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JP2006144642A - Controller and control method for internal combustion engine - Google Patents

Controller and control method for internal combustion engine Download PDF

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JP2006144642A
JP2006144642A JP2004334891A JP2004334891A JP2006144642A JP 2006144642 A JP2006144642 A JP 2006144642A JP 2004334891 A JP2004334891 A JP 2004334891A JP 2004334891 A JP2004334891 A JP 2004334891A JP 2006144642 A JP2006144642 A JP 2006144642A
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combustion
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start timing
internal combustion
combustion engine
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Sakanori Moriya
栄記 守谷
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller and a control method for an internal combustion engine for optimizing combustion start time in a combustion chamber satisfactorily. <P>SOLUTION: This internal combustion engine 1 for generating power by burning air-fuel mixture of fuel and air in the combustion chamber 3 is provided with a cylinder internal pressure sensor 15 for detecting cylinder internal pressure and an ECU 20. Usually, the ECU 20 calculates a combustion ratio MFB at predetermined timing based on the cylinder internal pressure detected by the cylinder internal pressure sensor 15 and sets ignition time SA so that the combustion ratio MFB agrees with a target value. When it is determined that the internal combustion engine 1 is in a transition condition, the ECU 20 estimates the optimum ignition time in the combustion chamber 3 based on load KL and the number of revolutions NE of the internal combustion engine 1, cylinder internal pressure Pe in an exhaust process, and cylinder temperature Tc at intake bottom dead center. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置および制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine that generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber.

従来から、内燃機関の燃焼室における混合気の点火時期を大きなトルクが得られると共にノッキングが発生しない最適なタイミング(MBT:Minimum advance for Best Torque)に設定するために、内燃機関の燃焼室内の総ガス重量を未燃ガス密度基本値および層流火炎速度基本値で除した値に所定の着火遅れ時間を加算し、この加算値をクランク角に単位変換することにより、基本点火時期を予測する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、内燃機関の負荷(充填効率)や回転数、ガスの量や密度等に基づいて総ガス重量、未燃ガス密度基本値および層流火炎速度基本値が求められる。また、内燃機関の燃焼室における混合気の点火時期を最適なタイミング(MBT)に設定するために、燃焼室における燃焼割合に基づいて点火時期を進角または遅角させる方法も知られている(例えば、特許文献2および3参照。)。   Conventionally, in order to set the ignition timing of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine to an optimal timing (MBT: Minimum advance for Best Torque) that can produce a large torque and does not cause knocking, A method of predicting basic ignition timing by adding a predetermined ignition delay time to the value obtained by dividing the gas weight by the basic value of unburned gas density and the basic value of laminar flame velocity, and converting the added value into a crank angle. Is known (for example, see Patent Document 1). In this method, the total gas weight, the unburned gas density basic value, and the laminar flame speed basic value are obtained based on the load (filling efficiency) and rotation speed of the internal combustion engine, the amount and density of gas, and the like. There is also known a method of advancing or retarding the ignition timing based on the combustion ratio in the combustion chamber in order to set the ignition timing of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine to an optimal timing (MBT) ( For example, see Patent Documents 2 and 3.)

特開平10−30535号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-30535 特公昭62−53710号公報Japanese Examined Patent Publication No. 62-53710 特開平9−189281号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-189281

しかしながら、上述の従来の点火時期を予測するための方法では、未燃ガスの量や総ガス量の推定に要する工数が多く、この点で、かかる予測方法を例えば車両用内燃機関等に適用するのは実際上困難となっていた。また、上述のように燃焼室における燃焼割合に基づいて点火時期を設定すると、内燃機関の運転条件によっては、いわゆる応答遅れが問題となることがある。   However, the above-described conventional method for predicting the ignition timing requires a large number of man-hours for estimating the amount of unburned gas and the total gas amount. In this respect, this predicting method is applied to, for example, a vehicle internal combustion engine. It has been difficult in practice. If the ignition timing is set based on the combustion ratio in the combustion chamber as described above, so-called response delay may be a problem depending on the operating conditions of the internal combustion engine.

そこで、本発明は、燃焼室における燃焼開始時期を良好に最適化することができる内燃機関の制御装置および制御方法の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control device and a control method for an internal combustion engine that can favorably optimize the combustion start timing in the combustion chamber.

本発明による内燃機関の制御装置は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置において、内燃機関の負荷および回転数、並びに燃焼室内の状態に関連する所定のパラメータに基づいて燃焼室における最適な燃焼開始時期を予測する燃焼開始時期予測手段を備えることを特徴とする。   An internal combustion engine control apparatus according to the present invention is an internal combustion engine control apparatus that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and relates to the load and rotation speed of the internal combustion engine and the state in the combustion chamber. Combustion start timing prediction means for predicting an optimal combustion start timing in the combustion chamber based on a predetermined parameter is provided.

本発明による内燃機関の制御方法は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御方法において、内燃機関の負荷、回転数および燃焼室内の状態に関連する所定のパラメータに基づいて燃焼室における最適な燃焼開始時期を予測するステップを備えることを特徴とする。   An internal combustion engine control method according to the present invention is a control method for an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and is a predetermined method related to the load of the internal combustion engine, the rotational speed, and the state in the combustion chamber. And a step of predicting an optimal combustion start time in the combustion chamber based on the parameters.

本発明によれば、燃焼室における燃焼開始時期を良好に最適化することができる内燃機関の制御装置および制御方法の実現が可能となる。   According to the present invention, it is possible to realize a control device and a control method for an internal combustion engine that can favorably optimize the combustion start timing in the combustion chamber.

本発明による制御装置が適用される内燃機関では、所定条件下で、燃焼開始時期予測手段によって、内燃機関の負荷および回転数、並びに燃焼室内の状態に関連する所定のパラメータに基づいて燃焼室における最適な燃焼開始時期が予測される。このように、燃焼開始時期(火花点火時期あるいは圧縮着火時期)の予測に、内燃機関の負荷および回転数に加えて、燃焼室内の情報を用いることにより、過渡時や例えば燃焼室内の残留ガスが多くなる場合のような特異な条件下であっても、燃焼開始時期を精度よく得ることが可能となる。   In the internal combustion engine to which the control device according to the present invention is applied, the combustion start timing predicting means is operated in the combustion chamber under predetermined conditions based on predetermined parameters related to the load and rotation speed of the internal combustion engine and the state in the combustion chamber. The optimal combustion start time is predicted. Thus, by using the information in the combustion chamber in addition to the load and the rotational speed of the internal combustion engine for the prediction of the combustion start timing (spark ignition timing or compression ignition timing), the residual gas in the combustion chamber, for example, during the transition Even under unique conditions such as when the number of fuel cells increases, the combustion start time can be obtained with high accuracy.

この場合、上記パラメータには、排気行程中の筒内圧力と、所定のタイミングにおける燃焼室内の温度との少なくとも何れか一方が含まれると好ましい。すなわち、燃焼開始時期予測手段は、好ましくは、次の予測式(1)を用いて燃焼室における最適な燃焼開始時期(予測値SA’)を予測する。ただし、予測式(1)において、w〜wは、実験的、経験的に定められる係数であり、KLは、内燃機関の負荷(充填効率)であり、NEは、内燃機関の回転数であり、Peは、排気行程中の筒内圧力であり、Tcは、燃焼室内の温度(筒内温度)である。 In this case, it is preferable that the parameters include at least one of the in-cylinder pressure during the exhaust stroke and the temperature in the combustion chamber at a predetermined timing. That is, the combustion start timing prediction means preferably predicts the optimum combustion start timing (predicted value SA ′) in the combustion chamber using the following prediction formula (1). In the prediction formula (1), w 1 to w 5 are coefficients determined experimentally and empirically, KL is the load (filling efficiency) of the internal combustion engine, and NE is the rotational speed of the internal combustion engine. Pe is the in-cylinder pressure during the exhaust stroke, and Tc is the temperature in the combustion chamber (in-cylinder temperature).

Figure 2006144642
Figure 2006144642

具体的には、内燃機関の負荷KLおよび回転数NEは、予測式(1)を用いた燃焼開始時期の予測時の値であり、排気行程中の筒内圧力Peは、前サイクル中に検出される値である。また、筒内温度Tcは、対象となるサイクル中の吸気上死点における燃焼室内の温度であり、その値は、次の(2)式を用いて定めることができる。ただし(2)式において、PTDCは、吸気上死点における筒内圧力であり、Vは、VTDCすなわち吸気上死点における筒内容積であり、MTDCは、吸気上死点における充填ガス量であり、Rは、気体定数である。 Specifically, the load KL and the rotational speed NE of the internal combustion engine are values at the time of prediction of the combustion start timing using the prediction formula (1), and the in-cylinder pressure Pe during the exhaust stroke is detected during the previous cycle. Is the value to be The in-cylinder temperature Tc is the temperature in the combustion chamber at the intake top dead center in the target cycle, and the value can be determined using the following equation (2). In Equation (2), P TDC is the in-cylinder pressure at the intake top dead center, V is the V TDC, that is, the in-cylinder volume at the intake top dead center, and M TDC is the charged gas at the intake top dead center. It is a quantity and R is a gas constant.

