JP2015165122A - Internal combustion engine controller - Google Patents

Internal combustion engine controller Download PDF

Info

Publication number
JP2015165122A
JP2015165122A JP2014040347A JP2014040347A JP2015165122A JP 2015165122 A JP2015165122 A JP 2015165122A JP 2014040347 A JP2014040347 A JP 2014040347A JP 2014040347 A JP2014040347 A JP 2014040347A JP 2015165122 A JP2015165122 A JP 2015165122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soot
fuel injection
amount
generation model
injection timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014040347A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6076280B2 (en
Inventor
孝名子 下城
Kanako Shimojo
孝名子 下城
泰隆 北村
Yasutaka Kitamura
泰隆 北村
佐藤　正浩
Masahiro Sato
正浩 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2014040347A priority Critical patent/JP6076280B2/en
Publication of JP2015165122A publication Critical patent/JP2015165122A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6076280B2 publication Critical patent/JP6076280B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a soot generation model modeling the relation between engine operation parameters and a quantity of generated soot with a relatively small number of man-hours and with high accuracy, and appropriately exert a combustion control to suppress the quantity of generated soot using the soot generation model.SOLUTION: A combustion control is exerted using a soot generation model 31 modeling the relation between a plurality of operation parameters of an engine 1 and a quantity of soot QST generated by combustion. As data applied to construction of the soot generation model 31, data acquired by quasi-stationary measurement is used. In the quasi-stationary measurement, a parameter change velocity VCA is set to first and second change velocities VCA1 and VCA2 in a predetermined engine operating state in which the soot quantity QST is relative large, and the parameter change velocity VCA is set to a third change velocity VCA3 higher than the first and second change velocities VCA1 and VCA2 in operating states other than the predetermined engine operating state.

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に混合気の燃焼によって発生するすすの量を抑制するための燃焼制御を行う制御装置に関する。   The present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a control apparatus that performs combustion control for suppressing the amount of soot generated by combustion of an air-fuel mixture.

混合気の燃焼によって発生するすす量は、燃料噴射時期の設定によって大きく変化することが知られており、従来は燃料噴射時期、機関回転数、吸入空気量などの機関運転パラメータを種々の値に設定してすす発生量を実際に計測し、すす発生量が少ない燃料噴射時期の設定範囲を予め確認することが行われている。   It is known that the amount of soot generated by combustion of the air-fuel mixture varies greatly depending on the setting of the fuel injection timing. Conventionally, the engine operating parameters such as the fuel injection timing, the engine speed, and the intake air amount are changed to various values. The soot generation amount is set and actually measured, and the setting range of the fuel injection timing with a small amount of soot generation is confirmed in advance.

また例えば特許文献１に示されるように、機関の制御パラメータの算出にニューラルネットワークを使用することは従来より知られており、複数の機関運転パラメータと、すす発生量との関係をモデル化した制御対象モデルとしてニューラルネットワークを用いて、種々の運転状態に対応するすす発生量を推定し、すす発生量の少ない燃料噴射時期範囲と特定することが考えられる。   In addition, for example, as disclosed in Patent Document 1, it has been conventionally known to use a neural network for calculation of engine control parameters, and a control modeled on a relationship between a plurality of engine operation parameters and soot generation amount. It is conceivable to use a neural network as a target model, estimate the soot generation amount corresponding to various operating states, and specify the fuel injection timing range with a low soot generation amount.

特許第５０００５３９号公報Japanese Patent No. 5000539

上述した従来のすす発生量計測手法において、変化範囲が広い種々の機関運転パラメータについて精度良く計測を行うためには、多数の格子点に対応する計測を行う必要があり、多大の労力を要するという課題がある。また、ニューラルネットワークを使用する場合でも、ネットワーク（モデル）の構築に適用するデータを計測して予め学習することが必要であり、モデルの精度を高めるためにはできるだけ多くのデータを取得することが求められる。したがって、通常の計測手法を使用するとモデル構築のためのデータ取得工数が増加するという課題がある。   In the conventional soot generation measurement method described above, in order to accurately measure various engine operating parameters with a wide change range, it is necessary to perform measurement corresponding to a large number of grid points, which requires a lot of labor. There are challenges. Even when using a neural network, it is necessary to measure and learn in advance the data to be applied to the construction of the network (model). In order to improve the accuracy of the model, it is necessary to acquire as much data as possible. Desired. Therefore, there is a problem that the data acquisition man-hour for model construction increases when a normal measurement method is used.

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、機関運転パラメータとすす発生量との関係をモデル化したすす発生モデルを比較的少ない工数でしかも高い精度で構築し、そのすす発生モデルを使用してすす発生量を抑制する燃焼制御を適切に行うことができる制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described points. A soot generation model in which the relationship between the engine operation parameter and the soot generation amount is modeled is constructed with a relatively small number of man-hours and with high accuracy, and the soot generation model It aims at providing the control apparatus which can perform appropriately the combustion control which suppresses the generation amount of soot using CO.

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、燃料噴射手段（６）と、該燃料噴射手段（６）により噴射された燃料を含む混合気を火花点火する点火手段（７）とを備える内燃機関の制御装置であって、前記混合気の燃焼によって発生するすすの量を抑制するための燃焼制御を行う制御装置において、前記機関の複数の運転パラメータ（ＣＡＩＮＪ，ＧＡＩＲＣＹＬ，ＣＡＩＮ，ＮＥ，ＩＧＬＯＧ）と、前記すす量（ＱＳＴ）との関係をモデル化したすす発生モデル（３１）を用いて前記燃焼制御を行い、前記すす発生モデルの構築に適用するデータとして、準定常計測によって取得したデータを使用し、前記すす量（ＱＳＴ）が比較的多い所定機関運転状態では、前記準定常計測におけるパラメータ変更速度（ＶＣＡ）を第１所定速度（ＶＣＡ１，ＶＣＡ２）に設定し、前記所定機関運転状態以外の運転状態では、前記パラメータ変更速度（ＶＣＡ）を前記第１所定速度（ＶＣＡ１，ＶＣＡ２）より高い第２所定速度（ＶＣＡ３）に設定することを特徴とする。
ここで準定常計測は、定常とみなせる程度の速度で前記運転パラメータを変化させて、発生するすす量を時系列データとして取得する計測方法である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 comprises a fuel injection means (6) and an ignition means (7) for spark ignition of an air-fuel mixture containing fuel injected by the fuel injection means (6). A control device for an internal combustion engine, wherein the control device performs combustion control for suppressing the amount of soot generated by combustion of the air-fuel mixture, wherein a plurality of operating parameters (CAINJ, GAIRCYL, CAIN, NE, The combustion control is performed using the soot generation model (31) in which the relation between the IGLOG) and the soot amount (QST) is modeled, and obtained by quasi-stationary measurement as data applied to the construction of the soot generation model In a predetermined engine operating state in which data is used and the soot amount (QST) is relatively large, the parameter change speed (VCA) in the quasi-steady measurement is set to a first predetermined speed. VCA1, VCA2), and in an operating state other than the predetermined engine operating state, the parameter change speed (VCA) is set to a second predetermined speed (VCA3) higher than the first predetermined speed (VCA1, VCA2). It is characterized by.
Here, the quasi-steady measurement is a measurement method in which the operation parameter is changed at a speed that can be regarded as steady, and the generated soot amount is acquired as time series data.

この構成によれば、機関の複数の運転パラメータと、燃焼によって発生するすすの量との関係をモデル化したすす発生モデルを用いて燃焼制御が行われ、すす発生モデルの構築に適用するデータとして、準定常計測によって取得したデータが適用される。準定常計測においては、すす量が比較的多い所定機関運転状態ではパラメータ変更速度が第１所定速度に設定され、所定機関運転状態以外の運転状態では、パラメータ変更速度が第１所定速度より高い第２所定速度に設定される。   According to this configuration, combustion control is performed using a soot generation model that models the relationship between a plurality of operating parameters of the engine and the amount of soot generated by combustion, and as data applied to the construction of the soot generation model Data obtained by quasi-stationary measurement is applied. In the quasi-steady measurement, the parameter change speed is set to the first predetermined speed in a predetermined engine operating state where the amount of soot is relatively large, and the parameter changing speed is higher than the first predetermined speed in operating states other than the predetermined engine operating state. 2 Set to a predetermined speed.

