JP2010001769A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のアイドル運転中に吸入空気量制御パラメータを所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、そのトルク増加分をキャンセルするようにトルク制御パラメータをトルク減少方向にオフセットするトルクリザーブ制御を行う内燃機関の制御装置に関する発明である。 The present invention offsets the intake air amount control parameter in the torque increasing direction by a predetermined torque margin value during idling operation of the internal combustion engine, and offsets the torque control parameter in the torque decreasing direction so as to cancel the torque increase. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs torque reserve control.
内燃機関のトルク制御において、アイドル運転中にエアコンのコンプレッサやパワーステアリングのポンプ等の補機類の負荷変動によるトルク変動を、スロットル開度(スロットルバルブの開度)又はISCバルブ開度(アイドルスピードコントロールバルブの開度)の補正による吸入空気量の補正によって抑制しようとしても、スロットル開度又はISCバルブ開度が変化してから実際に筒内充填空気量が変化してトルクが変化するまでの応答遅れが比較的大きいため、スロットル開度又はISCバルブ開度の補正では、補機類の負荷変動によるトルク変動(アイドル回転変動)を応答良く抑制することができない。 In torque control of an internal combustion engine, torque fluctuation due to load fluctuations of auxiliary equipment such as an air conditioner compressor and a power steering pump during idling is calculated as throttle opening (throttle valve opening) or ISC valve opening (idle speed). Even if an attempt is made to suppress by correcting the intake air amount by correcting the opening of the control valve) until the torque changes due to the actual change in the cylinder charge air amount after the throttle opening or the ISC valve opening changes. Since the response delay is relatively large, the torque fluctuation (idle rotation fluctuation) due to the load fluctuation of the auxiliary machinery cannot be suppressed with good response in the correction of the throttle opening or the ISC valve opening.
そこで、特許文献1(特開2006−138300号公報)に記載されているように、点火時期の遅角/進角補正が応答良くトルク変化に現れることに着目して、アイドル運転中に補機類の負荷変動によるトルク変動を点火時期の補正によって応答良く抑制するようにしたものがある。 Therefore, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-138300), focusing on the fact that the ignition timing retard / advance correction appears in the torque change with good response, the auxiliary machine during idle operation There is a type in which torque fluctuation due to load fluctuation is suppressed with good response by correcting the ignition timing.
一般に、内燃機関の点火時期は、トルク・燃料消費率が最良となる最適点火時期MBTに近付けるように制御されるが、点火時期が最適点火時期MBTに近付き過ぎていると、補機類の負荷変動によるトルク減少分を点火時期の進角補正によるトルク増加分で補ってトルク変動を抑制しようとしても、補機類の負荷変動によるトルク減少分を補うだけのトルク増加を点火時期の進角補正によって確保する余裕がなくなってしまい、トルク変動(アイドル回転変動)を十分に抑制することができない。 In general, the ignition timing of the internal combustion engine is controlled so as to approach the optimum ignition timing MBT at which the torque / fuel consumption rate is the best, but if the ignition timing is too close to the optimum ignition timing MBT, the load on the auxiliary machinery Even if you attempt to suppress the torque fluctuation by compensating the torque decrease due to the fluctuation with the torque increase due to the ignition timing advance angle correction, the ignition timing advance angle correction will compensate for the torque increase due to the load fluctuation of the auxiliary machinery. As a result, there is no room to ensure, and torque fluctuations (idle rotation fluctuations) cannot be sufficiently suppressed.
この対策として、特許文献1のトルク制御では、要求トルクに応じて設定したスロットル開度を所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、このスロットル開度のオフセットによるトルク増加分を点火時期の遅角方向(トルク減少方向)へのオフセットによりキャンセルして要求トルクを実現するトルクリザーブ制御を行うことで、補機類の負荷変動によるトルク減少分を補うだけのトルク増加を点火時期の進角補正によって確保する余裕を持たせるようにしている。
近年、CO2 排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、燃料として、ガソリン、アルコール(エタノールやメタノール等)、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能な内燃機関を搭載した自動車の需要が増加してきている。 In recent years, in response to social demands such as CO2 emission reduction and the use of alternative fuels for oil, internal combustion engines that can use gasoline, alcohol (ethanol, methanol, etc.), and alcohol-mixed fuels that are a mixture of gasoline and alcohol can be used as fuels. The demand for onboard vehicles is increasing.
