3490541). In addition, every time the crankshaft of the engine rotates by a predetermined crank angle, the time difference of each pulse signal output from the sensor is calculated, and a certain number of time differences corresponding to one stroke of the engine (ie, 180 ° C. A) is obtained. By calculating the engine rotation speed based on the sum total calculated value (that is, the time required for one stroke), the influence of the sparseness of the pulse signal generation frequency during one stroke (the fluctuation of the pulse signal generation cycle) is averaged. There is one that calculates the engine speed.
Japanese Patent No. 3490541 (first page, etc.)

近年、エンジンの燃費、排気エミッション、ドライバビリティ等を更に向上させるために、エンジンの燃焼状態や発生トルクを精度良く制御することが要求されるようになってきており、これを実現するには、実際の燃焼状態や発生トルクを精度良く把握する必要がある。   In recent years, in order to further improve the fuel consumption, exhaust emission, drivability, etc. of the engine, it has been required to accurately control the combustion state and generated torque of the engine. It is necessary to accurately grasp the actual combustion state and generated torque.

一般に、エンジンの燃焼状態に応じて発生トルクが変化してエンジン回転速度が変化するため、エンジン回転速度は燃焼状態や発生トルクを評価する情報となる。しかし、上記特許文献1の技術では、1行程中のパルス信号の発生頻度の疎密(燃焼状態や発生トルクの変化によるエンジン回転変動)の影響を平均化したエンジン回転速度を求めるため、燃焼状態や発生トルクとエンジン回転速度との相関性が低くなってしまう。エンジンの燃焼状態や発生トルクを制御する際に、燃焼状態や発生トルクとの相関性が低いエンジン回転速度を燃焼状態や発生トルクの情報として用いたのでは、エンジンの燃焼状態や発生トルクを精度良く制御することができない。   In general, since the generated torque changes according to the combustion state of the engine and the engine rotational speed changes, the engine rotational speed becomes information for evaluating the combustion state and the generated torque. However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, in order to obtain the engine rotation speed that averages the influence of the density of the generation of pulse signals in one stroke (engine rotation fluctuation due to changes in the combustion state and generated torque), the combustion state and Correlation between the generated torque and the engine speed becomes low. When controlling the engine combustion state and generated torque, if the engine rotation speed, which has a low correlation with the combustion state and generated torque, is used as information on the combustion state and generated torque, the engine combustion state and generated torque are accurate. It cannot be controlled well.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、内燃機関の燃焼状態や発生トルクとの相関性が高い内燃機関の回転速度を算出することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and therefore the object of the present invention is to calculate the rotational speed of an internal combustion engine having a high correlation with the combustion state and generated torque of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

燃機関の点火時期に応じて燃焼期間が変化することを考慮して、請求項1に係る発明は、内燃機関の点火時期の直後に所定の回転速度算出区間を設定する手段を備え、該手段で設定した所定の回転速度算出区間におけるクランク軸の角速度情報に基づいて内燃機関の回転速度を算出するようにしたものである。このように点火時期を基準にして回転速度算出区間を設定すれば、点火時期に応じて燃焼期間が変化するのに対応して回転速度算出区間を変化させることができ、点火時期に左右されずに燃焼状態や発生トルクとの相関性が高い内燃機関の回転速度を算出することができる。 Considering that combustion period in accordance with the ignition timing of the internal combustion engine is changed, according to claim 1 invention is provided with means for setting the predetermined rotational speed calculation section immediately after the ignition timing of the internal combustion engine, the it is obtained to calculate the rotational speed of the internal combustion engine based on the angular velocity information of the crank shaft at a predetermined rotational speed calculation section set by means. If the rotation speed calculation section is set based on the ignition timing as described above, the rotation speed calculation section can be changed corresponding to the change of the combustion period according to the ignition timing and is not affected by the ignition timing. In addition, the rotational speed of the internal combustion engine having a high correlation with the combustion state and the generated torque can be calculated.

