JP4419975B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来、例えば特開平8−232752号公報には、図示平均有効圧の標準偏差を図示平均有効圧の平均値で除した値を判定指標として、図示平均有効圧の変動限界を判別する方法が開示されている。 Conventionally, for example, JP-A-8-232752 discloses a method for determining the fluctuation limit of the indicated mean effective pressure using a value obtained by dividing the standard deviation of the indicated mean effective pressure by the average value of the indicated mean effective pressure. Has been.
しかしながら、特開平8−232752号公報に記載された手法は、実測値から算出した判定指標を用いて変動限界を判別するものであるため、判定指標が変動限界に達するまでの間は、図示平均有効圧が限界値に到達したか否かを判別することができないという問題がある。このため、判定の際には図示平均有効圧が実際に変動限界値に到達してしまい、ドライバビリティが悪化するという問題が生じる。 However, since the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-232752 discriminates the variation limit using the determination index calculated from the actual measurement value, the average shown in the figure until the determination index reaches the variation limit. There is a problem that it cannot be determined whether or not the effective pressure has reached a limit value. For this reason, in the determination, the indicated mean effective pressure actually reaches the fluctuation limit value, resulting in a problem that the drivability deteriorates.
また、特開平8−232752号公報に記載された手法は、図示平均有効圧を判定指標としているため、実際に内燃機関から出力される軸トルクが変動限界に達したか否かを判別することができないという問題がある。 In addition, since the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-232752 uses the indicated mean effective pressure as a determination index, it is determined whether or not the shaft torque actually output from the internal combustion engine has reached the fluctuation limit. There is a problem that can not be.
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、ドライバビリティを悪化させることなく、トルク変動の許容範囲内で最も遅角された点火時期を求めることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain the most retarded ignition timing within an allowable range of torque fluctuation without deteriorating drivability.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、前記筒内圧に基づいて、燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、前記筒内圧に基づいて、図示トルクを算出する図示トルク算出手段と、燃焼割合が所定値となるクランク角位置を算出するクランク角位置算出手段と、複数サイクルにおける前記クランク角位置の分布を算出する燃焼割合クランク角位置分布算出手段と、前記複数サイクルにおける前記図示トルクの分布を算出する図示トルク分布算出手段と、点火時期を遅角させた際の前記クランク角位置の分布を推定する燃焼割合クランク角位置分布推定手段と、前記図示トルクの分布及び推定した前記クランク角位置の分布に基づいて、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を推定する図示トルク分布推定手段と、前記図示トルクの分布に基づいて、内燃機関のトルク変動が所定範囲となる条件下で遅角された点火時期を求める点火時期算出手段と、前記点火時期算出手段により算出された点火時期に基づいて、点火時期の遅角制御を実行する点火時期遅角制御実行手段と、を備えたことを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、前記点火時期算出手段は、前記図示トルクの分布に基づいて、内燃機関のトルク変動が前記所定範囲となる条件下で最も遅角された点火時期を求めることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention provides a cylinder pressure acquisition means for acquiring a cylinder pressure, a combustion ratio calculation means for calculating a combustion ratio based on the cylinder pressure, and a cylinder pressure based on the cylinder pressure. Illustrated torque calculating means for calculating the indicated torque, crank angle position calculating means for calculating the crank angle position at which the combustion ratio becomes a predetermined value, and combustion ratio crank angle position distribution calculation for calculating the distribution of the crank angle position in a plurality of cycles Means, calculated torque distribution calculating means for calculating the distribution of the indicated torque in the plurality of cycles, combustion rate crank angle position distribution estimating means for estimating the distribution of the crank angle position when the ignition timing is retarded, The indicated torque for estimating the indicated torque distribution when the ignition timing is retarded based on the indicated torque distribution and the estimated distribution of the crank angle position. Cloth estimation means, based on the distribution of the indicated torque, an ignition timing calculation means torque fluctuation of the internal combustion engine obtains the ignition timing is retarded under conditions of a predetermined range, which is calculated by said ignition timing calculation means And ignition timing retard control execution means for executing ignition timing retard control based on the ignition timing .
In a second aspect based on the first aspect, the ignition timing calculation means calculates the ignition timing that is most retarded under the condition that the torque fluctuation of the internal combustion engine falls within the predetermined range based on the distribution of the indicated torque. It is characterized by seeking.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記燃焼割合クランク角位置分布推定手段は、前記クランク角位置の分布を表す標準偏差を前記クランク角位置の平均値を含む値で除算した値が点火時期によらずほぼ一定値となることに基づいて、点火時期を遅角させた際の前記クランク角位置の分布を推定することを特徴とする。 According to a third invention, in the first or second invention, the combustion ratio crank angle position distribution estimating unit divides a standard deviation representing the distribution of the crank angle position by a value including an average value of the crank angle position. The distribution of the crank angle position when the ignition timing is retarded is estimated based on the fact that the value becomes a substantially constant value regardless of the ignition timing.
第4の発明は、第1〜第3の発明のいずれかにおいて、前記図示トルク分布推定手段は、前記クランク角位置の分布を表す標準偏差を前記図示トルクの分布を表す標準偏差で除算した値と、点火時期との関係を規定した数式又はマップを用いて、点火時期を遅角させた際の前記図示トルクの分布を推定することを特徴とする。 In a fourth aspect based on any one of the first to third aspects , the indicated torque distribution estimating means is a value obtained by dividing a standard deviation representing the distribution of the crank angle position by a standard deviation representing the distribution of the indicated torque. The distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded is estimated using a mathematical formula or a map that defines the relationship between the ignition timing and the ignition timing.
第5の発明は、第4の発明において、前記数式又はマップは、前記クランク角位置の分布を表す標準偏差を前記図示トルクの分布を表す標準偏差で除算した値と、点火時期との関係を一次関数で規定したものであることを特徴とする。 In a fifth aspect based on the fourth aspect , the mathematical expression or the map represents a relationship between an ignition timing and a value obtained by dividing a standard deviation representing the distribution of the crank angle position by a standard deviation representing the distribution of the indicated torque. It is defined by a linear function.
第6の発明は、第4又は第5の発明において、前記数式又はマップを内燃機関の経年変化又は機差に応じて補正する補正手段を更に備えたことを特徴とする。 A sixth invention is characterized in that, in the fourth or fifth invention, a correction means for correcting the mathematical expression or the map in accordance with an aging change or a machine difference of the internal combustion engine is further provided.
