JP4775166B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、例えば内燃機関に供給される燃料の噴射制御、又は空気の供給制御を行う内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs, for example, injection control of fuel supplied to the internal combustion engine or air supply control.

特許文献1等では、内燃機関がアイドル回転中の回転数制御において、燃費の向上と、排気性状の悪化を抑制させる技術について記載されている。   Patent Document 1 and the like describe a technique for improving fuel efficiency and suppressing deterioration of exhaust properties in rotational speed control while the internal combustion engine is idling.

特開2001−82217号公報JP 2001-82217 A 特開2002−97983号公報JP 2002-97983 A 特開平3−61644号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-61644

しかしながら、前述した特許文献1等においては、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態(又は、低回転時)や、回転数の大きな変動に影響されてしまい、所謂、フィードバック制御は、発散してしまう可能性もあり、目標回転数に到達することが技術的に困難となってしまう可能性がある。   However, in the above-described Patent Document 1 or the like, when the internal combustion engine is started, immediately after the start, or during the warm-up process, the internal combustion engine is driven at a low rotational speed (or at a low rotational speed) or has a large fluctuation in the rotational speed. The so-called feedback control may be diverged, and it may be technically difficult to reach the target rotational speed.

そこで本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、例えば内燃機関の始動時等において、燃料の噴射制御、又は空気の供給制御を、適切に行うことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, for example, control of an internal combustion engine capable of appropriately performing fuel injection control or air supply control at the time of starting the internal combustion engine, for example. It is an object to provide an apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒に、燃料を噴射する噴射手段と、前記内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う点火手段と、前記内燃機関における実際の回転数である実測回転数を測定する測定手段と、前記内燃機関の目標となる目標回転数と、前記実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、(i)前記点火時期を所定角度に変化させて、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定角度に対応される所定噴射量に変化させて、前記燃料を噴射するように前記噴射手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、(i)前記所定角度の点火に起因される前記内燃機関の気筒において発生する第1トルクと、(ii)前記所定噴射量に起因される前記気筒において発生する第2トルクとの和である発生トルクが、前記所定角度に対して線形関数として規定される所定マップに基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御し、前記第1トルクの一の範囲は、前記所定角度に対して非線形関数として規定され、前記第1トルクの他の範囲は、前記所定角度に対して線形関数として規定され、前記制御手段は、前記一の範囲に対して、前記所定マップに基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する
In order to solve the above-described problem, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes an injection unit that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, and an ignition that performs ignition at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine. And feedback control using as input information the deviation between the target rotational speed that is the target of the internal combustion engine and the actual rotational speed, and the measurement means that measures the actual rotational speed that is the actual rotational speed of the internal combustion engine. (I) The ignition timing is changed to a predetermined angle, the ignition means is controlled to ignite, and the fuel is injected by changing to a predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle. Control means for controlling the injection means, the control means comprising: (i) a first torque generated in the cylinder of the internal combustion engine caused by the ignition at the predetermined angle; and (ii) the predetermined The generated torque, which is the sum of the second torque generated in the cylinder caused by the injection amount, controls the ignition means and the injection means based on a predetermined map defined as a linear function with respect to the predetermined angle. One range of the first torque is defined as a non-linear function with respect to the predetermined angle, another range of the first torque is defined as a linear function with respect to the predetermined angle, and the control means The ignition unit and the injection unit are controlled for the one range based on the predetermined map .

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、噴射手段は、内燃機関の気筒に、燃料を噴射する。点火手段は、内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う。測定手段は、内燃機関における実測回転数を測定する。   According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, the injection means injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine. The ignition means performs ignition at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine. The measuring means measures the actual rotational speed in the internal combustion engine.

特に、本発明によれば、例えばECU(Engine Control Unit)等の制御手段の制御下で、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象であるフィードバック制御(所謂、フィードバック協調制御)が行われる。即ち、制御手段による協調的な制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべきトルク(後述される発生トルク、所謂、自動制御のゲイン(利得)に対応される発生トルク)に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段による協調的な制御下で、(ii)所定角度に対応される所定噴射量に燃料の噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、当該燃料が噴射される。   In particular, according to the present invention, feedback control (so-called feedback cooperative control) in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled is performed under the control of a control means such as an ECU (Engine Control Unit). . That is, under the cooperative control by the control means, (i) in order to appropriately realize feedback control using the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information, The ignition means changes (corrects) the ignition timing to a predetermined angle based on torque to be generated in the cylinder (generated torque described later, that is, generated torque corresponding to automatic control gain). Ignition is performed. At the same time, under cooperative control by the control means, (ii) the fuel is injected by the injection means while the fuel injection quantity is changed (corrected) to the predetermined injection quantity corresponding to the predetermined angle.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、燃料の噴射量の変化に基づいた、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。ここに、本発明に係る「ドライバビリティ」とは、ドライバの運転操作に対して、適切且つ迅速に対応してトルクを出力可能な理想的な内燃機関、若しくは、内燃機関のアイドル運転状態において、適切なトルクを出力可能な理想的な内燃機関を意味する。具体的には、ドライバビリティは、エンスト(所謂、想定外のエンジンストップ)が、殆ど又は完全にないことによって推定することも可能である。   As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize highly accurate control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the fuel injection amount, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. . Here, “drivability” according to the present invention is an ideal internal combustion engine that can output torque in an appropriate and rapid manner in response to the driving operation of the driver, or in an idle operation state of the internal combustion engine. It means an ideal internal combustion engine that can output appropriate torque. Specifically, drivability can be estimated by having little or no engine stall (so-called unexpected engine stop).

本発明では、前記制御手段は、(i)前記所定角度の点火に起因される前記内燃機関の気筒において発生する第1トルクと、(ii)前記所定噴射量に起因される前記気筒において発生する第2トルクとの和である発生トルクが、前記所定角度に対して線形関数として規定される所定マップ(第1及び第2所定マップ)に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する。
In the present invention , the control means generates (i) a first torque generated in the cylinder of the internal combustion engine caused by the ignition at the predetermined angle, and (ii) generated in the cylinder caused by the predetermined injection amount. sum and a generation torque of the second torque, based on a predetermined map which is defined as a linear function (first and second predetermined map) with respect to the predetermined angle, that controls the ignition means and the injection means .

よって、本発明によれば、例えばECU等の制御手段の制御下で、点火手段によって、所定マップに基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されると共に、噴射手段によって、所定マップに基づいて、所定角度に対応される所定噴射量に変化(補正)されつつ、燃料が噴射される。ここに、本発明に係る「所定マップ」とは、所定角度の点火に起因される内燃機関の第1トルク(又は、所定角度の点火に起因して内燃機関の気筒内において発生する第1トルク)と、所定角度に対応される所定噴射量に起因される第2トルク(又は、所定噴射量に起因して、内燃機関の気筒内において発生する第2トルク)との和が、所定角度に対して線形関数として規定されるマップを意味する。尚、本発明に係るマップは、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等に基づいて、個別具体的に規定することが可能であり、例えば、所定の関係式や、所定の関数や、所定のシミュレーションプログラム等の種々の形態によって、規定することが可能である。
Therefore, according to the present invention, for example, under the control of a control unit such as an ECU, the ignition unit changes (corrects) the ignition timing to a predetermined angle based on the predetermined map, and the injection unit converts the ignition timing into the predetermined map. Based on this, the fuel is injected while being changed (corrected) to a predetermined injection amount corresponding to a predetermined angle. Here, the “predetermined map” according to the present invention is the first torque of the internal combustion engine caused by the ignition at a predetermined angle (or the first torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to the ignition at the predetermined angle). ) And the second torque caused by the predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle (or the second torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to the predetermined injection amount) becomes the predetermined angle. On the other hand, it means a map defined as a linear function. Note that the map according to the present invention can be individually and specifically defined based on theoretical, experimental, empirical, simulation, etc. For example, a predetermined relational expression, a predetermined function, a predetermined It can be defined by various forms such as a simulation program.

特に、本発明によれば、非線形関数と比較して、簡便な線形関数として規定される所定マップに基づいて、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、簡便、迅速且つ高精度に実現することが可能である。
In particular, according to the present invention , based on a predetermined map defined as a simple linear function as compared with a non-linear function, for example, at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or in the warm-up process, the internal combustion engine Optimal feedback control that is hardly or completely affected by a low-rotation driving state or large fluctuations in the rotational speed can be realized simply, quickly, and with high accuracy.

詳細には、最初に、制御手段の制御下で、目標回転数と、実測回転数との偏差に対応される内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される。次に、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルクが算出されると共に、この偏差に対応され、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルクが算出される。次に、制御手段の制御下で、この第1トルクを発生可能な、点火時期の所定角度が、第1所定マップに基づいて算出される。ここに、本発明に係る「第1所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度と、第1トルクとの関係を規定したマップである。   Specifically, first, the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine corresponding to the deviation between the target rotational speed and the actually measured rotational speed is calculated under the control of the control means. Next, the first torque that can be generated is calculated based on the change in the ignition timing, and the second torque that can be generated is calculated by injecting the fuel of a predetermined injection amount corresponding to the deviation. Next, a predetermined angle of the ignition timing capable of generating the first torque under the control of the control means is calculated based on the first predetermined map. Here, the “first predetermined map” according to the present invention is a map that defines a relationship between a predetermined angle and the first torque among the predetermined maps described above.

次に、制御手段の制御下で、この第2トルクを発生可能な、所定噴射量が、所定角度に対応されつつ、第2所定マップに基づいて算出される。ここに、本発明に係る「第2所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度に対応される所定噴射量と、第2トルクとの関係を規定したマップである。次に、制御手段の制御下で、(i)算出された所定角度に基づいて、点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、(ii)算出された所定噴射量に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる。   Next, a predetermined injection amount that can generate the second torque under the control of the control means is calculated based on the second predetermined map while corresponding to a predetermined angle. Here, the “second predetermined map” according to the present invention is a map that defines a relationship between a predetermined injection amount corresponding to a predetermined angle and a second torque among the predetermined maps described above. Next, under the control of the control means, (i) ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) based on the calculated predetermined angle, and (ii) the calculated predetermined injection The fuel is injected by the injection means while the injection amount is changed (corrected) based on the amount.

