JP2017166389A - Controller of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform ignition timing control while suppressing over-retardation of ignition timing, when retardation of ignition timing is requested.SOLUTION: A controller of an internal combustion engine is configured to: calculate, based on an output value of an in-cylinder pressure sensor, an actual combustion timing index value S106; calculate, based on the calculated actual combustion timing index value, an actual combustion timing index value in MBT as an actual value of a combustion timing index value that would be obtained if the internal combustion engine was operated at MBT ignition timing S108; and control ignition timing so that the difference between the actual combustion timing index value in MBT and a target combustion timing index value in MBT, which is a target value of a CA 50 when ignition is performed at the MBT ignition timing, is made small S118.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

例えば、特許文献1には、火花点火式内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置では、エンジン回転速度およびエンジン負荷の両者の変化量が何れも所定値以下となる定常運転時に、点火時期をMBT点火時期に近づけるために次のような点火時期制御が実行される。すなわち、燃焼割合が基準燃焼割合(50%)にあるときのクランク角が、MBT点火時期に対応して定められた50%燃焼点と一致するように、点火時期がフィードバック制御される。   For example, Patent Document 1 discloses a control device for a spark ignition type internal combustion engine. In this control device, the following ignition timing control is executed in order to bring the ignition timing closer to the MBT ignition timing during steady operation in which both changes in the engine speed and the engine load are equal to or less than a predetermined value. That is, the ignition timing is feedback-controlled so that the crank angle when the combustion ratio is at the reference combustion ratio (50%) coincides with the 50% combustion point determined corresponding to the MBT ignition timing.

特開2008−025406号公報JP 2008-025406 A 特開2006−029084号公報JP 2006-029084 A

エンジン運転中には、ノック抑制またはエンジントルク抑制などの目的で点火時期の遅角が実行されることがある。特許文献1に記載のシステムでは、このような遅角要求がある場合には、上述の点火時期のフィードバック制御を実行できなくなる。このため、遅角要求を満たそうとした場合に、点火時期が過度に遅角されてしまう可能性がある。その結果、失火が生じ易くなる可能性がある。特に、理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーンバーン運転時には、理論空燃比運転時と比べて燃焼が不安定になり易い。このため、リーンバーン運転時には、理論空燃比運転時と比べて、少量の点火時期の遅角によっても失火が発生し易くなる。   During engine operation, the ignition timing may be retarded for the purpose of suppressing knocking or suppressing engine torque. In the system described in Patent Document 1, when there is such a retardation request, the above-described ignition timing feedback control cannot be executed. For this reason, there is a possibility that the ignition timing is retarded excessively when trying to satisfy the retardation request. As a result, misfire may easily occur. In particular, during lean burn operation at an air / fuel ratio leaner than the stoichiometric air / fuel ratio, combustion tends to become unstable compared to during stoichiometric air / fuel ratio operation. For this reason, during lean burn operation, misfire is more likely to occur due to a small retardation of the ignition timing than during stoichiometric air-fuel ratio operation.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、点火時期の遅角要求があるときに点火時期の過遅角を抑制しつつ点火時期制御を行えるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine that can perform ignition timing control while suppressing over-retarding of the ignition timing when there is a request for retarding the ignition timing. An object is to provide a control device.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内の混合気に点火する点火装置と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、第1の算出手段と、第2の算出手段と、点火時期制御手段とを備える。前記第1の算出手段は、前記筒内圧センサの出力値に基づいて、燃焼時期指標値の実値である実燃焼時期指標値を算出する。前記第2の算出手段は、算出された前記実燃焼時期指標値に基づいて、MBT点火時期で運転していたならば得られたであろう前記燃焼時期指標値の実値である実MBT時燃焼時期指標値を算出する。前記点火時期制御手段は、前記実MBT時燃焼時期指標値と、MBT点火時期で点火が行われるときの前記燃焼時期指標値の目標値である目標MBT時燃焼時期指標値との差が小さくなるように点火時期を制御する。   An internal combustion engine control apparatus according to the present invention controls an internal combustion engine including an ignition device that ignites an air-fuel mixture in a cylinder and an in-cylinder pressure sensor that detects an in-cylinder pressure. The control device includes first calculation means, second calculation means, and ignition timing control means. The first calculation means calculates an actual combustion timing index value that is an actual value of the combustion timing index value based on the output value of the in-cylinder pressure sensor. The second calculating means is based on the calculated actual combustion timing index value, and the actual MBT time which is the actual value of the combustion timing index value that would have been obtained if operated at the MBT ignition timing. A combustion timing index value is calculated. The ignition timing control means reduces a difference between the actual MBT combustion timing index value and a target MBT combustion timing index value that is a target value of the combustion timing index value when ignition is performed at the MBT ignition timing. The ignition timing is controlled as follows.

