JP6254633B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に自動二輪車等の車両の内燃機関に適用される内燃機関制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to an internal combustion engine control device applied to an internal combustion engine of a vehicle such as a motorcycle.
近年、自動二輪車等の車両の内燃機関に対しては、コントローラを用いて、内燃機関に対する燃料の供給、空気の供給並びに燃料及び空気から成る混合気への点火を協働させながら内燃機関の運転状態を電子制御する電子制御式の内燃機関制御装置が採用されている。 In recent years, for an internal combustion engine of a vehicle such as a motorcycle, the controller is used to operate the internal combustion engine while cooperating the supply of fuel to the internal combustion engine, the supply of air, and the ignition of the mixture of fuel and air. An electronically controlled internal combustion engine controller that electronically controls the state is employed.
具体的には、かかる内燃機関制御装置は、エアフローセンサ、スロットル開度センサ及び吸気マニホルド負圧センサ等のセンサからの各々の検出信号を用いて得られる内燃機関に対する吸入空気量やクランク角センサからの検出信号を用いて得られる内燃機関の回転数等に基づき、内燃機関での適切な空燃比を実現するための燃料噴射量を算出して、この燃料噴射量で内燃機関に対して燃料噴射を実行すると共に、所定の点火時期で吸入空気及び噴射燃料の混合気に対して点火を実行する構成を有するものである。 Specifically, such an internal combustion engine control device includes an intake air amount and a crank angle sensor for an internal combustion engine obtained by using respective detection signals from sensors such as an air flow sensor, a throttle opening sensor, and an intake manifold negative pressure sensor. The fuel injection amount for realizing an appropriate air-fuel ratio in the internal combustion engine is calculated on the basis of the rotational speed of the internal combustion engine obtained using the detection signal, and the fuel injection amount is injected into the internal combustion engine with this fuel injection amount And the ignition is performed on the mixture of intake air and injected fuel at a predetermined ignition timing.
一方で、エアフローセンサ、スロットル開度センサ及び吸気マニホルド負圧センサ等のセンサを車両に各々装着することは、車両全体のコスト上昇に繋がるものであるため、かかるセンサの使用を可能な限り省略しながら、内燃機関制御装置においてかかるセンサを使用したときと同等の機能を実現すれば、車両全体のコスト上昇を抑制することが可能となることになる。 On the other hand, mounting sensors such as an air flow sensor, a throttle opening sensor, and an intake manifold negative pressure sensor on the vehicle leads to an increase in the cost of the entire vehicle. Therefore, the use of such sensors is omitted as much as possible. However, if a function equivalent to that when such a sensor is used in the internal combustion engine control device is realized, an increase in the cost of the entire vehicle can be suppressed.
かかる状況下で、特許文献1は、スロットル弁開度や吸気負圧の検出に依存することなくエンジンの加減速状態を判別し得て廉価なエンジンの加減速状態判別装置に関し、エンジンの減速運転時では、圧縮行程終りの上死点の前後でのクランク軸の角速度の変動が定常運転時より大きく、エンジンの加速運転時では、排気行程終わりの上死点の前後でのクランク軸の角速度の変動が定常運転時より小さくなる特性が存在することを利用して、エンジンの加減速状態の判別を行う構成を有する。
Under such circumstances,
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1の構成では、エンジン(内燃機関)のクランクシャフトの角速度を算出する際に、クランク機構の往復運動部分の慣性モーメントの変動やクランク軸(クランクシャフト)の捩り振動の変動に起因して、その算出結果である角速度に不要な影響が現れる傾向が考えられるため、かかる角速度から内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出することに関して改良の余地があるものと考えられる。
However, according to the study by the present inventor, in the configuration of
また、本発明者の検討によれば、特許文献1の構成では、内燃機関のクランク角として内燃機関の動作行程中における相対的に短い区間のクランク角を用いているため、特にクランクシャフトの高回転時の角速度を算出する際に不要な影響が現れる傾向が考えられて、この点でも改良の余地があるものと考えられる。
Further, according to the study of the present inventor, in the configuration of
また、本発明者の検討によれば、特許文献1の構成では、内燃機関のクランクシャフトの角速度から算出した内燃機関の発生トルクに関して、内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程における特性、内燃機関に対する外部負荷の影響、及び内燃機関の内部フリクション等の要因を分別することができないため、算出結果である発生トルクを用いて内燃機関の運転状態の制御を行う際に、かかる要因を考慮した制御を行うことができないため、この点でも改良の余地があるものと考えられる。
Further, according to the study of the present inventor, in the configuration of
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、簡便な構成で、内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出して、かかる発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御可能な内燃機関制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above-described studies. An internal combustion engine capable of accurately calculating the generated torque generated by the internal combustion engine with a simple configuration and controlling the operating state of the internal combustion engine according to the generated torque. An object is to provide an engine control device.
以上の目的を達成するべく、本発明は、吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の各行程を有する内燃機関の運転状態を制御する内燃機関制御装置において、前記内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した前記内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部と、前記2つの角速度に基づき前記運転状態を制御する運転状態制御部と、を備え、 前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記吸気行程に対応した角速度と前記圧縮行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第1の局面とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an internal combustion engine control apparatus for controlling the operating state of an internal combustion engine having intake, compression, combustion expansion, and exhaust strokes, and each of the two consecutive strokes of the internal combustion engine. an angular velocity calculation unit for calculating the two angular velocity of a crankshaft of the internal combustion engine corresponding to, and a driving state control unit for controlling the operating state on the basis of the two angular velocities, the operating state control unit, the as two angular velocities, based on the angular velocity corresponding to the angular velocity and the compression stroke corresponding to the intake stroke, to that you control the operating state to the first aspect.
本発明は、第1の局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記圧縮行程に対応した角速度と前記膨張行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第2の局面とする。 In the present invention, in addition to the first aspect, the operation state control unit controls the operation state based on an angular velocity corresponding to the compression stroke and an angular velocity corresponding to the expansion stroke as the two angular velocities. This is the second aspect.