第7の発明は、第1〜第6の発明のいずれかにおいて、推定した前記図示トルクの分布に基づいて、内燃機関のクランク軸の軸トルクの分布を算出する軸トルク分布算出手段を更に備え、前記点火時期算出手段は、前記図示トルクの分布から算出された前記軸トルクの分布に基づいて、内燃機関のトルク変動が所定範囲となる条件下で遅角された点火時期を求めることを特徴とする。 According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, there is further provided a shaft torque distribution calculating means for calculating a shaft torque distribution of the crankshaft of the internal combustion engine based on the estimated distribution of the indicated torque. The ignition timing calculation means obtains an ignition timing retarded under the condition that the torque fluctuation of the internal combustion engine falls within a predetermined range based on the distribution of the shaft torque calculated from the distribution of the indicated torque. And
第8の発明は、第1〜第7の発明のいずれかにおいて、前記燃焼割合クランク角位置分布推定手段は、前記図示トルク分布算出手段で算出された前記図示トルクの分布が小さい場合ほど、前記クランク角位置の分布を推定する際の点火時期の遅角量を大きくすることを特徴とする。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the combustion rate crank angle position distribution estimating means is configured such that the smaller the distribution of the indicated torque calculated by the indicated torque distribution calculating means, The retard amount of the ignition timing when estimating the distribution of the crank angle position is increased.
第1の発明によれば、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を推定することができるため、トルク変動が許容レベルとなる範囲で遅角することのできる点火時期をモデル計算により求めることができる。従って、ドライバビリティを良好に保った状態で点火時期を遅角させることができ、始動時の触媒暖機を短時間で行うことが可能となる。
第2の発明によれば、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を推定することができるため、トルク変動が許容レベルとなる範囲で最も遅角することのできる点火時期をモデル計算により求めることができる。従って、ドライバビリティを良好に保った状態で点火時期を最も遅角させることができ、始動時の触媒暖機を短時間で行うことが可能となる。
According to the first invention, since the distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded can be estimated, the ignition timing that can be retarded within a range in which the torque fluctuation becomes an allowable level is obtained by model calculation. Can be sought. Therefore, it is possible to retard the ignition timing while maintaining good drivability, and it is possible to warm up the catalyst at the time of startup in a short time.
According to the second invention, since the distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded can be estimated, the ignition timing that can be most retarded within a range where the torque fluctuation is within the allowable level is calculated by model calculation. It can ask for. Accordingly, the ignition timing can be most retarded while maintaining good drivability, and the catalyst can be warmed up in a short time.
第3の発明によれば、燃焼割合が所定値となるクランク角位置の分布を表す標準偏差をクランク角位置の平均値を含む値で除算した値は、点火時期によらずほぼ一定値となるため、点火時期を遅角させた際のクランク角位置の分布を推定することが可能となる。 According to the third invention, the value obtained by dividing the standard deviation representing the distribution of the crank angle position at which the combustion ratio becomes a predetermined value by the value including the average value of the crank angle position is a substantially constant value regardless of the ignition timing. Therefore, it is possible to estimate the crank angle position distribution when the ignition timing is retarded.
第4の発明によれば、クランク角位置の分布を表す標準偏差を図示トルクの分布を表す標準偏差で除算した値と、点火時期との関係を規定した数式又はマップを予め構築しておくことで、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を推定することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, a mathematical formula or a map that prescribes the relationship between the value obtained by dividing the standard deviation representing the distribution of the crank angle position by the standard deviation representing the distribution of the indicated torque and the ignition timing is constructed in advance. Thus, it is possible to estimate the distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded.
第5の発明によれば、クランク角位置の分布を表す標準偏差を図示トルクの分布を表す標準偏差で除算した値と、点火時期との関係を一次関数で規定するため、数式又はマップを簡素に構築することができる。 According to the fifth invention, since the relationship between the standard deviation representing the distribution of the crank angle position divided by the standard deviation representing the distribution of the indicated torque and the ignition timing is defined by the linear function, the mathematical formula or the map is simplified. Can be built.
第6の発明によれば、数式又はマップを内燃機関の経年変化又は機差に応じて補正するため、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を高精度に推定することが可能となる。 According to the sixth invention, since the mathematical formula or the map is corrected according to the secular change or machine difference of the internal combustion engine, the distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded can be estimated with high accuracy. Become.
第7の発明によれば、内燃機関のクランク軸の軸トルクの分布に基づいて点火時期を求めるため、ドライバビリティを考慮した上での点火時期の遅角制御を更に高精度に行うことが可能となる。 According to the seventh aspect of the invention, since the ignition timing is obtained based on the distribution of the shaft torque of the crankshaft of the internal combustion engine, it is possible to perform ignition timing retardation control with higher accuracy in consideration of drivability. It becomes.
第8の発明によれば、図示トルクの分布が小さい場合ほど、クランク角位置の分布を推定する際の点火時期の遅角量を大きくするため、点火時期を目標値に設定するまでの処理量を低減することが可能となる。
According to the eighth aspect of the invention, as the indicated torque distribution is smaller, the amount of processing until the ignition timing is set to the target value in order to increase the retard amount of the ignition timing when estimating the crank angle position distribution. Can be reduced.
