JP2012052465A

JP2012052465A - Control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2012052465A
Application number: JP2010195436A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Onuma; 健太郎大沼; Yosuke Kosaka; 洋輔小坂; Masaya Yasukata; 昌也安形; Daisuke Shiomi; 大輔塩見; Jiro Takagi; 治郎高木; Yukinobu Ochiai; 志信落合
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine achieving a good operation feeling by properly setting a target torque in response to a request output of a driver.SOLUTION: A driver request coefficient KGADRV is calculated in response to an accelerator pedal operation amount AP and an engine rotation speed NE, and the maximum intake amount GAMAX is calculated in response to the atmospheric pressure PA and an intake temperature TA. A basic driver request intake amount GADRVB is calculated by multiplying the difference (GAMAX-GAMIN) between the maximum intake amount GAMAX and the minimum intake amount GAMIN by the driver request coefficient KGADRV. A driver request intake amount GADRV is calculated by adding the basic driver request intake amount GADRVB to the minimum intake amount GAMIN. Driver torque TRQ is calculated on the basis of the driver request intake amount GADRV while taking into account of a retard angle correction amount DIGRTD of ignition timing and an exhaust return rate REGRT.

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に運転者の要求出力に応じた機関出力トルク制御を行うものに関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a device that performs engine output torque control in accordance with a driver's required output.

近年の内燃機関の制御装置においては、例えば特許文献１に示されるように、トルクデマンド（トルクベース）制御が適用されるようになっている。トルクデマンド制御では、運転者の要求トルクとともに、変速制御あるいはトラクション制御などにおいて必要とされる車両制御要求トルクを考慮して、機関の目標トルクを算出し、機関の実出力トルクを推定または検出して、実出力トルクが目標トルクと一致するように、機関の吸入空気量（燃料供給量）及び／または点火時期が制御される。 In recent internal combustion engine controllers, torque demand (torque base) control is applied as disclosed in Patent Document 1, for example. In torque demand control, the engine target torque is calculated and the actual output torque of the engine is estimated or detected by taking into account the vehicle control request torque required for gear shift control or traction control as well as the driver's request torque. Thus, the intake air amount (fuel supply amount) and / or the ignition timing of the engine are controlled so that the actual output torque matches the target torque.

特許文献２には、アクセルペダルの操作量に応じて機関の目標トルク（ドライバ要求トルク）を設定する制御方法が示されている。この制御方法によれば、アイドリングにおけるトルク要求量ＭＭＩＮと、最大トルクＭＭＡＸとの間の補間演算を、アクセルペダル操作量に応じて行うことにより、目標トルクが設定される。 Patent Document 2 discloses a control method for setting a target torque (driver required torque) of an engine in accordance with an operation amount of an accelerator pedal. According to this control method, the target torque is set by performing the interpolation calculation between the required torque amount MMIN in idling and the maximum torque MMAX according to the accelerator pedal operation amount.

また機関運転中のノッキング発生状況に応じて点火時期の遅角補正量を算出し、その遅角補正量を点火時期の算出に適用することにより、ノッキングの発生を防止する手法は広く知られている。 In addition, a method for preventing the occurrence of knocking by calculating the ignition timing retardation correction amount according to the occurrence of knocking during engine operation and applying the retardation correction amount to the ignition timing calculation is widely known. Yes.

特開２００６−２９１９４号公報JP 2006-29194 A 特許第４０３７９２８号公報Japanese Patent No. 4037928

図１６（ａ）には、特許文献２の制御方法を適用し、アクセルペダル操作量ＡＰに応じて目標トルクを設定する場合の設定特性例が示されている。上記ノッキング防止手法を適用すると、遅角補正量が適用されるため機関の最大トルクは減少する。図１６（ａ）のＴＲＱＭＡＸ１は、ノッキングが発生しないために遅角補正量が「０」である第１の状態に対応する最大トルクであり、ＴＲＱＭＡＸ２はノッキングが発生したために遅角補正量（＞０）が適用された第２の状態に対応する最大トルクであり、ＴＲＱＭＡＸ３は、第２の状態よりさらに遅角補正量が増加した第３の状態に対応する最大トルクである。これらの第１〜第３の状態に対応する目標トルク設定特性は、それぞれ実線Ｌ１０１，破線Ｌ１０２，及び破線Ｌ１０３で示されている。 FIG. 16 (a) shows an example of setting characteristics when the control method of Patent Document 2 is applied and the target torque is set according to the accelerator pedal operation amount AP. When the knocking prevention method is applied, the maximum torque of the engine is reduced because the retardation correction amount is applied. TRQMAX1 in FIG. 16A is the maximum torque corresponding to the first state in which the retardation correction amount is “0” because knocking does not occur, and TRQMAX2 is the retardation correction amount (> 0) is the maximum torque corresponding to the second state to which TQMAX3 is applied, and TRQMAX3 is the maximum torque corresponding to the third state in which the retardation correction amount is further increased than in the second state. The target torque setting characteristics corresponding to these first to third states are indicated by a solid line L101, a broken line L102, and a broken line L103, respectively.

したがって、特許文献２の目標トルク設定手法では、第２あるいは第３の状態では、アクセルペダル操作量ＡＰが小さく、通常はノッキングが発生しない範囲においては、目標トルクが必要以上に小さな値に設定される。そのため、アクセルペダル操作量ＡＰと、実際の機関出力トルクとの関係が、運転者の操作感とずれて違和感（加速が不足する感じ）を生じるという課題がある。 Therefore, in the target torque setting method of Patent Document 2, in the second or third state, the accelerator pedal operation amount AP is small, and the target torque is normally set to a value smaller than necessary in a range where knocking does not occur. The Therefore, there is a problem that the relationship between the accelerator pedal operation amount AP and the actual engine output torque deviates from the operation feeling of the driver, causing a sense of incongruity (feeling that acceleration is insufficient).

本発明はこの点に着目してなされたものであり、アクセルペダル操作量に代表される、運転者の要求トルクを示すパラメータに応じた目標トルクの設定をより適切に行い、良好な操作感を実現することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to this point, and more appropriately sets the target torque according to the parameter indicating the driver's required torque, represented by the accelerator pedal operation amount, and provides a good feeling of operation. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be realized.

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、前記機関の運転者の要求出力を示す要求出力パラメータ（ＡＰ）を検出する要求出力パラメータ検出手段と、前記機関の運転環境を示す環境パラメータ（ＰＡ，ＴＡ）を検出する環境パラメータ検出手段と、前記機関の吸気量の最大値である最大吸気量（ＧＡＭＡＸ）を前記環境パラメータ（ＰＡ，ＴＡ）に応じて算出する最大吸気量算出手段と、前記要求出力パラメータ（ＡＰ）及び前記最大吸気量（ＧＡＭＡＸ）に応じてドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶ，ＧＡＤＲＶＢ）を算出するドライバ要求吸気量算出手段と、前記ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶ，ＧＡＤＲＶＢ）に基づいてドライバ要求トルク（ＴＲＱＤＲＶ）を算出するドライバ要求トルク算出手段と、前記機関の点火時期（ＩＧＬＯＧ）を制御する点火時期制御手段を含み、前記ドライバ要求トルク（ＴＲＱＤＲＶ）に基づいて前記機関の出力トルクを制御する制御手段とを備え、前記ドライバ要求トルク算出手段は、前記点火時期の推定値である推定点火時期（ＩＧＭＢＴ−ＤＩＧＲＴＤ）を、前記ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶ，ＧＡＤＲＶＢ）に基づいて算出する推定点火時期算出手段を有し、前記推定点火時期（ＩＧＭＢＴ−ＤＩＧＲＴＤ）を用いて前記ドライバ要求トルク（ＴＲＱＤＲＶ）を算出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a request for detecting a required output parameter (AP) indicating a required output of a driver of the engine in an internal combustion engine control apparatus for controlling an output torque of the internal combustion engine. Output parameter detection means, environmental parameter detection means for detecting environmental parameters (PA, TA) indicating the operating environment of the engine, and maximum intake air amount (GAMAX) which is a maximum value of the intake air amount of the engine Maximum intake air amount calculating means for calculating in accordance with PA, TA), and driver required intake air amount for calculating driver required intake air amount (GADRV, GADRVB) in accordance with the required output parameter (AP) and maximum intake air amount (GAMAX). The driver request torque (TRQDRV) based on the calculation means and the driver request intake air amount (GADRV, GADRVB) A driver required torque calculating means for calculating; and an ignition timing control means for controlling the ignition timing (IGLOG) of the engine, and a control means for controlling the output torque of the engine based on the driver required torque (TRQDRV). The driver required torque calculating means includes estimated ignition timing calculating means for calculating an estimated ignition timing (IGMBT-DIGRTD) that is an estimated value of the ignition timing based on the driver required intake air amount (GADRV, GADRVB). The driver required torque (TRQDRV) is calculated using the estimated ignition timing (IGMBT-DIGRTD).

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記ドライバ要求トルク算出手段は、前記機関のアイドル状態を維持するために必要な機関出力トルクであるアイドル維持トルク（ＴＲＱＭＩＮ）を算出するアイドル維持トルク算出手段と、前記ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶＢ）に応じて基本ドライバ要求トルク（ＴＲＱＤＲＶＢ）を算出する基本ドライバ要求トルク算出手段とを有し、前記基本ドライバ要求トルク（ＴＲＱＤＲＶＢ）及びアイドル維持トルク（ＴＲＱＭＩＮ）に基づいて前記ドライバ要求トルクを算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the driver required torque calculating means is an idle maintenance torque that is an engine output torque required to maintain an idle state of the engine. Idle maintenance torque calculation means for calculating (TRQMIN) and basic driver request torque calculation means for calculating basic driver request torque (TRQDRVB) according to the driver request intake air amount (GADRVB), and the basic driver request torque The driver request torque is calculated based on (TRQDRVB) and idle maintenance torque (TRQMIN).

