JP4859731B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の出力を制御する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls the output of the internal combustion engine.
従来、内燃機関の制御装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この内燃機関には、メインスロットル弁およびサブスロットル弁がそれぞれ吸気通路に設けられており、これらのスロットル弁により、吸入空気量が変更される。また、メインスロットル弁は、アクセルペダルに機械的に連結されており、その開度がアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)に対して線形な関係で変化する。一方、サブスロットル弁は、ステッピングモータに連結されており、制御装置からの駆動指令信号によってステッピングモータが駆動されることにより、開度が制御される。
Conventionally, as a control device for an internal combustion engine, for example, a device described in
この制御装置では、駆動輪平均速度と従動輪平均速度との偏差に基づいて、路面が走行抵抗の高い路面(以下「高μ路」という)および低い路面(以下「低μ路」という)のいずれであるかが判定され、低μ路と判定されたときには、サブスロットル弁の目標開度が、低μ路用のマップを検索することにより算出される。一方、高μ路と判定されたときには、高μ路用および低μ路用のマップをそれぞれ検索することにより、2つのマップ検索値を算出し、これらのマップ値を加重平均演算した値がサブスロットル弁の目標開度に設定される。それにより、路面が低μ路から高μ路に切り換わった場合、サブスロットル弁の目標開度が、低μ路用のマップ検索値から高μ路用のマップ検索値に向かって漸増する。その結果、サブスロットル弁を介して吸入空気量が漸増するように制御されることで、内燃機関の出力が漸増するように制御される。 In this control device, based on the deviation between the average driving wheel speed and the average driven wheel speed, the road surface has a high road resistance (hereinafter referred to as “high μ road”) and a low road surface (hereinafter referred to as “low μ road”). When it is determined that the road is a low μ road, the target opening of the sub-throttle valve is calculated by searching a map for the low μ road. On the other hand, when it is determined that the road is a high μ road, two map search values are calculated by searching the maps for the high μ road and the low μ road, respectively. Set to the target opening of the throttle valve. Thereby, when the road surface is switched from the low μ road to the high μ road, the target opening of the sub-throttle valve gradually increases from the map search value for the low μ road toward the map search value for the high μ road. As a result, the intake air amount is controlled to gradually increase via the sub-throttle valve, so that the output of the internal combustion engine is controlled to gradually increase.
上記従来の制御装置によれば、サブスロットル弁の目標開度が、内燃機関の実際の運転状態や実際の出力状態とは無関係に、路面の摩擦抵抗の高低に基づいて算出されるものに過ぎないので、内燃機関が定常運転状態と過渡運転状態の間で移行する際、内燃機関の出力を適切に制御できないという問題がある。例えば、運転者の操作によりアクセル開度が急変し、内燃機関が定常運転状態から過渡運転状態に移行する際、アクセル開度の急変に伴ってメインスロットル弁開度が急変することにより、内燃機関の急激な出力変動や回転変動が発生するおそれがあり、その場合には、内燃機関の運転性および安定性がいずれも低下してしまう。 According to the above-described conventional control device, the target opening of the sub-throttle valve is merely calculated based on the level of the frictional resistance of the road surface regardless of the actual operation state and actual output state of the internal combustion engine. Therefore, when the internal combustion engine shifts between the steady operation state and the transient operation state, there is a problem that the output of the internal combustion engine cannot be appropriately controlled. For example, when the accelerator opening changes suddenly due to the driver's operation and the internal combustion engine shifts from the steady operation state to the transient operation state, the main throttle valve opening changes suddenly with the sudden change of the accelerator opening, so that the internal combustion engine Sudden output fluctuations and rotation fluctuations may occur, and in this case, the drivability and stability of the internal combustion engine both decrease.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内燃機関が定常運転状態と過渡運転状態の間で移行する際でも、内燃機関の出力変動および回転変動などが発生するのを抑制でき、それにより、運転性および安定性をいずれも向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress the occurrence of output fluctuations, rotation fluctuations, and the like of an internal combustion engine even when the internal combustion engine transitions between a steady operation state and a transient operation state. Thus, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve both drivability and stability.
上記目的を達成するために、請求項1に係る内燃機関3の制御装置1は、1燃焼サイクル中、燃料がパイロット噴射時期φINJ_P1とそれよりも後のメイン噴射時期φINJ_M1とに分割して噴射される内燃機関3の制御装置1であって、内燃機関3の気筒3a内の圧力状態を表す筒内圧パラメータ(図示平均有効圧IMEP)を検出する筒内圧パラメータ検出手段(ECU2、筒内圧センサ21、ステップ3)と、筒内圧パラメータの目標となる目標値(目標有効圧IMEP_CMD)を算出する目標値算出手段(ECU2、ステップ12)と、内燃機関3が定常運転状態および過渡運転状態のいずれにあるかを判定する運転状態判定手段(ECU2、ステップ14〜20,62,63,72,73)と、運転状態判定手段の判定結果と、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合(有効圧偏差DIMEP)とに応じて、内燃機関3の出力を変更するための操作量として、パイロット噴射時期φINJ_Pおよびメイン噴射時期φINJ_Mを算出する噴射時期算出手段(ECU2、ステップ44,45)と、を備え、噴射時期算出手段は、運転状態判定手段により、内燃機関3が定常運転状態にあると判定されたとき(ステップ53,63,73の判別結果がYESのとき)に、パイロット噴射時期φINJ_Pおよびメイン噴射時期φINJ_Mの定常運転用値φINJ_M1,φINJ_P1を算出する定常運転用値算出手段(ECU2、ステップ64,74)と、内燃機関3が過渡運転状態にあると判定されたとき(ステップ62,72の判別結果がYESのとき)に、パイロット噴射時期φINJ_Pおよびメイン噴射時期φINJ_Mの過渡運転用値φINJ_M2,φINJ_P2を定常運転用値φINJ_M1,φINJ_P1と異なる値に算出する過渡運転用値算出手段(ECU2、ステップ68,78)と、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合が所定範囲(DI_1≦DIMEP≦DI_2)内にあるとき(ステップ65,75の判別結果がNOのとき)に、乖離度合に応じて、定常運転用値φINJ_M1,φINJ_P1および過渡運転用値φINJ_M2,φINJ_P2の加重平均演算(式(2),(3))によって、パイロット噴射時期φINJ_Pおよびメイン噴射時期φINJ_Mを算出するとともに、乖離度合が小さいほど、加重平均演算における定常運転用値の重みKをより大きい値に設定する補間演算手段(ECU2、ステップ66,76)と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が定常運転状態にあると判定されたときには、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期の定常運転用値が算出され、内燃機関が過渡運転状態にあると判定されたときには、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期の過渡運転用値が算出されるとともに、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合が所定範囲内にあるときには、乖離度合に応じて、定常運転用値および過渡運転用値の加重平均演算によって、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期が算出される。したがって、内燃機関が定常運転状態と過渡運転状態の間で移行する際、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合が所定範囲内にあるときには、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期が、定常運転用値および過渡運転用値の間で徐々に変化するように算出されるので、そのようなパイロット噴射時期およびメイン噴射時期を用いて内燃機関の出力を変更することによって、内燃機関の出力変動および回転変動などが発生するのを抑制できる。その結果、内燃機関の運転性および安定性をいずれも向上させることができる。また、筒内圧パラメータは、内燃機関の気筒内の圧力状態を表すものであるので、内燃機関の実際の出力状態を精度よく表すように算出される。したがって、そのような筒内圧パラメータに応じて、定常運転用値および過渡運転用値の補間演算を実行することにより、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期を、内燃機関における実際の出力状態を精度よく反映させながら算出できる。