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関10には吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12は、上流側の端部にエアフィルタ16を備えている。エアフィルタ16には、吸気温THA(すなわち外気温)を検出する吸気温センサ18が組みつけられている。排気通路14には、排気浄化触媒31が設けられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining a control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention and a structure around the control device. An
エアフィルタ16の下流には、エアフロメータ20が配置されている。エアフロメータ20は、吸気通路12を流れる吸入空気量Gaを検出するセンサである。エアフロメータ20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ24と、スロットルバルブ22が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ26とが配置されている。
An
スロットルバルブ22の下流には、サージタンク28が設けられている。また、サージタンク28の更に下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁30が配置されている。
A
内燃機関10の各気筒はシリンダ32、ピストン34、点火プラグ35を備えている。ピストン34には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸36が連結されている。車両駆動系と補機類(エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等)は、このクランク軸36の回転トルクによって駆動される。クランク軸36の近傍には、クランク軸36の回転角(機関回転数)を検出するためのクランク角センサ38が取り付けられている。また、内燃機関10には、筒内の圧力(筒内圧)を検出するための筒内圧センサ44が設けられている。
Each cylinder of the
シリンダ32、ピストン34など内燃機関10を構成する部材は、周囲を流れる冷却水によって冷却されている。内燃機関10のシリンダブロックには、冷却水温THWを検出する水温センサ42が取り付けられている。
Members constituting the
図1に示すように、本実施形態の燃料制御装置はECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種センサに加え、大気圧を検出する大気圧センサや、ノッキングの発生を検知するKCSセンサ、車速、排気温度、潤滑油温度、触媒床温度などを検出するための各種センサ(不図示)が接続されている。また、ECU40には、上述した燃料噴射弁30、点火プラグ35などの各アクチュエータが接続されている。
As shown in FIG. 1, the fuel control apparatus of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the various sensors described above, the
このように構成された本実施形態のシステムでは、冷間始動時など排気浄化触媒31の温度が活性温度に到達していない条件下では、点火時期を遅角させることで触媒暖機を行う。点火時期を遅角させる制御によれば、シリンダ32に送られたガスを触媒側で燃焼させることができるため、早期に排気浄化触媒31を暖機することができる。従って、機関始動時の排気ガスのエミッションを良好にすることができる。
In the system of the present embodiment configured as described above, the catalyst is warmed up by retarding the ignition timing under conditions where the temperature of the
一方、点火時期を過度に遅角させると、クランク軸36のトルク変動のバラツキが大きくなり、ドライバビリティが悪化する場合がある。このため、本実施形態では、トルク変動を抑えた状態で点火時期を最も遅角させるように制御を行う。これにより、ドライバビリティを良好に保つとともに、排気浄化触媒31を早期に暖機することが可能となる。
On the other hand, if the ignition timing is retarded excessively, the variation in torque fluctuation of the
この際、本実施形態では、モデル計算によりドライバビリティが悪化しない最適な点火時期を算出し、これに基づいて実際の点火時期を遅角させる制御を行う。このような手法によれば、点火時期を実際に変更した上でトルク変動を観測する必要がないため、実際の点火時期がトルク変動の許容範囲を超える状態に設定されてしまうことを回避でき、ドライバビリティの悪化を確実に抑止することができる。従って、トルクのバラツキの安定性を確保しつつ、すばやく触媒暖機効果を高めることのできる点火時期に設定することが可能となる。 At this time, in the present embodiment, an optimal ignition timing that does not deteriorate drivability is calculated by model calculation, and based on this, control is performed to retard the actual ignition timing. According to such a method, since it is not necessary to observe the torque fluctuation after actually changing the ignition timing, it can be avoided that the actual ignition timing is set to a state exceeding the allowable range of the torque fluctuation, Deterioration of drivability can be reliably suppressed. Accordingly, it is possible to set the ignition timing at which the catalyst warm-up effect can be quickly enhanced while ensuring the stability of torque variation.
以下、図2のフローチャートに基づいて、本実施形態のシステムにおける処理について説明する。図2の処理は、所定の時間間隔毎に繰り返し実行されるものである。先ず、ステップS1では、運転モードを表すフラグ(flag)の状態を読み込み、flag=1の場合はステップS2へ進む。一方、flag=0の場合はステップS3へ進む。 Hereinafter, processing in the system of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. The process in FIG. 2 is repeatedly executed at predetermined time intervals. First, in step S1, the state of a flag indicating the operation mode is read. If flag = 1, the process proceeds to step S2. On the other hand, if flag = 0, the process proceeds to step S3.
ここで、flagは現在の運転モードを表しており、本実施形態の手法による点火時期遅角補正モードによる運転が行われる場合はflag=1とされる。一方、通常走行時など点火時期遅角補正が行われていない場合はflag=0とされる。 Here, flag represents the current operation mode, and flag = 1 is set when operation is performed in the ignition timing retardation correction mode according to the method of the present embodiment. On the other hand, flag = 0 is set when ignition timing retardation correction is not performed, such as during normal travel.
ステップS3では、点火時期遅角補正モードにおけるサイクルカウント数cycを0に設定する(cyc=0)。ステップS3の後はステップS2へ進む。 In step S3, the cycle count number cyc in the ignition timing retard correction mode is set to 0 (cyc = 0). After step S3, the process proceeds to step S2.
ステップS2では、現在の内燃機関10の機関回転数Ne、負荷KL、吸入空気量Gaなどの運転状態を計測し、保存する。次のステップS4では、ステップS2で計測した運転状態に基づいて、現サイクルと前サイクルの運転状態を比較することで、現在の運転状態が定常状態であるか否かを判定する。
In step S2, operating conditions such as the current engine speed Ne, load KL, and intake air amount Ga of the
ステップS4で現在の運転状態が定常状態であると判定された場合は、ステップS5へ進む。ステップS5では、運転モードを表すフラグflagを1に設定する(flag=1)。一方、ステップS4で現在の運転状態が定常状態ではないと判定された場合、すなわち、現在の運転状態が過渡運転状態と判定された場合は、点火時期遅角補正を行わないため、ステップS17へ進み、flag=0とする。そして、ステップS17の後は処理を終了する(RETURN)。 If it is determined in step S4 that the current operating state is a steady state, the process proceeds to step S5. In step S5, a flag flag indicating the operation mode is set to 1 (flag = 1). On the other hand, if it is determined in step S4 that the current operation state is not a steady state, that is, if the current operation state is determined to be a transient operation state, the ignition timing retardation correction is not performed, and thus the process proceeds to step S17. Go ahead and set flag = 0. Then, after step S17, the process ends (RETURN).
ステップS5の後はステップS6へ進む。ステップS6では、現在のサイクルカウント数cycに1を加算する処理を行う(cyc=cyc+1)。次のステップS7では、現サイクル(cyc+1)において、筒内圧センサ44により筒内圧を計測する。この際、内燃機関10が4気筒の機関の場合は、圧縮行程および膨張行程のクランク角360°の区間で筒内圧を計測する。
After step S5, the process proceeds to step S6. In step S6, a process of adding 1 to the current cycle count cyc is performed (cyc = cyc + 1). In the next step S7, in-cylinder pressure is measured by the in-
次のステップS8では、ステップS7で計測した筒内圧に基づいて、現サイクルにおける50%燃焼点(BP)[CA]、および図示トルクITQを算出する。図3は、50%燃焼点[CA]を表す模式図であって、横軸はクランク角を表している。また、縦軸は、現サイクルの総発熱量に対して、任意のクランク角までに発生した発熱量の割合(燃焼割合)を表している。 In the next step S8, the 50% combustion point (BP) [CA] and the indicated torque ITQ in the current cycle are calculated based on the in-cylinder pressure measured in step S7. FIG. 3 is a schematic diagram showing the 50% combustion point [CA], and the horizontal axis shows the crank angle. The vertical axis represents the ratio of the amount of heat generated up to an arbitrary crank angle (combustion ratio) with respect to the total amount of heat generated in the current cycle.
図3に示すように、クランク角θ0で点火が行われると、クランク角が進むにつれて燃焼割合が増加していく。50%燃焼点[CA]は、燃焼割合が50%になるクランク角を表している。50%燃焼点[CA]は、以下の(1)式、(2)式から算出することができる。 As shown in FIG. 3, when ignition is performed at the crank angle θ 0 , the combustion rate increases as the crank angle advances. The 50% combustion point [CA] represents the crank angle at which the combustion ratio becomes 50%. The 50% combustion point [CA] can be calculated from the following equations (1) and (2).