一般に、アルコール燃料(アルコールやアルコール混合燃料)は、ガソリンに比べて、オクタン価が高く、点火時期のノック限界が進角側となるため、ノック制御により点火時期を進角側に補正して内燃機関の出力(トルク)を高めることができる。しかも、アルコール燃料は、ガソリンに比べて、気化潜熱が大きく、気化潜熱による混合気の冷却効果が高いため、混合気の筒内充填効率が向上し、上述した点火時期の進角補正との相乗効果によって内燃機関の出力(トルク)を効率良く高めることができるという特徴がある。このため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど内燃機関のトルクが増加する。一方、アルコール燃料は、ガソリンに比べて、気化潜熱が大きく、低温時に気化し難くなるため、低温時には燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃焼安定性が低下するという特徴もある。 In general, alcohol fuel (alcohol or alcohol blended fuel) has a higher octane number than gasoline and the knock limit of the ignition timing is on the advance side. Output (torque) can be increased. In addition, alcohol fuel has a larger latent heat of vaporization than gasoline and has a higher cooling effect on the air-fuel mixture due to the latent heat of vaporization, which improves the in-cylinder filling efficiency and synergies with the above-described advance correction of the ignition timing. The effect is that the output (torque) of the internal combustion engine can be increased efficiently. For this reason, the torque of the internal combustion engine increases as the alcohol concentration of the fuel increases. On the other hand, alcohol fuel has a larger latent heat of vaporization than gasoline and is difficult to vaporize at low temperatures. Therefore, combustion stability decreases as the alcohol concentration of the fuel increases at low temperatures.
しかし、上記特許文献1のトルク制御では、このような燃料のアルコール濃度の変化による内燃機関のトルクや燃焼安定性の変化が全く考慮されていないため、燃料のアルコール濃度の変化によって内燃機関のトルクや燃焼安定性が変化すると、トルクリザーブ制御のトルク余裕値に過不足が生じて、トルク制御精度が低下する可能性がある。例えば、トルク余裕値が大きくなり過ぎると、トルク余剰になって、アイドル回転速度が目標アイドル回転速度を越えて上昇し過ぎてしまう可能性があり、反対に、トルク余裕値が小さくなり過ぎると、トルク不足になって、アイドル回転速度が目標アイドル回転速度を下回ってしまう可能性がある。
However, in the torque control of
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、トルクリザーブ制御のトルク余裕値を燃料のアルコール濃度に応じた適正値に設定することができて、トルク制御精度を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and therefore the object of the present invention is to set the torque reserve control torque margin value to an appropriate value according to the alcohol concentration of the fuel, An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving torque control accuracy.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関のアイドル運転中に吸入空気量制御パラメータ(例えばスロットル開度)を所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、そのトルク増加分をキャンセルするようにトルク制御パラメータ(例えば点火時期)をトルク減少方向にオフセットするトルクリザーブ制御を行う内燃機関の制御装置において、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度をアルコール濃度判定手段により検出又は推定し、そのアルコール濃度に応じてトルク余裕値をトルク余裕値補正手段により補正するようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an intake air amount control parameter (for example, throttle opening) is offset in a torque increasing direction by a predetermined torque margin value during idling of the internal combustion engine. In a control device for an internal combustion engine that performs torque reserve control for offsetting a torque control parameter (for example, ignition timing) in a torque decreasing direction so as to cancel a torque increase, an alcohol concentration determination unit that determines an alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine The torque margin value is corrected by the torque margin value correcting means according to the alcohol concentration.
