[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6920805B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

内燃機関制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6920805B2
JP6920805B2 JP2016192524A JP2016192524A JP6920805B2 JP 6920805 B2 JP6920805 B2 JP 6920805B2 JP 2016192524 A JP2016192524 A JP 2016192524A JP 2016192524 A JP2016192524 A JP 2016192524A JP 6920805 B2 JP6920805 B2 JP 6920805B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition timing
amount
internal combustion
ignition
egr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016192524A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018053845A (ja
Inventor
一浩 押領司
一浩 押領司
赤城　好彦
好彦 赤城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2016192524A priority Critical patent/JP6920805B2/ja
Priority to EP17855369.9A priority patent/EP3521600B1/en
Priority to PCT/JP2017/025848 priority patent/WO2018061411A1/ja
Publication of JP2018053845A publication Critical patent/JP2018053845A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6920805B2 publication Critical patent/JP6920805B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1516—Digital data processing using one central computing unit with means relating to exhaust gas recirculation, e.g. turbo
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1523—Digital data processing dependent on pinking with particular laws of return to advance, e.g. step by step, differing from the laws of retard
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/153—Digital data processing dependent on combustion pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

本発明は、エンジンの制御装置。特に、エンジンから排出される排気ガスを吸気側に戻すシステムを備えるエンジンの制御技術に関する。
自動車の燃費を低減するため、排気ガスを吸気側に還流する仕組み（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を導入したエンジンが市場に投入されている。排気ガスを還流する狙いは、エンジンの出力が小さい条件における吸気管負圧（吸気行程中の筒内圧と大気圧の差）を減らしピストンが系外に行う仕事（ポンプ損失）を減らすこと、エンジン出力の比較的大きい条件における異常燃焼（ノック）を抑制し排気損失を減らすことである。
エンジン出力が大きい条件においてノックを抑制し排気損失を減らすという観点からは、燃焼安定性を損なわない範囲で出来るだけ多くのＥＧＲガス量を戻したい。ノック領域におけるＥＧＲ制御に関する技術として特許文献１に記載される内燃機関の制御装置がある。この内燃機関の制御装置は、ノック限界点火時期とマップ上の目標点火時期との間に差がある場合に、ノック限界点火時期と目標点火時期の差に応じたＥＧＲガス量を増量し、目標点火時期を実現することで、運転条件に応じてＥＧＲ量を最大化しようとする制御を開示している。
特開２００６−２９１７９５号公報