すす発生モデルを使用することによってすす量に対する寄与度の大きい運転パラメータである燃料噴射時期をより適切に設定することが可能となり、データ取得に準定常計測を適用することによって、すす発生モデルの構築に必要なデータ取得を効率的に行って設計工数を低減することができる。すす量の準定常計測では、パラメータ変更速度を高くするほどデータ取得に要する時間を短縮できるが、ヒステリシス特性が顕著となることが判明している。ここで、ヒステリシス特性は、運転パラメータの変更方向（増加または減少）に依存して、同じパラメータ値に対して異なる計測データが得られることを意味する。したがって、上記所定機関運転状態おけるパラメータ変更速度を比較的低い第１所定速度に設定することによって、すす量が比較的多い所定機関運転状態におけるデータの信頼性を高めることができるとともに、所定機関運転状態以外の運転状態でパラメータ変更速度を第１所定速度より高い第２所定速度に設定することにより、計測時間を短縮することが可能となる。所定機関運転状態における計測データの信頼性を高めることによって、その計測データを用いて構築されるすす発生モデルの精度を高めることができ、比較的少ない工数で高い精度のすす発生モデルを構築することができる。そのようにして構築されたすす発生モデルを使用することによって、すす発生量を抑制する燃焼制御を適切に実行することが可能となる。   By using the soot generation model, it becomes possible to set the fuel injection timing, which is an operation parameter with a large contribution to the amount of soot, more appropriately, and the construction of the soot generation model by applying quasi-stationary measurement to data acquisition Therefore, it is possible to reduce the design man-hours by efficiently obtaining the necessary data. In quasi-steady measurement of soot amount, it has been found that the higher the parameter change speed, the shorter the time required for data acquisition, but the more remarkable the hysteresis characteristics. Here, the hysteresis characteristic means that different measurement data can be obtained for the same parameter value depending on the change direction (increase or decrease) of the operation parameter. Therefore, by setting the parameter changing speed in the predetermined engine operating state to a relatively low first predetermined speed, the reliability of data in the predetermined engine operating state with a relatively large amount of soot can be improved, and the predetermined engine operating state can be increased. By setting the parameter changing speed to a second predetermined speed higher than the first predetermined speed in an operating state other than the state, the measurement time can be shortened. By improving the reliability of the measurement data in a given engine operating state, the accuracy of the soot generation model constructed using the measurement data can be increased, and a high-precision soot generation model can be constructed with relatively little man-hours. Can do. By using the soot generation model constructed as described above, it is possible to appropriately execute the combustion control for suppressing the soot generation amount.

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、前記すす発生モデル（３１）は、複数の局所線形モデル（ＬＬＭi）から出力される複数の局所出力パラメータ（ｙｈａｔi）の加重和演算を行うニューラルネットワークとして構成することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the soot generation model (31) includes a plurality of local output parameters (yhati) output from a plurality of local linear models (LLMi). It is configured as a neural network that performs a weighted sum operation.

この構成によれば、すす発生モデルが、複数の局所線形モデルから出力される局所出力パラメータの加重和演算を行うニューラルネットワークとして構成される。機関運転パラメータとすす量との関係は、非線形特性を示すことから、複数の局所線形モデルによって線形近似可能な領域毎にモデル化を行い、各局所線形モデルから出力される局所出力パラメータの加重和演算を行うことによって、全体として非線形特性を正確に近似して、精度の高いすす発生モデルを構築することができる。   According to this configuration, the soot generation model is configured as a neural network that performs a weighted sum operation of local output parameters output from a plurality of local linear models. Since the relationship between engine operating parameters and soot amount shows nonlinear characteristics, modeling is performed for each region that can be linearly approximated by multiple local linear models, and the weighted sum of the local output parameters output from each local linear model By performing the calculation, it is possible to accurately approximate the nonlinear characteristics as a whole and to construct a soot generation model with high accuracy.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定機関運転状態は、前記燃料噴射手段（６）による燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）によって定義され、前記燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）が、燃料を供給すべき気筒の吸気行程開始時期の近傍の第１範囲（ＲＣＡ１）に設定された状態、及び前記気筒の圧縮行程開始時期の近傍の第２範囲（ＲＣＡ２）に設定された状態であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the predetermined engine operating state is defined by a fuel injection timing (CAINJ) by the fuel injection means (6), and A state in which the fuel injection timing (CAINJ) is set to a first range (RCA1) in the vicinity of the intake stroke start timing of the cylinder to be supplied with fuel, and a second range (RCA2) in the vicinity of the compression stroke start timing of the cylinder. ) Is set.

この構成によれば、燃料噴射時期が、燃料を供給すべき気筒の吸気行程開始時期の近傍の第１範囲に設定された状態及び圧縮行程開始時期の近傍の第２範囲に設定された状態においてパラメータ変更速度が第１所定速度に設定され、燃料噴射時期が第１及び第２範囲以外の範囲に設定された状態では、パラメータ変更速度が第２所定速度に設定される。したがって、燃料噴射時期が第１及び第２範囲にある状態で、取得データの信頼性をより高めるとともに、第１及び第２範囲以外の範囲にある状態で計測時間を短縮できる。   According to this configuration, in the state where the fuel injection timing is set in the first range in the vicinity of the intake stroke start timing of the cylinder to which fuel is to be supplied and in the second range in the vicinity of the compression stroke start timing. When the parameter change speed is set to the first predetermined speed and the fuel injection timing is set to a range other than the first and second ranges, the parameter change speed is set to the second predetermined speed. Therefore, the reliability of the acquired data can be further improved while the fuel injection timing is in the first and second ranges, and the measurement time can be shortened in a state other than the first and second ranges.

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、前記第１範囲（ＲＣＡ１）は、前記燃料噴射手段（６）によって噴射された燃料の、前記気筒のピストン頂面への付着量が比較的多い範囲であり、前記第２範囲（ＲＣＡ２）は、前記燃料噴射手段によって噴射された燃料の、前記気筒の内壁面への付着量が比較的多い範囲であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the third aspect, the first range (RCA1) is the top of the piston of the cylinder of the fuel injected by the fuel injection means (6). The amount of adhesion on the surface is a relatively large range, and the second range (RCA2) is a range in which the amount of fuel injected by the fuel injection means is relatively large on the inner wall surface of the cylinder. It is characterized by.

この構成によれば、第１範囲は、噴射された燃料の、ピストン頂面への付着量が比較的多い範囲とされ、第２範囲は、噴射された燃料の、気筒の内壁面への付着量が比較的多い範囲とされる。ピストン頂面あるいは気筒内壁面への燃料の付着量が多いと、すす量が多くなると考えられるので、第１及び第２範囲をこのように設定することによって、すす量の比較的多い範囲で信頼性の高いデータを得ることができる。   According to this configuration, the first range is a range where the amount of injected fuel adhering to the piston top surface is relatively large, and the second range is the amount of injected fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder. The range is relatively large. If the amount of fuel adhering to the piston top surface or the cylinder inner wall surface is large, the amount of soot is considered to increase. Therefore, by setting the first and second ranges in this way, the soot amount can be trusted in a relatively large range. High-quality data can be obtained.

請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記すす発生モデル（３１）の入力パラメータは、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）を含み、前記すす発生モデルの出力パラメータは、前記すすの発生量の推定値である推定すす量（ＱＳＴｈａｔ）であり、前記すす発生モデルを用いて前記推定すす量（ＱＳＴｈａｔ）を算出する推定すす量算出手段と、前記推定すす量（ＱＳＴｈａｔ）を目標すす量（ＱＳＴＴＧＴ）と一致させるように、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）を算出する燃料噴射時期算出手段とを備え、前記推定すす量算出手段は、前記燃料噴射時期算出手段により算出された燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）を前記すす発生モデル（３１）に入力することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the input parameter of the soot generation model (31) includes a fuel injection timing (CAINJ) by the fuel injection means, The output parameter of the soot generation model is an estimated soot amount (QSThat) which is an estimated value of the soot generation amount, and an estimated soot amount calculation means for calculating the estimated soot amount (QSThat) using the soot generation model Fuel injection timing calculating means for calculating the fuel injection timing (CAINJ) by the fuel injection means so that the estimated soot amount (QSThat) matches the target soot amount (QSTTTGT), and the estimated soot amount calculation The means inputs the fuel injection timing (CAINJ) calculated by the fuel injection timing calculation means to the soot generation model (31). The features.

この構成によれば、すす発生モデルに燃料噴射時期を入力することによって、推定すす量が算出され、推定すす量を目標すす量に一致させるように燃料噴射時期が算出され、算出された燃料噴射時期がすす発生モデルに入力される。したがって、例えば目標すす量を実現可能な最小のすす量に設定しておくことによって、複数の機関運転パラメータに対応した多数のマップを使用することなく、燃料噴射時期を常に最適値にフィードバック制御することができる。   According to this configuration, the estimated soot amount is calculated by inputting the fuel injection timing to the soot generation model, the fuel injection timing is calculated so as to match the estimated soot amount with the target soot amount, and the calculated fuel injection timing is calculated. Time is input to the soot generation model. Therefore, for example, by setting the target soot amount to the minimum possible soot amount, the fuel injection timing is always feedback-controlled to the optimum value without using a large number of maps corresponding to a plurality of engine operating parameters. be able to.

請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記すす発生モデル（３１ａ）の入力パラメータは目標すす量（ＱＳＴＴＧＴ）を含み、前記すす発生モデル（３１ａ）の出力パラメータは、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）であり、前記すす発生モデルの出力パラメータを用いて前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the input parameter of the soot generation model (31a) includes a target soot amount (QSTTTGT), and the soot generation model (31a) ) Is a fuel injection timing (CAINJ) by the fuel injection means, and the fuel injection means is controlled using the output parameter of the soot generation model.

