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JP7226205B2 - engine controller - Google Patents

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JP7226205B2 JP2019167348A JP2019167348A JP7226205B2 JP 7226205 B2 JP7226205 B2 JP 7226205B2 JP 2019167348 A JP2019167348 A JP 2019167348A JP 2019167348 A JP2019167348 A JP 2019167348A JP 7226205 B2 JP7226205 B2 JP 7226205B2
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combustion
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

ここに開示する技術は、エンジンの制御装置に関する。 The technology disclosed herein relates to an engine control device.

特許文献1には、点火時期のフィードバック制御を行うエンジンが記載されている。このエンジンは、筒内圧センサの出力に基づいて、質量燃焼割合が50%となるクランク角が目標の時期となるように、点火時期を調節する。 Patent Literature 1 describes an engine that performs feedback control of ignition timing. This engine adjusts the ignition timing based on the output of the in-cylinder pressure sensor so that the crank angle at which the mass combustion ratio is 50% is the target timing.

特許第3873580号公報Japanese Patent No. 3873580

複数のシリンダを備えた多気筒エンジンにおいては、気筒間差を考慮して、シリンダ毎に、筒内圧センサの出力に基づいて点火時期の調節を行うことが好ましい。 In a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, it is preferable to adjust the ignition timing for each cylinder based on the output of the in-cylinder pressure sensor in consideration of the difference between the cylinders.

しかしながら、本願発明者らは、例えば加速時といった、エンジンの運転状態が変化する過渡時に、シリンダ毎に点火時期のフィードバック制御を行うと、応答遅れが大きくなる場合があることに気づいた。応答遅れが大きくなると、点火時期が進角したままになることによってノッキングを招いたり、点火時期が遅角したままになることによって失火を招いたりする恐れがある。 However, the inventors of the present application have found that feedback control of the ignition timing for each cylinder may result in a large response delay during a transient period in which the operating state of the engine changes, such as during acceleration. If the response delay becomes large, there is a risk that knocking will be caused by the ignition timing remaining advanced, or misfire will be caused by the ignition timing remaining retarded.

ここに開示する技術は、点火時期をフィードバック制御するエンジンにおいて、エンジンの運転状態の変化に対する応答性を高める。 The technology disclosed herein enhances responsiveness to changes in engine operating conditions in an engine that feedback-controls ignition timing.

ここに開示する技術は、エンジンの制御装置に係る。エンジンの制御装置は、
それぞれ燃焼室を形成する四つのシリンダを有するエンジンと、
前記シリンダ毎に前記エンジンに取り付けられかつ、それぞれ前記燃焼室の中の混合気に点火を行う四つの点火部と、
前記シリンダ毎に前記エンジンに取り付けられかつ、それぞれ前記シリンダの中の圧力に対応する計測信号を出力する四つの筒内圧センサと、
前記エンジンの運転状態に応じて目標点火時期を定めると共に、前記点火部が前記目標点火時期に点火を行うよう、前記四つの点火部へ順次、点火信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記筒内圧センサの計測信号を受けると共に、前記計測信号から得られる燃焼指標に基づいて、前記燃焼指標が目標の燃焼指標となるように、前記目標点火時期を、前記シリンダ毎にフィードバック補正し、
前記制御部はまた、前記四つのシリンダの内の一のシリンダについてのフィードバック補正量と、他のシリンダについてのフィードバック補正量との偏差が、所定量を超える場合に、前記一のシリンダの目標点火時期を修正する。
The technology disclosed herein relates to an engine control device. The control device of the engine is
an engine having four cylinders each forming a combustion chamber;
four igniters attached to the engine for each cylinder and each igniting a mixture in the combustion chamber;
four in-cylinder pressure sensors attached to the engine for each cylinder and each outputting a measurement signal corresponding to the pressure in the cylinder;
a control unit that determines a target ignition timing according to the operating state of the engine and sequentially outputs an ignition signal to the four ignition units so that the ignition unit performs ignition at the target ignition timing;
The control unit receives a measurement signal from the in-cylinder pressure sensor and, based on the combustion index obtained from the measurement signal, sets the target ignition timing for each cylinder so that the combustion index becomes a target combustion index. feedback correction to
The control unit also controls the target value of the one cylinder when the deviation between the feedback correction amount for one of the four cylinders and the feedback correction amount for the other cylinder exceeds a predetermined amount. Correct the ignition timing.

制御部は、筒内圧センサの計測信号に基づいて、点火時期のフィードバック制御を行う。燃焼室の中の混合気は、燃焼指標が目標の燃焼指標となるように燃焼する。混合気の燃焼が適正化する。エンジンの燃費性能が向上する。 The control unit performs feedback control of the ignition timing based on the measurement signal of the in-cylinder pressure sensor. The air-fuel mixture in the combustion chamber burns such that the combustion index is the target combustion index. Combustion of the air-fuel mixture is optimized. The fuel efficiency of the engine is improved.

エンジンは、気筒エンジンである。制御部は、シリンダ毎にフィードバック制御を行う。燃焼室毎に、混合気の燃焼が適正化する。シリンダ毎のフィードバック制御は、気筒間差を吸収する。
The engine is a four cylinder engine. The control unit performs feedback control for each cylinder. The combustion of the air-fuel mixture is optimized for each combustion chamber. Feedback control for each cylinder absorbs differences between cylinders.

エンジンが定常運転をしている間は、シリンダの中の状態量は変化しない、又は、ほぼ変化しない。四つのシリンダは順次点火を行うが、四つのシリンダのそれぞれの点火時において、各シリンダの中の状態量は同じ、又は、ほぼ同じである。そのため、フィードバック補正量も、四つのシリンダのそれぞれについて、同じ、又は、ほぼ同じである。エンジンが定常運転をしている間は、四つのシリンダの内の一のシリンダについてのフィードバック補正量と、他のシリンダについてのフィードバック補正量との偏差は小さい。
While the engine is in steady operation, the state quantities in the cylinders do not change, or hardly change. Although the four cylinders fire sequentially, the state quantities in each cylinder are the same or nearly the same at the time of firing of each of the four cylinders. Therefore, the feedback correction amount is also the same or substantially the same for each of the four cylinders. While the engine is in steady operation, the deviation between the feedback correction amount for one of the four cylinders and the feedback correction amount for the other cylinders is small.

これに対し、エンジンの運転状態が変わる過渡時、例えばエンジンが搭載された自動車が加速する時、又は、減速する時には、シリンダの中の状態量が変化する。シリンダに導入される新気及び/又はEGRガスの量が、時間の経過に伴い変化する。制御部は、状態量の変化に対応するように、各シリンダの点火時期を、遅角側又は進角側へと変更しなければならない。 On the other hand, when the operating state of the engine changes, for example, when the vehicle in which the engine is installed accelerates or decelerates, the state quantity in the cylinder changes. The amount of fresh air and/or EGR gas introduced into the cylinder changes over time. The control unit must change the ignition timing of each cylinder to the retard side or the advance side so as to correspond to the change in the state quantity.

ここで、多気筒のエンジンは、複数のシリンダが順番に燃焼する。4気筒のエンジンでは、一のシリンダは、エンジン全体として4回の燃焼を行う間に、1回の割合で燃焼する。一のシリンダにおける燃焼と燃焼との間隔は、広い。
Here, in a multi-cylinder engine, a plurality of cylinders are sequentially combusted . In a four -cylinder engine, one cylinder burns once for every four total engine burns. The interval between combustions in one cylinder is wide.

過渡時には、一のシリンダにおいて前の燃焼から次の燃焼を行うまでの間に、シリンダに導入される新気及び/又はEGRガスの量は刻々と変化している。シリンダ毎にフィードバック制御を行っていると、制御部が、前の燃焼時に定めたフィードバック補正量を、これから行おうとする燃焼に反映させても、シリンダの中の状態量に対応しない場合がある。つまり、フィードバック制御の応答遅れが大きくなる。 During the transition, the amount of fresh air and/or EGR gas introduced into the cylinder changes from moment to moment between the previous combustion and the next combustion in one cylinder. When feedback control is performed for each cylinder, even if the control unit reflects the feedback correction amount determined for the previous combustion to the combustion to be performed from now on, it may not correspond to the state quantity in the cylinder. That is, the response delay of feedback control increases.

そこで、制御部は、一のシリンダについてのフィードバック補正量と、他のシリンダについてのフィードバック補正量との偏差を求め、当該偏差が所定量を超えるか否かを判断する。他のシリンダは、一のシリンダに先行して燃焼を行うシリンダを含む。シリンダの中の状態量が刻々と変化する状態において、他のシリンダのフィードバック補正量には、一のシリンダのフィードバック補正量よりも新しいシリンダの中の状態量が反映されている。エンジンの運転状態が変化する過渡時に、他のシリンダのフィードバック補正量と、一のシリンダのフィードバック補正量との偏差は大きくなる。制御部は、補正量の偏差が所定量を超えることに基づいて、過渡時であることを判断できる。 Therefore, the control unit obtains the deviation between the feedback correction amount for one cylinder and the feedback correction amount for the other cylinders, and determines whether or not the deviation exceeds a predetermined amount. Other cylinders include cylinders in which combustion precedes the one cylinder. In a state where the state quantity in the cylinder changes moment by moment, the state quantity in the cylinder that is newer than the feedback correction quantity for the one cylinder is reflected in the feedback correction quantity for the other cylinders. When the operating state of the engine changes, the deviation between the feedback correction amount of the other cylinder and the feedback correction amount of the one cylinder becomes large. The control unit can determine that it is in transition based on the fact that the deviation of the correction amount exceeds a predetermined amount.

偏差が所定量を超える場合に、制御部は、一のシリンダの目標点火時期を修正する。これにより、制御部は、過渡時に、シリンダの中の状態量に対応した目標点火時期を設定できる。フィードバック制御の応答遅れが改善される。その結果、過渡時にノッキングが発生したり、失火が生じたりすることが抑制される。エンジンの信頼性が向上する。 If the deviation exceeds a predetermined amount, the controller modifies the target ignition timing of the one cylinder. Thereby, the control unit can set the target ignition timing corresponding to the state quantity in the cylinder during the transition. Response delay of feedback control is improved. As a result, the occurrence of knocking and misfiring during transients is suppressed. Improves engine reliability.

前記制御部は、前記シリンダ毎に、前記筒内圧センサの計測信号に基づくフィードバック補正量を、第1の一次遅れフィルタによってフィルタ処理すると共に、フィルタ処理後の第1の補正量に基づいて前記目標点火時期を補正し、
前記制御部はまた、前記一のシリンダ及び前記他のシリンダを含む全シリンダについてのフィードバック補正量を、第2の一次遅れフィルタによってフィルタ処理した第2の補正量を記憶し、
前記制御部はまた、前記第1の補正量が、前記第2の補正量に対して所定量以上ずれる場合に、前記一のシリンダの目標点火時期を修正し、
前記第1の一次遅れフィルタは、前記第2の一次遅れフィルタよりも、フィルタ強度が強い。
The control unit filters the feedback correction amount based on the measurement signal of the in-cylinder pressure sensor with a first first-order lag filter for each cylinder, and performs the target correction amount based on the filtered first correction amount. correct the ignition timing
The control unit also stores a second correction amount obtained by filtering feedback correction amounts for all cylinders including the one cylinder and the other cylinders with a second first-order lag filter,
The control unit also corrects the target ignition timing of the one cylinder when the first correction amount deviates from the second correction amount by a predetermined amount or more,
The first first-order lag filter has a stronger filter strength than the second first-order lag filter.

制御部は、シリンダ毎のフィードバック補正を、第1の一次遅れフィルタによってフィルタ処理した第1の補正量に基づいて行う。第1の一次遅れフィルタは、フィルタ強度が強い。そのため、点火時期のフィードバック制御の定常安定性が高まる。エンジンが定常運転をしている場合にトルクが変動することが抑制される。自動車のドライバビリティが向上する。
The control unit performs feedback correction for each cylinder based on the first correction amount filtered by the first first-order lag filter. The first first-order lag filter has a strong filter strength. Therefore, steady-state stability of feedback control of ignition timing is enhanced. Torque is suppressed from fluctuating when the engine is in steady operation. The drivability of automobiles is improved.

シリンダ毎のフィードバック制御は定常安定性を高める一方で、第1の一次遅れフィルタの強度が強いため、当該フィードバック制御は、過渡時には、応答遅れが大きくなりやすい。
Feedback control for each cylinder improves steady-state stability, but because the strength of the first first-order lag filter is strong, this feedback control tends to increase the response delay during transients.

制御部は、第2の補正量を記憶している。第2の補正量は、全シリンダについてのフィードバック補正量を、第2の一次遅れフィルタによってフィルタ処理した補正量である。全シリンダについてのフィードバック補正量を含むため、第2の補正量には、シリンダの中の状態量の変化が、シリンダ毎の第1補正量よりも早く反映される。
The controller stores the second correction amount. The second correction amount is a correction amount obtained by filtering the feedback correction amount for all cylinders with a second first-order lag filter. Since the feedback correction amount for all cylinders is included, the second correction amount reflects changes in the state quantities in the cylinders earlier than the first correction amount for each cylinder.