この構成では、燃料のアルコール濃度に応じてトルク余裕値を補正することができるため、燃料のアルコール濃度に応じて内燃機関のトルクや燃焼安定性が変化するのに対応して、トルク余裕値を補正して、トルク余裕値を適正値に設定することができる。これにより、燃料のアルコール濃度によって内燃機関のトルクや燃焼安定性が変化するという事情があっても、アイドル運転中に行うトルクリザーブ制御のトルク余裕値を燃料のアルコール濃度に応じた適正値に設定することができて、トルク制御精度を向上させることができ、アイドル回転速度を安定化させることができる。 In this configuration, since the torque margin value can be corrected according to the alcohol concentration of the fuel, the torque margin value is set in response to changes in the torque and combustion stability of the internal combustion engine according to the alcohol concentration of the fuel. By correcting, the torque margin value can be set to an appropriate value. As a result, even if there is a situation where the torque or combustion stability of the internal combustion engine changes depending on the alcohol concentration of the fuel, the torque margin value for torque reserve control performed during idle operation is set to an appropriate value according to the alcohol concentration of the fuel. Thus, the torque control accuracy can be improved, and the idle rotation speed can be stabilized.
図2に示すように、一般に、内燃機関の温度(例えば冷却水温)が比較的高い高温領域では、アルコール燃料(アルコールやアルコール混合燃料)が気化し易くなるため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど内燃機関のトルクが増加する傾向がある。一方、内燃機関の温度が比較的低い低温領域では、アルコール燃料が気化し難くなるため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃焼安定性が低下する傾向がある。 As shown in FIG. 2, in general, alcohol fuel (alcohol or alcohol-mixed fuel) is easily vaporized in a high temperature region where the temperature of the internal combustion engine (for example, cooling water temperature) is relatively high. Engine torque tends to increase. On the other hand, in a low temperature region where the temperature of the internal combustion engine is relatively low, the alcohol fuel is less likely to be vaporized, so that the combustion stability tends to decrease as the alcohol concentration of the fuel increases.
このような特性を考慮して、請求項2のように、内燃機関の温度又はこれに関連性のある情報(以下「機関温度情報」という)を機関温度情報判定手段により検出又は推定し、アルコール濃度に加え、機関温度情報も考慮してトルク余裕値を補正するようにしても良い。このようにすれば、燃料のアルコール濃度と内燃機関の温度によって内燃機関のトルクや燃焼安定性が変化するのに対応して、トルク余裕値を補正して、トルク余裕値を精度良く適正値に設定することができる。 In consideration of such characteristics, the temperature of the internal combustion engine or information related thereto (hereinafter referred to as “engine temperature information”) is detected or estimated by the engine temperature information determination means as in claim 2, and alcohol The torque margin value may be corrected in consideration of the engine temperature information in addition to the concentration. In this way, the torque margin value is corrected so that the torque margin value is accurately adjusted to an appropriate value in response to changes in the torque and combustion stability of the internal combustion engine depending on the alcohol concentration of the fuel and the temperature of the internal combustion engine. Can be set.
具体的には、請求項3のように、機関温度情報が所定の高温領域のときにアルコール濃度が高くなるほどトルク余裕値を小さくするように補正すると良い。このようにすれば、機関温度情報がアルコール燃料の気化し易くなる高温領域のときには、燃料のアルコール濃度が高くなるほど内燃機関のトルクが増加するのに対応して、トルク余裕値を小さくするという制御が可能となる。 Specifically, as in claim 3, it is preferable that the torque margin value be corrected to be smaller as the alcohol concentration is higher when the engine temperature information is in a predetermined high temperature region. In this way, when the engine temperature information is in a high temperature region where the alcohol fuel is easily vaporized, the torque margin value is reduced in response to the increase in the torque of the internal combustion engine as the alcohol concentration of the fuel increases. Is possible.