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記ドライバ要求吸気量算出手段は、前記機関のアイドル状態を維持するために必要な吸気量であるアイドル維持吸気量（ＧＡＭＩＮ）を算出するアイドル維持吸気量算出手段を有し、前記要求出力パラメータ（ＡＰ）、前記最大吸気量（ＧＡＭＡＸ）、及び前記アイドル維持吸気量（ＧＡＭＩＮ）を用いて前記ドライバ要求吸気量を算出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the driver required intake air amount calculation means is an idle maintenance intake air intake that is an intake air amount required to maintain an idle state of the engine. An idle maintenance intake air amount calculating means for calculating an amount (GAMIN), and the driver required intake air amount using the required output parameter (AP), the maximum intake air amount (GAMAX), and the idle maintenance intake air amount (GAMIN). Is calculated.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記ドライバ要求吸気量算出手段は、前記運転者の要求出力を得るために割り当てる吸気量の比率を示すドライバ要求係数（ＫＧＡＤＲＶ）を、前記要求出力パラメータ（ＡＰ）に応じて算出するドライバ要求係数算出手段と、前記最大吸気量（ＧＡＭＡＸ）と前記アイドル維持吸気量（ＧＡＭＩＮ）との差分（ＧＡＭＡＸ−ＧＡＭＩＮ）に、前記ドライバ要求係数（ＫＧＡＤＲＶ）を乗算することにより、基本ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶＢ）を算出する基本ドライバ要求吸気量算出手段とを有し、前記基本ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＤＶＢ）に前記アイドル維持吸気量（ＧＡＭＩＮ）を加算することにより、前記ドライバ要求吸気量（ＧＡＤＲＶ）を算出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, the driver request intake air amount calculating means indicates a driver request indicating a ratio of an intake air amount allocated to obtain the driver's required output. A driver request coefficient calculation means for calculating a coefficient (KGADRV) according to the request output parameter (AP), and a difference (GAMAX-GAMIN) between the maximum intake air amount (GAMAX) and the idle maintenance intake air amount (GAMIN). And a basic driver required intake air amount calculating means for calculating a basic driver required intake air amount (GADRVB) by multiplying the driver required coefficient (KGADRV), and maintaining the idle at the basic driver required intake air amount (GADRDVB). The driver's required intake air amount (GADRV) is calculated by adding the intake air amount (GAMIN). Characterized in that it.

請求項１に記載の発明によれば、機関の吸気量の最大値である最大吸気量が環境パラメータに応じて算出され、運転者の要求出力を示す要求出力パラメータ及び最大吸気量に応じてドライバ要求吸気量が算出され、ドライバ要求吸気量に基づいてドライバ要求トルクが算出され、ドライバ要求トルクに基づいて機関の出力トルクが制御される。ドライバ要求吸気量に基づいて推定点火時期が算出され、推定点火時期を用いてドライバ要求トルクが算出される。推定点火時期には、ノッキングの発生状況が反映されるため、ノッキングが発生し難い低負荷運転領域において、ドライバ要求トルクを従来の手法に比べてより大きな値（ノッキング防止のための過度な制限を受けない値）に設定することができ、良好な操作感を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, the maximum intake air amount that is the maximum value of the intake air amount of the engine is calculated according to the environmental parameter, and the driver according to the required output parameter indicating the driver's required output and the maximum intake air amount. A required intake air amount is calculated, a driver required torque is calculated based on the driver required intake air amount, and an engine output torque is controlled based on the driver required torque. An estimated ignition timing is calculated based on the driver required intake air amount, and a driver required torque is calculated using the estimated ignition timing. The estimated ignition timing reflects the occurrence of knocking. Therefore, in the low-load operation region where knocking is unlikely to occur, the driver's required torque is set to a larger value than the conventional method (with excessive restrictions to prevent knocking). A value that is not received) and a good operational feeling can be realized.

請求項２に記載の発明によれば、機関のアイドル状態を維持するために必要な機関出力トルクであるアイドル維持トルクが算出されるとともに、ドライバ要求吸気量に応じて基本ドライバ要求トルクが算出され、基本ドライバ要求トルク及びアイドル維持トルクに基づいてドライバ要求トルクが算出される。したがって、アイドル維持トルクを考慮したドライバ要求トルクの設定を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the idle maintenance torque that is the engine output torque necessary for maintaining the engine idle state is calculated, and the basic driver request torque is calculated according to the driver request intake air amount. The driver request torque is calculated based on the basic driver request torque and the idle maintenance torque. Therefore, the driver request torque can be set in consideration of the idle maintenance torque.

請求項３に記載の発明によれば、機関のアイドル状態を維持するために必要な吸気量であるアイドル維持吸気量が算出され、要求出力パラメータ、最大吸気量、及びアイドル維持吸気量を用いてドライバ要求吸気量が算出される。したがって、アイドル維持吸気量を考慮したドライバ要求吸気量の設定を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the idle maintenance intake air amount that is an intake air amount necessary for maintaining the engine idle state is calculated, and the required output parameter, the maximum intake air amount, and the idle maintenance intake air amount are used. The driver required intake air amount is calculated. Therefore, the driver required intake air amount can be set in consideration of the idle maintenance intake air amount.

請求項４に記載の発明によれば、運転者の要求出力を得るために割り当てる吸気量の比率を示すドライバ要求係数が要求出力パラメータに応じて算出され、最大吸気量とアイドル維持吸気量との差分に、ドライバ要求係数を乗算することにより、基本ドライバ要求吸気量が算出され、基本ドライバ要求吸気量にアイドル維持吸気量を加算することにより、ドライバ要求吸気量が算出される。したがって、運転者の要求出力を正確に反映させたトルク制御を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the driver request coefficient indicating the ratio of the intake air amount assigned to obtain the driver's required output is calculated according to the required output parameter, and the maximum intake air amount and the idle maintenance intake air amount are calculated. The basic driver required intake air amount is calculated by multiplying the difference by the driver request coefficient, and the driver required intake air amount is calculated by adding the idle maintenance intake air amount to the basic driver required intake air amount. Therefore, it is possible to perform torque control that accurately reflects the driver's required output.

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 吸気弁の作動位相の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the action | operation phase of an intake valve. トルクデマンド制御を実行するモジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the module which performs torque demand control. 全排気還流率（ＲＥＧＲＴ）の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a total exhaust gas recirculation rate (REGRT). 大気圧の変化に対する理論全開空気量（ＧＡＷＯＴ）の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the theoretical full open air quantity (GAWOT) with respect to the change of atmospheric pressure. 吸気温補正を説明するための図である。It is a figure for demonstrating intake air temperature correction | amendment. 全排気還流率（ＲＥＧＲＴ）と最適点火時期（ＩＧＭＢＴ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a total exhaust gas recirculation rate (REGRT) and optimal ignition timing (IGMBT). 質量燃焼割合（ＲＣＭＢ）の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of mass combustion ratio (RCMB). 全排気還流率（ＲＥＧＲＴ）とＥＧＲノッキング補正量（ＤＥＧＲＴ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a total exhaust gas recirculation rate (REGRT) and an EGR knock correction amount (DEGRT). 図３に示すドライバ要求吸気量算出部における演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing in the driver request | requirement intake air amount calculation part shown in FIG. 図１０の処理で参照されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map referred by the process of FIG. 図３に示す吸気量-トルク変換部における演算処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of calculation processing in an intake air amount-torque conversion unit shown in FIG. 3. FIG. 図１２の処理で参照されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map referred by the process of FIG. 図１２の処理で実行される排気還流率算出処理のフローチャートである。13 is a flowchart of an exhaust gas recirculation rate calculation process executed in the process of FIG. 図１２の処理で実行される点火時期遅角補正量算出処理のフローチャートである。13 is a flowchart of an ignition timing retardation correction amount calculation process executed in the process of FIG. 従来技術の課題及び本願発明の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the subject of a prior art and the effect of this invention. 図１０に示す処理の変形例のフローチャートである。It is a flowchart of the modification of the process shown in FIG. 図１２に示す処理の変形例のフローチャートである。It is a flowchart of the modification of the process shown in FIG. 図１８の処理で参照されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map referred by the process of FIG.

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図である。図１において、例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての弁作動特性可変機構４０を備えている。弁作動特性可変機構４０により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, for example, an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 having four cylinders includes an intake valve and an exhaust valve, and a cam for driving them, and a crankshaft rotation angle of the cam for driving the intake valve. Is provided with a variable valve operation characteristic mechanism 40 as a cam phase variable mechanism for continuously changing the operation phase with reference to. The operation phase of the cam that drives the intake valve is changed by the variable valve operation characteristic mechanism 40, and the operation phase of the intake valve is changed.

エンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ４が連結されており、その検出信号は電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給される。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。 A throttle valve 3 is arranged in the intake passage 2 of the engine 1. The throttle valve 3 is connected to a throttle valve opening sensor 4 for detecting the throttle valve opening TH, and the detection signal is supplied to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5. An actuator 7 that drives the throttle valve 3 is connected to the throttle valve 3, and the operation of the actuator 7 is controlled by the ECU 5.

排気通路２１と吸気通路２の間には、排気還流通路２２が設けられており、排気還流通路２２は、スロットル弁３の下流側において吸気通路２と接続されている。排気還流通路２２には、排気還流量を制御する排気還流制御弁２３が設けられており、排気還流制御弁２３はＥＣＵ５によりその作動が制御される。 An exhaust gas recirculation passage 22 is provided between the exhaust passage 21 and the intake air passage 2, and the exhaust gas recirculation passage 22 is connected to the intake air passage 2 on the downstream side of the throttle valve 3. The exhaust gas recirculation passage 22 is provided with an exhaust gas recirculation control valve 23 for controlling the exhaust gas recirculation amount, and the operation of the exhaust gas recirculation control valve 23 is controlled by the ECU 5.

吸気通路２には、エンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１３が設けられている。吸入空気流量センサ１３の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。 An intake air flow rate sensor 13 that detects an intake air flow rate GAIR of the engine 1 is provided in the intake passage 2. A detection signal of the intake air flow rate sensor 13 is supplied to the ECU 5.

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気通路２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。 The fuel injection valve 6 is provided for each cylinder between the engine 1 and the throttle valve 3 and slightly upstream of the intake valve (not shown) in the intake passage 2, and each injection valve is connected to a fuel pump (not shown). At the same time, it is electrically connected to the ECU 5 and the valve opening time of the fuel injection valve 6 is controlled by a signal from the ECU 5.