また、第2の一次遅れフィルタは、第1の一次遅れフィルタよりもフィルタ強度が弱い。このため、第2の補正量には、第1補正量よりも、シリンダの中の状態量の変化が反映されやすい。
Also, the second first-order lag filter has a weaker filter strength than the first first-order lag filter. Therefore, the change in the state quantity in the cylinder is more likely to be reflected in the second correction amount than in the first correction amount.

これらの結果、エンジンの運転状態が変化する過渡時に、第1の補正量と、第2の補正量との偏差が所定量を超える。偏差が所定量を超えた場合、制御部が、一のシリンダの目標点火時期を修正することによって、目標点火時期が適切に設定される。
As a result, the deviation between the first correction amount and the second correction amount exceeds the predetermined amount during a transient period when the operating state of the engine changes. When the deviation exceeds a predetermined amount, the target ignition timing is appropriately set by correcting the target ignition timing of one cylinder.

制御部は、エンジンの運転状態が定常状態であるか、過渡状態であるかを、直接的に判断しなくても、筒内圧センサの計測信号に基づく第1の補正量と第2の補正量との偏差に基づいて、エンジンの運転状態が過渡時であることを、速やかにかつ正確に判断できる。
The control unit calculates the first correction amount and the second correction amount based on the measurement signal of the in-cylinder pressure sensor without directly determining whether the operating state of the engine is a steady state or a transient state. , it can be quickly and accurately determined that the operating state of the engine is in transition.

前記点火部は、前記点火信号を受けて前記混合気に点火し、それによって、一部の混合気は火炎伝播を伴う燃焼を開始し、その後、残りの未燃混合気が自己着火により燃焼する、としてもよい。
The ignition unit receives the ignition signal and ignites the air-fuel mixture, whereby a part of the air-fuel mixture begins to burn with flame propagation, and then the remaining unburned air-fuel mixture burns by self-ignition. , may be

この燃焼は、SI(Spark Ignition)燃焼とCI(Compression Ignition)燃焼とを組み合わせたSPCCI(SPark Controlled Compression Ignition)燃焼である。SPCCI燃焼は、エンジンの燃費性能に優れると共に、排気ガスがクリーンである。SI燃焼の燃焼量を調節することによって、圧縮開始前のシリンダの中の温度のばらつきを吸収できる。SI燃焼の燃焼量を調節することによって、未燃混合気は目標のタイミングで自己着火する。SI燃焼の燃焼量は、制御部が点火時期を調節することによって調節できる。従って、制御部が点火時期を調節することによって、CI燃焼は目標の時期に開始する。
This combustion is SPCCI (SPark Controlled Compression Ignition) combustion, which is a combination of SI (Spark Ignition) combustion and CI (Compression Ignition) combustion. SPCCI combustion is excellent in engine fuel efficiency and clean exhaust gas. By adjusting the amount of SI combustion, it is possible to absorb temperature variations in the cylinder before the start of compression. By adjusting the amount of SI combustion, the unburned air-fuel mixture self-ignites at the target timing. The combustion amount of SI combustion can be adjusted by adjusting the ignition timing by the controller. Therefore, CI combustion starts at the target timing by adjusting the ignition timing by the control unit.

前記燃焼指標は、前記混合気の質量燃焼割合が所定割合となるクランク角である、としてもよい。
The combustion index may be a crank angle at which the mass combustion ratio of the air-fuel mixture becomes a predetermined ratio.

SPCCI燃焼は、点火から自己着火を開始するまでの期間が、シリンダの中の状態に応じて変化する。SPCCI燃焼は、点火時期が同じでも、自己着火を開始する時期が変わる場合がある。自己着火を開始する時期が変わると、SPCCI燃焼の燃焼波形が変わってしまう。
SPCCI combustion varies in duration from ignition to onset of auto-ignition depending on conditions within the cylinder. In SPCCI combustion, even if the ignition timing is the same, the timing at which self-ignition starts may change. If the timing to start self-ignition changes, the combustion waveform of SPCCI combustion will change.

SPCCI燃焼の燃焼波形を所望の波形にするために、制御部は、質量燃焼割合を、点火制御のための指標に定める。質量燃焼割合が所定割合となるクランク角、例えば質量燃焼割合が50%となるクランク角(mfb50:mass fraction burned)が、目標のクランク角となるように、制御部が点火時期を調節すれば、SPCCI燃焼の燃焼波形を所望の波形にすることができる。質量燃焼割合が所定割合となるクランク角を燃焼指標とすることによって、制御部は、SPCCI燃焼を適切にコントロールできる。
In order to obtain a desired combustion waveform for SPCCI combustion, the controller determines the mass combustion ratio as an index for ignition control. If the control unit adjusts the ignition timing so that the crank angle at which the mass fraction burned reaches a predetermined rate, for example, the crank angle at which the mass fraction burned (mfb50: mass fraction burned) reaches 50%, becomes the target crank angle, The combustion waveform of SPCCI combustion can be made into a desired waveform. By using the crank angle at which the mass combustion ratio reaches a predetermined ratio as the combustion index, the control unit can appropriately control the SPCCI combustion.

前記制御部は、前記一のシリンダについてのフィードバック補正量に対して、前記偏差に応じた修正量を加えた修正フィードバック補正量に基づいて、前記一のシリンダの目標点火時期をフィードバック補正する、としてもよい。 The control unit feedback-corrects the target ignition timing of the one cylinder based on a modified feedback correction amount obtained by adding a correction amount corresponding to the deviation to the feedback correction amount for the one cylinder. good too.

制御部は、過渡時に、他のシリンダについてのフィードバック補正量を考慮することによって、目標点火時期を適切に設定できる。 The control unit can appropriately set the target ignition timing by considering feedback correction amounts for other cylinders during transition.

前記制御部は、前記一のシリンダの目標点火時期を、前記一のシリンダについてのフィードバック補正量と、シリンダについてのフィードバック補正量とに基づいて設定する、としてもよい。
The control unit may set the target ignition timing for the one cylinder based on a feedback correction amount for the one cylinder and feedback correction amounts for all cylinders.

制御部は、過渡時に、他のシリンダについてのフィードバック補正量を考慮することによって、目標点火時期を適切に設定できる。 The control unit can appropriately set the target ignition timing by considering feedback correction amounts for other cylinders during transition.

以上説明したように、エンジンの制御装置は、エンジンの運転状態の変化に対する応答性を高めることができる。 As described above, the engine control device can improve the responsiveness to changes in the operating state of the engine.

図1は、エンジンを例示する構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an engine. 図2は、エンジンの制御装置を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an engine control device. 図3の上図は、SPCCI燃焼の波形を例示する図であり、下図は、熱発生の変化を例示する図である。The upper diagram in FIG. 3 is a diagram illustrating the waveform of SPCCI combustion, and the lower diagram is a diagram illustrating changes in heat release. 図4は、エンジンの点火制御装置の構成を例示するブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of an engine ignition control device. 図5は、複数のシリンダの燃焼サイクルを説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a combustion cycle of multiple cylinders. 図6は、各シリンダの目標点火時期の設定に係るフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart for setting the target ignition timing for each cylinder. 図7は、全シリンダについての補正量の設定に係るフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart relating to setting of correction amounts for all cylinders. 図8は、過渡時における目標点火時期の設定に係るタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart for setting the target ignition timing during transition. 図9は、過渡時におけるフィードバック補正量を例示するタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart illustrating the amount of feedback correction during transition.

以下、エンジンの制御装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明するエンジンの制御装置は例示である。 Hereinafter, embodiments of an engine control device will be described with reference to the drawings. The engine control system described here is an example.

図1は、エンジンを例示する図である。図2は、エンジンの制御装置を例示するブロック図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an engine. FIG. 2 is a block diagram illustrating an engine control device.

エンジン1は、燃焼室17を有している。燃焼室17は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返す。エンジン1は、4ストロークエンジンである。エンジン1は、四輪の自動車に搭載されている。エンジン1が運転することによって自動車は走行する。エンジン1の燃料は、この構成例においてはガソリンである。燃料は、少なくともガソリンを含む液体燃料であればよい。燃料は、例えばバイオエタノール等を含むガソリンであってもよい。 The engine 1 has a combustion chamber 17 . The combustion chamber 17 repeats an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke. Engine 1 is a four-stroke engine. The engine 1 is installed in a four-wheeled vehicle. The automobile runs as the engine 1 operates. The fuel of the engine 1 is gasoline in this configuration example. The fuel may be liquid fuel containing at least gasoline. The fuel may be gasoline, including, for example, bioethanol.

(エンジンの構成)
エンジン1は、シリンダブロック12と、シリンダヘッド13とを備えている。シリンダヘッド13は、シリンダブロック12の上に載置される。
(Engine configuration)
The engine 1 has a cylinder block 12 and a cylinder head 13 . The cylinder head 13 is mounted on the cylinder block 12 .

シリンダブロック12に、複数のシリンダ11が形成されている。エンジン1は、多気筒エンジンである。図例のエンジン1は、図4に示すように、#1、#2、#3、#4の四つのシリンダ11を有している。尚、図1では、一つのシリンダ11のみを示す。 A plurality of cylinders 11 are formed in the cylinder block 12 . The engine 1 is a multi-cylinder engine. The illustrated engine 1 has four cylinders 11, #1, #2, #3, and #4, as shown in FIG. Note that only one cylinder 11 is shown in FIG.

各シリンダ11には、ピストン3が内挿されている。ピストン3は、コネクティングロッド14を介してクランクシャフト15に連結されている。ピストン3は、シリンダ11の内部を往復動する。ピストン3、シリンダ11及びシリンダヘッド13は、燃焼室17を形成する。尚、「燃焼室」は、ピストン3の位置に関わらず、ピストン3、シリンダ11及びシリンダヘッド13によって形成される空間を意味する。 A piston 3 is inserted in each cylinder 11 . Piston 3 is connected to crankshaft 15 via connecting rod 14 . The piston 3 reciprocates inside the cylinder 11 . The piston 3 , cylinder 11 and cylinder head 13 form a combustion chamber 17 . The "combustion chamber" means a space formed by the piston 3, the cylinder 11 and the cylinder head 13 regardless of the position of the piston 3.

エンジン1の幾何学的圧縮比は、10以上30以下に設定されている。エンジン1は、一部の運転領域において、SI(Spark Ignition)燃焼とCI(Compression Ignition)燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼を行う。SPCCI燃焼を行う運転領域以外の運転領域において、エンジン1は、SI燃焼を行う。 The geometric compression ratio of the engine 1 is set to 10 or more and 30 or less. The engine 1 performs SPCCI combustion, which is a combination of SI (Spark Ignition) combustion and CI (Compression Ignition) combustion, in some operating ranges. The engine 1 performs SI combustion in an operating range other than the operating range in which SPCCI combustion is performed.

SPCCI燃焼は、SI燃焼による発熱及び/又は圧力上昇によって、CI燃焼をコントロールする。エンジン1は、圧縮着火式エンジンである。このエンジン1は、ピストン3が圧縮上死点に至った時の燃焼室17の温度を高める必要がない。エンジン1の幾何学的圧縮比は低い。幾何学的圧縮比が低いと、冷却損失の低減、及び、機械損失の低減に有利になる。エンジン1の幾何学的圧縮比は、レギュラー仕様であれば、14~17とし、ハイオク仕様であれは、15~18としてもよい。尚、レギュラー燃料は、オクタン価が91程度の低オクタン価燃料である。ハイオク燃料は、オクタン価が96程度の高オクタン価燃料である。 SPCCI combustion controls CI combustion through heat generation and/or pressure increase due to SI combustion. The engine 1 is a compression ignition engine. This engine 1 does not need to raise the temperature of the combustion chamber 17 when the piston 3 reaches the compression top dead center. Engine 1 has a low geometric compression ratio. A low geometric compression ratio favors reduced cooling losses and reduced mechanical losses. The geometric compression ratio of the engine 1 may be 14-17 for regular specifications and 15-18 for high-octane specifications. The regular fuel is low octane fuel with an octane number of about 91. A high-octane fuel is a high-octane fuel with an octane number of about 96.

シリンダヘッド13には、シリンダ11毎に、吸気ポート18が形成されている。吸気ポート18は、燃焼室17に連通している。吸気ポート18は、詳細な図示は省略するが、いわゆるタンブルポートである。つまり、吸気ポート18は、燃焼室17の中にタンブル流が発生するような形状を有している。 An intake port 18 is formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11 . The intake port 18 communicates with the combustion chamber 17 . Although detailed illustration is omitted, the intake port 18 is a so-called tumble port. That is, the intake port 18 has a shape that generates a tumble flow in the combustion chamber 17 .