本発明は、第1又は第2の局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記排気行程に対応した角速度と前記吸気行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第3の局面とする。 According to the present invention, in addition to the first or second aspect, the operation state control unit is configured to perform the operation state based on an angular velocity corresponding to the exhaust stroke and an angular velocity corresponding to the intake stroke as the two angular velocities. The third aspect is to control the above.
本発明は、第1から第3のいずれかの局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記膨張行程に対応した角速度と前記排気行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第4の局面とする。
本発明は、吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の各行程を有する内燃機関の運転状態を制御する内燃機関制御装置において、前記内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した前記内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部と、前記2つの角速度に基づき前記運転状態を制御する運転状態制御部と、を備え、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記膨張行程に対応した角速度と前記排気行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第5の局面とする。
本発明は、第5の局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記圧縮行程に対応した角速度と前記膨張行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第6の局面とする。
本発明は、第5又は第6の局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記排気行程に対応した角速度と前記吸気行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを第7の局面とする。
According to the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the operating state control unit is based on an angular velocity corresponding to the expansion stroke and an angular velocity corresponding to the exhaust stroke as the two angular velocities. Controlling the operating state is a fourth aspect.
The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus for controlling an operating state of an internal combustion engine having intake, compression, combustion expansion, and exhaust strokes, and a crank for the internal combustion engine corresponding to each of two successive strokes of the internal combustion engine. An angular velocity calculation unit that calculates two angular velocities of the shaft, and an operation state control unit that controls the operation state based on the two angular velocities, wherein the operation state control unit uses the expansion stroke as the two angular velocities. It is a fifth aspect to control the operation state based on the angular velocity corresponding to the above and the angular velocity corresponding to the exhaust stroke.
In the present invention, in addition to the fifth aspect, the operation state control unit controls the operation state based on an angular velocity corresponding to the compression stroke and an angular velocity corresponding to the expansion stroke as the two angular velocities. This is the sixth aspect.
In addition to the fifth or sixth aspect of the present invention, the operating state control unit is configured to use the operating state based on an angular velocity corresponding to the exhaust stroke and an angular velocity corresponding to the intake stroke as the two angular velocities. The seventh aspect is to control the above.
本発明は、第1から第7のいずれかの局面に加えて、前記運転状態制御部は、前記2つの角速度の差、和又は比率に基づき、前記運転状態を制御することを第8の局面とする。 The present invention is, from the first addition to the seventh one aspect of the operating state control unit, the difference between the two angular velocities, based on the sum or ratio, eighth aspect that controls the operating state And
以上の本発明の第1又は第5の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の各行程を有する内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部と、2つの角速度に基づき運転状態を制御する運転状態制御部と、を備えるものであるので、簡便な構成で、内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出して、かかる発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。このように、内燃機関の発生トルク(実トルク)の算出のために排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程における内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出を行うためには、クランクシャフトの回転角における180°毎に少なくとも1つのクランクパルスがあれば足りることになる。つまり、このことは、自動二輪車で多く採用されているクランクシャフトの回転角の360°において1歯のみを有するリラクタに更に1歯を付加するだけの簡便な構造変更を施すことが必要となることを意味するから、その結果、コストアップを最小限に抑えつつ精度のよい内燃機関の実トルクの算出をすることができる。また、このように、内燃機関の実トルクの算出する際に内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出をクランクシャフトの回転角における180°毎に行えば、かかる実トルクの算出において、内燃機関のクランク機構におけるコンロッド及びピストンを主とする往復部材の慣性モーメントの影響を原理的に相殺することができると共に、クランクシャフトの捩り振動の影響も原理的に吸収することかできる。このことは、内燃機関の高回転を含む運転領域において、共通化された算出手法で内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出を行って実トルクの算出を行うことができることに繋がる。また、このように、内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程についてクランクシャフトの回転角における180°毎に区分けして内燃機関の実トルクの算出を行うことにより、排気抵抗トルク、吸気抵抗トルク、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクを各々算出することができ、これにより、負荷・フリクショントルク及び行程発生トルク差をといったトルク成分を算出することができる。また、本発明の第1の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、運転状態制御部が、2つの角速度として、吸気行程に対応した角速度と圧縮行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるので、圧縮行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の圧縮抵抗が合算された抵抗トルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の吸入空気量及びその変化の指標とすることが可能となる圧縮抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。 According to the internal combustion engine controller according to the first or fifth aspect of the present invention described above, the internal combustion engine corresponding to each of the two consecutive strokes of the internal combustion engine having the strokes of intake, compression, combustion expansion, and exhaust. The present invention includes an angular velocity calculation unit that calculates two angular velocities of the crankshaft and an operation state control unit that controls an operation state based on the two angular velocities, and thus generates torque generated by the internal combustion engine with a simple configuration. Can be calculated with high accuracy, and the operating state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the generated torque. Thus, in order to carry out the exhaust stroke in order to calculate the generated torque of the internal combustion engine (actual torque), the intake stroke, the calculation of the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine in the more each row of the compression stroke and the expansion stroke, At least one crank pulse is sufficient for every 180 ° of crankshaft rotation angle. In other words, this means that it is necessary to make a simple structural change by adding one tooth to a reluctator having only one tooth at 360 ° of the rotation angle of the crankshaft often adopted in motorcycles. As a result, it is possible to accurately calculate the actual torque of the internal combustion engine while minimizing the cost increase. In this way, when calculating the actual torque of the internal combustion engine, the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine is calculated every 180 ° in the rotation angle of the crankshaft. The influence of the moment of inertia of the reciprocating member including the connecting rod and the piston in the crank mechanism can be canceled in principle, and the influence of the torsional vibration of the crankshaft can be absorbed in principle. This leads to the fact that the actual torque can be calculated by calculating the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine by a common calculation method in the operation region including high rotation of the internal combustion engine. Moreover, in this way, the exhaust stroke of the internal combustion engine, the intake stroke, the more each row of the compression stroke and the expansion stroke by performing the calculation of the actual torque of the internal combustion engine is divided at every 180 ° in the rotation angle of the crankshaft, Exhaust resistance torque, intake resistance torque, compression resistance torque, and expansion generation torque can be calculated, respectively, and thereby torque components such as load / friction torque and stroke generation torque difference can be calculated. Further, according to the internal combustion engine control apparatus according to the first aspect of the present invention, the operating state control unit determines the operating state based on the angular velocity corresponding to the intake stroke and the angular velocity corresponding to the compression stroke as the two angular velocities. Since the control torque is a resistance torque obtained by adding up the external load on the internal combustion engine in the compression stroke, the internal friction of the internal combustion engine and the compression resistance of the internal combustion engine, and the external load and the internal friction are in a constant state, The operation state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the amount of intake air of the internal combustion engine and the compression resistance torque that can be used as an index of the change.