エンジン１の各気筒の点火プラグ１５は、ＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５は点火プラグ１５に点火信号を供給し、点火時期制御を行う。
スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。 The ignition plug 15 of each cylinder of the engine 1 is connected to the ECU 5, and the ECU 5 supplies an ignition signal to the ignition plug 15 to perform ignition timing control.
An intake pressure sensor 8 for detecting the intake pressure PBA and an intake air temperature sensor 9 for detecting the intake air temperature TA are attached downstream of the throttle valve 3. An engine cooling water temperature sensor 10 that detects the engine cooling water temperature TW is attached to the main body of the engine 1. Detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１及び、エンジン１の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸の回転角度を検出するカム角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば６度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を発生するとともに、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でパルス（以下「ＴＤＣパルス」という）を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ１２より出力されるＴＤＣパルスと、クランク角度位置センサ１１より出力されるＣＲＫパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相ＣＡＩＮが検出される。 The ECU 5 includes a crank angle position sensor 11 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 and a cam angle that detects a rotation angle of a camshaft to which a cam that drives an intake valve of the engine 1 is fixed. A position sensor 12 is connected, and signals corresponding to the rotation angle of the crankshaft and the rotation angle of the camshaft are supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 11 generates one pulse (hereinafter referred to as “CRK pulse”) for every predetermined crank angle cycle (for example, a cycle of 6 degrees) and a pulse for specifying a predetermined angular position of the crankshaft. The cam angle position sensor 12 generates a pulse (hereinafter referred to as “CYL pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1, and at the top dead center (TDC) at the start of the intake stroke of each cylinder. A pulse (hereinafter referred to as “TDC pulse”) is generated. These pulses are used for various timing controls such as fuel injection timing and ignition timing, and detection of engine speed (engine speed) NE. The actual operating phase CAIN of the camshaft is detected from the relative relationship between the TDC pulse output from the cam angle position sensor 12 and the CRK pulse output from the crank angle position sensor 11.

エンジン１の適宜の位置に、高周波振動を検出するノックセンサ１４が装着されており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。またＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２、及び大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ３３が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。 A knock sensor 14 for detecting high-frequency vibration is mounted at an appropriate position of the engine 1, and the detection signal is supplied to the ECU 5. The ECU 5 includes an accelerator sensor 31 that detects an accelerator pedal depression amount (hereinafter referred to as “accelerator pedal operation amount”) AP of a vehicle driven by the engine 1, and a vehicle speed sensor that detects a travel speed (vehicle speed) VP of the vehicle. 32 and an atmospheric pressure sensor 33 for detecting the atmospheric pressure PA are connected. Detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.

弁作動特性可変機構４０は、吸気弁の作動位相を連続的に変更するために、その開度が連続的に変更可能な電磁弁を備えており、その電磁弁がＥＣＵ５により制御される。吸気弁の作動位相を示すパラメータとして、上記カム軸の作動位相ＣＡＩＮが用いられる（以下「吸気弁作動位相ＣＡＩＮ」という）。なお、弁作動特性可変機構４０の具体的な構成は、例えば特開２０００−２２７０１３号公報に示されている。 The valve operating characteristic variable mechanism 40 includes an electromagnetic valve whose opening degree can be continuously changed in order to continuously change the operation phase of the intake valve, and the electromagnetic valve is controlled by the ECU 5. The camshaft operating phase CAIN is used as a parameter indicating the operating phase of the intake valve (hereinafter referred to as “intake valve operating phase CAIN”). A specific configuration of the valve operating characteristic variable mechanism 40 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-227013.

弁作動特性可変機構４０により、吸気弁は、図２に実線Ｌ２で示す特性を中心として、吸気弁作動位相ＣＡＩＮの変化に伴って破線Ｌ１で示す最進角位相から、一点鎖線Ｌ３で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。本実施形態では、吸気弁作動位相ＣＡＩＮは、最遅角位相を基準とした進角量として定義される。 Due to the valve operating characteristic variable mechanism 40, the intake valve is centered on the characteristic indicated by the solid line L2 in FIG. 2, and the most advanced angle phase indicated by the dashed line L1 with the change in the intake valve operating phase CAIN is the maximum indicated by the one-dot chain line L3. It is driven at a phase up to the retarded phase. In the present embodiment, the intake valve operation phase CAIN is defined as an advance amount based on the most retarded phase.

ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、点火プラグ１５、排気還流制御弁２３、及び弁作動特性可変機構４０に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。 The ECU 5 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, etc., and a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”). ) In addition to a storage circuit that stores a calculation program executed by the CPU, a calculation result, and the like, a drive signal is sent to the actuator 7, the fuel injection valve 6, the ignition plug 15, the exhaust gas recirculation control valve 23, and the valve operating characteristic variable mechanism 40. It consists of an output circuit to be supplied.

ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、点火時期制御、スロットル弁３の開度制御、エンジン１に供給する燃料量（燃料噴射弁６の開弁時間）の制御、排気還流制御弁２３による排気還流制御、及び弁作動特性可変機構４０による弁作動特性の制御を行う。 The CPU of the ECU 5 controls ignition timing, opening control of the throttle valve 3, control of the amount of fuel supplied to the engine 1 (opening time of the fuel injection valve 6), exhaust recirculation control valve in accordance with the detection signal of the sensor. The exhaust gas recirculation control by 23 and the valve operating characteristic by the valve operating characteristic variable mechanism 40 are controlled.

本実施形態では、トルクデマンド制御によりエンジン１の出力トルクＴＲＱが目標トルクＴＲＱＣＭＤと一致するように、スロットル弁開度ＴＨが制御される。図３は、トルクデマンド制御を実行するトルクデマンド制御モジュールの構成を示すブロック図であり、この図に示す各ブロックの機能はＥＣＵ５のＣＰＵによる演算処理により実現される。 In the present embodiment, the throttle valve opening TH is controlled so that the output torque TRQ of the engine 1 matches the target torque TRQCMD by torque demand control. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a torque demand control module that executes torque demand control, and the function of each block shown in this figure is realized by arithmetic processing by the CPU of the ECU 5.

図３に示すトルクデマンド制御モジュールは、ドライバ要求吸気量算出部５１と、吸気量-トルク変換部５２と、目標トルク算出部５３と、トルク-吸気量変換部５４と、吸気量-スロットル弁開度変換部５５とを備えている。 The torque demand control module shown in FIG. 3 includes a driver required intake air amount calculation unit 51, an intake air amount-torque conversion unit 52, a target torque calculation unit 53, a torque-intake air amount conversion unit 54, an intake air amount-throttle valve opening. Degree conversion unit 55.

ドライバ要求吸気量算出部５１は、図１０に示す処理を実行し、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、当該車両の運転者の意図するエンジン出力に対応する吸気量であるドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶを算出する。 The driver required intake air amount calculation unit 51 executes the processing shown in FIG. 10, and according to the accelerator pedal operation amount AP and the engine speed NE, the driver is an intake air amount corresponding to the engine output intended by the driver of the vehicle. The required intake air amount GADRV is calculated.

吸気量-トルク変換部５２は、図１２に示す処理を実行し、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶをドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶに変換する。このとき、点火時期の遅角補正量及び排気還流率が考慮される。目標トルク算出部５３は、ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶ及び他の制御ユニットからのトルク制御要求ＲＱＴＲＱに応じて、エンジン１の目標トルクＴＲＱＣＭＤを算出する。トルク制御要求ＲＱＴＲＱは、例えば変速機の制御を行う変速制御ユニットからのトルク低減要求、車両安定化制御ユニットからのトルク低減要求あるいは一時的なトルク増加要求などである。すなわち、目標トルク算出部５３は、目標トルクＴＲＱＣＭＤを基本的にはドライバ要求トルクＴＲＱＣＭＤに設定し、トルク制御要求ＲＱＴＲＱに応じた修正を行う。 The intake air amount-torque conversion unit 52 executes the process shown in FIG. 12 to convert the driver required intake air amount GADRV into the driver required torque TRQDRV. At this time, the ignition timing retardation correction amount and the exhaust gas recirculation rate are taken into consideration. The target torque calculation unit 53 calculates the target torque TRQCMD of the engine 1 according to the driver request torque TRQDRV and the torque control request RQTRQ from another control unit. The torque control request RQTRQ is, for example, a torque reduction request from the transmission control unit that controls the transmission, a torque reduction request from the vehicle stabilization control unit, or a temporary torque increase request. That is, the target torque calculation unit 53 basically sets the target torque TRQCMD to the driver request torque TRQCMD, and performs correction according to the torque control request RQTRQ.

トルク-吸気量変換部５４は、目標トルクＴＲＱＣＭＤを目標吸気量ＧＡＣＭＤに変換する。このとき、点火時期の遅角補正量及び排気還流率が考慮される。吸気量-スロットル弁開度変換部５５は、公知の手法により、目標吸気量ＧＡＣＭＤを、スロットル弁３の目標開度である目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに変換する。 The torque-intake air amount conversion unit 54 converts the target torque TRQCMD into the target intake air amount GACMD. At this time, the ignition timing retardation correction amount and the exhaust gas recirculation rate are taken into consideration. The intake air amount-throttle valve opening degree conversion unit 55 converts the target intake air amount GACMD into a target throttle valve opening degree THCMD that is a target opening degree of the throttle valve 3 by a known method.

ＥＣＵ５のＣＰＵは、スロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤと一致するように、アクチュエータ７の駆動制御を行う。 The CPU of the ECU 5 controls the drive of the actuator 7 so that the throttle valve opening TH matches the target throttle valve opening THCMD.

吸気量-トルク変換部５２及びトルク-吸気量変換部５４では、排気還流率に応じた変換演算が行われるので、先ず図４〜図９を参照して本実施形態における排気還流率の算出手法を詳細に説明する。 In the intake air amount-torque conversion unit 52 and the torque-intake amount conversion unit 54, a conversion calculation is performed in accordance with the exhaust gas recirculation rate. First, referring to FIGS. Will be described in detail.

図４は、本実施形態における全排気還流率（以下「全ＥＧＲ率」という）ＲＥＧＲＴの算出手法を説明するための図であり、吸気圧ＰＢＡと、エンジンに吸入されるガス量（空気量＋還流排気量）との関係（エンジン回転数ＮＥ及び吸気弁作動位相ＣＡＩＮは一定）を示す。全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴは、内部排気還流と排気還流通路２２を介した外部排気還流による全還流排気量の、全吸入ガス量（理論吸気量ＧＡＴＨ）に対する比率である（下記式（２）参照）。 FIG. 4 is a diagram for explaining a calculation method of the total exhaust gas recirculation rate (hereinafter referred to as “total EGR rate”) REGRT in the present embodiment, and shows the intake pressure PBA and the amount of gas (air amount + air) taken into the engine. (The engine speed NE and the intake valve operating phase CAIN are constant). The total EGR rate REGRT is a ratio of the total recirculation exhaust amount due to the internal exhaust recirculation and the external exhaust recirculation via the exhaust recirculation passage 22 to the total intake gas amount (theoretical intake air amount GATH) (see the following formula (2)).