Figure 2006144642
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上記予測式(1)を用いることにより、燃焼開始時期を高精度に予測することが可能となる。ただし、内燃機関の運転条件や演算負荷等に応じて、上記(1)の予測の筒内圧力Peや筒内温度Tcの項を適宜省略してもよい。すなわち、燃焼開始時期を予測するための予測式(1)の項数は、内燃機関の運転条件等に応じて変化させられてもよい。   By using the prediction formula (1), it is possible to predict the combustion start timing with high accuracy. However, the terms of the predicted in-cylinder pressure Pe and in-cylinder temperature Tc in (1) above may be omitted as appropriate in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine, the calculation load, and the like. That is, the number of terms in the prediction formula (1) for predicting the combustion start timing may be changed according to the operating conditions of the internal combustion engine.

また、本発明による内燃機関の制御装置は、燃焼室における筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力に基づいて所定のタイミングにおける燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合が目標値と一致するように燃焼室における燃焼開始時期を算出する燃焼開始時期算出手段とを更に備えると好ましい。   The control device for an internal combustion engine according to the present invention calculates an in-cylinder pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure in the combustion chamber, and a combustion ratio at a predetermined timing based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means. It is preferable to further comprise a combustion rate calculation means and a combustion start timing calculation means for calculating the combustion start timing in the combustion chamber so that the combustion ratio calculated by the combustion rate calculation means matches the target value.

かかる構成のもとでは、上述の燃焼開始時期の予測と、燃焼室における燃焼割合に基づく燃焼開始時期の算出(燃焼開始時期のフィードバック制御)とを運転条件に応じて切り換えることにより、燃焼開始時期の最適化を常時良好に実行可能となる。   Under such a configuration, the combustion start timing is switched between the prediction of the combustion start timing described above and the calculation of the combustion start timing based on the combustion ratio in the combustion chamber (feedback control of the combustion start timing) according to the operating conditions. It is possible to always perform the optimization of the above.

更に、燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期に基づいて燃焼室における混合気の燃焼を開始させる場合、燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合と共に、燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期と燃焼開始時期算出手段によって算出された燃焼開始時期との偏差が燃焼開始時期算出手段にフィードバックされると好ましい。   Further, when the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber is started based on the combustion start timing predicted by the combustion start timing prediction means, the combustion start timing prediction means is predicted together with the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means. The deviation between the combustion start timing and the combustion start timing calculated by the combustion start timing calculation means is preferably fed back to the combustion start timing calculation means.

このような構成のもとでは、燃焼開始時期予測手段の予測値が燃焼開始時期として用いられる間、燃焼開始時期算出手段は、燃料割合算出手段によって算出される燃焼割合と、燃焼開始時期予測手段の予測値と燃焼開始時期算出手段の算出値との偏差とに基づいて燃焼開始時期を継続して算出することになる。これにより、いわゆるアンチワインドアップ化を図ることが可能となり、燃焼開始時期の予測から燃焼割合に基づく燃焼開始時期の算出への移行時のオーバーシュートを確実に抑制することができる。   Under such a configuration, while the predicted value of the combustion start timing prediction means is used as the combustion start timing, the combustion start timing calculation means includes the combustion ratio calculated by the fuel ratio calculation means and the combustion start timing prediction means. The combustion start timing is continuously calculated on the basis of the deviation between the predicted value and the calculated value of the combustion start timing calculation means. As a result, so-called antiwindup can be achieved, and overshoot at the time of transition from the prediction of the combustion start time to the calculation of the combustion start time based on the combustion ratio can be reliably suppressed.

また、内燃機関が過渡状態にある際、燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期に基づいて燃焼室における混合気の燃焼を開始させると好ましい。   Further, when the internal combustion engine is in a transient state, it is preferable to start the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber based on the combustion start timing predicted by the combustion start timing prediction means.

一般に、過渡状態においては、燃焼室における燃焼割合に基づく燃焼開始時期の算出を行っても、最適な燃焼開始時期を応答性よく定めることが困難となることもある。従って、内燃機関が過渡状態にある際には、燃焼開始時期予測手段によって予測された値を燃焼開始時期として定め、燃焼室における混合気を点火または着火させるとよい。これにより、過渡状態においても、燃焼室における燃焼開始時期を良好に最適化することが可能となる。   Generally, in a transient state, even if the combustion start timing is calculated based on the combustion ratio in the combustion chamber, it may be difficult to determine the optimum combustion start timing with good responsiveness. Therefore, when the internal combustion engine is in a transient state, the value predicted by the combustion start timing prediction means is determined as the combustion start timing, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is preferably ignited or ignited. Thereby, even in a transient state, it is possible to satisfactorily optimize the combustion start timing in the combustion chamber.

更に、本発明による内燃機関の制御装置は、燃焼割合と目標値との偏差が所定範囲内にあるか否か判定する判定手段と、燃焼開始時期算出手段によって算出された燃焼開始時期に基づいて燃焼室における混合気の燃焼が開始された後、判定手段によって燃焼割合と目標値との偏差が所定範囲内にあると判断された場合に、燃焼開始時期予測手段による燃焼開始時期の予測に用いられる予測式の係数を最適化する手段とを更に備えると好ましい。   Further, the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is based on the determination means for determining whether or not the deviation between the combustion ratio and the target value is within a predetermined range, and the combustion start timing calculated by the combustion start timing calculation means. Used to predict the combustion start timing by the combustion start timing predicting means when the determination means determines that the deviation between the combustion ratio and the target value is within a predetermined range after the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber is started. It is preferable to further comprise means for optimizing the coefficient of the prediction formula to be obtained.

かかる構成のもとでは、燃焼開始時期算出手段の算出値が燃焼開始時期として用いられる際に、燃焼割合と目標値とが概ね一致し、燃焼室における燃焼開始時期が概ね最適になっていると判断される場合に、予測式の係数が最適化される。これにより、燃焼割合に基づく燃焼開始時期の算出が実行されている状態から、予測式を用いた燃焼開始時期の予測が実行されるようになった際に、燃焼開始時期予測手段による燃焼開始時期の予測精度を向上させることが可能となる。   Under such a configuration, when the calculated value of the combustion start timing calculation means is used as the combustion start timing, the combustion ratio and the target value are approximately the same, and the combustion start timing in the combustion chamber is generally optimal. If so, the coefficients of the prediction formula are optimized. Thus, when the calculation of the combustion start time using the prediction formula is executed from the state in which the calculation of the combustion start time based on the combustion ratio is executed, the combustion start time by the combustion start time prediction means It is possible to improve the prediction accuracy.

また、燃焼開始時期算出手段は、燃焼割合と目標値との偏差に基づいて燃焼開始時期を算出する積分回路と、燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合の所定サイクル間における変動が所定値を上回る場合に、燃焼割合と目標値との偏差に所定のゲインを乗じた値を積分回路の出力に付加する比例回路とを含むと好ましい。   The combustion start timing calculation means includes an integration circuit for calculating the combustion start timing based on a deviation between the combustion ratio and the target value, and a fluctuation of the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means between a predetermined cycle has a predetermined value. In the case of exceeding, it is preferable to include a proportional circuit that adds a value obtained by multiplying the deviation between the combustion ratio and the target value by a predetermined gain to the output of the integrating circuit.

このような構成を採用すれば、サイクル間の燃焼割合の変動を速やかに収束させつつ、最適な燃焼開始時期(火花点火時期あるいは圧縮着火時期)を精度よく算出することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to accurately calculate the optimal combustion start timing (spark ignition timing or compression ignition timing) while quickly converging the fluctuation of the combustion ratio between cycles.

更に、燃焼割合算出手段は、筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力と当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の指数で累乗した値との積値に基づいて燃焼割合を算出すると好ましい。   Further, the combustion ratio calculation means calculates the combustion ratio based on the product value of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detection means and a value obtained by raising the in-cylinder volume at the time of detection of the in-cylinder pressure by a predetermined index. It is preferable.

本発明者は、ある燃焼室について所定のタイミングにおける燃焼割合を算出する際の演算負荷を低減すべく鋭意研究を行った。その結果、本発明者は、クランク角がθである際に筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力をP(θ)とし、クランク角がθである際(当該筒内圧力P(θ)の検出時)の筒内容積をV(θ)とし、比熱比をκとした場合に、筒内圧力P(θ)と、筒内容積V(θ)を比熱比(所定の指数)κで累乗した値Vκ(θ)との積値P(θ)・Vκ(θ)(以下、適宜「PVκ」と記す)に着目した。 The present inventor has intensively studied to reduce a calculation load when calculating a combustion ratio at a predetermined timing for a certain combustion chamber. As a result, when the crank angle is θ, the present inventor sets the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detection means to P (θ), and when the crank angle is θ (the in-cylinder pressure P (θ) ) And the specific heat ratio is κ, the in-cylinder pressure P (θ) and the in-cylinder volume V (θ) are expressed as a specific heat ratio (predetermined index) κ. Attention was paid to the product value P (θ) · V κ (θ) (hereinafter referred to as “PV κ ” as appropriate) with the raised value V κ (θ).