吸気ポート18には、吸気弁21が配設されている。吸気弁21は、吸気ポート18を開閉する。動弁機構は、吸気弁21を所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び/又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構としてもよい。図2に示すように、動弁機構は、吸気電動S-VT(Sequential-Valve Timing)23を有している。吸気電動S-VT23は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更する。吸気弁21の開弁角は変化しない。尚、動弁機構は、電動S-VTに代えて、油圧式のS-VTを有してもよい。 An intake valve 21 is arranged in the intake port 18 . The intake valve 21 opens and closes the intake port 18 . The valve mechanism opens and closes the intake valve 21 at predetermined timings. The valve mechanism may be a variable valve mechanism that varies valve timing and/or valve lift. As shown in FIG. 2, the valve mechanism has an electric intake S-VT (Sequential-Valve Timing) 23 . The electric intake S-VT 23 continuously changes the rotation phase of the intake camshaft within a predetermined angle range. The opening angle of the intake valve 21 does not change. The valve mechanism may have a hydraulic S-VT instead of the electric S-VT.

シリンダヘッド13には、シリンダ11毎に、排気ポート19が形成されている。排気ポート19は、燃焼室17に連通している。 An exhaust port 19 is formed in the cylinder head 13 for each cylinder 11 . The exhaust port 19 communicates with the combustion chamber 17 .

排気ポート19には、排気弁22が配設されている。排気弁22は、排気ポート19を開閉する。動弁機構は、排気弁22を所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び/又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構としてもよい。図2に示すように、動弁機構は、排気電動S-VT24を有している。排気電動S-VT24は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更する。排気弁22の開弁角は変化しない。尚、動弁機構は、電動S-VTに代えて、油圧式のS-VTを有してもよい。 An exhaust valve 22 is arranged in the exhaust port 19 . The exhaust valve 22 opens and closes the exhaust port 19 . The valve mechanism opens and closes the exhaust valve 22 at predetermined timings. The valve mechanism may be a variable valve mechanism that varies valve timing and/or valve lift. As shown in FIG. 2, the valve train has an electric exhaust S-VT 24 . The electric exhaust S-VT 24 continuously changes the rotation phase of the exhaust camshaft within a predetermined angle range. The opening angle of the exhaust valve 22 does not change. The valve mechanism may have a hydraulic S-VT instead of the electric S-VT.

吸気電動S-VT23及び排気電動S-VT24は、吸気弁21と排気弁22との両方が開弁するオーバーラップ期間の長さを調節する。オーバーラップ期間の長さを調節することによって、内部EGR(Exhaust Gas Recirculation)ガスが燃焼室17の中に導入される。 The electric intake S-VT 23 and the electric exhaust S-VT 24 adjust the length of the overlap period during which both the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are open. Internal EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is introduced into the combustion chamber 17 by adjusting the length of the overlap period.

シリンダヘッド13には、シリンダ11毎に、インジェクタ6が取り付けられている。インジェクタ6は、燃焼室17の中に燃料を直接噴射する。インジェクタ6は、詳細な図示は省略するが、複数の噴孔を有する多噴孔型である。インジェクタ6は、燃焼室17の天井部の中央部から放射状にかつ、斜め下向きに、燃料を噴射する。 An injector 6 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11 . Injector 6 injects fuel directly into combustion chamber 17 . Although the detailed illustration is omitted, the injector 6 is of a multiple injection hole type having a plurality of injection holes. The injector 6 injects fuel radially and obliquely downward from the center of the ceiling of the combustion chamber 17 .

インジェクタ6には、燃料供給システム61が接続されている。燃料供給システム61は、燃料を貯留する燃料タンク63と、燃料供給路62とを備えている。燃料供給路62は、燃料タンク63とインジェクタ6とを互いにつないでいる。燃料供給路62には、燃料ポンプ65とコモンレール64とが介設している。燃料ポンプ65は、コモンレール64に燃料を送る。燃料ポンプ65は、この構成例においては、クランクシャフト15によって駆動されるプランジャー式のポンプである。コモンレール64は、燃料ポンプ65から送られた燃料を蓄える。コモンレール64の中は高圧である。インジェクタ6は、コモンレール64につながっている。インジェクタ6が開弁すると、コモンレール64の中の高圧の燃料が、インジェクタ6の噴孔から燃焼室17の中に噴射される。尚、燃料供給システム61の構成は、前記の構成に限定されない。 A fuel supply system 61 is connected to the injector 6 . The fuel supply system 61 includes a fuel tank 63 that stores fuel and a fuel supply path 62 . A fuel supply path 62 connects the fuel tank 63 and the injector 6 to each other. A fuel pump 65 and a common rail 64 are interposed in the fuel supply path 62 . Fuel pump 65 delivers fuel to common rail 64 . The fuel pump 65 is a plunger pump driven by the crankshaft 15 in this configuration example. Common rail 64 stores fuel sent from fuel pump 65 . The voltage inside the common rail 64 is high voltage. Injector 6 is connected to common rail 64 . When the injector 6 opens, the high-pressure fuel in the common rail 64 is injected into the combustion chamber 17 through the nozzle hole of the injector 6 . Note that the configuration of the fuel supply system 61 is not limited to the configuration described above.

シリンダヘッド13には、シリンダ11毎に、点火プラグ25が取り付けられている(図4も参照)。点火プラグ25は、燃焼室17の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ25は、点火部の一例である。点火プラグ25の電極は、燃焼室17の中に臨んでいる。 A spark plug 25 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11 (see also FIG. 4). A spark plug 25 forcibly ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 . The spark plug 25 is an example of an ignition section. Electrodes of the ignition plug 25 face the inside of the combustion chamber 17 .

エンジン1の一側面には吸気通路40が接続されている。吸気通路40は、各シリンダ11の吸気ポート18に連通している。燃焼室17に導入する吸気のガスは、吸気通路40の中を流れる。吸気通路40の上流端部には、エアクリーナー41が配設されている。吸気通路40の下流端の近くには、サージタンク42が配設されている。サージタンク42よりも下流の吸気通路40は、シリンダ11毎に分岐している。 An intake passage 40 is connected to one side surface of the engine 1 . The intake passage 40 communicates with the intake port 18 of each cylinder 11 . Intake gas introduced into the combustion chamber 17 flows through the intake passage 40 . An air cleaner 41 is arranged at the upstream end of the intake passage 40 . A surge tank 42 is arranged near the downstream end of the intake passage 40 . The intake passage 40 downstream of the surge tank 42 branches for each cylinder 11 .

吸気通路40におけるエアクリーナー41とサージタンク42との間には、スロットル弁43が配設されている。スロットル弁43は、弁の開度が変わることによって、燃焼室17の中への新気の導入量を調節する。 A throttle valve 43 is arranged between the air cleaner 41 and the surge tank 42 in the intake passage 40 . The throttle valve 43 adjusts the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 17 by changing the opening of the valve.

吸気通路40にはまた、スロットル弁43の下流に、過給機44が配設されている。過給機44は、燃焼室17に導入する吸気のガスの圧力を高める。この構成例において、過給機44は、エンジン1によって駆動される。過給機44は、ルーツ式、リショルム式、ベーン式、又は遠心式である。 A supercharger 44 is also arranged in the intake passage 40 downstream of the throttle valve 43 . The supercharger 44 increases the pressure of intake gas introduced into the combustion chamber 17 . In this configuration example, the supercharger 44 is driven by the engine 1 . The supercharger 44 may be of the Roots, Lysholm, vane, or centrifugal type.

過給機44とエンジン1との間には、電磁クラッチ45が介設している。電磁クラッチ45は、エンジン1から過給機44へ駆動力を伝達する状態と、駆動力の伝達を遮断する状態とを切り替える。後述するECU10が電磁クラッチ45に制御信号を出力することによって、過給機44はオン又はオフになる。 An electromagnetic clutch 45 is interposed between the supercharger 44 and the engine 1 . The electromagnetic clutch 45 switches between a state in which driving force is transmitted from the engine 1 to the supercharger 44 and a state in which transmission of the driving force is interrupted. The turbocharger 44 is turned on or off by outputting a control signal to the electromagnetic clutch 45 from the ECU 10, which will be described later.

吸気通路40における過給機44の下流には、インタークーラー46が配設されている。インタークーラー46は、過給機44が圧縮した吸気のガスを冷却する。インタークーラー46は、水冷式又は油冷式である。 An intercooler 46 is arranged downstream of the supercharger 44 in the intake passage 40 . The intercooler 46 cools the intake gas compressed by the supercharger 44 . The intercooler 46 is water cooled or oil cooled.

吸気通路40には、バイパス通路47が接続されている。バイパス通路47は、吸気通路40における過給機44の上流部とインタークーラー46の下流部とを互いに接続する。バイパス通路47は、過給機44及びインタークーラー46をバイパスする。バイパス通路47には、エアバイパス弁48が配設されている。エアバイパス弁48は、バイパス通路47を流れるガスの流量を調節する。 A bypass passage 47 is connected to the intake passage 40 . The bypass passage 47 connects the upstream portion of the supercharger 44 and the downstream portion of the intercooler 46 in the intake passage 40 to each other. A bypass passage 47 bypasses the supercharger 44 and the intercooler 46 . An air bypass valve 48 is arranged in the bypass passage 47 . The air bypass valve 48 adjusts the flow rate of gas flowing through the bypass passage 47 .

ECU10は、過給機44がオフの場合に、エアバイパス弁48を全開にする。吸気通路40を流れる吸気のガスは、過給機44及びインタークーラー46をバイパスして、エンジン1の燃焼室17に至る。エンジン1は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。 The ECU 10 fully opens the air bypass valve 48 when the supercharger 44 is off. Intake gas flowing through the intake passage 40 bypasses the supercharger 44 and the intercooler 46 and reaches the combustion chamber 17 of the engine 1 . The engine 1 operates in a non-supercharged state, that is, in a naturally aspirated state.

過給機44がオンの場合、エンジン1は過給状態で運転する。ECU10は、過給機44がオンの場合に、エアバイパス弁48の開度を調節する。過給機44及びインタークーラー46を通過した吸気のガスの一部は、バイパス通路47を通って過給機44の上流に戻る。ECU10がエアバイパス弁48の開度を調節すると、燃焼室17に導入する吸気のガスの圧力が変わる。尚、「過給」とは、サージタンク42内の圧力が大気圧を超える状態をいい、「非過給」とは、サージタンク42内の圧力が大気圧以下になる状態をいう、と定義してもよい。 When the supercharger 44 is on, the engine 1 operates in a supercharged state. The ECU 10 adjusts the opening degree of the air bypass valve 48 when the supercharger 44 is on. Part of the intake gas that has passed through the supercharger 44 and the intercooler 46 returns to the upstream of the supercharger 44 through the bypass passage 47 . When the ECU 10 adjusts the opening of the air bypass valve 48, the pressure of the intake gas introduced into the combustion chamber 17 changes. "Supercharging" is defined as a state in which the pressure in the surge tank 42 exceeds the atmospheric pressure, and "non-supercharging" is defined as a state in which the pressure in the surge tank 42 is below the atmospheric pressure. You may

エンジン1は、燃焼室17内にスワール流を発生させるスワール発生部を有している。詳細な図示は省略するが、スワール発生部は、吸気通路40に取り付けられたスワールコントロール弁56を有している。スワールコントロール弁56は、開度調節弁である。スワールコントロール弁56の開度が小さいと、燃焼室17内のスワール流が強くなる。スワールコントロール弁56の開度が大きいと、燃焼室17内のスワール流が弱くなる。スワールコントロール弁56を全開にすると、スワール流は発生しない。 The engine 1 has a swirl generator that generates a swirl flow within the combustion chamber 17 . Although not shown in detail, the swirl generator has a swirl control valve 56 attached to the intake passage 40 . The swirl control valve 56 is an opening control valve. When the opening degree of the swirl control valve 56 is small, the swirl flow inside the combustion chamber 17 becomes strong. When the opening of the swirl control valve 56 is large, the swirl flow in the combustion chamber 17 becomes weak. When the swirl control valve 56 is fully opened, no swirl flow occurs.

エンジン1の他側面には、排気通路50が接続されている。排気通路50は、各シリンダ11の排気ポート19に連通している。燃焼室17から排出された排気ガスは、排気通路50の中を流れる。排気通路50の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ11毎に分岐している。 An exhaust passage 50 is connected to the other side surface of the engine 1 . The exhaust passage 50 communicates with the exhaust port 19 of each cylinder 11 . Exhaust gas discharged from the combustion chamber 17 flows through the exhaust passage 50 . The upstream portion of the exhaust passage 50 branches for each cylinder 11, although detailed illustration is omitted.

排気通路50には、複数の触媒コンバーターを有する排気ガス浄化システムが配設されている。これらの触媒コンバーターは、図示は省略するが、エンジンルーム内に配設されている。上流の触媒コンバーターは、三元触媒511と、GPF(Gasoline Particulate Filter)512と、を有している。下流の触媒コンバーターは、三元触媒513を有している。尚、排気ガス浄化システムは、図例の構成に限定されない。例えば、GPFは省略してもよい。また、触媒コンバーターは、三元触媒を有するものに限定されない。さらに、三元触媒及びGPFの並び順は、適宜変更してもよい。 An exhaust gas purification system having a plurality of catalytic converters is arranged in the exhaust passage 50 . Although not shown, these catalytic converters are arranged in the engine room. The upstream catalytic converter has a three-way catalyst 511 and a GPF (Gasoline Particulate Filter) 512 . The downstream catalytic converter has a three-way catalyst 513 . It should be noted that the exhaust gas purification system is not limited to the configuration of the illustrated example. For example, GPF may be omitted. Also, the catalytic converter is not limited to having a three-way catalyst. Furthermore, the order in which the three-way catalyst and GPF are arranged may be changed as appropriate.