その結果、内燃機関の出力を精度よく制御することができる。また、乖離度合が小さいほど、加重平均演算における定常運転用値の重みがより大きい値に設定される。この場合、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合が小さい状態は、内燃機関が定常運転状態に近い状態にあることを表している。したがって、この制御装置によれば、内燃機関が定常運転状態により近い状態にあるほど、加重平均演算における定常運転用値の重みがより大きい値に設定される一方、内燃機関が過渡運転状態により近い状態にあるほど、加重平均演算における定常運転用値の重みがより小さい値に設定されることになる。その結果、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期を、内燃機関における実際の運転状態を精度よく反映させながら算出でき、内燃機関の出力制御の精度をより一層、向上させることができる(なお、本明細書における「筒内圧パラメータの検出」は、センサなどにより筒内圧パラメータを直接検出することに限らず、筒内圧パラメータを算出または推定することも含む)。 According to the control device for an internal combustion engine, when it is determined that the internal combustion engine is in a steady operation state, values for steady operation of the pilot injection timing and the main injection timing are calculated, and it is determined that the internal combustion engine is in a transient operation state. When the value is set, the transient operation values for the pilot injection timing and the main injection timing are calculated, and when the deviation degree of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value is within a predetermined range, the steady operation value and The pilot injection timing and the main injection timing are calculated by the weighted average calculation of the transient operation values. Therefore, when the internal combustion engine transitions between the steady operation state and the transient operation state, if the deviation degree of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value is within a predetermined range, the pilot injection timing and the main injection timing are the steady operation value and Since it is calculated so as to gradually change between the values for transient operation, by changing the output of the internal combustion engine using such pilot injection timing and main injection timing , output fluctuation and rotation fluctuation of the internal combustion engine, etc. Can be prevented from occurring. As a result, both the drivability and stability of the internal combustion engine can be improved. Further, since the in-cylinder pressure parameter represents the pressure state in the cylinder of the internal combustion engine, it is calculated so as to accurately represent the actual output state of the internal combustion engine. Therefore, the pilot injection timing and the main injection timing are accurately reflected on the actual output state of the internal combustion engine by executing the interpolation calculation of the steady operation value and the transient operation value in accordance with the in-cylinder pressure parameter. Can be calculated. As a result, the output of the internal combustion engine can be controlled with high accuracy. Further, as the degree of deviation is smaller, the weight of the steady operation value in the weighted average calculation is set to a larger value. In this case, a state where the deviation degree of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value is small indicates that the internal combustion engine is in a state close to a steady operation state. Therefore, according to this control apparatus, the closer the internal combustion engine is to the steady operation state, the larger the weight of the steady operation value in the weighted average calculation is set, whereas the internal combustion engine is closer to the transient operation state. The more the state is, the lower the weight of the steady operation value in the weighted average calculation is set. As a result, the pilot injection timing and the main injection timing can be calculated while accurately reflecting the actual operating state of the internal combustion engine, and the accuracy of the output control of the internal combustion engine can be further improved (this specification) “The detection of the in-cylinder pressure parameter” is not limited to the direct detection of the in-cylinder pressure parameter by a sensor or the like, but includes the calculation or estimation of the in-cylinder pressure parameter).
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図1は、本実施形態の制御装置1を適用した内燃機関(以下「エンジン」という)3の概略構成を示しており、図2は、制御装置1の概略構成を示している。同図2に示すように、制御装置1は、ECU2を備えており、このECU2は、後述するように、燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行し、それにより、エンジン3の出力を制御する。
Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 to which the
エンジン3は、図示しない車両に搭載された直列4気筒型ディーゼルエンジンであり、4組の気筒3aおよびピストン3b(1組のみ図示)と、クランクシャフト3cなどを備えている。このエンジン3には、クランク角センサ20および4つの筒内圧センサ21(図2に1つのみ図示)が設けられている。
The
このクランク角センサ20は、マグネットロータおよびMREピックアップで構成されており、クランクシャフト3cの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。このCRK信号は、所定クランク角(例えば1゜)毎に1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、各気筒3aのピストン3bが吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に1パルスが出力される。
The
また、筒内圧センサ21は、気筒3a毎に設けられた、グロープラグ(図示せず)と一体型の圧電素子タイプのものであり、対応する気筒3a内の圧力すなわち筒内圧PCYLの変化に伴ってたわむことにより、筒内圧PCYLを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、後述するように、筒内圧センサ21の検出信号の電圧値(以下「検出電圧」という)VCPSに基づき、筒内圧PCYLおよび図示平均有効圧IMEPを算出する。なお、本実施形態では、筒内圧センサ21が筒内圧パラメータ検出手段に相当し、図示平均有効圧IMEPが筒内圧パラメータに相当する。
The in-
さらに、エンジン3には、燃料噴射弁4が気筒3a毎に設けられており(1つのみ図示)、各燃料噴射弁4は、ECU2に電気的に接続されている。燃料噴射弁4は、ECU2によって、その開閉タイミングが制御され、それにより、後述するように、燃料の噴射量および噴射時期が制御される。
Further, the
一方、エンジン3の吸気通路5には、上流側から順に、エアフローセンサ22、ターボチャージャ6、過給圧センサ23および吸気絞り弁機構7などが設けられている。このエアフローセンサ22は、熱線式エアフローメータで構成されており、後述する吸気絞り弁7aを通過する新気の流量を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、エアフローセンサ22の検出信号に基づき、実新気量QAIRを算出する。
On the other hand, in the
また、ターボチャージャ6は、吸気通路5のエアフローセンサ22よりも下流側に設けられたコンプレッサブレード6aと、排気通路9の途中に設けられ、コンプレッサブレード6aと一体に回転するタービンブレード6bと、複数の可変ベーン6c(2つのみ図示)と、可変ベーン6cを駆動するベーンアクチュエータ6dなどを備えている。
The
このターボチャージャ6では、排気通路9内の排ガスによってタービンブレード6bが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサブレード6aも同時に回転することにより、吸気通路5内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。
In the