そして、本発明者は、クランク角に対する内燃機関の燃焼室内における熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する積値PVκの変化パターンとが図1に示されるような相関を有することを見出した。図1において、実線は、所定のモデル気筒において所定の微小クランク角おきに検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の比熱比κで累乗した値との積値PVκをプロットしたものである。また、図1において、破線は、上記モデル気筒における熱発生量Qを次の(3)式に基づき、Q=∫dQ/dθ・Δθとして算出・プロットしたものである。なお、何れの場合も、簡単のために、κ=1.32とした。また、図1において、−360°,0°および360°は、上死点に、−180°および180°は、下死点に対応する。 The inventor has found that the change pattern of the heat generation amount Q in the combustion chamber of the internal combustion engine with respect to the crank angle and the change pattern of the product value PV κ with respect to the crank angle have a correlation as shown in FIG. It was. In FIG. 1, the solid line shows the in-cylinder pressure detected at predetermined minute crank angles in a predetermined model cylinder and the value obtained by raising the in-cylinder volume at the time of detection of the in-cylinder pressure by a predetermined specific heat ratio κ. The product value PV κ is plotted. Further, in FIG. 1, the broken line is calculated and plotted as Q = ∫dQ / dθ · Δθ based on the following equation (3) for the heat generation amount Q in the model cylinder. In either case, for simplicity, κ = 1.32. In FIG. 1, −360 °, 0 °, and 360 ° correspond to the top dead center, and −180 ° and 180 ° correspond to the bottom dead center.

Figure 2006144642
Figure 2006144642

図1に示される結果からわかるように、クランク角に対する熱発生量Qの変化パターンと、クランク角に対する積値PVκの変化パターンとは、概ね一致(相似)しており、特に、筒内の混合気の燃焼開始(ガソリンエンジンでは火花点火時、ディーゼルエンジンでは圧縮着火時)の前後(例えば、図1における約−180°から約135°までの範囲)では、熱発生量Qの変化パターンと、積値PVκの変化パターンとは極めて良好に一致することがわかる。 As can be seen from the results shown in FIG. 1, the change pattern of the heat generation amount Q with respect to the crank angle and the change pattern of the product value PV κ with respect to the crank angle are almost the same (similar), and in particular, Before and after the start of combustion of the air-fuel mixture (at the time of spark ignition for a gasoline engine and at the time of compression ignition for a diesel engine) (for example, in the range from about −180 ° to about 135 ° in FIG. 1) It can be seen that the change pattern of the product value PV κ agrees very well.

本発明の好ましい実施形態においては、燃焼室における熱発生量Qと積値PVκとの相関を利用して、筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積との積値PVκに基づいて、ある2点間におけるトータルの熱発生量に対する当該2点間の所定のタイミングまでの熱発生量の比である燃焼割合MFBが求められる。ここで、積値PVκに基づいて燃焼室における燃焼割合を算出すれば、高負荷な演算処理を要することなく燃焼室における燃焼割合を精度よく得ることができる。すなわち、図2に示されるように、積値PVκに基づいて求められる燃焼割合(同図における実線参照)は、熱発生率に基づいて求められる燃焼割合(同図における破線参照)とほぼ一致する。 In a preferred embodiment of the present invention, the correlation between the heat generation amount Q in the combustion chamber and the product value PV κ is used to detect the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means and the in-cylinder pressure. Based on the product value PV κ with the in-cylinder volume, a combustion ratio MFB that is a ratio of a heat generation amount up to a predetermined timing between the two points with respect to a total heat generation amount between the two points is obtained. Here, if the combustion ratio in the combustion chamber is calculated based on the product value PV κ , the combustion ratio in the combustion chamber can be obtained with high accuracy without requiring high-load calculation processing. That is, as shown in FIG. 2, the combustion rate obtained based on the product value PV κ (see the solid line in the figure) is substantially the same as the combustion rate obtained based on the heat generation rate (see the broken line in the figure). To do.

図2において、実線は、上述のモデル気筒においてクランク角=θとなるタイミングにおける燃焼割合を、次の(4)式に従うと共に、検出した筒内圧力P(θ)に基づいて算出し、プロットしたものである。ただし、簡単のために、κ=1.32とした。また、図2において、破線は、上述のモデル気筒においてクランク角=θとなるタイミングにおける燃焼割合を、上記(3)式および次の(5)式に従うと共に、検出した筒内圧力P(θ)に基づいて算出し、プロットしたものである。この場合も、簡単のために、κ=1.32とした。   In FIG. 2, the solid line represents the combustion ratio at the timing when the crank angle = θ in the model cylinder described above, calculated according to the following equation (4), and plotted based on the detected in-cylinder pressure P (θ). Is. However, for simplicity, κ = 1.32. In FIG. 2, the broken line indicates the in-cylinder pressure P (θ) in accordance with the above equation (3) and the following equation (5) and the combustion ratio at the timing when the crank angle = θ in the above model cylinder. Calculated based on the above and plotted. Also in this case, for simplicity, κ = 1.32.

Figure 2006144642
Figure 2006144642

Figure 2006144642
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更に、燃焼割合算出手段によって燃焼割合が求められる所定のタイミングは、吸気弁閉弁後かつ燃焼開始前に設定された第1のタイミングと、燃焼開始の後かつ排気弁開弁前に設定された第2のタイミングとの間に設定されるとよく、燃焼割合算出手段は、第1のタイミングと第2のタイミングとの間における積値の差分と、第1のタイミングと所定のタイミングとの間における積値の差分とに基づいて燃焼割合を算出すると好ましい。   Further, the predetermined timing at which the combustion rate is calculated by the combustion rate calculating means is set to the first timing set after the intake valve is closed and before the start of combustion, and after the start of combustion and before the exhaust valve is opened. It is preferable that the combustion ratio calculation means sets the difference between the product values between the first timing and the second timing, and between the first timing and the predetermined timing. It is preferable to calculate the combustion ratio based on the difference between the product values at.

この場合、所定のタイミングにおけるクランク角をθとすると、クランク角=θとなる当該所定のタイミングにおける燃焼割合MFBは、第1のタイミングと上記所定のタイミングとの間における積値PVκの差分{P(θ)・Vκ(θ)−P(θ)・Vκ(θ)}を、第1のタイミングと第2のタイミングとの間における積値PVκの差分{P(θ)・Vκ(θ)−P(θ)・Vκ(θ)}で除して100を乗じることにより得ることができる。これにより、3点において検出した筒内圧力に基づいて精度よく燃焼割合を求めることが可能となり、演算負荷を大幅に低減させることができる。 In this case, if the crank angle at a predetermined timing is θ 0 , the combustion ratio MFB at the predetermined timing at which the crank angle = θ 0 is the product value PV κ between the first timing and the predetermined timing. The difference {P (θ 0 ) · V κ0 ) −P (θ 1 ) · V κ1 )} is expressed as the difference between the product timing PV κ between the first timing and the second timing { Dividing by P (θ 2 ) · V κ2 ) −P (θ 1 ) · V κ1 )} and multiplying by 100 can be obtained. Thereby, it becomes possible to obtain | require a combustion ratio accurately based on the in-cylinder pressure detected in three points, and a calculation load can be reduced significantly.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図3は、本発明による制御装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関1は、シリンダブロック2に形成された燃焼室3の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室3内でピストン4を往復移動させることにより動力を発生するものである。内燃機関1は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関1は、例えば4気筒エンジンとして構成される。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine to which the control device according to the present invention is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber 3 formed in a cylinder block 2 and reciprocating a piston 4 in the combustion chamber 3. Is. The internal combustion engine 1 is preferably configured as a multi-cylinder engine, and the internal combustion engine 1 of the present embodiment is configured as a four-cylinder engine, for example.

各燃焼室3の吸気ポートは、吸気管(吸気マニホールド)5にそれぞれ接続され、各燃焼室3の排気ポートは、排気管(排気マニホールド)6にそれぞれ接続されている。また、内燃機関1のシリンダヘッドには、吸気弁Viおよび排気弁Veが燃焼室3ごとに配設されている。各吸気弁Viは、対応する吸気ポートを開閉し、各排気弁Veは、対応する排気ポートを開閉する。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは、例えば、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構(図示省略)によって動作させられる。更に、内燃機関1は、気筒数に応じた数の点火プラグ7を有し、点火プラグ7は、対応する燃焼室3内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。   The intake port of each combustion chamber 3 is connected to an intake pipe (intake manifold) 5, and the exhaust port of each combustion chamber 3 is connected to an exhaust pipe (exhaust manifold) 6. In addition, an intake valve Vi and an exhaust valve Ve are provided for each combustion chamber 3 in the cylinder head of the internal combustion engine 1. Each intake valve Vi opens and closes a corresponding intake port, and each exhaust valve Ve opens and closes a corresponding exhaust port. Each intake valve Vi and each exhaust valve Ve are operated by, for example, a valve operating mechanism (not shown) having a variable valve timing function. Further, the internal combustion engine 1 has a number of spark plugs 7 corresponding to the number of cylinders, and the spark plugs 7 are disposed in the cylinder heads so as to face the corresponding combustion chambers 3.