(1)式は、筒内圧P、筒内容積V、及び発熱量(累積加熱率)Qの間に成立するエネルギー保存則である。(1)式中、κは比熱比である。また、筒内容積Vおよびその変化率dV/dθは、クランク角θに応じて幾何学的に決定される値である。また、θ0は点火を行ったクランク角であり、Pは筒内圧センサ44で検出された筒内圧である。従って、(1)式による積分値を算出することで、クランク角θ0から任意のクランク角EVOまでの間に発生した発熱量Qを算出することができる。
Equation (1) is an energy conservation law that is established between the in-cylinder pressure P, the in-cylinder volume V, and the heat generation amount (cumulative heating rate) Q. In the formula (1), κ is a specific heat ratio. Further, the in-cylinder volume V and the rate of change dV / dθ are values determined geometrically according to the crank angle θ. Θ 0 is the crank angle at which ignition was performed, and P is the in-cylinder pressure detected by the in-
そして、(1)式によれば、任意のクランク角EVOにおける発熱量Qを順次に算出することで、発熱量Qの最大値Qmaxを求めることができる。そして、Qmaxの50%の熱量Qが発生するクランク角EVOが50%燃焼点[CA]となる。なお、Qmaxの50%の発熱量Qは、(2)式において、燃焼割合xb=50[%]とすることで算出される。 According to the equation (1), the maximum value Qmax of the heat generation amount Q can be obtained by sequentially calculating the heat generation amount Q at an arbitrary crank angle EVO. The crank angle EVO at which the heat quantity Q that is 50% of Qmax is generated becomes the 50% combustion point [CA]. The calorific value Q of 50% of Qmax is calculated by setting the combustion ratio xb = 50 [%] in the equation (2).
また、現サイクルにおける図示トルクITQは、以下の(3)式、(4)式から算出することができる。(3)式は、筒内圧Pに基づいて圧縮行程、膨張行程のクランク角360°の区間における仕事量Wを算出する式である。また、(4)式は、仕事量Wに基づいて図示トルクITQを算出する式である。なお、(4)式において、Ncはシリンダ数を表している。 The indicated torque ITQ in the current cycle can be calculated from the following formulas (3) and (4). The expression (3) is an expression for calculating the work amount W in the section of the crank angle 360 ° in the compression stroke and the expansion stroke based on the in-cylinder pressure P. Further, the expression (4) is an expression for calculating the indicated torque ITQ based on the work amount W. In the equation (4), Nc represents the number of cylinders.
このようにして求められた50%燃焼点[CA]、図示トルクITQの値は例えばECU40内のメモリに保存される。
The values of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ obtained in this way are stored in a memory in the
次のステップS9では、現サイクルのサイクルカウント数cycが100以上か否かを判定する。すなわち、ここではcyc≧100であるか否かを判定する。cyc≧100の場合は、50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータの取得が完了しているため、ステップS10へ進む。ここで、サイクルカウント数cycの判定値100は、50%燃焼点[CA]および図示トルクITQの標準偏差σ50,σITQを算出するためのサイクル数であるが、サイクルカウント数の判定値は100以外の値に設定しても良い。一方、ステップS9でcyc<100の場合は、50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータが取得できていないため、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。この場合、次のルーチンのステップS6で、サイクルカウント数cycに1が加算され、次サイクルにおける50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの算出が引き続き行われる。
In the next step S9, it is determined whether or not the cycle count number cyc of the current cycle is 100 or more. That is, it is determined here whether cyc ≧ 100. In the case of cyc ≧ 100, acquisition of data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ is completed, and the process proceeds to step S10. Here, the
ステップS10へ進んだ場合は、50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータに基づいて、50%燃焼点[CA]の平均値μ50及び標準偏差σ50と、図示トルクITQの標準偏差σITQを算出する処理が行われる。ここで、標準偏差σ50,σITQは、以下の(5)式から算出できる。 When the process proceeds to step S10, the average value μ50 and standard deviation σ50 of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ based on the data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ. The standard deviation σITQ is calculated. Here, the standard deviations σ50 and σITQ can be calculated from the following equation (5).
(5)式において、xの値に50%燃焼点[CA]の100サイクル分のデータを代入することで標準偏差σ50が求まる。また、xの値に図示トルクITQの100サイクル分のデータを代入することで標準偏差σITQが求まる。なお、(5)式においてcyc=100である。 In equation (5), the standard deviation σ50 is obtained by substituting the data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] into the value of x. Also, the standard deviation σITQ is obtained by substituting the data for 100 cycles of the indicated torque ITQ into the value of x. In the equation (5), cyc = 100.
次のステップS11では、点火時期SArが現在の点火時期に設定される。すなわち、ここでは、ステップS5〜S9のルーチンで50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータを取得した際の点火時期がSArに設定される。 In the next step S11, the ignition timing SAr is set to the current ignition timing. That is, here, the ignition timing when the data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ is acquired in the routine of steps S5 to S9 is set to SAr.
次のステップS12では、点火時期SArを2°遅角させる処理が行われる。すなわち、ここでは、ステップS11で設定された現在の点火時期SArに2°を加算する処理が行われる(SAr=SAr+2)。 In the next step S12, a process for retarding the ignition timing SAr by 2 ° is performed. That is, here, a process of adding 2 ° to the current ignition timing SAr set in step S11 is performed (SAr = SAr + 2).
次のステップS13では、ステップS12で設定された点火時期SArにおいて50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50rを算出する。ここでは、標準偏差σ50rを算出する方法を図4、図5及び図6に基づいて詳細に説明する。 In the next step S13, the standard deviation σ50r of the 50% combustion point [CA] is calculated at the ignition timing SAr set in step S12. Here, a method for calculating the standard deviation σ50r will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG.
図4は、点火時期と図示トルクとの関係を示す特性図である。図4において、横軸は圧縮上死点を基準とする点火時期[ATDC]を示している。すなわち、横軸の点火時期の値が大きくなるほど、点火時期は遅角されることになる。図4の特性に示すように、点火時期を遅角するほど、図示トルクの値は低下する。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the ignition timing and the indicated torque. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the ignition timing [ATDC] with the compression top dead center as a reference. That is, as the ignition timing value on the horizontal axis increases, the ignition timing is retarded. As shown in the characteristics of FIG. 4, the value of the indicated torque decreases as the ignition timing is retarded.
図4中に示す点火時期θ1は、ステップS11で設定された点火時期SArを示しており、ステップS5〜S9のルーチンで50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータを取得した際の点火時期SArを示している。また、図4中に示す点火時期θ2は、ステップS12で設定された点火時期SArを示しており、ステップS11で設定された点火時期SArを2°遅角させた値である。 The ignition timing θ1 shown in FIG. 4 indicates the ignition timing SAr set in step S11. In the routine of steps S5 to S9, 50% combustion point [CA] and data for 100 cycles of the indicated torque ITQ are obtained. The ignition timing SAr at the time of acquisition is shown. Further, the ignition timing θ2 shown in FIG. 4 indicates the ignition timing SAr set in step S12, and is a value obtained by retarding the ignition timing SAr set in step S11 by 2 °.