本発明では、前記第1トルクの一の範囲(大きい回転数の偏差)は、前記所定角度に対して非線形関数として規定され、前記第1トルクの他の範囲(小さい回転数の偏差)は、前記所定角度に対して線形関数として規定され、前記制御手段は、前記一の範囲に対して、前記所定マップに基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する。
In the present invention, one range of the first torque (deviation of large rotational speed) is defined as a nonlinear function with respect to the predetermined angle, and the other range of the first torque (deviation of small rotational speed) is: The control unit is defined as a linear function with respect to the predetermined angle, and the control unit controls the ignition unit and the injection unit based on the predetermined map with respect to the one range.

よって、本発明によれば、非線形関数として規定される、回転数の一の範囲に対して、上述した所定マップに基づいて、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、簡便、迅速且つ高精度に実現することが可能である。
Therefore, according to the present invention, for a range of rotation speeds defined as a nonlinear function, for example, at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or in the warm-up process, based on the predetermined map described above. Optimal feedback control that is hardly or completely affected by the low-rotation driving state of the internal combustion engine and large fluctuations in the rotational speed can be realized simply, quickly, and with high accuracy.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means controls the ignition means and the injection means based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information.

この態様によれば、例えばECU等の制御手段の制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべきトルク(発生トルク、所謂、自動制御のゲイン(利得)に対応される発生トルク)に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段の制御下で、(ii)所定角度に対応される所定噴射量に燃料の噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、当該燃料が噴射される。従って、偏差の時間積分値に基づいて、多種多様な燃料の燃料性状に適切に対応した、フィードバック制御を行うことが可能である。ここに、本発明に係る燃料性状とは、所定の温度に対応して、燃料が気化する度合いを示す、燃料の定量的又は定性的な性質を意味する。この燃料性状の影響は、例えば数サイクル等の短時間よりは、例えば数分から数十分程度の長時間において、推測することが可能である。   According to this aspect, under the control of a control means such as an ECU, for example, (i) feedback control using the time integral value of the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actual rotational speed as input information is appropriately performed. Therefore, the ignition timing is changed (corrected) at a predetermined angle based on torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine (generated torque, that is, generated torque corresponding to a so-called automatic control gain). Meanwhile, ignition is performed by the ignition means. At the same time, under the control of the control means, (ii) the fuel is injected by the injection means while the fuel injection amount is changed (corrected) to the predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle. Therefore, it is possible to perform feedback control appropriately corresponding to the fuel properties of a wide variety of fuels based on the time integral value of the deviation. Here, the fuel property according to the present invention means a quantitative or qualitative property of the fuel indicating the degree of vaporization of the fuel corresponding to a predetermined temperature. The influence of this fuel property can be estimated in a long time of, for example, several minutes to several tens of minutes rather than a short time such as several cycles.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関で燃焼される、多種多様な燃料の燃料性状に殆ど又は完全に影響されない、適切な空燃比の制御を実現しつつ、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、燃料の噴射量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティや、炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減を実現することが可能である。   As a result of the above, for example, appropriate air-fuel ratio control that is hardly or completely affected by the fuel properties of a wide variety of fuels burned in the internal combustion engine at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process It is possible to realize optimal feedback control quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the fuel injection amount. As a result, quick and appropriate drivability and harmful effects such as hydrocarbons can be achieved. It is possible to achieve a significant reduction of the exhaust gas.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記内燃機関の排気を補償する排気補償を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、前記制御手段は、(i)前記排気補償を行わない場合、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御し、(ii)前記排気補償を行う場合、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control device further comprises determination means for determining whether or not to perform exhaust gas compensation for compensating exhaust gas of the internal combustion engine, and the control means includes: (i) the exhaust gas compensation If not, the ignition means and the injection means are controlled based on feedback control using the deviation as input information. (Ii) When performing exhaust compensation, the time integral value of the deviation is used as input information. Based on the feedback control, the ignition means and the injection means are controlled.

この態様によれば、排気補償を行うか否かの判定に基づいて、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減の両立を実現することが可能である。   According to this aspect, on the basis of the determination of whether or not to perform exhaust gas compensation, both (i) quick and appropriate drivability and (ii) remarkable reduction of harmful exhaust gas such as hydrocarbons are realized. Is possible.

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、(i)前記実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、前記排気補償を行わないと判定し、(ii)前記実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、前記排気補償を行うと判定するように構成してもよい。   In the aspect according to the determination means described above, the determination means determines that (i) the exhaust compensation is not performed when the angular acceleration corresponding to the measured rotation speed is greater than a predetermined threshold, and (ii) the actual measurement. When the rotation speed is included in the rotation speed within a predetermined range, the exhaust compensation may be determined to be performed.

このように構成すれば、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減の両立を、実測回転数、又は、当該実測回転数に対応される角加速度に基づく適切、迅速且つ高精度な判定によって、実現することが可能である。   If comprised in this way, (i) quick and appropriate drivability, and (ii) remarkable reduction of harmful exhaust gases such as hydrocarbons can be compatible with the measured rotational speed or the measured rotational speed. It can be realized by appropriate, quick and highly accurate determination based on the angular acceleration.

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関に、空気を供給する供給手段と、前記内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う点火手段と、前記内燃機関における実測回転数を測定する測定手段と、前記内燃機関の目標となる目標回転数と、前記実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、(i)所定角度に変化させて、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定角度に対応される所定空気量に変化させて、前記空気を供給するように前記供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記燃料の燃費を補償する燃費補償を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、前記制御手段は、(i)前記燃費補償を行わない場合、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御し、(ii)前記燃費補償を行う場合、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御する
In order to solve the above-described problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a supply unit that supplies air to an internal combustion engine, and an ignition unit that performs ignition at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine. And (i) a predetermined angle based on feedback control using the measurement means for measuring the actual rotational speed in the internal combustion engine, the target rotational speed that is the target of the internal combustion engine, and the deviation between the actual rotational speed as input information Control means for controlling the ignition means to ignite and changing the air quantity to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle to control the supply means to supply the air. provided, further comprising a determining means for determining whether or not the fuel efficiency compensation for compensating the fuel consumption of the fuel, said control means (i) and case without the fuel compensation, input information the deviation off Based on feedback control, the ignition means and the supply means are controlled. (Ii) When performing the fuel consumption compensation, the ignition means and the supply based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information. Control means .

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、供給手段は、内燃機関に、空気を供給する。点火手段は、内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う。測定手段は、内燃機関における実測回転数を測定する。   According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the supply means supplies air to the internal combustion engine. The ignition means performs ignition at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine. The measuring means measures the actual rotational speed in the internal combustion engine.

特に、本発明によれば、例えばECU等の制御手段の制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべきトルク(発生トルク、所謂、自動制御のゲイン(利得)に対応される発生トルク)に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段の制御下で、(ii)所定角度に対応される所定空気量に空気の供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、当該空気が供給される。   In particular, according to the present invention, under the control of a control means such as an ECU, for example, (i) feedback control using the deviation between the target rotational speed as a target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information is appropriately realized. Therefore, the ignition timing is changed (corrected) by a predetermined angle based on torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine (generated torque, that is, generated torque corresponding to a so-called automatic control gain). Then, ignition is performed by the ignition means. At the same time, under the control of the control means, (ii) the air is supplied by the supply means while the supply amount of air is changed (corrected) to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、空気の供給量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を、実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。
更に、本発明では、前記燃料の燃費を補償する燃費補償を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、前記制御手段は、(i)前記燃費補償を行わない場合、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御し、(ii)前記燃費補償を行う場合、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御する。
よって、本発明によれば、燃費補償を行うか否かの判定に基づいて、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)燃費の顕著な向上の両立を実現することが可能である。
As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the change in the ignition timing and the change in the air supply amount described above, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. is there.
Furthermore, the present invention further includes a determination unit that determines whether or not to perform fuel consumption compensation that compensates for the fuel consumption of the fuel, and the control unit (i) inputs the deviation when the fuel consumption compensation is not performed. And (ii) when performing the fuel consumption compensation, the ignition means and the supply means are controlled based on the feedback control using the time integral value of the deviation as input information. The supply means is controlled.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize both (i) quick and appropriate drivability and (ii) a marked improvement in fuel efficiency based on the determination of whether or not to perform fuel efficiency compensation. is there.

本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御する。   In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means controls the ignition means and the supply means based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information.

この態様によれば、例えばECU等の制御手段の制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべきトルク(発生トルク、所謂、自動制御のゲイン(利得)に対応される発生トルク)に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段の制御下で、(ii)所定角度に対応される所定空気量に空気の供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、当該空気が供給される。従って、偏差の時間積分値に基づいて、多種多様な燃料の燃料性状に適切に対応した、フィードバック制御を行うことが可能である。   According to this aspect, under the control of a control means such as an ECU, for example, (i) feedback control using the time integral value of the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actual rotational speed as input information is appropriately performed. Therefore, the ignition timing is changed (corrected) at a predetermined angle based on torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine (generated torque, that is, generated torque corresponding to a so-called automatic control gain). Meanwhile, ignition is performed by the ignition means. At the same time, under the control of the control means, (ii) the air is supplied by the supply means while the supply amount of air is changed (corrected) to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle. Therefore, it is possible to perform feedback control appropriately corresponding to the fuel properties of a wide variety of fuels based on the time integral value of the deviation.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関で燃焼される、多種多様な燃料の燃料性状に殆ど又は完全に影響されない、適切な空燃比の制御を実現しつつ、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、空気の供給量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、燃費の顕著な向上を同時に実現することが可能である。ここに、本願発明に係る「燃費」とは、燃料の消費率を意味し、具体的には、1時間に1馬力当たりに消費する燃料の質量を意味するようにしてもよい。   As a result of the above, for example, appropriate air-fuel ratio control that is hardly or completely affected by the fuel properties of a wide variety of fuels burned in the internal combustion engine at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process It is possible to realize optimal feedback control quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the air supply amount, and in turn, a rapid and appropriate drivability and a marked improvement in fuel consumption. Can be realized simultaneously. Here, the “fuel consumption” according to the present invention means a fuel consumption rate, and specifically may mean the mass of fuel consumed per horsepower per hour.