また、可変ベーン6cは、ターボチャージャ6が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジングのタービンブレード6bを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。可変ベーン6cは、ECU2に接続されたベーンアクチュエータ6dに機械的に連結されている。ECU2は、ベーンアクチュエータ6dを介して可変ベーン6cの開度を変化させ、タービンブレード6bに吹き付けられる排ガス量を変化させることによって、タービンブレード6bの回転速度すなわちコンプレッサブレード6aの回転速度を変化させ、それにより、過給圧を制御する。
The
一方、過給圧センサ23は、半導体圧力センサなどで構成され、ターボチャージャ6により加圧された吸気通路5内の圧力すなわち過給圧PCを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、過給圧センサ23の検出信号に基づき、過給圧PCを算出する。
On the other hand, the
また、吸気絞り弁機構7は、吸気絞り弁7aおよびこれを駆動するISVアクチュエータ7bなどを備えている。吸気絞り弁7aは、吸気通路5の途中に回動自在に設けられており、回動に伴う開度の変化によって吸気絞り弁7aを通過する空気の流量を変化させる。ISVアクチュエータ7bは、モータに減速ギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2に電気的に接続されている。ECU2は、ISVアクチュエータ7bを介して吸気絞り弁7aの開度を制御し、それにより、実新気量QAIRを制御する。
The intake
また、エンジン3には、排気還流機構8が設けられている。この排気還流機構8は、排気通路9内の排ガスの一部を吸気通路5側に還流するものであり、吸気通路5および排気通路9の間に接続されたEGR通路8aと、このEGR通路8aを開閉するEGR制御弁8bなどで構成されている。EGR通路8aの一端は、排気通路9のタービンブレード6bよりも上流側の部分に開口し、他端は、吸気通路5の吸気絞り弁7aよりも下流側の部位に開口している。
The
EGR制御弁8bは、そのリフトが最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ECU2に電気的に接続されている。ECU2は、EGR制御弁8bを介して、EGR通路8aの開度を変化させることにより、排ガスの還流量すなわちEGR量を制御する。
The
また、EGR通路8aのEGR制御弁8bの上流側(すなわち排気通路9側)には、上流側EGR圧センサ24およびEGR温センサ26が設けられており、EGR制御弁8bの下流側には、下流側EGR圧センサ25が設けられている。この上流側EGR圧センサ24は、EGR制御弁8bの上流側におけるEGR通路8a内の圧力(以下「上流側EGR圧」という)PEGRUを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
An upstream
さらに、EGR温センサ26は、EGR通路8a内の温度(以下「EGR温」という)TEGRを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力し、下流側EGR圧センサ25は、EGR制御弁8bの下流側におけるEGR通路8a内の圧力(以下「下流側EGR圧」という)PEGRDを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
一方、ECU2には、図2に示すように、アクセル開度センサ27および4つの車輪速センサ28(1つのみ図示)が接続されている。このアクセル開度センサ27は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, an
また、4つの車輪速センサ28はそれぞれ、車両の4つの車輪の回転速度を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、これらの車輪速センサ28の検出信号に基づいて、車速VPを算出する。
Each of the four
一方、ECU2は、CPU、RAM、ROM、I/Oインターフェースおよび駆動回路(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ20〜28の検出信号などに応じて、エンジン3の運転状態の判定処理、図示平均有効圧IMEPの算出処理、燃料噴射制御処理および吸気量制御処理などの各種の制御処理を実行する。それにより、エンジン3の出力が制御される。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、ECU2が、筒内圧パラメータ検出手段、目標値算出手段、運転状態判定手段、噴射時期算出手段、定常運転用値算出手段、過渡運転用値算出手段および補間演算手段に相当する。
In this embodiment, the
次に、図3を参照しながら、ECU2によって実行される図示平均有効圧IMEPの算出処理について説明する。この処理は、当該燃焼サイクルでの図示平均有効圧IMEPを気筒3a毎に算出するものであり、所定周期(例えばクランク角1゜毎の周期)で実行される。なお、以下の説明において算出される各種の値は、ECU2のRAM内に記憶されるものとする。この処理では、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、筒内圧センサ21の検出電圧VCPSを読み込む。
Next, the calculation process of the indicated mean effective pressure IMEP executed by the
次に、ステップ2に進み、検出電圧VCPSを用いて、本出願人が特開2006−233798号公報に記載した手法により、筒内圧PCYLを算出する。具体的には、モータリング圧力より推定した筒内圧の推定値と筒内圧センサ21の検出電圧VCPSより算出した算出値との偏差が最小になるように、筒内圧PCYLが算出される。
Next, the process proceeds to step 2, and the in-cylinder pressure PCYL is calculated by the present applicant using the detection voltage VCPS by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-233798. Specifically, the in-cylinder pressure PCYL is calculated so that the deviation between the estimated value of the in-cylinder pressure estimated from the motoring pressure and the calculated value calculated from the detection voltage VCPS of the in-
ステップ2に続くステップ3で、上記ステップ2で算出された筒内圧PCYLを用いて、本出願人が特開2006−52647号公報に記載した手法により、図示平均有効圧IMEPを算出する。その後、本処理を終了する。
In
次に、図4を参照しながら、ECU2によって実行される運転状態判定処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、要求トルクTRQおよび目標有効圧IMEP_CMDを算出するとともに、エンジン3が過渡運転状態にあるか否かを判定するものであり、1燃焼サイクルにおける最初のTDC信号の発生に同期して実行される。すなわち、1燃焼サイクル中に1回のみ実行される。
Next, the driving state determination process executed by the
この処理では、まず、ステップ10で、RAMに記憶されている、エンジン回転数NE、実新気量QAIR、アクセル開度AP、車速VPおよび過給圧PCなどの各種データを読み込む。
In this process, first, in
次いで、ステップ11に進み、要求トルクTRQを算出する。この要求トルクTRQの算出処理は、具体的には、図5に示すように実行される。まず、ステップ30で、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じて、図示しないマップを検索することにより、基本トルクTRQ_BASEを算出する。この基本トルクTRQ_BASEは、運転者のアクセルペダル操作などに起因して、エンジン3に要求されている出力を表す値である。
Next, the routine proceeds to step 11 where the required torque TRQ is calculated. Specifically, the required torque TRQ is calculated as shown in FIG. First, in step 30, the basic torque TRQ_BASE is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. This basic torque TRQ_BASE is a value representing an output required for the
このマップでは、基本トルクTRQ_BASEは、アクセル開度APが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、アクセル開度APが大きいほど、エンジン3に要求される出力がより大きくなるためである。また、このマップでは、基本トルクTRQ_BASEは、低中回転域において、エンジン回転数NEが高いほど、より大きな値に設定されており、これは上述した理由による。さらに、基本トルクTRQ_BASEは、高回転域では、エンジン回転数NEが高いほど、より小さな値に設定されている。これは、ノッキングの発生を抑制するためである。
In this map, the basic torque TRQ_BASE is set to a larger value as the accelerator opening AP is larger. This is because the output required for the
次に、ステップ31に進み、エンジン回転数NEおよび実新気量QAIRに応じて、図示しないマップを検索することにより、リミット値TRQ_LMTを算出する。このリミット値TRQ_LMTは、エンジン回転数NEおよび実新気量QAIRの現在値に対して、エンジン3が出力可能なトルクの上限値を表している。
Next, the routine proceeds to step 31, where a limit value TRQ_LMT is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the actual fresh air amount QAIR. This limit value TRQ_LMT represents the upper limit value of the torque that can be output by the
このマップでは、リミット値TRQ_LMTは、実新気量QAIRが多いほど、より大きな値に設定されている。これは、実新気量QAIRが多いほど、エンジン3が出力可能なトルクが大きくなることによる。また、このマップでは、リミット値TRQ_LMTは、低中回転域において、エンジン回転数NEが高いほど、より大きな値に設定されており、これは、低中回転域では、エンジン回転数NEが高いほど、エンジン3が出力可能なトルクが大きくなるためである。さらに、リミット値TRQ_LMTは、高回転域では、エンジン回転数NEが高いほど、より小さな値に設定されている。これは、前述したように、ノッキングの発生を抑制するためである。
In this map, the limit value TRQ_LMT is set to a larger value as the actual fresh air amount QAIR increases. This is because the torque that the
ステップ31に続くステップ32で、基本トルクTRQ_BASEがリミット値TRQ_LMTよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、ステップ33に進み、要求トルクTRQを基本トルクTRQ_BASEに設定した後、本処理を終了する。
In step 32 following
一方、ステップ32の判別結果がNOで、TRQ_BASE≧TRQ_LMTのときには、ステップ34に進み、要求トルクTRQをリミット値TRQ_LMTに設定した後、本処理を終了する。 On the other hand, if the determination result in step 32 is NO and TRQ_BASE ≧ TRQ_LMT, the process proceeds to step 34, and the requested torque TRQ is set to the limit value TRQ_LMT.