図4中に示す小座標A1の分布A2は、ステップS5〜S9のルーチンで取得された50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの100サイクル分のデータの分布を表している。このように、ステップS5〜S9のルーチンで取得された50%燃焼点[CA]の100個のデータは、平均値μ50を中心に標準偏差σ50で分布している。また、ステップS5〜S9のルーチンで取得された図示トルクITQの100個のデータは、標準偏差σITQで分布している。小座標A1の分布A2で表される50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQの分布は、ステップS10で既に算出されている値である。 A distribution A2 of small coordinates A1 shown in FIG. 4 represents the distribution of data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] acquired in the routine of steps S5 to S9 and the indicated torque ITQ. Thus, the 100 data of the 50% combustion point [CA] acquired in the routine of steps S5 to S9 is distributed with the standard deviation σ50 around the average value μ50. In addition, 100 pieces of data of the indicated torque ITQ acquired in the routine of steps S5 to S9 are distributed with the standard deviation σITQ. The 50% combustion point [CA] represented by the distribution A2 of the small coordinates A1 and the distribution of the indicated torque ITQ are values already calculated in step S10.
一方、図4中に示す小座標B1の分布B2は、ステップS12設定された、2°遅角させた点火時期SArにおける50%燃焼点[CA]、および図示トルクITQのデータの分布を示している。ここで、標準偏差σ50rは小座標B1の分布B2における50%燃焼点[CA]の標準偏差であり、平均値μ50rは小座標B1の分布B2における50%燃焼点[CA]の平均値である。また、標準偏差σITQrは、小座標B1の分布B2における図示トルクITQrの標準偏差である。 On the other hand, the distribution B2 of the small coordinate B1 shown in FIG. 4 shows the distribution of the data of the 50% combustion point [CA] at the ignition timing SAr set in step S12 and retarded by 2 °, and the indicated torque ITQ. Yes. Here, the standard deviation σ50r is the standard deviation of the 50% combustion point [CA] in the distribution B2 of the small coordinate B1, and the average value μ50r is the average value of the 50% combustion point [CA] in the distribution B2 of the small coordinate B1. . The standard deviation σITQr is a standard deviation of the indicated torque ITQr in the distribution B2 of the small coordinates B1.
ステップS13では、小座標A1の分布A2における標準偏差σ50、標準偏差σITQに基づいて、点火時期を2°遅角させた小座標B1の分布B2において、50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50rを推定する処理を行う。以下、点火時期を2°遅角させた後の50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50rを推定する手法を詳細に説明する。 In step S13, the standard deviation σ50r of the 50% combustion point [CA] in the distribution B2 of small coordinates B1 obtained by retarding the ignition timing by 2 ° based on the standard deviation σ50 and standard deviation σITQ in the distribution A2 of small coordinates A1. The process which estimates is performed. Hereinafter, a method for estimating the standard deviation σ50r of the 50% combustion point [CA] after retarding the ignition timing by 2 ° will be described in detail.
図5は、50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50と点火時期との関係を示す特性図である。上述したように、50%燃焼点[CA]は、燃焼割合が50%となるクランク角である。図5に示すように、50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50の値は点火時期に応じて変化し、点火時期を遅角するほど標準偏差σ50の値は大きくなる。すなわち、点火時期を遅角するほど、50%燃焼点[CA]の値のバラツキは大きくなる。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the standard deviation σ50 of the 50% combustion point [CA] and the ignition timing. As described above, the 50% combustion point [CA] is a crank angle at which the combustion ratio is 50%. As shown in FIG. 5, the value of the standard deviation σ50 of the 50% combustion point [CA] changes according to the ignition timing, and the value of the standard deviation σ50 increases as the ignition timing is retarded. That is, as the ignition timing is retarded, the variation in the value of the 50% combustion point [CA] increases.
一方、図6は、50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50を平均値μ50+Cで除算した値と、点火時期との関係を示す特性図である。このように、標準偏差σ50/(平均値μ50+C)と点火時期との関係においては、点火時期が変化した場合であっても、標準偏差σ/(平均値μ50+C)の値は一定値に保たれる。すなわち、σ50/(μ50+C)と点火時期との関係においては、点火時期の感度が無くなるという特性が得られる。従って、図6の特性によれば、小座標A1の分布A2における標準偏差σ50/(平均値μ50+C)の値と、小座標B1の分布B2における標準偏差σ50r/(平均値μ50r+C)の値は等しくなる。なお、定数Cは、内燃機関10ごとに同定される値である。従って、以下の(6)式の関係が成立する。
On the other hand, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the ignition timing and the value obtained by dividing the standard deviation σ50 of the 50% combustion point [CA] by the average value μ50 + C. Thus, in the relationship between the standard deviation σ50 / (average value μ50 + C) and the ignition timing, the value of the standard deviation σ / (average value μ50 + C) is kept constant even when the ignition timing changes. It is. That is, in the relationship between σ50 / (μ50 + C) and the ignition timing, a characteristic that the sensitivity of the ignition timing is lost is obtained. Therefore, according to the characteristics of FIG. 6, the standard deviation σ50 / (average value μ50 + C) in the distribution A2 of the small coordinate A1 is equal to the standard deviation σ50r / (average value μ50r + C) in the distribution B2 of the small coordinate B1. Become. The constant C is a value identified for each
また、50%燃焼点[CA]の平均値μ50の値は、点火時期を遅角させると、遅角量だけ変化する。すなわち、小座標A1の分布A2における50%燃焼点[CA]の平均値μ50と、小座標B1の分布B2における50%燃焼点[CA]の平均値μ50rとの差分は、遅角した2°に相当する。従って、以下の(7)式の関係が成立する。 Further, the value of the average value μ50 of the 50% combustion point [CA] changes by the retard amount when the ignition timing is retarded. That is, the difference between the average value μ50 of the 50% combustion point [CA] in the distribution A2 of the small coordinate A1 and the average value μ50r of the 50% combustion point [CA] in the distribution B2 of the small coordinate B1 is retarded by 2 °. It corresponds to. Accordingly, the relationship of the following expression (7) is established.
そして、(6)式、(7)式をσ50rについて解くと、以下の(8)式が得られる。(8)式において、右辺の各項は既知の値である。従って、ステップS13において、(8)式に基づいて、ステップS12で設定された2°遅角された点火時期SArにおける50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50rを算出することができる。 When the equations (6) and (7) are solved for σ50r, the following equation (8) is obtained. In the equation (8), each term on the right side is a known value. Accordingly, in step S13, the standard deviation σ50r of the 50% combustion point [CA] at the ignition timing SAr retarded by 2 ° set in step S12 can be calculated based on the equation (8).