この構成によれば、すす発生モデルに目標すす量を入力することによって、燃料噴射時期が算出され、燃料噴射手段が算出された燃料噴射時期を用いて制御される。上述した準定常計測によって取得されたデータに基づいて構築したすす発生モデルは、実際のすす量と燃料噴射時期との関係を高精度に近似することができるので、複数の機関運転パラメータに対応した多数のマップを使用することなく、目標すす量を実現する燃料噴射時期のフィードフォワード制御を比較的簡単な構成で行うことができる。   According to this configuration, the fuel injection timing is calculated by inputting the target amount of soot into the soot generation model, and the fuel injection means is controlled using the calculated fuel injection timing. The soot generation model constructed based on the data obtained by the above-described quasi-stationary measurement can approximate the relationship between the actual soot amount and the fuel injection timing with high accuracy, and therefore corresponds to a plurality of engine operation parameters. The feedforward control of the fuel injection timing for realizing the target soot amount can be performed with a relatively simple configuration without using a large number of maps.

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. 吸気弁の作動位相を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the action | operation phase of an intake valve. 燃料噴射時期制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a fuel injection timing control system. 燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪと、発生するすす量（ＱＳＴ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between fuel-injection time (CAINJ and the amount of generated soot (QST). 燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）を一定の変更速度で往復変化させる準定常計測によって取得されたすす量（ＱＳＴ）の変化特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change characteristic of the amount of soot (QST) acquired by the quasi-steady measurement which makes a fuel injection timing (CAINJ) reciprocate at a fixed change speed. 計測に要する時間（ＴＭＳＲ）と、ヒステリシスの度合を示すヒステリシス差分（ＤＨＹＳ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the time (TMSR) which measurement requires, and the hysteresis difference (DHYS) which shows the degree of hysteresis. 準定常計測における燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）の変更特性を示す図である。It is a figure which shows the change characteristic of the fuel injection timing (CAINJ) in a quasi-steady measurement. 図７に示すように燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）を変化させる準定常計測によって得られたすす量（ＱＳＴ）の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the soot amount (QST) obtained by the quasi-steady measurement which changes fuel injection timing (CAINJ) as shown in FIG. 準定常計測によって取得されたデータに基づいて構築したすす発生モデルの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the soot generation model constructed | assembled based on the data acquired by the quasi-stationary measurement. 燃料噴射時期（ＣＡＩＮＪ）と、推定すす量（ＱＳＴｈａｔ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between fuel-injection time (CAINJ) and the estimated amount of soot (QSThat). 燃料噴射時期制御系の構成を示すブロック図である（変形例）。It is a block diagram which shows the structure of a fuel injection timing control system (modification example).

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（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を示す図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配置されている。スロットル弁３はアクチュエータ８によって駆動可能に構成されており、アクチュエータ８は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続されている。スロットル弁３の開度は、アクチュエータ８を介してＥＣＵ５によって制御される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and its control device according to an embodiment of the present invention. For example, a throttle valve 3 is placed in the middle of an intake passage 2 of a four-cylinder engine 1. Is arranged. The throttle valve 3 can be driven by an actuator 8, and the actuator 8 is connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5. The opening degree of the throttle valve 3 is controlled by the ECU 5 via the actuator 8.

エンジン１の各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６及び点火プラグ７が設けられており、燃料噴射弁６及び点火プラグ７の作動はＥＣＵ５により制御される。
ＥＣＵ５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１１、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ１２、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１３、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ１４、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ１５、及び図示しない他のセンサ（エンジン１により駆動される車両のアクセルペダル操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ、車速センサなど）が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。 Each cylinder of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 6 and a spark plug 7 for injecting fuel into the combustion chamber, and the operation of the fuel injection valve 6 and the spark plug 7 is controlled by the ECU 5.
The ECU 5 includes an intake air flow sensor 11 that detects the intake air flow rate GAIR of the engine 1, an intake air temperature sensor 12 that detects the intake air temperature TA, a throttle valve opening sensor 13 that detects the throttle valve opening TH, and an intake pressure PBA. An intake pressure sensor 14 for detecting, a cooling water temperature sensor 15 for detecting the engine cooling water temperature TW, and other sensors (not shown) (an accelerator sensor for detecting an accelerator pedal operation amount AP of a vehicle driven by the engine 1 and a vehicle speed sensor). The 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１６が接続されており、クランク軸の回転角度に応じたパルス信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１６は、クランク角度位置を示す複数のパルス信号を出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪ、点火時期ＩＧＬＯＧ等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数ＮＥの検出に使用される。   A crank angle position sensor 16 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a pulse signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft is supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 16 outputs a plurality of pulse signals indicating the crank angle position. The pulse signals are used for various timing controls such as the fuel injection timing CAINJ and the ignition timing IGLOG, and detection of the engine speed NE. used.

排気通路９には、比例型酸素濃度センサ１７（以下「ＬＡＦセンサ１７」という）が装着されており、このＬＡＦセンサ１７は排気中の酸素濃度（空燃比ＡＦ）にほぼ比例した検出信号を出力し、ＥＣＵ５に供給する。   A proportional oxygen concentration sensor 17 (hereinafter referred to as “LAF sensor 17”) is attached to the exhaust passage 9, and this LAF sensor 17 outputs a detection signal that is substantially proportional to the oxygen concentration (air-fuel ratio AF) in the exhaust gas. And supplied to the ECU 5.

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（ＣＰＵ）、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６、点火プラグ７、アクチュエータ８など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, a central processing unit (CPU), It comprises a storage circuit for storing various calculation programs and calculation results executed by the CPU, an output circuit for supplying drive signals to the fuel injection valve 6, the spark plug 7, the actuator 8, and the like.

燃料噴射弁６による燃料噴射量は、吸入空気流量ＧＡＩＲに応じて算出される基本燃料量を、ＬＡＦセンサ１７により検出される空燃比ＡＦに応じた空燃比補正係数ＫＡＦによって補正することによって制御される。空燃比補正係数ＫＡＦは、検出される空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦＣＭＤと一致するように算出される。   The fuel injection amount by the fuel injection valve 6 is controlled by correcting the basic fuel amount calculated according to the intake air flow rate GAIR with the air-fuel ratio correction coefficient KAF corresponding to the air-fuel ratio AF detected by the LAF sensor 17. The The air-fuel ratio correction coefficient KAF is calculated so that the detected air-fuel ratio AF coincides with the target air-fuel ratio AFCMD.

ＥＣＵ５は、アクセルペダル操作量ＡＰなどに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを算出し、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにアクチュエータ８の駆動制御を行う。   The ECU 5 calculates the target opening THCMD of the throttle valve 3 according to the accelerator pedal operation amount AP and performs drive control of the actuator 8 so that the detected throttle valve opening TH matches the target opening THCMD.

エンジン１は、各気筒の吸気弁（図示せず）を駆動するカムの作動位相を連続的に変更することによって、吸気弁の作動位相を変更する吸気弁作動位相可変機構２０を備えている。吸気弁作動位相可変機構２０は、ＥＣＵ５に接続されており、吸気弁作動位相ＣＡＩＮは、ＥＣＵ５によって制御される。吸気弁作動位相可変機構２０によって、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。   The engine 1 includes an intake valve operation phase variable mechanism 20 that changes an operation phase of an intake valve by continuously changing an operation phase of a cam that drives an intake valve (not shown) of each cylinder. The intake valve operating phase variable mechanism 20 is connected to the ECU 5, and the intake valve operating phase CAIN is controlled by the ECU 5. The intake valve operating phase variable mechanism 20 causes the intake valve to be indicated by a one-dot chain line L3 from the most advanced angle phase indicated by the broken line L1 with a change in the intake valve operating phase CAIN with the characteristic indicated by the solid line L2 in FIG. It is driven at a phase up to the most retarded phase. In the present embodiment, the intake valve operation phase CAIN is defined as an advance amount based on the most retarded phase.

本実施形態では、エンジン１における混合気の燃焼によって発生するすすの量を抑制するための燃焼制御、具体的には発生するすす量について最も寄与度が高い、燃料噴射弁６による燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの制御を行う。図３は、本実施形態における燃料噴射時期制御系の構成を示すブロック図であり、この燃料噴射時期制御系は、すす発生モデル３１、差分演算器３２、及び制御器３３によって構成される。なお、これらの構成要素３１〜３３の機能は、ＥＣＵ５における演算によって実現される。   In the present embodiment, combustion control for suppressing the amount of soot generated by combustion of the air-fuel mixture in the engine 1, specifically, the fuel injection timing CAINJ by the fuel injection valve 6 that has the highest contribution to the amount of soot generated. Control. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the fuel injection timing control system in the present embodiment, and this fuel injection timing control system includes a soot generation model 31, a difference calculator 32, and a controller 33. Note that the functions of these components 31 to 33 are realized by calculation in the ECU 5.