特許文献１に記載の技術は、目標点火時期とノック限界点火時期に差がある場合、これに応じてＥＧＲガス量を増加させる制御を開示している。また合わせて燃焼の悪化を検出した際にＥＧＲ制御と点火制御を実施しないことを開示している。ただし、これらの制御では、ノック限界と燃焼安定限界の幅を制御の考慮に入れていないため、運転状態としてロバスト性が低く、わずかな外乱により燃焼安定性が悪化する又はノックが発生する状況に陥る可能性がある。このため、エンジンの運転条件として生存領域を確保してＥＧＲ量を制御する技術が必要であった。
上記する課題を解決するために、本発明は、内燃機関の排気ガスを再度、前記内燃機関に吸気させる排気再循環流路が設けられた前記内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、前記内燃機関の回転数、又は前記内燃機関の筒内圧力に基づいて前記内燃機関の燃焼不安定性を求める燃焼不安定性算出部と、進角限界点火時期と燃焼不安定性を検出した点火時期の差が所定の値以上であるとき、排気再循環量と点火進角量を共に増加させる方向に進めるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ノックや最適点火時期で規定される進角限界点火時期と燃焼不安定性を検出する点火時期に幅のある領域にてＥＧＲ量を制御することが可能になり、外乱に対するロバスト性を悪化させることなくＥＧＲ量を最大化することが可能となる。
本発明の第１と第２の実施形態によるエンジンの制御装置の構成を示すシステムブロック図 高負荷領域におけるＥＧＲ率とノック限界点火時期、安定限界の関係を説明する図 本発明の第１及び第２の実施形態によるエンジンの制御装置のシステム構成図 本発明の第１の実施形態によるエンジンの制御装置のノック限界点火時期と燃焼不安定性点火時期の幅に応じたＥＧＲ量及び点火時期制御内容を示すフローチャート 本発明の第１の実施形態によるエンジンの制御装置を用いた際の点火時期とＥＧＲ率の変化 本発明の第１の実施形態によるエンジンの制御装置を用いた際の各種アクチュエータや計測値の変化 低負荷領域におけるＥＧＲ率と燃費最良点火時期、安定限界の関係を説明する図 本発明の第２の実施形態によるエンジンの制御装置の燃費最良点火時期と燃焼不安定性点火時期の幅に応じたＥＧＲ量及び点火時期制御内容を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態によるエンジンの制御装置を用いた際の点火時期とＥＧＲ率の変化 本発明の第２の実施形態によるエンジンの制御装置を用いた際の各種アクチュエータや計測値の変化
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。まず、以下に示す実施形態に共通の構成を図１、図２、図３を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の構成を示すシステムブロック図である。エアフローセンサ１、湿度センサ３、アクセル開度センサ１２、差圧センサ４３、ＥＧＲ温度センサ４４、冷却水温度センサ８の出力信号は、ＥＣＵ２０の入力回路２０ａに入力する。但し、入力信号はこれらだけに限られない。入力された各センサの入力信号は入出力ポート２０ｂ内の入力ポートに送られる。入力ポート２０ｂに送られた値は、ＲＡＭ２０ｃに保管され、ＣＰＵ２０ｅで演算処理される。演算処理内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ２０ｄに予め書き込まれている。
制御プログラムに従って演算された各アクチュエータの作動量を示す値は、ＲＡＭ２０ｃに保管された後、入出力ポート２０ｂ内の出力ポートに送られ、各駆動回路を経て各アクチュエータに送られる。本実施形態の場合は、駆動回路として、電子スロットル駆動回路２０ｆ、ＥＧＲバルブ駆動回路２０ｍがある。各回路は、それぞれ、電子制御スロットル２、ＥＧＲバルブ４１を制御する。本実施形態においては、ＥＣＵ２０内に上記駆動回路を備えた装置であるが、これに限るものではなく、上記駆動回路のいずれかをＥＣＵ２０内に備えるものであってもよい。
ＥＣＵ２０は、入力信号に基づいてＥＧＲ率を推定し、要求される運転条件に応じて、点火コイル１６およびＥＧＲバルブ４１を制御する。
図２は、エンジンの安定動作範囲を示す図である。高負荷領域では、点火時期の進角量はノック限界によって制限され、遅角量は安定限界で制限される。外部ＥＧＲ率の増加と共に、ノック限界と安定限界にはさまれる点火時期の設定可能範囲は減少する。外部ＥＧＲ率は、この点火時期の設定可能範囲の中で最大値となる点で最も内燃機関の効率が高くなるが、わずかにＥＧＲ率や点火時期がずれただけで安定限界やノック限界を超えてしまうため、外乱に対するロバスト性が低くなる。このため、点火時期の設定可能範囲を確保しつつ、外部ＥＧＲ率を制御することが重要である。