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、(i)前記実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、前記燃費補償を行わないと判定し、(ii)前記実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、前記燃費補償を行うと判定するように構成してもよい。   In the aspect according to the determination unit described above, the determination unit determines that (i) the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed is greater than a predetermined threshold value, the fuel consumption compensation is not performed, and (ii) the actual measurement When the rotation speed is included in the rotation speed within a predetermined range, the fuel consumption compensation may be determined to be performed.

このように構成すれば、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)燃費の顕著な向上の両立を、実測回転数、又は、当該実測回転数に対応される角加速度に基づく適切、迅速且つ高精度な判定によって、実現することが可能である。   If comprised in this way, (i) quick and appropriate drivability and (ii) remarkable improvement in fuel efficiency are both achieved based on the measured rotational speed or the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed. It can be realized by quick and highly accurate determination.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に対応される発生トルクに基づいて、(i)前記所定角度に補正しつつ、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定噴射量に補正しつつ、前記燃料を噴射するように前記噴射手段を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control means, based on the generated torque corresponding to feedback control using the deviation as input information, (i) while correcting to the predetermined angle, The ignition means is controlled to ignite, and the injection means is controlled to inject the fuel while correcting to the predetermined injection amount.

この態様によれば、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、発生トルクに基づいて、迅速且つ高精度に実現することが可能である。   According to this aspect, for example, optimum feedback that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. Control can be realized quickly and with high accuracy based on the generated torque.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記発生トルクは、前記フィードバック制御のゲイン(利得)に対応される。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the generated torque corresponds to a gain of the feedback control.

この態様によれば、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、ゲイン(利得)に基づいて、迅速且つ高精度に実現することが可能である。   According to this aspect, for example, optimum feedback that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It is possible to realize the control quickly and with high accuracy based on the gain (gain).

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記発生トルクは、前記フィードバック制御における、前記実測回転数に対応される角加速度に基づいて、規定される。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the generated torque is defined based on an angular acceleration corresponding to the measured rotational speed in the feedback control.

この態様によれば、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、実測回転数に対応される角加速度に基づいて、迅速且つ高精度に実現することが可能である。   According to this aspect, for example, optimum feedback that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. The control can be realized quickly and with high accuracy based on the angular acceleration corresponding to the actually measured rotational speed.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)車両の基本構成
先ず、図1を参照して、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両の基本構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。尚、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両は、#1気筒「1a」から#4気筒(不図示)までの四つの気筒が一列に並べられた、いわゆる直列四気筒のレシプロ式内燃機関(以下、適宜「エンジン」と称す)1のトルクをクランク軸2のクランク角速度(以下、適宜「角速度」と称す)の変化量に基づいて推定する。エンジン1は例えば自動車の走行用駆動源として使用される。
(1) Basic Configuration of Vehicle First, a basic configuration of a vehicle equipped with a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the basic configuration of a vehicle equipped with the fuel injection control device for an internal combustion engine according to this embodiment. Note that a vehicle equipped with a fuel injection control device for an internal combustion engine according to this embodiment is a so-called in-line four-cylinder in which four cylinders from # 1 cylinder “1a” to # 4 cylinder (not shown) are arranged in a line. The torque of the reciprocating internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine” as appropriate) 1 is estimated based on the amount of change in the crank angular speed of the crankshaft 2 (hereinafter referred to as “angular speed” as appropriate). The engine 1 is used, for example, as a driving source for driving an automobile.

図1に示されるように、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両は、エンジン1、クランク軸2、クランク角検出装置3、クランク角センサ5、エンジンコントロールユニット6、記憶装置7、インジェクタ8、点火プラグ9、ピストン10、コンロッド11、吸気弁12、排気弁13、及び、吸気調整弁14を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, a vehicle equipped with a fuel injection control device for an internal combustion engine according to this embodiment includes an engine 1, a crankshaft 2, a crank angle detection device 3, a crank angle sensor 5, an engine control unit 6, and a memory. The apparatus 7 includes an injector 8, a spark plug 9, a piston 10, a connecting rod 11, an intake valve 12, an exhaust valve 13, and an intake adjustment valve 14.

エンジン1には、ピストン10からの運動エネルギーを、コンロッド11を介して伝達されるクランク軸2の回転位置(クランク角)を検出するためのクランク角検出装置3が設けられている。クランク角検出装置3は、クランク軸2と一体回転するロータ(不図示)と、そのロータの外周と対向するように配置されたクランク角信号出力手段としてのクランク角センサ5とを備えている。ロータの外周には周方向に一定の間隔、例えば30°間隔で凸部(不図示)が設けられており、クランク角センサ5はそれらの凸部の検出に応答して所定の検出信号を出力する。ロータの外周にはクランク軸2の回転位置の判別のための切欠等の基準位置指示部(不図示)が設けられている。クランク角センサ5はその基準位置指示部の検出時に固有の基準検出信号を出力する。   The engine 1 is provided with a crank angle detection device 3 for detecting the rotational position (crank angle) of the crankshaft 2 to which the kinetic energy from the piston 10 is transmitted via the connecting rod 11. The crank angle detection device 3 includes a rotor (not shown) that rotates integrally with the crankshaft 2 and a crank angle sensor 5 as a crank angle signal output means disposed so as to face the outer periphery of the rotor. Convex portions (not shown) are provided on the outer periphery of the rotor at regular intervals in the circumferential direction, for example, 30 ° intervals, and the crank angle sensor 5 outputs a predetermined detection signal in response to detection of these convex portions. To do. A reference position indicating section (not shown) such as a notch for determining the rotational position of the crankshaft 2 is provided on the outer periphery of the rotor. The crank angle sensor 5 outputs a unique reference detection signal when the reference position indicating unit is detected.

クランク角センサ5の出力信号はエンジンコントロールユニット6(以下、適宜「ECU:Engine Control Unit」(即ち、本発明に係る制御手段の一具体例)と称す)に導かれる。ECU6はマイクロプロセッサを有するコンピュータユニットであり、その記憶装置7が記憶する各種のエンジン制御プログラムを実行することにより不図示の燃料噴射弁等を操作してエンジン1の運転状態を制御する。記憶装置7はROM、SRAM、RAM等の半導体メモリにより構成される。ECU6はクランク角センサ5から出力される基準検出信号を基準として凸部の検出信号の個数をカウントすることによりクランク角を判別する。また、ECU6はクランク角センサ5から出力される検出信号の時間間隔を検出することによりクランク角速度(又は、エンジン1の回転数)を判別する。これにより、ECU6はクランク角速度を算出する算出手段として機能する。   The output signal of the crank angle sensor 5 is guided to an engine control unit 6 (hereinafter referred to as “ECU: Engine Control Unit” (ie, a specific example of the control means according to the present invention) as appropriate). The ECU 6 is a computer unit having a microprocessor, and controls the operating state of the engine 1 by operating various fuel injection valves (not shown) by executing various engine control programs stored in the storage device 7. The storage device 7 is configured by a semiconductor memory such as a ROM, SRAM, RAM, or the like. The ECU 6 discriminates the crank angle by counting the number of convex detection signals with reference to the reference detection signal output from the crank angle sensor 5. Further, the ECU 6 determines the crank angular speed (or the rotational speed of the engine 1) by detecting the time interval of the detection signal output from the crank angle sensor 5. Thereby, ECU6 functions as a calculation means for calculating the crank angular velocity.

ECU6は、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタフェイスなどを有している。ECU6は、各種センサから供給される検出信号に基づいて制御処理や各種の判定処理を行う。ECU6は、その記憶装置7が記憶するトルク推定のためのプログラムを実行することにより、本発明における制御手段として機能する。内燃機関の気筒内に、後述される所定量の燃料を噴射させるために、ECU6には、例えばインジェクタ8等の燃料の噴射手段が接続されている。内燃機関の始動時に、所定量の燃料の点火によって、初期サイクルの爆発行程において発生するトルクに関する後述されるトルク情報(例えば角加速度や角速度等)を測定するために、ECU6には点火プラグ9が接続されている。その他にも、ECU6には吸入空気量を検出するエアフローメータ、排気ガス中の空燃比に対応した信号を出力するA/Fセンサ等の各種のセンサが接続されるが、それらの図示は省略した。   The ECU 6 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like. The ECU 6 performs control processing and various determination processes based on detection signals supplied from various sensors. The ECU 6 functions as control means in the present invention by executing a program for torque estimation stored in the storage device 7. In order to inject a predetermined amount of fuel, which will be described later, into the cylinder of the internal combustion engine, the ECU 6 is connected to fuel injection means such as an injector 8. An ignition plug 9 is provided in the ECU 6 to measure torque information (for example, angular acceleration, angular velocity, etc.) to be described later on the torque generated in the explosion stroke of the initial cycle by ignition of a predetermined amount of fuel when the internal combustion engine is started. It is connected. In addition, the ECU 6 is connected to various sensors such as an air flow meter that detects the amount of intake air and an A / F sensor that outputs a signal corresponding to the air-fuel ratio in the exhaust gas. .

記憶装置7には、ECU6が、制御手段として機能する際に使用するデータとして、本実施形態に係る所定マップ(第1から第4所定マップ)が格納されている。   The storage device 7 stores a predetermined map (first to fourth predetermined maps) according to the present embodiment as data used when the ECU 6 functions as a control unit.

吸気調整弁14は、本発明に係る供給手段の一具体例であり、例えばサージタンク中における、空気の経路を変化させることで、内燃機関への空気の供給量を変化させることが可能である。   The intake adjustment valve 14 is a specific example of the supply means according to the present invention, and can change the amount of air supplied to the internal combustion engine by changing the air path in, for example, a surge tank. .