吸気管5は、図3に示されるように、サージタンク8に接続されている。サージタンク8には、給気ラインが接続されており、給気ラインは、エアクリーナ9を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気ラインの中途(サージタンク8とエアクリーナ9との間)には、スロットルバルブ(本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ)10が組み込まれている。一方、排気管6には、図3に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置11aおよびNOx吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置11bが接続されている。   The intake pipe 5 is connected to a surge tank 8 as shown in FIG. An air supply line is connected to the surge tank 8, and the air supply line is connected to an air intake port (not shown) via an air cleaner 9. A throttle valve (electronically controlled throttle valve in this embodiment) 10 is incorporated in the middle of the air supply line (between the surge tank 8 and the air cleaner 9). On the other hand, as shown in FIG. 3, a front-stage catalyst device 11 a including a three-way catalyst and a rear-stage catalyst device 11 b including a NOx storage reduction catalyst are connected to the exhaust pipe 6.

更に、内燃機関1は、複数のインジェクタ12を有し、各インジェクタ12は、図3に示されるように、対応する吸気管5の内部(吸気ポート内)に臨むように配置されている。各インジェクタ12は、各吸気管5の内部にガソリン等の燃料を噴射する。なお、本実施形態の内燃機関1は、いわゆるポート噴射式のガソリンエンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明がいわゆる直噴式内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。また、本発明が、ガソリンエンジンだけではなく、ディーゼルエンジンにも適用され得ることはいうまでもない。   Furthermore, the internal combustion engine 1 has a plurality of injectors 12, and each injector 12 is disposed so as to face the inside of the corresponding intake pipe 5 (inside the intake port) as shown in FIG. Each injector 12 injects fuel such as gasoline into each intake pipe 5. Although the internal combustion engine 1 of the present embodiment is described as a so-called port injection type gasoline engine, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to a so-called direct injection type internal combustion engine. . Needless to say, the present invention can be applied not only to a gasoline engine but also to a diesel engine.

上述の各点火プラグ7、スロットルバルブ10、各インジェクタ12および動弁機構等は、内燃機関1の制御装置として機能するECU20に電気的に接続されている。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポート、および、記憶装置等を含むものである。ECU20には、図3に示されるように、クランク角センサ14を始めとした各種センサが電気的に接続されている。ECU20は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12、動弁機構等を制御する。   Each of the spark plugs 7, the throttle valve 10, the injectors 12, the valve operating mechanism and the like described above are electrically connected to an ECU 20 that functions as a control device for the internal combustion engine 1. The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like, all not shown. As shown in FIG. 3, various sensors including the crank angle sensor 14 are electrically connected to the ECU 20. The ECU 20 uses the various maps stored in the storage device and the spark plug 7, the throttle valve 10, the injector 12, the valve operating mechanism, etc. so as to obtain a desired output based on the detection values of various sensors. To control.

また、内燃機関1は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ(筒内圧検出手段)15を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ15は、対応する燃焼室3内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、ECU20に電気的に接続されている。各筒内圧センサ15は、対応する燃焼室3における筒内圧力(相対圧力)を検出し、検出値を示す信号をECU20に与える。各筒内圧センサ15の検出値は、所定時間(所定クランク角)おきにECU20に順次与えられ、絶対圧力に補正された上でECU20の所定の記憶領域(バッファ)に所定量ずつ格納保持される。   Further, the internal combustion engine 1 has in-cylinder pressure sensors (in-cylinder pressure detecting means) 15 including a semiconductor element, a piezoelectric element, an optical fiber detection element, or the like, corresponding to the number of cylinders. Each in-cylinder pressure sensor 15 is disposed on the cylinder head so that the pressure receiving surface faces the corresponding combustion chamber 3, and is electrically connected to the ECU 20. Each in-cylinder pressure sensor 15 detects the in-cylinder pressure (relative pressure) in the corresponding combustion chamber 3 and gives a signal indicating the detected value to the ECU 20. The detection value of each in-cylinder pressure sensor 15 is sequentially given to the ECU 20 every predetermined time (predetermined crank angle), corrected to an absolute pressure, and stored and held in a predetermined storage area (buffer) of the ECU 20 by a predetermined amount. .

次に、図4から図7を参照しながら、上述の内燃機関1における燃焼開始時期すなわち点火時期の制御手順について説明する。   Next, the control procedure of the combustion start timing, that is, the ignition timing in the internal combustion engine 1 will be described with reference to FIGS.

図4に示されるように、ECU20は、内燃機関1の点火時期を設定するための積分器(積分回路)Iを有している。この積分器Iは、後述の手順に従ってサイクルごとに算出される所定のタイミング(本実施形態では、上死点後8°)における燃焼割合MFBと目標値(目標MFB、本実施形態では50%)との偏差に基づいて(偏差をゼロにするように)燃焼室3ごとに点火時期を算出(設定)する。すなわち、積分器Iは、前回の点火時期の算出値に対して、燃焼割合MFBと目標値との偏差に所定のゲインKiを乗じた値を加算することにより、対象となる燃焼室3について点火時期を算出する。これにより、内燃機関1では、基本的に、燃焼割合MFBが目標値と一致するように点火時期がフィードバック制御され、各燃焼室3における点火時期が概ね最適に設定されるので、ノッキングが発生しないようにしつつ内燃機関1から大きなトルクを得ることができる。   As shown in FIG. 4, the ECU 20 has an integrator (integration circuit) I for setting the ignition timing of the internal combustion engine 1. The integrator I has a combustion ratio MFB and a target value (target MFB, 50% in the present embodiment) at a predetermined timing (8 ° after top dead center in the present embodiment) calculated for each cycle according to the procedure described later. The ignition timing is calculated (set) for each combustion chamber 3 on the basis of the deviation (so that the deviation is zero). In other words, the integrator I ignites the target combustion chamber 3 by adding a value obtained by multiplying the deviation between the combustion ratio MFB and the target value by a predetermined gain Ki to the previously calculated ignition timing value. Calculate the time. Thus, in the internal combustion engine 1, basically, the ignition timing is feedback controlled so that the combustion ratio MFB matches the target value, and the ignition timing in each combustion chamber 3 is set almost optimally, so that knocking does not occur. In this way, a large torque can be obtained from the internal combustion engine 1.

そして、内燃機関1では、ECU20によって図5に示される点火時期設定ルーチンが燃焼室3ごとに繰り返し実行される。この場合、ECU20は、まず、アクセルペダルの踏込量(操作量)を検出する図示されないアクセル位置センサからの信号に基づいて、内燃機関1の運転状態が定常であるか(過渡状態ではないか)否か判定する(S10)。ECU20は、S10にて内燃機関1の運転状態が定常であると判断すると、更に、燃焼割合MFBが目標値と一致するように点火時期をフィードバック制御すべきか否か判定する(S12)。   In the internal combustion engine 1, the ECU 20 repeatedly executes the ignition timing setting routine shown in FIG. 5 for each combustion chamber 3. In this case, the ECU 20 first determines whether the operation state of the internal combustion engine 1 is steady (is not a transient state) based on a signal from an accelerator position sensor (not shown) that detects the depression amount (operation amount) of the accelerator pedal. It is determined whether or not (S10). When the ECU 20 determines that the operation state of the internal combustion engine 1 is steady in S10, the ECU 20 further determines whether or not the ignition timing should be feedback-controlled so that the combustion ratio MFB matches the target value (S12).

S12では例えば内燃機関1の始動時等に否定判断がなされ、この場合、ECU20は、S13にて所定の点火設定フラグを「1」に設定した上で、S15にて、図示されないエアフローメータにより測定される吸入空気量あるいはスロットルバルブ10の開度等に基づいて、その時点の内燃機関1の負荷(充填効率)KLを取得すると共に、クランク角センサ14からの信号に基づいて、その時点の機関回転数NEを取得する。更に、S15において、ECU20は、対象となる燃焼室3について、所定の記憶領域から前サイクルの排気行程中の所定のタイミングにおける筒内圧力Peを読み出すと共に、所定の記憶領域から現サイクルの吸気上死点における筒内圧力PTDCを読み出して上記(2)式から吸気上死点における燃焼室3内の温度(筒内温度)Tcを求める。 In S12, for example, a negative determination is made when the internal combustion engine 1 is started. In this case, the ECU 20 sets a predetermined ignition setting flag to “1” in S13, and then measures in S15 with an air flow meter (not shown). The load (filling efficiency) KL of the internal combustion engine 1 at that time is acquired based on the amount of intake air or the opening degree of the throttle valve 10 and the engine at that time based on the signal from the crank angle sensor 14. The rotational speed NE is acquired. Further, in S15, the ECU 20 reads out the in-cylinder pressure Pe at a predetermined timing during the exhaust stroke of the previous cycle from the predetermined storage area for the target combustion chamber 3, and increases the intake air pressure of the current cycle from the predetermined storage area. The in-cylinder pressure PTDC at the dead point is read out, and the temperature (in-cylinder temperature) Tc in the combustion chamber 3 at the intake top dead center is obtained from the above equation (2).