図３は、低圧ＥＧＲ流路を備えた自動車用筒内噴射式ガソリンエンジン構成図である。
エンジン１００は、火花点火式燃焼を実施する自動車用のガソリンエンジンである。吸入空気量を計測するエアフローセンサ１と、吸気湿度を検出する湿度センサ３と、吸気を過給するための過給機のコンプレッサ４ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ７と、吸気管圧力を調整する電子制御スロットル２が吸気管の各々の適宜位置に備えられている。ここで、湿度センサ３は相対湿度及び絶対湿度が検出可能なセンサである。また、エンジン１００には、各気筒のシリンダ１４の中に燃料を噴射する燃料噴射装置（以下、インジェクタ）１３と、点火エネルギーを供給する点火プラグ１６が気筒ごとに備えられている。また、筒内に流入、または筒内から排出するガスを調整する可変バルブ５が、シリンダヘッドに備えられている。可変バルブ５を調整することにより、全気筒の吸気量および内部ＥＧＲ量を調整する。また、図示していないが燃料噴射装置１３に高圧燃料を供給するための高圧燃料ポンプが燃料配管によって燃料噴射装置１３と接続されており、燃料配管中には、燃料噴射圧力を計測するための燃料圧力センサが備えられている。
さらに、排気エネルギによって過給機のコンプレッサ４ａに回転力を与えるためのタービン４ｂと、タービンに流れる排気流量を調整するための電子制御ウェイストゲート弁１１と、排気を浄化する三元触媒１０と、空燃比検出器の一態様であって、三元触媒１０の上流側にて排気の空燃比を検出する空燃比センサ９と、が排気管１５の各々の適宜位置に備えられる。
さらに、排気管の触媒１０の下流から、吸気管のコンプレッサ４ａの上流に排気を還流させるためのＥＧＲ管４０を備えている。また、ＥＧＲを冷却するためのＥＧＲクーラ４２、ＥＧＲ流量を制御するためのＥＧＲバルブ（ＥＧＲ機構）４１、ＥＧＲバルブ前後の差圧を検出する差圧センサ４３、ＥＧＲ温度を検出するＥＧＲ温度センサ４４が、ＥＧＲ管４０の各々の適宜位置に、取りつけられている。また、図示していないがエンジンを巡る冷却水の温度を計測する温度センサ４５が備えられている。
エアフローセンサ１と湿度センサ３と空燃比センサ９と差圧センサ４３とＥＧＲ温度センサ４４から得られる信号は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０に送られる。また、アクセル開度センサ１２から得られる信号がＥＣＵ２０に送られる。アクセル開度センサ１２は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわち、アクセル開度を検出する。ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１２の出力信号に基づいて、要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ１２は、エンジンへの要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、ＥＣＵ２０は、クランク角度センサの出力信号に基づいて、エンジンの回転速度を演算する。ＥＣＵ２０は、上記各種センサの出力から得られるエンジンの運転状態に基づき、空気流量、燃料噴射量、点火時期、燃料圧力等のエンジンの主要な作動量を最適に演算する。
ＥＣＵ２０で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、インジェクタ１３に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算された点火時期で点火されるように、点火信号が点火プラグ１６に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算されたスロットル開度は、スロットル駆動信号として電子制御スロットル２に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算されたＥＧＲバルブ開度は、ＥＧＲバルブ開度駆動信号として、ＥＧＲバルブ４１へ送られる。
吸気管から吸気バルブを経てシリンダ１４内に流入した空気に対し、燃料が噴射され、混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ１６から発生される火花により爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの駆動力となる。更に、爆発後の排気ガスは排気管１５を経て、三元触媒１０に送りこまれ、排気成分は三元触媒１０内で浄化され、外部へと排出される。三元触媒１０をＥＧＲ管４０の入り口上流に備えることで、還流する排気ガスの組成を安定させること可能となり、結果、任意の運転条件でのＥＧＲ量制御において安定して性能を得ることができる。