図4に戻り、ステップ11で以上のように要求トルクTRQを算出した後、ステップ12に進み、目標有効圧IMEP_CMDを算出する。この目標有効圧IMEP_CMDは、図示平均有効圧IMEPの目標となる目標値であり、具体的には、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
Returning to FIG. 4, after calculating the required torque TRQ as described above in
このマップでは、目標有効圧IMEP_CMDは、要求トルクTRQが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、要求トルクTRQが大きいほど、エンジン3に要求される仕事量が大きくなることによる。また、このマップでは、目標有効圧IMEP_CMDは、低中回転域において、エンジン回転数NEが高いほど、より大きな値に設定されており、これは、上述した理由による。さらに、目標有効圧IMEP_CMDは、高回転域では、エンジン回転数NEが高いほど、より小さな値に設定されている。これは、前述したように、ノッキングの発生を抑制するためである。
In this map, the target effective pressure IMEP_CMD is set to a larger value as the required torque TRQ is larger. This is because the amount of work required for the
次いで、ステップ13で、有効圧偏差DMIEPを、目標有効圧と図示平均有効圧との偏差の絶対値|IMEP_CMD−IMEP|に設定する。その後、ステップ14に進み、NE1<NE<NE2が成立しているか否かを判別する。これらの値NE1,NE2は、NE1<NE2が成立するようなエンジン回転数NEの所定値である。 Next, at step 13, the effective pressure deviation DMIEP is set to the absolute value | IMEP_CMD-IMEP | of the deviation between the target effective pressure and the indicated mean effective pressure. Thereafter, the process proceeds to step 14 to determine whether NE1 <NE <NE2 is satisfied. These values NE1 and NE2 are predetermined values of the engine speed NE such that NE1 <NE2 is satisfied.
このステップ14の判別結果がYESのときには、ステップ15に進み、VP1<VP<VP2が成立しているか否かを判別する。これらの値VP1,VP2は、VP1<VP2が成立するような車速VPの所定値である。
When the determination result of this
このステップ15の判別結果がYESのときには、ステップ16に進み、TRQ1<TRQ<TRQ2が成立しているか否かを判別する。これらの値TRQ1,TRQ2は、TRQ1<TRQ2が成立するような要求トルクTRQの所定値である。
When the determination result of this
このステップ16の判別結果がYESのときには、ステップ17に進み、EGR量偏差DQEGRが所定値DQEGR1よりも小さいか否かを判別する。このEGR量偏差DQEGRは、目標EGR量QEGR_CMDと実EGR量QEGRとの偏差の絶対値|QEGR_CMD−QEGR|に相当するものであり、2つの値QEGR_CMD,QEGRは、後述するEGR制御処理において算出される。また、所定値DQEGR1は、正の一定値に設定される。
When the determination result of this
このステップ17の判別結果がYESのときには、ステップ18に進み、過給圧偏差DPCが所定値DPC1よりも小さいか否かを判別する。この過給圧偏差DPCは、目標過給圧PC_CMDと過給圧PCとの偏差の絶対値|QPC_CMD−QPC|に相当するものであり、目標過給圧PC_CMDは、後述する過給圧制御処理において算出される。
When the determination result of this
このステップ18の判別結果がYESのとき、すなわちステップ14〜18のすべての判別結果がYESのときには、エンジン3が過渡運転状態にないと判定して、ステップ19に進み、それを表すために、過渡運転フラグF_TRANSを「0」に設定した後、本処理を終了する。
When the determination result of
一方、ステップ14〜18のいずれかの判別結果がNOのときには、エンジン3が過渡運転状態にあると判定して、ステップ20に進み、それを表すために、過渡運転フラグF_TRANSを「1」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in any one of
次に、図6を参照しながら、ECU2によって実行される燃料噴射制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、メイン噴射量QINJ_M、パイロット噴射量QINJ_P、メイン噴射時期φINJ_Mおよびパイロット噴射時期φINJ_Pを気筒3a毎に算出するものであり、TDC信号の発生に同期して実行される。なお、本実施形態では、パイロット噴射量QINJ_P、メイン噴射時期φINJ_Mおよびパイロット噴射時期φINJ_Pが操作量に相当する。
Next, the fuel injection control process executed by the
この処理では、まず、ステップ40で、RAMに記憶されている、エンジン回転数NE、要求トルクTRQおよび図示平均有効圧IMEPなどの各種データを読み込む。
In this process, first, in
次いで、ステップ41に進み、総噴射量QINJを、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより算出する。 Next, the routine proceeds to step 41, where the total injection amount QINJ is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque TRQ.
この総噴射量QINJは、1燃焼サイクルで該当気筒3a内に噴射すべき総燃料量を表しており、このマップでは、総噴射量QINJは、要求トルクTRQが大きいほど、それに対応するために、より大きい値に設定されている。また、総噴射量QINJは、低中回転域において、エンジン回転数NEが高いほど、より大きな値に設定されているとともに、高回転域では、エンジン回転数NEが高いほど、より小さな値に設定されている。これは、前述したように、ノッキングの発生を抑制するためである。 This total injection amount QINJ represents the total amount of fuel to be injected into the corresponding cylinder 3a in one combustion cycle. In this map, the total injection amount QINJ corresponds to a larger required torque TRQ. It is set to a larger value. Further, the total injection amount QINJ is set to a larger value as the engine speed NE is higher in the low / medium speed range, and is set to a smaller value in the high speed range as the engine speed NE is higher. Has been. This is to suppress the occurrence of knocking as described above.