すす発生モデル３１は、発生するすす量ＱＳＴと、エンジン１の運転パラメータ、具体的には燃料噴射時期ＣＡＩＮＪ（圧縮上死点を基準とした進角量として定義される）、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬ（１つ気筒の１回の燃焼に寄与する空気量）、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ、及び点火時期ＩＧＬＯＧとの関係をモデル化したものであり、本実施形態では、運転パラメータＣＡＩＮＪ，ＧＡＩＲＣＹＬ，ＣＡＩＮ，ＮＥ，及びＩＧＬＯＧをすす発生モデル３１の入力パラメータとし、すす量ＱＳＴの推定値である推定すす量ＱＳＴｈａｔを出力パラメータとする。すす発生モデル３１は、ニューラルネットワークによって構成されるモデルであり、より具体的には局所線形モデルトゥリー（Local Linear Model Tree）として知られた構造を有する。   The soot generation model 31 includes the generated soot amount QST, the operating parameters of the engine 1, specifically, the fuel injection timing CAINJ (defined as an advance amount based on the compression top dead center), the engine speed NE, This is a model of the relationship between the intake air amount GAIRCYL (the amount of air that contributes to one combustion of one cylinder), the intake valve operating phase CAIN, and the ignition timing IGLOG. In this embodiment, the operation parameters CAINJ, GAIRCYL, CAIN, NE, and IGLOG are input parameters of the soot generation model 31, and an estimated soot amount QSThat, which is an estimated value of the soot amount QST, is an output parameter. The soot generation model 31 is a model constituted by a neural network, and more specifically has a structure known as a local linear model tree.

差分演算器３２は、目標すす量ＱＳＴＴＧＴと、推定すす量ＱＳＴｈａｔとの差分を、偏差ＤＱＳＴ（＝ＱＳＴＴＧＴ−ＱＳＴｈａｔ）として算出し、制御器３３に入力する。   The difference calculator 32 calculates a difference between the target soot amount QSTTGT and the estimated soot amount QSThat as a deviation DQST (= QSTTTGT−QSThat) and inputs the difference to the controller 33.

制御器３３は、偏差ＤＱＳＴが「０」となるように、すなわち推定すす量ＱＳＴｈａｔが目標すす量ＱＳＴＴＧＴと一致するように、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを算出する。目標すす量ＱＳＴＴＧＴは、予め実験によって確認したすす発生特性に基づいて実現可能な最小のすす量に設定される。制御器３３におけるフィードバック制御の手法としては、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、適応制御、スライディングモード制御などの手法が適用可能である。   The controller 33 calculates the fuel injection timing CAINJ so that the deviation DQST becomes “0”, that is, the estimated soot amount QSThat coincides with the target soot amount QSTTTGT. The target soot amount QSTTTGT is set to the minimum soot amount that can be realized based on the soot generation characteristics confirmed in advance by experiments. As a feedback control method in the controller 33, methods such as PID (proportional integral derivative) control, adaptive control, and sliding mode control are applicable.

図３に示す制御系によって燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを算出することにより、上記エンジン運転パラメータに対応した多数のマップを使用することなく、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを常に最適値にフィードバック制御することができる。   By calculating the fuel injection timing CAINJ by the control system shown in FIG. 3, the fuel injection timing CAINJ can always be feedback-controlled to the optimum value without using a large number of maps corresponding to the engine operating parameters.

次にすす発生モデル３１の構築手法について詳細に説明する。本実施形態では、モデル構築のためのデータを準定常計測によって取得する。準定常計測は、定常とみなせる程度の速度で運転パラメータを変化させて、発生するすす量を時系列データとして取得する計測方法であり、本実施形態では上記運転パラメータのうち、最も寄与度の大きい燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを変化させるパラメータとし、他の運転パラメータ（ＧＡＩＲＣＹＬ，ＣＡＩＮ，ＮＥ，ＩＧＬＯＧ）を固定して、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを所定範囲内で変化させて、実際に排出されるすすの量を排気通路９に設けたすすセンサによって計測する。燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを後述する変更速度ＶＣＡで変化させつつ、すすセンサによってすす量ＱＳＴを計測して記録する処理は、変更速度ＶＣＡや変化範囲を任意に設定可能な自動計測装置を用いて実行される。   Next, the construction method of the soot generation model 31 will be described in detail. In this embodiment, data for model construction is acquired by quasi-stationary measurement. The quasi-stationary measurement is a measurement method in which the operation parameter is changed at a speed that can be regarded as a steady state, and the generated soot amount is acquired as time-series data. The amount of soot that is actually discharged by changing the fuel injection timing CAINJ within a predetermined range by fixing other operation parameters (GAIRCYL, CAIN, NE, IGLOG) as parameters for changing the fuel injection timing CAINJ. Measurement is performed by a soot sensor provided in the exhaust passage 9. The process of measuring and recording the soot amount QST by the soot sensor while changing the fuel injection timing CAINJ at a later-described change speed VCA is performed using an automatic measuring device that can arbitrarily set the change speed VCA and the change range. The

準定常計測においては燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが徐々に変更されるため、すすセンサによって計測されるすす量ＱＳＴと、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪとの対応関係については、混合気が燃焼した時点から燃焼後のすすを含む排気がすすセンサに到達する時点までのむだ時間ＴＬを考慮した補正を行う必要がある。そこで、本実施形態では、燃焼室容積、充填効率、エンジン回転数ＮＥ、及び燃焼室からすすセンサまでの排気通路容積に応じて、むだ時間ＴＬを算出し、計測されるすす量ＱＳＴ及び燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを含む時系列データをむだ時間ＴＬに応じて補正し、補正後の時系列データをすす発生モデル３１の構築に適用した。   In the quasi-steady measurement, since the fuel injection timing CAINJ is gradually changed, the correspondence relationship between the soot amount QST measured by the soot sensor and the fuel injection timing CAINJ is as follows. It is necessary to perform correction in consideration of the dead time TL until the exhaust gas containing the gas reaches the soot sensor. Therefore, in the present embodiment, the dead time TL is calculated according to the combustion chamber volume, the charging efficiency, the engine speed NE, and the exhaust passage volume from the combustion chamber to the soot sensor, and the measured soot amount QST and fuel injection are calculated. The time series data including the time CAINJ was corrected in accordance with the dead time TL, and applied to the construction of the generation model 31 sooting the corrected time series data.

モデル構築に適用するデータ取得のための手法としては、準定常計測ではなく定常計測を用いることも可能である。しかし、運転パラメータを変化させ、定常状態となってから計測する定常計測では、多くのパラメータ値の組み合わせについて計測を行うと計測時間が膨大なものとなる。計測を効率的に行うためには、実験計画法（ＤｏＥ：Design of Experiment）を導入することが有効であり、ＤｏＥによって計測点数を削減することができる。しかし、ＤｏＥと定常計測とを組み合わせてデータ計測を行い、そのデータに基づいてモデル（定常モデル）を構築すると、計測点数の削減に起因して、すす発生量の多い領域のデータが不足するため、モデル出力として得られる推定すす量の精度が低下するという課題がある。   As a method for data acquisition applied to the model construction, it is possible to use stationary measurement instead of quasi-stationary measurement. However, in the steady measurement in which the operation parameters are changed and measured after reaching the steady state, if measurement is performed for many combinations of parameter values, the measurement time becomes enormous. In order to efficiently perform the measurement, it is effective to introduce a design of experiment (DoE), and the number of measurement points can be reduced by DoE. However, when data is measured by combining DoE and steady measurement, and a model (steady model) is constructed based on the data, there is a shortage of data in a region with a large amount of soot due to a reduction in the number of measurement points. There is a problem that the accuracy of the estimated soot amount obtained as the model output is lowered.

図４は、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪと、すす量ＱＳＴとの関係を示す図であり、横軸の１８０ｄｅｇが圧縮行程開始下死点に対応し、３６０ｄｅｇが吸気行程開始上死点に対応する。実線Ｌ１１は燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを微少量ずつ変化させて（多くの計測点を設定して）、計測することにより得られた関係（実変化特性）を示す。一方、破線Ｌ１２は、上述した定常モデルによって算出された推定すす量と、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪとの関係を示しており、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの変化に対するすす量ＱＳＴの実変化特性（実線Ｌ１１）を精度良く近似することができない。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing CAINJ and the soot amount QST, where 180 deg on the horizontal axis corresponds to the bottom dead center of the compression stroke, and 360 deg corresponds to the top dead center of the intake stroke. A solid line L11 indicates a relationship (actual change characteristic) obtained by changing the fuel injection timing CAINJ minutely (by setting many measurement points) and measuring it. On the other hand, the broken line L12 indicates the relationship between the estimated soot amount calculated by the above-described steady model and the fuel injection timing CAINJ, and the actual change characteristic (solid line L11) of the soot amount QST with respect to the change of the fuel injection timing CAINJ. It cannot be accurately approximated.

そこで本実施形態では、データ計測に要する時間の短縮しつつ、モデルの精度を向上させるために多数のデータを効率的に取得可能な準定常計測を採用した。   Therefore, in the present embodiment, quasi-stationary measurement capable of efficiently acquiring a large number of data is employed in order to improve the accuracy of the model while reducing the time required for data measurement.