図４には、図１のＥＣＵ２０のＣＰＵ２０ｅ（制御部）で実施される演算処理が記載されている。本実施例のＥＣＵ２０は内燃機関（エンジン１００）の排気ガスを再度、内燃機関１００に吸気させる排気再循環流路が設けられた内燃機関（エンジン１００）を制御する。まず、ステップＳ４０１にてノック限界まで点火プラグ１６の点火タイミングを進角させる、点火進角制御を実施する。なお、本実施例では図５に示すように、外部ＥＧＲ率が設定値より小さく、かつ点火進角量が設定値より大きい領域がノック発生領域として設定され、この領域に入らない領域がノックの発生しない領域として設定されている。よって、ノック限界点火時期は、点火進角量を設定値以下とすればノック発生領域に入らないように設定される。次に、ステップＳ４０２に進み過大ＥＧＲ率制御フラグがＯＮかＯＦＦかを確認する。ここで、過大ＥＧＲ率制御フラグがＯＮとなっていると、ＥＧＲ率が高すぎることになるため、本制御を終了する。
ステップＳ４０２にてＯＦＦと判定した場合、ステップＳ４０３に進み、点火プラグ１６の点火タイミングを遅角させる、点火遅角制御を実施する。次にステップＳ４０４に進み、点火遅角時の燃焼不安定度を検出する。本実施例では図５に示すように、外部ＥＧＲ率が設定値より小さく、かつ点火進角量が設定値より小さい領域が燃焼不安定領域として設定され、この領域に入らない領域が燃焼安定領域として設定されている。よって、安定限界は、点火進角量を設定値以上とすれば燃焼不安定領域に入らないように設定される。
次にステップＳ４０５に進み、燃焼不安定度が設定値より小さければ、ＥＧＲ量を増やせる余地があると判断し、ステップＳ４０６に進み、ＥＧＲ量の増加と合わせて点火時期の進角制御を実施する。燃焼不安定度は、点火プラグ１６の点火タイミングを遅角量（リタード量）と、設定値とを比較し、遅角量（リタード量）が設定値内であれば、燃焼不安定度が小さい、つまり安定していると判断される。設定値は、対応外部ＥＧＲ率におけるノック限界点火時期の点火進角量と安定限界の点火進角量との差に基づいて設定される。あるいは設定値は点火プラグ１６の点火タイミングを遅角後、対応する安定限界の点火進角量との差によって求まる。
あるいは、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２０ｅ（制御部）の燃焼不安定性算出部は、エンジン１００の回転数、又は内燃機関１００の筒内圧力に基づいて内燃機関１００の燃焼不安定性を求めても良い。ここでは、燃焼不安定に至るまでまたはノック限界に至るまで実施する。
ステップＳ４０５にて燃焼不安定度が設定値より大きいと判断した場合は、ステップＳ４０７に進み過大ＥＧＲ率制御フラグをＯＮに設定し、ステップＳ４０８に進み、ＥＧＲ量の減量と点火進角制御を実施する。このステップＳ４０３〜ステップＳ４０８の処理により、ノック限界と燃焼安定限界の幅が適切な範囲以上存在する場合に、ＥＧＲ量増量制御を実施することが可能となる。これにより、設定範囲が狭い条件に陥ることなく、ＥＧＲ量を最適に制御ができる。また、ステップＳ４０６にてＥＧＲ量の減量と共に点火進角制御を実施することで、より応答の速い点火進角制御を用いた燃焼安定化方向への制御が可能になり、早く燃焼不安定条件から安定条件へと遷移することができる。
以上の通り、本実施例の内燃機関制御装置（ＥＣＵ２０）は、進角限界点火時期と燃焼不安定性を検出した点火時期の差が設定値以上であるとき、排気再循環量と点火進角量を共に増加させる方向に進めるように制御する制御部（ＣＰＵ２０ｅ）を備えた。
また上記の点火進角限界はノック限界点火時期であることが望ましい。また、点火進角限界が燃費最良点火時期であることが望ましい。また燃焼不安定性算出部は、燃焼安定性を筒内圧センサに基づき検出した筒内圧力最大位置の変動量から推定することが望ましい。
また燃焼安定性の検出装置は、筒内圧センサであり、燃焼不安定性算出部は燃焼安定性を筒内圧センサ基づき推定したエンジン出力の変動量から推定することが望ましい。また制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は、燃焼不安定性を検出した点火時期を設定した後に、進角限界点火時期へと点火時期を変更させた後に、排気再循環量と点火進角量を共に増加させる方向に進めることが望ましい。
また、制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は前記排気再循環寮と点火進角量を共に増加させる方向に制御する際に、前記筒内圧力により検出した燃焼中心位置が設定範囲に収まるように点火進角量を制御することが望ましい。
図５には、図４に示した制御フローを実行した際の状態の遷移を示す。始点から始まり、点火進角後にノック限界点火時期に至ると、一旦、点火時期遅角化する。ここでの燃焼安定性が所定の値に収まるので、ＥＧＲ率の増加と点火時期の進角制御を実施する。制御中、燃焼不安定性を検出した際には、ＥＧＲ弁の制御をやめ、点火進角制御を実施する。次にノック限界を検出した場合に、所定量、点火遅角を実施し燃焼不安定性を検出する。図５の例では、ＥＧＲ率増加後の点火遅角で安定限界を超えて不安定な領域に達するため、ＥＧＲ率の減量と点火進角を行う。このように、ノック限界点火時期と燃焼安定性の点火時期の設定可能範囲をパラメータとしてＥＧＲ量を制御することで、燃費低減を最大化し、かつ、外乱に対するロバスト性を確保した状態での制御が可能にある。