次いで、ステップ42で、パイロット噴射量QINJ_Pを算出する。このパイロット噴射量QINJ_Pの算出処理は、具体的には、図7に示すように実行される。まず、ステップ50で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、パイロット噴射量の定常運転用値QINJ_P1を算出する。
Next, at
この定常運転用値QINJ_P1は、エンジン3が定常運転状態にあるときにパイロット噴射タイミングで噴射すべき燃料量を表しており、このマップでは、定常運転用値QINJ_P1は、メイン噴射タイミングで噴射された燃料の燃焼を緩慢にして燃焼音を抑制するように設定されている。具体的には、高負荷側(高回転側)では、燃焼音が大きい状態になり、パイロット噴射が不要になるので、定常運転用値QINJ_P1は値0に設定されている。また、低回転域では、定常運転用値QINJ_P1は、エンジン回転数NEが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、低回転域では、パイロット噴射量が少ないと、燃焼室内の温度が低くなり、メイン噴射時の拡散燃焼が不活性な状態になることで、混合気の良好な着火性を確保できないので、それに対応するためである。
The steady operation value QINJ_P1 represents the amount of fuel to be injected at the pilot injection timing when the
ステップ50に続くステップ51で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、パイロット噴射量の過渡運転用値QINJ_P2を算出する。
In
この過渡運転用値QINJ_P2は、メイン噴射タイミングで噴射された燃料の燃焼を緩慢にして燃焼音を抑制するために、エンジン3が過渡運転状態にあるときにパイロット噴射タイミングで噴射すべき燃料量を表しており、このマップでは、過渡運転用値QINJ_P2は、前述した定常運転用値QINJ_P1と比べて、より大きい値に概ね設定されている。これは、過渡運転状態では、定常運転状態と比べて、エンジン3の燃焼音がより大きくなるので、それに対応するためである。過渡運転用値QINJ_P2は、具体的には、高負荷側(高回転側)では、燃焼音が大きい状態になり、パイロット噴射が不要になるので、値0に設定されている。また、低回転域では、過渡運転用値QINJ_P2は、エンジン回転数NEが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、低回転域では、パイロット噴射量が少ないと、燃焼室内の温度が低くなり、メイン噴射時の拡散燃焼が不活性な状態になることで、混合気の良好な着火性を確保できないので、それに対応するためである。
This transient operation value QINJ_P2 indicates the amount of fuel to be injected at the pilot injection timing when the
次に、ステップ52で、前述した過渡運転フラグF_TRANSが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、ステップ59に進み、パイロット噴射量QINJ_Pを過渡運転用値QINJ_P2に設定する。その後、本処理を終了する。
Next, in
一方、ステップ52の判別結果がNOのときには、ステップ53に進み、有効圧偏差DIMEPが定常判定値DI_1よりも小さいか否かを判別する。この定常判定値DI_1は、正の一定値に設定されている。
On the other hand, when the determination result of
このステップ53の判別結果がYESのときには、エンジン3が定常運転状態にあると判定して、ステップ54に進み、パイロット噴射量QINJ_Pを定常運転用値QINJ_P1に設定する。その後、本処理を終了する。
When the determination result in
一方、ステップ53の判別結果がNOのときには、ステップ55に進み、有効圧偏差DIMEPが過渡判定値DI_2よりも大きいか否かを判別する。この過渡判定値DI_2は、DI_1<DI_2が成立するような正の一定値に設定されている。
On the other hand, when the determination result of
このステップ55の判別結果がYESで、DIMEP>DI_2が成立しているときには、エンジン3が過渡運転状態にあると判定して、前述したステップ59に進み、パイロット噴射量QINJ_Pを過渡運転用値QINJ_P2に設定した後、本処理を終了する。
If the determination result in
一方、ステップ55の判別結果がNOで、DI_1≦DIMEP≦DI_2が成立しているときには、エンジン3が過渡運転状態と定常運転状態との間で移行する途中の状態にあると判定して、ステップ56に進み、有効圧偏差DIMEPに応じて、図8に示すテーブルを検索することにより、重みKを算出する。
On the other hand, when the determination result of
同図に示すように、このテーブルでは、重みKは、DIMEP=DI_1のときには値1.0に、DIMEP=DI_2のときには値0にそれぞれ設定されているとともに、DI_1<DIMEP<DI_2の範囲では、有効圧偏差DIMEPが小さいほど、より大きい値に設定されている。この理由については、後述する。なお、本実施形態では、有効圧偏差DIMEPが目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合に相当し、DI_1<DIMEP<DI_2が所定範囲に相当する。 As shown in the figure, in this table, the weight K is set to a value of 1.0 when DIMEP = DI_1, and to a value of 0 when DIMEP = DI_2, and in the range of DI_1 <DIMEP <DI_2, The smaller the effective pressure deviation DIMEP is, the larger the value is set. The reason for this will be described later. In the present embodiment, the effective pressure deviation DIMEP corresponds to the degree of deviation of the in-cylinder pressure parameter from the target value, and DI_1 <DIMEP <DI_2 corresponds to the predetermined range.
ステップ56に続くステップ57で、下式(1)により、パイロット噴射量の移行時用値QINJ_P3を算出する。
QINJ_P3=K・QINJ_P1+(1−K)・QINJ_P2 ……(1)
In
QINJ_P3 = K.QINJ_P1 + (1-K) .QINJ_P2 (1)
上式(1)に示すように、移行時用値QINJ_P3は、2つの重みK,1−K(反映度合)を用いて、定常運転用値QINJ_P1および過渡運転用値QINJ_P2の加重平均演算によって算出されるので、重みKが大きいほど、移行時用値QINJ_P3に反映される定常運転用値QINJ_P1の割合が大きくなる。この場合、有効圧偏差DIMEPが小さいほど、エンジン3が定常運転状態に近い状態となるので、移行時用値QINJ_P3に反映される定常運転用値QINJ_P1の割合を大きくすべく、重みKをより大きい値に設定する必要がある。以上の理由により、前述した図8のテーブルでは、重みKは、DI_1<DIMEP<DI_2の領域では、有効圧偏差DIMEPが小さいほど、より大きい値に設定されている。
As shown in the above equation (1), the transition time value QINJ_P3 is calculated by the weighted average calculation of the steady operation value QINJ_P1 and the transient operation value QINJ_P2 using the two weights K, 1-K (reflection degree). Therefore, as the weight K increases, the ratio of the steady operation value QINJ_P1 reflected in the transition value QINJ_P3 increases. In this case, the smaller the effective pressure deviation DIMEP is, the closer the
次いで、ステップ58に進み、パイロット噴射量QINJ_Pを移行時用値QINJ_P3に設定した後、本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 58, where the pilot injection amount QINJ_P is set to the transition time value QINJ_P3, and then this processing is terminated.