ステップS13の後は、ステップS14へ進む。ステップS14では、ステップS13で算出した標準偏差σ50rに基づいて、小座標B1の分布B2における図示トルクITQrの標準偏差σITQrを算出する。以下、標準偏差σ50rに基づいて標準偏差σITQrを算出する方法を詳細に説明する。 After step S13, the process proceeds to step S14. In step S14, the standard deviation σITQr of the indicated torque ITQr in the distribution B2 of the small coordinates B1 is calculated based on the standard deviation σ50r calculated in step S13. Hereinafter, a method for calculating the standard deviation σITQr based on the standard deviation σ50r will be described in detail.
標準偏差σITQrは、図4の小座標B2の分布B2における図示トルクITQrの分布である。ここで、本発明者らは、図4の特性曲線の任意の点火時期において、図示トルクの標準偏差σITQを50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50で除した値(=σITQ/σ50)が、その点火時期における図4の特性曲線の傾きとほぼ一致することを見出した。すなわち、図4の小座標B1の分布B2において、σITQr/σ50rの値は点火時期SAr(=θ2)における特性曲線の傾き(Δ図示トルク/Δ点火時期)と一致する。 The standard deviation σITQr is a distribution of the indicated torque ITQr in the distribution B2 of the small coordinates B2 in FIG. Here, the inventors obtained a value (= σITQ / σ50) obtained by dividing the standard deviation σITQ of the indicated torque by the standard deviation σ50 of the 50% combustion point [CA] at an arbitrary ignition timing of the characteristic curve of FIG. It was found that the slope of the characteristic curve of FIG. That is, in the distribution B2 of the small coordinate B1 in FIG. 4, the value of σITQr / σ50r matches the slope of the characteristic curve at the ignition timing SAr (= θ2) (Δindicated torque / Δignition timing).
また、図4の特性曲線は、2次関数で近似することができる。従って、σITQ/σ50と点火時期との関係は、図7に示すように、一次関数で表すことができ、以下の(9)式で表すことができる。また、(9)式を変形すると、以下の(10)式が得られる。 Further, the characteristic curve of FIG. 4 can be approximated by a quadratic function. Therefore, as shown in FIG. 7, the relationship between σITQ / σ50 and the ignition timing can be expressed by a linear function, and can be expressed by the following equation (9). Further, when the formula (9) is modified, the following formula (10) is obtained.
(9)式、(10)式において、係数a,bの値は、機関回転数Ne、負荷KLに応じて定められる値であり、予め取得された値である。 In the equations (9) and (10), the values of the coefficients a and b are values determined according to the engine speed Ne and the load KL, and are values acquired in advance.
従って、ステップS14では、図7の特性((10)式)に基づいて、ステップS13で算出した50%燃焼点[CA]の標準偏差σ50rから、図示トルクITQrの標準偏差σITQrを算出することが可能となる。 Accordingly, in step S14, the standard deviation σITQr of the indicated torque ITQr can be calculated from the standard deviation σ50r of the 50% combustion point [CA] calculated in step S13 based on the characteristic of FIG. 7 (equation (10)). It becomes possible.
ステップS14の後はステップS15へ進む。ステップS15では、ステップS14で算出した標準偏差σITQrの値と所定のしきい値thrとを比較し、σITQr>thrであるか否かを判定する。 After step S14, the process proceeds to step S15. In step S15, the value of the standard deviation σITQr calculated in step S14 is compared with a predetermined threshold value thr to determine whether or not σITQr> thr.
ステップS15でσITQr>thrの場合は、ステップS16へ進む。この場合は、ステップS12で設定された点火時期SArにおける図示トルクITQrの標準偏差σITQrが所定のしきい値thrを超えているため、図示トルクITQrの変動が大きく、ドライバビリティが悪化することが想定できる。従って、ステップS16では、現在設定されている点火時期SArから2°を減算する処理を行う(SAr=SAr−2)。 If σITQr> thr in step S15, the process proceeds to step S16. In this case, since the standard deviation σITQr of the indicated torque ITQr at the ignition timing SAr set in step S12 exceeds the predetermined threshold value thr, it is assumed that the fluctuation of the indicated torque ITQr is large and the drivability is deteriorated. it can. Accordingly, in step S16, a process of subtracting 2 ° from the currently set ignition timing SAr is performed (SAr = SAr-2).
ステップS16の後はステップS17へ進む。ステップS17では、運転モードを表すフラグ(flag)を0に設定する(flag=0)。ステップS17の後は処理を終了する(RETURN)。 After step S16, the process proceeds to step S17. In step S17, a flag indicating the operation mode is set to 0 (flag = 0). After step S17, the process ends (RETURN).
一方、ステップS15でσITQr≦thrの場合は、ステップS12へ戻る。この場合は、図示トルクITQrの標準偏差σITQrが所定のしきい値thrに到達していないため、図示トルクの変動限界まで更に点火時期を遅角させることができる。従って、ステップS12以降の処理により、点火時期を更に遅角させる処理を行う。 On the other hand, if σITQr ≦ thr in step S15, the process returns to step S12. In this case, since the standard deviation σITQr of the indicated torque ITQr has not reached the predetermined threshold value thr, the ignition timing can be further retarded to the fluctuation limit of the indicated torque. Accordingly, a process for further retarding the ignition timing is performed by the processes after step S12.
図2の処理によれば、図示トルクの標準偏差σITQrが所定の変動限界(しきい値thr)に達しない範囲で、点火時期SArを最も遅角させることができる。従って、点火時期を実際に変更して内燃機関10のトルク変動を観測する必要が無く、トルクのバラツキの安定性を確保しつつ、すばやく触媒暖機効果を高めることのできる点火時期まで遅角することが可能となる。これにより、ドライバビリティを良好に保った状態でトルク変動限界点まで点火時期を最も遅角させることができ、触媒暖機を短時間で行うことが可能となる。
According to the process of FIG. 2, the ignition timing SAr can be retarded most within a range in which the standard deviation σITQr of the indicated torque does not reach the predetermined fluctuation limit (threshold value thr). Therefore, it is not necessary to actually change the ignition timing and observe the torque fluctuation of the
以上説明したように実施の形態1によれば、図示トルクの値がトルク変動の変動限界点となる点火時期をモデル計算により算出することができる。従って、触媒暖機時に、ドライバビリティを良好に保った状態で、点火時期を最も遅角する制御が可能となる。これにより、ドライバビリティを悪化させることなく、早期に触媒暖機を行うことが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the ignition timing at which the indicated torque value becomes the fluctuation limit point of torque fluctuation can be calculated by model calculation. Therefore, when the catalyst is warmed up, the ignition timing can be most retarded while maintaining good drivability. This makes it possible to warm up the catalyst early without deteriorating drivability.