(2)フィードバック制御(制御対象が、点火時期、及び、燃料の噴射量の場合)
次に、図2から図6を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象であるフィードバック制御、即ち、本実施形態に係る所定マップに基づくフィードバック制御について説明する。
(2) Feedback control (when control targets are ignition timing and fuel injection amount)
Next, referring to FIG. 2 to FIG. 6, feedback control based on the ignition timing and the fuel injection amount according to the present embodiment, that is, feedback control based on a predetermined map according to the present embodiment. explain.

(2−1)基本原理
先ず、図2及び図3を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理について説明する。ここに、図2は、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理を示したグラフ(図2(a)、図2(b)、及び、図2(c))である。図3は、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御が行われた場合における、実際に測定された実測回転数、補正された噴射量、及び、点火時期の時系列的な変化を示したグラフ(図3(a)、図3(b)、及び図3(c))である。尚、図2中の横軸は、点火時期における進角、即ち、クランクに対する角度を示し、縦軸は、内燃機関の回転数を示す。また、図3中の横軸は、時間軸を示し、縦軸は、実測回転数(図3(a)の場合)、燃料の噴射量(図3(b)の場合)、及び、点火時期(図3(c)の場合)を示す。
(2-1) Basic Principle First, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the basic principle of feedback control according to this embodiment based on a predetermined map whose ignition timing and fuel injection amount are controlled objects will be described. To do. FIG. 2 is a graph showing the basic principle of feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled objects according to the present embodiment (FIG. 2A, FIG. 2). b) and FIG. 2 (c)). FIG. 3 shows actual measured rotational speeds and corrected injections when feedback control is performed based on a predetermined map whose ignition timing and fuel injection amount are controlled objects according to the present embodiment. It is the graph (Drawing 3 (a), Drawing 3 (b), and Drawing 3 (c)) showing the time series change of quantity and ignition timing. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the advance angle at the ignition timing, that is, the angle with respect to the crank, and the vertical axis indicates the rotational speed of the internal combustion engine. Also, the horizontal axis in FIG. 3 represents the time axis, and the vertical axis represents the actually measured rotational speed (in the case of FIG. 3 (a)), the fuel injection amount (in the case of FIG. 3 (b)), and the ignition timing. (In the case of FIG. 3C) is shown.

本実施形態によれば、図2(a)に示された所定マップに基づいて、例えばECU(Engine Control Unit)等の制御手段の制御下で、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象であるフィードバック制御(所謂、フィードバック協調制御)が行われる。ここに、本実施形態に係る「所定マップ」とは、所定角度の点火に起因される内燃機関の第1トルク(又は、所定角度の点火に起因して内燃機関の気筒内において発生する第1トルク)と、所定角度に対応される所定噴射量に起因される第2トルク(又は、所定噴射量に起因して内燃機関の気筒内において発生する第2トルク)との和が、所定角度に対して線形関数として規定されるマップを意味する。尚、本発明に係るマップは、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等に基づいて、個別具体的に規定することが可能であり、例えば、所定の関係式や、所定の関数や、所定のシミュレーションプログラム等の種々の形態によって、規定することが可能である。   According to the present embodiment, based on the predetermined map shown in FIG. 2A, for example, the ignition timing and the fuel injection amount are controlled under the control of a control means such as an ECU (Engine Control Unit). That is, feedback control (so-called feedback cooperative control) is performed. Here, the “predetermined map” according to the present embodiment is the first torque of the internal combustion engine caused by ignition at a predetermined angle (or the first torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to ignition at the predetermined angle). Torque) and the second torque caused by the predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle (or the second torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to the predetermined injection amount) becomes the predetermined angle. On the other hand, it means a map defined as a linear function. Note that the map according to the present invention can be individually and specifically defined based on theoretical, experimental, empirical, simulation, etc. For example, a predetermined relational expression, a predetermined function, a predetermined It can be defined by various forms such as a simulation program.

言い換えると、制御手段による協調的な制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段による協調的な制御下で、(ii)所定角度に対応される所定噴射量に燃料の噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、当該燃料が噴射される。   In other words, under the cooperative control by the control means, in order to appropriately realize feedback control using (i) the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information, the internal combustion engine Based on the generated torque “R” to be generated in the cylinder, ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) to a predetermined angle. At the same time, under cooperative control by the control means, (ii) the fuel is injected by the injection means while the fuel injection quantity is changed (corrected) to the predetermined injection quantity corresponding to the predetermined angle.

詳細には、図2(a)に示されるように、最初に、制御手段の制御下で、目標回転数と、実測回転数との偏差に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」が算出される。次に、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルク「r1」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルク「r2」が算出される。次に、図2(b)に示されるように、制御手段の制御下で、この第1トルクを発生可能な、点火時期の所定角度が、第1所定マップに基づいて算出される。ここに、本実施形態に係る「第1所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度と、第1トルクとの関係を規定したマップである。   Specifically, as shown in FIG. 2A, first, in order to appropriately realize feedback control corresponding to the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed under the control of the control unit, A generated torque “R” to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. Next, the first torque “r1” that can be generated is calculated based on the change in the ignition timing, and the second torque “r2” that can be generated by the injection of a predetermined injection amount of fuel corresponding to this deviation is calculated. Is done. Next, as shown in FIG. 2B, under the control of the control means, a predetermined angle of the ignition timing that can generate the first torque is calculated based on the first predetermined map. Here, the “first predetermined map” according to the present embodiment is a map that defines the relationship between the predetermined angle and the first torque among the predetermined maps described above.

次に、図2(c)に示されるように、制御手段の制御下で、この第2トルクを発生可能な、所定噴射量が、所定角度に対応されつつ、第2所定マップに基づいて算出される。ここに、本実施形態に係る「第2所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度に対応される所定噴射量と、第2トルクとの関係を規定したマップである。次に、制御手段の制御下で、(i)算出された所定角度に基づいて、点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、(ii)算出された所定噴射量に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる。   Next, as shown in FIG. 2C, a predetermined injection amount capable of generating the second torque under the control of the control means is calculated based on the second predetermined map while corresponding to a predetermined angle. Is done. Here, the “second predetermined map” according to the present embodiment is a map that defines the relationship between the predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle and the second torque among the predetermined maps described above. Next, under the control of the control means, (i) ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) based on the calculated predetermined angle, and (ii) the calculated predetermined injection The fuel is injected by the injection means while the injection amount is changed (corrected) based on the amount.

具体的には、図3(a)に示されるように、最初に、制御手段の制御下で、時刻「t1」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d1」が算出される。この偏差「d1」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R1」(図2(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R1」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルク「r1−1」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルク「r2−1」が算出される。   Specifically, as shown in FIG. 3A, first, under the control of the control means, at time “t1”, the deviation “d1” between the target rotational speed and the actual rotational speed (rpm) is Calculated. In order to appropriately realize the feedback control corresponding to the deviation “d1”, a generated torque “R1” (see FIG. 2A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. The first torque “r1-1” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated, and the second torque “R1” that can be generated by the injection of fuel of a predetermined injection amount corresponding to this deviation is calculated. r2-1 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第1トルク「r1−1」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ1」が、第1所定マップに基づいて算出される(図2(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定噴射量「e1」が、第2所定マップに基づいて、所定角度「θ1」に対応されつつ、算出される(図2(c)を参照)。次に、図3(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ1」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図3(b)に示されるように、(ii)算出された所定噴射量「e1」に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ1” of the ignition timing at which the first torque “r1-1” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the first predetermined map (see FIG. 2B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined injection amount “e1” is calculated based on the second predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ1” (see FIG. 2C). Next, as shown in FIG. 3 (c), under cooperative control by the control means, (i) while the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ1”, the ignition means While ignition is performed, as shown in FIG. 3 (b), (ii) while the injection amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined injection amount “e1”, fuel injection is performed by the injection means. Is done.

概ね同様にして、制御手段の制御下で、時刻「t2」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d2」が算出される。この偏差「d2」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R2」(図2(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R2」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルク「r1−2」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルク「r2−2」が算出される。   In substantially the same manner, the deviation “d2” between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated at time “t2” under the control of the control means. In order to appropriately realize feedback control corresponding to the deviation “d2”, a generated torque “R2” (see FIG. 2A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. The first torque “r1-2” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated, and the second torque “R2” that can be generated by the injection of a predetermined amount of fuel corresponding to the deviation is calculated. r2-2 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第1トルク「r1−2」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ2」が、第1所定マップに基づいて算出される(図2(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定噴射量「e2」が、第2所定マップに基づいて、所定角度「θ2」に対応されつつ、算出される(図2(c)を参照)。次に、図3(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ2」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図3(b)に示されるように、(ii)算出された所定噴射量「e2」に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ2” of the ignition timing at which the first torque “r1-2” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the first predetermined map (see FIG. 2B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined injection amount “e2” is calculated based on the second predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ2” (see FIG. 2C). Next, as shown in FIG. 3C, under the cooperative control by the control means, (i) while the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ2”, the ignition means While ignition is performed, as shown in FIG. 3 (b), (ii) while the injection amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined injection amount “e2”, fuel injection is performed by the injection means. Is done.

更に、概ね同様にして、制御手段の制御下で、時刻「t3」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d3」が算出される。この偏差「d3」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R3」(図2(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R3」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルク「r1−3」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルク「r2−3」が算出される。   Further, in substantially the same manner, the deviation “d3” between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated at time “t3” under the control of the control means. In order to appropriately realize the feedback control corresponding to this deviation “d3”, a generated torque “R3” (see FIG. 2A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated, and this generated torque “ The first torque “r1-3” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated, and the second torque “R3” that can be generated by the injection of fuel of a predetermined injection amount corresponding to this deviation is calculated. r2-3 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第1トルク「r1−3」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ3」が、第1所定マップに基づいて算出される(図2(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定噴射量「e3」が、第2所定マップに基づいて、所定角度「θ3」に対応されつつ、算出される(図2(c)を参照)。次に、図3(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ3」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図3(b)に示されるように、(ii)算出された所定噴射量「e3」に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ3” of the ignition timing at which the first torque “r1-3” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the first predetermined map (see FIG. 2B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined injection amount “e3” is calculated based on the second predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ3” (see FIG. 2C). Next, as shown in FIG. 3 (c), under cooperative control by the control means, (i) while the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ3”, the ignition means While ignition is performed, as shown in FIG. 3 (b), (ii) while the injection amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined injection amount “e3”, the injection means injects fuel. Is done.