図6に戻り、ステップ42で以上のようにパイロット噴射量QINJ_Pを算出した後、ステップ43に進み、メイン噴射量QINJ_Mを、総噴射量QINJからパイロット噴射量QINJ_Pを減算した値QINJ−QINJ_Pに設定する。
Returning to FIG. 6, after calculating the pilot injection amount QINJ_P as described above in
次いで、ステップ44に進み、メイン噴射時期φINJ_Mを算出する。このメイン噴射時期φINJ_Mの算出処理は、具体的には、図9に示すように実行される。まず、ステップ60で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、メイン噴射時期の定常運転用値φINJ_M1を算出する。このマップでは、定常運転用値φINJ_M1は、圧縮行程のTDC付近の所定のクランク角に設定されている。
Next, the routine proceeds to step 44, where the main injection timing φINJ_M is calculated. The calculation process of the main injection timing φINJ_M is specifically executed as shown in FIG. First, in
ステップ60に続くステップ61で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、メイン噴射時期の過渡運転用値φINJ_M2を算出する。このマップでは、過渡運転用値φINJ_M2は、圧縮行程のTDC付近の所定のクランク角であって、上述した定常運転用値φINJ_M1とは異なる値、具体的には、定常運転用値φINJ_M1よりも概ね遅角側の値に設定されている。これは、前述したように、過渡運転状態では定常運転状態と比べてエンジン3の燃焼音がより大きくなるので、それに対応するためである。
In
次に、ステップ62に進み、前述した過渡運転フラグF_TRANSが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、ステップ68に進み、メイン噴射時期φINJ_Mを過渡運転用値φINJ_M2に設定する。その後、本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the transient operation flag F_TRANS described above is “1”. When the determination result is YES and the
一方、ステップ62の判別結果がNOのときには、ステップ63で、前述した有効圧偏差DIMEPが前述した定常判定値DI_1よりも小さいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3が定常運転状態にあると判定して、ステップ64に進み、メイン噴射時期φINJ_Mを定常運転用値φINJ_M1に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
一方、ステップ63の判別結果がNOのときには、ステップ65に進み、有効圧偏差DIMEPが前述した過渡判定値DI_2よりも大きいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3が過渡運転状態にあると判定して、前述したステップ68に進み、メイン噴射時期φINJ_Mを過渡運転用値φINJ_M2に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of step 63 is NO, the process proceeds to step 65, where it is determined whether or not the effective pressure deviation DIMEP is larger than the transient determination value DI_2 described above. When the determination result is YES, it is determined that the
一方、ステップ65の判別結果がNOで、DI_1≦DIMEP≦DI_2が成立しているときには、エンジン3が過渡運転状態と定常運転状態との間で移行する途中の状態にあると判定して、ステップ66に進み、下式(2)により、メイン噴射時期の移行時用値φINJ_M3を算出する。
φINJ_M3=K・φINJ_M1+(1−K)・φINJ_M2 ……(2)
On the other hand, when the determination result in
φINJ_M3 = K · φINJ_M1 + (1-K) · φINJ_M2 (2)
上式(2)に示すように、移行時用値φINJ_M3は、2つの重みK,1−Kを用いて、定常運転用値φINJ_M1および過渡運転用値φINJ_M2の加重平均演算によって算出される。 As shown in the above equation (2), the transition time value φINJ_M3 is calculated by the weighted average calculation of the steady operation value φINJ_M1 and the transient operation value φINJ_M2 using the two weights K and 1-K.
次いで、ステップ67に進み、メイン噴射時期φINJ_Mを移行時用値φINJ_M3に設定した後、本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 67, where the main injection timing φINJ_M is set to the transition time value φINJ_M3, and then this processing is terminated.
図6に戻り、ステップ44で以上のようにメイン噴射時期φINJ_Mを算出した後、ステップ45に進み、パイロット噴射時期φINJ_Pを算出する。このパイロット噴射時期φINJ_Pの算出処理は、具体的には、図10に示すように実行される。
Returning to FIG. 6, after calculating the main injection timing φINJ_M as described above in
まず、ステップ70で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、パイロット噴射時期の定常運転用値φINJ_P1を算出する。このマップでは、定常運転用値φINJ_P1は、前述したメイン噴射時期の定常運転用値φINJ_M1よりも進角側のクランク角に設定されている。
First, in
ステップ70に続くステップ71で、エンジン回転数NEおよび要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、パイロット噴射時期の過渡運転用値φINJ_P2を算出する。このマップでは、過渡運転用値φINJ_P2は、上述した定常運転用値φINJ_P1とは異なる値であって、前述したメイン噴射時期の過渡運転用値φINJ_M2よりも進角側のクランク角に設定されている。
In
次に、ステップ72で、前述した過渡運転フラグF_TRANSが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、ステップ78に進み、パイロット噴射時期φINJ_Pを過渡運転用値φINJ_P2に設定する。その後、本処理を終了する。
Next, in
一方、ステップ72の判別結果がNOのときには、ステップ73で、前述した有効圧偏差DIMEPが前述した定常判定値DI_1よりも小さいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3が定常運転状態にあると判定して、ステップ74に進み、パイロット噴射時期φINJ_Pを定常運転用値φINJ_P1に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
一方、ステップ73の判別結果がNOのときには、ステップ75に進み、有効圧偏差DIMEPが前述した過渡判定値DI_2よりも大きいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3が過渡運転状態にあると判定して、前述したステップ78に進み、パイロット噴射時期φINJ_Pを過渡運転用値φINJ_P2に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ75の判別結果がNOで、DI_1≦DIMEP≦DI_2が成立しているときには、エンジン3が過渡運転状態と定常運転状態との間で移行する途中の状態にあると判定して、ステップ76に進み、下式(3)により、パイロット噴射時期の移行時用値φINJ_P3を算出する。
φINJ_P3=K・φINJ_P1+(1−K)・φINJ_P2 ……(3)
On the other hand, when the determination result in
φINJ_P3 = K · φINJ_P1 + (1-K) · φINJ_P2 (3)
上式(3)に示すように、移行時用値φINJ_P3は、2つの重みK,1−Kを用いて、定常運転用値φINJ_P1および過渡運転用値φINJ_P2の加重平均演算によって算出される。 As shown in the above equation (3), the transition time value φINJ_P3 is calculated by the weighted average calculation of the steady operation value φINJ_P1 and the transient operation value φINJ_P2 using the two weights K and 1-K.
次いで、ステップ77に進み、パイロット噴射時期φINJ_Pを移行時用値φINJ_P3に設定した後、本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 77, where the pilot injection timing φINJ_P is set to the transition time value φINJ_P3, and then this processing is terminated.
図6に戻り、ステップ45で以上のようにパイロット噴射時期φINJ_Pを算出した後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 6, after calculating the pilot injection timing φINJ_P as described above in
次に、図11を参照しながら、ECU2によって実行される吸気量制御処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、各種の制御処理を実行することにより、気筒3a内に吸入される新気量およびEGR量を制御するものであり、所定の制御周期で実行される。
Next, an intake air amount control process executed by the
この処理では、まず、ステップ80で、前述した過渡運転フラグF_TRANSが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、以下のステップ81〜83で、定常運転用の吸気量制御処理を実行する。 In this process, first, in step 80, it is determined whether or not the above-described transient operation flag F_TRANS is “1”. When the determination result is NO, in steps 81 to 83 below, the intake air amount control process for steady operation is executed.