本発明によれば、筒内圧センサの出力に基づいて算出される実燃焼時期指標値に基づいて、MBT点火時期で運転していたならば得られたであろう燃焼時期指標値の実値である実MBT時燃焼時期指標値が算出される。そして、この実MBT時燃焼時期指標値と、MBT点火時期で点火が行われるときの燃焼時期指標値の目標値である目標MBT時燃焼時期指標値との差が小さくなるように点火時期が制御される。このような制御をノック抑制等の点火時期の遅角要求がある場合にも行うようにすることで、点火時期の過遅角を抑制しつつ点火時期制御を行えるようになる。   According to the present invention, based on the actual combustion timing index value calculated based on the output of the in-cylinder pressure sensor, the actual value of the combustion timing index value that would have been obtained if operated at the MBT ignition timing. An actual MBT combustion timing index value is calculated. The ignition timing is controlled so that the difference between the actual MBT combustion timing index value and the target MBT combustion timing index value, which is the target value of the combustion timing index value when ignition is performed at the MBT ignition timing, is reduced. Is done. By performing such control even when there is a request for retarding the ignition timing such as knock suppression, the ignition timing can be controlled while suppressing the excessive retard of the ignition timing.

本発明の実施の形態1のシステム構成を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematically the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 燃焼質量割合の波形を表した図である。It is a figure showing the waveform of the combustion mass ratio. 点火時期の遅角量AMBTを算出するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine performed in order to calculate the retard amount AMBT of ignition timing. 目標点火時期を算出するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine performed in order to calculate target ignition timing. 補正係数Kの設定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of the correction coefficient K. FIG. 本発明の実施の形態2の制御が実行された場合の動作を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating operation | movement when control of Embodiment 2 of this invention is performed.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステムの構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を概略的に説明するための図である。図1に示す内燃機関10は、火花点火式エンジン(一例として、ガソリンエンジン)であり、車両に搭載され、その動力源とされる。内燃機関10の各気筒には、吸気通路12および排気通路14が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration of the first embodiment]
FIG. 1 is a diagram for schematically explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. An internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is a spark ignition engine (a gasoline engine as an example), which is mounted on a vehicle and used as a power source. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with each cylinder of the internal combustion engine 10.

吸気通路12の入口付近には、エアクリーナ16が設けられている。エアクリーナ16には、吸気通路12に取り入れられた空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ18が設けられている。エアクリーナ16よりも下流側の吸気通路12には、ターボ過給機20のコンプレッサ20aが配置されている。コンプレッサ20aは、排気通路14に配置されたタービン20bにより駆動される。コンプレッサ20aよりも下流側の吸気通路12には、吸気通路12を開閉する電子制御式のスロットルバルブ22が配置されている。   An air cleaner 16 is provided near the inlet of the intake passage 12. The air cleaner 16 is provided with an air flow meter 18 that outputs a signal corresponding to the flow rate of the air taken into the intake passage 12. A compressor 20 a of the turbocharger 20 is disposed in the intake passage 12 on the downstream side of the air cleaner 16. The compressor 20 a is driven by a turbine 20 b disposed in the exhaust passage 14. An electronically controlled throttle valve 22 that opens and closes the intake passage 12 is disposed in the intake passage 12 on the downstream side of the compressor 20a.

各気筒には、燃焼室24内に燃料を供給する燃料噴射弁(一例として筒内噴射弁)26と、燃焼室24内の混合気に点火するための点火プラグ28とが備えられている。また、各気筒には、筒内圧を検出するための筒内圧センサ30が取り付けられている。   Each cylinder is provided with a fuel injection valve (for example, an in-cylinder injection valve) 26 for supplying fuel into the combustion chamber 24 and an ignition plug 28 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 24. Each cylinder is provided with an in-cylinder pressure sensor 30 for detecting the in-cylinder pressure.

さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関10を制御する制御装置として、電子制御ユニット(ECU)40と、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路(図示省略)などを備えている。ECU40には、上述したエアフローメータ18および筒内圧センサ30に加え、クランク角度を検出するためのクランク角センサ42等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが電気的に接続されている。また、ECU40には、車両のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するためのアクセルポジションセンサ44が接続されている。さらに、ECU40には、上述したスロットルバルブ22、燃料噴射弁26、および、点火プラグ28を利用する点火装置(図示省略)等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。   Furthermore, the system of this embodiment includes an electronic control unit (ECU) 40 and a drive circuit (not shown) for driving the following various actuators as a control device for controlling the internal combustion engine 10. In addition to the air flow meter 18 and the in-cylinder pressure sensor 30 described above, the ECU 40 is electrically connected to various sensors for acquiring the engine operating state such as a crank angle sensor 42 for detecting the crank angle. The ECU 40 is connected to an accelerator position sensor 44 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) of the vehicle. Further, the ECU 40 is electrically connected to various actuators for controlling engine operation such as the throttle valve 22, the fuel injection valve 26, and the ignition device (not shown) using the spark plug 28. .

[点火時期制御]
内燃機関10の点火時期制御では、目標点火時期が算出される。目標点火時期は、エンジン負荷とエンジン回転速度とに基づくベース点火時期ABSEと、各種補正量との和として算出される。各種補正量(遅角量)としては、例えば、遅角量AMBT、ATQおよびAKCSがある。遅角量AMBTは、基本的には、点火時期をMBT点火時期に近づけるために用いられる遅角量である。遅角量ATQ、AKCSは、点火時期の遅角要求がある場合に設定される遅角量である。より具体的には、遅角量ATQは、エンジントルク抑制のための点火時期遅角量(より具体的には、発生トルクを素早く抑制する要求がある場合の遅角量)であり、遅角量AKCSは、ノック抑制のための遅角量である。
[Ignition timing control]
In the ignition timing control of the internal combustion engine 10, the target ignition timing is calculated. The target ignition timing is calculated as the sum of the base ignition timing ABSE based on the engine load and the engine speed and various correction amounts. Examples of various correction amounts (retard amount) include retard amounts AMBT, ATQ, and AKCS. The retard amount AMBT is basically a retard amount used to bring the ignition timing closer to the MBT ignition timing. The retard amounts ATQ and AKCS are retard amounts set when there is a request for retarding the ignition timing. More specifically, the retard amount ATQ is an ignition timing retard amount for suppressing engine torque (more specifically, a retard amount when there is a request to quickly suppress the generated torque). The quantity AKCS is a retardation amount for knock suppression.

図2は、燃焼質量割合の波形を表した図である。筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の各サイクルにおいて、クランク角度同期での筒内圧の実測データを取得することができる。そして、得られた筒内圧の実測データと熱力学第1法則とを用いて、任意のクランク角度θでの筒内の熱発生量Qを算出することができる。そして、算出された筒内の熱発生量Qの実測データを用いて、任意のクランク角度θにおける燃焼質量割合(以下、「MFB」と称する)を次の(1)式にしたがって算出することができる。そのうえで、MFBの算出処理を所定クランク角度毎に実行することで、クランク角度同期でのMFBの実測データを算出することができる。図2は、そのようなMFBの実測データの波形の一例を示している。

Figure 2017166389
ただし、上記(1)式において、θminは燃焼開始点であり、θmaxは燃焼終了点である。 FIG. 2 is a diagram showing a waveform of the combustion mass ratio. According to the system of the present embodiment including the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42, it is possible to acquire actually measured data of the in-cylinder pressure in synchronization with the crank angle in each cycle of the internal combustion engine 10. The in-cylinder heat generation amount Q at an arbitrary crank angle θ can be calculated using the actually measured data of the in-cylinder pressure and the first law of thermodynamics. Then, the combustion mass ratio (hereinafter referred to as “MFB”) at an arbitrary crank angle θ is calculated according to the following equation (1) using the calculated actual heat generation amount Q in the cylinder. it can. In addition, by executing the MFB calculation process for each predetermined crank angle, it is possible to calculate measured data of the MFB in synchronization with the crank angle. FIG. 2 shows an example of the waveform of such measured data of MFB.
Figure 2017166389
However, in the above equation (1), θ min is the combustion start point, and θ max is the combustion end point.

上述のようにMFBの実測データが求まると、MFBが特定割合となる時のクランク角度を算出することができる。本実施形態では、MFBが50%となる時のクランク角度(燃焼重心)を「CA50」と称する。CA50は、以下に説明するように点火時期制御に利用される。   As described above, when the MFB actual measurement data is obtained, the crank angle when the MFB becomes a specific ratio can be calculated. In the present embodiment, the crank angle (combustion center of gravity) when the MFB is 50% is referred to as “CA50”. The CA 50 is used for ignition timing control as described below.