この図において、動作点ＰＷＯＴは、スロットル弁３を全開とした状態に対応し、外部排気還流が行われず、かつ内部排気還流が無いと仮定した理想的な動作点を示す。動作点ＰＷＯＴでは、吸入空気量はエンジン回転数ＮＥ一定の条件下で最大となる。なお、スロットル弁３を全開とした状態においても実際には残留ガス率（内部排気還流率）が「０」となることはない。ただし、吸気圧ＰＢＡＷＯＴはほぼ大気圧ＰＡと等しくなるので、内部排気還流率は最小となる。動作点ＰＷＯＴと原点を通る直線ＬＴＨは、外部排気還流が行われず、かつ内部排気還流が無いと仮定した理想的な吸入空気量と吸気圧との関係を示す。以下この直線ＬＴＨを、「理論吸入空気量直線ＬＴＨ」という。また線Ｌ１１及びＬ１２は、ぞれぞれ内部排気還流のみを考慮したときの関係、及び内部排気還流及び外部排気還流をともに考慮したときの関係を示す。なお、線Ｌ１１及びＬ１２は、実際には直線とはならないが、説明のために直線で示している。 In this figure, an operating point PWOT corresponds to a state in which the throttle valve 3 is fully opened, and indicates an ideal operating point that assumes that external exhaust gas recirculation is not performed and that there is no internal exhaust gas recirculation. At the operating point PWOT, the intake air amount is maximized under a condition where the engine speed NE is constant. Note that the residual gas rate (internal exhaust gas recirculation rate) does not actually become “0” even when the throttle valve 3 is fully opened. However, since the intake pressure PBAWOT is substantially equal to the atmospheric pressure PA, the internal exhaust gas recirculation rate is minimized. A straight line LTH passing through the operating point PWOT and the origin shows the relationship between the ideal intake air amount and the intake pressure, assuming that external exhaust gas recirculation is not performed and internal exhaust gas recirculation is not performed. Hereinafter, this straight line LTH is referred to as “theoretical intake air amount straight line LTH”. Lines L11 and L12 show the relationship when only the internal exhaust gas recirculation is considered, and the relationship when both the internal exhaust gas recirculation and the external exhaust gas recirculation are considered. The lines L11 and L12 are not actually straight lines, but are shown as straight lines for explanation.

吸気圧がＰＢＡ１である状態に対応する、理論吸入空気量直線ＬＴＨ上のガス量を「理論吸気量ＧＡＴＨ」とすると、理論吸気量ＧＡＴＨは、下記式（１）で表される。式（１）のＧＡＣＹＬは吸入空気量（新気量）であり、ＧＥＧＲＩＮ，ＧＥＧＲＥＸ，及びＧＥＧＲＴは、それぞれ内部還流排気量、外部還流排気量、及び全還流排気量である。
ＧＡＴＨ＝ＧＡＣＹＬ＋ＧＥＧＲＩＮ＋ＧＥＧＲＥＸ
＝ＧＡＣＹＬ＋ＧＥＧＲＴ（１）
したがって、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴは、下記式（２）により算出される。
ＲＥＧＲＴ＝ＧＥＧＲＴ／ＧＡＴＨ
＝（ＧＡＴＨ−ＧＡＣＹＬ）／ＧＡＴＨ（２） If the gas amount on the theoretical intake air amount straight line LTH corresponding to the state where the intake pressure is PBA1 is “theoretical intake air amount GATH”, the theoretical intake air amount GATH is expressed by the following equation (1). GACYL in the formula (1) is an intake air amount (fresh air amount), and GEGRIN, GEGREX, and GEGRT are an internal recirculation exhaust amount, an external recirculation exhaust amount, and a total recirculation exhaust amount, respectively.
GATH = GACYL + GEGRIN + GEGREX
= GACYL + GEGRT (1)
Therefore, the total EGR rate REGRT is calculated by the following equation (2).
REGRT = GEGRT / GATH
= (GATH-GACYL) / GATH (2)

図５は、大気圧が変化した場合を説明するための図であり、全開動作点ＰＷＯＴ１が基準状態に対応する動作点であり、吸気圧ＰＢＡが基準吸気圧ＰＢＡＳＴＤ（例えば１００ｋＰａ（７５０ｍｍＨｇ））である状態に相当する。当該車両が高地に移動し大気圧が低下するのに伴って、動作点ＰＷＯＴ１は理論吸入空気量直線ＬＴＨ上を、動作点ＰＷＯＴ２，ＰＷＯＴ３のように移動する。各動作点ＰＷＯＴ１〜ＰＷＯＴ３から出発する曲線Ｌ２１〜Ｌ２３は、それぞれ内部排気還流を考慮した（外部排気還流を行わない場合の）吸入空気量ＧＡＣＹＬを示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining a case in which the atmospheric pressure changes. The fully open operation point PWOT1 is an operation point corresponding to the reference state, and the intake pressure PBA is a reference intake pressure PBASTD (for example, 100 kPa (750 mmHg)). It corresponds to a certain state. As the vehicle moves to a high altitude and the atmospheric pressure decreases, the operating point PWOT1 moves on the theoretical intake air amount straight line LTH as operating points PWOT2 and PWOT3. Curves L21 to L23 starting from the operating points PWOT1 to PWOT3 indicate the intake air amount GACYL in consideration of internal exhaust gas recirculation (when external exhaust gas recirculation is not performed).

このように本実施形態では、大気圧変化に対して理論吸入空気量直線ＬＴＨを変更する必要がなく、高地においても正確な全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを算出することができる。 Thus, in the present embodiment, it is not necessary to change the theoretical intake air amount straight line LTH with respect to the atmospheric pressure change, and an accurate total EGR rate REGRT can be calculated even at high altitudes.

ただし、吸気温ＴＡの変化に伴う空気密度補正を行う必要があり、検出される吸気温ＴＡに応じて下記式（３）による補正を行う。式（３）のＴＡＳＴＤは、基準状態の吸気温（例えば２５℃）であり、ＧＡＷＯＴＳＴＤは、基準状態における全開動作点ＰＷＯＴに対応する吸入空気量であり、以下「基準理論全開空気量ＧＡＷＯＴＳＴＤ」という。またＧＡＷＯＴは、検出される吸気温ＴＡの運転状態における全開動作点ＰＷＯＴに対応する吸入空気量であり、「理論全開空気量ＧＡＷＯＴ」という。「ｎ」は、実験により「０」から「１」の間の値に設定される定数であり、例えば「０．５」に設定される。

However, it is necessary to perform an air density correction accompanying a change in the intake air temperature TA, and a correction according to the following equation (3) is performed according to the detected intake air temperature TA. TASTD in equation (3) is the intake air temperature in the reference state (for example, 25 ° C.), GAWOTSTD is the intake air amount corresponding to the fully open operation point PWOT in the reference state, and hereinafter referred to as “reference theoretical fully open air amount GAWOTSTD”. . GAWOT is the intake air amount corresponding to the fully open operation point PWOT in the operating state of the detected intake air temperature TA, and is referred to as “theoretical fully open air amount Gawot”. “N” is a constant set to a value between “0” and “1” by experiment, and is set to “0.5”, for example.

図６に示す直線ＬＴＨＳＴＤが基準状態における理論吸入空気量直線であり、直線ＬＴＨが検出吸気温ＴＡに対応する理論吸入空気量直線である。なお図６は、検出吸気温ＴＡが基準吸気温ＴＡＳＴＤより高い例に対応する。 A straight line LTHSTD shown in FIG. 6 is a theoretical intake air amount straight line in the reference state, and a straight line LTH is a theoretical intake air amount straight line corresponding to the detected intake air temperature TA. FIG. 6 corresponds to an example in which the detected intake air temperature TA is higher than the reference intake air temperature TASTD.

図７は、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴと、最適点火時期ＩＧＭＢＴとの関係（エンジン回転数ＮＥは一定）を示す図である。最適点火時期ＩＧＭＢＴは、エンジン出力トルクが最大となる点火時期である。この図において、記号●及び○は、吸気弁作動位相ＣＡＩＮが０度の運転状態に対応し、記号■及び□は、吸気弁作動位相ＣＡＩＮが２０度の運転状態に対応し、記号▲及び△は、吸気弁作動位相ＣＡＩＮが４５度の運転状態に対応する。また記号●，■及び▲は、外部排気還流を行わない場合（内部排気還流のみ）に対応し、記号○，□及び△は、外部排気還流を行った場合（内部排気還流＋外部排気還流）に対応する。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the total EGR rate REGRT and the optimal ignition timing IGMBT (the engine speed NE is constant). The optimal ignition timing IGMBT is an ignition timing at which the engine output torque becomes maximum. In this figure, symbols ● and ○ correspond to operating states where the intake valve operating phase CAIN is 0 degrees, symbols ■ and □ correspond to operating states where the intake valve operating phase CAIN is 20 degrees, and symbols ▲ and Δ Corresponds to an operating state in which the intake valve operating phase CAIN is 45 degrees. The symbols ●, ■, and ▲ correspond to the case where external exhaust gas recirculation is not performed (only internal exhaust gas recirculation), and the symbols ○, □, and Δ indicate external exhaust gas recirculation (internal exhaust gas recirculation + external exhaust gas recirculation) Corresponding to

図７から、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴと、最適点火時期ＩＧＭＢＴとの関係が、吸気弁の作動位相ＣＡＩＮ、あるいは外部排気還流の有無に依存せず、曲線Ｌ３１で代表させることが可能であることが確認される。したがって、エンジン回転数ＮＥ及び全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴに応じて設定された最適点火時期算出マップ（ＩＧＭＢＴマップ）を１つ設けておくことにより、すべての運転状態に対応した最適点火時期の設定を行うことが可能となる。よって、マップ設定工数を大幅に低減することができる。 FIG. 7 confirms that the relationship between the total EGR rate REGRT and the optimal ignition timing IGMBT can be represented by the curve L31 without depending on the operation phase CAIN of the intake valve or the presence or absence of the external exhaust gas recirculation. Is done. Therefore, by setting one optimal ignition timing calculation map (IGMBT map) set according to the engine speed NE and the total EGR rate REGRT, the optimal ignition timing corresponding to all operating states can be set. Is possible. Therefore, the map setting man-hour can be significantly reduced.