また、請求項4のように、機関温度情報が所定の低温領域のときにアルコール濃度が高くなるほどトルク余裕値を大きくするように補正すると良い。このようにすれば、機関温度情報がアルコール燃料の気化し難くなる低温領域のときには、燃料のアルコール濃度が高くなるほど内燃機関の燃焼安定性が低下するのに対応して、トルク余裕値を大きくするという制御が可能となる。 Further, as in claim 4, when the engine temperature information is in a predetermined low temperature region, the torque margin value may be corrected so as to increase as the alcohol concentration increases. In this way, when the engine temperature information is in a low temperature region where the alcohol fuel is difficult to vaporize, the torque margin value is increased corresponding to the fact that the combustion stability of the internal combustion engine decreases as the alcohol concentration of the fuel increases. Control becomes possible.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
An
更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、各気筒の吸気マニホールド20の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
Further, a
一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。
On the other hand, the
また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温(機関温度情報)を検出する冷却水温センサ26(機関温度情報判定手段)や、ノッキング振動を検出するノックセンサ29が取り付けられている。また、クランク軸27の外周側には、クランク軸27が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ28が取り付けられ、このクランク角センサ28の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
Further, a cooling water temperature sensor 26 (engine temperature information determining means) for detecting a cooling water temperature (engine temperature information) and a
エンジン11は、燃料として、ガソリン、アルコール(エタノールやメタノール等)、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能であり、これらのガソリン、アルコール、アルコール混合燃料のいずれかを給油してエンジン11に供給するようになっている。燃料を貯溜する燃料タンク30内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ31が設けられている。この燃料ポンプ31から吐出される燃料は、燃料配管32を通してデリバリパイプ33に送られ、このデリバリパイプ33から各気筒の燃料噴射弁21に分配される。
The
また、燃料タンク30から燃料噴射弁21までの燃料供給系の適宜の箇所に、燃料のアルコール濃度(例えばエタノール混合率)を検出するアルコール濃度センサ34(アルコール濃度判定手段)が設けられている。本実施例では、燃料タンク30内に配置された燃料ポンプ31と一体的にアルコール濃度センサ34が設けられている。このアルコール濃度センサ34は、どのような方式のアルコール濃度センサを用いても良く、例えば、燃料の誘電率に応じた静電容量を測定してアルコール濃度を検出する静電容量式のアルコール濃度センサ、或は、燃料の透過光量(透過率)を測定してアルコール濃度を検出する光学式(透過式)のアルコール濃度センサを用いても良い。
Further, an alcohol concentration sensor 34 (alcohol concentration determination means) for detecting the alcohol concentration (for example, ethanol mixing ratio) of the fuel is provided at an appropriate location in the fuel supply system from the
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)35に入力される。このECU35は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁21の燃料噴射量や点火プラグ22の点火時期を制御する。
Outputs of these various sensors are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 35. The
また、ECU35は、エンジン11のアイドル運転中に、要求トルクに応じて設定したスロットル開度(吸入空気量制御パラメータ)を所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、このスロットル開度のオフセットによるトルク増加分を点火時期(トルク制御パラメータ)の遅角方向(トルク減少方向)へのオフセットによりキャンセルして要求トルクを実現するトルクリザーブ制御を行う。このトルクリザーブ制御により、エアコンのコンプレッサやパワーステアリングのポンプ等の補機類の負荷変動によるトルク減少分を補うだけのトルク増加を点火時期の進角補正によって確保する余裕を持たせるようにしている。その際、ECU35は、後述する図6のトルク余裕値設定ルーチンを実行することで、アルコール濃度センサ34で検出した燃料のアルコール濃度と冷却水温センサ26で検出した冷却水温(エンジン温度情報)とに応じてトルク余裕値を補正するようにしている。
Further, the
以下、図3乃至図5を用いて本実施例のトルクリザーブ制御について説明する。
図3に示すように、まず、エンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度と負荷等)に応じた基本トルク余裕値をマップ又は数式等により算出する。また、車速に応じた車速補正係数、冷却水温に応じた冷却水温補正係数、大気圧に応じた大気圧補正係数、ステアリング操舵角に応じたステアリング操舵角補正係数等の各種補正係数を、それぞれマップ又は数式等により算出する。
Hereinafter, the torque reserve control of this embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, first, a basic torque margin value corresponding to an engine operating state (for example, engine speed and load) is calculated using a map or a mathematical formula. In addition, various correction coefficients such as a vehicle speed correction coefficient according to the vehicle speed, a cooling water temperature correction coefficient according to the cooling water temperature, an atmospheric pressure correction coefficient according to the atmospheric pressure, and a steering steering angle correction coefficient according to the steering angle are respectively mapped. Or it calculates by numerical formula etc.