仮に、フィードバック制御において、点火時期、及び、燃料の噴射量のうち少なくとも一方を制御対象としない場合、即ち、図3(c)及び図3(b)に示された、点火時期、又は、燃料の噴射量が補正されない場合、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に影響されてしまい、図3(a)の細線(補正なし)に示されるように、フィードバック制御は、発散する可能性ものあり、目標回転数に到達することが技術的に困難となってしまう。   Temporarily, in the feedback control, when at least one of the ignition timing and the fuel injection amount is not a control target, that is, the ignition timing or the fuel shown in FIGS. 3 (c) and 3 (b). If the injection amount is not corrected, it is influenced by the low rotation speed of the internal combustion engine during start-up of the internal combustion engine, immediately after the start-up, or during the warm-up process, and large fluctuations in the rotational speed. As indicated by the thin line (without correction), feedback control may diverge, and it is technically difficult to reach the target rotational speed.

これに対して、本実施形態によれば、制御手段による協調的な制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段による協調的な制御下で、(ii)所定角度に対応される所定噴射量に燃料の噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、当該燃料が噴射される。   On the other hand, according to the present embodiment, under the cooperative control by the control means, (i) feedback control using the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information. In order to realize it appropriately, ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) to a predetermined angle based on the generated torque “R” to be generated in the cylinder of the internal combustion engine. At the same time, under cooperative control by the control means, (ii) the fuel is injected by the injection means while the fuel injection quantity is changed (corrected) to the predetermined injection quantity corresponding to the predetermined angle.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、燃料の噴射量の変化に基づいた、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。   As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize highly accurate control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the fuel injection amount, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. .

(2−2)動作原理
次に、図4から図6を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御における動作原理について説明する。
(2-2) Operation Principle Next, with reference to FIG. 4 to FIG. 6, the operation principle in feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled objects according to the present embodiment. explain.

(2−2−1)第1のフィードバック制御処理
先ず、図4を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における第1のフィードバック制御処理(以下、適宜「フィードバック制御」を「FB制御」と称す)について説明する。ここに、図4は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第1のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、このフィードバック制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。
(2-2-1) First Feedback Control Processing First, referring to FIG. 4, feedback control operation based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled objects according to the present embodiment. The first feedback control process in principle (hereinafter, “feedback control” is appropriately referred to as “FB control”) will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the first feedback control process in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is. The feedback control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds.

図4に示されるように、ECUの制御下で、内燃機関における実際の回転数である実測回転数が測定される(ステップS110a)。と同時に、又は、相前後して、ECUの制御下で、内燃機関における目標となる回転数である目標回転数が取得される(ステップS110b)。   As shown in FIG. 4, under the control of the ECU, the actually measured rotational speed that is the actual rotational speed of the internal combustion engine is measured (step S110a). At the same time or in succession, a target rotational speed that is a target rotational speed of the internal combustion engine is acquired under the control of the ECU (step S110b).

次に、ECUの制御下で、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差が算出され、この偏差「d1」に基づいて、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される(ステップS120)。   Next, under the control of the ECU, a deviation between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated, and the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated based on this deviation “d1”. (Step S120).

次に、ECUの制御下で、この発生トルクのうち、点火時期の変化によって、発生可能な第1トルクが算出され、この第1トルクに対応される、点火時期の補正量である、所定角度が、第1所定マップに基づいて算出される(ステップS130)。   Next, under the control of the ECU, a first torque that can be generated by the change in the ignition timing is calculated out of the generated torque, and a predetermined angle that is a correction amount of the ignition timing corresponding to the first torque. Is calculated based on the first predetermined map (step S130).

次に、ECUの制御下で、この発生トルクのうち、所定噴射量の燃料の噴射によって、発生可能な第2トルクが算出され、この第2トルクに対応されると共に、所定角度「θ1」に対応される、所定噴射量が、第2所定マップに基づいて算出される(ステップS140)。   Next, under the control of the ECU, a second torque that can be generated by the injection of a predetermined injection amount of fuel is calculated out of the generated torque, and the second torque that can be generated is calculated, and at a predetermined angle “θ1”. A corresponding predetermined injection amount is calculated based on the second predetermined map (step S140).

次に、ECUによる協調的な制御下で、(i)算出された所定角度に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われる(ステップS150a)。と共に、ECUによる協調的な制御下で、(ii)算出された所定噴射量に基づいて、噴射量が変化(補正)されつつ、噴射手段によって、燃料の噴射が行われる(ステップS150b)。   Next, under cooperative control by the ECU, (i) ignition is performed by the ignition means while correcting the ignition timing based on the calculated predetermined angle (step S150a). At the same time, under cooperative control by the ECU, (ii) fuel is injected by the injection means while the injection amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined injection amount (step S150b).

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、燃料の噴射量の変化に基づいた、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。   As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize highly accurate control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the fuel injection amount, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. .

(2−2−2)第2のフィードバック制御処理
次に、図5を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における第2のフィードバック制御処理について説明する。ここに、図5は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第2のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、このフィードバック制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。尚、前述した第1のフィードバック制御処理と概ね同様の処理には、同様の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(2-2-2) Second Feedback Control Processing Next, with reference to FIG. 5, feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled objects according to the present embodiment. The second feedback control process in the operation principle will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the second feedback control process in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is. The feedback control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. Note that the same reference numerals are assigned to processes that are substantially the same as the first feedback control process described above, and description thereof will be omitted as appropriate.

図5に示されるように、第2のフィードバック制御処理においては、ステップS110a及び110bを経て、ECUの制御下で、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差が算出され、この偏差の積分量に基づいて、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される(ステップS200)。具体的には、前述した図3中の斜線部分に対応される偏差の積分量に基づいて、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される。   As shown in FIG. 5, in the second feedback control process, the deviation between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated under the control of the ECU through steps S110a and 110b. Based on the integral amount, the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated (step S200). Specifically, the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated based on the integral amount of the deviation corresponding to the hatched portion in FIG.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関で燃焼される、多種多様な燃料の燃料性状に殆ど又は完全に影響されない、適切な空燃比の制御を実現しつつ、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、燃料の噴射量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティや、炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減を実現することが可能である。   As a result of the above, for example, appropriate air-fuel ratio control that is hardly or completely affected by the fuel properties of a wide variety of fuels burned in the internal combustion engine at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process It is possible to realize optimal feedback control quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the fuel injection amount. As a result, quick and appropriate drivability and harmful effects such as hydrocarbons can be achieved. It is possible to achieve a significant reduction of the exhaust gas.

(2−2−3)第1及び第2のフィードバック制御の切り替え処理
次に、図6を参照して、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第1及び第2のフィードバック制御の切り替え処理について説明する。ここに、図6は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第1及び第2のフィードバック制御の切り替え処理の流れを示したフローチャートである。尚、この切り替え処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。
(2-2-3) First and Second Feedback Control Switching Process Next, with reference to FIG. 6, the ignition timing in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment, and A switching process between the first and second feedback controls in which the fuel injection amount is a control target will be described. Here, FIG. 6 shows the switching process of the first and second feedback control in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is the flowchart which showed the flow. This switching process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds.

図6に示されるように、第1及び第2のフィードバック制御の切り替え処理においては、ECUの制御下で、炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減である、排気補償を行うが否かが判定される(ステップS310)。具体的には、ECUは、(i)実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、排気補償を行わないと判定してもよい。或いは、ECUは、(ii)実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、排気補償を行うと判定するようにしてもよい。   As shown in FIG. 6, in the switching process between the first and second feedback controls, whether exhaust compensation, which is a significant reduction of harmful exhaust gases such as hydrocarbons, is performed under the control of the ECU. Is determined (step S310). Specifically, the ECU may determine that exhaust compensation is not performed when the angular acceleration corresponding to the actually measured rotational speed is greater than a predetermined threshold value. Alternatively, the ECU may (ii) determine that exhaust compensation is to be performed when the actually measured rotational speed is included in the rotational speed within a predetermined range.

この結果、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)炭化水素等の有害な排出ガスの顕著な低減の両立を、実測回転数、又は、当該実測回転数に対応される角加速度に基づく適切、迅速且つ高精度な判定によって、実現することが可能である。   As a result, both (i) rapid and appropriate drivability and (ii) remarkable reduction of harmful exhaust gases such as hydrocarbons can be achieved with the measured rotational speed or the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed. It can be realized by appropriate, quick and highly accurate determination based on the above.

(3)フィードバック制御(制御対象が、点火時期、及び、空気の供給量の場合)
次に、図7から図11を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象であるフィードバック制御、即ち、本実施形態に係る所定マップに基づくフィードバック制御について説明する。
(3) Feedback control (when control targets are ignition timing and air supply amount)
Next, referring to FIG. 7 to FIG. 11, feedback control based on the ignition timing and air supply amount according to the present embodiment, that is, feedback control based on a predetermined map according to the present embodiment. explain.

(3−1)基本原理
先ず、図7及び図8を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理について説明する。ここに、図7は、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理を示したグラフ(図7(a)、図7(b)、及び、図7(c))である。図8は、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御が行われた場合における、実際に測定された実測回転数、補正された供給量、及び、点火時期の時系列的な変化を示したグラフ(図8(a)、図8(b)、及び図8(c))である。尚、図7中の横軸は、点火時期における進角、即ち、クランクに対する角度を示し、縦軸は、内燃機関の回転数を示す。また、図8中の横軸は、時間軸を示し、縦軸は、実測回転数(図8(a)の場合)、空気の供給量(図8(b)の場合)、及び、点火時期(図8(c)の場合)を示す。
(3-1) Basic Principle First, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the basic principle of feedback control according to the present embodiment based on a predetermined map whose ignition timing and air supply amount are controlled objects will be described. To do. FIG. 7 is a graph showing the basic principle of feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects according to this embodiment (FIG. 7A, FIG. 7). b) and FIG. 7 (c)). FIG. 8 shows the actual measured rotational speed and the corrected supply when feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects is performed according to the present embodiment. It is the graph (Drawing 8 (a), Drawing 8 (b), and Drawing 8 (c)) showing time series change of quantity and ignition timing. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the advance angle at the ignition timing, that is, the angle with respect to the crank, and the vertical axis indicates the rotational speed of the internal combustion engine. In addition, the horizontal axis in FIG. 8 represents the time axis, and the vertical axis represents the actually measured rotational speed (in the case of FIG. 8A), the air supply amount (in the case of FIG. 8B), and the ignition timing. (In the case of FIG. 8C) is shown.

本実施形態によれば、図7(a)に示された所定マップに基づいて、例えばECU(Engine Control Unit)等の制御手段の制御下で、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象であるフィードバック制御(所謂、フィードバック協調制御)が行われる。ここに、本実施形態に係る「所定マップ」とは、所定角度の点火に起因される内燃機関の第3トルク(又は、所定角度の点火に起因して、内燃機関の気筒内において発生する第3トルク)と、所定角度に対応される所定空気量に起因される第4トルク(又は、所定空気量に起因して内燃機関の気筒内において発生する第4トルク)との和が、所定角度に対して線形関数として規定されるマップを意味する。尚、本発明に係るマップは、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等に基づいて、個別具体的に規定することが可能であり、例えば、所定の関係式や、所定の関数や、所定のシミュレーションプログラム等の種々の形態によって、規定することが可能である。   According to the present embodiment, based on the predetermined map shown in FIG. 7A, for example, under the control of a control means such as an ECU (Engine Control Unit), the ignition timing and the air supply amount are controlled. That is, feedback control (so-called feedback cooperative control) is performed. Here, the “predetermined map” according to the present embodiment is the third torque of the internal combustion engine caused by ignition at a predetermined angle (or the third torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to ignition at the predetermined angle). 3 torque) and the fourth torque caused by the predetermined air amount corresponding to the predetermined angle (or the fourth torque generated in the cylinder of the internal combustion engine due to the predetermined air amount) is the predetermined angle. Means a map defined as a linear function. Note that the map according to the present invention can be individually and specifically defined based on theoretical, experimental, empirical, simulation, etc. For example, a predetermined relational expression, a predetermined function, a predetermined It can be defined by various forms such as a simulation program.

言い換えると、制御手段による協調的な制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段による協調的な制御下で、(ii)所定角度に対応される所定空気量に空気の供給が変化(補正)されつつ、供給手段によって、当該空気が供給される。   In other words, under the cooperative control by the control means, in order to appropriately realize feedback control using (i) the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information, the internal combustion engine Based on the generated torque “R” to be generated in the cylinder, ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) to a predetermined angle. At the same time, under cooperative control by the control means, (ii) the supply of air is supplied by the supply means while the supply of air is changed (corrected) to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle.

詳細には、図7(a)に示されるように、最初に、制御手段の制御下で、目標回転数と、実測回転数との偏差に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」が算出される。次に、点火時期の変化によって、発生可能な第3トルク「r1」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定空気量の空気の供給によって、発生可能な第4トルク「r2」が算出される。次に、図7(b)に示されるように、制御手段の制御下で、この第3トルクを発生可能な、点火時期の所定角度が、第3所定マップに基づいて算出される。ここに、本実施形態に係る「第3所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度と、第3トルクとの関係を規定したマップである。   Specifically, as shown in FIG. 7A, first, in order to appropriately realize feedback control corresponding to the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed under the control of the control unit, A generated torque “R” to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. Next, a third torque “r1” that can be generated is calculated based on a change in the ignition timing, and a fourth torque “r2” that can be generated by supplying a predetermined amount of air corresponding to this deviation is calculated. Is done. Next, as shown in FIG. 7B, a predetermined angle of the ignition timing that can generate the third torque under the control of the control means is calculated based on the third predetermined map. Here, the “third predetermined map” according to the present embodiment is a map that defines the relationship between the predetermined angle and the third torque among the predetermined maps described above.

次に、図7(c)に示されるように、制御手段の制御下で、この第4トルクを発生可能な、所定空気量が、所定角度に対応されつつ、第4所定マップに基づいて算出される。ここに、本実施形態に係る「第4所定マップ」とは、上述した所定マップのうち、所定角度に対応される所定空気量と、第4トルクとの関係を規定したマップである。次に、制御手段の制御下で、(i)算出された所定角度に基づいて、点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、(ii)算出された所定空気量に基づいて、空気量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、空気の供給が行われる。   Next, as shown in FIG. 7C, a predetermined air amount capable of generating the fourth torque under the control of the control means is calculated based on the fourth predetermined map while corresponding to a predetermined angle. Is done. Here, the “fourth predetermined map” according to the present embodiment is a map that defines the relationship between the predetermined amount of air corresponding to the predetermined angle and the fourth torque among the predetermined maps described above. Next, under the control of the control means, (i) ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) based on the calculated predetermined angle, and (ii) the calculated predetermined air The supply of air is performed by the supply means while the amount of air is changed (corrected) based on the amount.

具体的には、図8(a)に示されるように、最初に、制御手段の制御下で、時刻「t1」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d1」が算出される。この偏差「d1」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R1」(図7(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R1」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第3トルク「r3−1」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定空気量の空気の供給によって、発生可能な第4トルク「r4−1」が算出される。   Specifically, as shown in FIG. 8A, first, under the control of the control means, at time “t1”, the deviation “d1” between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is Calculated. In order to appropriately realize the feedback control corresponding to the deviation “d1”, a generated torque “R1” (see FIG. 7A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. The third torque “r3-1” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated among the “R1”, and the fourth torque “r3-1” that can be generated by supplying a predetermined amount of air corresponding to this deviation is calculated. r4-1 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第3トルク「r3−1」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ1」が、第3所定マップに基づいて算出される(図7(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定空気量「f1」が、第4所定マップに基づいて、所定角度「θ1」に対応されつつ、算出される(図7(c)を参照)。次に、図8(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ1」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図8(b)に示されるように、(ii)算出された所定空気量「f1」に基づいて、供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、空気の供給が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ1” of the ignition timing at which the third torque “r3-1” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the third predetermined map (see FIG. 7B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined air amount “f1” is calculated based on the fourth predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ1” (see FIG. 7C). Next, as shown in FIG. 8C, under the cooperative control by the control means, (i) the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ1” by the ignition means. While ignition is performed, as shown in FIG. 8B, (ii) supply of air is performed by the supply means while the supply amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined air amount “f1”. Is done.

概ね同様にして、制御手段の制御下で、時刻「t2」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d2」が算出される。この偏差「d2」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R2」(図7(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R2」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第3トルク「r3−2」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定空気量の空気の供給によって、発生可能な第4トルク「r4−2」が算出される。   In substantially the same manner, the deviation “d2” between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated at time “t2” under the control of the control means. In order to appropriately realize the feedback control corresponding to this deviation “d2”, a generated torque “R2” (see FIG. 7A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated, and this generated torque “ The second torque “r3-2” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated, and the fourth torque “R3” that can be generated by supplying a predetermined amount of air corresponding to this deviation is calculated. r4-2 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第3トルク「r3−2」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ2」が、第3所定マップに基づいて算出される(図7(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定空気量「f2」が、第4所定マップに基づいて、所定角度「θ2」に対応されつつ、算出される(図7(c)を参照)。次に、図8(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ2」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図8(b)に示されるように、(ii)算出された所定空気量「f2」に基づいて、供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、空気の供給が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ2” of the ignition timing at which the third torque “r3-2” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the third predetermined map (see FIG. 7B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined air amount “f2” is calculated based on the fourth predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ2” (see FIG. 7C). Next, as shown in FIG. 8C, under the cooperative control by the control means, (i) the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ2” by the ignition means. While ignition is performed, as shown in FIG. 8B, (ii) supply of air is performed by the supply means while the supply amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined air amount “f2”. Is done.

更に、概ね同様にして、制御手段の制御下で、時刻「t3」において、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差「d3」が算出される。この偏差「d3」に対応されるフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R3」(図7(a)を参照)が算出され、この発生トルク「R3」のうち、点火時期の変化によって、発生可能な第3トルク「r3−3」が算出されると共に、この偏差に対応され、所定空気量の空気の供給によって、発生可能な第4トルク「r4−3」が算出される。   Further, in substantially the same manner, the deviation “d3” between the target rotational speed and the actually measured rotational speed (rpm) is calculated at time “t3” under the control of the control means. In order to appropriately realize the feedback control corresponding to the deviation “d3”, a generated torque “R3” (see FIG. 7A) to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated. The third torque “r3-3” that can be generated by the change in the ignition timing is calculated, and the fourth torque “R3” that can be generated by supplying a predetermined amount of air corresponding to this deviation is calculated. r4-3 "is calculated.

続いて、点火時期の変化によって、第3トルク「r3−3」を発生可能な、点火時期の所定角度「θ3」が、第3所定マップに基づいて算出される(図7(b)を参照)。次に、制御手段の制御下で、所定空気量「f3」が、第4所定マップに基づいて、所定角度「θ3」に対応されつつ、算出される(図7(c)を参照)。次に、図8(c)に示されるように、制御手段による協調的な制御下で、(i)算出された所定角度「θ3」に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われると共に、図8(b)に示されるように、(ii)算出された所定空気量「f3」に基づいて、供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、空気の供給が行われる。   Subsequently, a predetermined angle “θ3” of the ignition timing at which the third torque “r3-3” can be generated by the change of the ignition timing is calculated based on the third predetermined map (see FIG. 7B). ). Next, under the control of the control means, the predetermined air amount “f3” is calculated based on the fourth predetermined map while corresponding to the predetermined angle “θ3” (see FIG. 7C). Next, as shown in FIG. 8C, under the cooperative control by the control means, (i) the ignition timing is corrected based on the calculated predetermined angle “θ3”, and the ignition means When ignition is performed, as shown in FIG. 8B, (ii) supply of air is performed by the supply means while the supply amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined air amount “f3”. Is done.

仮に、フィードバック制御において、点火時期、及び、空気の供給量のうち少なくとも一方を制御対象としない場合、即ち、図8(c)及び図8(b)に示された、点火時期、又は、空気の供給量が補正されない場合、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に影響されてしまい、図8(a)の細線(補正なし)に示されるように、フィードバック制御は、発散してしまう可能性もあり、目標回転数に到達することが技術的に困難となってしまう。   Temporarily, in feedback control, when at least one of the ignition timing and the supply amount of air is not controlled, that is, the ignition timing or air shown in FIGS. 8 (c) and 8 (b). If the supply amount of the engine is not corrected, it is influenced by the low rotational speed of the internal combustion engine during start-up of the internal combustion engine, immediately after the start-up, or during the warm-up process, and a large fluctuation in the rotational speed. As indicated by the thin line (without correction), feedback control may diverge, and it is technically difficult to reach the target rotational speed.

これに対して、本実施形態によれば、制御手段による協調的な制御下で、(i)内燃機関の目標となる目標回転数と、実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御を適切に実現するために、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルク「R」に基づいて、所定角度に点火時期が変化(補正)されつつ、点火手段によって、点火が行われる。と共に、制御手段による協調的な制御下で、(ii)所定角度に対応される所定空気量に空気の供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、当該空気が供給される。   On the other hand, according to the present embodiment, under the cooperative control by the control means, (i) feedback control using the deviation between the target rotational speed as the target of the internal combustion engine and the actually measured rotational speed as input information. In order to realize it appropriately, ignition is performed by the ignition means while the ignition timing is changed (corrected) to a predetermined angle based on the generated torque “R” to be generated in the cylinder of the internal combustion engine. At the same time, under cooperative control by the control means, (ii) the air is supplied by the supply means while the supply amount of air is changed (corrected) to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、空気の供給量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を、実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。   As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the change in the ignition timing and the change in the air supply amount described above, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. is there.

(3−2)動作原理
次に、図9から図11を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御における動作原理について説明する。
(3-2) Operation Principle Next, with reference to FIG. 9 to FIG. 11, the operation principle in feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects according to the present embodiment. explain.

(3−2−1)第3のフィードバック制御処理
先ず、図9を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における第3のフィードバック制御処理について説明する。ここに、図9は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第3のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、このフィードバック制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。尚、前述した図4中の第1のフィードバック制御処理と概ね同様の処理には、同様の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(3-2-1) Third Feedback Control Process First, referring to FIG. 9, the operation of feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects according to this embodiment. The third feedback control process in principle will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the third feedback control process in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is. The feedback control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. Note that the same reference numerals are assigned to the processes that are substantially the same as the first feedback control process in FIG. 4 described above, and description thereof will be omitted as appropriate.

図9に示されるように、前述したステップS110aからS120を経て、ECUの制御下で、発生トルクのうち、点火時期の変化によって、発生可能な第3トルクが算出され、この第3トルクに対応される、点火時期の補正量である、所定角度が、第3所定マップに基づいて算出される(ステップS410)。   As shown in FIG. 9, through the above-described steps S110a to S120, the third torque that can be generated is calculated by the change of the ignition timing among the generated torques under the control of the ECU, and corresponds to the third torque. A predetermined angle, which is a correction amount of the ignition timing, is calculated based on the third predetermined map (step S410).

次に、ECUの制御下で、この発生トルクのうち、所定空気量の空気の供給によって、発生可能な第4トルクが算出され、この第4トルクに対応されると共に、所定角度「θ1」に対応される、所定空気量が、第4所定マップに基づいて算出される(ステップS420)。   Next, under the control of the ECU, a fourth torque that can be generated by the supply of a predetermined amount of air is calculated out of the generated torque, and the fourth torque that can be generated is calculated, and at a predetermined angle “θ1”. A corresponding predetermined air amount is calculated based on the fourth predetermined map (step S420).

次に、ECUによる協調的な制御下で、(i)算出された所定角度に基づいて、点火時期が補正されつつ、点火手段によって、点火が行われる(ステップS430a)。と共に、ECUによる協調的な制御下で、(ii)算出された所定空気量に基づいて、供給量が変化(補正)されつつ、供給手段によって、空気の供給が行われる(ステップS430b)。   Next, under cooperative control by the ECU, (i) ignition is performed by the ignition means while correcting the ignition timing based on the calculated predetermined angle (step S430a). At the same time, under cooperative control by the ECU, (ii) air is supplied by the supply means while the supply amount is changed (corrected) based on the calculated predetermined air amount (step S430b).

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関の低回転の駆動状態や、回転数の大きな変動に殆ど又は完全に影響されない、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、空気の供給量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を、実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティを実現することが可能である。   As a result of the above, for example, optimal feedback control that is hardly or completely influenced by the low-speed driving state of the internal combustion engine or the large fluctuations in the rotational speed at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process. It can be realized quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the change in the ignition timing and the change in the air supply amount described above, and in turn, it is possible to realize quick and appropriate drivability. is there.

(3−2−2)第4のフィードバック制御処理
次に、図10を参照して、本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における第4のフィードバック制御処理について説明する。ここに、図10は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第4のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、このフィードバック制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。尚、前述した第3のフィードバック制御処理と概ね同様の処理には、同様の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(3-2-2) Fourth Feedback Control Processing Next, with reference to FIG. 10, feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects according to the present embodiment. The fourth feedback control process in the operation principle will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the fourth feedback control process in which the ignition timing and the air supply amount are controlled objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is. The feedback control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. Note that the same reference numerals are assigned to processes that are substantially the same as the above-described third feedback control process, and description thereof will be omitted as appropriate.

図10に示されるように、第4のフィードバック制御処理においては、ステップS110a及び110bを経て、ECUの制御下で、目標回転数と、実測回転数(rpm)との偏差が算出され、この偏差の積分量に基づいて、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される(ステップS200)。具体的には、前述した図8中の斜線部分に対応される偏差の積分量に基づいて、内燃機関の気筒内において発生すべき発生トルクが算出される。   As shown in FIG. 10, in the fourth feedback control process, the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed (rpm) is calculated under the control of the ECU through steps S110a and 110b. Based on the integral amount, the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated (step S200). Specifically, the generated torque to be generated in the cylinder of the internal combustion engine is calculated based on the integral amount of the deviation corresponding to the hatched portion in FIG.

以上の結果、例えば、内燃機関の始動時や、始動直後や、暖機過程における、内燃機関で燃焼される、多種多様な燃料の燃料性状に殆ど又は完全に影響されない、適切な空燃比の制御を実現しつつ、最適なフィードバック制御を、迅速且つ高精度に実現することが可能である。従って、上述した点火時期の変化、及び、空気の供給量の変化に基づいて、内燃機関の高精度な制御を実現可能であり、ひいては、迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、燃費の顕著な向上を同時に実現することが可能である。ここに、本実施形態に係る「燃費」とは、燃料の消費率を意味し、具体的には、1時間に1馬力当たりに消費する燃料の質量を意味するようにしてもよい。   As a result of the above, for example, appropriate air-fuel ratio control that is hardly or completely affected by the fuel properties of a wide variety of fuels burned in the internal combustion engine at the start of the internal combustion engine, immediately after the start, or during the warm-up process It is possible to realize optimal feedback control quickly and with high accuracy. Therefore, it is possible to realize high-precision control of the internal combustion engine based on the above-described change in the ignition timing and the change in the air supply amount, and in turn, a rapid and appropriate drivability and a marked improvement in fuel consumption. Can be realized simultaneously. Here, “fuel consumption” according to the present embodiment means a fuel consumption rate, and specifically may mean a mass of fuel consumed per horsepower per hour.

(3−2−3)第3及び第4のフィードバック制御の切り替え処理
次に、図11を参照して、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第3及び第4のフィードバック制御の切り替え処理について説明する。ここに、図11は、本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第3及び第4のフィードバック制御の切り替え処理の流れを示したフローチャートである。尚、この切り替え処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。
(3-2-3) Third and Fourth Feedback Control Switching Process Next, with reference to FIG. 11, the ignition timing in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment, and A switching process between the third and fourth feedback controls in which the air supply amount is a control target will be described. Here, FIG. 11 shows the switching process of the third and fourth feedback control in which the ignition timing and the air supply amount are the control targets in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. It is the flowchart which showed the flow. This switching process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds.

図11に示されるように、第3及び第4のフィードバック制御の切り替え処理においては、ECUの制御下で、燃費補償を行うが否かが判定される(ステップS610)。具体的には、ECUは、(i)実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、燃費補償を行わないと判定してもよい。或いは、ECUは、(ii)実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、燃費補償を行うと判定するようにしてもよい。   As shown in FIG. 11, in the switching process between the third and fourth feedback controls, it is determined whether or not fuel efficiency compensation is performed under the control of the ECU (step S610). Specifically, the ECU may determine that the fuel efficiency compensation is not performed when the angular acceleration corresponding to the actually measured rotational speed is greater than a predetermined threshold value. Alternatively, the ECU may determine that (ii) fuel efficiency compensation is performed when the actually measured rotational speed is included in the rotational speed within a predetermined range.

この結果、(i)迅速且つ適切なドライバビリティ、及び、(ii)燃費の顕著な向上の両立を、実測回転数、又は、当該実測回転数に対応される角加速度に基づく適切、迅速且つ高精度な判定によって、実現することが可能である。   As a result, both (i) rapid and appropriate drivability and (ii) remarkable improvement in fuel efficiency can be achieved with appropriate, rapid and high speed based on the measured rotational speed or the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed. It can be realized by accurate determination.

尚、上述した、所定マップでは、点火時期と、発生トルクとの2次元のマップを適用しているが、本実施形態では、これら点火時期と、発生トルクとに加えて、水温や、空気温度等の、内燃機関の出力を決定可能な、燃料、空気、又は、点火時期に影響を与える因子をパラメータとする、複数次元のマップを適用してもよい。   In the predetermined map described above, a two-dimensional map of the ignition timing and the generated torque is applied. In this embodiment, in addition to the ignition timing and the generated torque, the water temperature and the air temperature are used. A multi-dimensional map using parameters that can determine the output of the internal combustion engine, such as fuel, air, or ignition timing, as parameters may be applied.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the control of the internal combustion engine accompanying such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。1 is a schematic diagram schematically showing a basic configuration of a vehicle equipped with a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. 本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理を示したグラフ(図2(a)、図2(b)、及び、図2(c))である。Graphs (FIGS. 2A, 2B, and 2) showing the basic principle of feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are to be controlled, according to the present embodiment. (C)). 本実施形態に係る、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御が行われた場合における、実際に測定された実測回転数、補正された噴射量、及び、点火時期の時系列的な変化を示したグラフ(図3(a)、図3(b)、及び図3(c))である。According to the present embodiment, when feedback control is performed based on a predetermined map in which the ignition timing and the fuel injection amount are control targets, the actually measured rotational speed, the corrected injection amount, and It is the graph (FIG. 3 (a), FIG.3 (b), and FIG.3 (c)) which showed the time-sequential change of ignition timing. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第1のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the 1st feedback control processing in which the ignition timing and the fuel injection quantity are the control objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第2のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the 2nd feedback control process in which the ignition timing and the fuel injection quantity are control objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map according to the present embodiment. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、燃料の噴射量が制御対象である第1及び第2のフィードバック制御の切り替え処理の流れを示したフローチャートである。7 is a flowchart showing a flow of switching processing between first and second feedback control in which the ignition timing and the fuel injection amount are controlled objects in the operation principle of feedback control based on a predetermined map according to the present embodiment. . 本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御の基本原理を示したグラフ(図7(a)、図7(b)、及び、図7(c))である。Graphs showing the basic principle of feedback control based on a predetermined map in which the ignition timing and the air supply amount are objects to be controlled according to this embodiment (FIGS. 7A, 7B, and 7) (C)). 本実施形態に係る、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である所定マップに基づくフィードバック制御が行われた場合における、実際に測定された実測回転数、補正された供給量、及び、点火時期の時系列的な変化を示したグラフ(図8(a)、図8(b)、及び図8(c))である。According to the present embodiment, when feedback control is performed based on a predetermined map in which the ignition timing and the supply amount of air are controlled, the actually measured rotational speed, the corrected supply amount, and It is the graph (Drawing 8 (a), Drawing 8 (b), and Drawing 8 (c)) which showed time-sequential change of ignition timing. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第3のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the 3rd feedback control process in which the ignition timing and the supply amount of air are control objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map based on this embodiment. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第4のフィードバック制御処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the 4th feedback control process in which the ignition timing and the supply amount of air are control objects in the operation principle of the feedback control based on the predetermined map based on this embodiment. 本実施形態に係る、所定マップに基づくフィードバック制御の動作原理における、点火時期、及び、空気の供給量が制御対象である第3及び第4のフィードバック制御の切り替え処理の流れを示したフローチャートである。7 is a flowchart showing a flow of switching processing between third and fourth feedback controls in which an ignition timing and an air supply amount are objects to be controlled in an operation principle of feedback control based on a predetermined map according to the present embodiment. .

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
1a 各気筒
2 クランク軸
5 クランク角センサ
6 エンジンコントロールユニット
7 記憶装置
8 インジェクタ
9 点火プラグ
10 ピストン
11 コンロッド
12 吸気弁
13 排気弁
14 空気調節弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 1a Each cylinder 2 Crankshaft 5 Crank angle sensor 6 Engine control unit 7 Memory | storage device 8 Injector 9 Spark plug 10 Piston 11 Connecting rod 12 Intake valve 13 Exhaust valve 14 Air control valve

Claims (10)

内燃機関の気筒に、燃料を噴射する噴射手段と、
前記内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う点火手段と、
前記内燃機関における実際の回転数である実測回転数を測定する測定手段と、
前記内燃機関の目標となる目標回転数と、前記実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、(i)前記点火時期を所定角度に変化させて、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定角度に対応される所定噴射量に変化させて、前記燃料を噴射するように前記噴射手段を制御する制御手段と、
を備え
前記制御手段は、(i)前記所定角度の点火に起因される前記内燃機関の気筒において発生する第1トルクと、(ii)前記所定噴射量に起因される前記気筒において発生する第2トルクとの和である発生トルクが、前記所定角度に対して線形関数として規定される所定マップに基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御し、
前記第1トルクの一の範囲は、前記所定角度に対して非線形関数として規定され、前記第1トルクの他の範囲は、前記所定角度に対して線形関数として規定され、
前記制御手段は、前記一の範囲に対して、前記所定マップに基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Injection means for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
Ignition means for igniting at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine;
Measuring means for measuring an actual rotational speed which is an actual rotational speed in the internal combustion engine;
Based on feedback control using as input information the deviation between the target rotational speed that is the target of the internal combustion engine and the measured rotational speed, (i) changing the ignition timing to a predetermined angle and igniting the ignition Control means for controlling the injection means so as to inject the fuel by changing to a predetermined injection amount corresponding to the predetermined angle.
Equipped with a,
The control means includes (i) a first torque generated in the cylinder of the internal combustion engine caused by the ignition at the predetermined angle, and (ii) a second torque generated in the cylinder caused by the predetermined injection amount. The generated torque, which is the sum of the above, controls the ignition means and the injection means based on a predetermined map defined as a linear function with respect to the predetermined angle,
One range of the first torque is defined as a non-linear function with respect to the predetermined angle, and another range of the first torque is defined as a linear function with respect to the predetermined angle,
The control means controls the ignition means and the injection means for the one range based on the predetermined map.
A control device for an internal combustion engine.
前記制御手段は、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the control means controls the ignition means and the injection means based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information. 前記内燃機関の排気を補償する排気補償を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記制御手段は、(i)前記排気補償を行わない場合、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御し、(ii)前記排気補償を行う場合、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記噴射手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
Determination means for determining whether to perform exhaust gas compensation for compensating exhaust gas of the internal combustion engine;
The control means controls (i) the ignition means and the injection means based on feedback control using the deviation as input information when the exhaust compensation is not performed, and (ii) the exhaust compensation is performed, 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition means and the injection means are controlled based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information.
前記判定手段は、(i)前記実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、前記排気補償を行わないと判定し、(ii)前記実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、前記排気補償を行うと判定することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。 The determination means determines (i) that the exhaust compensation is not performed when the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed is greater than a predetermined threshold, and (ii) the measured rotational speed is within a predetermined range. 4. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the exhaust gas compensation is determined to be performed. 内燃機関に、空気を供給する供給手段と、
前記内燃機関におけるクランクの角度に対応した点火時期に点火を行う点火手段と、
前記内燃機関における実測回転数を測定する測定手段と、
前記内燃機関の目標となる目標回転数と、前記実測回転数との偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、(i)所定角度に変化させて、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定角度に対応される所定空気量に変化させて、前記空気を供給するように前記供給手段を制御する制御手段と、
を備え
前記燃料の燃費を補償する燃費補償を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記制御手段は、(i)前記燃費補償を行わない場合、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御し、(ii)前記燃費補償を行う場合、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Supply means for supplying air to the internal combustion engine;
Ignition means for igniting at an ignition timing corresponding to a crank angle in the internal combustion engine;
Measuring means for measuring the actual rotational speed in the internal combustion engine;
Based on feedback control using as input information the deviation between the target rotational speed that is the target of the internal combustion engine and the measured rotational speed, (i) the ignition means is controlled to ignite by changing to a predetermined angle. And a control means for controlling the supply means so as to supply the air by changing to a predetermined air amount corresponding to the predetermined angle;
Equipped with a,
A determination means for determining whether to perform fuel consumption compensation for compensating the fuel consumption of the fuel;
The control means (i) controls the ignition means and the supply means based on feedback control using the deviation as input information when the fuel consumption compensation is not performed, and (ii) when the fuel efficiency compensation is performed, The ignition means and the supply means are controlled based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information.
A control device for an internal combustion engine.
前記制御手段は、前記偏差の時間積分値を入力情報とするフィードバック制御に基づいて、前記点火手段及び前記供給手段を制御することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。 6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 , wherein the control means controls the ignition means and the supply means based on feedback control using the time integral value of the deviation as input information. 前記判定手段は、(i)前記実測回転数に対応される角加速度が、所定閾値より大きい場合、前記燃費補償を行わないと判定し、(ii)前記実測回転数が、所定範囲の回転数に含まれる場合、前記燃費補償を行うと判定することを特徴とする請求項5又は6に記載の内燃機関の制御装置。 The determination means determines (i) that the fuel consumption compensation is not performed when the angular acceleration corresponding to the measured rotational speed is larger than a predetermined threshold, and (ii) the measured rotational speed is within a predetermined range. 7. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 , wherein it is determined that the fuel consumption compensation is performed. 前記制御手段は、前記偏差を入力情報とするフィードバック制御に対応される発生トルクに基づいて、(i)前記所定角度に補正しつつ、点火するように前記点火手段を制御すると共に、前記所定噴射量に補正しつつ、前記燃料を噴射するように前記噴射手段を制御することを特徴とする請求項1から7のうちいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 The control means controls the ignition means to ignite while correcting to the predetermined angle based on the generated torque corresponding to feedback control using the deviation as input information, and the predetermined injection The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7 , wherein the injection unit is controlled to inject the fuel while correcting the amount. 前記発生トルクは、前記フィードバック制御のゲイン(利得)に対応されることを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。 9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 , wherein the generated torque corresponds to a gain of the feedback control. 前記発生トルクは、前記フィードバック制御における、前記実測回転数に対応される角加速度に基づいて、規定されることを特徴とする請求項に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 9 , wherein the generated torque is defined based on an angular acceleration corresponding to the measured rotational speed in the feedback control.
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