図８は、燃焼室内に吸入された混合気の質量燃焼割合ＲＣＭＢの変化特性（横軸はクランク角度ＣＡ）を示す図である。同図（ａ）は、充填効率ηｃを一定として、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを変化させたときの特性を示しており、曲線Ｌ４１〜Ｌ４３は、それぞれ、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴが６．３％，１６．２％，及び２６．３％である運転状態に対応する。曲線Ｌ４１が最も燃焼速度が速いことを意味する。すなわち、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴは、混合気の燃焼速度を変化させる主要因であることが確認される。 FIG. 8 is a diagram showing a change characteristic (the horizontal axis is the crank angle CA) of the mass combustion ratio RCMB of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber. FIG. 5A shows characteristics when the total EGR rate REGRT is changed with the charging efficiency ηc constant, and the curves L41 to L43 show the total EGR rate REGRT of 6.3%, 16. Corresponding to operating conditions of 2% and 26.3%. Curve L41 means the fastest burning rate. That is, it is confirmed that the total EGR rate REGRT is a main factor that changes the combustion speed of the air-fuel mixture.

一方図８（ｂ）は、全ＥＧＲ率を一定として充填効率ηｃを変化させたときの特性（実線、破線、及び一点鎖線）を示している。図に示す実線、破線、及び一点鎖線は、ほとんど重なっており、充填効率ηｃを変化させても混合気の燃焼速度はほとんど変化しないことが確認できる。したがって、最適点火時期ＩＧＭＢＴを充填効率ηｃ（吸入新気量）ではなく、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴに応じて設定することが適切であることが確認できる。 On the other hand, FIG. 8B shows characteristics (solid line, broken line, and alternate long and short dash line) when the charging efficiency ηc is changed while keeping the total EGR rate constant. The solid line, broken line, and alternate long and short dash line shown in the figure almost overlap each other, and it can be confirmed that the combustion rate of the air-fuel mixture hardly changes even when the charging efficiency ηc is changed. Therefore, it can be confirmed that it is appropriate to set the optimal ignition timing IGMBT in accordance with the total EGR rate REGRT, not the charging efficiency ηc (the amount of fresh intake air).

図９は、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴと、点火時期のＥＧＲノック補正量ＤＥＧＲＴとの関係（エンジン回転数ＮＥは一定）を示す図である。ＥＧＲノック補正量ＤＥＧＲＴは、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの算出に適用される点火時期補正量（進角補正量）であり、還流排気量の変化に対応した補正を行うために適用される。この図に示す記号○，□及び△は、充填効率ηｃが異なる状態に対応するデータを示しており、充填効率ηｃに依存しないことが確認できる。したがって、エンジン回転数ＮＥが一定の状態では、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴと、ＥＧＲノック補正量ＤＥＧＲＴとの関係は、曲線Ｌ５１で代表させることができる。よって、ＥＧＲノック補正量ＤＥＧＲＴは、エンジン回転数ＮＥ及び全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴに応じて設定されたＤＥＧＲＴマップを用いることにより、適切に設定することができる。なお、曲線Ｌ５１で示される関係は、基本的には吸気弁作動位相ＣＡＩＮに依存しないが、エンジン特性のばらつきなどによって吸気弁作動位相ＣＡＩＮに応じた修正が必要となることも考えられる。そのような場合には、吸気弁作動位相ＣＡＩＮに応じた複数のテーブルを設けるか、あるいは吸気弁作動位相ＣＡＩＮに応じた補正を行うようにしてもよい。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the total EGR rate REGRT and the EGR knock correction amount DEGRT for the ignition timing (the engine speed NE is constant). The EGR knock correction amount DEGRT is an ignition timing correction amount (advance angle correction amount) applied to the calculation of the knock correction amount IGKNOCK, and is applied to perform correction corresponding to the change in the recirculation exhaust amount. Symbols ◯, □, and Δ shown in this figure indicate data corresponding to different filling efficiencies ηc, and it can be confirmed that they do not depend on the filling efficiencies ηc. Therefore, when the engine speed NE is constant, the relationship between the total EGR rate REGRT and the EGR knock correction amount DEGRT can be represented by the curve L51. Therefore, the EGR knock correction amount DEGRT can be appropriately set by using a DEGRT map set according to the engine speed NE and the total EGR rate REGRT. The relationship indicated by the curve L51 does not basically depend on the intake valve operation phase CAIN, but it may be necessary to correct the intake valve operation phase CAIN due to variations in engine characteristics. In such a case, a plurality of tables corresponding to the intake valve operating phase CAIN may be provided, or correction corresponding to the intake valve operating phase CAIN may be performed.

図１０は、図３に示すドライバ要求吸気量算出部５１において実行される処理のフローチャートである。この処理は所定時間（例えば１０ミリ秒）毎にＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。 FIG. 10 is a flowchart of processing executed in the driver required intake air amount calculation unit 51 shown in FIG. This process is executed by the CPU of the ECU 5 every predetermined time (for example, 10 milliseconds).

ステップＳ１１では、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じて図１１に示すＫＧＡＤＲＶマップを検索し、ドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶを算出する。ドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶは、制御可能な全吸気量に対する、当該車両の運転者が要求するエンジン出力（アクセルペダル操作量ＡＰ）を得るために割り当てる吸気量の比率を示す係数であり、０から１の間の値に設定される。ＫＧＡＤＲＶマップは、基本的にはアクセルペダル操作量ＡＰが増加するほどドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶが増加するように設定されている。図１１に示す線Ｌ６１〜Ｌ６３は、所定エンジン回転数ＮＥ６１，ＮＥ６２，及びＮＥ６３に対応する（ＮＥ６１＞ＮＥ６２＞ＮＥ６３）。 In step S11, a KGADRV map shown in FIG. 11 is searched according to the accelerator pedal operation amount AP and the engine speed NE, and a driver request coefficient KGADRV is calculated. The driver request coefficient KGADRV is a coefficient indicating the ratio of the intake air amount allocated to obtain the engine output (accelerator pedal operation amount AP) requested by the driver of the vehicle with respect to the total controllable intake air amount. Set to a value between. The KGADRV map is basically set so that the driver request coefficient KGADRV increases as the accelerator pedal operation amount AP increases. Lines L61 to L63 shown in FIG. 11 correspond to predetermined engine speeds NE61, NE62, and NE63 (NE61> NE62> NE63).

ステップＳ１２では、スロットル弁３を全開とした状態における吸気量である最大吸気量ＧＡＭＡＸを、大気圧ＰＡ及び吸気温ＴＡに応じたマップ（図示せず）を検索することにより算出する。 In step S12, the maximum intake air amount GAMAX, which is the intake air amount when the throttle valve 3 is fully opened, is calculated by searching a map (not shown) corresponding to the atmospheric pressure PA and the intake air temperature TA.

ステップＳ１３では、アクセルペダル操作量ＡＰが「０」であるときに、エンジン１のアイドル運転を維持するために必要とされる最小トルク（アイドル維持トルク）ＴＲＱＭＩＮを得るための吸気量である最小吸気量（アイドル維持吸気量）ＧＡＭＩＮを算出する。最小トルクＴＲＱＭＩＮは、通常はエンジン１の摩擦損失及びポンピング損失の合計に相当し、公知の手法で算出される。 In step S13, when the accelerator pedal operation amount AP is "0", the minimum intake air that is the intake air amount for obtaining the minimum torque (idle maintenance torque) TRQMIN required for maintaining the idling operation of the engine 1 is obtained. The amount (idle maintenance intake air amount) GAMIN is calculated. The minimum torque TRQMIN usually corresponds to the sum of the friction loss and the pumping loss of the engine 1 and is calculated by a known method.

ステップＳ１４では、ドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶ、最大吸気量ＧＡＭＡＸ、及び最小吸気量ＧＡＭＩＮを、下記式（４）に適用し、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢを算出する。
ＧＡＤＲＶＢ＝ＫＧＡＤＲＶ×（ＧＡＭＡＸ−ＧＡＭＩＮ）（４） In step S14, the driver required coefficient KGADRV, the maximum intake air amount GAMAX, and the minimum intake air amount GAMIN are applied to the following equation (4) to calculate the basic driver required intake air amount GADRVB.
GADRVB = KGADRV × (GAMAX−GAMIN) (4)

ステップＳ１５では、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢ及び最小吸気量ＧＡＭＩＮを下記式（５）に適用し、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶを算出する。
ＧＡＤＲＶ＝ＧＡＤＲＶＢ＋ＧＡＭＩＮ（５） In step S15, the driver required intake air amount GADRV is calculated by applying the basic driver required intake air amount GADRVB and the minimum intake air amount GAMIN to the following equation (5).
GADRV = GADRVB + GAMIN (5)

図１２は、図３に示す吸気量-トルク変換部５２における演算処理のフローチャートである。この処理は所定時間（例えば１０ミリ秒）毎にＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。 FIG. 12 is a flowchart of the calculation process in the intake air amount-torque conversion unit 52 shown in FIG. This process is executed by the CPU of the ECU 5 every predetermined time (for example, 10 milliseconds).

ステップＳ３０では、エンジン回転数ＮＥ及びドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶに応じて、ＨＰＢＡマップを検索し、推定吸気圧ＨＰＢＡを算出する。ＨＰＢＡマップは、図１３（ａ）に示すように、推定吸気圧ＨＰＢＡがドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶにほぼ比例するように設定されている。 In step S30, an HPBA map is searched according to the engine speed NE and the driver required intake air amount GADRV to calculate an estimated intake pressure HPBA. As shown in FIG. 13A, the HPBA map is set so that the estimated intake pressure HPBA is substantially proportional to the driver required intake air amount GADRV.

ステップＳ３１では、図１４に示す第１全ＥＧＲ率算出処理を実行する。図１４のステップＳ２１では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気弁作動位相ＣＡＩＮに応じて設定されたＧＡＷＯＴＳＴＤマップ（図示せず）を検索し、基準理論全開空気量ＧＡＷＯＴＳＴＤを算出する。ステップＳ２２では、上記式（３）による吸気温ＴＡに応じた補正を行い、理論全開空気量ＧＡＷＯＴを算出する。 In step S31, a first total EGR rate calculation process shown in FIG. 14 is executed. In step S21 of FIG. 14, a GAWOTSTD map (not shown) set in accordance with the engine speed NE and the intake valve operating phase CAIN is searched to calculate a reference theoretical fully open air amount GAWOTSTD. In step S22, the correction according to the intake air temperature TA according to the above equation (3) is performed, and the theoretical fully open air amount GAWOT is calculated.