図５は、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを一定の変更速度ＶＣＡで、１８０度から３６０度までの範囲で往復させる準定常計測によって取得されたすす量ＱＳＴの変化特性の一例を示す。この図では、最大の燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが３６０度より小さくなっているが、これは計測制御プログラムですす量ＱＳＴが所定量を超えると、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの変更方向を増加から減少へ切り換えるようにしたためである。この図に示すように、同一の燃料噴射時期ＣＡＸにおけるすす量ＱＳＴは、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを増加（進角）させるときの値ＱＳＴＸ１と、減少（遅角）させるときの値ＱＳＴＸ２とが異なる。すなわち、図５に示す変化特性は、ヒステリシスを含む。図５のＤＨＹＳ（＝ＱＳＴＸ２−ＱＳＴＸ１）がヒステリシスの度合を示すパラメータであり、以下「ヒステリシス差分ＤＨＹＳ」という。   FIG. 5 shows an example of a change characteristic of the soot amount QST acquired by quasi-steady measurement in which the fuel injection timing CAINJ is reciprocated within a range from 180 degrees to 360 degrees at a constant change speed VCA. In this figure, the maximum fuel injection timing CAINJ is smaller than 360 degrees, but this is a measurement control program. When the soot amount QST exceeds a predetermined amount, the change direction of the fuel injection timing CAINJ is switched from increase to decrease. This is because of this. As shown in this figure, the soot amount QST at the same fuel injection timing CAX differs between a value QSTX1 when the fuel injection timing CAINJ is increased (advanced) and a value QSTX2 when decreased (retarded). That is, the change characteristic shown in FIG. 5 includes hysteresis. DHYS (= QSTX2−QSTX1) in FIG. 5 is a parameter indicating the degree of hysteresis, and is hereinafter referred to as “hysteresis difference DHYS”.

図６は、計測に要する時間ＴＭＳＲとヒステリシス差分ＤＨＹＳとの関係を示す図であり、横軸の計測時間ＴＭＳＲは、変更速度ＶＣＡの逆数に比例するパラメータである。すなわち、図６には、変更速度ＶＣＡを高くするほど、ヒステリシス差分ＤＨＹＳが増加することが示されている。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the time TMSR required for measurement and the hysteresis difference DHYS, and the measurement time TMSR on the horizontal axis is a parameter proportional to the reciprocal of the change speed VCA. That is, FIG. 6 shows that the hysteresis difference DHYS increases as the change speed VCA is increased.

したがって、変更速度ＶＣＡを高くするほど計測時間ＴＭＳＲを短縮できるが、取得したデータの信頼性が低下し、取得データに基づいて構築した準定常モデルの精度が低下する可能性が高くなる。   Therefore, the measurement time TMSR can be shortened as the change speed VCA is increased, but the reliability of the acquired data is reduced, and the possibility that the accuracy of the quasi-stationary model constructed based on the acquired data is increased.

そこで、本実施形態では、すす量ＱＳＴが比較的多い角度範囲では、変更速度ＶＣＡを比較的低い第１変更速度ＶＣＡ１（例えば０．５ｄｅｇ／ｓｅｃ）または第２変更速度ＶＣＡ２（＞ＶＣＡ１，例えば１．０ｄｅｇ／ｓｅｃ）に設定し、すす量ＱＳＴが比較的少ない角度範囲では、速度ＶＣＡ１，ＶＣＡ２より高い第３変更速度ＶＣＡ３（例えば２．０ｄｅｇ／ｓｅｃ）に設定した。   Therefore, in the present embodiment, in the angle range where the soot amount QST is relatively large, the first change speed VCA1 (for example, 0.5 deg / sec) or the second change speed VCA2 (> VCA1, for example, 1), which is relatively low. .0 deg / sec), and in an angle range where the soot amount QST is relatively small, a third change speed VCA3 (for example, 2.0 deg / sec) higher than the speeds VCA1 and VCA2 is set.

このように準定常計測における燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの変更速度ＶＣＡを設定することにより、すす量ＱＳＴが比較的多い角度範囲では、取得データの信頼性をより高めるとともに、すす量ＱＳＴが比較的少ない角度範囲では計測時間を短縮することが可能となる。   Thus, by setting the change speed VCA of the fuel injection timing CAINJ in the quasi-steady measurement, in the angle range where the soot amount QST is relatively large, the reliability of the acquired data is further improved, and the angle at which the soot amount QST is relatively small In the range, the measurement time can be shortened.

図７は、本実施形態の準定常計測における燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの推移（変更特性）を示しており、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの変更範囲は、１８０ｄｅｇから３６０ｄｅｇである。この図に示す第１角度範囲ＲＣＡ１（ＣＡＲ２〜３６０ｄｅｇ），第２角度範囲ＲＣＡ２（１８０ｄｅｇ〜ＣＡＲ１），及び第３角度範囲ＲＣＡ３（ＣＡＲ１〜ＣＡＲ２）では、変更速度ＶＣＡがそれぞれ第１変更速度ＶＣＡ１，第２変更速度ＶＣＡ２，及び第３変更速度ＶＣＡ３に設定されている。図７に示す所定角度ＣＡＲ１，ＣＡＲ２は、それぞれ例えば２４０ｄｅｇ，３００ｄｅｇに設定される。第１角度範囲ＲＣＡ１は、噴射された燃料の、ピストン頂面への付着量が比較的多い範囲として特定されたものであり、第２角度範囲ＲＣＡ２は、噴射された燃料の、気筒の内壁面への付着量が比較的多い範囲として特定されたものである。   FIG. 7 shows the transition (change characteristic) of the fuel injection timing CAINJ in the quasi-stationary measurement of the present embodiment, and the change range of the fuel injection timing CAINJ is from 180 deg to 360 deg. In the first angle range RCA1 (CAR2 to 360 deg), the second angle range RCA2 (180 deg to CAR1), and the third angle range RCA3 (CAR1 to CAR2) shown in this figure, the change speed VCA is the first change speed VCA1, respectively. The second change speed VCA2 and the third change speed VCA3 are set. The predetermined angles CAR1 and CAR2 shown in FIG. 7 are set to 240 deg and 300 deg, respectively. The first angle range RCA1 is specified as a range where the amount of the injected fuel adhering to the piston top surface is relatively large, and the second angle range RCA2 is the inner wall surface of the cylinder of the injected fuel. It was specified as a range with a relatively large amount of adhesion.

図８は、図７に示すように燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを変化させる準定常計測によって得られたすす量ＱＳＴの推移の一例を示す。第１角度範囲ＲＣＡ１及び第２角度範囲ＲＣＡ２において、すす量ＱＳＴが大きくなっていることが確認できる。   FIG. 8 shows an example of the transition of the soot amount QST obtained by the quasi-steady measurement for changing the fuel injection timing CAINJ as shown in FIG. It can be confirmed that the soot amount QST is increased in the first angle range RCA1 and the second angle range RCA2.

すす発生モデル３１の構築に適用するためのデータは、各運転パラメータを例えば下記のように設定し、すべての組合わせについて発生するすす量ＱＳＴを計測する。燃料噴射時期ＣＡＩＮＪ以外の運転パラメータは、以下に示す設定値に固定し、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを上述したように変化させて計測を行う。
ＧＡＩＲＣＹＬ：０．１５，０．２，０．２５，０．３，０．３５，０．４［ｇ］
ＣＡＩＮ：０，１１，２２，３３，４４，５５［ｄｅｇ］
ＮＥ：１５００，２０００，２５００［ｒｐｍ］
ＩＧＬＯＧ：５，０，−５［ｄｅｇ］ For the data to be applied to the construction of the soot generation model 31, each operation parameter is set as follows, for example, and the soot amount QST generated for all combinations is measured. Operation parameters other than the fuel injection timing CAINJ are fixed to the set values shown below, and measurement is performed by changing the fuel injection timing CAINJ as described above.
GAIRCYL: 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4 [g]
CAIN: 0, 11, 22, 33, 44, 55 [deg]
NE: 1500, 2000, 2500 [rpm]
IGLOG: 5, 0, -5 [deg]

図９は、準定常計測によって取得されたデータに基づいて構築したすす発生モデル３１の構造を示す図であり、局所線形モデルトゥリーとして知られた構造を有する。すなわち、複数の運転パラメータを要素とする入力ベクトルｘ(k)が、複数の局所線形モデルＬＬＭi（ｉ＝１〜Ｍ）に入力され、下記式（１）で示されるように、各局所線形モデルＬＬＭiの出力ｙｈａｔiにメンバシップ関数Φiを乗算して加算する加重和演算を行ってモデル出力であるｙｈａｔ(k)が算出される。本実施形態では、モデル出力ｙｈａｔ(k)が推定すす量ＱＳＴｈａｔに相当する。またメンバシップ関数Φiは、ガウス関数を使用し、隣り合う局所線形モデル同士で、ガウス関数をオーバラップさせて、下記式（２）で示されるように、総和が「１」となるように設定される。なお、ｋは時系列で取得される計測データの組み合わせを特定するためのインデクスパラメータである。