図６には、図４に示した制御フローを実行した際の状態の遷移を示す。図５の横軸を時間にしたものである。時間ｔ１でノックを検出し、時刻ｔ２で即座に点火遅角を実施することでノック強度が下がる。ここでの燃焼不安定性は所定の値以下であるので、時間ｔ２後の要求ＥＧＲ量が時間的に増加する。また、これに合わせて要求点火時期も進角する。時間ｔ３で燃焼不安定度が所定の値を超えるため点火進角及び要求ＥＧＲ量を一定値に設定する。さらにｔ４でノック発生後、即座に時間ｔ５にて点火時期を遅角化する。本実施例では、時間ｔ５における燃焼不安定性が所定の範囲を超えるため、時間ｔ６以降の要求ＥＧＲ量の減量及び点火時期進角化を実施。時間ｔ７でノック強度が所定の範囲を超えるため、点火時期を遅角化し、時間ｔ８で燃焼不安定性を検出する。
続いて図７から図１０を用いて第２の実施形態を説明する。
図７は、低負荷領域におけるエンジンの動作範囲を示す図である。低負荷領域では、点火時期の進角量は、燃費悪化の観点から最適点火時期によって制限され、遅角量は安定限界で制限される。外部ＥＧＲ率の増加と共に、燃費最良点火時期と安定限界にはさまれる点火時期の設定可能範囲は減少する。外部ＥＧＲ率は、この点火時期の設定可能範囲の中で最大値となる点で最も内燃機関の効率が高くなるが、わずかにＥＧＲ率や点火時期がずれただけで安定限界や燃費最良点火時期を超えてしまうため、外乱に対するロバスト性が低くなる。このため、点火時期の設定可能範囲を確保しつつ、外部ＥＧＲ率を制御することが重要である。
図８には、図１のＥＣＵで実施される演算処理が記載されている。まず、ステップＳ８０１にて燃焼中心位置が所定位置にくるように点火進角制御を実施する。燃焼中心位置は、図３に図示しない筒内圧力センサを用いて検出した圧力の分析結果に基づき所定位置に有るかを判定する。なお、ここでの燃焼位置は、圧力が最大値となるクランク角度や、発熱率５０％に達するクランク角度、を用いることができる。次に、ステップＳ８０２に進み、過大ＥＧＲ率制御フラグの状態を確認する。ステップＳ８０２でＯＦＦと判定した場合は、ステップＳ８０３に進み、点火遅角量を設定し、点火遅角制御を実施する。ここでは、燃費悪化と存在可能領域の幅の要求値から点火遅角量を決めるが、概ね１から２ｄｅｇ。ＣＡくらいの設定と出来る。
ついでステップＳ８０４に進み、点火遅角時の燃焼不安定度を検出する。次にステップＳ８０５に進み、燃焼不安定度が所定の値より小さければ、ＥＧＲ量を増やせる余地があると判断し、ステップＳ８０６に進む。ステップＳ８０６にて、ステップＳ８０１で設定していた点火時期と同等の点火時期に設定する。次にステップＳ８０７に進み、ステップＳ８０８で実施するＥＧＲ量増加と点火進角制御の継続サイクルＮｒｅｆ１を規定する。過去の経緯から、ＥＧＲ率の上限に近づいていると判断した場合は、Ｎｒｅｆ１の値を小さく設定することができる。続いてステップ８０８に進みＥＧＲ量の増加と点火進角制御を実施する。
ここでＥＧＲ量の目標値は、単位時間当たりのＥＧＲ量の変化が一定になるように目標値を設定することができる。まずＥＧＲ量の増加と合わせて燃焼中心位置が所定位置になるように点火時期の進角制御を実施する。Ｎｒｅｆ１サイクルステップＳ８０８を継続した後、ステップＳ８０１へと進む。ステップＳ８０５にて不安定度が所定の値より大きい場合は、ステップＳ８０９に進み、過大ＥＧＲ率制御フラグをＯＮに設定し、ついで、ステップＳ８１０に進む。ステップＳ８１０では、点火時期の燃費最良点に設定し、次にステップＳ８１１に進む。
ステップＳ８１１ではステップＳ８１２を継続するサイクル数を規定する。次にステップＳ８１２に進み、ＥＧＲの減量と点火進角制御を実施する。ＥＧＲの減量は単位時間当たりのＥＧＲ率の変化が一定になるように目標値を設定できる。このステップＳ８０３〜ステップＳ８０８の処理により、ＥＧＲ増加制御中における燃焼位相のずれに伴う燃費悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ量の増加を実現できる。
また、ステップＳ８０３からステップＳ８１２の処理により、燃費最良点火時期と燃焼安定限界の幅が適切な範囲以上存在する場合に、ＥＧＲ量増量制御を実施することが可能となる。これにより、設定範囲が狭い条件に陥ることなく、ＥＧＲ量を最適に制御ができる。また、ステップＳ８０６やステップＳ８１０で、応答の速い点火時期を用いて点火を、当該ＥＧＲ率における燃費最良点に設定することで、ＥＧＲ増減制御中の燃費悪化も抑制できる。