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態1では、図示トルクの標準偏差σITQrが所定のしきい値thr未満となるように点火時期を遅角させたが、ドライバビリティはクランク軸46が発生する軸トルクの影響を直接的に受けるため、より好適には、クランク軸46の軸トルクに基づいて点火時期を決定することが望ましい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the ignition timing is retarded so that the standard deviation σITQr of the indicated torque is less than the predetermined threshold value thr. However, drivability directly affects the influence of the shaft torque generated by the crankshaft 46. Therefore, it is more preferable to determine the ignition timing based on the shaft torque of the crankshaft 46.
このため、実施の形態2では、実施の形態1で算出した図示トルクσITQrの標準偏差σITQrに基づいて、クランク軸46が発生する軸トルクBTQrの標準偏差σBTQrを算出し、これに基づいて点火時期の遅角量を決定するようにしている。 Therefore, in the second embodiment, the standard deviation σBTQr of the shaft torque BTQr generated by the crankshaft 46 is calculated based on the standard deviation σITQr of the indicated torque σITQr calculated in the first embodiment, and based on this, the ignition timing is calculated. The amount of retardation is determined.
図8は、図示トルクの標準偏差σITQrと、軸トルクの標準偏差σBTQrとの関係を示す特性図である。図8に示すように、軸トルクの標準偏差σBTQrは、図示トルクの標準偏差σITQrの増加に伴って増加する。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the standard deviation σITQr of the indicated torque and the standard deviation σBTQr of the shaft torque. As shown in FIG. 8, the standard deviation σBTQr of the shaft torque increases as the standard deviation σITQr of the indicated torque increases.
また、図8に示すように、図示トルクの標準偏差σITQrと軸トルクの標準偏差σBTQrとの関係は、機関回転数Neに応じて変化し、図示トルクの標準偏差σITQrの値が同一であっても、機関回転数が大きくなるほど軸トルクの標準偏差σBTQrの値は小さくなる。これは、機関回転数Neが大きくなると、回転の慣性の影響により、標準偏差σITQrに対して標準偏差σBTQrの値が低下するためである。 Further, as shown in FIG. 8, the relationship between the standard deviation σITQr of the indicated torque and the standard deviation σBTQr of the shaft torque changes according to the engine speed Ne, and the value of the standard deviation σITQr of the indicated torque is the same. However, the value of the standard deviation σBTQr of the shaft torque decreases as the engine speed increases. This is because as the engine speed Ne increases, the value of the standard deviation σBTQr decreases with respect to the standard deviation σITQr due to the influence of rotational inertia.
実施の形態2では、実施の形態1の手法で図示トルクの標準偏差σITQrを算出し、図8の特性に基づいて軸トルクの標準偏差σBTQrを算出する。そして、軸トルクの標準偏差σBTQrが所定のしきい値未満となるように点火時期を遅角する制御を行う。 In the second embodiment, the standard deviation σITQr of the indicated torque is calculated by the method of the first embodiment, and the standard deviation σBTQr of the shaft torque is calculated based on the characteristics of FIG. Then, control is performed to retard the ignition timing so that the standard deviation σBTQr of the shaft torque is less than a predetermined threshold value.
これにより、車両振動に直接影響する軸トルクの標準偏差σBTQrに基づいて点火時期を遅角制御することができ、より正確にトルク変動の限界点まで点火時期を遅角制御することが可能となる。 As a result, the ignition timing can be retarded based on the standard deviation σBTQr of the shaft torque that directly affects vehicle vibration, and the ignition timing can be more accurately retarded to the limit point of torque fluctuation. .
以上説明したように実施の形態2によれば、図示トルクの標準偏差σITQrから軸トルクの標準偏差σBTQrを算出し、軸トルクの標準偏差σBTQrに基づいて点火時期を遅角制御するようにしたため、ドライバビリティを考慮した上での点火時期の遅角制御を更に高精度に行うことが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the standard deviation σBTQr of the shaft torque is calculated from the standard deviation σITQr of the indicated torque, and the ignition timing is retarded based on the standard deviation σBTQr of the shaft torque. It becomes possible to perform the ignition timing retardation control with higher accuracy in consideration of drivability.
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3は、実施の形態1で説明した図7のマップを、所定のタイミングで随時更新するものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the map of FIG. 7 described in the first embodiment is updated as needed at a predetermined timing.
実施の形態1で説明したように、図7のマップを表す一次関数の(9)式、(10)式では、機関回転数NE、負荷KLに応じて係数a,bの値が設定される。ここで、内燃機関10の経年変化、機差バラツキ等によって係数a,bの値は変動する。
As described in the first embodiment, in the equations (9) and (10) of the linear functions representing the map of FIG. 7, the values of the coefficients a and b are set according to the engine speed NE and the load KL. . Here, the values of the coefficients a and b fluctuate due to aging of the
このため、実施の形態3では、係数a,bの値を所定のタイミングで更新し、図7のマップを内燃機関10の状態に応じた最新のマップに更新する処理を行う。具体的には、筒内圧の計測結果に基づいて、σ50、σITQのデータを点火時期SAr、機関回転数NE、負荷KLを可変させて取得し、これらのデータに基づいて図7のマップ(係数a,b)の値を更新する処理を行う。マップ更新のタイミングとしては、例えば車両走行距離が所定距離に到達する毎に行う。
Therefore, in the third embodiment, the values of the coefficients a and b are updated at a predetermined timing, and the process of updating the map in FIG. 7 to the latest map according to the state of the
これにより、経年変化、機差バラツキ等を考慮した最新のマップを用いて図示トルクの標準偏差σITQrを算出することができる。従って、標準偏差σITQrに応じた点火時期の制御を高精度に行うことが可能となる。 As a result, the standard deviation σITQr of the indicated torque can be calculated using the latest map in consideration of aging, machine difference variation, and the like. Therefore, it is possible to control the ignition timing according to the standard deviation σITQr with high accuracy.
以上説明したように実施の形態3によれば、内燃機関10の経年変化、機差バラツキ等に応じてトルク変動限界の指標となる標準偏差σITQrを算出するマップを更新するようにしたため、標準偏差σITQrに基づく点火時期の遅角制御を高精度に行うことが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, the map for calculating the standard deviation σITQr, which serves as an index of the torque fluctuation limit, is updated in accordance with the secular change of the
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について説明する。実施の形態4は、実施の形態1の手法で点火時期を遅角させる際に、現在設定されている点火時期がトルク変動限界の点火時期から離れている場合は、点火時期の操作量を大きくするものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, when the ignition timing is retarded by the method of the first embodiment, if the currently set ignition timing is far from the ignition timing at the torque fluctuation limit, the ignition timing manipulated variable is increased. To do.