更に、アルコール濃度補正係数設定部36で、アルコール濃度センサ34で検出した燃料のアルコール濃度と、冷却水温センサ26で検出した冷却水温(エンジン温度情報)とに応じたアルコール濃度補正係数をマップ又は数式等により算出する。
Further, the alcohol concentration correction
図2に示すように、一般に、冷却水温が比較的高い高温領域では、アルコール燃料(アルコールやアルコール混合燃料)が気化し易くなるため、燃料のアルコール濃度が高くなるほどエンジン11のトルクが増加する傾向がある。一方、冷却水温が比較的低い低温領域では、アルコール燃料が気化し難くなるため、燃料のアルコール濃度が高くなるほど燃焼安定性が低下する傾向がある。
As shown in FIG. 2, in general, alcohol fuel (alcohol or alcohol-mixed fuel) is liable to vaporize in a high temperature region where the coolant temperature is relatively high. Therefore, the torque of the
このような特性を考慮して、図4(a)に示すように、アルコール濃度補正係数のマップは、冷却水温がアルコール燃料の気化し易くなる高温領域のときには、燃料のアルコール濃度が高くなるほどエンジン11のトルクが増加するのに対応して、燃料のアルコール濃度が高くなるほどアルコール濃度補正係数が小さくなってトルク余裕値を小さくするように設定されている。
In consideration of such characteristics, as shown in FIG. 4A, the map of the alcohol concentration correction coefficient indicates that the higher the alcohol concentration of the fuel, the higher the alcohol concentration of the fuel when the cooling water temperature is in a high temperature region where the alcohol fuel is easily vaporized. Corresponding to the increase in the
一方、図4(b)に示すように、アルコール濃度補正係数のマップは、冷却水温がアルコール燃料の気化し難くなる低温領域のときには、燃料のアルコール濃度が高くなるほどエンジン11の燃焼安定性が低下するのに対応して、燃料のアルコール濃度が高くなるほどアルコール濃度補正係数が大きくなってトルク余裕値を大きくするように設定されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the alcohol concentration correction coefficient map shows that the combustion stability of the
この後、トルク余裕値補正部37(トルク余裕値補正手段)で、基本トルク余裕値に各種補正係数(車速補正係数、冷却水温補正係数、大気圧補正係数、ステアリング操舵角補正係数等)及びアルコール濃度補正係数を乗算して最終的なトルク余裕値を求めることで、燃料のアルコール濃度と冷却水温(エンジン温度情報)とに応じて補正したトルク余裕値を設定する。
トルク余裕値=基本トルク余裕値×各種補正係数×アルコール濃度補正係数
Thereafter, in the torque margin value correction unit 37 (torque margin value correcting means), various correction coefficients (vehicle speed correction coefficient, cooling water temperature correction coefficient, atmospheric pressure correction coefficient, steering steering angle correction coefficient, etc.) and alcohol are added to the basic torque margin value. By multiplying the concentration correction coefficient to obtain a final torque margin value, a corrected torque margin value is set according to the alcohol concentration of the fuel and the coolant temperature (engine temperature information).
Torque margin value = basic torque margin value x various correction factors x alcohol concentration correction factor
これにより、燃料のアルコール濃度とエンジン温度によってエンジン11のトルクや燃焼安定性が変化するのに対応して、トルク余裕値を補正して、トルク余裕値を精度良く適正値に設定する。
このようにして、トルク余裕値を設定した後、トルクリザーブ制御部38で、スロットル開度や点火時期を次のようにして設定する。
Thus, the torque margin value is corrected and the torque margin value is accurately set to an appropriate value in response to changes in the torque and combustion stability of the
After the torque margin value is set in this manner, the torque
図5に示すように、スロットル開度を設定する場合には、まず、アクセル開度、エンジン回転速度等に基づいてドライバ要求トルクを算出し、このドライバ要求トルクにISC(アイドル回転速度制御)によるトルク増減分や各種の損失トルク(内部損失トルク、外部損失トルク等)を加算して要求トルクを求める。ここで、内部損失トルクは、機械摩擦損失、ポンピング損失等であり、外部損失トルクは、エンジン11の動力で駆動される補機類(エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワーステアリングのポンプ等)の負荷トルクである。
As shown in FIG. 5, when setting the throttle opening, first, a driver request torque is calculated based on the accelerator opening, the engine rotation speed, and the like, and this driver request torque is determined by ISC (idle rotation speed control). The required torque is obtained by adding the torque increase / decrease and various loss torques (internal loss torque, external loss torque, etc.). Here, the internal loss torque is a mechanical friction loss, a pumping loss, etc., and the external loss torque is a load torque of auxiliary machinery (air conditioner compressor, alternator, power steering pump, etc.) driven by the power of the
この後、要求トルクにトルク余裕値を加算した値(以下「要求トルク+トルク余裕値」と表記する)を求めた後、この「要求トルク+トルク余裕値」に応じたスロットル開度をマップ等により算出して、ベース点火時期(例えば、トルク・燃料消費率が最良となる最適点火時期MBT)において「要求トルク+トルク余裕値」に相当するスロットル開度を設定する。これにより、スロットル開度をトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットする。 Then, after obtaining a value obtained by adding a torque margin value to the required torque (hereinafter referred to as “request torque + torque margin value”), the throttle opening corresponding to this “request torque + torque margin value” is mapped, etc. And the throttle opening corresponding to “request torque + torque margin value” is set at the base ignition timing (for example, the optimal ignition timing MBT at which the torque / fuel consumption rate is optimal). As a result, the throttle opening is offset in the torque increasing direction by the torque margin value.