本実施形態では、点火時期の遅角要求がある場合であっても点火時期の適切なフィードバック制御を継続できるようにするために、以下に説明する図3および図4に示すルーチンの処理に従う点火時期制御が実行される。すなわち、以下の処理は、点火時期の遅角要求の有無に関係なく実行される。   In this embodiment, in order to continue appropriate feedback control of the ignition timing even when there is a request for retarding the ignition timing, ignition according to the routine processing shown in FIGS. 3 and 4 described below is performed. Timing control is executed. That is, the following processing is executed regardless of whether or not there is a request for retarding the ignition timing.

図3は、点火時期の遅角量AMBTを算出するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。図4は、目標点火時期を算出するために実行されるルーチンを示すフローチャートである。これらのルーチンの処理は、各気筒において燃焼サイクル毎に実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing a routine that is executed to calculate the retard amount AMBT of the ignition timing. FIG. 4 is a flowchart showing a routine executed for calculating the target ignition timing. The processing of these routines is executed for each combustion cycle in each cylinder.

図3に示すルーチンでは、ECU40は、まず、所定のフューエルカット実行条件の成立の有無に基づいて、フューエルカット中であるか否かを判定する(ステップ100)。その結果、フューエルカット中である場合には、後述のステップ110における燃焼サイクル数のカウント値cycがゼロにリセットされる(ステップ102)。   In the routine shown in FIG. 3, the ECU 40 first determines whether or not the fuel cut is being performed based on whether or not a predetermined fuel cut execution condition is satisfied (step 100). As a result, when the fuel cut is in progress, the count value cyc of the number of combustion cycles in step 110 described later is reset to zero (step 102).

一方、フューエルカット中ではない場合、すなわち、燃焼が実行されている場合には、ECU40は、筒内圧センサ30を用いて今回の燃焼サイクルの燃焼期間のデータを含む筒内圧の実測データを取得する(ステップ104)。次いで、ECU40は、図2を参照して上述した手法を用いて実CA50を算出する(ステップ106)。   On the other hand, when the fuel cut is not being performed, that is, when combustion is being performed, the ECU 40 uses the in-cylinder pressure sensor 30 to acquire actually measured data of in-cylinder pressure including data on the combustion period of the current combustion cycle. (Step 104). Next, the ECU 40 calculates the actual CA 50 using the method described above with reference to FIG. 2 (step 106).

次に、ECU40は実CA50を算出する(ステップ108)。ここで、CA50とは、MBT点火時期で運転していたならば得られたであろうCA50の値に相当する。MBT点火時期近傍におけるMBT点火時期に対する点火時期のずれ量の大きさと、この点火時期のずれに伴うCA50のずれ量の大きさとは、ほぼ等しいとみなすことができる。したがって、CA50は、次の(2)式のように、CA50から、遅角量ATQ、AKCSおよびAMBTの和を引いて得られる値として表すことができる。

Figure 2017166389
Next, ECU 40 calculates the actual CA50 M (step 108). Here, CA50 M corresponds to the value of CA50 that would have been obtained if operated at the MBT ignition timing. The magnitude of the amount of deviation of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing in the vicinity of the MBT ignition timing and the magnitude of the amount of deviation of the CA 50 accompanying this deviation of the ignition timing can be regarded as substantially equal. Therefore, CA50 M can be expressed as a value obtained by subtracting the sum of retardation amounts ATQ, AKCS, and AMBT from CA50 as shown in the following equation (2).
Figure 2017166389

実CA50は、(2)式の右辺に実CA50(ステップ106の処理による算出値)を代入することによって算出することができる。点火時期の遅角要求がない場合には、遅角量ATQ、AKCSはゼロとなる。一方、点火時期の遅角要求がある場合には、(2)式に代入される遅角量ATQまたはAKCSとして、後述のステップ202、またはステップ208もしくは212の処理によって算出される値が用いられる。本ステップ108の処理によれば、点火時期の遅角要求がある場合には、遅角要求に基づいて点火時期を遅角した時に算出される実CA50(すなわち、ステップ106の処理による算出値)に基づいて実CA50が算出される。 The actual CA50 M can be calculated by substituting the actual CA50 (calculated value by the processing of step 106) for the right side of the equation (2). When there is no request for retarding the ignition timing, the retard amounts ATQ and AKCS are zero. On the other hand, when there is a request for retarding the ignition timing, the value calculated by the processing in step 202, step 208, or 212 described later is used as the retard amount ATQ or AKCS that is substituted into equation (2). . According to the processing of step 108, when there is a request for retarding the ignition timing, the actual CA50 calculated when the ignition timing is retarded based on the retardation request (that is, the calculated value by the processing of step 106). Based on this, the actual CA50 M is calculated.