本発明の第2又は第6の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、運転状態制御部が、2つの角速度として、圧縮行程に対応した角速度と膨張行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、膨張行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関が発生した出力トルクが合算されたトルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関が発生する実トルクの及びその変化、つまり内燃機関の駆動力及びその変化の指標とすることが可能となる膨張発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。 According to the internal combustion engine control apparatus according to the second or sixth aspect of the present invention, the operating state control unit operates based on the angular velocity corresponding to the compression stroke and the angular velocity corresponding to the expansion stroke as the two angular velocities. Therefore, the external load on the internal combustion engine in the expansion stroke, the internal friction of the internal combustion engine, and the output torque generated by the internal combustion engine are combined, and the external load and the internal friction are in a constant state. If so, the operating state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the actual torque generated by the internal combustion engine and its change, that is, the expansion force torque that can be used as the driving force of the internal combustion engine and the change index. .
本発明の第3又は第7の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、運転状態制御部が、排気行程に対応した角速度と吸気行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、吸気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の吸気抵抗が合算された抵抗トルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関のスロットル開度及びその変化の指標とすることが可能となる吸気抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。 According to the internal combustion engine control apparatus of the third or seventh aspect of the present invention, the operating state control unit controls the operating state based on the angular velocity corresponding to the exhaust stroke and the angular velocity corresponding to the intake stroke. Therefore, if the external load on the internal combustion engine in the intake stroke, the internal friction of the internal combustion engine, and the intake resistance of the internal combustion engine are combined and the external load and the internal friction are in a constant state, The operating state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the throttle opening and the intake resistance torque that can be used as an index of the change.
本発明の第4又は第5の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、運転状態制御部が、2つの角速度として、膨張行程に対応した角速度と排気行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、排気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の排気抵抗が合算された抵抗トルクであって、かる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の大気圧及びその変化の指標とすることが可能となる排気抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。 According to the internal combustion engine control apparatus according to the fourth or fifth aspect of the present invention, the operating state control unit operates as the two angular velocities based on the angular velocity corresponding to the expansion stroke and the angular velocity corresponding to the exhaust stroke. Therefore, the external torque applied to the internal combustion engine in the exhaust stroke, the internal friction of the internal combustion engine, and the exhaust resistance of the internal combustion engine are combined, and the external load and the internal friction are constant. For example, the operating state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the atmospheric pressure of the internal combustion engine and the exhaust resistance torque that can be used as an index of the change.
本発明の第8の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、運転状態制御部が、2つの角速度として、2つの角速度の差、和又は比率に基づき、運転状態を制御するものであるため、排気抵抗トルク及び吸気抵抗トルクを合算することにより得られるものであって、典型的には内燃機関の暖機状態において内燃機関に対して作用する抵抗力及びその変化の指標とすることが可能となる負荷・フリクショントルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができ、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクを合算することにより、又はそれらの比をとることにより得られるものであって、内燃機関に作用している供給ガスの総量の及びその変化、つまり典型的には燃料噴射システムにおけるスロットル開度及び吸気圧並びにそれの変化の指標とすることが可能となる行程発生トルク差に応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。 According to the internal combustion engine control device according to the eighth aspect of the present invention, the operating state control unit controls the operating state based on the difference, sum or ratio of the two angular velocities as the two angular velocities. It is obtained by adding the exhaust resistance torque and the intake resistance torque, and can typically be used as an index of the resistance force acting on the internal combustion engine and its change in the warm-up state of the internal combustion engine. The operation state of the internal combustion engine can be controlled in accordance with the load / friction torque to be obtained, and can be obtained by adding the compression resistance torque and the expansion generation torque, or by taking a ratio thereof. The total amount of supply gas acting on the engine and its change, i.e. typically the throttle opening and intake pressure in the fuel injection system and its change. It is possible to control the operating state of the internal combustion engine in accordance with the stroke generated torque difference is possible.
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。 Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[構成]
まず、図1を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置の構成について説明する。
[Constitution]
First, the configuration of the internal combustion engine control device in the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1は、本実施形態における内燃機関制御装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the internal combustion engine control device in the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置1は、自動二輪車等の車両に搭載され、車両の内燃機関の運転状態を制御する。本実施形態における内燃機関制御装置1は、スロットル開度センサ20、クランク角センサ30、及び冷却水温センサ50に電気的に接続されたECU(Electronic Control Unit)60を備えている。なお、かかる内燃機関制御装置1が適用される内燃機関は、典型的には、4ストロークサイクルの内燃機関であると共に、単気筒又は爆発が不等間隔の2気筒などの内燃機関である。また、説明の便宜上、車両や内燃機関の構成についての具体的な図示は、省略している。また、内燃機関に適用される燃料としては、原理的には、現在入手可能なものが適用でき、例えば、ガソリン、エタノール及びメタノール等の種別を問わず、ガソリンのオクタン価の種別も問わないものである。
As shown in FIG. 1, an internal combustion
スロットル開度センサ20は、内燃機関のスロットル装置の本体部に装着され、スロットルバルブの開度をスロットル開度として検出し、このように検出したスロットル開度を示す電気信号をECU60に入力する。
The
クランク角センサ30は、内燃機関において、リラクタの外周面に形成されている歯部に対向した態様でシリンダブロックの下部に組み付けられたロアケース等に装着され、クランクシャフト(クランク軸)の回転に伴って回転する歯部を検出することによって、クランクシャフトの回転速度を内燃機関の回転速度として検出する。クランク角センサ30は、このように検出した内燃機関の回転速度を示す電気信号をECU60に入力する。
In the internal combustion engine, the
冷却水温センサ50は、内燃機関の冷却水通路に侵入した態様でシリンダブロックに装着され、冷却水通路内を流通する冷却水の温度を検出し、このように検出した冷却水の温度を示す電気信号をECU60に入力する。
The cooling
ECU60は、車両が備えるバッテリからの電力を利用して動作する。ECU60は、A/D(Analog to Digital)変換回路601a及び601b、波形整形回路602、スロットル開度算出部603、角速度算出部604、冷却水温算出部606、実トルク算出部607、RAM609、運転状態制御部611、及び駆動回路612a、612b及び612cを備えている。なお、スロットル開度算出部603、角速度算出部604、冷却水温算出部606、実トルク算出部607、及び運転状態制御部611は、ECU60の演算処理装置が図示を省略するメモリから必要な制御プログラムを読み出すと共にRAM609から必要な制御データを読み出して運転状態制御処理を実行する際の機能ブロックとして示している。
The
A/D変換回路601aは、スロットル開度センサ20から入力されたアナログ形態の電気信号をデジタル形態に変換してスロットル開度算出部603に入力する。
The A /
A/D変換回路601bは、冷却水温センサ50から入力されたアナログ形態の電気信号をデジタル形態に変換して冷却水温算出部606に入力する。
The A /
波形整形回路602は、クランク角センサ30から入力された電気信号に対してスムージング処理等の整形処理を施した後に電気信号を角速度算出部604に入力する。
The
スロットル開度算出部603は、A/D変換回路601aから入力された電気信号を用いてスロットル開度を算出し、このようにスロットル開度算出部603が算出したスロットル開度は、運転状態制御部611で用いられる。
The throttle
角速度算出部604は、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて、内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張(燃焼膨張)行程の各行程におけるクランク軸の角速度を内燃機関の回転角速度として算出すると共に、かかる各行程におけるクランク軸の各角加速度を内燃機関の回転角加速度として算出する。このように角速度算出部604が算出した内燃機関の回転角速度及び回転角加速度は、実トルク算出部607において内燃機関の発生トルクである出力トルク(実トルク)の算出に用いられる。
The angular
具体的には、角速度算出部604は、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて内燃機関のピストンの位置を検出し、それが排気上死点、吸気下死点、圧縮上死点及び膨張下死点のいずれにあるかを判別すると共にそのタイミングを取得する。併せて、角速度算出部604は、ピストンの位置が排気上死点にあると判別した場合には内燃機関の排気行程の行程時間、ピストンの位置が吸気下死点にあると判別した場合には内燃機関の吸気行程の行程時間、ピストンの位置が圧縮上死点にあると判別した場合には内燃機関の圧縮行程の行程時間、及びピストンの位置が膨張下死点にあると判別した場合には内燃機関の膨張行程の行程時間を、対応して算出する。
Specifically, the angular
ここで、これらの場合に対応して、角速度算出部604は、クランクシャフトの回転方向の角度であるクランク角における各行程の角度範囲である180°を排気行程の行程時間で除して内燃機関の排気行程の角速度、180°を吸気行程の行程時間で除して内燃機関の吸気行程の角速度、180°を圧縮行程の行程時間で除して内燃機関の圧縮行程の角速度、及び180°を膨張行程の行程時間で除して内燃機関の膨張行程の角速度、を、算出する。
Here, in response to these cases, the angular
更に、これらの場合に対応して、角速度算出部604は、排気行程の角速度からその直前に存在した膨張行程の角速度を減じて排気行程の角速度差を算出すると共に、排気行程の角速度差を排気行程の行程時間で除し、吸気行程の角速度からその直前に存在した排気行程の角速度を減じて吸気行程の角速度差を算出すると共に、吸気行程の角速度差を吸気行程の行程時間で除し、圧縮行程の角速度からその直前に存在した吸気行程の角速度を減じて圧縮行程の角速度差を算出すると共に、圧縮行程の角速度差を圧縮行程の行程時間で除し、及び膨張行程の角速度からその直前に存在した圧縮行程の角速度減じて膨張行程の角速度差を算出すると共に、膨張行程の角速度差を膨張行程の行程時間で除して、排気行程の角加速度、吸気行程の角加速度、圧縮行程の角加速度、及び膨張行程の角加速度を算出する。なお、かかる各行程の角速度差は、その行程の終了時点のクランクシャフトの角速度からその行程の開始時点のクランクシャフトの角速度を除して算出してもよい。
Further, in response to these cases, the angular
このように、内燃機関の実トルクの算出のために排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程における内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出を行うためには、クランクシャフトの回転角における180°毎に少なくとも1つのクランクパルスがあれば足りることになる。つまり、このことは、自動二輪車で多く採用されているクランクシャフトの回転角の360°において1歯のみを有するリラクタに更に1歯を付加するだけの簡便な構造変更を施すことが必要となることを意味するから、その結果、コストアップを最小限に抑えつつ精度のよい内燃機関の実トルクの算出を可能とするものである。 Thus, the exhaust stroke in order to calculate the actual torque of the internal combustion engine, the intake stroke, in order to calculate the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine in the more each row of the compression stroke and the expansion stroke, rotation of the crankshaft At least one crank pulse for every 180 ° in the corner is sufficient. In other words, this means that it is necessary to make a simple structural change by adding one tooth to a reluctator having only one tooth at 360 ° of the rotation angle of the crankshaft often adopted in motorcycles. As a result, it is possible to calculate the actual torque of the internal combustion engine with high accuracy while minimizing the cost increase.
また、このように、内燃機関の実トルクの算出する際に内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出をクランクシャフトの回転角における180°毎に行えば、かかる実トルクの算出において、内燃機関のクランク機構におけるコンロッド及びピストンを主とする往復部材の慣性モーメントの影響を原理的に相殺することが可能となると共に、クランクシャフトの捩り振動の影響も原理的に吸収することを可能とする。このことは、内燃機関の高回転を含む運転領域において、共通化された算出手法で内燃機関のクランクシャフトの角加速度の算出を行って実トルクの算出を行うことを可能とする。ここで、かかる往復部材の慣性モーメントによる加速成分及び減速成分は、吸気行程及び排気行程におけるクランクシャフトの回転角における360°の区間毎に一巡し、圧縮行程及び膨張行程におけるクランクシャフトの回転角における360°の区間で一巡するものである。また、内燃機関の低回転時にはバルブスプリングの作動抵抗も無視し得ないが、これによる加速成分及び減速成分は、排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程におけるクランクシャフトの回転角における180°の区間毎に対称に発生するものである。 In this way, when calculating the actual torque of the internal combustion engine, the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine is calculated every 180 ° in the rotation angle of the crankshaft. The influence of the moment of inertia of the reciprocating member mainly including the connecting rod and the piston in the crank mechanism can be canceled in principle, and the influence of the torsional vibration of the crankshaft can be absorbed in principle. This makes it possible to calculate the actual torque by calculating the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine by a common calculation method in an operation region including high rotation of the internal combustion engine. Here, the acceleration component and the deceleration component due to the moment of inertia of the reciprocating member make a round every 360 ° interval in the rotation angle of the crankshaft in the intake stroke and the exhaust stroke, and in the rotation angle of the crankshaft in the compression stroke and the expansion stroke. It makes a round in a section of 360 °. Although at the time of low rotation of the engine not be neglected operating resistance of the valve spring, this acceleration component and deceleration component by the exhaust stroke, the rotational angle of the crankshaft at about each row in the intake stroke, compression stroke and the expansion stroke It occurs symmetrically every 180 ° section.
冷却水温算出部606は、A/D変換回路601bから入力された電気信号を用いて冷却水の温度を内燃機関の温度(エンジン温度)として算出し、このように冷却水温算出部606が算出したエンジン温度は、運転状態制御部611で用いられる。かかる冷却水の温度は、内燃機関の温度を代表的に示す内燃機関の代表温度であって、内燃機関のシリンダを冷却する冷却熱量を反映した温度であると評価され得るものである。なお、かかる内燃機関の代表温度としては、冷却水の温度の他に、内燃機関の潤滑油の温度等を用いてもよい。
The cooling water
実トルク算出部607は、角速度算出部604が算出した内燃機関の回転角速度を直接的に用いて内燃機関の実トルクを算出し、このように実トルク算出部607が算出した内燃機関の実トルクは、運転状態制御部611で用いられる。
The actual
具体的には、実トルク算出部607は、特に角速度算出部604が算出した内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程における回転角加速度を、内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程における実トルクとして、対応して算出する。ここで、排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程における実トルクは、内燃機関のクランク機構におけるコンロッド及びピストンを主とする往復部材の単位慣性モーメントあたりの排気抵抗トルク、吸気抵抗トルク、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクに対応して相当するものである。詳しくは、排気抵抗トルクは、排気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の排気抵抗が合算された抵抗トルクであるため、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の大気圧及びその変化の指標とすることが可能となる。吸気抵抗トルクは、吸気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の吸気抵抗が合算された抵抗トルクであるため、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関のスロットル開度及びその変化の指標とすることが可能となる。圧縮抵抗トルクは、圧縮行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の圧縮抵抗が合算された抵抗トルクであるため、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の吸入空気量及びその変化の指標とすることが可能となる。また、膨張発生トルクは、膨張行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関が発生した出力トルクが合算されたトルクであるため、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関が発生する実トルクの及びその変化、つまり内燃機関の駆動力及びその変化の指標とすることが可能となる。
Specifically, the actual
このように、内燃機関の排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程についてクランクシャフトの回転角における180°毎に区分けして内燃機関の実トルクの算出を行うことにより、排気抵抗トルク、吸気抵抗トルク、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクを各々算出することを可能とし、これにより、負荷・フリクショントルク及び行程発生トルク差をといったトルク成分を算出することを可能とする。 Thus, the exhaust stroke of the internal combustion engine, the intake stroke, the more each row of the compression stroke and the expansion stroke by performing the calculation of the actual torque of the internal combustion engine is divided at every 180 ° in the rotation angle of the crankshaft, exhaust resistance It is possible to calculate torque, intake resistance torque, compression resistance torque and expansion generation torque, respectively, thereby calculating torque components such as load / friction torque and stroke generation torque difference.
具体的には、実トルク算出部607は、互いに連続する排気行程及び吸気行程における角加速度同士の和から負荷・フリクショントルクを算出すると共に、互いに連続する圧縮行程及び膨張行程における角加速度同士の差又は比から行程発生トルク差を算出する。詳しくは、負荷・フリクショントルクは、排気抵抗トルク及び吸気抵抗トルクを合算することにより得られるもので、典型的には内燃機関の暖機状態において内燃機関に対して作用する抵抗力及びその変化の指標とすることが可能となる。行程発生トルク差は、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクを合算することにより、又はそれらの比をとることにより得られるもので、内燃機関に作用している供給ガスの総量の及びその変化、つまり典型的には燃料噴射システムにおけるスロットル開度及び吸気圧並びにそれの変化の指標とすることが可能となる。
Specifically, the actual
RAM609は、揮発性の記憶装置によって構成され、運転状態制御部611が内燃機関の運転状態を制御する際に用いる各種データ(燃料噴射量の指示値や点火時期等)を記憶する運転状態制御部611のワーキングエリアとして機能する。
The
運転状態制御部611は、内燃機関制御装置1全体の動作を制御する。具体的には、運転状態制御部611は、スロットル開度算出部603が算出したスロットル開度、実トルク算出部607が算出した内燃機関の実トルク、及び冷却水温算出部606が算出したエンジン温度等に基づいて、点火時期及び燃料噴射量の指示値等を算出する。そして、運転状態制御部611は、このように算出した点火時期及び燃料噴射量の指示値等を内燃機関に適用することにより、その運転状態を制御する。また、かかる実トルクとしては、内燃機関の運転状態の制御目的に応じて、排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程の各行程における実トルク、負荷・フリクショントルク、並びに行程発生トルク差を、必要に応じて単独で又は組み合わせて用いればよい。
The operating
駆動回路612aは、運転状態制御部611から入力された制御信号に従ってスロットルモータ70を駆動することによってスロットル開度を制御する。
The
駆動回路612bは、運転状態制御部611から入力された制御信号に従って点火栓80を駆動することによって内燃機関の点火時期を制御する。
The
駆動回路612cは、運転状態制御部611から入力された制御信号に従って燃料噴射弁90を駆動することによって内燃機関の燃料噴射量を制御する。
The
以上のような構成を有する内燃機関制御装置1は、以下に示す運転状態制御処理を実行することによって、簡便な構成で、内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出して、かかる発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御する。以下、図2を参照して、この運転状態制御処理を実行する際の内燃機関制御装置1の動作について説明する。
The internal combustion
〔運転状態制御処理〕
図2は、本実施形態における内燃機関制御装置1が実行する運転状態制御処理の流れを示すフローチャートである。
[Operation status control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of an operation state control process executed by the internal combustion
図2に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられてECU60が稼働したタイミングで開始となり、運転状態制御処理はステップS1の処理に進む。かかる運転状態制御処理は、ECU60が稼働状態である間、メモリから必要な制御プログラムを読み出すと共にRAM609から必要な制御データを読み出して所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
The flowchart shown in FIG. 2 starts when the
ステップS1の処理では、角速度算出部604が、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて内燃機関のピストンの位置を検出し、それが排気上死点にあるか否かを判別すると共にそのタイミングを取得する。判別の結果、内燃機関のピストンの位置が排気上死点にある場合、運転状態制御処理はステップS2の処理に進む。一方、内燃機関のピストンの位置が排気上死点にない場合には、運転状態制御処理はステップS10の処理に進む。
In the process of step S1, the angular
ステップS2の処理では、角速度算出部604が、前回の運転状態制御処理におけるステップS30の処理で取得した膨張下死点のタイミングと、ステップS1の処理で取得した排気上死点のタイミングと、の時間間隔を、内燃機関の排気行程の行程時間TCEXとして算出して取得する。これにより、ステップS2の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS3の処理に進む。
In the process of step S2, the angular
ステップS3の処理では、角速度算出部604が、クランク角の180°(180CA)をステップS2の処理で取得された排気行程の行程時間TCEXで除して内燃機関の排気行程の角速度VTCEXを算出する。これにより、ステップS3の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS4の処理に進む。
In the process of step S3, the angular
ステップS4の処理では、角速度算出部604が、ステップS3の処理で算出された排気行程の角速度VTCEXから前回の運転状態制御処理におけるステップS32の処理で算出された膨張行程の角速度VTCCBを減じて内燃機関の排気行程の角速度差DVEXCBを算出する。これにより、ステップS4の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS5の処理に進む。
In the processing of step S4, the angular
ステップS5の処理では、角速度算出部604が、ステップS4の処理で算出された排気行程の角速度差DVEXCBをステップS2の処理で取得された排気行程の行程時間TCEXで除して内燃機関の排気行程の角加速度ATCEXを算出する。これにより、ステップS5の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS6の処理に進む。
In the process of step S5, the angular
ステップS6の処理では、実トルク算出部607が、ステップS6の処理で算出された排気行程の角加速度ATCEXを内燃機関の排気抵抗トルクEXTQに設定して算出する。そして、運転状態制御部611は、排気抵抗トルクEXTQを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS3の処理で算出された排気行程の角速度VTCEX等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御する。この際、運転状態制御部611は、このように各々算出した点火時期、燃料噴射量の指示値及び目標スロットル開度をRAM609に記録した後にRAM609からこれらを読み出して内燃機関の運転状態を制御する。これにより、ステップS6の処理は完了し、今回の一連の運転状態制御処理は終了する。
In step S6, the actual
ステップS10の処理では、運転状態制御部611が、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて内燃機関のピストンの位置を検出し、それが吸気下死点にあるか否かを判別する。判別の結果、内燃機関のピストンの位置が吸気下死点にある場合、運転状態制御部611は、運転状態制御処理をステップS11の処理に進める。一方、内燃機関のピストンの位置が吸気下死点にない場合には、運転状態制御部611は、運転状態制御処理をステップS20の処理に進める。
In the process of step S10, the operating
ステップS11の処理では、角速度算出部604が、前回の運転状態制御処理におけるステップS1の処理で取得した排気上死点のタイミングと、ステップS10の処理で取得した吸気下死点のタイミングと、の時間間隔を、内燃機関の吸気行程の行程時間TCSCとして算出して取得する。これにより、ステップS11の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS12の処理に進む。
In the process of step S11, the angular
ステップS12の処理では、角速度算出部604が、クランク角の180°(180CA)をステップS11の処理で取得された吸気行程の行程時間TCSCで除して内燃機関の吸気行程の角速度VTCSCを算出する。これにより、ステップS12の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS13の処理に進む。
In the process of step S12, the angular
ステップS13の処理では、角速度算出部604が、ステップS12の処理で算出された吸気行程の角速度VTCSCから前回の運転状態制御処理におけるステップS3の処理で算出された排気行程の角速度VTCEXを減じて内燃機関の吸気行程の角速度差DVSCEXを算出する。これにより、ステップS13の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS14の処理に進む。
In the process of step S13, the angular
ステップS14の処理では、角速度算出部604が、ステップS13の処理で算出された吸気行程の角速度差DVSCEXをステップS11の処理で取得された吸気行程の行程時間TCSCで除して内燃機関の吸気行程の角加速度ATCSCを算出する。これにより、ステップS14の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS15の処理に進む。
In step S14, the angular
ステップS15の処理では、実トルク算出部607が、ステップS14の処理で算出された吸気行程の角加速度ATCSCを内燃機関の吸気抵抗トルクSCTQに設定して算出する。これにより、ステップS15の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS16の処理に進む。
In step S15, the actual
ステップS16の処理では、実トルク算出部607が、前回の運転状態制御処理におけるステップS5の処理で算出された排気行程の角加速度ATCEXにステップS14の処理で算出された吸気行程の角加速度ATCSCを加えて負荷・フリクショントルクLDFRQTQを算出する。そして、運転状態制御部611は、負荷・フリクショントルクLDFRQTQを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS12の処理で算出された吸気行程の角速度VTCSC等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御する。この際、運転状態制御部611は、このように各々算出した点火時期、燃料噴射量の指示値及び目標スロットル開度をRAM609に記録した後にRAM609からこれらを読み出して内燃機関の運転状態を制御する。これにより、ステップS16の処理は完了し、今回の一連の運転状態制御処理は終了する。
In the process of step S16, the actual
なお、必要に応じて、ステップS16の処理を省略することもでき、かかる場合には、運転状態制御部611は、吸気抵抗トルクSCTQを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS12の処理で算出された吸気行程の角速度VTCSC等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御することになる。
If necessary, the process of step S16 can be omitted. In such a case, the operation
ステップS20の処理では、運転状態制御部611が、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて内燃機関のピストンの位置を検出し、それが圧縮上死点にあるか否かを判別する。判別の結果、内燃機関のピストンの位置が圧縮上死点にある場合、運転状態制御部611は、運転状態制御処理をステップS21の処理に進める。一方、内燃機関のピストンの位置が圧縮上死点にない場合には、運転状態制御部611は、運転状態制御処理をステップS30の処理に進める。
In the process of step S20, the operating
ステップS21の処理では、角速度算出部604が、前回の運転状態制御処理におけるステップS10の処理で取得した吸気下死点のタイミングと、ステップS20の処理で取得した圧縮上死点のタイミングと、の時間間隔を、内燃機関の圧縮行程の行程時間TCCPとして算出して取得する。これにより、ステップS21の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS22の処理に進む。
In the process of step S21, the angular
ステップS22の処理では、角速度算出部604が、クランク角の180°(180CA)をステップS21の処理で取得された圧縮行程の行程時間TCCPで除して内燃機関の圧縮行程の角速度VTCCPを算出する。これにより、ステップS22の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS23の処理に進む。
In the process of step S22, the angular
ステップS23の処理では、角速度算出部604が、ステップS22の処理で算出された圧縮行程の角速度VTCCPから前回の運転状態制御処理におけるステップS12の処理で算出された吸気行程の角速度VTCSCを減じて内燃機関の圧縮行程の角速度差DVCPSCを算出する。これにより、ステップS23の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS24の処理に進む。
In step S23, the angular
ステップS24の処理では、角速度算出部604が、ステップS23の処理で算出された圧縮行程の角速度差DVCPSCをステップS21の処理で取得された圧縮行程の行程時間TCCPで除して内燃機関の圧縮行程の角加速度ATCCPを算出する。これにより、ステップS24の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS25の処理に進む。
In step S24, the angular
ステップS25の処理では、実トルク算出部607が、ステップS24の処理で算出された圧縮行程の角加速度ATCCPを内燃機関の圧縮抵抗トルクCPTQに設定して算出する。そして、運転状態制御部611は、圧縮抵抗トルクCPTQを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS22の処理で算出された圧縮行程の角速度VTCCP等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御する。この際、運転状態制御部611は、このように各々算出した点火時期、燃料噴射量の指示値及び目標スロットル開度をRAM609に記録した後にRAM609からこれらを読み出して内燃機関の運転状態を制御する。これにより、ステップS25の処理は完了し、今回の一連の運転状態制御処理は終了する。
In the process of step S25, the actual
ステップS30の処理では、運転状態制御部611が、波形整形回路602から入力された電気信号を用いて内燃機関のピストンの位置を検出してそれが膨張下死点にあるか否かを判別する。判別の結果、内燃機関のピストンの位置が膨張下死点にある場合、運転状態制御部611は、運転状態制御処理をステップS31の処理に進める。一方、内燃機関のピストンの位置が膨張下死点にない場合には、運転状態制御部611は、今回の一連の運転状態制御処理を終了する。
In the process of step S30, the operation
ステップS31の処理では、角速度算出部604が、前回の運転状態制御処理におけるステップS20の処理で取得した圧縮上死点のタイミングと、ステップS30の処理で取得した膨張下死点のタイミングと、の時間間隔を、内燃機関の膨張行程の行程時間TCCBとして算出して取得する。これにより、ステップS31の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS32の処理に進む。
In the process of step S31, the angular
ステップS32の処理では、角速度算出部604が、クランク角の180°(180CA)をステップS31の処理で取得された膨張行程の行程時間TCCBで除して内燃機関の膨張行程の角速度VTCCBを算出する。これにより、ステップS32の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS33の処理に進む。
In the processing of step S32, the angular
ステップS33の処理では、角速度算出部604が、ステップS32の処理で算出された膨張行程の角速度VTCCBから前回の運転状態制御処理におけるステップS22の処理で算出された圧縮行程の角速度VTCCPを減じて内燃機関の膨張行程の角速度差DVCBCPを算出する。これにより、ステップS33の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS34の処理に進む。
In the process of step S33, the angular
ステップS34の処理では、角速度算出部604が、ステップS33の処理で算出された膨張行程の角速度差DVCBCPをステップS31の処理で取得された膨張行程の行程時間TCCBで除して内燃機関の膨張行程の角加速度ATCCBを算出する。これにより、ステップS34の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS35の処理に進む。
In the process of step S34, the angular
ステップS35の処理では、実トルク算出部607が、ステップS34の処理で算出された膨張行程の角加速度ATCCBを内燃機関の膨張発生トルクCBTQに設定して算出する。これにより、ステップS35の処理は完了し、運転状態制御処理はステップS36の処理に進む。
In the process of step S35, the actual
ステップS36の処理では、実トルク算出部607が、ステップS34の処理で算出された膨張行程の角加速度ATCCBから前回の運転状態制御処理におけるステップS24の処理で算出された圧縮行程の角加速度ATCCPを減じて行程発生トルク差DCBCPを算出する。そして、運転状態制御部611は、行程発生トルク差DCBCPを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS32の処理で算出された膨張行程の角速度VTCCB等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御する。この際、運転状態制御部611は、このように各々算出した点火時期、燃料噴射量の指示値及び目標スロットル開度をRAM609に記録した後にRAM609からこれらを読み出して内燃機関の運転状態を制御する。これにより、ステップS36の処理は完了し、今回の一連の運転状態制御処理は終了する。
In the process of step S36, the actual
なお、必要に応じて、ステップS36の処理を省略することもでき、かかる場合には、運転状態制御部611は、膨張発生トルクCBTQを用いて燃料噴射量の指示値を算出すると共に、ステップS32の処理で算出された膨張行程の角速度VTCCB等を用いて内燃機関の点火時期を算出し、併せて、アクセル開度等を用いて目標スロットル開度を算出し、それらに応じて駆動回路612c、612b及び612aを介して燃料噴射弁90、点火栓80及びスロットルモータ70を駆動することによって、内燃機関の運転状態を制御することになる。
If necessary, the process of step S36 can be omitted. In such a case, the operation
以上の説明から明らかなように、本実施形態における内燃機関制御装置1は、吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の各行程を有する内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部604と、2つの角速度に基づき運転状態を制御する運転状態制御部611と、を備えるものであるので、簡便な構成で、内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出して、かかる発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
As is apparent from the above description, the internal combustion
また、本実施形態における内燃機関制御装置1では、運転状態制御部611が、2つの角速度として、圧縮行程に対応した角速度と膨張行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、膨張行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関が発生した出力トルクが合算されたトルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関が発生する実トルクの及びその変化、つまり内燃機関の駆動力及びその変化の指標とすることが可能となる膨張発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
In the internal combustion
また、本実施形態における内燃機関制御装置1では、運転状態制御部611が、2つの角速度として、吸気行程に対応した角速度と圧縮行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるので、圧縮行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の圧縮抵抗が合算された抵抗トルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の吸入空気量及びその変化の指標とすることが可能となる圧縮抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
In the internal combustion
また、本実施形態における内燃機関制御装置1では、運転状態制御部611が、排気行程に対応した角速度と吸気行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、吸気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の吸気抵抗が合算された抵抗トルクであって、かかる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関のスロットル開度及びその変化の指標とすることが可能となる吸気抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
Further, in the internal combustion
また、本実施形態における内燃機関制御装置1では、運転状態制御部611が、2つの角速度として、膨張行程に対応した角速度と排気行程に対応した角速度とに基づき、運転状態を制御するものであるため、排気行程における内燃機関に対する外部負荷、内燃機関の内部フリクション及び内燃機関の排気抵抗が合算された抵抗トルクであって、かる外部負荷及び内部フリクションが一定の状態であれば、内燃機関の大気圧及びその変化の指標とすることが可能となる排気抵抗トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
In the internal combustion
また、本実施形態における内燃機関制御装置1では、運転状態制御部611が、2つの角速度として、2つの角速度の差、和又は比率に基づき、運転状態を制御するものであるため、排気抵抗トルク及び吸気抵抗トルクを合算することにより得られるものであって、典型的には内燃機関の暖機状態において内燃機関に対して作用する抵抗力及びその変化の指標とすることが可能となる負荷・フリクショントルクに応じて内燃機関の運転状態を制御することができ、圧縮抵抗トルク及び膨張発生トルクを合算することにより、又はそれらの比をとることにより得られるものであって、内燃機関に作用している供給ガスの総量の及びその変化、つまり典型的には燃料噴射システムにおけるスロットル開度及び吸気圧並びにそれの変化の指標とすることが可能となる行程発生トルク差に応じて内燃機関の運転状態を制御することができる。
Further, in the internal combustion
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the type, shape, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiment, and the gist of the invention is appropriately replaced such that the constituent elements are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be changed as appropriate without departing from the scope.
以上のように、本発明は、簡便な構成で、内燃機関が発生する発生トルクを精度よく算出して、かかる発生トルクに応じて内燃機関の運転状態を制御可能な内燃機関制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両の内燃機関に広く適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention provides an internal combustion engine controller capable of accurately calculating the generated torque generated by the internal combustion engine with a simple configuration and controlling the operating state of the internal combustion engine according to the generated torque. It is expected that it can be widely applied to an internal combustion engine of a vehicle such as a motorcycle because of its general-purpose universal character.
1…内燃機関制御装置
20…スロットル開度センサ
30…クランク角センサ
50…冷却水温センサ
60…ECU
70…スロットルモータ
80…点火栓
90…燃料噴射弁
601a、601b…A/D変換回路
602…波形整形回路
603…スロットル開度算出部
604…角速度算出部
606…冷却水温算出部
607…実トルク算出部
609…RAM
611…運転状態制御部
612a、612b、612c…駆動回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
611... Operation
Claims (8)
前記内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した前記内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部と、
前記2つの角速度に基づき前記運転状態を制御する運転状態制御部と、
を備え、
前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記吸気行程に対応した角速度と前記圧縮行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを特徴とする内燃機関制御装置。 In an internal combustion engine control device that controls an operating state of an internal combustion engine having intake, compression, combustion expansion, and exhaust strokes,
An angular velocity calculator that calculates two angular velocities of the crankshaft of the internal combustion engine corresponding to each of two successive strokes of the internal combustion engine;
An operation state control unit for controlling the operation state based on the two angular velocities;
Equipped with a,
The operating state control unit is configured as two angular velocities, the based on the angular velocity corresponding to the angular velocity and the compression stroke corresponding to the intake stroke, internal combustion engine control apparatus characterized that you control the operating state.
前記内燃機関の連続する2つの行程の各々に対応した前記内燃機関のクランク軸の2つの角速度を算出する角速度算出部と、
前記2つの角速度に基づき前記運転状態を制御する運転状態制御部と、
を備え、
前記運転状態制御部は、前記2つの角速度として、前記膨張行程に対応した角速度と前記排気行程に対応した角速度とに基づき、前記運転状態を制御することを特徴とする内燃機関制御装置。 In an internal combustion engine control device that controls an operating state of an internal combustion engine having intake, compression, combustion expansion, and exhaust strokes,
An angular velocity calculator that calculates two angular velocities of the crankshaft of the internal combustion engine corresponding to each of two successive strokes of the internal combustion engine;
An operation state control unit for controlling the operation state based on the two angular velocities;
With
The operating state control unit is configured as two angular velocities, wherein the angular velocity corresponding to the expansion stroke based on the angular velocity corresponding to the exhaust stroke, the internal combustion engine control device shall be the control means controls the operating state.
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