図９には、図８に示した制御フローを実行した際の状態の遷移を示す。始点から始まり、一旦、点火時期を遅角化する。ここでの燃焼安定性が所定の値に収まるので、ＥＧＲ率の増加と点火時期の進角制御を実施する。このさい、いったん点火時期を進角し当該ＥＧＲ率での燃費最良点火時期に制御する。ついで、ＥＧＲ率の増加と点火時期の進角を共に実施する。ここでは、図３に図示しない筒内圧センサを用いて検出した筒内圧値を用いて燃焼位置を検出し、この燃焼位置を所定の値に設定するように点火時期を進角する。ＥＧＲ率の増加と点火進角を所定の期間継続したら、一旦、点火遅角制御を実施し、燃焼安定性を確認する。点火遅角時の燃焼安定性が所定の範囲内なので、点火進角し燃焼位置を所定の位置に設定した後、ＥＧＲ率の増加と点火進角をすすめる。
再度、所定の間、ＥＧＲ率の増加と点火進角を進めた後、点火遅角制御を実施する。この際、点火遅角時の燃焼不安定性が所定の範囲を超えるため、点火進角による燃焼中心位置を所定の位置に設定した後、ＥＧＲ率の減量制御を実施する。第２の実施例に従えば、燃費最良点火時期と燃焼安定性の点火時期の設定可能範囲をパラメータとしてＥＧＲ量を制御することで、燃費低減を最大化し、かつ、外乱に対するロバスト性を確保した状態での制御が可能にある。
図１０には、図７に示した制御フローを実行した際の状態の遷移を示す。図５の横軸を時間にしたものである。時間ｔ１で点火遅角制御を実施し、燃焼不安定性を検出。検出しｔが所定の範囲であるので、時間ｔ２で点火進角制御を実施し、所定の燃焼中心位置を実現。その後、時間ｔ３までＥＧＲ率の増加と点火進角を実施し、燃焼中心位置を維持しつつ、ＥＧＲ量を増加する。所定の時間がたった時間ｔ３にて再度点火遅角制御を実施し、燃焼不安定性を確認する。ここでも燃焼不安定性が所定の範囲内であるので、再度、点火時期を進角し、燃焼中心位置を所定の位置に設置、その後、ＥＧＲ量の増加と点火進角を同時に実施する。この際も燃焼中心位置が概ね一定に維持されるように制御する。再度予定のサイクル制御を進めたところで、点火遅角制御を実施し、燃焼不安定性を検出。ここで燃焼不安定性が所定の範囲を超えるため、一旦、点火進角制御を実施した後、充分な設定可能範囲が無いと判断し、ＥＧＲ減量と点火遅角を実施する。
以上の通り、内燃機関制御装置（ＥＣＵ２０）の制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は内燃機関（エンジン１００）の点火を行う点火プラグ１６の点火タイミングを進角させた後、点火タイミングを遅角させた状態において、内燃機関（エンジン１００）の燃焼安定限界に達していない場合には、点火タイミングを再度、進角させるとともに排気再循環量を増加させるように制御する。
また、制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は点火タイミングを設定された点火進角限界まで進角させた後、点火タイミングを遅角させた状態において、内燃機関（エンジン１００）の燃焼安定限界に達していない場合には、点火タイミングを再度、進角させるとともに排気再循環量を増加させるように制御することが望ましい。また、制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は点火タイミングを設定されたノック限界まで進角させた後、点火タイミングを遅角させた状態において、前記内燃機関の燃焼安定限界に達していない場合には、点火タイミングを再度、進角させるとともに排気再循環量を増加させるように制御することが望ましい。
また制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は、最初に点火タイミングを進角させる際に排気再循環量は一定値を維持するように制御することが望ましい。また制御部（ＣＰＵ２０ｅ）は、点火タイミングを設定された点火進角限界まで進角させた後、点火タイミングを遅角させた状態において、内燃機関（エンジン１００）の燃焼安定限界に達した場合には、点火タイミングを再度、進角させるとともに排気再循環量を減少させるように制御することが望ましい。
１…エアフローセンサ
２…電子制御スロットル
３…湿度センサ
４…過給機
４ａ…コンプレッサ
４ｂ…タービン
５…可変バルブ
６…吸気マニホールド
７…インタークーラ
８…冷却水温度センサ（図示していない）
９…空燃比センサ
１０…三元触媒
１１…ウェイストゲート弁
１２…アクセル開度センサ
１３…筒内直接噴射用インジェクタ
１４…シリンダ
１５…排気管
１６…点火プラグ
２０…ＥＣＵ
２０ａ…入力回路
２０ｂ…入出力ポート
２０ｃ…ＲＡＭ
２０ｄ…ＲＯＭ
２０ｅ…ＣＰＵ
２０ｆ…電子制御スロットル駆動回路
２０ｇ…インジェクタ駆動回路
２０ｈ…ウェイストゲート弁駆動回路
２０ｊ…インタークーラ冷却水弁駆動回路
２０ｋ…変速機駆動回路
２０ｍ…ＥＧＲバルブ駆動回路
３０…変速機
４０…ＥＧＲ管
４１…ＥＧＲバルブ
４２…ＥＧＲクーラ
４３…差圧センサ
４４…ＥＧＲ温度センサ
１００…エンジン