点火時期を設定する場合には、まず、要求トルクと「要求トルク+トルク余裕値」との比をトルク効率として算出する。尚、トルク効率の算出方法は、適宜変更しても良く、例えば、エンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度、吸入空気量、空燃比等)に基づいて最適点火時期MBTにおける推定トルクを算出し、要求トルクと最適点火時期MBTにおける推定トルクとの比をトルク効率として算出するようにしても良い。 When setting the ignition timing, first, a ratio between the required torque and “requested torque + torque margin value” is calculated as torque efficiency. The method for calculating the torque efficiency may be changed as appropriate. For example, the estimated torque at the optimal ignition timing MBT is calculated based on the engine operating state (for example, engine speed, intake air amount, air-fuel ratio, etc.) A ratio between the required torque and the estimated torque at the optimum ignition timing MBT may be calculated as torque efficiency.
この後、点火遅角量R(最適点火時期MBTからの遅角方向へのオフセット量)のマップを参照して、トルク効率に応じた点火遅角量Rを算出することで、要求トルクを実現するのに必要な点火遅角量Rを求める。この点火遅角量Rのマップは、トルク効率=1のときに点火遅角量R=0となり、トルク効率が1よりも小さくなるのに従って点火遅角量Rが大きくなるように設定されている。 Thereafter, the required torque is realized by calculating the ignition delay amount R according to the torque efficiency with reference to the map of the ignition delay amount R (offset amount in the retard direction from the optimal ignition timing MBT). An ignition retard amount R required for the calculation is obtained. The map of the ignition retard amount R is set so that the ignition retard amount R = 0 when the torque efficiency = 1, and the ignition retard amount R increases as the torque efficiency becomes smaller than 1. .
この後、最適点火時期MBTから点火遅角量Rだけ遅角した点火時期を算出する。これにより、要求トルクを実現するように点火時期をトルク余裕値分だけ遅角方向(トルク減少方向)にオフセットして、スロットル開度のオフセットによるトルク増加分をキャンセルする。 Thereafter, an ignition timing retarded by an ignition retardation amount R from the optimal ignition timing MBT is calculated. Thus, the ignition timing is offset in the retarding direction (torque decreasing direction) by the torque margin value so as to realize the required torque, and the torque increase due to the offset of the throttle opening is canceled.
以下、上述したトルクリザーブ制御の際にECU35が実行する図6のトルク余裕値設定ルーチンの処理内容を説明する。図6のトルク余裕値設定ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、エンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度と負荷等)に応じた基本トルク余裕値をマップ又は数式等により算出した後、ステップ102に進み、車速に応じた車速補正係数、冷却水温に応じた冷却水温補正係数、大気圧に応じた大気圧補正係数、ステアリング操舵角に応じたステアリング操舵角補正係数等の各種補正係数を、それぞれマップ又は数式等により算出する。
Hereinafter, the processing contents of the torque margin value setting routine of FIG. 6 executed by the
この後、ステップ103に進み、アルコール濃度センサ34で検出した燃料のアルコール濃度と、冷却水温センサ26で検出した冷却水温(エンジン温度情報)とに応じたアルコール濃度補正係数をマップ又は数式等により算出した後、ステップ104に進み、基本トルク余裕値に各種補正係数(車速補正係数、冷却水温補正係数、大気圧補正係数、ステアリング操舵角補正係数等)及びアルコール濃度補正係数を乗算して最終的なトルク余裕値を求めることで、燃料のアルコール濃度と冷却水温とに応じて補正したトルク余裕値を設定する。
トルク余裕値=基本トルク余裕値×各種補正係数×アルコール濃度補正係数
Thereafter, the process proceeds to step 103, where an alcohol concentration correction coefficient corresponding to the alcohol concentration of the fuel detected by the
Torque margin value = basic torque margin value x various correction factors x alcohol concentration correction factor
以上説明した本実施例では、燃料のアルコール濃度と冷却水温(エンジン温度情報)とに応じてトルク余裕値を補正するようにしたので、燃料のアルコール濃度とエンジン温度によってエンジン11のトルクや燃焼安定性が変化するのに対応して、トルク余裕値を補正して、トルク余裕値を精度良く適正値に設定することができる。これにより、燃料のアルコール濃度とエンジン温度によってエンジン11のトルクや燃焼安定性が変化するという事情があっても、アイドル運転中に行うトルクリザーブ制御のトルク余裕値を燃料のアルコール濃度とエンジン温度に応じた適正値に設定することができて、トルク制御精度を向上させることができ、アイドル回転速度を安定化させることができる。
In the present embodiment described above, the torque margin value is corrected in accordance with the alcohol concentration of the fuel and the coolant temperature (engine temperature information). Therefore, the torque and combustion stability of the
尚、上記実施例では、燃料のアルコール濃度と冷却水温とに応じたアルコール濃度補正係数を算出し、このアルコール濃度補正係数を基本トルク余裕値に乗算して最終的なトルク余裕値を求めるようにしたが、燃料のアルコール濃度と冷却水温とに応じてトルク余裕値を補正する方法は、適宜変更しても良く、例えば、燃料のアルコール濃度と冷却水温とに応じたアルコール濃度補正量を算出し、このアルコール濃度補正量を基本トルク余裕値に加算(又は減算)して最終的なトルク余裕値を求めるようにしても良い。 In the above embodiment, the alcohol concentration correction coefficient corresponding to the alcohol concentration of the fuel and the coolant temperature is calculated, and the basic torque margin value is multiplied by this alcohol concentration correction factor to obtain the final torque margin value. However, the method of correcting the torque margin value according to the alcohol concentration of the fuel and the cooling water temperature may be changed as appropriate.For example, the alcohol concentration correction amount according to the alcohol concentration of the fuel and the cooling water temperature is calculated. The final torque margin value may be obtained by adding (or subtracting) this alcohol concentration correction amount to the basic torque margin value.
或は、燃料のアルコール濃度と冷却水温とエンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度と負荷等)とをパラメータとして基本トルク余裕値を算出するマップ又は数式等を用いて基本トルク余裕値を算出するようにしても良い。 Alternatively, the basic torque margin value is calculated using a map or a mathematical formula that calculates the basic torque margin value using the alcohol concentration of the fuel, the coolant temperature, and the engine operating state (for example, engine speed and load) as parameters. Anyway.
また、上記実施例では、エンジン温度情報として、冷却水温センサ26で検出した冷却水温を用いるようにしたが、冷却水温に代えて、油温センサで検出した油温を用いるようにしても良い。或は、冷却水温と油温のうちの少なくとも一方に基づいてエンジン温度を推定するようにしても良い。
In the above embodiment, the coolant temperature detected by the
また、上記実施例では、燃料のアルコール濃度とエンジン温度(例えば冷却水温)の両方に応じてトルク余裕値を補正するようにしたが、燃料のアルコール濃度のみに応じてトルク余裕値を補正するようにしても良い。 In the above embodiment, the torque margin value is corrected according to both the alcohol concentration of the fuel and the engine temperature (for example, the coolant temperature). However, the torque margin value is corrected only according to the alcohol concentration of the fuel. Anyway.