Figure 2015165122
FIG. 9 is a diagram showing a structure of a soot generation model 31 constructed based on data acquired by quasi-stationary measurement, and has a structure known as a local linear model tree. That is, an input vector x (k) having a plurality of operation parameters as elements is input to a plurality of local linear models LLMi (i = 1 to M), and each local linear model is represented by the following equation (1). The model output yhat (k) is calculated by performing a weighted sum operation of multiplying and adding the membership function Φi to the output yhati of LLMi. In this embodiment, the model output yhat (k) corresponds to the estimated amount QSThat. The membership function Φi uses a Gaussian function, and the adjacent local linear models are overlapped with each other so that the sum is “1” as shown in the following equation (2). Is done. Note that k is an index parameter for specifying a combination of measurement data acquired in time series.
Figure 2015165122

また局所線形モデルの出力（局所出力パラメータ）ｙｈａｔi(k)は、下記式（３）で与えられる。
ｙｈａｔi(k)＝ｘT(k)θi （３）
入力ベクトルｘ(k)は、本実施形態では下記式（４）で与えられ、式（３）のモデルパラメータベクトルθiは下記式（４）で定義される。
ｘ(k)＝［ＣＡＩＮＪ(k)，ＧＡＩＲＣＹＬ(k)，
ＣＡＩＮ(k)，ＮＥ(k)，ＩＧＬＯＧ(k)］ （４）
θi＝［θi1，θi2，θi3，θi4，θi5］ （５） The output (local output parameter) yhati (k) of the local linear model is given by the following equation (3).
yhati (k) = x T (k) θi (3)
In this embodiment, the input vector x (k) is given by the following equation (4), and the model parameter vector θi of the equation (3) is defined by the following equation (4).
x (k) = [CAINJ (k), GAIRCYL (k),
CAIN (k), NE (k), IGLOG (k)] (4)
θi = [θi1, θi2, θi3, θi4, θi5] (5)

モデルパラメータベクトルθiは、最小二乗法によって同定される。また、局所線形モデルは以下のように設定される。
例えば発生するすす量ＱＳＴに対する寄与度の高い運転パラメータである燃料噴射時期ＣＡＩＮＪ及び吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬで定義される２次元平面を３分割して構築される３つの局所線形モデルのそれぞれについて平均二乗誤差を算出し、最も平均二乗誤差が大きい局所線形モデルを、さらに３分割するという操作を繰り返し、モデル全体の正規化平均二乗誤差が所定閾値（例えば０．００１）以下となるまで分割することによって、Ｍ個の局所線形モデルが設定される。Ｍの最大値は例えば「１００」に設定される。 The model parameter vector θi is identified by the least square method. The local linear model is set as follows.
For example, the mean square error for each of the three local linear models constructed by dividing the two-dimensional plane defined by the fuel injection timing CAINJ and the intake air amount GAIRCYL, which are operation parameters having a high contribution to the generated soot amount QST. And repeating the operation of further dividing the local linear model having the largest mean square error into three parts, and dividing until the normalized mean square error of the entire model becomes a predetermined threshold value (for example, 0.001) or less, M local linear models are set. The maximum value of M is set to “100”, for example.

なお、局所線形モデルトゥリーは、ニューラルネットワーク構造の一つとして公知のものであり、その構築法は例えば非特許文献（O. Nelles: Nonlinear System Identification, 341/389, Springer (2001)）に示されるものが適用可能である。   The local linear model tree is known as one of neural network structures, and its construction method is shown in, for example, non-patent literature (O. Nelles: Nonlinear System Identification, 341/389, Springer (2001)). Things are applicable.

図１０は、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪと、すす発生モデル３１の出力である推定すす量ＱＳＴｈａｔとの関係の一例を示しており（実線Ｌ２１）、実測されたすす量ＱＳＴ（白丸）を実線Ｌ２１によって高い精度で近似できることが確認できる。   FIG. 10 shows an example of the relationship between the fuel injection timing CAINJ and the estimated soot amount QSThat which is the output of the soot generation model 31 (solid line L21), and the measured soot amount QST (white circle) is higher by the solid line L21. It can be confirmed that it can be approximated with accuracy.

すす発生モデル３１から出力される推定すす量ＱＳＴｈａｔと、実測されたすす量ＱＳＴとの相関性を示す決定係数Ｒ2は、例えば「０．９４」で、９５％信頼区間は例えば「１±０．０４ｍｇ/ｍ3」という結果が得られている。一方、上述した定常計測によって取得したデータに基づく定常モデルを用いた場合の決定係数Ｒ2は、例えば「０．８６」で、９５％信頼区間は例えば「１±０．５３ｍｇ/ｍ3」という結果が得られており、本実施形態のように準定常計測によって取得したデータを用いて構築したすす発生モデル３１の方が精度良く推定すす量ＱＳＴｈａｔを算出できることが確認された。
なお、９５％信頼区間は、モデルから出力される推定値に対して、９５％の確率で実測データの平均値が含まれる区間である。 The determination coefficient R 2 indicating the correlation between the estimated soot amount QSThat output from the soot generation model 31 and the actually measured soot amount QST is, for example, “0.94”, and the 95% confidence interval is, for example, “1 ± 0. .04 mg / m 3 ”. On the other hand, the determination coefficient R 2 when using a steady model based on the data obtained by the above-described steady measurement is, for example, “0.86”, and the 95% confidence interval is, for example, “1 ± 0.53 mg / m 3 ”. As a result, it was confirmed that the soot generation model 31 constructed using data obtained by quasi-stationary measurement as in the present embodiment can calculate the estimated amount QSThat with higher accuracy.
The 95% confidence interval is an interval in which the average value of the measured data is included with a probability of 95% with respect to the estimated value output from the model.

以上のように本実施形態では、エンジン１の複数の運転パラメータＣＡＩＮＪ，ＧＡＩＲＣＹＬ，ＣＡＩＮ，ＮＥと、燃焼によって発生するすすの量ＱＳＴとの関係をモデル化したすす発生モデル３１を用いて燃焼制御が行われ、すす発生モデル３１の構築に適用するデータとして、準定常計測によって取得したデータが適用される。準定常計測においては、すす量が比較的多い所定エンジン運転状態、すなわち燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが第１角度範囲ＲＣＡ１及び第２角度範囲ＲＣＡ２に設定される状態では、パラメータ変更速度ＶＣＡが第１及び第２変更速度ＶＣＡ１，ＶＣＡ２に設定され、所定エンジン運転状態以外の運転状態、すなわち燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが第３角度範囲ＲＣＡ３に設定される状態では、パラメータ変更速度ＶＣＡが第１及び第２変更速度ＶＣＡ１，ＶＣＡ２より高い第３変更速度ＶＣＡ３に設定される。   As described above, in the present embodiment, combustion control is performed using the soot generation model 31 that models the relationship between the plurality of operation parameters CAINJ, GAIRCYL, CAIN, NE of the engine 1 and the amount of soot QST generated by combustion. As the data applied to the construction of the soot generation model 31, data acquired by quasi-stationary measurement is applied. In the quasi-steady measurement, in a predetermined engine operating state in which the amount of soot is relatively large, that is, in a state where the fuel injection timing CAINJ is set to the first angle range RCA1 and the second angle range RCA2, the parameter change speed VCA is 2 In the operating state other than the predetermined engine operating state, that is, in the state where the fuel injection timing CAINJ is set in the third angle range RCA3, the parameter changing speed VCA is set to the first and second changing speeds VCA1. , VCA2 is set to a third change speed VCA3.

すす発生モデル３１を使用することによってすす量ＱＳＴに対する寄与度の大きい運転パラメータである燃料噴射時期ＣＡＩＮＪをより適切に設定することが可能となり、データ取得に準定常計測を適用することによって、すす発生モデル３１の構築に必要なデータ取得を効率的に行って設計工数を低減することができる。すす量ＱＳＴの準定常計測では、パラメータ変更速度ＶＣＡを高くするほどデータ取得に要する時間を短縮できるが、ヒステリシス特性（図５，図６参照）が顕著となることが判明している。したがって、上記所定エンジン運転状態おけるパラメータ変更速度ＶＣＡを比較的低い第１及び第２変更速度ＶＣＡ１，ＶＣＡ２に設定することによって、すす量ＱＳＴが比較的多い所定エンジン運転状態におけるデータの信頼性を高めることができるとともに、所定エンジン運転状態以外の運転状態でパラメータ変更速度ＶＣＡを第１及び第２変更速度ＶＣＡ１，ＶＣＡ２より高い第３変更速度ＶＣＡ３に設定することにより、計測時間を短縮することが可能となる。所定エンジン運転状態における計測データの信頼性を高めることによって、その計測データを用いて構築されるすす発生モデル３１の精度を高めることができ、比較的少ない工数で高い精度のすす発生モデル３１を構築することができる。そのようにして構築されたすす発生モデル３１を使用することによって、すす発生量を抑制する燃焼制御を適切に実行することが可能となる。   By using the soot generation model 31, it becomes possible to set the fuel injection timing CAINJ, which is an operation parameter having a large contribution to the soot amount QST, more appropriately. By applying the quasi-stationary measurement to the data acquisition, the soot generation Data necessary for the construction of the model 31 can be efficiently obtained to reduce the design man-hours. In the quasi-stationary measurement of the soot amount QST, it has been found that the time required for data acquisition can be shortened as the parameter change speed VCA is increased, but the hysteresis characteristics (see FIGS. 5 and 6) become more prominent. Therefore, by setting the parameter change speed VCA in the predetermined engine operation state to the relatively low first and second change speeds VCA1 and VCA2, the reliability of data in the predetermined engine operation state in which the soot amount QST is relatively large is improved. In addition, the measurement time can be shortened by setting the parameter change speed VCA to a third change speed VCA3 higher than the first and second change speeds VCA1 and VCA2 in an operating state other than the predetermined engine operating state. It becomes. By increasing the reliability of the measurement data in a predetermined engine operating state, the accuracy of the soot generation model 31 constructed using the measurement data can be increased, and the soot generation model 31 with high accuracy can be constructed with a relatively small number of man-hours. can do. By using the soot generation model 31 constructed as described above, it is possible to appropriately execute the combustion control for suppressing the soot generation amount.