ステップＳ２３では、推定吸気圧ＨＰＢＡを下記式（１１）に適用し、理論吸気量ＧＡＴＨを算出する。
ＧＡＴＨ＝ＧＡＷＯＴ×ＨＰＢＡ／ＰＢＡＳＴＤ（１１）
ステップＳ２４では、ドライバ要求空気量ＧＡＤＲＶ［ｇ／ｓｅｃ］を下記式（１２）に適用し、１つの気筒の１吸気行程における吸気量ＧＡＣＹＬに変換する。式（１２）のＫＣは、変換係数である。
ＧＡＣＹＬ＝ＧＡＤＲＶ×ＫＣ／ＮＥ（１２） In step S23, the estimated intake pressure HPBA is applied to the following equation (11) to calculate the theoretical intake air amount GATH.
GATH = GAWOT × HPBA / PBASTD (11)
In step S24, the driver required air amount GADRV [g / sec] is applied to the following equation (12) to convert the intake air amount GACYL in one intake stroke of one cylinder. KC in Expression (12) is a conversion coefficient.
GACYL = GADRV × KC / NE (12)

ステップＳ２５では、前記式（２）により、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを算出する。 In step S25, the total EGR rate REGRT is calculated by the equation (2).

図１２に戻り、ステップＳ３２では、エンジン回転数ＮＥ及び全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴに応じて、図１３（ｂ）に示すＫＴＥＧＲマップを検索し、ＥＧＲ補正変換係数ＫＴＥＧＲを算出する。図１３（ｂ）において曲線Ｌ７１〜Ｌ７３は、それぞれ所定エンジン回転数ＮＥ７１，ＮＥ７２，及びＮＥ７３に対応する（ＮＥ７１＜ＮＥ７２＜ＮＥ７３）。すなわちＫＴＥＧＲマップは、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴが０．１程度より大きい範囲では、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴが増加するほどＥＧＲ補正変換係数ＫＴＥＧＲが減少し、かつエンジン回転数ＮＥが増加するほどＥＧＲ補正変換係数ＫＴＥＧＲが増加するように設定されている。なお、本実施形態では、ＥＧＲ補正変換係数ＫＴＥＧＲは、排気還流率が増加することによるトルクの減少を補正する補正係数に、空気流量［ｇ／ｓｅｃ］をトルク［Ｎｍ］に変換する変換係数を乗算したものとして定義されている。 Returning to FIG. 12, in step S32, the KTEGR map shown in FIG. 13B is searched according to the engine speed NE and the total EGR rate REGRT, and the EGR correction conversion coefficient KTEGR is calculated. In FIG. 13B, curves L71 to L73 respectively correspond to predetermined engine speeds NE71, NE72, and NE73 (NE71 <NE72 <NE73). That is, in the KTEGR map, in a range where the total EGR rate REGRT is larger than about 0.1, the EGR correction conversion coefficient KTEGR decreases as the total EGR rate REGRT increases, and the EGR correction conversion coefficient KTEGR increases as the engine speed NE increases. Is set to increase. In this embodiment, the EGR correction conversion coefficient KTEGR is a correction coefficient for correcting a decrease in torque due to an increase in the exhaust gas recirculation rate, and a conversion coefficient for converting the air flow rate [g / sec] to the torque [Nm]. It is defined as the product of multiplication.

ステップＳ３３では、図１５に示すＤＩＧＲＴＤ算出処理を実行し、点火時期の遅角補正量ＤＩＧＲＴＤを算出する。 In step S33, the DIGRTD calculation process shown in FIG. 15 is executed to calculate the ignition timing retardation correction amount DIGRTD.

図１５のステップＳ４１では、エンジン１におけるノッキングの発生状況に応じてノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫを算出する。すなわち、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫは、ノックセンサ１４の出力に基づいてノッキングが検出されると所定増加量だけ増量され、ノッキングが検出されない期間中は徐々に減量される。ノッキングの検出手法及びノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの算出手法は例えば特開２００４−３５３４７３号公報に示されるような公知の手法が適用される。ただし、本実施形態では、上述したＥＧＲノック補正量ＤＥＧＲＴによる補正が行われる。 In step S41 of FIG. 15, a knock correction amount IGKNOCK is calculated according to the occurrence of knocking in the engine 1. That is, knock correction amount IGKNOCK is increased by a predetermined increase amount when knocking is detected based on the output of knock sensor 14, and is gradually decreased during a period in which knocking is not detected. As a knocking detection method and a knock correction amount IGKNOCK calculation method, for example, a known method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-353473 is applied. However, in the present embodiment, the correction using the EGR knock correction amount DEGRT described above is performed.

ステップＳ４２では、下記式（１３）により、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの移動平均値（以下「平均化ノック補正量」という）ＩＧＫＮＫＡＶを算出する。式（１３）の「ｋ」は、ノック補正量ＩＧＫＮＯＣＫの算出周期で離散化した離散化時刻であり、現在値を「０」として時刻が過去に遡るほど増加する。またＮＡＶは、例えば「１０」に設定される所定値である。

In step S42, a moving average value (hereinafter referred to as “averaged knock correction amount”) IGKNKAV of the knock correction amount IGKNOCK is calculated by the following equation (13). “K” in Expression (13) is a discretization time discretized in the calculation period of the knock correction amount IGKNOCK, and increases as the time goes back in the past with the current value being “0”. NAV is a predetermined value set to “10”, for example.

ステップＳ４３では、推定吸気圧ＨＰＢＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じたマップ検索により、推定基本遅角補正量ＤＩＧＲＳＶを算出する。吸気圧が高い高負荷運転状態では、ノック限界点火時期（ノッキングが発生し易くなる点火時期範囲の下限値）ＩＧＫＮＫが最適点火時期ＩＧＭＢＴより小さく（遅角側）なるため、推定基本遅角補正量ＤＩＧＲＳＶを、点火時期ＩＧＬＯＧの算出に適用することにより、ノッキングの発生が防止される。 In step S43, the estimated basic retardation correction amount DIGRSV is calculated by map search according to the estimated intake pressure HPBA and the engine speed NE. In a high load operation state where the intake pressure is high, the knock limit ignition timing (the lower limit value of the ignition timing range in which knocking is likely to occur) IGKNK is smaller than the optimal ignition timing IGMBT (retarding side), so the estimated basic retardation correction amount By applying DIGRSV to the calculation of the ignition timing IGLOG, the occurrence of knocking is prevented.

ステップＳ４４では、エンジン冷却水温ＴＷに応じて冷却水温補正量ＩＧＴＷ算出するとともに、吸気温ＴＡに応じて吸気温補正量ＩＧＴＡを算出する。ステップＳ４５では、平均化ノック補正量ＩＧＫＮＫＡＶ、推定基本遅角補正量ＤＩＧＲＳＶ、冷却水温補正量ＩＧＴＷ算出、及び吸気温補正量ＩＧＴＡを下記式（１４）に適用し、推定遅角補正量ＤＩＧＲＴＤを算出する。
ＤＩＧＲＴＤ＝ＤＩＧＲＳＶ＋ＩＧＴＷ＋ＩＧＴＡ＋ＩＧＫＮＫＡＶ（１４） In step S44, the coolant temperature correction amount IGTW is calculated according to the engine coolant temperature TW, and the intake air temperature correction amount IGTA is calculated according to the intake air temperature TA. In step S45, the averaged knock correction amount IGKNKAV, the estimated basic retardation correction amount DIGRSV, the cooling water temperature correction amount IGTW calculation, and the intake air temperature correction amount IGTA are applied to the following equation (14) to calculate the estimated retardation correction amount DIGRTD. To do.
DIGRTD = DIGRSV + IGTW + IGTA + IGKNKAV (14)

図１２に戻りステップＳ３４では、エンジン回転数ＮＥ及び推定遅角補正量ＤＩＧＲＴＤに応じて図１３（ｃ）に示すＫＴＲＴＤマップを検索し、点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤを算出する。図１３（ｃ）において曲線Ｌ８１〜Ｌ８３は、それぞれ所定エンジン回転数ＮＥ８１，ＮＥ８２，及びＮＥ８３に対応する（ＮＥ８１＜ＮＥ８２＜ＮＥ８３）。すなわち点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤは、点火時期ＩＧＬＯＧが最適点火時期ＩＧＭＢＴより遅角側の値に設定されることによるトルク減少量を補正する係数である。ＫＴＲＴＤマップは、推定遅角補正量ＩＧＲＴＤが増加するほど点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤが減少し、かつエンジン回転数ＮＥが増加するほど点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤが増加するように設定されている。点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤは、「０」から「１」の間の値をとる。 Returning to FIG. 12, in step S34, a KTRTD map shown in FIG. 13C is retrieved according to the engine speed NE and the estimated retard correction amount DIGRTD to calculate an ignition timing retard correction coefficient KTRTD. In FIG. 13C, curves L81 to L83 respectively correspond to predetermined engine speeds NE81, NE82, and NE83 (NE81 <NE82 <NE83). That is, the ignition timing retardation correction coefficient KTRTD is a coefficient that corrects the amount of torque decrease due to the ignition timing IGLOG being set to a value that is retarded from the optimal ignition timing IGMBT. The KTRTD map is set so that the ignition timing retardation correction coefficient KTRTD decreases as the estimated retardation correction amount IGRTD increases, and the ignition timing retardation correction coefficient KTRTD increases as the engine speed NE increases. . The ignition timing retardation correction coefficient KTRTD takes a value between “0” and “1”.