最初に、ステップ81で、定常運転用のEGR制御処理を実行する。具体的には、まず、前述した上流側EGR圧PEGRU、下流側EGR圧PEGRDおよびEGR温TEGRに基づき、実EGR量QEGRを算出する。次いで、要求トルクTRQおよびエンジン回転数NEに応じて、図示しないマップを検索することにより、定常運転用の目標EGR量QEGR_CMDを算出する。そして、EGR制御弁8bへの制御入力を、これと実EGR量QEGRと目標EGR量QEGR_CMDとの関係を定義したモデルに基づくアルゴリズムにより算出した後、この制御入力に応じた駆動信号をEGR制御弁8bに供給する。それにより、EGR制御弁8bを介して、EGR量が制御される。
First, in step 81, an EGR control process for steady operation is executed. Specifically, first, the actual EGR amount QEGR is calculated based on the above-described upstream EGR pressure PEGRU, downstream EGR pressure PEGRD, and EGR temperature TEGR. Next, a target EGR amount QEGR_CMD for steady operation is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque TRQ and the engine speed NE. Then, the control input to the
次いで、ステップ82に進み、定常運転用のISV制御処理を実行する。具体的には、要求トルクTRQおよびエンジン回転数NEに応じて、図示しないマップを検索することにより、定常運転用の目標新気量QAIR_CMDを算出する。そして、ISVアクチュエータ7bへの制御入力を、これと実新気量QAIRと目標新気量QAIR_CMDとの関係を定義したモデルに基づくアルゴリズムにより算出した後、この制御入力に応じた駆動信号をISVアクチュエータ7bに供給する。それにより、吸気絞り弁7aを介して、新気量が制御される。
Next, the routine proceeds to step 82 where the ISV control process for steady operation is executed. Specifically, a target fresh air amount QAIR_CMD for steady operation is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque TRQ and the engine speed NE. Then, the control input to the
次に、ステップ83で、定常運転用の過給圧制御処理を実行する。具体的には、要求トルクTRQおよびエンジン回転数NEに応じて、図示しないマップを検索することにより、定常運転用の目標過給圧PC_CMDを算出し、この定常運転用の目標過給圧PC_CMDに対応する駆動信号をベーンアクチュエータ6dに供給する。それにより、ターボチャージャ6を介して、過給圧PCが制御される。その後、本処理を終了する。
Next, in step 83, a boost pressure control process for steady operation is executed. Specifically, a target boost pressure PC_CMD for steady operation is calculated by searching a map (not shown) according to the required torque TRQ and the engine speed NE, and the target boost pressure PC_CMD for steady operation is calculated. A corresponding drive signal is supplied to the
一方、ステップ80の判別結果がYESで、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、以下のステップ84〜86で、過渡運転用の吸気量制御処理を実行する。
On the other hand, if the decision result in the step 80 is YES and the
まず、ステップ84で、過渡運転用のEGR制御処理を実行する。具体的には、前述したステップ81と同様の手法によって、実EGR量QEGRおよび過渡運転用の目標EGR量QEGR_CMDを算出する。そして、EGR制御弁8bへの制御入力を前述した手法によって算出した後、この制御入力に応じた駆動信号をEGR制御弁8bに供給する。それにより、EGR制御弁8bを介して、EGR量が制御される。
First, in step 84, an EGR control process for transient operation is executed. Specifically, the actual EGR amount QEGR and the target EGR amount QEGR_CMD for transient operation are calculated by the same method as in step 81 described above. Then, after calculating the control input to the
次いで、ステップ85に進み、過渡運転用のISV制御処理を実行する。具体的には、前述したステップ82と同様の手法によって、過渡運転用の目標新気量QAIR_CMDを算出する。そして、ISVアクチュエータ7bへの制御入力を前述した手法によって算出した後、この制御入力に応じた駆動信号をISVアクチュエータ7bに供給する。それにより、吸気絞り弁7aを介して、新気量が制御される。
Next, the process proceeds to step 85, and the ISV control process for transient operation is executed. Specifically, the target fresh air amount QAIR_CMD for transient operation is calculated by the same method as in step 82 described above. Then, after calculating the control input to the
次に、ステップ86で、過渡運転用の過給圧制御処理を実行する。具体的には、前述したステップ83と同様の手法によって、過渡運転用の目標過給圧PC_CMDを算出し、この過渡運転用の目標過給圧PC_CMDに対応する駆動信号をベーンアクチュエータ6dに供給する。それにより、ターボチャージャ6を介して、過給圧PCが制御される。その後、本処理を終了する。
Next, in
以上のように、本実施形態の内燃機関の制御装置1によれば、パイロット噴射量QINJ_P、メイン噴射時期φINJ_Mおよびパイロット噴射時期φINJ_Pの算出値として、エンジン3が過渡運転状態にあると判定されたときには、それぞれの過渡運転用値QINJ_P2,φINJ_M2,φINJ_P2が用いられ、エンジン3が定常運転状態にあると判定されたときには、それぞれの定常運転用値QINJ_P1,φINJ_M1,φINJ_P1が用いられる。さらに、過渡運転状態にないと判定された場合において、DI_1≦DIMEP≦DI_2が成立しているときには、有効圧偏差DIMEPに応じて重みKを算出し、この重みKを用いて、定常運転用値QINJ_P1,φINJ_M1,φINJ_P1および過渡運転用値QINJ_P2,φINJ_M2,φINJ_P2の補間演算によって、3つの値QINJ_P,φINJ_M,φINJ_Pがそれぞれ算出される。
As described above, according to the
したがって、エンジン3が定常運転状態と過渡運転状態の間で移行する際、DI_1≦DIMEP≦DI_2が成立しているときには、3つの値QINJ_P,φINJ_M,φINJ_Pが、定常運転用値および過渡運転用値の間で徐々に変化するように算出されるので、そのような3つの値QINJ_P,φINJ_M,φINJ_Pを用いてエンジン3の出力を制御することによって、エンジン3の出力変動および回転変動などが発生するのを抑制できる。その結果、エンジン3の運転性および安定性をいずれも向上させることができる。
Accordingly, when the
また、図示平均有効圧IMEPは、エンジン3の実際の出力状態を精度よく表すものであるので、そのような図示平均有効圧IMEPに応じて、定常運転用値および過渡運転用値の補間演算を実行することにより、3つの値QINJ_P,φINJ_M,φINJ_Pを、エンジン3における実際の出力状態を精度よく反映させながら算出できる。その結果、エンジン3の出力を精度よく制御することができる。
Further, the indicated mean effective pressure IMEP accurately represents the actual output state of the
なお、実施形態は、図示平均有効圧IMEPを筒内圧パラメータとして用いた例であるが、本発明の筒内圧パラメータはこれに限らず、筒内圧PCYLや、所定クランク角(例えば1゜)間の筒内圧PCYLの変化分などの、内燃機関の気筒内の圧力状態を表すものであればよい。例えば、筒内圧PCYLを筒内圧パラメータとして用いる場合、気筒の1燃焼サイクル中の筒内圧PCYLの最大値と、その目標値との間の偏差(またはその絶対値)が所定範囲にあるときに、その偏差に応じて、補間演算を実行してもよい。この場合、実施形態で用いた図示平均有効圧IMEPは、筒内圧PCYLの積分値として算出されるので、筒内圧PCYLやその変化分を用いる場合と比べて、より高い制御精度を確保することができる。 The embodiment is an example in which the indicated mean effective pressure IMEP is used as the in-cylinder pressure parameter. However, the in-cylinder pressure parameter of the present invention is not limited to this, and the in-cylinder pressure PCYL or a predetermined crank angle (for example, 1 °) is used. Anything that represents the pressure state in the cylinder of the internal combustion engine, such as a change in the in-cylinder pressure PCYL, may be used. For example, when the in-cylinder pressure PCYL is used as the in-cylinder pressure parameter, when a deviation (or an absolute value thereof) between the maximum value of the in-cylinder pressure PCYL during one combustion cycle of the cylinder and the target value is within a predetermined range, Interpolation calculation may be executed according to the deviation. In this case, since the indicated mean effective pressure IMEP used in the embodiment is calculated as an integral value of the in-cylinder pressure PCYL, higher control accuracy can be ensured than in the case of using the in-cylinder pressure PCYL and its change. it can.