また、上記実施例では、アルコール濃度センサ34で燃料のアルコール濃度を検出するようにしたが、アルコール濃度センサ34を備えていないシステムの場合には、例えば、空燃比フィードバック補正量、空燃比のずれ量、燃焼安定性(エンジン回転変動)、エンジントルク、高温始動時の燃圧上昇速度等の少なくとも1つに基づいて燃料のアルコール濃度を推定するようにしても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施例では、アイドル運転中にスロットル開度を所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、そのトルク増加分を点火時期のトルク減少方向へのオフセットによりキャンセルするトルクリザーブ制御を行うようにしたが、これに限定されず、例えば、ISCバルブ(アイドルスピードコントロールバルブ)を備えたシステムの場合には、アイドル運転中にISCバルブ開度を所定のトルク余裕値分だけトルク増加方向にオフセットし、そのトルク増加分を点火時期のトルク減少方向へのオフセットによりキャンセルするトルクリザーブ制御を行うようにしても良い。 Further, in the above embodiment, torque reserve control is performed in which the throttle opening is offset in the torque increasing direction by a predetermined torque margin value during idle operation, and the torque increase is canceled by offsetting the ignition timing in the torque decreasing direction. However, the present invention is not limited to this. For example, in the case of a system equipped with an ISC valve (idle speed control valve), the ISC valve opening is increased by a predetermined torque margin during idle operation. The torque reserve control may be performed so that the torque increase is canceled by offsetting the increase in torque to the torque decrease direction of the ignition timing.
更に、スロットル開度やISCバルブ開度のオフセットによるトルク増加分を、点火時期以外のトルク制御パラメータ(例えば、吸気バルブタイミング等)のトルク減少方向へのオフセットによりキャンセルするトルクリザーブ制御を行うようにしても良い。 Further, torque reserve control is performed so that the torque increase due to the offset of the throttle opening or the ISC valve opening is canceled by the offset in the torque decreasing direction of the torque control parameter (for example, intake valve timing, etc.) other than the ignition timing. May be.
その他、本発明は、図1に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。 In addition, the present invention is not limited to the intake port injection type engine as shown in FIG. 1, but includes an in-cylinder injection type engine, and both an intake port injection fuel injection valve and an in-cylinder injection fuel injection valve. It can also be applied to dual-injection engines.
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、26…冷却水温センサ(機関温度情報判定手段)、30…燃料タンク、31…燃料ポンプ、34…アルコール濃度センサ(アルコール濃度判定手段)、35…ECU、36…アルコール濃度補正係数設定部、37…トルク余裕値補正部(トルク余裕値補正手段)、38…トルクリザーブ制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度を検出又は推定するアルコール濃度判定手段と、
前記アルコール濃度に応じて前記トルク余裕値を補正するトルク余裕値補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 During the idling operation of the internal combustion engine, torque reserve control is performed to offset the intake air amount control parameter in the torque increasing direction by a predetermined torque margin value and offset the torque control parameter in the torque decreasing direction so as to cancel the torque increase. In a control device for an internal combustion engine to perform,
Alcohol concentration determination means for detecting or estimating the alcohol concentration of fuel supplied to the internal combustion engine;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: torque margin value correcting means for correcting the torque margin value according to the alcohol concentration.
前記トルク余裕値補正手段は、前記アルコール濃度に加え、前記機関温度情報も考慮して前記トルク余裕値を補正することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 Engine temperature information determination means for detecting or estimating the temperature of the internal combustion engine or information related thereto (hereinafter referred to as “engine temperature information”);
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the torque margin value correcting means corrects the torque margin value in consideration of the engine temperature information in addition to the alcohol concentration.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013094019A1 (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | Control unit for vehicle drive unit |
| CN106870183A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-20 | 博世汽车柴油系统有限公司 | Vehicular intelligent torque controller based on dynamic factor |
| JP2025012870A (en) * | 2023-07-14 | 2025-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | Engine Control Unit |
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2008
- 2008-06-18 JP JP2008159804A patent/JP2010001769A/en active Pending
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| CN106870183B (en) * | 2015-12-11 | 2020-07-03 | 博世汽车柴油系统有限公司 | Vehicle intelligent torque controller based on power factor |
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