ステップＳ３５では、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶ、ＥＧＲ補正変換係数ＫＴＥＧＲ、及び点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤを下記式（１５）に適用し、ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶを算出する。
ＴＲＱＤＲＶ＝ＧＡＤＲＶ×ＫＴＥＧＲ×ＫＴＲＴＤ（１５） In step S35, driver required intake air amount GADRV, EGR correction conversion coefficient KTEGR, and ignition timing retardation correction coefficient KTRTD are applied to the following equation (15) to calculate driver required torque TRQDRV.
TRQDRV = GADRV × KTEGR × KTRTD (15)

図１２の処理（図１４及び図１５の処理を含む）によれば、スロットル弁３を全開にした状態に対応する吸気量である理論全開空気量ＧＡＷＯＴが、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及びエンジン回転数ＮＥに応じて算出され、排気還流が行われない状態に対応する理論吸気量ＧＡＴＨが、理論全開空気量ＧＡＷＯＴ及び推定吸気圧ＨＰＢＡに応じて算出され、理論吸気量ＧＡＴＨ及びドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶを用いて全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴが算出される。そして、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶが、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを用いてドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶに変換される。したがって、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶをドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶに変換する際に、エンジン運転状態に対応する多数のマップを予め設定しておく必要がなく、全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを考慮したドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶを比較的簡便な手法で正確に算出することができる。 According to the processing of FIG. 12 (including the processing of FIG. 14 and FIG. 15), the theoretical fully-open air amount GAWOT, which is the intake amount corresponding to the state where the throttle valve 3 is fully opened, is the intake valve operating phase CAIN and engine speed. The theoretical intake air amount GATH corresponding to a state where exhaust gas recirculation is not performed, calculated according to NE, is calculated according to the theoretical fully open air amount GAWOT and the estimated intake pressure HPBA, and the theoretical intake air amount GATH and the driver required intake air amount GADRV are calculated. Using this, the total EGR rate REGRT is calculated. Then, the driver required intake air amount GADRV is converted into the driver required torque TRQDRV using the total EGR rate REGRT. Therefore, when the driver required intake air amount GADRV is converted into the driver required torque TRQDRV, it is not necessary to set in advance a large number of maps corresponding to the engine operating state, and the driver required torque TRQDRV considering the total EGR rate REGRT is compared. Can be accurately calculated by a simple and convenient method.

以上のように本実施形態では、アクセルペダル操作量ＡＰに応じて直接的にドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶを算出する従来手法（特許文献２）ではなく、アクセルペダル操作量ＡＰから先ずドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶを算出し、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶを、点火時期の遅角補正量ＩＧＲＴＤ及び全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを考慮して、ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶに変換するドライバ要求トルク算出手法が採用されている。 As described above, in the present embodiment, the driver requested intake air amount GADRV is first calculated from the accelerator pedal operation amount AP, instead of the conventional method (Patent Document 2) that directly calculates the driver request torque TRQDRV according to the accelerator pedal operation amount AP. A driver required torque calculation method is employed in which the driver required intake air amount GADRV is calculated and converted into the driver required torque TRQDRV in consideration of the ignition timing retardation correction amount IGRTD and the total EGR rate REGRT.

図１６（ｂ）は、このドライバ要求トルク算出手法による効果を説明するための図であり、この図に示す実線Ｌ１０１ａ，破線Ｌ１０２ａ，及び破線Ｌ１０３ａは、それぞれ図１６（ａ）に示す実線Ｌ１０１，破線Ｌ１０２，及び破線Ｌ１０３に対応する変換特性を示す。アクセルペダル操作量ＡＰが比較的大きい高負荷領域では、本実施形態の変換特性と、従来の変換特性とはほぼ同一であるが、破線での円で示す低負荷領域ＲＬでは、第２及び第３の状態に対応する破線Ｌ１０２ａ及びＬ１０３ａは、実線Ｌ１０１ａとほぼ重なっており、ノッキングが発生し易い状態でのアクセルペダル操作量ＡＰに対するドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶの設定値が、従来手法に比べて増加している、すなわちノッキング防止のための過度な制限を受けない値に設定されている。その結果、従来手法に比べて改善された操作感を実現することができる。 FIG. 16B is a diagram for explaining the effect of the driver required torque calculation method. The solid line L101a, the broken line L102a, and the broken line L103a shown in FIG. The conversion characteristics corresponding to the broken line L102 and the broken line L103 are shown. In the high load region where the accelerator pedal operation amount AP is relatively large, the conversion characteristic of the present embodiment and the conventional conversion characteristic are substantially the same, but in the low load region RL indicated by a broken line circle, the second and second conversion characteristics are the same. The broken lines L102a and L103a corresponding to the state 3 substantially overlap the solid line L101a, and the set value of the driver required torque TRQDRV with respect to the accelerator pedal operation amount AP in a state where knocking is likely to occur is increased compared to the conventional method. That is, it is set to a value that does not receive excessive restrictions for preventing knocking. As a result, it is possible to realize an improved operational feeling as compared with the conventional method.

これは以下のような理由による。すなわち、アクセルペダル操作量ＡＰが比較的小さい低負荷領域では、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶが小さくなり、図１２のステップＳ３３で算出される遅角補正量ＤＩＧＲＴＤが減少する。その結果、点火時期遅角補正係数ＫＴＲＴＤが増加し、ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶが増加する。 This is due to the following reasons. That is, in the low load region where the accelerator pedal operation amount AP is relatively small, the driver required intake air amount GADRV becomes small, and the retardation correction amount DIGRTD calculated in step S33 of FIG. 12 decreases. As a result, the ignition timing retardation correction coefficient KTRTD increases and the driver request torque TRQDRV increases.

またエンジンのアイドル状態を維持するために必要な吸気量である最小吸気量ＧＡＭＩＮが算出され、アクセルペダル操作量ＡＰ、最大吸気量ＧＡＭＡＸ、及び最小吸気量ＧＡＭＩＮを用いてドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶが算出されるので、アイドル状態を維持するための最小吸気量ＧＡＭＩＮを考慮したドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶの設定を行うことができる。 Also, the minimum intake amount GAMIN, which is the intake amount necessary to maintain the engine idle state, is calculated, and the driver required intake amount GADRV is calculated using the accelerator pedal operation amount AP, the maximum intake amount GAMAX, and the minimum intake amount GAMIN. Therefore, the driver required intake air amount GADRV can be set in consideration of the minimum intake air amount GAMIN for maintaining the idle state.

より具体的には、運転者の要求出力を得るために割り当てる吸気量の比率を示すドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶがアクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出され、最大吸気量ＧＡＭＡＸと最小吸気量ＧＡＭＩＮの差分（ＧＡＭＡＸ−ＧＡＭＩＮ）に、ドライバ要求係数ＫＧＡＤＲＶを乗算することにより基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢが算出され（式（４））、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢに最小吸気量ＧＡＭＩＮを加算することにより（式（５））、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶが算出されるので、運転者の要求出力を正確に反映させたトルク制御を行うことができる。 More specifically, a driver request coefficient KGADRV indicating the ratio of the intake air amount allocated to obtain the driver's required output is calculated according to the accelerator pedal operation amount AP, and the difference between the maximum intake air amount GAMAX and the minimum intake air amount GAMIN ( The basic driver required intake air amount GADRVB is calculated by multiplying the driver required coefficient KGADRV by (GAMAX−GAMIN) (Equation (4)), and the minimum intake air amount GAMIN is added to the basic driver required intake air amount GADRVB (Equation ( 5)) Since the driver required intake air amount GADRV is calculated, torque control that accurately reflects the driver's required output can be performed.

本実施形態では、アクセルセンサ３１が要求出力パラメータ検出手段に相当し、吸気温センサ９及び大気圧センサ３３が環境パラメータ検出手段に相当し、ＥＣＵ５が、最大吸気量算出手段、ドライバ要求吸気量算出手段、ドライバ要求トルク算出手段、点火時期制御手段、制御手段、アイドル維持トルク算出手段、基本ドライバ要求トルク算出手段、アイドル維持吸気量算出手段、ドライバ要求係数算出手段、基本ドライバ要求吸気量算出手段を構成する。すなわち、図１０の処理がドライバ要求吸気量算出手段に相当し、ステップＳ１１〜Ｓ１４がそれぞれドライバ要求係数算出手段、最大吸気量算出手段、アイドル維持吸気量算出手段、及び基本ドライバ要求吸気量算出手段に相当する。また、図１２の処理がドライバ要求トルク算出手段に相当する。また、（ＩＧＭＢＴ−ＤＩＧＲＴＤ）が推定点火時期に相当する。 In this embodiment, the accelerator sensor 31 corresponds to the required output parameter detection means, the intake air temperature sensor 9 and the atmospheric pressure sensor 33 correspond to the environmental parameter detection means, and the ECU 5 calculates the maximum intake air amount calculation means and the driver required intake air amount calculation. Means, driver request torque calculation means, ignition timing control means, control means, idle maintenance torque calculation means, basic driver request torque calculation means, idle maintenance intake amount calculation means, driver request coefficient calculation means, basic driver request intake air amount calculation means Constitute. That is, the processing in FIG. 10 corresponds to driver required intake air amount calculating means, and steps S11 to S14 are driver required coefficient calculating means, maximum intake air amount calculating means, idle maintenance intake air amount calculating means, and basic driver required intake air amount calculating means, respectively. It corresponds to. Further, the processing of FIG. 12 corresponds to driver request torque calculation means. Further, (IGMBT-DIGRTD) corresponds to the estimated ignition timing.

（変形例）
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば図１０及び図１２に示す処理を、それぞれ図１７及び図１８に示す処理に代えてもよい。 (Modification)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, the processes shown in FIGS. 10 and 12 may be replaced with the processes shown in FIGS. 17 and 18, respectively.

図１７に示す処理は、図１０のステップＳ１３及びＳ１５を削除し、ステップＳ１４をステップＳ１４ａに変えたものである。
ステップＳ１４ａでは、下記式（４ａ）により、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢを算出する。
ＧＡＤＲＶＢ＝ＫＧＡＤＲＶ×ＧＡＭＡＸ（４ａ） The process shown in FIG. 17 is obtained by deleting steps S13 and S15 of FIG. 10 and replacing step S14 with step S14a.
In step S14a, the basic driver required intake air amount GADRVB is calculated by the following equation (4a).
GADRVB = KGADRV × GAMAX (4a)

図１８に示す処理は、図１２のステップＳ３０，Ｓ３１，及びＳ３５をそれぞれステップＳ３０ａ，Ｓ３１ａ，及びＳ３５ａに変更し、ステップＳ３６及びＳ３７を追加したものである。 In the process shown in FIG. 18, steps S30, S31, and S35 in FIG. 12 are changed to steps S30a, S31a, and S35a, respectively, and steps S36 and S37 are added.

ステップＳ３０ａでは、図１３（ａ）に示すＨＰＢＡマップを使用して、エンジン回転数ＮＥ及び基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢに応じて、推定吸気圧ＨＰＢＡを算出する。ステップＳ３１ａでは、ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶに代えて基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢを用いて全ＥＧＲ率ＲＥＧＲＴを算出する。 In step S30a, the estimated intake pressure HPBA is calculated according to the engine speed NE and the basic driver required intake air amount GADRVB using the HPBA map shown in FIG. In step S31a, the total EGR rate REGRT is calculated using the basic driver required intake air amount GADRVB instead of the driver required intake air amount GADRV.