Claims (1)

  1. 内燃機関の排気ガスを再度、前記内燃機関に吸気させる排気再循環流路が設けられた前記内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
    前記内燃機関の点火を行う点火プラグの点火タイミングを設定された燃費最良点火時期まで進角させた所定の点を始点として、点火タイミングを所定の遅角量で遅角させた状態において、前記内燃機関の燃焼安定限界に達していない場合には、点火タイミングを再度、燃費最良点火時期まで進角させ、燃費最良点火時期を維持しながら排気再循環量を増加させる第１の処理を実行し、
    点火タイミングを前記始点または前記第１の処理を実行した後の燃費最良点火時期から前記所定の遅角量で遅角させた状態において、前記内燃機関の燃焼安定限界に達した場合には、点火タイミングを再度、燃費最良点火時期まで進角させ、燃費最良点火時期を維持しながら排気再循環量を減少させる第２の処理を実行し、
    点火タイミングを前記第１の処理を実行した後の燃費最良点火時期から前記所定の遅角量で遅角させた状態が前記内燃機関の燃焼安定限界に達するまで、前記所定の遅角量で遅角させた状態から燃費最良点火時期まで進角させ、燃費最良点火時期を維持しながら排気再循環量を増加させる前記第１の処理を繰り返し実行する制御部を備えた内燃機関制御装置。
JP2016192524A 2016-09-30 2016-09-30 内燃機関制御装置 Active JP6920805B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016192524A JP6920805B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 内燃機関制御装置
EP17855369.9A EP3521600B1 (en) 2016-09-30 2017-07-18 Internal combustion engine control device
PCT/JP2017/025848 WO2018061411A1 (ja) 2016-09-30 2017-07-18 内燃機関制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016192524A JP6920805B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 内燃機関制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018053845A JP2018053845A (ja) 2018-04-05
JP6920805B2 true JP6920805B2 (ja) 2021-08-18

Family

ID=61762648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016192524A Active JP6920805B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 内燃機関制御装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3521600B1 (ja)
JP (1) JP6920805B2 (ja)
WO (1) WO2018061411A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219133A1 (de) 2015-10-02 2017-04-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und System für eine Brennkraftmaschine
JP2019210834A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7360804B2 (ja) * 2019-04-19 2023-10-13 日産自動車株式会社 車両の制御方法及び車両
SE543849C2 (en) * 2019-12-11 2021-08-10 Scania Cv Ab Method and control arrangement for controlling egr
EP4163485A4 (en) 2020-06-04 2023-08-16 Nissan Motor Co., Ltd. INTERNAL COMBUSTION ENGINE CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE
AT525555B1 (de) * 2022-03-15 2023-05-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
CN116517711A (zh) * 2023-04-18 2023-08-01 重庆长安汽车股份有限公司 发动机控制方法、装置、单元及存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3670675D1 (de) * 1985-10-28 1990-05-31 Gen Motors Corp Verbrennungssteuerung fuer eine brennkraftmaschine.
US5287836A (en) * 1991-12-18 1994-02-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engines
US7086382B2 (en) * 2002-11-01 2006-08-08 Visteon Global Technologies, Inc. Robust multi-criteria MBT timing estimation using ionization signal
JP2006291795A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Mitsubishi Motors Corp ノッキング抑制装置
JP2007262937A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 直噴ガソリンエンジンの制御装置
WO2012057691A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Afv Alternative Fuel Vehicle Dual fuel engine system
JP2014125980A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Nissan Motor Co Ltd エンジンの制御装置及び制御方法
JP6051887B2 (ja) * 2013-01-24 2016-12-27 日産自動車株式会社 ノッキング抑制装置及びノッキング抑制方法
JP2014190305A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3521600B1 (en) 2023-03-15
JP2018053845A (ja) 2018-04-05
EP3521600A4 (en) 2020-09-16
WO2018061411A1 (ja) 2018-04-05
EP3521600A1 (en) 2019-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6920805B2 (ja) 内燃機関制御装置
US20150192087A1 (en) Fuel injection control device of diesel engine
US20090299610A1 (en) Control apparatus of spark ignition internal combustion engine
JP4861915B2 (ja) 内燃機関の制御装置
WO2013065397A1 (ja) 内燃機関の制御装置及び制御方法
US20160123264A1 (en) Control device for internal combustion engine
US10415514B2 (en) Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine
CN113015848B (zh) 控制装置
US20180202410A1 (en) Control device for internal combustion engine and method for controlling internal combustion engine
JP4833924B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US10400738B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP6795933B2 (ja) ターボ回転数制御装置およびターボ回転数制御方法
US10837418B2 (en) Internal combustion engine control device
JP5273310B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2008069660A (ja) 内燃機関の制御装置
JP6327477B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6283959B2 (ja) エンジンの制御装置
JP7539578B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5637098B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US20160047351A1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP6311363B2 (ja) 内燃機関の制御装置
WO2020240244A1 (ja) 内燃機関の制御方法および制御装置
JP6354958B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2007239564A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2016173061A (ja) 内燃機関のエンジントルク補正装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161003

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170120

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200313

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200630

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20200630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200703

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20200803

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20200811

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20200828

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20200901

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20201027

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20201228

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20210209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210226

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20210601

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20210629

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20210629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6920805

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250