実施の形態1の図2で説明したように、点火時期の遅角は、図示トルクの標準偏差σITQrが所定のしきい値未満thrとなる条件下で、点火時期の操作量(ΔSAr)を2°として(図2のステップS12)クランク角を遅角させることで行う。この場合において、図2のステップS5〜S9のルーチンで50%燃焼点[CA]、図示トルクITQの100サイクル分のデータを取得した点火時期が、例えば図4中のMBTの点火時期の近傍にある場合は、トルク変動限界の点火時期が算出されるまで2°毎の遅角制御を複数回行う必要があり、演算処理量が多くなることが想定される。 As described with reference to FIG. 2 of the first embodiment, the ignition timing retardation is determined by setting the ignition timing manipulated variable (ΔSAr) to 2 under the condition that the standard deviation σITQr of the indicated torque is less than the predetermined threshold value thr. (Step S12 in FIG. 2) is performed by retarding the crank angle. In this case, the ignition timing at which data for 100 cycles of the 50% combustion point [CA] and the indicated torque ITQ is acquired in the routine of steps S5 to S9 in FIG. 2 is, for example, in the vicinity of the MBT ignition timing in FIG. In some cases, it is necessary to perform retardation control every 2 ° several times until the ignition timing of the torque fluctuation limit is calculated, and it is assumed that the amount of calculation processing increases.
このため、実施の形態4では、図示トルクの標準偏差σITQrに基づいて、点火時期の操作量ΔSArを可変する制御を行う。図9は、図示トルクの標準偏差σITQrと点火時期の操作量ΔSArとの関係を示すマップである。図9に示すように、図示トルクの標準偏差σITQrが小さい場合ほど、点火時期の操作量ΔSArが大きくなるように制御が行われる。 For this reason, in the fourth embodiment, control for varying the ignition timing manipulated variable ΔSAr is performed based on the standard deviation σITQr of the indicated torque. FIG. 9 is a map showing the relationship between the standard deviation σITQr of the indicated torque and the manipulated variable ΔSAr of the ignition timing. As shown in FIG. 9, the control is performed so that the ignition timing manipulated variable ΔSAr increases as the indicated torque standard deviation σITQr decreases.
図示トルクの標準偏差σITQrが小さい場合は、トルク変動限界の点火時期からの乖離が大きいと考えられるため、点火時期の操作量ΔSArを大きくすることができる。従って、図示トルクの標準偏差σITQrが小さく、トルク変動限界の点火時期までの遅角量が大きい場合は、点火時期の操作量ΔSArを大きく設定することで、点火時期をトルク変動限界に到達させるまでの処理量を削減することが可能となる。従って、トルク変動限界への点火時期の遅角制御を短時間で行うことが可能となる。 When the standard deviation σITQr of the indicated torque is small, it is considered that the deviation of the torque fluctuation limit from the ignition timing is large, so that the operation amount ΔSAr of the ignition timing can be increased. Therefore, when the standard deviation σITQr of the indicated torque is small and the retard amount until the ignition timing of the torque fluctuation limit is large, the ignition timing is set to a large value until the ignition timing reaches the torque fluctuation limit. It is possible to reduce the amount of processing. Therefore, the ignition timing retarding control to the torque fluctuation limit can be performed in a short time.
以上説明したように実施の形態4によれば、図示トルクの標準偏差σITQrの値に応じて点火時期の操作量ΔSArを可変するようにしたため、点火時期を目標値に設定するまでの処理量を低減することが可能となる。 As described above, according to the fourth embodiment, since the manipulated variable ΔSAr of the ignition timing is made variable according to the value of the standard deviation σITQr of the indicated torque, the amount of processing until the ignition timing is set to the target value is reduced. It becomes possible to reduce.
40 ECU
44 筒内圧センサ
40 ECU
44 In-cylinder pressure sensor
Claims (8)
前記筒内圧に基づいて、燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、
前記筒内圧に基づいて、図示トルクを算出する図示トルク算出手段と、
燃焼割合が所定値となるクランク角位置を算出するクランク角位置算出手段と、
複数サイクルにおける前記クランク角位置の分布を算出する燃焼割合クランク角位置分布算出手段と、
前記複数サイクルにおける前記図示トルクの分布を算出する図示トルク分布算出手段と、
点火時期を遅角させた際の前記クランク角位置の分布を推定する燃焼割合クランク角位置分布推定手段と、
前記図示トルクの分布及び推定した前記クランク角位置の分布に基づいて、点火時期を遅角させた際の図示トルクの分布を推定する図示トルク分布推定手段と、
前記図示トルクの分布に基づいて、内燃機関のトルク変動が所定範囲となる条件下で遅角された点火時期を求める点火時期算出手段と、
前記点火時期算出手段により算出された点火時期に基づいて、点火時期の遅角制御を実行する点火時期遅角制御実行手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 In-cylinder pressure acquisition means for acquiring in-cylinder pressure;
A combustion rate calculating means for calculating a combustion rate based on the in-cylinder pressure;
An indicated torque calculating means for calculating an indicated torque based on the in-cylinder pressure;
Crank angle position calculating means for calculating a crank angle position at which the combustion ratio becomes a predetermined value;
Combustion rate crank angle position distribution calculating means for calculating distribution of the crank angle position in a plurality of cycles;
Illustrated torque distribution calculating means for calculating the distribution of the indicated torque in the plurality of cycles;
Combustion rate crank angle position distribution estimating means for estimating the distribution of the crank angle position when the ignition timing is retarded;
Based on the distribution of the indicated torque and the estimated distribution of the crank angle position, the indicated torque distribution estimating means for estimating the distribution of the indicated torque when the ignition timing is retarded;
Ignition timing calculation means for obtaining an ignition timing retarded under the condition that the torque fluctuation of the internal combustion engine falls within a predetermined range based on the distribution of the indicated torque;
Ignition timing retardation control execution means for executing ignition timing retardation control based on the ignition timing calculated by the ignition timing calculation means;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記点火時期算出手段は、前記図示トルクの分布から算出された前記軸トルクの分布に基づいて、内燃機関のトルク変動が所定範囲となる条件下で遅角された点火時期を求めることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 Shaft torque distribution calculating means for calculating the distribution of the shaft torque of the crankshaft of the internal combustion engine based on the estimated distribution of the indicated torque,
The ignition timing calculation means obtains an ignition timing retarded under a condition in which the torque fluctuation of the internal combustion engine falls within a predetermined range based on the distribution of the shaft torque calculated from the distribution of the indicated torque. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6 .
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