ステップＳ３５ａでは、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢを下記式（１５ａ）に適用し、基本ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶＢを算出する。
ＴＲＱＤＲＶＢ＝ＧＡＤＲＶＢ×ＫＴＥＧＲ×ＫＴＲＴＤ（１５ａ） In step S35a, the basic driver required intake air amount GADRVB is applied to the following equation (15a) to calculate the basic driver required torque TRQDRVB.
TRQDRVB = GADRVB × KTEGR × KTRTD (15a)

ステップＳ３６では、アクセルペダル操作量ＡＰが「０」であるときに、エンジン１のアイドル運転を維持するために必要とされる最小トルク（アイドル維持トルク）ＴＲＱＭＩＮを算出する。 In step S36, when the accelerator pedal operation amount AP is “0”, the minimum torque (idle maintenance torque) TRQMIN required to maintain the idle operation of the engine 1 is calculated.

ステップＳ３７では、基本ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶＢ及び最小トルクＴＲＱＭＩＮに応じて図１９に示すＴＲＱＤＲＶマップを検索し、ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶを算出する。図１９に示す破線Ｌ９１は、最小トルクＴＲＱＭＩＮが「０」である状態に対応する変換特性を示し、実線Ｌ９２及びＬ９３が、それぞれ所定最小トルクＴＲＱＭＩＮ１及びＴＲＱＭＩＮ２に対応する変換特性を示す。なお、実線Ｌ９２及びＬ９３が破線Ｌ９１と交差する点（Ｐ１，Ｐ２）対応する基本ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶＢより大きいトルク範囲では、破線Ｌ９１の変換特性が適用される。 In step S37, the TRQDRV map shown in FIG. 19 is searched according to the basic driver request torque TRQDRVB and the minimum torque TRQMIN, and the driver request torque TRQDRV is calculated. A broken line L91 shown in FIG. 19 indicates conversion characteristics corresponding to a state where the minimum torque TRQMIN is “0”, and solid lines L92 and L93 indicate conversion characteristics corresponding to predetermined minimum torques TRQMIN1 and TRQMIN2, respectively. Note that the conversion characteristic of the broken line L91 is applied in a torque range larger than the basic driver request torque TRQDRVB corresponding to the points (P1, P2) where the solid lines L92 and L93 intersect the broken line L91.

この変形例においても、基本ドライバ要求吸気量ＧＡＤＲＶＢを基本ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶＢに変換する際に、点火時期の遅角量ＤＩＧＲＴＤ及び全排気還流率ＲＥＧＲＴを考慮した演算が行われるので、ノッキングの発生状況に応じてドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶを適切に設定することができ、上述した実施形態と同様に低負荷領域で、良好な操作感を実現することができる。また、図１９に示すマップを用いて基本ドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶＢをドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶに変換することにより、アイドル維持トルク（最小トルクＴＲＱＭＩＮ）に応じてドライバ要求トルクＴＲＱＤＲＶの設定を適切に行うことができる。 Also in this modified example, when the basic driver required intake air amount GADRVB is converted into the basic driver required torque TRQDRVB, calculation is performed in consideration of the ignition timing retard amount DIGRTD and the total exhaust gas recirculation rate REGRT. Accordingly, the driver request torque TRQDRV can be appropriately set, and a good operational feeling can be realized in the low load region as in the above-described embodiment. Further, by converting the basic driver request torque TRQDRVB to the driver request torque TRQDRV using the map shown in FIG. 19, the driver request torque TRQDRV can be appropriately set according to the idle maintenance torque (minimum torque TRQMIN). .

この変形例は請求項２の発明に相当し、図１７の処理がドライバ要求吸気量算出手段に相当し、図１８のステップＳ３６がアイドル維持トルク算出手段に相当し、図１８のステップＳ３０ａ〜Ｓ３５ａが基本ドライバ要求トルク算出手段に相当する。 This modification corresponds to the invention of claim 2, the processing of FIG. 17 corresponds to the driver required intake amount calculation means, step S36 of FIG. 18 corresponds to the idle maintenance torque calculation means, and steps S30a to S35a of FIG. Corresponds to basic driver required torque calculation means.

また上述した実施形態では、排気還流通路２２による外部排気還流が行われる内燃機関の制御に本発明を適用した例を示したが、外部排気還流が行われない（内部排気還流のみが行われる）内燃機関の制御にも本発明は適用可能である。 In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the control of the internal combustion engine in which the external exhaust gas recirculation through the exhaust gas recirculation passage 22 is shown, but the external exhaust gas recirculation is not performed (only the internal exhaust gas recirculation is performed). The present invention is also applicable to control of an internal combustion engine.

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。 The present invention can also be applied to control of a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction.

１内燃機関
５電子制御ユニット（最大吸気量算出手段、ドライバ要求吸気量算出手段、ドライバ要求トルク算出手段、点火時期制御手段、制御手段、アイドル維持トルク算出手段、基本ドライバ要求トルク算出手段、アイドル維持吸気量算出手段、ドライバ要求係数算出手段、基本ドライバ要求吸気量算出手段、アイドル維持トルク算出手段、基本ドライバ要求トルク算出手段）
９吸気温センサ（環境パラメータ検出手段）
１５点火プラグ
３１アクセルセンサ（要求出力パラメータ検出手段）
３３大気圧センサ（環境パラメータ検出手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 5 Electronic control unit (Maximum intake air amount calculating means, driver required intake air amount calculating means, driver required torque calculating means, ignition timing control means, control means, idle maintenance torque calculating means, basic driver required torque calculating means, idle maintenance Intake amount calculation means, driver request coefficient calculation means, basic driver request intake amount calculation means, idle maintenance torque calculation means, basic driver request torque calculation means)
9 Intake air temperature sensor (environmental parameter detection means)
15 Spark plug 31 Accelerator sensor (required output parameter detection means)
33 Atmospheric pressure sensor (environmental parameter detection means)

Claims

内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、
前記機関の運転者の要求出力を示す要求出力パラメータを検出する要求出力パラメータ検出手段と、
前記機関の運転環境を示す環境パラメータを検出する環境パラメータ検出手段と、
前記機関の吸気量の最大値である最大吸気量を前記環境パラメータに応じて算出する最大吸気量算出手段と、
前記要求出力パラメータ及び前記最大吸気量に応じてドライバ要求吸気量を算出するドライバ要求吸気量算出手段と、
前記ドライバ要求吸気量に基づいてドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出手段と、
前記機関の点火時期を制御する点火時期制御手段を含み、前記ドライバ要求トルクに基づいて前記機関の出力トルクを制御する制御手段とを備え、
前記ドライバ要求トルク算出手段は、前記点火時期の推定値である推定点火時期を、前記ドライバ要求吸気量に基づいて算出する推定点火時期算出手段を有し、
前記推定点火時期を用いて前記ドライバ要求トルクを算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that controls output torque of the internal combustion engine,
Request output parameter detection means for detecting a request output parameter indicating a request output of the engine driver;
Environmental parameter detection means for detecting an environmental parameter indicating the operating environment of the engine;
A maximum intake amount calculating means for calculating a maximum intake amount which is a maximum value of the intake amount of the engine according to the environmental parameter;
Driver required intake air amount calculating means for calculating a driver required intake air amount according to the required output parameter and the maximum intake air amount;
Driver request torque calculation means for calculating a driver request torque based on the driver request intake air amount;
Including an ignition timing control means for controlling the ignition timing of the engine, and a control means for controlling the output torque of the engine based on the driver required torque,
The driver required torque calculating means has estimated ignition timing calculating means for calculating an estimated ignition timing that is an estimated value of the ignition timing based on the driver required intake air amount,
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the driver required torque is calculated using the estimated ignition timing.

前記ドライバ要求トルク算出手段は、
前記機関のアイドル状態を維持するために必要な機関出力トルクであるアイドル維持トルクを算出するアイドル維持トルク算出手段と、
前記ドライバ要求吸気量に応じて基本ドライバ要求トルクを算出する基本ドライバ要求トルク算出手段とを有し、
前記基本ドライバ要求トルク及びアイドル維持トルクに基づいて前記ドライバ要求トルクを算出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。 The driver request torque calculation means includes
Idle maintenance torque calculation means for calculating an idle maintenance torque that is an engine output torque necessary for maintaining the idle state of the engine;
Basic driver required torque calculating means for calculating basic driver required torque according to the driver required intake air amount;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the driver request torque is calculated based on the basic driver request torque and the idle maintenance torque.

前記ドライバ要求吸気量算出手段は、
前記機関のアイドル状態を維持するために必要な吸気量であるアイドル維持吸気量を算出するアイドル維持吸気量算出手段を有し、
前記要求出力パラメータ、前記最大吸気量、及び前記アイドル維持吸気量を用いて前記ドライバ要求吸気量を算出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。 The driver required intake air amount calculating means includes
Idle maintenance intake air amount calculating means for calculating an idle maintenance intake air amount that is an intake air amount necessary for maintaining the idle state of the engine,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the driver required intake air amount is calculated using the required output parameter, the maximum intake air amount, and the idle maintenance intake air amount.

前記ドライバ要求吸気量算出手段は、
前記運転者の要求出力を得るために割り当てる吸気量の比率を示すドライバ要求係数を、前記要求出力パラメータに応じて算出するドライバ要求係数算出手段と、
前記最大吸気量と前記アイドル維持吸気量との差分に、前記ドライバ要求係数を乗算することにより、基本ドライバ要求吸気量を算出する基本ドライバ要求吸気量算出手段とを有し、
前記基本ドライバ要求吸気量に前記アイドル維持吸気量を加算することにより、前記ドライバ要求吸気量を算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。 The driver required intake air amount calculating means includes
A driver request coefficient calculation means for calculating a driver request coefficient indicating a ratio of an intake air amount to be allocated to obtain the driver's request output according to the request output parameter;
Basic driver required intake air amount calculating means for calculating a basic driver required intake air amount by multiplying the difference between the maximum intake air amount and the idle maintenance intake air amount by the driver request coefficient;
The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the driver required intake air amount is calculated by adding the idle maintenance intake air amount to the basic driver required intake air amount.