また、すす発生モデル３１は、複数の局所線形モデルＬＬＭiから出力される局所出力パラメータｙｈａｔiの加重和演算を行うニューラルネットワークとして構成される。燃料噴射時期ＣＡＩＮＪとすす量ＱＳＴとの関係は、非線形特性を示すことから、複数の局所線形モデルＬＬＭiによって線形近似可能な領域毎にモデル化を行い、各局所線形モデルＬＬＭiから出力される局所出力パラメータｙｈａｔiの加重和演算を行うことによって、全体として非線形特性を正確に近似して、精度の高いすす発生モデルを構築することができる。   The soot generation model 31 is configured as a neural network that performs a weighted sum operation of local output parameters yhati output from a plurality of local linear models LLMi. Since the relationship between the fuel injection timing CAINJ and the soot amount QST shows nonlinear characteristics, modeling is performed for each region that can be linearly approximated by a plurality of local linear models LLMi, and the local outputs output from each local linear model LLMi By performing the weighted sum operation of the parameter yhati, it is possible to accurately approximate the non-linear characteristics as a whole and to construct a soot generation model with high accuracy.

また第１角度範囲ＲＣＡ１は、噴射された燃料の、ピストン頂面への付着量が比較的多い範囲とされ、第２角度範囲ＲＣＡ２は、噴射された燃料の、気筒の内壁面への付着量が比較的多い範囲とされる。ピストン頂面あるいは気筒内壁面への燃料の付着量が多いと、すす量ＱＳＴが多くなると考えられるので、第１及び第２角度範囲ＲＣＡ１，ＲＣＡ２をこのように設定することによって、すす量ＱＳＴの比較的多い範囲で信頼性の高いデータを得ることができる。   The first angle range RCA1 is a range in which the amount of injected fuel attached to the piston top surface is relatively large, and the second angle range RCA2 is the amount of injected fuel attached to the inner wall surface of the cylinder. Is a relatively large range. If the amount of fuel adhering to the piston top surface or the cylinder inner wall surface is large, the soot amount QST is considered to increase. Therefore, by setting the first and second angle ranges RCA1 and RCA2 in this way, the soot amount QST Highly reliable data can be obtained in a relatively large range.

またすす発生モデル３１に燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを入力することによって、推定すす量ＱＳＴｈａｔが算出され、推定すす量ＱＳＴｈａｔを目標すす量ＱＳＴＴＧＴに一致させるように燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが算出され、算出された燃料噴射時期ＣＡＩＮＪがすす発生モデル３１に入力される。したがって、例えば目標すす量ＱＳＴＴＧＴを実現可能な最小のすす量に設定しておくことによって、複数の機関運転パラメータに対応した多数のマップを使用することなく、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを常に最適値にフィードバック制御することができる。   Further, by inputting the fuel injection timing CAINJ to the soot generation model 31, the estimated soot amount QSThat is calculated, and the fuel injection timing CAINJ is calculated so that the estimated soot amount QSThat matches the target soot amount QSTTTGT, and the calculated fuel is calculated. The injection timing CAINJ is input to the soot generation model 31. Therefore, for example, by setting the target soot amount QSTTTGT to the minimum possible soot amount, the fuel injection timing CAINJ is always fed back to the optimum value without using a large number of maps corresponding to a plurality of engine operating parameters. Can be controlled.

本実施形態では、燃料噴射弁６及び点火プラグ７がそれぞれ燃料噴射手段及び点火手段に相当し、ＥＣＵ５が推定すす量算出手段及び燃料噴射時期算出手段を構成する。   In the present embodiment, the fuel injection valve 6 and the spark plug 7 correspond to a fuel injection unit and an ignition unit, respectively, and constitute an amount calculation unit and a fuel injection timing calculation unit estimated by the ECU 5.

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３に示す制御系は、図１１に示すようにフィードフォワード制御を行う制御系に代えてもよい。図１１に示すすす発生モデル３１ａは、目標すす量ＱＳＴＴＧＴ、吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬ、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ、エンジン回転数ＮＥ、点火時期ＩＧＬＯＧを入力パラメータとして、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを出力パラメータとして構築される。すす発生モデル３１ａは、上述したように準定常計測を使用して取得されたデータを用いて、すす発生モデル３１と同様の手法で構築することができる。すす発生モデル３１ａから出力される燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが、燃料噴射弁６による燃料噴射制御に適用される。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, the control system shown in FIG. 3 may be replaced with a control system that performs feedforward control as shown in FIG. The soot generation model 31a shown in FIG. 11 is constructed using the target soot amount QSTTTGT, the intake air amount GAIRCYL, the intake valve operating phase CAIN, the engine speed NE, the ignition timing IGLOG as input parameters, and the fuel injection timing CAINJ as an output parameter. . As described above, the soot generation model 31a can be constructed in the same manner as the soot generation model 31 using the data acquired using the quasi-stationary measurement. The fuel injection timing CAINJ output from the soot generation model 31a is applied to the fuel injection control by the fuel injection valve 6.

この変形例では、すす発生モデル３１ａに目標すす量ＱＳＴＴＧＴを入力することによって、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪが算出され、算出された燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを用いて燃料噴射弁６が制御される。上述した準定常計測によって取得されたデータに基づいて構築したすす発生モデル３１ａは、実際のすす量ＱＳＴと燃料噴射時期ＣＡＩＮＪとの関係を高精度に近似することができるので、複数の機関運転パラメータに対応した多数のマップを使用することなく、目標すす量ＱＳＴＴＧＴを実現する燃料噴射時期ＣＡＩＮＪのフィードフォワード制御を比較的簡単な構成で行うことができる。   In this modification, the fuel injection timing CAINJ is calculated by inputting the target soot amount QSTTGT to the soot generation model 31a, and the fuel injection valve 6 is controlled using the calculated fuel injection timing CAINJ. The soot generation model 31a constructed based on the data obtained by the above-described quasi-stationary measurement can approximate the relationship between the actual soot amount QST and the fuel injection timing CAINJ with high accuracy. The feedforward control of the fuel injection timing CAINJ that achieves the target soot amount QSTTTGT can be performed with a relatively simple configuration without using a large number of maps corresponding to.

また上述した実施形態では、準定常計測における燃料噴射時期ＣＡＩＮＪの変更範囲を１８０ｄｅｇから３６０ｄｅｇとしたが、圧縮行程中においても燃料噴射を行う場合には、例えば変更範囲を１２０ｄｅｇから３６０ｄｅｇとし、１２０ｄｅｇから所定角度ＣＡＲ１の範囲では、変更速度ＶＣＡを第２変更速度ＶＣＡ２に設定する。   In the embodiment described above, the change range of the fuel injection timing CAINJ in the quasi-steady measurement is set to 180 deg to 360 deg. However, when fuel injection is performed even during the compression stroke, for example, the change range is set to 120 deg to 360 deg. In the range of the predetermined angle CAR1, the change speed VCA is set to the second change speed VCA2.

また上述した実施形態では、すす発生モデル３１，３１ａとして、局所線形モデルトゥリーとして知られる構造を有するニューラルネットワークを適用したが、これに限るものではなく、例えば特許文献１に示されるような自己組織化マップやパーセプトロンとして知られる構造を有するニューラルネットワークも適用可能である。   In the embodiment described above, a neural network having a structure known as a local linear model tree is applied as the soot generation models 31 and 31a. However, the present invention is not limited to this, and for example, self-organization as disclosed in Patent Document 1 is used. A neural network having a structure known as a generalized map or a perceptron is also applicable.

またすす発生モデル３１，３１ａの入力パラメータとしては、上述したものの他にＬＡＦセンサ１７により検出される空燃比ＡＦ、あるいは燃料噴射弁６に供給される燃料の圧力ＰＦを適用するようにしてもよい。   As the input parameters of the soot generation models 31 and 31a, the air-fuel ratio AF detected by the LAF sensor 17 or the pressure PF of the fuel supplied to the fuel injection valve 6 may be applied in addition to the above-described parameters. .

また上述した実施形態では、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンに本発明を適用したが、本発明は、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンにも適用可能である。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燃焼制御にも適用が可能である。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to an engine including a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber. However, the present invention is also applied to an engine including a fuel injection valve that injects fuel into an intake passage. Is possible. The present invention can also be applied to combustion control of a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a vertical crankshaft.