そして、ECU20は、これらのパラメータを上記予測式(1)に代入して、対象となる燃焼室3の点火時期の予測値SA’を算出する(S17)。本実施形態では、上述の係数w〜wが記憶装置に記憶されており、ECU20は、点火時期の予測値SA’を算出する演算器C(図7参照)を有している。演算器Cは、S15にて取得した負荷KL、回転数NE、筒内圧力Pe、筒内温度Tc、および係数w〜wを用いて点火時期の予測値SA’を算出する。なお、S13およびS15において、筒内圧力Peや筒内圧力PTDCを取得し得ない場合(存在しない場合)には、これらの値は「ゼロ」とされ、予測式(1)において筒内圧力Peや筒内温度Tcの項が省略される。このようにして設定される点火時期SA’が到来すると、詳細については後述されるように、対象となる燃焼室3において点火プラグ7による点火が実行され(S22参照)、更に点火が実行された燃焼室3について所定のタイミングにおける燃焼割合MFBが算出される(S24参照)。 Then, the ECU 20 substitutes these parameters into the prediction formula (1) to calculate a predicted value SA ′ of the ignition timing of the target combustion chamber 3 (S17). In the present embodiment, the above-described coefficients w 1 to w 5 are stored in the storage device, and the ECU 20 includes a computing unit C (see FIG. 7) that calculates the predicted value SA ′ of the ignition timing. The calculator C calculates the predicted value SA ′ of the ignition timing using the load KL, the rotational speed NE, the in-cylinder pressure Pe, the in-cylinder temperature Tc, and the coefficients w 1 to w 5 acquired in S15. Note that, in S13 and S15, in a case that can not get the pressure Pe and cylinder pressure P TDC in the cylinder if it does not already exist, these values are set to "zero", the cylinder pressure in the prediction equation (1) Terms for Pe and in-cylinder temperature Tc are omitted. When the ignition timing SA ′ thus set arrives, as will be described in detail later, ignition by the spark plug 7 is executed in the target combustion chamber 3 (see S22), and further ignition is executed. A combustion ratio MFB at a predetermined timing is calculated for the combustion chamber 3 (see S24).

一方、S12にて燃焼割合MFBに基づいて点火時期をフィードバック制御すべきであると判断した場合、ECU20は、S14にて上記点火設定フラグを「0」に設定(維持)する。更に、ECU20の積分器Iは、S24にて前サイクル中に算出される燃焼割合MFBと目標値(目標MFB=50%)との偏差に基づいて対象となる燃焼室3の点火時期を算出する(S16)。更に、ECU20は、所定の比例項フラグが「1」であるか否か判定する(S18)。S18にて比例項フラグが「1」であると判断された場合、積分器Iの出力に対して比例項が付加(加算)され、積分器Iの出力に比例項を付加した値が点火時期SAとして設定される(S20)。   On the other hand, if it is determined in S12 that the ignition timing should be feedback controlled based on the combustion ratio MFB, the ECU 20 sets (maintains) the ignition setting flag to “0” in S14. Further, the integrator I of the ECU 20 calculates the ignition timing of the target combustion chamber 3 based on the deviation between the combustion ratio MFB calculated during the previous cycle and the target value (target MFB = 50%) in S24. (S16). Further, the ECU 20 determines whether or not the predetermined proportional term flag is “1” (S18). When it is determined in S18 that the proportional term flag is “1”, the proportional term is added (added) to the output of the integrator I, and the value obtained by adding the proportional term to the output of the integrator I is the ignition timing. It is set as SA (S20).

すなわち、図4に示されるように、ECU20は、燃焼割合MFBと目標値との偏差に所定のゲインKpを乗じる比例回路Pを有しており、上記比例項フラグが「1」である場合、図4のスイッチSがオンされ、それにより、積分器Iの出力に対して、比例項Kp×(目標MFB−燃焼割合MFB)が加算されることになる(S20)。また、比例項フラグが「0」であると判断された場合には、S18の処理がスキップされて積分器Iの出力がそのまま点火時期SAとして設定される。このようにして設定された点火時期SAが到来すると、対象となる燃焼室3において点火プラグ7による点火が実行される(S22)。   That is, as shown in FIG. 4, the ECU 20 has a proportional circuit P that multiplies the deviation between the combustion ratio MFB and the target value by a predetermined gain Kp, and when the proportional term flag is “1”, The switch S in FIG. 4 is turned on, whereby the proportional term Kp × (target MFB−combustion ratio MFB) is added to the output of the integrator I (S20). When it is determined that the proportional term flag is “0”, the process of S18 is skipped and the output of the integrator I is set as the ignition timing SA as it is. When the ignition timing SA set in this way arrives, ignition by the spark plug 7 is executed in the target combustion chamber 3 (S22).

S22にて点火プラグ7による点火が実行されると、ECU20は、点火が実行された燃焼室3について所定のタイミングにおける燃焼割合MFBを算出し、所定の記憶領域に記憶させる(S24)。S24における燃焼割合MFBの算出に際して、ECU20は、まず、対象となる燃焼室3について所定の記憶領域から、吸気弁Viの閉弁後かつ点火前の第1のタイミング(クランク角がθとなるタイミング)における筒内圧力P(θ)と、点火の後かつ排気弁開弁前の第2タイミング(クランク角がθとなるタイミング)における筒内圧力P(θ)と、第1のタイミングと第2のタイミングとの間に予め定められており、クランク角=θ(ただし、θ<θ<θ)となる所定のタイミングにおける筒内圧力P(θ)とを読み出す。 When ignition by the spark plug 7 is executed in S22, the ECU 20 calculates a combustion ratio MFB at a predetermined timing for the combustion chamber 3 in which ignition has been executed, and stores it in a predetermined storage area (S24). When calculating the combustion ratio MFB at S24, ECU 20, first, from a predetermined storage area for the combustion chamber 3 to be, first timing (crank angle before closing after and ignition of the intake valve Vi is theta 1 In-cylinder pressure P (θ 1 ) at the timing), in-cylinder pressure P (θ 2 ) at the second timing (timing at which the crank angle becomes θ 2 ) after ignition and before the exhaust valve is opened, The in-cylinder pressure P (θ 0 ) at a predetermined timing that is predetermined between the timing and the second timing and has a crank angle = θ 0 (where θ 102 ) is read out. .

クランク角θは、燃焼室3内において燃焼が開始される時点(点火時)よりも十分に前のタイミングに設定されると好ましく、例えば−60°とされる。また、クランク角θは、燃焼室3内における混合気の燃焼が概ね完了したタイミングに設定されると好ましく、例えば90°とされる。更に、第1のタイミングと第2のタイミングとの間の所定のタイミングは、燃焼割合MFBがほぼ50%になることが実験的、経験的に知られているクランク角がθ=8°(上死点後8°)となるタイミングに設定されている。 The crank angle θ 1 is preferably set to a timing sufficiently before the time point at which combustion starts in the combustion chamber 3 (at the time of ignition), and is set to −60 °, for example. The crank angle θ 2 is preferably set to a timing at which combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is almost completed, for example, 90 °. Furthermore, the predetermined timing between the first timing and the second timing has a crank angle θ 0 = 8 ° (empirically and empirically known that the combustion ratio MFB is approximately 50% ( The timing is set to 8 ° after top dead center.

なお、燃焼割合MFBがおよそ50%となるクランク角は、内燃機関の冷却損失によって変化するものであり、機種によって上死点後8°から多少前後する。また、成層燃焼運転が実行される場合や、ディーゼルエンジンの場合、それぞれに応じた最適燃焼開始時期(MBT)を求めればよく、そのMBTでの燃焼割合は容易に算出することができる。更に、上述の第1のタイミングθ、第2のタイミングθおよび閾値γは、機関回転数および負荷に応じて設定されてもよく、この場合、第1のタイミングθ、第2のタイミングθおよび閾値γを内燃機関1の回転数および負荷に応じて規定するマップを用意しておくとよい。 Note that the crank angle at which the combustion ratio MFB is approximately 50% varies depending on the cooling loss of the internal combustion engine, and slightly varies from 8 ° after top dead center depending on the model. In addition, when the stratified charge combustion operation is executed or in the case of a diesel engine, an optimum combustion start time (MBT) corresponding to each of the two may be obtained, and the combustion ratio at the MBT can be easily calculated. Further, the first timing θ 1 , the second timing θ 2, and the threshold value γ may be set according to the engine speed and the load. In this case, the first timing θ 1 , the second timing A map that defines θ 2 and the threshold value γ according to the rotational speed and load of the internal combustion engine 1 may be prepared.

ECU20は、筒内圧力P(θ)、筒内圧力P(θ)および筒内圧力P(θ)を読み出すと、クランク角がθ,θおよびθとなる時の積値P(θ)・Vκ(θ),P(θ)・Vκ(θ)およびP(θ)・Vκ(θ)を算出する。すなわち、ECU20は、筒内圧力P(θ)と、筒内圧力P(θ)の検出時、すなわち、クランク角がθとなる時の筒内容積V(θ)を比熱比κ(本実施形態では、κ=1.32)で累乗した値との積である積値P(θ)・Vκ(θ)を算出する。 When the ECU 20 reads out the in-cylinder pressure P (θ 1 ), the in-cylinder pressure P (θ 0 ), and the in-cylinder pressure P (θ 2 ), the product value when the crank angle becomes θ 1 , θ 0, and θ 2. P (θ 1 ) · V κ1 ), P (θ 0 ) · V κ0 ) and P (θ 2 ) · V κ2 ) are calculated. That is, the ECU 20 determines the in-cylinder pressure P (θ 1 ) and the in-cylinder pressure P (θ 1 ), that is, the in-cylinder volume V (θ 1 ) when the crank angle is θ 1 , the specific heat ratio κ. In this embodiment, a product value P (θ 1 ) · V κ1 ), which is a product of the value raised to the power of κ = 1.32, is calculated.

同様に、ECU20は、筒内圧力P(θ)と、クランク角がθとなる時の筒内容積V(θ)を比熱比κで累乗した値との積である積値P(θ)・Vκ(θ)、および、筒内圧力P(θ)と、クランク角がθとなる時の筒内容積V(θ)を比熱比κで累乗した値との積である積値P(θ)・Vκ(θ)を算出する。なお、Vκ(θ),Vκ(θ)およびVκ(θ),の値は、予め算出された上で記憶装置に記憶されている。 Similarly, the ECU 20 obtains a product value P (product which is a product of the in-cylinder pressure P (θ 0 ) and the value obtained by raising the in-cylinder volume V (θ 0 ) when the crank angle becomes θ 0 by the specific heat ratio κ. θ 0 ) · V κ0 ), in-cylinder pressure P (θ 2 ), and the value obtained by raising the in-cylinder volume V (θ 2 ) when the crank angle is θ 2 by the specific heat ratio κ A product value P (θ 2 ) · V κ2 ), which is a product, is calculated. The values of V κ1 ), V κ0 ), and V κ2 ) are calculated in advance and stored in the storage device.

そして、ECU20は、クランク角がθ,θおよびθとなる時の積値P(θ)・Vκ(θ),P(θ)・Vκ(θ)およびP(θ)・Vκ(θ)を用いて、次の(6)式からクランク角がθとなるタイミングにおける燃焼割合MFBを算出する(S24)。これにより、3点において検出された筒内圧力P(θ),P(θ),P(θ)に基づいて精度よく燃焼割合を求めることが可能となり、演算負荷を大幅に低減させることができる。 The ECU 20 then determines the product values P (θ 1 ) · V κ1 ), P (θ 0 ) · V κ0 ) and P (when the crank angles are θ 1 , θ 0 and θ 2. Using θ 2 ) · V κ2 ), the combustion ratio MFB at the timing when the crank angle becomes θ 0 is calculated from the following equation (6) (S24). As a result, the combustion ratio can be obtained with high accuracy based on the in-cylinder pressures P (θ 1 ), P (θ 0 ), and P (θ 2 ) detected at the three points, thereby greatly reducing the calculation load. be able to.

Figure 2006144642
Figure 2006144642

ECU20は、S24の処理の後、上述の点火設定フラグが「0」であるか否か判定する(S26)。S26にて点火設定フラグが「0」であり、燃焼割合MFBに基づいて点火時期SAが設定されていると判断した場合、ECU20は、所定の記憶領域に記憶されている少なくとも1サイクル前(好ましくは、数サイクル前)の燃焼割合MFBoldを読み出し、S24にて算出した燃焼割合MFBと燃焼割合MFBoldとの偏差の絶対値ΔMFBを算出する(S28)。更に、ECU20は、S28にて算出したΔMFBが所定の閾値(正の所定値)εを下回っているか否か判定する(S30)。S30にてΔMFBが閾値εを下回っていると判断した場合、ECU20は、上記比例項フラグを「0」に設定する(S32)。また、ECU20は、S30にてΔMFBが閾値ε以上となっており、サイクル間の燃焼割合の変動が大きいと判断した場合、上記比例項フラグを「1」に設定する(S34)。 The ECU 20 determines whether or not the above-described ignition setting flag is “0” after the processing of S24 (S26). When it is determined in S26 that the ignition setting flag is “0” and the ignition timing SA is set based on the combustion ratio MFB, the ECU 20 is at least one cycle before (preferably, stored in a predetermined storage area). Read out the combustion rate MFB old of several cycles before), and calculates the absolute value ΔMFB of the deviation between the combustion rate MFB calculated in S24 and the combustion rate MFB old (S28). Further, the ECU 20 determines whether or not ΔMFB calculated in S28 is below a predetermined threshold (positive predetermined value) ε (S30). When it is determined in S30 that ΔMFB is below the threshold ε, the ECU 20 sets the proportional term flag to “0” (S32). If the ECU 20 determines that ΔMFB is greater than or equal to the threshold value ε in S30 and the change in the combustion ratio between cycles is large, the ECU 20 sets the proportional term flag to “1” (S34).

S32またはS34の処理の後、ECU20は、S24にて求めた燃焼割合MFBから目標値である「50%」を減じた値の絶対値|MFB−50|が所定の閾値(正の所定値)γ以下となっているか否か判定する(S36)。すなわち、S36では、S24にて算出されたクランク角がθ=8°となる時の燃焼割合MFBと、クランク角がθ=8°となる時の燃焼割合の理論値(目標値)50(%)との偏差が求められ、当該偏差が閾値γ以下となっているか否か、および、当該偏差が−γ以上となっているか否かが判定される。 After the processing of S32 or S34, the ECU 20 determines that the absolute value | MFB-50 | obtained by subtracting the target value “50%” from the combustion ratio MFB obtained in S24 is a predetermined threshold (positive predetermined value). It is determined whether or not γ or less (S36). That is, in S36, a combustion ratio MFB at the time when the crank angle calculated in S24 becomes θ 0 = 8 °, the theoretical value of the combustion rate when the crank angle becomes θ 0 = 8 ° (target value) 50 A deviation from (%) is obtained, and it is determined whether or not the deviation is equal to or smaller than a threshold γ and whether or not the deviation is equal to or larger than −γ.

ECU20は、S36にて、|MFB−50|が上記閾値γ以下となっており、燃焼割合MFBに基づいて算出された点火時期SAが概ね最適になっていると判断すると、逐次最小二乗法(RLS)を用いて、点火時期を予測するための上記予測式(1)の係数w〜wを最適化する(S38)。S38において、ECU20は、S16における点火時期の算出時の内燃機関1の負荷(充填効率)KLおよび機関回転数NE、前サイクルの排気行程中の所定のタイミングにおける筒内圧力Pe、並びに、現サイクルの吸気上死点における筒内温度Tcを取得する(なお、これらのパラメータは、S15にて取得されるものと実質的に同一のものである)。そして、ECU20は、逐次最小二乗法により、これらの負荷KL、回転数NE、筒内圧力Pe、および筒内温度TcのもとでS20にて用いられた点火時期SAを満たす係数w〜wを算出し、記憶装置に記憶されている係数w〜wをS38にて算出した新たな値により更新する。 When the ECU 20 determines in S36 that | MFB-50 | is equal to or less than the threshold value γ and the ignition timing SA calculated based on the combustion ratio MFB is substantially optimal, the successive least squares method ( RLS) is used to optimize the coefficients w 1 to w 5 of the prediction formula (1) for predicting the ignition timing (S38). In S38, the ECU 20 determines the load (filling efficiency) KL and engine speed NE of the internal combustion engine 1 when calculating the ignition timing in S16, the in-cylinder pressure Pe at a predetermined timing during the exhaust stroke of the previous cycle, and the current cycle. The in-cylinder temperature Tc at the intake top dead center is acquired (note that these parameters are substantially the same as those acquired in S15). Then, the ECU 20 performs coefficients w 1 to w satisfying the ignition timing SA used in S20 under the load KL, the rotational speed NE, the in-cylinder pressure Pe, and the in-cylinder temperature Tc by a sequential least square method. 5 is updated, and the coefficients w 1 to w 5 stored in the storage device are updated with the new values calculated in S38.

このように、内燃機関1では、ECU20(積分器I等)によって算出された点火時期SAが用いられる際に、燃焼割合MFBと目標値(50%)とが概ね一致し、対象となる燃焼室3における点火時期SAが概ね最適になっていると判断される場合に、予測式(1)の係数w〜wが最適化・更新される(S38)。これにより、燃焼割合MFBに基づいて点火時期SAが算出されている状態から、予測式(1)を用いた点火時期SA’の予測が実行されるようになった際に、点火時期SA’の予測精度を向上させることが可能となる。なお、S26にて、点火設定フラグが「1」であると判断された場合、上述のS28からS38までの処理はスキップされる。 As described above, in the internal combustion engine 1, when the ignition timing SA calculated by the ECU 20 (integrator I or the like) is used, the combustion ratio MFB and the target value (50%) substantially coincide, and the target combustion chamber When it is determined that the ignition timing SA at 3 is almost optimal, the coefficients w 1 to w 5 of the prediction formula (1) are optimized and updated (S38). As a result, when the ignition timing SA ′ using the prediction formula (1) is predicted from the state where the ignition timing SA is calculated based on the combustion ratio MFB, the ignition timing SA ′ is calculated. The prediction accuracy can be improved. If it is determined in S26 that the ignition setting flag is “1”, the processing from S28 to S38 described above is skipped.

S38の処理の実行後、あるいは、S26にて否定判断を行った場合、ECU20は、上述のS10以降の処理を再度実行する。ここで、S30にて、ΔMFBが閾値ε以上となっており、サイクル間の燃焼割合の変動が大きいと判断され、S34にて比例項フラグが「1」に設定されている場合、S10およびS12にてそれぞれ肯定判断がなされた後のS18では、比例項フラグが「1」であると判断される。従って、この場合には、次のS20の処理が実行され、積分器Iの出力に比例項を付加した値が点火時期SAとして設定されることになる。これにより、内燃機関1では、サイクル間の燃焼割合MFBの変動が大きい場合には、それを速やかに収束させ、最適な点火時期を精度よく算出することが可能となる。   After the execution of the process of S38 or when a negative determination is made in S26, the ECU 20 executes the processes after S10 described above again. Here, in S30, ΔMFB is equal to or greater than the threshold value ε, and it is determined that the variation in the combustion ratio between cycles is large. If the proportional term flag is set to “1” in S34, S10 and S12 are performed. In S18 after each affirmative determination is made at, it is determined that the proportional term flag is “1”. Accordingly, in this case, the next processing of S20 is executed, and a value obtained by adding a proportional term to the output of the integrator I is set as the ignition timing SA. Thereby, in the internal combustion engine 1, when the fluctuation of the combustion rate MFB between cycles is large, it is possible to quickly converge it and calculate the optimal ignition timing with high accuracy.

図6は、上述のS10にて内燃機関1が過渡状態にあると判断された場合の点火時期の設定手順を説明するためのフローチャートである。図6に示されるように、S10にて内燃機関1が過渡状態にあると判断された場合も、ECU20の積分器Iにより、前サイクル中に算出される燃焼割合MFBと目標値(目標MFB=50%)との偏差に基づいて対象となる燃焼室3について点火時期SAが算出され、所定の記憶領域に記憶される(S40)。ただし、内燃機関1が過渡状態にある場合、S40で算出された点火時期SAは無効とされ、実際の点火時期として用いられることはなく、S40の処理の後、上述の予測式(1)を用いて点火時期SA’が求められる(S42,S44)。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the procedure for setting the ignition timing when it is determined in S10 that the internal combustion engine 1 is in a transient state. As shown in FIG. 6, even when it is determined in S10 that the internal combustion engine 1 is in a transient state, the integrator I of the ECU 20 calculates the combustion ratio MFB and the target value (target MFB = target MFB = calculated during the previous cycle). 50%), the ignition timing SA is calculated for the target combustion chamber 3 and stored in a predetermined storage area (S40). However, when the internal combustion engine 1 is in a transient state, the ignition timing SA calculated in S40 is invalid and is not used as the actual ignition timing. After the process of S40, the above-described prediction formula (1) is obtained. Using this, the ignition timing SA ′ is obtained (S42, S44).

すなわち、過渡状態においては、燃焼室3における燃焼割合MFBに基づく点火時期SAの算出を行っても、最適な点火時期を応答性よく定めることが困難となることもある。これに対して、内燃機関1の負荷KLおよび回転数NEに加えて、筒内圧力Peや筒内温度Tcといった燃焼室3内の情報をパラメータとする上記予測式(1)を用いることにより、過渡時、更には燃焼室3内の残留ガスが多くなる場合のような特異な条件下であっても、適切な点火時期を精度よく得ることが可能となる。従って、S10にて内燃機関1が過渡状態にあると判断された際には、予測式(1)を用いて算出される値SA’が点火時期として定められ、これにより、燃焼室3における点火時期を良好に最適化することが可能となる。   In other words, in a transient state, even when the ignition timing SA is calculated based on the combustion ratio MFB in the combustion chamber 3, it may be difficult to determine the optimum ignition timing with good responsiveness. On the other hand, in addition to the load KL and the rotational speed NE of the internal combustion engine 1, by using the prediction formula (1) using information in the combustion chamber 3 such as the in-cylinder pressure Pe and the in-cylinder temperature Tc as parameters, Appropriate ignition timing can be obtained with high accuracy even under special conditions such as when the residual gas in the combustion chamber 3 increases during the transition. Therefore, when it is determined in S10 that the internal combustion engine 1 is in a transient state, the value SA ′ calculated using the prediction formula (1) is determined as the ignition timing, and thereby the ignition in the combustion chamber 3 is determined. It becomes possible to optimize the time well.

ECU20は、S42にて、図示されないエアフローメータにより測定される吸入空気量あるいはスロットルバルブ10の開度等に基づいて、その時点の内燃機関1の負荷(充填効率)KLを取得すると共に、クランク角センサ14からの信号に基づいて、その時点の機関回転数NEを取得する。更に、S42において、ECU20は、対象となる燃焼室3について、所定の記憶領域から前サイクルの排気行程中の所定のタイミングにおける筒内圧力Peを読み出すと共に、所定の記憶領域から現サイクルの吸気上死点における筒内圧力PTDCを読み出して上記(2)式から吸気上死点における燃焼室3内の温度(筒内温度)Tcを求める。 In S42, the ECU 20 acquires the load (filling efficiency) KL of the internal combustion engine 1 at that time based on the intake air amount measured by an air flow meter (not shown) or the opening degree of the throttle valve 10, and the crank angle. Based on the signal from the sensor 14, the engine speed NE at that time is acquired. Further, in S42, the ECU 20 reads out the in-cylinder pressure Pe at a predetermined timing during the exhaust stroke of the previous cycle from the predetermined storage area for the target combustion chamber 3, and increases the intake air pressure of the current cycle from the predetermined storage area. The in-cylinder pressure PTDC at the dead point is read out, and the temperature (in-cylinder temperature) Tc in the combustion chamber 3 at the intake top dead center is obtained from the above equation (2).

そして、ECU20(演算器C)は、これらのパラメータを上記予測式(1)に代入して、対象となる燃焼室3の点火時期の予測値SA’を算出する(S44)。なお、S42およびS44においても、筒内圧力Peや筒内圧力PTDCを取得し得ない場合(存在しない場合)には、これらの値は「ゼロ」とされ、予測式(1)において筒内圧力Peや筒内温度Tcの項が省略される。このようにして設定される点火時期SA’が到来すると、対象となる燃焼室3において点火プラグ7による点火が実行される(S46)。 Then, the ECU 20 (calculator C) substitutes these parameters into the prediction formula (1) to calculate the predicted value SA ′ of the ignition timing of the target combustion chamber 3 (S44). Also step S42 and S44, in a case that can not get the pressure Pe and cylinder pressure P TDC in the cylinder if it does not already exist, these values are set to "zero", the cylinder in the prediction equation (1) The terms of pressure Pe and in-cylinder temperature Tc are omitted. When the ignition timing SA ′ thus set arrives, ignition by the spark plug 7 is executed in the target combustion chamber 3 (S46).

S46にて対象となる燃焼室3において点火が実行されると、S48にて、当該燃焼室3について所定のタイミングにおける燃焼割合MFBが算出され、算出された燃焼割合MFBは、図7に示されるように、積分器Iにフィードバックされる。そして、S48の後、S44にて予測式(1)を用いて算出された点火時期SA’と、S40にて積分器Iによって算出される点火時期SAとが所定範囲内で一致しない場合には、図7のスイッチS2が図中右側にオンされ、両者の偏差(SA’−SA)が求められ、算出された偏差(SA’−SA)に所定のゲインKeを乗じた値が、図7に示されるように、積分器Iにフィードバックされる(S50)。なお、点火時期SA’と同SAとが概ね等しい(SA’≒SA)場合には、図7のスイッチS2が図中左側にオンされ、ここでの偏差が(SA−SA)すなわち「ゼロ」と算出される。したがって、この場合には積分器Iへのフィードバック量がゼロとなり、積分制御のみが行われることになる。   When ignition is executed in the target combustion chamber 3 in S46, the combustion ratio MFB at a predetermined timing is calculated for the combustion chamber 3 in S48, and the calculated combustion ratio MFB is shown in FIG. Thus, the feedback is made to the integrator I. Then, after S48, when the ignition timing SA ′ calculated using the prediction formula (1) in S44 and the ignition timing SA calculated by the integrator I in S40 do not coincide with each other within a predetermined range. The switch S2 in FIG. 7 is turned on to the right side in the figure, the deviation (SA′−SA) between them is obtained, and a value obtained by multiplying the calculated deviation (SA′−SA) by a predetermined gain Ke is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the feedback is fed back to the integrator I (S50). When the ignition timing SA ′ and SA are substantially equal (SA′≈SA), the switch S2 in FIG. 7 is turned on on the left side in the figure, and the deviation here is (SA−SA), that is, “zero”. Is calculated. Therefore, in this case, the feedback amount to the integrator I becomes zero, and only integration control is performed.

これにより、S10にて内燃機関1が過渡状態にあると判断され、予測式(1)を用いて算出される値SA’が点火時期として用いられる間、積分器Iは、前サイクルのS48にて算出される燃焼割合MFBと、前サイクルのS50にて算出される点火時期SA’と点火時期SAとの偏差とに基づいて点火時期SAを継続して算出することになる。この結果、いわゆるアンチワインドアップ化を図ることが可能となり、ECU20の処理が、上記予測式(1)を用いた点火時期SA’の予測(S40〜S50)から、燃焼割合MFBに基づく点火時期の算出(S14〜S38)へと移行した際のオーバーシュートを確実に抑制することが可能となる。   Thereby, it is determined in S10 that the internal combustion engine 1 is in a transient state, and while the value SA ′ calculated using the prediction formula (1) is used as the ignition timing, the integrator I determines in S48 of the previous cycle. Thus, the ignition timing SA is continuously calculated based on the combustion ratio MFB calculated in this way and the deviation between the ignition timing SA ′ calculated in S50 of the previous cycle and the ignition timing SA. As a result, so-called antiwindup can be achieved, and the processing of the ECU 20 determines the ignition timing based on the combustion ratio MFB from the prediction (S40 to S50) of the ignition timing SA ′ using the prediction formula (1). It is possible to reliably suppress overshoot when shifting to calculation (S14 to S38).

S50の処理の後、ECU20は、上述のS10以降の処理を再度実行する。これにより、内燃機関1では、燃焼割合MFBに基づく点火時期の算出(S14〜S38)と、予測式(1)を用いた点火時期SA’の予測(S40〜S50)とが運転条件に応じて切り換えられることになり、点火時期の最適化を常時良好に実行可能となる。   After the process of S50, the ECU 20 executes the processes after S10 described above again. Thereby, in the internal combustion engine 1, the calculation of the ignition timing based on the combustion ratio MFB (S14 to S38) and the prediction of the ignition timing SA ′ using the prediction formula (1) (S40 to S50) according to the operating conditions. As a result, the ignition timing can be optimized at all times.

本発明において用いられる積値PVκと、燃焼室内における熱発生量との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation with the product value PV ( kappa) used in this invention, and the amount of heat generation in a combustion chamber. 積値PVκに基づいて求められる燃焼割合と、熱発生率に基づいて求められる燃焼割合との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation of the combustion rate calculated | required based on product value PV ( kappa) , and the combustion rate calculated | required based on a heat release rate. 本発明による制御装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the internal combustion engine to which the control apparatus by this invention was applied. 本発明による制御装置による点火時期の設定を説明するための制御ブロック図である。It is a control block diagram for demonstrating the setting of the ignition timing by the control apparatus by this invention. 本発明による制御装置による点火時期の制御手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control procedure of the ignition timing by the control apparatus by this invention. 本発明による制御装置による点火時期の制御手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control procedure of the ignition timing by the control apparatus by this invention. 本発明による制御装置による点火時期の設定を説明するための制御ブロック図である。It is a control block diagram for demonstrating the setting of the ignition timing by the control apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
3 燃焼室
7 点火プラグ
10 スロットルバルブ
12 インジェクタ
14 クランク角センサ
15 筒内圧センサ
20 ECU
Ve 排気弁
Vi 吸気弁
C 演算器
I 積分器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 3 Combustion chamber 7 Spark plug 10 Throttle valve 12 Injector 14 Crank angle sensor 15 In-cylinder pressure sensor 20 ECU
Ve exhaust valve Vi intake valve C computing unit I integrator

Claims (10)

燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の負荷および回転数、並びに前記燃焼室内の状態に関連する所定のパラメータに基づいて前記燃焼室における最適な燃焼開始時期を予測する燃焼開始時期予測手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber,
An internal combustion engine comprising combustion start timing prediction means for predicting an optimal combustion start timing in the combustion chamber based on a predetermined parameter related to a load and a rotation speed of the internal combustion engine and a state in the combustion chamber. Control device.
前記パラメータには、排気行程中の筒内圧力と、所定のタイミングにおける前記燃焼室内の温度との少なくとも何れか一方が含まれることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter includes at least one of an in-cylinder pressure during an exhaust stroke and a temperature in the combustion chamber at a predetermined timing. 前記燃焼室における筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力に基づいて所定のタイミングにおける燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、
前記燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合が目標値と一致するように前記燃焼室における燃焼開始時期を算出する燃焼開始時期算出手段とを更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
In-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber;
A combustion ratio calculating means for calculating a combustion ratio at a predetermined timing based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detecting means;
The combustion start timing calculation means for calculating the combustion start timing in the combustion chamber so that the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means coincides with a target value. Control device for internal combustion engine.
前記燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期に基づいて前記燃焼室における混合気の燃焼を開始させる場合、前記燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合と共に、前記燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期と前記燃焼開始時期算出手段によって算出された燃焼開始時期との偏差が前記燃焼開始時期算出手段にフィードバックされることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。   When the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber is started based on the combustion start timing predicted by the combustion start timing prediction means, the combustion start timing prediction means predicts together with the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means. 4. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a deviation between the combustion start timing calculated and the combustion start timing calculated by the combustion start timing calculation means is fed back to the combustion start timing calculation means. 前記内燃機関が過渡状態にある際、前記燃焼開始時期予測手段によって予測された燃焼開始時期に基づいて前記燃焼室における混合気の燃焼を開始させることを特徴する請求項3または4に記載の内燃機関の制御装置。   5. The internal combustion engine according to claim 3, wherein when the internal combustion engine is in a transient state, combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber is started based on the combustion start timing predicted by the combustion start timing prediction unit. Engine control device. 前記燃焼割合と前記目標値との偏差が所定範囲内にあるか否か判定する判定手段と、
前記燃焼開始時期算出手段によって算出された燃焼開始時期に基づいて前記燃焼室における混合気の燃焼が開始された後、前記判定手段によって前記燃焼割合と前記目標値との偏差が所定範囲内にあると判断された場合に、前記燃焼開始時期予測手段による燃焼開始時期の予測に用いられる予測式の係数を最適化する手段とを更に備えることを特徴とする請求項3から5の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
Determination means for determining whether a deviation between the combustion ratio and the target value is within a predetermined range;
After the start of combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber based on the combustion start timing calculated by the combustion start timing calculation means, the deviation between the combustion ratio and the target value is within a predetermined range by the determination means. 6. The apparatus according to claim 3, further comprising: means for optimizing a coefficient of a prediction formula used for prediction of the combustion start timing by the combustion start timing prediction means when it is determined that Control device for internal combustion engine.
前記燃焼開始時期算出手段は、前記燃焼割合と前記目標値との偏差に基づいて燃焼開始時期を算出する積分回路と、前記燃焼割合算出手段によって算出される燃焼割合の所定サイクル間における変動が所定値を上回る場合に、前記燃焼割合と前記目標値との偏差に所定のゲインを乗じた値を前記積分回路の出力に付加する比例回路とを含むことを特徴とする請求項3から6の何れかに記載の内燃機関の制御装置。   The combustion start timing calculation means includes an integration circuit that calculates a combustion start timing based on a deviation between the combustion ratio and the target value, and a fluctuation of the combustion ratio calculated by the combustion ratio calculation means between predetermined cycles is predetermined. 7. A proportional circuit that adds a value obtained by multiplying a deviation between the combustion ratio and the target value by a predetermined gain to the output of the integration circuit when the value exceeds the value. A control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記燃焼割合算出手段は、前記筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力と当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の指数で累乗した値との積値に基づいて前記燃焼割合を算出することを特徴とする請求項3から7の何れかに記載の内燃機関の制御装置。   The combustion ratio calculation means calculates the combustion ratio based on a product value of an in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure detection means and a value obtained by raising the cylinder volume at the time of detection of the cylinder pressure by a predetermined index. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the control device calculates the internal combustion engine. 前記燃焼割合算出手段によって燃焼割合が求められる所定のタイミングは、吸気弁閉弁後かつ燃焼開始前に設定された第1のタイミングと、前記燃焼開始の後かつ排気弁開弁前に設定された第2のタイミングとの間に設定されており、前記燃焼割合算出手段は、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間における前記積値の差分と、前記第1のタイミングと前記所定のタイミングとの間における前記積値の差分とに基づいて前記燃焼割合を算出することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。   The predetermined timing at which the combustion rate is calculated by the combustion rate calculating means is set to a first timing set after the intake valve is closed and before the start of combustion, and after the start of combustion and before the exhaust valve is opened. The combustion ratio calculation means is set between the second timing, the difference between the product values between the first timing and the second timing, the first timing, and the predetermined timing. 9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the combustion ratio is calculated based on a difference between the product values with respect to the timing of the engine. 燃料および空気の混合気を前記燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御方法において、
前記内燃機関の負荷、回転数および前記燃焼室内の状態に関連する所定のパラメータに基づいて前記燃焼室における最適な燃焼開始時期を予測するステップを備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
In a control method of an internal combustion engine for generating power by burning a mixture of fuel and air in the combustion chamber,
A method for controlling an internal combustion engine, comprising: predicting an optimal combustion start timing in the combustion chamber based on predetermined parameters related to a load, a rotational speed of the internal combustion engine, and a state in the combustion chamber.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008101591A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Toyota Motor Corp Ignition timing control device of internal combustion engine
JP2020070770A (en) * 2018-11-01 2020-05-07 マツダ株式会社 Control device for engine
CN115898564A (en) * 2022-10-26 2023-04-04 华电电力科学研究院有限公司 Fault early warning method, system, device and medium for turbine through-flow part

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008101591A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Toyota Motor Corp Ignition timing control device of internal combustion engine
JP2020070770A (en) * 2018-11-01 2020-05-07 マツダ株式会社 Control device for engine
CN115898564A (en) * 2022-10-26 2023-04-04 华电电力科学研究院有限公司 Fault early warning method, system, device and medium for turbine through-flow part
CN115898564B (en) * 2022-10-26 2024-07-16 华电电力科学研究院有限公司 Fault early warning method, system, device and medium for turbine through-flow part

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