吸気通路40と排気通路50との間には、EGR通路52が接続されている。EGR通路52は、排気ガスの一部を吸気通路40に還流させる通路である。EGR通路52の上流端は、排気通路50における二つの触媒コンバーターの間に接続されている。EGR通路52の下流端は、吸気通路40における過給機44の上流部に接続されている。 An EGR passage 52 is connected between the intake passage 40 and the exhaust passage 50 . The EGR passage 52 is a passage that recirculates part of the exhaust gas to the intake passage 40 . An upstream end of the EGR passage 52 is connected between the two catalytic converters in the exhaust passage 50 . A downstream end of the EGR passage 52 is connected to an upstream portion of the supercharger 44 in the intake passage 40 .

EGR通路52には、水冷式のEGRクーラー53が配設されている。EGRクーラー53は、排気ガスを冷却する。EGR通路52にはまた、EGR弁54が配設されている。EGR弁54は、EGR通路52を流れる排気ガスの流量を調節する。EGR弁54は、外部EGRガスの還流量を調節する。 A water-cooled EGR cooler 53 is arranged in the EGR passage 52 . The EGR cooler 53 cools the exhaust gas. An EGR valve 54 is also arranged in the EGR passage 52 . The EGR valve 54 adjusts the flow rate of exhaust gas flowing through the EGR passage 52 . The EGR valve 54 adjusts the amount of recirculated external EGR gas.

(エンジンの制御装置の構成)
エンジンの制御装置は、ECU(Engine Control Unit)10を備えている。ECU10は、制御部の一例である。ECU10は、図2に示すように、マイクロコンピュータ101と、メモリ102と、I/F回路103と、を備えている。マイクロコンピュータ101は、プログラムを実行する。メモリ102は、プログラム及びデータを格納する。メモリ102は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)である。I/F回路103は、電気信号の入出力を行う。
(Configuration of engine control device)
The engine control device includes an ECU (Engine Control Unit) 10 . The ECU 10 is an example of a control section. The ECU 10 includes a microcomputer 101, a memory 102, and an I/F circuit 103, as shown in FIG. The microcomputer 101 executes programs. Memory 102 stores programs and data. The memory 102 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). The I/F circuit 103 inputs and outputs electrical signals.

ECU10には、図1及び図2に示すように、各種のセンサSW1-SW11が接続されている。センサSW1-SW11は、信号をECU10に出力する。センサには、以下のセンサが含まれる。 Various sensors SW1-SW11 are connected to the ECU 10 as shown in FIGS. The sensors SW1-SW11 output signals to the ECU 10. FIG. The sensors include the following sensors.

エアフローセンサSW1は、吸気通路40を流れる新気の流量を計測する。エアフローセンサSW1は、吸気通路40におけるエアクリーナー41の下流に配置されている
第1吸気温度センサSW2は、吸気通路40を流れる新気の温度を計測する。第1吸気温度センサSW2は、吸気通路40におけるエアクリーナー41の下流に配置されている
第2吸気温度センサSW3は、燃焼室17に導入される吸気のガスの温度を計測する。第2吸気温度センサSW3は、サージタンク42に取り付けられている
吸気圧センサSW4は、燃焼室17に導入される吸気のガスの圧力を計測する。吸気圧センサSW4は、サージタンク42に取り付けられている
筒内圧センサSW5は、各燃焼室17内の圧力を計測する。筒内圧センサSW5は、シリンダ11毎に、シリンダヘッド13に取り付けられている
水温センサSW6は、冷却水の温度を計測する。水温センサSW6は、エンジン1に取り付けられている
クランク角センサSW7は、クランクシャフト15の回転角を計測する。クランク角センサSW7は、エンジン1に取り付けられている
アクセル開度センサSW8は、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を計測する。アクセル開度センサSW8は、アクセルペダル機構に取り付けられている
吸気カム角センサSW9は、吸気カムの回転位置を計測する。吸気カム角センサSW9は、エンジン1に取り付けられている
排気カム角センサSW10は、排気カムの回転位置を計測する。排気カム角センサSW10は、エンジン1に取り付けられている
SCVポジションセンサSW11は、スワールコントロール弁56の開度を計測する。SCVポジションセンサSW11は、スワールコントロール弁56に取り付けられている。
The airflow sensor SW1 measures the flow rate of fresh air flowing through the intake passage 40 . The airflow sensor SW1 is arranged downstream of the air cleaner 41 in the intake passage 40. The first intake air temperature sensor SW2 measures the temperature of fresh air flowing through the intake passage 40. FIG. The first intake air temperature sensor SW2 is arranged downstream of the air cleaner 41 in the intake passage 40. The second intake air temperature sensor SW3 measures the temperature of the intake gas introduced into the combustion chamber 17. FIG. The second intake air temperature sensor SW3 is attached to the surge tank 42. The intake air pressure sensor SW4 measures the pressure of the intake gas introduced into the combustion chamber 17. FIG. The intake pressure sensor SW4 is attached to the surge tank 42. The in-cylinder pressure sensor SW5 measures the pressure inside each combustion chamber 17. FIG. The in-cylinder pressure sensor SW5 is attached to the cylinder head 13 for each cylinder 11, and the water temperature sensor SW6 measures the temperature of the cooling water. A water temperature sensor SW6 is attached to the engine 1. A crank angle sensor SW7 measures the rotation angle of the crankshaft 15. FIG. The crank angle sensor SW7 is attached to the engine 1. The accelerator opening sensor SW8 measures the accelerator opening corresponding to the operation amount of the accelerator pedal. The accelerator opening sensor SW8 is attached to the accelerator pedal mechanism. The intake cam angle sensor SW9 measures the rotational position of the intake cam. An intake cam angle sensor SW9 is attached to the engine 1. An exhaust cam angle sensor SW10 measures the rotational position of the exhaust cam. The exhaust cam angle sensor SW10 is attached to the engine 1. The SCV position sensor SW11 measures the opening of the swirl control valve 56. The SCV position sensor SW11 is attached to the swirl control valve 56.

ECU10は、これらのセンサSW1-SW11の信号に基づいて、エンジン1の運転状態を判断する。ECU10はまた、予め定められている制御ロジックに従って、各デバイスの制御量を演算する。制御ロジックは、メモリ102に記憶されている。 The ECU 10 determines the operating state of the engine 1 based on the signals from these sensors SW1-SW11. The ECU 10 also calculates the control amount of each device according to predetermined control logic. The control logic is stored in memory 102 .

ECU100は、制御量に係る電気信号を、インジェクタ6、点火プラグ25、吸気電動S-VT23、排気電動S-VT24、燃料供給システム61、スロットル弁43、EGR弁54、過給機44の電磁クラッチ45、エアバイパス弁48、及び、スワールコントロール弁56に出力する。 The ECU 100 transmits electric signals related to the control amount to the injector 6, the spark plug 25, the electric intake S-VT 23, the electric exhaust S-VT 24, the fuel supply system 61, the throttle valve 43, the EGR valve 54, and the electromagnetic clutch of the supercharger 44. 45 , air bypass valve 48 and swirl control valve 56 .

(SPCCI燃焼のコンセプト)
エンジン1は、燃費の向上及び排気ガス性能の向上を主目的として、所定の運転状態にある場合に、圧縮自己着火による燃焼を行う。圧縮開始前の燃焼室17の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。そこで、エンジン1は、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼を行う。
(SPCCI combustion concept)
The main purpose of the engine 1 is to improve fuel consumption and exhaust gas performance. If the temperature in the combustion chamber 17 before the start of compression varies, the timing of self-ignition changes greatly. Therefore, the engine 1 performs SPCCI combustion, which is a combination of SI combustion and CI combustion.

SPCCI燃焼は、次のような燃焼形態である。つまり、1サイクル中に噴射すべき全燃料が燃焼室17の中に噴射された後、点火プラグ25が、燃焼室17の中の混合気に強制的に点火をする。このことによって、混合気が火炎伝播によりSI燃焼を開始する。SI燃焼の開始後、(1)SI燃焼の発熱により燃焼室17の中の温度が高くなりかつ、(2)火炎伝播により燃焼室17の中の圧力が上昇することによって、未燃混合気が自己着火によるCI燃焼をする。 SPCCI combustion is the following form of combustion. That is, after all the fuel to be injected in one cycle has been injected into the combustion chamber 17, the spark plug 25 forces the mixture in the combustion chamber 17 to ignite. This causes the air-fuel mixture to initiate SI combustion through flame propagation. After the start of SI combustion, (1) the temperature in the combustion chamber 17 increases due to the heat generated by the SI combustion, and (2) the pressure in the combustion chamber 17 increases due to flame propagation. CI combustion is performed by self-ignition.

図3の上図31は、燃焼がSPCCI燃焼であった場合のクランク角に対する熱発生率dq/dθの変化(実線)と、混合気が自己着火せず、燃焼がSI燃焼であった場合のクランク角に対する熱発生率dq/dθの変化(実線及び一点鎖線)と、を例示している。図3の下図32は、燃焼がSPCCI燃焼であった場合のクランク角に対する熱発生Qの変化(実線)と、燃焼がSI燃焼であった場合のクランク角に対する熱発生Qの変化(実線及び一点鎖線)と、を例示している。 Fig. 31 in the upper part of Fig. 3 shows the change in the heat release rate dq/dθ with respect to the crank angle when the combustion is SPCCI combustion (solid line), and when the mixture does not self-ignite and the combustion is SI combustion. change in heat release rate dq/dθ with respect to crank angle (solid line and dashed line). The lower graph 32 in FIG. 3 shows the change in heat release Q with respect to the crank angle when the combustion is SPCCI combustion (solid line), and the change in heat release Q with respect to the crank angle when the combustion is SI combustion (solid line and one point dashed line) and are exemplified.

SPCCI燃焼は、点火により火炎伝播による燃焼が開始した後、θciにおいて、混合気が自己着火し、自己着火による燃焼が行われる。上図31に示すように、SPCCI燃焼における熱発生率(dq/dθ)の波形は、SI燃焼による熱発生の山に、CI燃焼による熱発生の山が積み重なったような形状になる。下図32に示すように、SPCCI燃焼における熱発生の変化は、θciよりも前と、θciよりも後とで、傾きが変わる。 In the SPCCI combustion, after combustion by flame propagation is started by ignition, the air-fuel mixture self-ignites at θci, and combustion by self-ignition is performed. As shown in FIG. 31 above, the waveform of the heat release rate (dq/dθ) in SPCCI combustion has a shape in which a peak of heat release due to SI combustion and a peak of heat release due to CI combustion are stacked. As shown in FIG. 32 below, the change in heat release in SPCCI combustion changes in slope before θci and after θci.

SI燃焼の燃焼量を調節することによって、圧縮開始前の燃焼室17の中の温度のばらつきを吸収できる。ECU10が点火タイミングを調節することによって、SI燃焼の燃焼量が調節される。ECU10が点火タイミングを調節すれば、混合気は目標のタイミングで自己着火する。SPCCI燃焼は、SI燃焼の燃焼量がCI燃焼の開始タイミングをコントロールしている。 By adjusting the amount of SI combustion, it is possible to absorb temperature variations in the combustion chamber 17 before the start of compression. The amount of SI combustion is adjusted by the ECU 10 adjusting the ignition timing. If the ECU 10 adjusts the ignition timing, the air-fuel mixture self-ignites at the target timing. In SPCCI combustion, the amount of SI combustion controls the start timing of CI combustion.

(エンジンの点火制御)
図4は、エンジン1の点火制御に係る点火制御装置100の構成を例示している。点火制御装置100は、推定部111、点火時期設定部112、補正量算出部113、自気筒F/Bフィルタ部114及び全気筒F/Bフィルタ部115を備えている。これらは全て、ECU10の機能ブロックである。
(engine ignition control)
FIG. 4 illustrates the configuration of an ignition control device 100 related to ignition control of the engine 1. As shown in FIG. The ignition control device 100 includes an estimation section 111 , an ignition timing setting section 112 , a correction amount calculation section 113 , an own cylinder F/B filter section 114 and an all cylinder F/B filter section 115 . These are all functional blocks of the ECU 10 .