１ 内燃機関
５ 電子制御ユニット（推定すす量算出手段、燃料噴射時期算出手段）
６ 燃料噴射弁（燃料噴射手段）
７ 点火プラグ（点火手段）
ＣＡＩＮＪ 燃料噴射時期
ＣＡＩＮ 吸気弁作動位相
ＧＡＩＲＣＹＬ 吸入空気量
ＮＥ エンジン回転数
ＲＣＡ１〜ＲＣＡ３ 第１〜第３角度範囲
ＶＣＡ パラメータ変更速度
ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３ 第１〜第３変更速度 1 Internal combustion engine 5 Electronic control unit (estimated soot amount calculating means, fuel injection timing calculating means)
6 Fuel injection valve (fuel injection means)
7 Spark plug (ignition means)
CAINJ Fuel injection timing CAIN Intake valve operating phase GAIRCYL Intake air amount NE Engine speed RCA1 to RCA3 First to third angle ranges VCA parameter changing speed VCA1 to VCA3 First to third changing speed

Claims (6)

燃料噴射手段と、該燃料噴射手段により噴射された燃料を含む混合気を火花点火する点火手段とを備える内燃機関の制御装置であって、前記混合気の燃焼によって発生するすすの量を抑制するための燃焼制御を行う制御装置において、
前記機関の複数の運転パラメータと、前記すす量との関係をモデル化したすす発生モデルを用いて前記燃焼制御を行い、
前記すす発生モデルの構築に適用するデータとして、準定常計測によって取得したデータを使用し、
前記すす量が比較的多い所定機関運転状態では、前記準定常計測におけるパラメータ変更速度を第１所定速度に設定し、前記所定機関運転状態以外の運転状態では、前記パラメータ変更速度を前記第１所定速度より高い第２所定速度に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine comprising fuel injection means and ignition means for spark-igniting an air-fuel mixture containing fuel injected by the fuel injection means, and suppressing the amount of soot generated by combustion of the air-fuel mixture In a control device that performs combustion control for
The combustion control is performed using a soot generation model that models a relationship between a plurality of operating parameters of the engine and the soot amount,
As data applied to the construction of the soot generation model, using data obtained by quasi-stationary measurement,
In the predetermined engine operating state where the soot amount is relatively large, the parameter changing speed in the quasi-steady measurement is set to a first predetermined speed, and in the operating state other than the predetermined engine operating state, the parameter changing speed is set to the first predetermined speed. A control device for an internal combustion engine, characterized in that the second predetermined speed higher than the speed is set. 前記すす発生モデルは、複数の局所線形モデルから出力される局所出力パラメータの加重和演算を行うニューラルネットワークとして構成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。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the soot generation model is configured as a neural network that performs a weighted sum operation of local output parameters output from a plurality of local linear models. 前記所定機関運転状態は、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期によって定義され、前記燃料噴射時期が、燃料を供給すべき気筒の吸気行程開始時期の近傍の第１範囲に設定された状態、及び前記気筒の圧縮行程開始時期の近傍の第２範囲に設定された状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。   The predetermined engine operating state is defined by a fuel injection timing by the fuel injection means, and the fuel injection timing is set in a first range in the vicinity of an intake stroke start timing of a cylinder to which fuel is to be supplied, and The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control device is set in a second range in the vicinity of a compression stroke start timing of the cylinder. 前記第１範囲は、前記燃料噴射手段によって噴射された燃料の、前記気筒のピストン頂面への付着量が比較的多い範囲であり、前記第２範囲は、前記燃料噴射手段によって噴射された燃料の、前記気筒の内壁面への付着量が比較的多い範囲であ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 first range is a range in which the amount of fuel injected by the fuel injection means is relatively large on the piston top surface of the cylinder, and the second range is the fuel injected by the fuel injection means. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the amount of adhesion to the inner wall surface of the cylinder is in a relatively large range. 前記すす発生モデルの入力パラメータは、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を含み、前記すす発生モデルの出力パラメータは、前記すすの発生量の推定値である推定すす量であり、
前記すす発生モデルを用いて前記推定すす量を算出する推定すす量算出手段と、
前記推定すす量を目標すす量と一致させるように、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段とを備え、
前記推定すす量算出手段は、前記燃料噴射時期算出手段により算出された燃料噴射時期を前記すす発生モデルに入力することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 The input parameter of the soot generation model includes a fuel injection timing by the fuel injection means, and the output parameter of the soot generation model is an estimated soot amount that is an estimated value of the soot generation amount,
Estimated soot amount calculating means for calculating the estimated soot amount using the soot generation model;
Fuel injection timing calculation means for calculating the fuel injection timing by the fuel injection means so that the estimated soot amount matches the target soot amount;
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the estimated soot amount calculating means inputs the fuel injection timing calculated by the fuel injection timing calculating means to the soot generation model. 前記すす発生モデルの入力パラメータは目標すす量を含み、前記すす発生モデルの出力パラメータは、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期であり、前記すす発生モデルの出力パラメータを用いて前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。   The input parameter of the soot generation model includes a target soot amount, the output parameter of the soot generation model is a fuel injection timing by the fuel injection unit, and the fuel injection unit is controlled using the output parameter of the soot generation model The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device is an internal combustion engine.
JP2014040347A 2014-03-03 2014-03-03 Control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP6076280B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014040347A JP6076280B2 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014040347A JP6076280B2 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015165122A true JP2015165122A (en) 2015-09-17
JP6076280B2 JP6076280B2 (en) 2017-02-08

Family

ID=54187676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014040347A Expired - Fee Related JP6076280B2 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6076280B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017102692A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 富士通株式会社 Information processing device, model generation program and model generation method
JP2021032118A (en) * 2019-08-22 2021-03-01 トヨタ自動車株式会社 Vehicular learning system, vehicular control device, and vehicular learning device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299553A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Toyota Motor Corp Automatic adaptation apparatus
JP2007009895A (en) * 2005-06-03 2007-01-18 Toyota Motor Corp Method for measuring characteristic parameter in internal combustion engine
JP2008291830A (en) * 2007-04-27 2008-12-04 Toyota Motor Corp Vehicle control apparatus
JP2009275691A (en) * 2008-04-16 2009-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion control method and control device for internal combustion engine
JP2011132915A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd Device for estimating physical quantity
JP2012087693A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion control device and combustion control method for internal combustion engine
JP2013217379A (en) * 2013-06-26 2013-10-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Controller of in-barrel injection type internal combustion engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299553A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Toyota Motor Corp Automatic adaptation apparatus
JP2007009895A (en) * 2005-06-03 2007-01-18 Toyota Motor Corp Method for measuring characteristic parameter in internal combustion engine
JP2008291830A (en) * 2007-04-27 2008-12-04 Toyota Motor Corp Vehicle control apparatus
JP2009275691A (en) * 2008-04-16 2009-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion control method and control device for internal combustion engine
JP2011132915A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd Device for estimating physical quantity
JP2012087693A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion control device and combustion control method for internal combustion engine
JP2013217379A (en) * 2013-06-26 2013-10-24 Hitachi Automotive Systems Ltd Controller of in-barrel injection type internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017102692A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 富士通株式会社 Information processing device, model generation program and model generation method
JP2021032118A (en) * 2019-08-22 2021-03-01 トヨタ自動車株式会社 Vehicular learning system, vehicular control device, and vehicular learning device
US11643096B2 (en) 2019-08-22 2023-05-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle learning system, vehicle control device, and vehicle learning device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6076280B2 (en) 2017-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5905066B1 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP6174264B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP2010112382A (en) Engine control system and method
JP6298689B2 (en) In-cylinder pressure detection device for internal combustion engine
US20170009688A1 (en) Internal combustion engine control apparatus
JP5118247B2 (en) Cylinder intake air amount calculation device for internal combustion engine
JP4788640B2 (en) In-cylinder pressure estimation method and cylinder pressure estimation apparatus for internal combustion engine
JP4862083B2 (en) Cylinder intake air amount calculation device for internal combustion engine
JP6076280B2 (en) Control device for internal combustion engine
CN105673234B (en) Method and device for providing state variables of a filtered air system in a control unit of an internal combustion engine
JP2007040208A (en) Controller for internal combustion engine
KR101338466B1 (en) Method and system for correcting pilot fuel injection of diesel engine
JP2011144682A (en) Through-throttle-valve air flow amount estimating device and atmospheric pressure estimating device
JP2005171927A (en) Method of detecting engine acceleration and deceleration, and fuel injection control method
JP2005147025A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP4803099B2 (en) Torque estimation device for variable compression ratio engine
JP5313847B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP4804413B2 (en) Fuel control device for internal combustion engine
JP4000972B2 (en) In-cylinder gas state acquisition device for internal combustion engine
JP2010071107A (en) Control device for internal combustion engine
JP2018021453A (en) Fuel injection control device of internal combustion engine
JP2010007607A (en) Control device of multi-cylinder internal combustion engine
JP5844170B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5337645B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP5792236B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170110

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6076280

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees