JP2016075234A - Control device and control method for ignition timing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、混合気の点火時期を制御する点火時期の制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to an ignition timing control device and a control method for controlling an ignition timing of an air-fuel mixture.
従来から、ガソリンや天然ガスを燃料とするエンジンでは、エンジンの運転状態に応じて点火時期が制御される。点火時期の制御装置は、エンジンの運転状態に応じたベース点火時期が規定された点火マップを有し、エンジンの運転状態と点火マップとに基づき演算される目標点火時期に点火時期を制御する。また、点火時期の制御に関し、特許文献1には、目標点火時期を周期的(例えば1秒ごと)に進角させ、ノックセンサーによってノッキングが検出されると目標点火時期を遅角する技術が開示されている。
Conventionally, in an engine using gasoline or natural gas as fuel, the ignition timing is controlled according to the operating state of the engine. The ignition timing control device has an ignition map in which a base ignition timing corresponding to the operating state of the engine is defined, and controls the ignition timing to a target ignition timing calculated based on the operating state of the engine and the ignition map. Regarding the control of the ignition timing,
ところで、ノッキングが発生しやすいノック点火時期に対する目標点火時期の適切なマージンは、エンジンの運転状態に応じて異なる場合が少なくない。この点、特許文献1では、ノッキングの検出にともなう遅角量が一定値である。そのため、遅角量の不足によってノック点火時期に対するマージンが不十分な状態が長くなり、ノッキングが発生しやすくなる虞があった。
Incidentally, the appropriate margin of the target ignition timing with respect to the knock ignition timing at which knocking is likely to occur is often different depending on the operating state of the engine. In this regard, in
本発明は、ノッキングの発生を抑えることが可能な点火時期の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ignition timing control device and control method capable of suppressing the occurrence of knocking.
上記課題を解決する点火時期の制御装置は、エンジンのノッキングを検出するノッキング検出部と、前記エンジンの運転状態に応じた点火時期であるベース点火時期が規定されている点火マップと、前記ノッキングの検出された点火時期からのマージンが前記ノッキングの検出された運転状態に応じた値として規定されているマージンマップとを記憶する記憶部と、前記ベース点火時期と、前記ベース点火時期に対する補正量とに基づく点火時期である目標点火時期に点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御部と、を備え、前記点火時期制御部は、今回の前記補正量に基づく前記目標点火時期から点火時期を所定値ずつ進角することによって前記ノッキング検出部にノッキングを検出させ、前記ノッキング検出部がノッキングを検出したときの点火時期と、今回の目標点火時期との差である進角量を取得し、さらに、前記ノッキング検出部がノッキングを検出したときの運転状態を前記マージンマップに適用して得られる前記マージンを今回のマージンとして取得し、今回のマージンが前記進角量よりも大きいときに、今回のマージンと前記進角量との差だけ点火時期が遅角する方向に次回の前記補正量を更新する。 An ignition timing control device that solves the above problems includes a knocking detection unit that detects engine knocking, an ignition map that defines a base ignition timing that is an ignition timing in accordance with an operating state of the engine, A storage unit for storing a margin map in which a margin from the detected ignition timing is defined as a value corresponding to the operation state in which knocking is detected; the base ignition timing; and a correction amount for the base ignition timing; An ignition timing control unit that controls the ignition timing of the spark plug to a target ignition timing that is an ignition timing based on the ignition timing, and the ignition timing control unit determines the ignition timing from the target ignition timing based on the current correction amount. The knock detection unit detects knocking by advancing each value, and the knock detection unit detects knocking. The margin obtained by obtaining an advance amount that is the difference between the current ignition timing and the current target ignition timing, and applying the operating state when the knocking detection unit detects knocking to the margin map Is obtained as the current margin, and when the current margin is larger than the advance amount, the next correction amount is updated in the direction in which the ignition timing is retarded by the difference between the current margin and the advance amount. .
上記課題を解決する点火時期の制御方法は、エンジンの運転状態に応じた点火時期であるベース点火時期と前記ベース点火時期に対する補正量とに基づく点火時期である目標点火時期に点火プラグの点火時期を制御する点火時期の制御方法であって、前記点火時期を制御する制御装置は、ノッキングの検出された点火時期からのマージンが前記ノッキングの検出された運転状態に応じた値として規定されているマージンマップを記憶する記憶部を備え、今回の前記補正量に基づく前記目標点火時期を所定値ずつ進角して前記ノッキングを検出させ、前記ノッキングが検出されたときの点火時期と、今回の目標点火時期との差である進角量を取得し、さらに、前記ノッキングが検出されたときの運転状態を前記マージンマップに適用して得られる前記マージンを今回のマージンとして取得し、今回のマージンが前記進角量よりも大きいときに、今回のマージンと前記進角量との差だけ点火時期が遅角する方向に次回の前記補正量を更新する。 An ignition timing control method that solves the above-described problem is a spark plug ignition timing that is set to a target ignition timing that is an ignition timing based on a base ignition timing that is an ignition timing according to an operating state of the engine and a correction amount for the base ignition timing. In the control method of the ignition timing for controlling the ignition timing, the control device for controlling the ignition timing defines a margin from the ignition timing at which knocking is detected as a value according to the operating state at which knocking is detected. A storage unit for storing a margin map; the target ignition timing based on the current correction amount is advanced by a predetermined value to detect the knocking; the ignition timing when the knocking is detected; and the current target Obtain the advance amount that is the difference from the ignition timing, and apply the operating state when the knocking is detected to the margin map. The margin is acquired as the current margin, and when the current margin is larger than the advance amount, the next correction amount is set in a direction in which the ignition timing is retarded by the difference between the current margin and the advance amount. Update.
上記構成によれば、ノッキングが検出された時のエンジンの運転状態に応じてマージンが選択されることから、マージンが不足することが抑えられる。その結果、ノッキングの発生が抑えられる。 According to the above configuration, since the margin is selected according to the operating state of the engine when knocking is detected, it is possible to suppress the margin from being insufficient. As a result, occurrence of knocking can be suppressed.
上記点火時期の制御装置は、前記エンジンが有する複数の前記点火プラグについて前記補正量を各別に記憶する補正量記憶部と、前記複数の点火プラグのなかから前記補正量を更新する前記点火プラグである更新対象を検出する更新対象検出部と、をさらに備え、前記更新対象検出部は、前記エンジンの運転状態が定常状態にあるときに前記更新対象を検出することが好ましい。 The ignition timing control device includes: a correction amount storage unit that stores the correction amount for each of the plurality of spark plugs of the engine; and the spark plug that updates the correction amount from among the plurality of spark plugs. It is preferable that the update target detection unit further detects an update target, and the update target detection unit detects the update target when the operating state of the engine is in a steady state.
上記構成のように、エンジンの運転状態が定常状態であるとき、各点火プラグは、おおよそ同じ条件の下で駆動される。そのため、定常状態に更新対象を検出することによって、補正量を更新すべき点火プラグが高い精度の下で検出される。 As in the above configuration, when the engine is in a steady state, each spark plug is driven under approximately the same conditions. Therefore, by detecting an update target in a steady state, a spark plug whose correction amount is to be updated is detected with high accuracy.
上記点火時期の制御装置は、前記エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサーの検出値に基づき、前記エンジンが有する複数の気筒の各々の空燃比を演算する空燃比演算部をさらに備え、前記更新対象検出部は、前記空燃比に基づいて前記更新対象を検出することが好ましい。 The ignition timing control device further includes an air-fuel ratio calculation unit that calculates the air-fuel ratio of each of a plurality of cylinders of the engine based on a detection value of an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage of the engine, The update target detection unit preferably detects the update target based on the air-fuel ratio.
互いに異なる点火プラグにおける点火時期の違いは空燃比に反映される。そのため、上記構成のように、空燃比に基づいて更新対象を検出することが可能である。
上記点火時期の制御装置は、気筒ごとの出力を演算する出力演算部をさらに備え、前記点火時期制御部は、前記エンジンの運転状態が定常状態であることを条件として、前記更新対象の点火時期を更新後の補正量に基づく前記目標点火時期から所定量ずつ遅角することによって前記更新対象の出力を点火ごとに取得し、今回の点火による出力が前回の点火による出力よりも減少したときに、前記更新対象における今回の前記目標点火時期と前記前回の点火における点火時期との差だけ点火時期が遅角する方向に前記補正量をさらに更新することが好ましい。
Differences in ignition timing between different spark plugs are reflected in the air-fuel ratio. Therefore, it is possible to detect the update target based on the air-fuel ratio as in the above configuration.
The ignition timing control device further includes an output calculation unit that calculates an output for each cylinder, and the ignition timing control unit is configured to change the ignition timing to be updated on condition that the operating state of the engine is in a steady state. When the output of the update target is acquired for each ignition by delaying the target ignition timing by a predetermined amount from the target correction timing based on the updated correction amount, and the output by the current ignition is less than the output by the previous ignition It is preferable that the correction amount is further updated in a direction in which the ignition timing is retarded by a difference between the current target ignition timing in the update target and the ignition timing in the previous ignition.
上記構成によれば、ノック点火時期に対するマージンを確保しつつ、更新対象に対応する気筒の出力が最も大きくなるような点火時期に目標点火時期を制御可能である。 According to the above configuration, the target ignition timing can be controlled to an ignition timing at which the output of the cylinder corresponding to the update target is maximized while ensuring a margin for the knock ignition timing.
図1〜図4を参照して、点火時期の制御装置および制御方法の一実施形態について説明する。図1を参照して、点火時期の制御装置が搭載されるエンジンシステムの全体構成について説明する。 An embodiment of an ignition timing control device and control method will be described with reference to FIGS. With reference to FIG. 1, an overall configuration of an engine system in which an ignition timing control device is mounted will be described.
図1に示されるように、エンジンシステムのエンジン10は、シリンダーブロック11に6つの気筒12を有する。エンジン10は、MPI(Multi Point Injection)方式のエンジンであり、気筒12内の混合気を点火する点火プラグ13を気筒12毎に有する。点火プラグ13は、例えば、電気的に火花を発生させるスパークプラグである。シリンダーブロック11には、各気筒12に吸入空気を供給するためのインテークマニホールド14と、各気筒12からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド15とが接続されている。
As shown in FIG. 1, the
インテークマニホールド14に接続される吸気通路16には、上流側から順に、図示されないエアクリーナー、ターボチャージャー17を構成するコンプレッサー18、インタークーラー19、スロットルバルブ20、サージタンク21が設けられている。エキゾーストマニホールド15に接続される排気通路25には、コンプレッサー18に連結軸を介して連結され、ターボチャージャー17を構成するタービン26が設けられている。
In the
エンジンシステムは、吸入空気量センサー30、吸気圧力センサー31、吸気温度センサー32、クランク角センサー34、カム角センサー35、空燃比センサー36、冷却水温センサー37、アクセル開度センサー38、ノックセンサー39、燃焼圧センサー40を備える。
The engine system includes an intake
吸入空気量センサー30は、吸気通路16におけるコンプレッサー18の上流にて、吸気通路16を流れる吸入空気の体積流量である吸入空気量Qaを検出する。吸気圧力センサー31は、サージタンク21における吸気の圧力である吸気圧力Pbを検出する。吸気温度センサー32は、サージタンク21における吸気の温度である吸気温度Tiを検出する。クランク角センサー34は、クランクシャフト10aの回転角度であるクランク角CAを検出する。カム角センサー35は、図示されないカムシャフトの回転角度に基づき、所定の気筒12が圧縮上死点に到達したタイミングで気筒判別信号Gを出力する。空燃比センサー36は、タービン26から流出した排気ガスに含まれる酸素濃度に基づき、混合気における燃料の重量に対する空気の重量の比である空燃比AFを検出する。冷却水温センサー37は、エンジン10を冷却する冷却水の温度である冷却水温Twを検出する。アクセル開度センサー38は、アクセルペダル41の踏み込み量であるアクセル開度ACCを検出する。ノックセンサー39は、共振型あるいは非共振型のノックセンサーであり、エンジン10にノッキングが発生しているか否かを検出するためのノック情報を検出する。燃焼圧センサー40は、気筒12ごとに各別に設けられ、対応する気筒12の燃焼圧Pcを検出する。上記各センサー30〜40が出力した信号は、各点火プラグ13の点火時期を制御する制御装置50に入力される。
The intake
制御装置50は、CPU、各種制御プログラムや各種データが格納されたROM、各種演算における演算結果や各種データが一時的に格納されるRAMを有するマイクロコンピューターを中心に構成される。制御装置50は、各センサーからの信号に基づいて各種情報を取得する取得部51と、各種処理を実行する処理部52と、ROMやRAMで構成されて各種制御プログラムや各種データを格納する記憶部53と、を備える。処理部52は、記憶部53に格納された各種制御プログラムと各センサー30〜40から入力される情報とに基づいて各種処理を実行する。処理部52は、ノッキング検出部、点火時期制御部、更新対象検出部、空燃比演算部、出力演算部として機能する。
The
取得部51は、各種センサーからの信号に基づいて、吸入空気量Qa、吸気圧力Pb、吸気温度Ti、クランク角CA、気筒判別信号G、空燃比AF、アクセル開度ACC、ノック情報、および、燃焼圧Pcを取得する。取得部51は、クランク角CAに基づいてクランクシャフト10aの回転数であるエンジン回転数Neを取得する。 Based on the signals from the various sensors, the acquisition unit 51 receives the intake air amount Qa, the intake pressure Pb, the intake air temperature Ti, the crank angle CA, the cylinder discrimination signal G, the air-fuel ratio AF, the accelerator opening ACC, the knock information, The combustion pressure Pc is acquired. The acquisition unit 51 acquires the engine speed Ne, which is the rotation speed of the crankshaft 10a, based on the crank angle CA.
記憶部53は、各種データとして、点火マップ55を格納している。点火マップ55は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Lとに応じた点火時期であって、全ての気筒12に共通するベース点火時期Abseが規定されたデータである。ベース点火時期Abseは、設計上、各気筒12において、ノッキングに対して所定のマージンAmarが確保される点火時期であるとともにトルク値Trqが最も大きくなる点火時期である。エンジン負荷Lは、例えば、エンジン回転数Ne、アクセル開度ACC、吸入空気量Qa、吸気圧力Pb、吸気温度Ti等に基づき演算される。なお、点火時期は、BTDC(Before Top Dead Center)で示されるものとする。
The
補正量記憶部としての記憶部53は、各種データとして、補正量データ56を格納している。補正量データ56は、ベース点火時期Abseに対する補正量Acomが気筒12ごとに各別に規定されているデータである。
The
記憶部53は、各種データとして、ノッキングが高い確率の下で発生するノック点火時期Aknkに対する点火時期のマージンであるマージンAmarが規定されたマージンマップ57を格納している。マージンマップ57については後述する。
The
処理部52は、気筒判別信号Gとクランク角CAとに基づき、混合気を燃焼させる気筒12に対応する点火プラグ13である駆動対象を設定する。また処理部52は、駆動対象の目標点火時期Atarを設定し、その設定した目標点火時期Atarで駆動対象を駆動する。処理部52は、下記式(1)のように、エンジン回転数Ne、エンジン負荷L、および、点火マップ55に基づくベース点火時期Abseを、駆動対象に対応する補正量Acomの分だけ補正することにより目標点火時期Atarを設定する。
Atar=Abse+Acom … (1)
Based on the cylinder discrimination signal G and the crank angle CA, the
Atar = Abse + Acom (1)
なお、点火時期がBTDCで示されることから、補正量Acomは、ベース点火時期Abseに対する進角量が正の値で示され、ベース点火時期Abseに対する遅角量が負の値で示される。また、補正量Acomは、エンジン10の運転状態に関わらず一定の値でもよいし、エンジン10の運転状態に基づき選択される値でもよい。
Since the ignition timing is indicated by BTDC, in the correction amount Acom, the advance amount with respect to the base ignition timing Abse is indicated with a positive value, and the retardation amount with respect to the base ignition timing Abse is indicated with a negative value. The correction amount Acom may be a constant value regardless of the operating state of the
処理部52は、駆動対象に対応する気筒12のトルク値Trqを気筒12の出力として演算する。処理部52は、例えば、クランク角CAと燃焼圧Pcとに基づき、所定のクランク角CAにおける燃焼圧Pcを所定の関係式に代入することによりトルク値Trqを演算する。
The
処理部52は、気筒判別信号G、クランク角CA、および、ノック情報に基づき、駆動対象の点火プラグ13に対応する気筒12においてノッキングが発生しているか否かを検出する。ノックセンサー39が共振型である場合、ノック情報は、エンジン10にノッキングが生じているか否かを示す。ノックセンサー39が非共振型である場合、ノック情報は、エンジン10の振動の周波数と振幅とを示す。
Based on the cylinder discrimination signal G, the crank angle CA, and the knock information, the
処理部52は、各気筒12の空燃比AFを演算する。処理部52は、気筒判別信号Gとクランク角CAとに基づき、気筒12から排出された排気ガスが空燃比センサー36に到達するタイミングを気筒12ごとに演算する。処理部52は、そのタイミングにおける空燃比センサー36からの信号に基づき各気筒12の空燃比AFを演算する。
The
処理部52は、上述した補正量データ56の補正量Acomを更新する更新処理を実行する。更新処理において、処理部52は、目標点火時期Atarを更新すべき点火プラグ13、すなわち補正量Acomを更新すべき点火プラグ13である更新対象を検出し、その検出した更新対象の補正量Acomを更新する。
The
処理部52は、エンジン10の暖機が完了し、且つ、エンジン10の運転状態が定常状態である場合に更新対象の検出を行う。処理部52は、冷却水温Twがエンジン10の暖機が完了したと判断される温度である暖機完了温度Tw1以上であることを条件に暖機が完了したことを判断する。定常状態とは、エンジン負荷Lの変動が小さい状態であり、例えば、エンジン回転数Ne、アクセル開度ACC、吸入空気量Qa、吸気圧力Pb、および、吸気温度Tiが略一定の状態である。処理部52は、複数の気筒12のうちで最もノッキングが生じやすい気筒12に対応する点火プラグ13を更新対象として検出する。例えば、処理部52は、定常状態においては空燃比AFが理論空燃比AFstに近いほどノッキングが生じやすいことに基づき、各気筒12の空燃比AFのうちで理論空燃比AFstに最も近い空燃比AFが得られた気筒12に対応する点火プラグ13を更新対象として検出する。
The
更新対象を検出した処理部52は、更新対象ではない点火プラグ13が駆動対象に設定される場合、目標点火時期Atarで駆動対象を駆動する。一方、処理部52は、更新対象である点火プラグ13が駆動対象に設定される場合、補正量Acomを更新するために仮目標点火時期Atstで駆動対象を駆動する。
The
処理部52は、更新対象に対して、ノッキングに関わる補正量Acomの更新を行う。処理部52は、更新対象に対応する気筒12でノッキングが検出されるまで、更新対象が駆動対象に設定されるたびに、目標点火時期Atarに対して設定進角量Aad、例えば0.5°CAずつ進角させた仮目標点火時期Atstiで更新対象を駆動する。つまり、仮目標点火時期Atstiは、下記の式(2)で示される。
Atsti=Atar+Aad×i … (2)
The
Atsti = Atar + Aad × i (2)
上記式(2)の「i」は、i=1を初期値として、更新対象が駆動対象に設定されるたびにカウントアップされる数値である。なお、設定進角量Aadは、駆動対象の点火時期が進角されたことを運転者が体感できない程度であることが好ましい。 “I” in the above formula (2) is a numerical value that is incremented every time the update target is set as the drive target, with i = 1 being the initial value. The set advance amount Aad is preferably such that the driver cannot feel that the ignition timing of the drive target has been advanced.
処理部52は、更新対象の点火プラグ13に対応する気筒12でのノッキングを検出すると、ノッキングが検出されるまでの進角量SAad(=Aad×i)を演算する。換言すれば、進角量SAadは、ノッキングが検出されたときの仮目標点火時期Atstiと、仮目標点火時期Atstiを演算する際の目標点火時期Atarとの差である。そして処理部52は、進角量SAadと、記憶部53が記憶しているマージンマップ57に規定されたマージンAmarと、に基づき、第1更新量Arev1を演算する。
When detecting the knocking in the
図2に示されるように、マージンマップ57は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Lとに応じてマージンAmarが規定されたデータである。マージンAmarは、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷Lの運転状態においてノッキングの発生を高い確率の下で抑えるうえでノック点火時期Aknkに対して必要な遅角量の大きさである。 As shown in FIG. 2, the margin map 57 is data in which a margin Amar is defined according to the engine speed Ne and the engine load L. The margin Amar is the amount of retardation required for the knock ignition timing Aknk in order to suppress the occurrence of knocking with a high probability in the operating state of the engine speed Ne and the engine load L.
処理部52は、進角量SAadからマージンAmarを減算することにより第1更新量Arev1を演算する。処理部52は、第1更新量Arev1が負の値である場合には第1更新量Arev1の分だけ補正量Acomを遅角させ、第1更新量Arev1が正の値である場合には第1更新量Arev1の分だけ補正量Acomを進角させる。そして処理部52は、新たな補正量Acomを記憶部53の所定領域に格納することにより更新対象の補正量Acomを更新する。
The
また、処理部52は、エンジン10の出力に関わる補正量Acomの更新を行う。この補正量Acomの更新は、エンジン10の運転状態が定常状態であることを条件に行われる。そのため、エンジン10の運転状態が定常状態から他の運転状態に移行した場合、処理部52は、出力に関わる補正量Acomの更新を行うことなく更新処理を終了する。
In addition, the
処理部52は、ノッキングに関わる更新がなされた補正量Acomで目標点火時期Atarを演算する。処理部52は、その目標点火時期Atarを初期点火時期として、更新対象が駆動対象に設定されるたびに、設定遅角量Art、例えば0.5°CAずつ遅角させた仮目標点火時期Atstjを点火時期に設定する。つまり、出力に関わる補正量Acomの更新において、仮目標点火時期Atstjは、下記の式(3)で示される。
Atstj=Atar−Art×(j−1) … (3)
The
Atstj = Atar−Art × (j−1) (3)
式(3)の「j」は、j=1を初期値として、更新対象が駆動対象に設定されるたびにカウントアップされる数値である。なお、設定遅角量Artは、駆動対象の点火時期が遅角されたことを運転者が体感できない程度であることが好ましい。 “J” in Expression (3) is a numerical value that is incremented every time an update target is set as a drive target, with j = 1 as an initial value. The set retard amount Art is preferably such that the driver cannot feel that the ignition timing of the drive target has been retarded.
処理部52は、更新対象に対応する気筒12におけるトルク値Trqが前回の駆動時よりも小さい場合に、今回の目標点火時期Atarと前回の仮目標点火時期Atstjとの差であって、前回の駆動時までの遅角量SArt(=Art×(j−2):j≧2)を第2更新量Arev2として演算する。例えば、処理部52は、初期点火時期の次の仮目標点火時期Atstj(j=2)においてトルク値Trqが小さくなると、遅角量SArt=0を第2更新量Arev2として演算する。つまり、第2更新量Arev2は、初期点火時期に対する遅角量であって、マージンAmarが確保された点火時期の範囲においてトルク値Trq、すなわちエンジン10の出力が最も高くなる点火時期までの遅角量である。処理部52は、第2更新量Arev2の分だけ補正量Acomを遅角させた新たな補正量Acomを記憶部53の所定領域に格納することにより補正量Acomを更新する。
When the torque value Trq in the
図3を参照して、処理部52が実行する更新処理の一例について説明する。この処理は、エンジン10の始動後に繰り返し実行されるとともに終了時に各値がリセットされる。
図3に示すように、処理部52は、エンジン10の運転状態が暖機完了後の定常状態か否かを判断する(ステップS11)。エンジン10の運転状態が暖機完了後の定常状態ではない場合(ステップS11:NO)、処理部52は、一連の処理を一旦終了する。
With reference to FIG. 3, an example of the update process executed by the
As shown in FIG. 3, the
一方、エンジン10の運転状態が暖機完了後の定常状態である場合(ステップS11:YES)、処理部52は、各気筒12の空燃比AFを演算し(ステップS12)、その演算した空燃比AFに基づき更新対象を検出する(ステップS13)。
On the other hand, when the operating state of the
次に、処理部52は、上記更新対象が駆動対象に設定されると更新対象を仮目標点火時期Atstiで駆動する(ステップS14)。そして処理部52は、更新対象に対応する気筒12においてノッキングが生じたか否かを判断する(ステップS15)。
Next, when the update target is set as a drive target, the
ノッキングが生じていない場合(ステップS15:NO)、処理部52は、再びステップS14の処理に移行する。一方、ノッキングが生じている場合(ステップS15:YES)、処理部52は、進角量SAadとマージンAmarとに基づき第1更新量Arev1を演算する(ステップS16)。そして、処理部52は、第1更新量Arev1に基づき補正量Acomを更新する(ステップS17)。
When knocking has not occurred (step S15: NO), the
次に、処理部52は、エンジン10の運転状態が定常状態であるか否かを判断する(ステップS18)。エンジン10の運転状態が定常状態でない場合(ステップS18:NO)、処理部52は、更新処理を一旦終了する。一方、エンジン10の運転状態が定常状態である場合(ステップS18:YES)、処理部52は、更新対象を仮目標点火時期Atstjで駆動し(ステップS19)、更新対象に対応する気筒12のトルク値Trqを演算する(ステップS20)。そして、処理部52は、ステップS20にて取得したトルク値Trqが前回のトルク値Trqよりも小さいか否かを判断する(ステップS21)。
Next, the
トルク値Trqが前回のトルク値Trq以上である場合(ステップS21:NO)、処理部52は、再びステップS18の処理に移行する。一方、トルク値Trqが前回のトルク値Trqよりも小さい場合(ステップS21:YES)、処理部52は、前回の駆動時までの遅角量SArtである第2更新量Arev2を演算する(ステップS22)。そして処理部52は、第2更新量Arev2に基づいて補正量Acomを更新し(ステップS23)、更新処理一旦を終了する。
When the torque value Trq is equal to or greater than the previous torque value Trq (step S21: NO), the
図4を参照して、上記点火時期の制御装置および制御方法の作用について、更新対象の点火時期が図4に示される下記条件のときを例にとって説明する。 Referring to FIG. 4, the operation of the ignition timing control device and the control method will be described taking the case where the ignition timing to be updated is under the following conditions shown in FIG. 4 as an example.
・目標点火時期Atarが、MBT(Minimum Spark Advance for Best Torque)点火時期である。
・実際の点火時期である実点火時期Aactが、目標点火時期Atarよりも進角側であって、かつ、ノック点火時期Aknkに対するマージンがマージンAmarよりも少ない点火時期である。
The target ignition timing Atar is the MBT (Minimum Spark Advance for Best Torque) ignition timing.
The actual ignition timing Aact, which is the actual ignition timing, is an advance timing side with respect to the target ignition timing Atar, and the margin for the knock ignition timing Aknk is smaller than the margin Amar.
上記の場合、ノッキングに関する補正量Acomの更新では、点火時期が徐々に進角する仮目標点火時期Atstiで更新対象が駆動されるが、仮目標点火時期Atstiの起点は、目標点火時期Atarではなく、実際には、実点火時期Aactである。そして、仮目標点火時期Atstiがノック点火時期Aknkに到達すると、仮目標点火時期Atstiがノック点火時期Aknkに到達するまでの進角量SAadが第1更新量Arev1の分だけマージンAmarよりも小さいことが判明する。このマージンAmarは、ノッキング検出時の運転状態に応じたマージンである。そのため、現状の補正量Acomを第1更新量Arev1の分だけ遅角させることにより、目標点火時期Atarが、ノック点火時期AknkからマージンAmarだけ遅角した第1点火時期A1に設定される。 In the above case, in the update of the correction amount Acom related to knocking, the update target is driven at the temporary target ignition timing Atsti where the ignition timing gradually advances, but the starting point of the temporary target ignition timing Atsti is not the target ignition timing Atar. Actually, it is the actual ignition timing Aact. When the temporary target ignition timing Atsti reaches the knock ignition timing Aknk, the advance amount SAad until the temporary target ignition timing Atsti reaches the knock ignition timing Aknk is smaller than the margin Amar by the first update amount Arev1. Becomes clear. This margin Amar is a margin according to the driving state when knocking is detected. Therefore, by delaying the current correction amount Acom by the first update amount Arev1, the target ignition timing Atar is set to the first ignition timing A1 retarded by the margin Amar from the knock ignition timing Aknk.
次のエンジン10の出力に関する補正量Acomの更新では、点火時期が徐々に遅角する仮目標点火時期Atstjで更新対象が駆動される。この際、仮目標点火時期Atstjの起点は、第1点火時期A1である。そして、マージンAmarが確保された点火時期の範囲においてトルク値Trqが最も高いMBT点火時期に仮目標点火時期Atstjが到達すると、次の仮目標点火時期Atstjにおいてトルク値Trqが減少する。こうしたトルク値Trqの減少によって、1つ前の仮目標点火時期Atstjが最もトルク値Trqが高い点火時期であることが判明する。そのため、最も高いトルク値Trqが得られる点火時期までの遅角量SArt、すなわち第2更新量Arev2の分だけ補正量Acomを遅角させることにより、目標点火時期Atarが最適な点火時期に設定される。
In the next update of the correction amount Acom related to the output of the
上記点火時期の制御装置および制御方法によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)ノッキング検出時の運転状態に応じてマージンAmarが選択されることから、ノック点火時期Aknkに対するマージンAmarの不足が抑えられ、結果として、エンジン10にノッキングが発生しにくくなる。
According to the ignition timing control device and control method, the following effects can be obtained.
(1) Since the margin Amar is selected according to the operation state at the time of knock detection, the shortage of the margin Amar with respect to the knock ignition timing Aknk is suppressed, and as a result, the
(2)エンジン10の運転状態が定常状態であるときに更新対象が検出される。定常状態においては各点火プラグ13がおおよそ同じ条件の下で駆動される。そのため、補正量Acomを更新すべき点火プラグ13が高い精度の下で検出される。
(2) The update target is detected when the operating state of the
(3)互いに異なる点火プラグ13における点火時期の違いは空燃比AFに反映されることから、空燃比AFに基づいて更新対象を検出することが可能である。
(4)ノッキングに関わる補正量Acomの更新後にエンジン10の出力に関わる補正量Acomの更新が行われることにより、ノッキングに対するマージンAmarを確保しつつ、更新対象に対応する気筒12における出力が高められる。その結果、燃費の向上や排気ガスの浄化性能の向上を図ることが可能である。
(3) Since the difference in ignition timing between the
(4) By updating the correction amount Acom related to the output of the
なお、上記実施形態は、以下のように適宜更新して実施することもできる。
・更新処理において行われる補正量Acomの更新は、ノッキングに関わる補正量Acomの更新だけであってもよい。こうした構成であっても、上記(1)〜(3)に記載した効果が得られる。
In addition, the said embodiment can also be updated and implemented suitably as follows.
The update of the correction amount Acom performed in the update process may be only the update of the correction amount Acom related to knocking. Even if it is such a structure, the effect described in said (1)-(3) is acquired.
・気筒12ごとの出力は、トルク値Trqに限らず、例えば、クランク角CAに基づくクランクシャフト10aの角加速度に基づいて演算されてもよい。また例えば、気筒12内の燃焼によって発生するイオンに基づくイオン電流を検出するイオンセンサーの検出値に基づいて演算されてもよい。
The output for each
・空燃比AFに基づく更新対象の検出は、以下のように行われてもよい。
処理部52は、空燃比AFの演算結果から全気筒12の空燃比AFの平均値AFaveを演算し、その演算した平均値AFaveと気筒12の空燃比AFとの偏差ΔAFを気筒12毎に演算する。処理部52は、他の点火プラグ13とは点火時期が異なると判断される閾値ΔAFthよりも大きい値を異常値として、偏差ΔAFの絶対値が異常値であるか否かを判断する。処理部52は、偏差ΔAFの絶対値が異常値である点火プラグ13が存在する場合、その点火プラグ13を更新対象として検出してもよい。また、上記偏差ΔAFの絶対値が最も大きい点火プラグ13を更新対象として検出してもよい。こうした構成によれば、他の点火プラグ13とは点火時期が異なる点火プラグ13を高い精度の下で検出することができる。
The detection of the update target based on the air-fuel ratio AF may be performed as follows.
The
・更新対象の検出は、空燃比AFに基づく検出に限らず、例えば、定常状態における各気筒12の出力に基づいて行われてもよい。
・更新対象の検出は、エンジン10の運転状態が定常状態であるときに限らず、例えば、エンジン10の運転状態が過渡状態やアイドリング状態であるときに行われてもよい。
The detection of the update target is not limited to detection based on the air-fuel ratio AF, and may be performed based on the output of each
The detection of the update target is not limited to when the operation state of the
・制御装置50は、複数の点火プラグ13のなかから検出された更新対象の補正量Acomを更新した。これに限らず、制御装置50は、補正量Acomを更新するための条件が成立しているか否かを点火プラグ13ごとに判断し、該条件が成立した点火プラグ13の補正量Acomを各別に更新してもよい。このときの条件としては、例えば、吸入空気量と燃料噴射量とに基づく吸気空燃比と、空燃比センサー36の検出値に基づく空燃比AFと、の乖離度が閾値を超えているか否かが挙げられる。また例えば、要求トルクとトルク値Trqとの乖離度が閾値を超えているか否かが挙げられる。
The
・制御装置50は、各気筒12への燃料の供給を1つのインジェクターで行うSPI(Single Point Injection)方式のエンジンにも適用可能である。また、制御装置50は、筒内直接噴射方式のエンジンにも適用可能である。
The
・制御装置50は、マージンAmarが進角量SAadよりも大きい場合に第1更新量Arev1の分だけ補正量Acomを遅角させればよい。そのため、マージンAmarが進角量SAadよりも小さい場合には、補正量Acomを更新しなくともよい。
The
・ノッキングの検出は、ノックセンサー39からのノック情報、燃焼圧Pc、クランク角CAに基づくクランクシャフト10aの角加速度の変化、および、気筒12内のイオン電流を検出するイオンセンサーの検出値、これらのうちの少なくとも1つに基づいて行われてもよい。
Knocking detection includes knock information from the
10…エンジン、10a…クランクシャフト、11…シリンダーブロック、12…気筒、13…点火プラグ、14…インテークマニホールド、15…エキゾーストマニホールド、16…吸気通路、17…ターボチャージャー、18…コンプレッサー、19…インタークーラー、20…スロットルバルブ、21…サージタンク、25…排気通路、26…タービン、30…吸入空気量センサー、31…吸気圧力センサー、32…吸気温度センサー、34…クランク角センサー、35…カム角センサー、36…空燃比センサー、37…冷却水温センサー、38…アクセル開度センサー、39…ノックセンサー、40…燃焼圧センサー、41…アクセルペダル、50…制御装置、51…取得部、52…処理部、53…記憶部、55…点火マップ、56…補正量データ、57…マージンマップ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記エンジンの運転状態に応じた点火時期であるベース点火時期が規定されている点火マップと、前記ノッキングの検出された点火時期からのマージンが前記ノッキングの検出された運転状態に応じた値として規定されているマージンマップとを記憶する記憶部と、
前記ベース点火時期と、前記ベース点火時期に対する補正量とに基づく点火時期である目標点火時期に点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御部と、を備え、
前記点火時期制御部は、
今回の前記補正量に基づく前記目標点火時期から点火時期を所定値ずつ進角することによって前記ノッキング検出部にノッキングを検出させ、
前記ノッキング検出部がノッキングを検出したときの点火時期と、今回の目標点火時期との差である進角量を取得し、さらに、前記ノッキング検出部がノッキングを検出したときの運転状態を前記マージンマップに適用して得られる前記マージンを今回のマージンとして取得し、
今回のマージンが前記進角量よりも大きいときに、今回のマージンと前記進角量との差だけ点火時期が遅角する方向に次回の前記補正量を更新する
点火時期の制御装置。 A knocking detector for detecting engine knocking;
An ignition map in which a base ignition timing, which is an ignition timing according to the operating state of the engine, is defined, and a margin from the ignition timing at which the knocking is detected is defined as a value according to the operating state at which the knocking is detected. A storage unit for storing the margin map being processed,
An ignition timing control unit that controls the ignition timing of the spark plug to a target ignition timing that is an ignition timing based on the base ignition timing and a correction amount for the base ignition timing;
The ignition timing control unit
By causing the knocking detection unit to detect knocking by advancing the ignition timing by a predetermined value from the target ignition timing based on the current correction amount,
An advance amount that is a difference between the ignition timing when the knocking detection unit detects knocking and the current target ignition timing is acquired, and the operating state when the knocking detection unit detects knocking is determined as the margin. Obtain the margin obtained by applying to the map as the current margin,
An ignition timing control device that updates the next correction amount in a direction in which the ignition timing is retarded by a difference between the current margin and the advance amount when the current margin is larger than the advance amount.
前記複数の点火プラグのなかから前記補正量を更新する前記点火プラグである更新対象を検出する更新対象検出部と、をさらに備え、
前記更新対象検出部は、
前記エンジンの運転状態が定常状態にあるときに前記更新対象を検出する
請求項1に記載の点火時期の制御装置。 A correction amount storage unit that stores the correction amount for each of the plurality of spark plugs of the engine;
An update target detection unit that detects an update target that is the spark plug that updates the correction amount from the plurality of spark plugs;
The update target detection unit
The ignition timing control device according to claim 1, wherein the update target is detected when an operating state of the engine is in a steady state.
前記更新対象検出部は、
前記空燃比に基づいて前記更新対象を検出する
請求項2に記載の点火時期の制御装置。 An air-fuel ratio calculation unit that calculates the air-fuel ratio of each of a plurality of cylinders of the engine based on a detection value of an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the engine;
The update target detection unit
The ignition timing control device according to claim 2, wherein the update target is detected based on the air-fuel ratio.
前記点火時期制御部は、
前記エンジンの運転状態が定常状態であることを条件として、前記更新対象の点火時期を更新後の補正量に基づく前記目標点火時期から所定量ずつ遅角することによって前記更新対象の出力を点火ごとに取得し、
今回の点火による出力が前回の点火による出力よりも減少したときに、前記更新対象における今回の前記目標点火時期と前記前回の点火における点火時期との差だけ点火時期が遅角する方向に前記補正量をさらに更新する
請求項2または3に記載の点火時期の制御装置。 It further includes an output calculation unit that calculates the output for each cylinder,
The ignition timing control unit
On condition that the engine is in a steady state, the output of the update target is set for each ignition by retarding the ignition timing of the update target by a predetermined amount from the target ignition timing based on the corrected correction amount. Get into
When the output due to the current ignition is smaller than the output due to the previous ignition, the correction is made in the direction in which the ignition timing is retarded by the difference between the current target ignition timing in the update target and the ignition timing in the previous ignition. The ignition timing control device according to claim 2 or 3, wherein the amount is further updated.
前記点火時期を制御する制御装置は、
ノッキングの検出された点火時期からのマージンが前記ノッキングの検出された運転状態に応じた値として規定されているマージンマップを記憶する記憶部を備え、
今回の前記補正量に基づく前記目標点火時期を所定値ずつ進角して前記ノッキングを検出させ、
前記ノッキングが検出されたときの点火時期と、今回の目標点火時期との差である進角量を取得し、さらに、前記ノッキングが検出されたときの運転状態を前記マージンマップに適用して得られる前記マージンを今回のマージンとして取得し、
今回のマージンが前記進角量よりも大きいときに、今回のマージンと前記進角量との差だけ点火時期が遅角する方向に次回の前記補正量を更新する
点火時期の制御方法。 An ignition timing control method for controlling an ignition timing of a spark plug to a target ignition timing that is an ignition timing based on a base ignition timing that is an ignition timing according to an operating state of an engine and a correction amount for the base ignition timing,
The control device for controlling the ignition timing is:
A storage unit for storing a margin map in which a margin from the ignition timing at which knocking is detected is defined as a value corresponding to the operation state at which knocking is detected;
Advance the target ignition timing based on the current correction amount by a predetermined value to detect the knocking,
Obtain the advance amount that is the difference between the ignition timing when the knocking is detected and the current target ignition timing, and further apply the operating state when the knocking is detected to the margin map. Obtained margin as the current margin,
An ignition timing control method in which when the current margin is larger than the advance amount, the next correction amount is updated in a direction in which the ignition timing is retarded by the difference between the current margin and the advance amount.
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