また、実施形態は、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合として、有効圧偏差DIMEP(=|IMEP_CMD−IMEP|)を用いた例であるが、本発明の乖離度合はこれに限らず、両者の乖離度合を表すものであればよい。例えば、目標値に対する筒内圧パラメータの乖離度合として、図示平均有効圧IMEPと目標有効圧IMEP_CMDの相対的な比(IMEP_CMD/IMEPまたはIMEP/IMEP_CMD)を用いてもよい。さらに、筒内圧パラメータとして筒内圧PCYLを用いる場合には、1燃焼サイクル中の筒内圧PCYLの最大値とその目標値との相対的な比を用いてもよい。 The embodiment is an example in which the effective pressure deviation DIMEP (= | IMEP_CMD−IMEP |) is used as the deviation degree of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value. However, the deviation degree of the present invention is not limited to this, and both It only needs to represent the degree of deviation. For example, a relative ratio (IMEP_CMD / IMEP or IMEP / IMEP_CMD) between the indicated mean effective pressure IMEP and the target effective pressure IMEP_CMD may be used as the degree of deviation of the in-cylinder pressure parameter from the target value. Further, when the in-cylinder pressure PCYL is used as the in-cylinder pressure parameter, a relative ratio between the maximum value of the in-cylinder pressure PCYL in one combustion cycle and its target value may be used.
さらに、内燃機関の出力を変更するための操作量として、パイロット噴射量QINJ_P、メイン噴射時期φINJ_Mおよびパイロット噴射時期φINJ_Pを算出した例であるが、本発明の操作量はこれに限らず、内燃機関の出力を変更するための値であればよい。例えば、本発明の制御装置をガソリンエンジンに適用した場合には、操作量として点火時期を用いてもよい。 Furthermore, although the pilot injection amount QINJ_P, the main injection timing φINJ_M, and the pilot injection timing φINJ_P are calculated as operation amounts for changing the output of the internal combustion engine, the operation amount of the present invention is not limited to this, and the internal combustion engine Any value for changing the output of. For example, when the control device of the present invention is applied to a gasoline engine, the ignition timing may be used as the operation amount.
一方、実施形態は、過渡運転フラグF_TRANS=0で、エンジン3が過渡運転状態にないと判定された場合において、DI_1≦DMIEP≦DI_2が成立しているときに、定常運転用値と過渡運転用値の補間演算を実行した例であるが、本発明はこれに限らず、過渡運転フラグF_TRANSの値とは無関係に、DI_1≦DMIEP≦DI_2が成立しているときに、定常運転用値と過渡運転用値の補間演算を実行するように構成してもよい。
On the other hand, in the embodiment, when the transient operation flag F_TRANS = 0 and it is determined that the
また、実施形態は、本発明の制御装置を内燃機関としてのディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、ガソリンエンジンなどの内燃機関に適用可能である。 Moreover, although embodiment is an example which applied the control apparatus of this invention to the diesel engine as an internal combustion engine, this invention is applicable not only to this but internal combustion engines, such as a gasoline engine.
さらに、実施形態は、筒内圧センサ21を気筒3a毎に設け、筒内圧PCYLおよび図示平均有効圧IMEPを気筒3a毎に算出した例であるが、4つの気筒3aのうちの1つの気筒3aにのみ筒内圧センサ21を設け、この1気筒3aにおける筒内圧PCYLおよび図示平均有効圧IMEPを算出し、この図示平均有効圧IMEPを用いて、3つの値QINJ_P,φINJ_M,φINJ_Pを気筒3a毎に算出してもよい。
Furthermore, the embodiment is an example in which the in-
1 制御装置
2 ECU(筒内圧パラメータ検出手段、目標値算出手段、運転状態判定手段、噴射 時期算出手段、定常運転用値算出手段、過渡運転用値算出手段、補間演算手段)
3 内燃機関
3a 気筒
21 筒内圧センサ(筒内圧パラメータ検出手段)
IMEP 図示平均有効圧(筒内圧パラメータ)
IMEP_CMD 目標有効圧(目標値)
DIMEP 有効圧偏差(乖離度合)
DI_1 定常判定値(所定範囲を規定する値)
DI_2 過渡判定値(所定範囲を規定する値)
φINJ_M メイン噴射時期
φINJ_M1 定常運転用値
φINJ_M2 過渡運転用値
φINJ_P パイロット噴射時期
φINJ_P1 定常運転用値
φINJ_P2 過渡運転用値
K 重み(反映度合)
DESCRIPTION OF
3 Internal combustion
IMEP Indicated mean effective pressure (In-cylinder pressure parameter)
IMEP_CMD Target effective pressure (Target value)
DIMEP effective pressure deviation (degree of deviation)
DI_1 Steady state judgment value (value that defines a predetermined range)
DI_2 Transient judgment value (value that defines a predetermined range)
φINJ_M main injection period when φINJ_M1 steady operation for value φINJ_M2 transient operation for value φINJ_P pilot injection period when φINJ_P1 steady operation for value φINJ_P2 transient operation for value
K weight (reflection level)
Claims (1)
当該内燃機関の気筒内の圧力状態を表す筒内圧パラメータを検出する筒内圧パラメータ検出手段と、
当該筒内圧パラメータの目標となる目標値を算出する目標値算出手段と、
前記内燃機関が定常運転状態および過渡運転状態のいずれにあるかを判定する運転状態判定手段と、
当該運転状態判定手段の判定結果と、前記目標値に対する前記筒内圧パラメータの乖離度合とに応じて、前記内燃機関の出力を変更するための操作量として、前記パイロット噴射時期および前記メイン噴射時期を算出する噴射時期算出手段と、
を備え、
当該噴射時期算出手段は、
前記運転状態判定手段により、前記内燃機関が前記定常運転状態にあると判定されたときに、前記パイロット噴射時期および前記メイン噴射時期の定常運転用値を算出する定常運転用値算出手段と
前記内燃機関が前記過渡運転状態にあると判定されたときに、前記パイロット噴射時期および前記メイン噴射時期の過渡運転用値を前記定常運転用値と異なる値に算出する過渡運転用値算出手段と、
前記目標値に対する前記筒内圧パラメータの前記乖離度合が所定範囲内にあるときに、当該乖離度合に応じて、前記定常運転用値および前記過渡運転用値の加重平均演算によって、前記パイロット噴射時期および前記メイン噴射時期を算出するとともに、当該乖離度合が小さいほど、当該加重平均演算における前記定常運転用値の重みをより大きい値に設定する補間演算手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control apparatus for an internal combustion engine, in which fuel is divided and injected into a pilot injection timing and a main injection timing after that during one combustion cycle,
And the cylinder inner pressure parameter detecting means for detecting a cylinder inner pressure parameter representative of the pressure conditions in the cylinder of the internal combustion engine,
Target value calculating means for calculating a target value that is a target of the in-cylinder pressure parameter;
An operation state determination means for determining whether the internal combustion engine is in a steady operation state or a transient operation state;
The pilot injection timing and the main injection timing are used as operation amounts for changing the output of the internal combustion engine according to the determination result of the operating state determination means and the degree of deviation of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value. Injection timing calculating means for calculating;
With
The injection timing calculation means is
A steady operation value calculating means for calculating a steady operation value of the pilot injection timing and the main injection timing when the operation state determination means determines that the internal combustion engine is in the steady operation state; and the internal combustion engine When it is determined that the engine is in the transient operation state, transient operation value calculation means for calculating the transient operation value of the pilot injection timing and the main injection timing to a value different from the steady operation value;
When the deviation degree of the in-cylinder pressure parameter with respect to the target value is within a predetermined range, according to the deviation degree, the pilot injection timing and the steady injection value and the transient operation value are calculated by weighted average calculation . Interpolation calculation means for calculating the main injection timing and setting the weight of the value for steady operation in the weighted average calculation to a larger value as the divergence degree is smaller ;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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