推定部111は、各種のセンサの計測信号に基づいて、これから行う燃焼において、点火から質量燃焼割合が50%となるクランク角(mfb50)までの期間を推定する。ここで、質量燃焼割合は、燃焼室17に供給された1燃焼サイクルあたりの燃料の質量のうち、燃焼した質量の比であり、クランク角度毎に算出される。mfb50は、図3の下図32に示すように、燃焼完了時の熱発生をQとした場合に、0.5Qとなるクランク角である。 The estimation unit 111 estimates the period from ignition to crank angle (mfb50) at which the mass combustion ratio becomes 50% in the combustion to be performed from now on, based on the measurement signals of various sensors. Here, the mass combustion ratio is the ratio of the burned mass to the mass of fuel supplied to the combustion chamber 17 per one combustion cycle, and is calculated for each crank angle. mfb50 is a crank angle at which 0.5Q is obtained when Q is heat generation at the time of completion of combustion, as shown in the lower diagram 32 of FIG.

点火制御装置100は、mfb50を燃焼指標として用いて、点火制御を行う。これは、SPCCI燃焼は、点火から自己着火を開始するまでの期間が、シリンダの中の状態に応じて変化するためである。SPCCI燃焼は、点火時期が同じでも、自己着火を開始する時期が変わる場合がある。自己着火を開始する時期が変わると、SPCCI燃焼の燃焼波形が変わってしまう。そこで、点火制御装置100は、mfb50が目標のクランク角となるように点火時期を調節する。これにより、SPCCI燃焼の燃焼波形を所望の波形にすることができる。点火制御装置100は、SPCCI燃焼を適切にコントロールできる。 The ignition control device 100 performs ignition control using mfb50 as a combustion index. This is because in SPCCI combustion, the period from ignition to the start of self-ignition varies depending on the state in the cylinder. In SPCCI combustion, even if the ignition timing is the same, the timing at which self-ignition starts may change. If the timing to start self-ignition changes, the combustion waveform of SPCCI combustion will change. Therefore, the ignition control device 100 adjusts the ignition timing so that mfb50 becomes the target crank angle. Thereby, the combustion waveform of SPCCI combustion can be made into a desired waveform. The ignition controller 100 can appropriately control SPCCI combustion.

推定部111は、燃焼期間モデルを有している。燃焼期間モデルは、各種のパラメータから、点火からmfb50までのクランク角期間を推定する。推定に使用するパラメータは、図4に示すように、外部EGR率、内部EGR率、目標φ(目標当量比)、噴射モード、充填効率、吸気開弁時期、排気開弁時期、水温、エンジン回転数、及び、SCV開度である。 The estimator 111 has a combustion period model. The combustion duration model estimates the crank angle duration from ignition to mfb50 from various parameters. Parameters used for estimation are, as shown in FIG. number and SCV opening.

外部EGR率及び内部EGR率は、エアフローセンサSW1及び吸気圧センサSW4の計測信号に基づいて算出される。目標φはECU10が設定する目標値である。 The external EGR rate and the internal EGR rate are calculated based on measurement signals from the airflow sensor SW1 and the intake pressure sensor SW4. The target φ is a target value set by the ECU 10 .

噴射モードは、燃料の噴射時期に係り、例えば吸気行程中に燃料を噴射する噴射セット、又は、圧縮行程中に燃料を噴射する噴射セットが噴射モードに相当する。噴射モードは、ECU10が定める設定値である。 The injection mode relates to the timing of fuel injection, and corresponds to, for example, an injection set that injects fuel during the intake stroke or an injection set that injects fuel during the compression stroke. The injection mode is a set value determined by the ECU 10 .

充填効率は、吸気圧センサSW4の計測信号に基づいて算出される。吸気開弁時期及び排気開弁時期はそれぞれ、吸気カム角センサSW9及び排気カム角センサSW10の計測信号に基づいて算出される。水温は、水温センサSW6の計測信号に基づいて算出される。エンジン回転数は、クランク角センサSW7の計測信号に基づいて算出される。SCV開度は、SCVポジションセンサSW11の計測信号に基づいて算出される。 The charging efficiency is calculated based on the measurement signal of the intake pressure sensor SW4. The intake valve opening timing and the exhaust valve opening timing are calculated based on measurement signals from the intake cam angle sensor SW9 and the exhaust cam angle sensor SW10, respectively. The water temperature is calculated based on the measurement signal of the water temperature sensor SW6. The engine speed is calculated based on the measurement signal of the crank angle sensor SW7. The SCV opening is calculated based on the measurement signal of the SCV position sensor SW11.

点火時期設定部112は、推定部111が推定した燃焼期間、つまり、mfb50の推定値と、目標mfb50とに基づいて、mfb50が目標mfb50となるように、目標点火時期を設定する。目標mfb50は、ECU10がエンジン1の運転状態に基づいて設定する。点火時期設定部112は、オープンループ制御により、目標点火時期を設定することができる。 Ignition timing setting unit 112 sets the target ignition timing based on the combustion period estimated by estimating unit 111, that is, the estimated value of mfb50, and target mfb50 so that mfb50 becomes target mfb50. The target mfb50 is set by the ECU 10 based on the operating state of the engine 1 . The ignition timing setting unit 112 can set the target ignition timing by open loop control.

点火時期設定部112は、シリンダ11毎に、目標点火時期を設定する。より詳細には、点火時期設定部112は、シリンダ11毎のフィードバック補正量に基づいて、オープンループ制御によって設定した目標点火時期を、シリンダ11毎に補正する。フィードバック補正量の算出は、後で詳述する。点火時期設定部112は、シリンダ11毎に設定した目標点火時期に従って、各シリンダ11の点火プラグ25に点火信号を出力する(指示IG)。複数の点火プラグ25は順番に点火をする。図5は、四つのシリンダ11それぞれの、燃焼サイクルを示している。図5に例示するように、このエンジン1では、#1、#3、#4、#2の順番で、各シリンダ11の中の混合気が燃焼する。 The ignition timing setting unit 112 sets target ignition timing for each cylinder 11 . More specifically, the ignition timing setting unit 112 corrects the target ignition timing set by open loop control for each cylinder 11 based on the feedback correction amount for each cylinder 11 . Calculation of the feedback correction amount will be described in detail later. The ignition timing setting unit 112 outputs an ignition signal to the ignition plug 25 of each cylinder 11 according to the target ignition timing set for each cylinder 11 (instruction IG). A plurality of spark plugs 25 ignite in order. FIG. 5 shows the combustion cycle for each of the four cylinders 11. FIG. As illustrated in FIG. 5, in this engine 1, the air-fuel mixture in each cylinder 11 is combusted in order of #1, #3, #4, and #2.

補正量算出部113は、シリンダ11毎に、目標点火時期のフィードバック補正量を算出する。補正量算出部113は、筒内圧センサSW5の計測信号を受ける。補正量算出部113は、筒内圧センサSW5の計測信号に基づいて、実際のmfb50を算出する。補正量算出部113はまた、推定部111が推定したmfb50と実際のmfb50との差と、点火時期設定部112が設定した点火時期とに基づいて、フィードバック補正量を算出する。補正量算出部113は、推定したmfb50と実際のmfb50との差が大きいほど、フィードバック補正量を大きくする。算出されるフィードバック補正量は、点火時期を進角側に補正する場合、及び、点火時期を遅角側に補正する場合の両方がある。 The correction amount calculator 113 calculates the feedback correction amount of the target ignition timing for each cylinder 11 . Correction amount calculator 113 receives the measurement signal of in-cylinder pressure sensor SW5. Correction amount calculator 113 calculates actual mfb50 based on the measurement signal of in-cylinder pressure sensor SW5. Correction amount calculator 113 also calculates a feedback correction amount based on the difference between mfb50 estimated by estimator 111 and actual mfb50 and the ignition timing set by ignition timing setter 112 . The correction amount calculator 113 increases the feedback correction amount as the difference between the estimated mfb50 and the actual mfb50 increases. The calculated feedback correction amount may be used to correct the ignition timing to the advance side or to correct the ignition timing to the retard side.

自気筒F/Bフィルタ部114は、補正量算出部113が算出した補正量を、シリンダ11毎に、フィルタ処理する。自気筒F/Bフィルタ部114は、第1の一次遅れフィルタによって、フィードバック補正量をフィルタ処理する。第1の一次遅れフィルタは、後述する全気筒F/Bフィルタ部115の、第2の一次遅れフィルタよりも、フィルタ強度が強い。自気筒F/Bフィルタ部114は、フィルタ強度の強い、第1の一次遅れフィルタによってフィルタ処理を行うため、定常安定性を高めることができる。つまり、筒内圧センサSW5の計測信号には、誤差やノイズが含まれやすい。しかし、自気筒F/Bフィルタ部114が、強いフィルタを用いてフィードバック補正量のフィルタ処理を行うことにより、フィードバック補正量に対する誤差やノイズの影響を小さくすることができる。その結果、点火時期がハンチングしてしまうことが抑制できる。定常運転時にエンジン1のトルクが変動することが抑制でき、自動車のドライバビリティが向上する。 The self-cylinder F/B filter unit 114 filters the correction amount calculated by the correction amount calculation unit 113 for each cylinder 11 . Own-cylinder F/B filter section 114 filters the feedback correction amount with a first first-order lag filter. The first first-order lag filter has a higher filter strength than a second first-order lag filter of all-cylinder F/B filter section 115, which will be described later. The self-cylinder F/B filter unit 114 performs filter processing using the first first-order lag filter having a high filter strength, so that steady-state stability can be enhanced. In other words, the measurement signal of the in-cylinder pressure sensor SW5 tends to contain errors and noise. However, the own-cylinder F/B filter unit 114 filters the feedback correction amount using a strong filter, so that the influence of error and noise on the feedback correction amount can be reduced. As a result, hunting of the ignition timing can be suppressed. Fluctuations in the torque of the engine 1 can be suppressed during steady operation, and the drivability of the automobile is improved.

自気筒F/Bフィルタ部114は、フィルタ処理後のフィードバック補正量、つまり第1の補正量を、点火時期設定部112に出力する。点火時期設定部112は、シリンダ11毎に設定されたフィルタ処理後のフィードバック補正量に基づいて、オープンループ制御によって設定した目標点火時期を補正する。目標点火時期は、進角側、又は、遅角側に変更される。フィードバック制御によって、mfb50が、目標mfb50に近づく。SPCCI燃焼及びSI燃焼が適正化する。燃焼騒音を抑制しながら、エンジン1の燃費性能が向上する。点火制御装置100は、シリンダ11毎に、点火時期のフィードバック行うことによって、気筒間差を吸収できる。 Own-cylinder F/B filter section 114 outputs the feedback correction amount after filtering, that is, the first correction amount, to ignition timing setting section 112 . The ignition timing setting unit 112 corrects the target ignition timing set by open loop control based on the filtered feedback correction amount set for each cylinder 11 . The target ignition timing is changed to the advance side or the retard side. Feedback control brings mfb50 closer to the target mfb50. SPCCI combustion and SI combustion are optimized. The fuel consumption performance of the engine 1 is improved while suppressing combustion noise. The ignition control device 100 can absorb the difference between the cylinders by feedbacking the ignition timing for each cylinder 11 .

全気筒F/Bフィルタ部115は、補正量算出部113が算出した、各シリンダ11のフィードバック補正量を読み込む。全気筒F/Bフィルタ部115は、読み込んだ全シリンダ11のフィードバック補正量に対して、第2の一次遅れフィルタによるフィルタ処理を行う。第2の一次遅れフィルタは、第1の一次遅れフィルタよりもフィルタ強度が弱い。 The all-cylinder F/B filter unit 115 reads the feedback correction amount of each cylinder 11 calculated by the correction amount calculation unit 113 . The all-cylinder F/B filter unit 115 filters the read feedback correction amounts of all the cylinders 11 using a second first-order lag filter. The second first-order lag filter has a weaker filter strength than the first first-order lag filter.

自気筒F/Bフィルタ部114は、前述したように、エンジン1が定常運転をしている場合に、フィードバック制御を安定化させることを目的としている。これに対し、全気筒F/Bフィルタ部115は、エンジン1の運転状態が変化する過渡時における、フィードバック制御の応答遅れを抑制することを目的としている。 The self-cylinder F/B filter unit 114 aims at stabilizing the feedback control when the engine 1 is in steady operation, as described above. On the other hand, the all-cylinder F/B filter unit 115 is intended to suppress the response delay of the feedback control when the operating state of the engine 1 changes.

多気筒のエンジン1は、複数のシリンダ11が順番に燃焼する。このため、図5に示すように、一のシリンダ11における燃焼と燃焼との間隔は広い。4気筒のエンジン1において、一のシリンダ11は、エンジン1が4回の燃焼を行う間に、1回の割合で燃焼する。 In the multi-cylinder engine 1, a plurality of cylinders 11 sequentially combust. Therefore, as shown in FIG. 5, the interval between combustions in one cylinder 11 is wide. In a four-cylinder engine 1, one cylinder 11 burns once while the engine 1 burns four times.