一般に、内燃機関の制御システムには、クランク軸が所定クランク角回転する毎にクランク角信号を出力するクランク角センサが設けられているため、請求項のように、クランク角センサのクランク角信号に基づいて回転速度算出区間におけるクランク軸の角速度情報を算出するようにすると良い。クランク角センサのクランク角信号を用いれば、回転速度算出区間におけるクランク軸の角速度情報(例えば、クランク軸が回転速度算出区間を回転するのに要した時間)を精度良く算出することができる。
In general, since a control system for an internal combustion engine is provided with a crank angle sensor that outputs a crank angle signal every time the crankshaft rotates by a predetermined crank angle, the crank angle signal of the crank angle sensor as in claim 2. It is preferable to calculate angular speed information of the crankshaft in the rotational speed calculation section based on the above. By using the crank angle signal of the crank angle sensor, it is possible to accurately calculate angular speed information of the crankshaft in the rotational speed calculation section (for example, the time required for the crankshaft to rotate in the rotational speed calculation section).

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11 that is an internal combustion engine, and an air flow meter 14 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. A throttle valve 16 whose opening is adjusted by a motor 15 and a throttle opening sensor 17 for detecting the opening (throttle opening) of the throttle valve 16 are provided on the downstream side of the air flow meter 14.

更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、各気筒の吸気マニホールド20の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。   Further, a surge tank 18 is provided on the downstream side of the throttle valve 16, and an intake pipe pressure sensor 19 for detecting the intake pipe pressure is provided in the surge tank 18. The surge tank 18 is provided with an intake manifold 20 for introducing air into each cylinder of the engine 11, and a fuel injection valve 21 for injecting fuel is attached in the vicinity of the intake port of the intake manifold 20 of each cylinder. Yes. Further, a spark plug 22 is attached to each cylinder of the cylinder head of the engine 11, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by the spark discharge of each spark plug 22.

一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。   On the other hand, the exhaust pipe 23 of the engine 11 is provided with an exhaust gas sensor 24 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting the air-fuel ratio or rich / lean of the exhaust gas. A catalyst 25 such as a three-way catalyst for purifying gas is provided.

また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26や、エンジン11のクランク軸27が所定クランク角(例えば6℃A)回転する毎にクランク角信号(パルス信号)を出力するクランク角センサ28が取り付けられている。ここで、「℃A」はクランク角を表す単位であり、一般的な角度の単位である「°」と同次元の単位である。このクランク角センサ28のクランク角信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。   Also, a coolant temperature sensor 26 that detects the coolant temperature and a crank angle signal (pulse signal) are output to the cylinder block of the engine 11 every time the crankshaft 27 of the engine 11 rotates a predetermined crank angle (for example, 6 ° C.). A crank angle sensor 28 is attached. Here, “° C. A” is a unit representing a crank angle, and is a unit of the same dimension as “°” which is a general unit of angle. Based on the crank angle signal of the crank angle sensor 28, the crank angle and the engine speed are detected.

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)29に入力される。このECU29は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁21の燃料噴射量や点火プラグ22の点火時期を制御する。   Outputs of these various sensors are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 29. The ECU 29 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium) to thereby determine the fuel injection amount of the fuel injection valve 21 according to the engine operating state. The ignition timing of the spark plug 22 is controlled.

その際、ECU29は、後述する図3のエンジン回転速度算出プログラムを実行することで、エンジン11の各気筒の燃焼TDC(燃焼行程の上死点)付近に設定された所定の回転速度算出区間(燃焼TDCの前後に渡って設定された回転速度算出区間又は燃焼TDCの直後に設定された回転速度算出区間)におけるクランク軸27の角速度情報(例えば、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した時間)を算出し、その角速度情報に基づいてエンジン回転速度を算出する。   At that time, the ECU 29 executes an engine rotation speed calculation program shown in FIG. 3 to be described later, whereby a predetermined rotation speed calculation section (near the combustion TDC (combustion stroke top dead center)) of each cylinder of the engine 11 is set. Angular speed information of the crankshaft 27 (for example, the crankshaft 27 rotates in the rotational speed calculation section) in the rotational speed calculation section set before and after the combustion TDC or the rotational speed calculation section set immediately after the combustion TDC). Is calculated), and the engine speed is calculated based on the angular velocity information.

エンジン11は、燃焼TDC付近で混合気の燃焼を発生させ、その燃焼状態に応じてトルクが発生し、その発生トルクに応じてクランク軸27の角加速度(角速度の変化量)が変化する(図5参照)ため、燃焼TDC付近に設定された回転速度算出区間におけるクランク軸27の角速度情報は、燃焼状態や発生トルクを精度良く反映した情報となり、その角速度情報に基づいてエンジン回転速度を算出することで、エンジン11の燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を算出する。   The engine 11 generates combustion of the air-fuel mixture in the vicinity of the combustion TDC, generates torque according to the combustion state, and changes the angular acceleration (amount of change in angular velocity) of the crankshaft 27 according to the generated torque (FIG. Therefore, the angular speed information of the crankshaft 27 in the rotational speed calculation section set in the vicinity of the combustion TDC is information that accurately reflects the combustion state and the generated torque, and the engine rotational speed is calculated based on the angular speed information. Thus, the engine rotational speed having a high correlation with the combustion state of the engine 11 and the generated torque is calculated.

具体的には、まず、図2に示すように、クランク軸27が30℃A回転する毎に、クランク角センサ28のクランク角信号に基づいてクランク軸27が30℃A回転するのに要した時間T30を算出する。ここで、燃焼TDC前30℃Aから燃焼TDCまでのクランク角範囲におけるT30をT30(1) とし、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃Aまでのクランク角範囲におけるT30をT30(2) とする。更に、燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃Aまでのクランク角範囲におけるT30をT30(3) とし、燃焼TDC後60℃Aから燃焼TDC後90℃Aまでのクランク角範囲におけるT30をT30(4) とする。   Specifically, first, as shown in FIG. 2, every time the crankshaft 27 rotates 30 ° C., it was necessary for the crankshaft 27 to rotate 30 ° A based on the crank angle signal of the crank angle sensor 28. Time T30 is calculated. Here, T30 in the crank angle range from 30 ° C. A before combustion TDC to combustion TDC is T30 (1), and T30 in the crank angle range from combustion TDC to 30 ° C. after combustion TDC is T30 (2). Further, T30 in the crank angle range from 30 ° C. after combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC is T30 (3), and T30 in the crank angle range from 60 ° C. A after combustion TDC to 90 ° C. after combustion TDC is T30. T30 (4).

この後、後述するエンジン11の気筒数に応じた方法により、エンジン11の燃焼行程毎に、燃焼TDC付近のT30(1) 〜T30(4) を用いて、燃焼TDC付近に設定された回転速度算出区間におけるクランク軸27の角速度情報として、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を算出し、この区間回転時間Tx をエンジン回転速度NE[rpm]に変換する。   Thereafter, the rotational speed set in the vicinity of the combustion TDC using T30 (1) to T30 (4) in the vicinity of the combustion TDC for each combustion stroke of the engine 11 by a method according to the number of cylinders of the engine 11 described later. As the angular velocity information of the crankshaft 27 in the calculation section, a section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section is calculated, and this section rotation time Tx is calculated as the engine speed NE [rpm]. Convert to

《8気筒エンジン》
(a) 8気筒エンジン(燃焼間隔が90℃A)の場合には、回転速度算出区間を燃焼TDCから燃焼TDC後30℃Aまでの30℃Aのクランク角範囲に設定して、回転速度算出区間を燃焼間隔よりも短くする。
《8 cylinder engine》
(a) In the case of an 8-cylinder engine (combustion interval is 90 ° C. A), the rotation speed calculation section is set to a crank angle range of 30 ° C. from the combustion TDC to 30 ° C. after the combustion TDC to calculate the rotation speed. Make the section shorter than the combustion interval.

この場合、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃AまでのT30(2) を、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]とする。
Tx =T30(2)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/30)
In this case, T30 (2) from the combustion TDC to 30 ° C. after the combustion TDC is defined as a section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section.
Tx = T30 (2)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/30)

(b) また、回転速度算出区間を燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃Aまでの30℃Aのクランク角範囲に設定しても良い。   (b) Further, the rotation speed calculation section may be set to a crank angle range of 30 ° C. from 30 ° C. after combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC.

この場合、燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃AまでのT30(3) を、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]とする。
Tx =T30(3)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/30)
In this case, T30 (3) from 30 ° C. A after combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC is defined as a section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section.
Tx = T30 (3)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/30)

《4気筒エンジン又は6気筒エンジン》
(c) 4気筒エンジン(燃焼間隔が180℃A)又は6気筒エンジン(燃焼間隔が120℃A)の場合には、回転速度算出区間を燃焼TDCから燃焼TDC後60℃Aまでの60℃Aのクランク角範囲に設定して、回転速度算出区間を燃焼間隔よりも短くする。
<< 4 cylinder engine or 6 cylinder engine >>
(c) In the case of a 4-cylinder engine (combustion interval is 180 ° C. A) or a 6-cylinder engine (combustion interval is 120 ° C. A), the rotational speed calculation section is 60 ° C. A from the combustion TDC to 60 ° C. after the combustion TDC. The rotation speed calculation section is set shorter than the combustion interval.

この場合、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃AまでのT30(2) と、燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃AまでのT30(3) とを加算して、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を求める。
Tx =T30(2) +T30(3)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/60)
In this case, the crankshaft 27 rotates by adding T30 (2) from the combustion TDC to 30 ° C. A after the combustion TDC and T30 (3) from 30 ° C. A after the combustion TDC to 60 ° C. after the combustion TDC. The section rotation time Tx [s] required to rotate the speed calculation section is obtained.
Tx = T30 (2) + T30 (3)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/60)

(d) また、回転速度算出区間を燃焼TDC前30℃Aから燃焼TDC後30℃Aまでの60℃Aのクランク角範囲に設定しても良い。   (d) The rotation speed calculation section may be set to a crank angle range of 60 ° C. from 30 ° C. before combustion TDC to 30 ° C. after combustion TDC.

この場合、燃焼TDC前30℃Aから燃焼TDCまでのT30(1) と、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃AまでのT30(2) とを加算して、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を求める。
Tx =T30(1) +T30(2)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/60)
In this case, T30 (1) from 30 ° C. A before combustion TDC to combustion TDC and T30 (2) from combustion TDC to 30 ° C. A after combustion TDC are added, and the crankshaft 27 defines the rotation speed calculation section. The section rotation time Tx [s] required for rotation is obtained.
Tx = T30 (1) + T30 (2)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/60)

(e) 尚、4気筒エンジン又は6気筒エンジンの場合には、回転速度算出区間を燃焼TDCから燃焼TDC後90℃Aまでの90℃Aのクランク角範囲に設定して、回転速度算出区間を燃焼間隔よりも短くしても良い。   (e) In the case of a 4-cylinder engine or a 6-cylinder engine, the rotation speed calculation section is set to a crank angle range of 90 ° C. from the combustion TDC to 90 ° C. after the combustion TDC. It may be shorter than the combustion interval.

この場合、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃AまでのT30(2) と、燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃AまでのT30(3) と、燃焼TDC後60℃Aから燃焼TDC後90℃AまでのT30(4) とを加算して、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を求める。
Tx =T30(2) +T30(3) +T30(4)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/90)
In this case, T30 (2) from combustion TDC to 30 ° C. A after combustion TDC, T30 (3) from 30 ° C. A after combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC, and combustion TDC from 60 ° C. after combustion TDC. Thereafter, T30 (4) up to 90 ° C. is added to obtain the section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section.
Tx = T30 (2) + T30 (3) + T30 (4)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/90)

(f) また、回転速度算出区間を燃焼TDC前30℃Aから燃焼TDC後60℃Aまでの90℃Aのクランク角範囲に設定しても良い。   (f) Further, the rotation speed calculation section may be set to a crank angle range of 90 ° C. from 30 ° C. before combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC.

この場合、燃焼TDC前30℃Aから燃焼TDCまでのT30(1) と、燃焼TDCから燃焼TDC後30℃AまでのT30(2) と、燃焼TDC後30℃Aから燃焼TDC後60℃AまでのT30(3) とを加算して、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を求める。
Tx =T30(1) +T30(2) +T30(3)
この区間回転時間Tx [s]を用いてエンジン回転速度NE[rpm]を次式により算出する。
NE=60/(Tx ×360/90)
In this case, T30 (1) from 30 ° C. before combustion TDC to combustion TDC, T30 (2) from combustion TDC to 30 ° C. after combustion TDC, and 30 ° C. after combustion TDC to 60 ° C. after combustion TDC. T30 (3) up to is obtained to obtain the section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section.
Tx = T30 (1) + T30 (2) + T30 (3)
The engine speed NE [rpm] is calculated by the following equation using the section rotation time Tx [s].
NE = 60 / (Tx × 360/90)

尚、回転速度算出区間は、適宜変更しても良く、例えば、8気筒エンジンの場合には、回転速度算出区間を燃焼TDC前10℃Aから燃焼TDC後20℃Aまでの30℃Aのクランク角範囲に設定しても良い。また、4気筒エンジンや6気筒エンジンの場合には、回転速度算出区間を燃焼TDC前10℃Aから燃焼TDC後50℃Aまでの60℃Aのクランク角範囲に設定したり、或は、回転速度算出区間を燃焼TDC前10℃Aから燃焼TDC後80℃Aまでの90℃Aのクランク角範囲に設定しても良い。   For example, in the case of an 8-cylinder engine, the rotation speed calculation section is changed to a crank temperature of 30 ° C. from 10 ° C. A before combustion TDC to 20 ° C. after combustion TDC. An angular range may be set. In the case of a 4-cylinder engine or a 6-cylinder engine, the rotation speed calculation section is set to a crank angle range of 60 ° C. from 10 ° C. before combustion TDC to 50 ° C. after combustion TDC, or The speed calculation section may be set to a crank angle range of 90 ° C. from 10 ° C. A before combustion TDC to 80 ° C. after combustion TDC.

以上説明したエンジン回転速度の算出は、ECU29によって図3のエンジン回転速度算出プログラムに従って実行される。以下、このプログラムの処理内容を説明する。
図3に示すエンジン回転速度算出プログラムは、ECU29の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう回転速度算出手段としての役割を果たす。
The calculation of the engine rotation speed described above is executed by the ECU 29 according to the engine rotation speed calculation program of FIG. The processing contents of this program will be described below.
The engine speed calculation program shown in FIG. 3 is executed at a predetermined cycle while the ECU 29 is turned on, and serves as a speed calculation means in the claims.

本プログラムが起動されると、まず、ステップ101で、クランク軸27が30℃A回転する毎に、クランク角センサ28のクランク角信号に基づいてクランク軸27が30℃A回転するのに要した時間T30を算出する。   When this program is started, first, at step 101, every time the crankshaft 27 rotates 30 ° C., it takes 30 ° C. to rotate the crankshaft 27 based on the crank angle signal of the crank angle sensor 28. Time T30 is calculated.

この後、ステップ102に進み、エンジン11の燃焼行程毎に、燃焼TDC付近のT30(1) 〜T30(4) を用いて、燃焼TDC付近に設定された回転速度算出区間におけるクランク軸27の角速度情報として、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]を算出する。   Thereafter, the process proceeds to step 102, and the angular speed of the crankshaft 27 in the rotational speed calculation section set near the combustion TDC is used for each combustion stroke of the engine 11 using T30 (1) to T30 (4) near the combustion TDC. As information, the section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section is calculated.

この後、ステップ103に進み、エンジン11の燃焼行程毎に、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した区間回転時間Tx [s]をエンジン回転速度NE[rpm]に変換する。   Thereafter, the process proceeds to step 103, and for each combustion stroke of the engine 11, the section rotation time Tx [s] required for the crankshaft 27 to rotate the rotation speed calculation section is converted into the engine rotation speed NE [rpm].

従来のエンジン回転速度の算出方法では、図4に点線で示すように、エンジン11の燃焼状態や発生トルクの変化によるエンジン回転変動の影響を平均化したエンジン回転速度を算出するため、エンジン11の燃焼状態や発生トルクとエンジン回転速度との相関性が低くなってしまう。   In the conventional engine speed calculation method, as shown by a dotted line in FIG. 4, the engine speed is calculated by averaging the effects of engine speed fluctuations due to changes in the combustion state of the engine 11 and the generated torque. Correlation between the combustion state and generated torque and the engine rotation speed becomes low.

これに対して、本実施例では、図4に実線で示すように、エンジン11の各気筒の燃焼TDC付近に設定された回転速度算出区間(燃焼TDCの前後に渡って設定された回転速度算出区間又は燃焼TDCの直後に設定された回転速度算出区間)におけるクランク軸27の角速度情報(例えば、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した時間)を算出し、その角速度情報に基づいてエンジン回転速度を算出するようにしたので、エンジン11の燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を算出することができる。これにより、エンジン11の燃焼状態や発生トルクを制御する際に、燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を燃焼状態や発生トルクの情報として用いることができ、エンジン始動時や過渡運転時等の発生トルクが急変する状況下においても、エンジン11の発生トルクを精度良く制御することができる。   On the other hand, in the present embodiment, as indicated by a solid line in FIG. 4, a rotation speed calculation section set in the vicinity of the combustion TDC of each cylinder of the engine 11 (rotation speed calculation set before and after the combustion TDC). The angular speed information of the crankshaft 27 (for example, the time required for the crankshaft 27 to rotate in the rotational speed calculation section) in the section or the rotational speed calculation section set immediately after the combustion TDC) is calculated, and the angular speed information is used as the angular speed information. Since the engine rotation speed is calculated based on this, it is possible to calculate the engine rotation speed having high correlation with the combustion state of the engine 11 and the generated torque. Thereby, when controlling the combustion state and the generated torque of the engine 11, the engine rotation speed having a high correlation with the combustion state and the generated torque can be used as information on the combustion state and the generated torque. Even under a situation where the generated torque changes suddenly during operation or the like, the generated torque of the engine 11 can be accurately controlled.

また、本実施例では、8気筒エンジン(燃焼間隔が90℃A)の場合には、回転速度算出区間を燃焼TDCの直後の30℃Aのクランク角範囲や燃焼TDCの前後に渡る30℃Aのクランク角範囲に設定するようにしたので、燃焼間隔が比較的短い8気筒エンジンの場合でも、回転速度算出区間を燃焼間隔よりも短くして、前後の燃焼行程の影響を受けずに、今回の燃焼行程の燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を算出することができる。   Further, in this embodiment, in the case of an 8-cylinder engine (combustion interval is 90 ° C. A), the rotational speed calculation section is set to a 30 ° C. crank angle range immediately after the combustion TDC or 30 ° C. A before and after the combustion TDC. In the case of an 8-cylinder engine with a relatively short combustion interval, the rotation speed calculation section is made shorter than the combustion interval so that it is not affected by the preceding and following combustion strokes. It is possible to calculate the engine rotation speed having a high correlation with the combustion state and generated torque of the combustion stroke.

更に、本実施例では、4気筒エンジン(燃焼間隔が180℃A)や6気筒エンジン(燃焼間隔が120℃A)の場合には、回転速度算出区間を燃焼TDCの直後の60℃A又は90℃Aのクランク角範囲や、燃焼TDCの前後に渡る60℃A又は90℃Aのクランク角範囲に設定するようにしたので、回転速度算出区間を燃焼間隔よりも短くして、前後の燃焼行程の影響を受けずに、今回の燃焼行程の燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を算出しながら、回転速度算出区間を適度に長くして、エンジン回転速度の算出精度を向上させることができる。   Further, in this embodiment, in the case of a 4-cylinder engine (combustion interval is 180 ° C. A) or a 6-cylinder engine (combustion interval is 120 ° C. A), the rotational speed calculation section is 60 ° C. A or 90 ° immediately after the combustion TDC. Since the crank angle range of ℃ A and the crank angle range of 60 ℃ A or 90 ℃ A before and after the combustion TDC are set, the rotational speed calculation section is made shorter than the combustion interval, and the combustion stroke before and after While calculating the engine rotation speed that is highly correlated with the combustion state and generated torque of the current combustion stroke without being influenced by the engine speed, the calculation speed of the engine rotation speed is improved by increasing the rotation speed calculation section appropriately. Can be made.

尚、4気筒エンジンや6気筒エンジンの場合に、回転速度算出区間を燃焼TDCの直後の30℃Aのクランク角範囲や燃焼TDCの前後に渡る30℃Aのクランク角範囲に設定したり、或は、8気筒エンジンの場合に、回転速度算出区間を燃焼TDCの直後の60℃Aのクランク角範囲や燃焼TDCの前後に渡る60℃Aのクランク角範囲に設定しても良い等、回転速度算出区間は、上記実施例で説明したクランク角範囲に限定されず、適宜変更しても良い。   In the case of a 4-cylinder engine or a 6-cylinder engine, the rotation speed calculation section is set to a crank angle range of 30 ° C. immediately after the combustion TDC, or a crank angle range of 30 ° C. before and after the combustion TDC, or In the case of an 8-cylinder engine, the rotation speed calculation section may be set to a crank angle range of 60 ° C. immediately after the combustion TDC or a crank angle range of 60 ° C. before and after the combustion TDC. The calculation interval is not limited to the crank angle range described in the above embodiment, and may be changed as appropriate.

また、上記実施例では、燃焼TDCを基準にしたクランク角範囲で回転速度算出区間を設定するようにしたが、点火時期を基準にして点火時期の直後のクランク角範囲(例えば、点火時期から点火時期後30℃Aまでのクランク角範囲や、点火時期後30℃Aから点火時期後60℃Aまでのクランク角範囲等)で回転速度算出区間を設定するようにしても良い。このようにすれば、点火時期に応じて燃焼期間が変化するのに対応して回転速度算出区間を変化させることができ、点火時期に左右されずに燃焼状態や発生トルクとの相関性が高いエンジン回転速度を算出することができる。   In the above embodiment, the rotation speed calculation section is set in the crank angle range based on the combustion TDC. However, the crank angle range immediately after the ignition timing (for example, ignition from ignition timing to the ignition timing) is set. The rotation speed calculation section may be set in a crank angle range from 30 ° C. A after the ignition timing or a crank angle range from 30 ° C. A after the ignition timing to 60 ° C. after the ignition timing. In this way, the rotation speed calculation section can be changed corresponding to the change of the combustion period according to the ignition timing, and the correlation with the combustion state and generated torque is high regardless of the ignition timing. The engine rotation speed can be calculated.

また、上記実施例では、回転速度算出区間におけるクランク軸27の角速度情報として、クランク軸27が回転速度算出区間を回転するのに要した時間を用いてエンジン回転速度NEを算出するようにしたが、回転速度算出区間におけるクランク軸27の角速度や角加速度を用いてエンジン回転速度NEを算出するようにしても良い。   In the above embodiment, the engine speed NE is calculated using the time required for the crankshaft 27 to rotate in the rotation speed calculation section as the angular speed information of the crankshaft 27 in the rotation speed calculation section. The engine rotational speed NE may be calculated using the angular speed or angular acceleration of the crankshaft 27 in the rotational speed calculation section.

また、本発明の適用範囲は、4気筒エンジンと6気筒エンジンと8気筒エンジンに限定されず、他の気筒数のエンジン(例えば、3気筒エンジン、5気筒エンジン、10気筒エンジン、12気筒エンジン等)に本発明を適用しても良い。   The scope of application of the present invention is not limited to a four-cylinder engine, a six-cylinder engine, and an eight-cylinder engine, but an engine having another number of cylinders (for example, a three-cylinder engine, a five-cylinder engine, a ten-cylinder engine, a twelve-cylinder engine, etc. The present invention may be applied to:

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the whole engine control system in one Example of this invention. T30の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of T30. エンジン回転速度算出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of an engine speed calculation program. 本実施例のエンジン回転速度算出の実行例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the execution example of the engine speed calculation of a present Example. 発生トルクと角加速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between generated torque and angular acceleration.

符号の説明Explanation of symbols

11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、27…クランク軸、28…クランク角センサ、29…ECU(回転速度算出手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 16 ... Throttle valve, 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Spark plug, 23 ... Exhaust pipe, 27 ... Crankshaft, 28 ... Crank angle sensor, 29 ... ECU (rotation) Speed calculation means)

Claims (2)

内燃機関の点火時期の直後に所定の回転速度算出区間を設定する手段を備え、該手段で設定した所定の回転速度算出区間におけるクランク軸の角速度又はそれに相関する情報に基づいて内燃機関の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Means for setting a predetermined rotational speed calculation section immediately after the ignition timing of the internal combustion engine, and the rotational speed of the internal combustion engine based on the angular speed of the crankshaft in the predetermined rotational speed calculation section set by the means or information correlated therewith A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: a rotation speed calculation means for calculating 前記クランク軸が所定クランク角回転する毎にクランク角信号を出力するクランク角センサを備え、
前記回転速度算出手段は、前記クランク角信号に基づいて前記回転速度算出区間におけるクランク軸の角速度又はそれに相関する情報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制御装置。
A crank angle sensor that outputs a crank angle signal each time the crankshaft rotates a predetermined crank angle;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the rotation speed calculation unit calculates an angular speed of a crankshaft in the rotation speed calculation section or information correlated therewith based on the crank angle signal.
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