過渡時には、シリンダ11に導入される新気及び/又はEGRガスの量は刻々と変化する。一のシリンダ11において前の燃焼から次の燃焼を行うまでの間にも、シリンダ11に導入される新気及び/又はEGRガスの量は変化している。このため、補正量算出部113が、シリンダ毎にフィードバック補正量を定めていると、前の燃焼時に定めたフィードバック補正量が、これから行おうとする燃焼時のシリンダの中の状態量に対応しない場合がある。 During the transient, the amount of fresh air and/or EGR gas introduced into the cylinder 11 changes from moment to moment. The amount of fresh air and/or EGR gas introduced into the cylinder 11 also changes between the previous combustion and the next combustion in one cylinder 11 . Therefore, if the correction amount calculation unit 113 determines the feedback correction amount for each cylinder, the feedback correction amount determined during the previous combustion does not correspond to the state quantity in the cylinder during the combustion to be performed from now on. There is

特に、自気筒F/Bフィルタ部114は、強い一次遅れフィルタによって、フィードバック補正量のフィルタ処理を行っている。このため、シリンダ11に導入される新気及び/又はEGRガスの量が変化しても、その変化がフィードバック補正量に反映されにくい。それらの結果、過渡時に、自気筒F/Bフィルタ114による第1の補正量のみに基づいて点火時期のフィードバック制御を行うと、応答遅れが大きくなってしまう。 In particular, the self-cylinder F/B filter unit 114 filters the feedback correction amount with a strong first-order lag filter. Therefore, even if the amount of fresh air and/or EGR gas introduced into the cylinder 11 changes, the change is less likely to be reflected in the feedback correction amount. As a result, if the feedback control of the ignition timing is performed based only on the first correction amount by the self-cylinder F/B filter 114 at the transient time, the response delay becomes large.

全気筒F/Bフィルタ部115においてフィルタ処理されたフィードバック補正量、つまり第2の補正量は、全てのシリンダ11のフィードバック補正量を読み込んでいる。このため、自気筒F/Bフィルタ部114がシリンダ毎に算出するフィルタ処理後のフィードバック補正量よりも、更新頻度が高い。全気筒F/Bフィルタ部115においてフィルタ処理されたフィードバック補正量は、自気筒F/Bフィルタ部114がシリンダ毎に算出するフィルタ処理後のフィードバック補正量よりも新しいシリンダの中の状態量が、反映されている。図5に示すように、#1シリンダ11において筒内圧センサSW5が計測した信号に基づき、補正量算出部113がフィードバック補正量を算出すると、そのフィードバック補正量は、#2シリンダ11の目標点火時期を設定する際に、反映させることができる。第2の補正量は、4点火後の点火時期の補正に反映できる。尚、第1の補正量は、5点火後の点火時期の補正にしか反映できない。 The feedback correction amount filtered by the all-cylinder F/B filter section 115, that is, the second correction amount, is obtained by reading the feedback correction amount of all the cylinders 11. FIG. Therefore, the updating frequency is higher than the post-filtering feedback correction amount calculated for each cylinder by own cylinder F/B filter unit 114 . The feedback correction amount filtered by the all-cylinder F/B filter unit 115 is a state quantity in the cylinder that is newer than the feedback correction amount after filtering calculated for each cylinder by the self-cylinder F/B filter unit 114. reflected. As shown in FIG. 5, when the correction amount calculator 113 calculates the feedback correction amount based on the signal measured by the in-cylinder pressure sensor SW5 in the #1 cylinder 11, the feedback correction amount is equal to the target ignition timing of the #2 cylinder 11. can be reflected when setting The second correction amount can be reflected in correction of the ignition timing after four ignitions. Note that the first correction amount can be reflected only in the correction of the ignition timing after five ignitions.

また、全気筒F/Bフィルタ部115における第2の一次遅れフィルタの強度が弱い。全気筒F/Bフィルタ部115においてフィルタ処理されたフィードバック補正量は、シリンダ11の状態量が大きく変化することに対応して、大きくなる。全気筒F/Bフィルタ部115においてフィルタ処理されたフィードバック補正量は、自気筒F/Bフィルタ部114がシリンダ毎に算出するフィルタ処理後のフィードバック補正量よりも、シリンダ11に導入される新気及び/又はEGRガスの量の変化が反映されやすい。 Also, the strength of the second first-order lag filter in all-cylinder F/B filter section 115 is weak. The feedback correction amount filtered by the all-cylinder F/B filter unit 115 increases as the state quantity of the cylinder 11 changes significantly. The feedback correction amount filtered by the all-cylinder F/B filter unit 115 is greater than the feedback correction amount after filtering calculated for each cylinder by the self-cylinder F/B filter unit 114. and/or changes in the amount of EGR gas are likely to be reflected.

全気筒F/Bフィルタ部115は、フィルタ処理後のフィードバック補正量を、点火時期設定部112に出力する。 All-cylinder F/B filter section 115 outputs the filtered feedback correction amount to ignition timing setting section 112 .

点火時期設定部112は、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒F/Bフィルタ部115からのフィルタ処理後のフィードバック補正量と、を比較する。エンジン1が定常運転をしている間は、シリンダ11の中の状態量の変化が小さいため、複数のシリンダ11のうち、一のシリンダ11についてのフィードバック補正量と、他のシリンダ11についてのフィードバック補正量とは、同じ、又は、ほぼ同じである。そのため、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒F/Bフィルタ部115からのフィルタ処理後のフィードバック補正量とは、同じ、又は、ほぼ同じになる。エンジン1が定常運転をしている間は、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒F/Bフィルタ部115からのフィルタ処理後のフィードバック補正量との偏差は小さい。 Ignition timing setting unit 112 compares the feedback correction amount after filtering from self-cylinder F/B filter unit 114 and the feedback correction amount after filtering from all-cylinder F/B filter unit 115 . While the engine 1 is in steady operation, changes in the state quantities in the cylinders 11 are small. The correction amount is the same or substantially the same. Therefore, the feedback correction amount after filtering from own-cylinder F/B filter section 114 and the feedback correction amount after filtering from all-cylinder F/B filter section 115 are the same or substantially the same. While the engine 1 is in steady operation, the feedback correction amount after filtering from the self-cylinder F/B filter unit 114 and the feedback correction amount after filtering from the all-cylinder F/B filter unit 115 Deviation is small.

一方、過渡時は、シリンダ11の中の状態量の変化が大きいため、一のシリンダ11についてのフィードバック補正量と、他のシリンダ11についてのフィードバック補正量とは、同じにならない。そのため、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒F/Bフィルタ部115からのフィルタ処理後のフィードバック補正量との偏差は大きくなる。点火時期設定部112は、フィードバック補正量の偏差が、予め定めたしきい値を超えるか否かを判断する。フィードバック補正量の偏差がしきい値を超える場合、点火時期設定部112は、エンジン1の運転状態は過渡状態であると判断できる。 On the other hand, during transition, the change in the state quantity in the cylinder 11 is large, so the feedback correction amount for one cylinder 11 and the feedback correction amount for the other cylinders 11 are not the same. Therefore, the difference between the feedback correction amount after filtering from the self-cylinder F/B filter section 114 and the feedback correction amount after filtering from the all-cylinder F/B filter section 115 becomes large. Ignition timing setting unit 112 determines whether or not the deviation of the feedback correction amount exceeds a predetermined threshold value. When the deviation of the feedback correction amount exceeds the threshold value, the ignition timing setting unit 112 can determine that the operating state of the engine 1 is in a transient state.

フィードバック補正量の偏差がしきい値を超える場合、点火時期設定部112は、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量を修正する。より詳細に、点火時期設定部112は、前述したフィードバック補正量の偏差と、しきい値との差に相当する修正量を、自気筒F/Bフィルタ部114からのフィルタ処理後のフィードバック補正量に加える。他のシリンダ11のフィードバック補正量を考慮して、一のシリンダ11のフィードバック補正量を修正するため、過渡時にフィードバック制御の応答が遅れることが抑制される。 When the deviation of the feedback correction amount exceeds the threshold value, the ignition timing setting unit 112 corrects the feedback correction amount after filtering from the self-cylinder F/B filter unit 114 . More specifically, the ignition timing setting unit 112 converts the correction amount corresponding to the difference between the deviation of the feedback correction amount described above and the threshold value to the feedback correction amount after filtering from the own cylinder F/B filter unit 114. add to Since the feedback correction amount for one cylinder 11 is corrected in consideration of the feedback correction amount for the other cylinders 11, the delay in feedback control response during transition is suppressed.

次に、図6及び図7のフローチャートを参照しながら、点火制御装置100が実行する点火制御について説明する。図6は、シリンダ11毎にフィードバック補正量を算出する手順を示すフローチャートである。スタート後のステップS1において、点火制御装置100の推定部111は、燃焼期間モデルを用いて燃焼期間を推定すると共に、点火時期設定部112は、推定した燃焼期間と目標mfb50とに基づいて、オープンループ制御により、目標点火時期を算出する。 Next, the ignition control executed by the ignition control device 100 will be described with reference to the flow charts of FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a flow chart showing the procedure for calculating the feedback correction amount for each cylinder 11. As shown in FIG. In step S1 after the start, the estimating unit 111 of the ignition control device 100 estimates the combustion period using the combustion period model, and the ignition timing setting unit 112 sets the open time based on the estimated combustion period and the target mfb50. A target ignition timing is calculated by loop control.

続くステップS11、S21、S31、S41のそれぞれにおいて、点火時期設定部112は、シリンダ11毎に、目標点火時期の補正を行う。前述したように、シリンダ11毎に、フィルタ処理されたフィードバック補正量に基づいて、点火時期設定部112は、目標点火時期を補正する。 In each of subsequent steps S11, S21, S31, and S41, the ignition timing setting unit 112 corrects the target ignition timing for each cylinder 11. FIG. As described above, the ignition timing setting unit 112 corrects the target ignition timing for each cylinder 11 based on the filtered feedback correction amount.

ステップS12、S22、S32、S42のそれぞれにおいて、点火時期設定部112は、各シリンダ11の点火プラグ25に、点火指示を行う。四つのシリンダ11は、#1、#3、#4、#2の順番に燃焼する。 In each of steps S12, S22, S32, and S42, the ignition timing setting unit 112 instructs the ignition plug 25 of each cylinder 11 to ignite. The four cylinders 11 fire in order #1, #3, #4, #2.

ステップS13、S23、S33、S43のそれぞれにおいて、各シリンダ11の筒内圧センサSW5は、シリンダ11の中の圧力を計測する。続くステップS14、24、34、44のそれぞれにおいて、補正量算出部113は、計測された圧力に基づいてフィードバック補正量を算出する。補正量算出部113は、算出したフィードバック補正量を、全気筒F/Bフィルタ部へ出力する(図6及び図7の(A)(B)(C)(D)参照)。 In each of steps S13, S23, S33, and S43, the in-cylinder pressure sensor SW5 of each cylinder 11 measures the pressure inside the cylinder 11 . In each of subsequent steps S14, 24, 34, and 44, the correction amount calculator 113 calculates the feedback correction amount based on the measured pressure. The correction amount calculator 113 outputs the calculated feedback correction amount to the all-cylinder F/B filter section (see (A), (B), (C), and (D) in FIGS. 6 and 7).

ステップS15、S25、S35、S45のそれぞれにおいて、自気筒F/Bフィルタ部114は、シリンダ11毎に、フィードバック補正量のフィルタ処理を実行する。前述したように、自気筒F/Bフィルタ部114は、第1の一次遅れフィルタによって、フィルタ処理を行う。 In each of steps S15, S25, S35, and S45, the self-cylinder F/B filter unit 114 performs filtering of the feedback correction amount for each cylinder 11. FIG. As described above, the self-cylinder F/B filter unit 114 performs filtering using the first first-order lag filter.

ステップS16、S26、S36、S46のそれぞれにおいて、点火時期設定部112は、自気筒F/Bフィルタ部114からの、フィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒F/Bフィルタ部115からの、フィルタ処理後のフィードバック補正量と、の偏差を算出する。そして、点火時期設定部112は、その偏差がしきい値を超えるか否かを判断する。ステップS16の判断がYESの場合、プロセスはステップS17に進み、NOの場合、プロセスは、ステップS18に進む。同様に、ステップS26の判断がYESの場合、プロセスはステップS27に進み、NOの場合、プロセスは、ステップS28に進む。また、ステップS36の判断がYESの場合、プロセスはステップS37に進み、NOの場合、プロセスは、ステップS38に進む。ステップS46の判断がYESの場合、プロセスはステップS47に進み、NOの場合、プロセスは、ステップS48に進む。 In each of steps S16, S26, S36, and S46, the ignition timing setting unit 112 sets the feedback correction amount after filtering from the self-cylinder F/B filter unit 114 and the Calculate the deviation between the feedback correction amount after filtering. Ignition timing setting unit 112 then determines whether or not the deviation exceeds the threshold value. If the determination in step S16 is YES, the process proceeds to step S17, otherwise the process proceeds to step S18. Similarly, if the determination in step S26 is YES, the process proceeds to step S27, and if NO, the process proceeds to step S28. If the determination in step S36 is YES, the process proceeds to step S37, and if NO, the process proceeds to step S38. If the determination in step S46 is YES, the process proceeds to step S47, otherwise the process proceeds to step S48.

ステップS17、S27、S37、S47のそれぞれにおいて、点火時期設定部112は、エンジン1の運転状態が変化している過渡時と判断できるため、フィードバック補正量を修正する。前述したように、各シリンダ11のフィードバック補正量に、フィードバック補正量の偏差としきい値との差に相当する修正量を加える。そして、ステップS18、S28、S38、S48のそれぞれにおいて、点火時期設定部112は、フィードバック補正量を更新する。ステップS17、S27、S37、S47においてフィードバック補正量が修正された場合、修正後のフィードバック補正量が、次回の点火時に利用される。また、フィードバック補正量が修正されなかった場合、ステップS15、S25、S35、S45においてフィルタ処理されたフィードバック補正量が、次回の点火時に利用される(図6の一点鎖線の矢印参照)。 In each of steps S17, S27, S37, and S47, the ignition timing setting unit 112 corrects the feedback correction amount because it can be determined that the operating state of the engine 1 is changing. As described above, the correction amount corresponding to the difference between the deviation of the feedback correction amount and the threshold value is added to the feedback correction amount of each cylinder 11 . Then, in each of steps S18, S28, S38, and S48, the ignition timing setting section 112 updates the feedback correction amount. When the feedback correction amount is corrected in steps S17, S27, S37, and S47, the corrected feedback correction amount is used at the next ignition. If the feedback correction amount is not corrected, the feedback correction amount filtered in steps S15, S25, S35, and S45 is used at the next ignition (see the dashed-dotted arrow in FIG. 6).

図7は、全気筒F/Bフィルタ部115がフィードバック補正量を算出する手順を示すフローチャートである。スタート後のステップS51において、全気筒F/Bフィルタ部115は、初期値を定める。初期値はゼロとしてもよい。初期値は適宜の値に定めることもできる。 FIG. 7 is a flow chart showing a procedure for all-cylinder F/B filter section 115 to calculate the feedback correction amount. In step S51 after the start, the all-cylinder F/B filter section 115 determines an initial value. The initial value may be zero. The initial value can also be set to an appropriate value.

ステップS52において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#1シリンダ11のフィードバック補正値が算出されたか否かを判断する。ステップS52の判断がYESの場合、プロセスはステップS53に進み、NOの場合、プロセスはステップS54に進む。ステップS53において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#1シリンダ11のフィードバック補正値を読み込む。 In step S52, the all-cylinder F/B filter section 115 determines whether or not the feedback correction value for the #1 cylinder 11 has been calculated. If the determination in step S52 is YES, the process proceeds to step S53; otherwise, the process proceeds to step S54. In step S<b>53 , the all-cylinder F/B filter section 115 reads the feedback correction value of the #1 cylinder 11 .

ステップS54において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#3シリンダ11のフィードバック補正値が算出されたか否かを判断する。ステップS54の判断がYESの場合、プロセスはステップS55に進み、NOの場合、プロセスはステップS56に進む。ステップS55において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#3シリンダ11のフィードバック補正値を読み込む。 In step S54, the all-cylinder F/B filter section 115 determines whether or not the feedback correction value for the #3 cylinder 11 has been calculated. If the determination in step S54 is YES, the process proceeds to step S55; otherwise, the process proceeds to step S56. In step S55, the all-cylinder F/B filter section 115 reads the feedback correction value of the #3 cylinder 11. As shown in FIG.

ステップS56において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#4シリンダ11のフィードバック補正値が算出されたか否かを判断する。ステップS56の判断がYESの場合、プロセスはステップS57に進み、NOの場合、プロセスはステップS58に進む。ステップS57において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#4シリンダ11のフィードバック補正値を読み込む。 In step S56, the all-cylinder F/B filter section 115 determines whether or not the feedback correction value for the #4 cylinder 11 has been calculated. If the determination in step S56 is YES, the process proceeds to step S57; otherwise, the process proceeds to step S58. In step S57, the all-cylinder F/B filter unit 115 reads the feedback correction value of the #4 cylinder 11.

ステップS58において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#2シリンダ11のフィードバック補正値が算出されたか否かを判断する。ステップS58の判断がYESの場合、プロセスはステップS59に進み、NOの場合、プロセスはステップS510に進む。ステップS59において、全気筒F/Bフィルタ部115は、#4シリンダ11のフィードバック補正値を読み込む。 In step S58, the all-cylinder F/B filter section 115 determines whether or not the feedback correction value for the #2 cylinder 11 has been calculated. If the determination in step S58 is YES, the process proceeds to step S59; otherwise, the process proceeds to step S510. In step S59, the all-cylinder F/B filter unit 115 reads the feedback correction value of the #4 cylinder 11.

ステップS510において、全気筒F/Bフィルタ部115は、フィードバック補正量のフィルタリング処理を行う。前述したように、全気筒F/Bフィルタ部115は、第2の一次遅れフィルタによって、フィードバック補正量のフィルタ処理を行う。全気筒F/Bフィルタ部115は、フィルタ処理後のフィードバック補正量を、点火時期設定部112へ出力する(図6及び図7の(E)参照)。 In step S510, the all-cylinder F/B filter unit 115 performs filtering processing of the feedback correction amount. As described above, the all-cylinder F/B filter unit 115 filters the feedback correction amount using the second first-order lag filter. The all-cylinder F/B filter unit 115 outputs the filtered feedback correction amount to the ignition timing setting unit 112 (see (E) in FIGS. 6 and 7).

次に、図8のタイムチャートを参照しながら、点火制御装置100が実行する点火制御時の各パラメータの変化について説明する。図8の横軸は時間を示し、紙面右に進むに従って時間が進行する。チャート81は、燃料噴射量の変化を示している。時刻t1において、燃料噴射量が増えている。チャート82は、充填効率の変化を示している。時刻t1において、充填効率が高くなっている。図8は、自動車が加速している例に相当する。つまり、時刻t1以前において、エンジン1は定常運転をしている。時刻t1以降において、エンジン1は過渡状態へ移行している。 Next, changes in each parameter during ignition control executed by the ignition control device 100 will be described with reference to the time chart of FIG. The horizontal axis of FIG. 8 indicates time, and time progresses as it moves to the right of the paper surface. A chart 81 shows changes in fuel injection amount. At time t1, the fuel injection amount is increasing. Chart 82 shows the change in charging efficiency. At time t1, the charging efficiency is high. FIG. 8 corresponds to an example in which the automobile is accelerating. That is, before time t1, the engine 1 is in steady operation. After time t1, the engine 1 transitions to a transient state.

チャート83は、推定部111が推定する燃焼期間を示している。時刻t1以前の、エンジン1の負荷が相対的に低い状態において、燃焼期間は相対的に長い。つまり、点火からmfb50までの期間が長い。チャート84は、点火時期設定部112が設定する目標点火時期を示している。目標点火時期は、進角側に設定される。尚、破線はフィードバック補正を行わない場合の目標点火時期を例示している。図8の例では、目標点火時期は、進角側にフィードバック補正されている。 A chart 83 indicates the combustion period estimated by the estimation unit 111 . Before time t1, when the load on the engine 1 is relatively low, the combustion period is relatively long. That is, the period from ignition to mfb50 is long. A chart 84 indicates the target ignition timing set by the ignition timing setting section 112 . The target ignition timing is set to the advance side. Note that the dashed line exemplifies the target ignition timing when feedback correction is not performed. In the example of FIG. 8, the target ignition timing is feedback-corrected to advance.

チャート86は、#3シリンダ11のフィードバック補正量を示している。これは、フィルタ処理後のフィードバック補正量である。図8の例では、フィードバック補正量は、進角側に設定されている。前述したように、目標点火時期は、進角側にフィードバック補正される。 A chart 86 shows the feedback correction amount for #3 cylinder 11 . This is the feedback correction amount after filtering. In the example of FIG. 8, the feedback correction amount is set to the advance side. As described above, the target ignition timing is feedback-corrected to advance.

チャート85は、mfb50を示している。目標点火時期を進角側に設定する結果、mfb50は進角側になる。点火時期の調節によって、実線で示す実際のmfb50は、破線で示す目標のmfb50に一致、又は、ほぼ一致している。 Chart 85 shows mfb50. As a result of setting the target ignition timing to the advanced side, mfb50 is advanced. By adjusting the ignition timing, the actual mfb50 shown by the solid line matches or nearly matches the target mfb50 shown by the dashed line.

チャート87は、全気筒のフィードバック補正量を示している。時刻t1以前の、エンジン1の定常運転時において、チャート86の#3シリンダ11のフィードバック補正量と、全気筒のフィードバック補正量とは、ほぼ一致している。チャート88は、#3シリンダ11のフィードバック補正量と、全気筒のフィードバック補正量との偏差を示している。偏差はゼロ、又は、ほぼゼロであり、しきい値よりも小さい。チャート89は、#3シリンダ11のフィードバック補正量と、全気筒のフィードバック補正量との偏差によって定まる修正量を示している。偏差がしきい値よりも小さいため、修正量はゼロである。 A chart 87 indicates feedback correction amounts for all cylinders. During steady operation of the engine 1 before time t1, the feedback correction amount for #3 cylinder 11 in the chart 86 substantially matches the feedback correction amount for all cylinders. A chart 88 shows the deviation between the feedback correction amount for #3 cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders. The deviation is zero or nearly zero and less than the threshold. A chart 89 shows the correction amount determined by the deviation between the feedback correction amount of #3 cylinder 11 and the feedback correction amount of all cylinders. The amount of correction is zero because the deviation is less than the threshold.

時刻t1以降において、充填効率が高くなりかつ、燃料の噴射量が増えると、推定される燃焼期間が短くなる(チャート83)。目標mfb50は、チャート85に破線で示すように、推定燃焼期間が短くなることに対応して、遅角側に変更される。そのため、目標点火時期は、遅角側に変わる(チャート84)。 After time t1, when the charging efficiency increases and the fuel injection amount increases, the estimated combustion period shortens (chart 83). The target mfb50 is changed to the retarded side as indicated by the dashed line in the chart 85 in response to the shortening of the estimated combustion period. Therefore, the target ignition timing is retarded (chart 84).

前述したように、シリンダ11毎に設定されるフィードバック補正量は、燃焼の間隔が広いことと、第1の一次遅れフィルタの強度が強いこととによって、チャート86に一点鎖線で示すように、遅角側への変更されるタイミングが遅れる(時刻t3)と共に、その変更量も小さい。仮に、過渡時に、シリンダ11毎のフィードバック補正を継続すると、チャート84に一点鎖線で示すように、目標点火時期は、徐々に遅角側へと変わる。その結果、実際のmfb50は、チャート85に一点鎖線で示すように、徐々に遅角側へと変わる。実際のmfb50が目標mfb50に至るまでに、時間を要する。つまり、過渡時にフィードバック制御の応答性が遅れる。 As described above, the feedback correction amount set for each cylinder 11 is delayed as indicated by the dashed line in the chart 86 due to the wide combustion interval and the high strength of the first first-order lag filter. The timing of the change to the corner side is delayed (time t3), and the amount of change is also small. If the feedback correction for each cylinder 11 is continued during the transition, the target ignition timing gradually shifts to the retarded side as indicated by the dashed line in the chart 84 . As a result, the actual mfb50 gradually shifts to the retard side as indicated by the dashed line in chart 85 . It takes time for the actual mfb50 to reach the target mfb50. That is, the responsiveness of feedback control is delayed during transition.

尚、チャート86の破線(つまり、フィルタなし)は、フィルタ処理を行っていないフィードバック補正量を示している。つまり、チャート86の破線は、補正量算出部113が算出したフィードバック補正量に相当する。フィルタ処理を行わないと、フィードバック補正量が遅角側へ大きく変更される。しかしながら、フィルタ処理を行わないと、エンジン1の定常運転時に、フィードバック制御が安定化しないという不都合がある。 A dashed line (that is, no filter) in the chart 86 indicates the feedback correction amount without filtering. That is, the dashed line in chart 86 corresponds to the feedback correction amount calculated by correction amount calculation section 113 . If filtering is not performed, the feedback correction amount is greatly changed to the retard side. However, if the filter processing is not performed, there is a problem that the feedback control is not stabilized during steady operation of the engine 1 .

チャート87に示すように、全シリンダ11のフィードバック補正量は、遅角側へ変更されるタイミングが早まる(時刻t2)と共に、その変更量が大きい。その結果、フィードバック補正量の偏差が、しきい値を超える(チャート88参照)。点火時期設定部112は、偏差としきい値とに基づいて修正量を算出する。修正量Δaは、偏差としきい値との差である(チャート88、89参照)。点火時期設定部112は、シリンダ11毎のフィードバック補正量を、修正量により修正する。チャート86に実線で示すように、#3シリンダ11のフィードバック補正量は、一点鎖線で示すフィードバック補正量に、修正量Δaを、遅角側へ加えた量になる。 As shown in the chart 87, the feedback correction amount of all cylinders 11 is changed to the retard side earlier (time t2), and the change amount is large. As a result, the deviation of the feedback correction amount exceeds the threshold (see chart 88). Ignition timing setting unit 112 calculates a correction amount based on the deviation and the threshold value. The correction amount Δa is the difference between the deviation and the threshold (see charts 88 and 89). The ignition timing setting unit 112 corrects the feedback correction amount for each cylinder 11 using the correction amount. As indicated by the solid line in the chart 86, the feedback correction amount for the #3 cylinder 11 is the amount obtained by adding the correction amount Δa to the retard side to the feedback correction amount indicated by the one-dot chain line.

目標点火時期は、チャート84に実線で示すように、遅角側へ速やかに変更され、実際のmfb50は、チャート85に実線で示すように、目標mfb50へ速やかに近づく。過渡時において、フィードバック制御の応答性が高まる。 The target ignition timing is rapidly retarded as indicated by the solid line in chart 84 , and the actual mfb50 quickly approaches the target mfb50 as indicated by the solid line in chart 85 . Responsiveness of feedback control is enhanced during transition.

エンジン1の運転状態が変化した後、エンジン1の運転状態が定常状態へ移行するに従い、シリンダ11毎のフィードバック補正量と全気筒のフィードバック補正量との偏差は小さくなる。時刻t4以降において、偏差がしきい値よりも小さくなると、前述したフィードバック補正量の修正は行われない。 After the operating state of the engine 1 changes, as the operating state of the engine 1 transitions to a steady state, the deviation between the feedback correction amount for each cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders becomes smaller. After time t4, when the deviation becomes smaller than the threshold value, the aforementioned correction of the feedback correction amount is not performed.

図8に示すように、自動車の加速時には、目標点火時期の補正方向が、進角側から遅角側へと反転する。自動車の減速時には、目標点火時期の補正方向が、遅角側から進角側へと反転する。補正方向が反転する場合に、全気筒のフィードバック補正量は、シリンダ11毎のフィードバック補正量よりも反転するタイミングが早くかつ、補正量も大きくなる。その結果、シリンダ11毎のフィードバック補正量と全気筒のフィードバック補正量との偏差が大きくなる。逆に、エンジン1が定常運転になれば、フィードバック補正量の偏差は小さくなる。点火制御装置100は、シリンダ11毎のフィードバック補正量と全気筒のフィードバック補正量との偏差に基づいて、エンジン1の運転状態が、定常状態であるか、過渡状態であるかを、正確にかつ、速やかに判断できる。 As shown in FIG. 8, when the vehicle is accelerating, the correction direction of the target ignition timing is reversed from the advance side to the retard side. When the automobile decelerates, the correction direction of the target ignition timing is reversed from the retard side to the advance side. When the correction direction is reversed, the feedback correction amount for all cylinders is reversed earlier than the feedback correction amount for each cylinder 11, and the correction amount is also large. As a result, the deviation between the feedback correction amount for each cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders becomes large. Conversely, when the engine 1 is in steady operation, the deviation of the feedback correction amount becomes small. The ignition control device 100 accurately and accurately determines whether the operating state of the engine 1 is in a steady state or a transient state based on the deviation between the feedback correction amount for each cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders. can be determined quickly.

次に、図9のタイムチャートを参照しながら、全気筒のフィードバック補正量と、シリンダ11毎のフィードバック補正量との変化を比較する。チャート91は、充填効率の変化を示している。図8と同様に、時刻t1において充填効率が、低から高へと変化している。これは、自動車の加速時に相当する。 Next, changes in the feedback correction amount for all cylinders and the feedback correction amount for each cylinder 11 will be compared with reference to the time chart of FIG. Chart 91 shows the change in filling efficiency. As in FIG. 8, the charging efficiency changes from low to high at time t1. This corresponds to acceleration of the automobile.

チャート92は、全気筒のフィードバック補正量を示している。チャート92の破線は、フィルタ処理前のフィードバック補正量である。実線は、フィルタ処理後のフィードバック補正量である。実線と破線との比較から、全気筒F/Bフィルタ部115の第2の一次遅れフィルタは、フィルタ強度が弱い。 A chart 92 indicates the feedback correction amounts for all cylinders. The dashed line in chart 92 is the feedback correction amount before filtering. The solid line is the feedback correction amount after filtering. A comparison between the solid line and the dashed line shows that the second first-order lag filter of all-cylinder F/B filter section 115 has a weak filter strength.

チャート93、94、95、96はそれぞれ、#1、#3、#4、#2シリンダ11のフィードバック補正量を示している。チャート93、94、95、96の破線は、フィルタ処理前のフィードバック補正量である。一点鎖線は、シリンダ11毎のフィルタ処理後のフィードバック補正量である。実線は、シリンダ11毎のフィルタ処理後のフィードバック補正量を、全気筒のフィードバック補正量に基づいて修正したフィードバック補正量である(つまり、多気筒考慮)。実線と一点鎖線との比較から、自気筒F/Bフィルタ部114の第1の一次遅れフィルタは、フィルタ強度が強い。時刻t1の直後において、#1、#3、#4、#2シリンダ11のそれぞれにおいて、フィードバック補正量が修正されている。時刻t1から時間が経過すると、シリンダ11毎のフィルタ処理後のフィードバック補正量と、全気筒のフィルタ処理後のフィードバック補正量との偏差が小さくなるため、フィードバック補正量は修正されなくなる。 Charts 93, 94, 95 and 96 show the feedback correction amounts of #1, #3, #4 and #2 cylinders 11, respectively. Broken lines in charts 93, 94, 95, and 96 are feedback correction amounts before filtering. A dashed-dotted line is the feedback correction amount after filtering for each cylinder 11 . The solid line is the feedback correction amount obtained by correcting the feedback correction amount after filtering for each cylinder 11 based on the feedback correction amount of all cylinders (that is, multi-cylinder consideration). A comparison between the solid line and the one-dot chain line indicates that the first first-order lag filter of own-cylinder F/B filter section 114 has a high filter strength. Immediately after time t1, the feedback correction amount is corrected in each of the #1, #3, #4, and #2 cylinders 11 . When time elapses from time t1, the difference between the feedback correction amount after filtering for each cylinder 11 and the feedback correction amount after filtering for all cylinders becomes small, so the feedback correction amount is no longer corrected.

尚、前記の構成では、シリンダ11毎のフィードバック補正量に、全気筒のフィードバック補正量に基づく修正量を加えているが、目標点火時期の修正は、フィードバック補正量の修正に限らない。シリンダ11毎のフィードバック補正量と全気筒のフィードバック補正量との偏差がしきい値を超える場合、点火時期設定部112は、シリンダ11毎のフィードバック補正量と全気筒のフィードバック補正量とに基づいて、目標点火時期の修正を行ってもよい。 In the above configuration, the correction amount based on the feedback correction amount for all cylinders is added to the feedback correction amount for each cylinder 11, but correction of the target ignition timing is not limited to correction of the feedback correction amount. If the deviation between the feedback correction amount for each cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders exceeds the threshold value, the ignition timing setting unit 112 adjusts the feedback correction amount for each cylinder 11 and the feedback correction amount for all cylinders based on the , the target ignition timing may be corrected.

また、点火時期の制御に用いる燃焼指標は、mfb50に限らない。点火時期設定部112は、任意の割合の質量燃焼割合を、燃焼指標として用いることができる。また、SPCCI燃焼の点火時期の制御において、点火時期設定部112は、混合気が自己着火を開始するθci(図3参照)を燃焼指標として用いることができる。 Further, the combustion index used for ignition timing control is not limited to mfb50. The ignition timing setting unit 112 can use the mass combustion ratio of any ratio as the combustion index. Further, in controlling the ignition timing of SPCCI combustion, the ignition timing setting unit 112 can use θci (see FIG. 3) at which the air-fuel mixture starts to self-ignite as a combustion index.

尚、ここに開示するエンジンの制御装置は、前述した構成のエンジン1への適用に限定されない。エンジンは、SPCCI燃焼を行わない、例えば火炎伝播によるSI燃焼のみを行うエンジンであってもよい。 It should be noted that the engine control device disclosed herein is not limited to application to the engine 1 having the configuration described above. The engine may be an engine that does not use SPCCI combustion, eg, only SI combustion by flame propagation.

1 エンジン
10 ECU(制御部)
100 点火制御装置
112 点火時期設定部
113 補正量算出部
114 自気筒F/Bフィルタ部
115 全気筒F/Bフィルタ部
11 シリンダ
17 燃焼室
25 点火プラグ(点火部)
SW5 筒内圧センサ
1 engine 10 ECU (control unit)
100 ignition control device 112 ignition timing setting unit 113 correction amount calculation unit 114 self-cylinder F/B filter unit 115 all-cylinder F/B filter unit 11 cylinder 17 combustion chamber 25 spark plug (ignition unit)
SW5 In-cylinder pressure sensor

Claims (6)

それぞれ燃焼室を形成する四つのシリンダを有するエンジンと、
前記シリンダ毎に前記エンジンに取り付けられかつ、それぞれ前記燃焼室の中の混合気に点火を行う四つの点火部と、
前記シリンダ毎に前記エンジンに取り付けられかつ、それぞれ前記シリンダの中の圧力に対応する計測信号を出力する四つの筒内圧センサと、
前記エンジンの運転状態に応じて目標点火時期を定めると共に、前記点火部が前記目標点火時期に点火を行うよう、前記四つの点火部へ順次、点火信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記筒内圧センサの計測信号を受けると共に、前記計測信号から得られる燃焼指標に基づいて、前記燃焼指標が目標の燃焼指標となるように、前記目標点火時期を、前記シリンダ毎にフィードバック補正し、
前記制御部は、前記シリンダ毎に、前記筒内圧センサの計測信号に基づくフィードバック補正量を、第1の一次遅れフィルタによってフィルタ処理すると共に、フィルタ処理後の第1の補正量に基づいて前記目標点火時期を補正し、
前記制御部はまた、前記四つのシリンダの内の一のシリンダ及び他のシリンダを含む全シリンダについてのフィードバック補正量を、第2の一次遅れフィルタによってフィルタ処理した第2の補正量を記憶し、
前記制御部はまた、前記第1の補正量と、前記第2の補正量との偏差が、所定量を超える場合に、前記一のシリンダの目標点火時期を修正し、
前記第1の一次遅れフィルタは、前記第2の一次遅れフィルタよりも、フィルタ強度が強いエンジンの制御装置。
an engine having four cylinders each forming a combustion chamber;
four igniters attached to the engine for each cylinder and each igniting a mixture in the combustion chamber;
four in-cylinder pressure sensors attached to the engine for each cylinder and each outputting a measurement signal corresponding to the pressure in the cylinder;
a control unit that determines a target ignition timing according to the operating state of the engine and sequentially outputs an ignition signal to the four ignition units so that the ignition unit performs ignition at the target ignition timing;
The control unit receives a measurement signal from the in-cylinder pressure sensor and, based on the combustion index obtained from the measurement signal, sets the target ignition timing for each cylinder so that the combustion index becomes a target combustion index. feedback correction to
The control unit filters the feedback correction amount based on the measurement signal of the in-cylinder pressure sensor with a first first-order lag filter for each cylinder, and performs the target correction amount based on the filtered first correction amount. correct the ignition timing
The control unit also stores a second correction amount obtained by filtering feedback correction amounts for all cylinders including one of the four cylinders and the other cylinders with a second first-order lag filter,
The control unit also corrects the target ignition timing of the one cylinder when a deviation between the first correction amount and the second correction amount exceeds a predetermined amount,
The engine control device , wherein the first first-order lag filter has a stronger filter strength than the second first-order lag filter .
請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
前記点火部は、前記点火信号を受けて前記混合気に点火し、それによって、一部の混合気は火炎伝播を伴う燃焼を開始し、その後、残りの未燃混合気が自己着火により燃焼するエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 1,
The ignition unit receives the ignition signal and ignites the air-fuel mixture, whereby a part of the air-fuel mixture begins to burn with flame propagation, and then the remaining unburned air-fuel mixture burns by self-ignition. Engine controller.
請求項2に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃焼指標は、前記混合気の質量燃焼割合が所定割合となるクランク角であるエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 2,
A control device for an engine, wherein the combustion index is a crank angle at which a mass combustion ratio of the air-fuel mixture is a predetermined ratio.
請求項1~のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御部は、前記一のシリンダについてのフィードバック補正量に対して、前記偏差に応じた修正量を加えた修正フィードバック補正量に基づいて、前記一のシリンダの目標点火時期をフィードバック補正するエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The control unit performs feedback correction of the target ignition timing of the one cylinder based on a modified feedback correction amount obtained by adding a correction amount corresponding to the deviation to the feedback correction amount of the one cylinder. Control device.
請求項1~のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御部は、前記一のシリンダの目標点火時期を、前記一のシリンダについてのフィードバック補正量と、シリンダについてのフィードバック補正量とに基づいて設定するエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The control unit for an engine, wherein the control unit sets the target ignition timing of the one cylinder based on a feedback correction amount for the one cylinder and a feedback correction amount for all cylinders.
請求項1~のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記偏差は、前記エンジンの運転状態が変化する過渡時に、前記所定量を超えるエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The engine control device, wherein the deviation exceeds the predetermined amount when the operating state of the engine changes.
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