次に、ECU40は、燃焼サイクル数のカウント値cycが所定値Aに達したか否かを判定する(ステップ110)。後述のステップ118の処理による遅角量AMBTの算出に用いる実CA50は、ある燃焼サイクルの値であってもよいが、本実施形態では、過去の所定サイクル数(所定値A)の実CA50の平均値である実CA50AVEが使用される。実CA50の平滑化のための処理は、単純平均の利用に限られず、例えば、一次なまし処理が用いられていてもよい。 Next, the ECU 40 determines whether or not the count value cyc of the number of combustion cycles has reached a predetermined value A (step 110). The actual CA50 M used for calculation of the retard amount AMBT by the process of step 118 described later may be a value of a certain combustion cycle, but in the present embodiment, the actual CA50 of the past predetermined number of cycles (predetermined value A). actual CA50 M AVE is used is an average value of M. The process for smoothing the actual CA50 M is not limited to the use of a simple average, and for example, a primary smoothing process may be used.

ステップ110において実CA50を算出した燃焼サイクル数が所定値Aに達していないと判定した場合には、ECU40は、カウント値cycを1だけ加算する(ステップ112)。一方、ステップ110の判定が成立する場合には、ECU40は実CA50AVEを算出する(ステップ114)。 Number of combustion cycles of calculation of the actual CA50 M in step 110 if it is determined not reached the predetermined value A, ECU 40 adds the count value cyc by 1 (step 112). On the other hand, when the determination in step 110 is satisfied, the ECU 40 calculates actual CA50 M AVE (step 114).

次に、ECU40は、目標CA50と実CA50AVEとの差であるΔCA50(=目標CA50−実CA50AVE)を算出する(ステップ116)。目標CA50は、各エンジン運転条件(エンジン回転速度とエンジン負荷)においてMBT点火時期にて点火が行われたときに得られるCA50の適合値であり、ECU40に記憶されている。 Then, ECU 40 is the difference between the target CA50 M and the actual CA50 M AVE ΔCA50 M (= target CA50 M - real CA50 M AVE) is calculated (step 116). The target CA50 M is an adaptive value of CA50 obtained when ignition is performed at the MBT ignition timing under each engine operating condition (engine speed and engine load), and is stored in the ECU 40.

次に、ECU40は遅角量AMBTを算出する(ステップ118)。既述したように、MBT点火時期近傍におけるMBT点火時期に対する点火時期のずれ量の大きさと、この点火時期のずれに伴うCA50のずれ量の大きさとは、ほぼ等しいとみなすことができる。このため、遅角量AMBTは、次の(3)式のように表される。

Figure 2017166389
Next, the ECU 40 calculates the retardation amount AMBT (step 118). As described above, the magnitude of the amount of deviation of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing in the vicinity of the MBT ignition timing and the magnitude of the amount of deviation of the CA50 accompanying this deviation of the ignition timing can be regarded as substantially equal. Therefore, the retardation amount AMBT is expressed as the following equation (3).
Figure 2017166389

次に、図4に示すルーチンでは、ECU40は、目標トルクが予想トルクよりも低いか否かを判定する(ステップ200)。目標トルクは、ここでは、一例としてドライバ要求トルクであるとする。要求トルクは、アクセル開度に基づいて算出することができる。予想トルク(発生トルクの推定値)は、例えば、筒内圧センサ30により取得される筒内圧データを利用して算出することができる。   Next, in the routine shown in FIG. 4, the ECU 40 determines whether or not the target torque is lower than the expected torque (step 200). Here, it is assumed that the target torque is a driver request torque as an example. The required torque can be calculated based on the accelerator opening. The expected torque (estimated value of the generated torque) can be calculated by using in-cylinder pressure data acquired by the in-cylinder pressure sensor 30, for example.

ステップ200において目標トルクが予想トルクよりも低いと判定した場合には、ECU40は、目標トルクに応じた遅角量ATQを算出する(ステップ202)。一方、目標トルクが予想トルク以上であると判定した場合には、ECU40は、遅角量ATQをゼロにリセットする(ステップ204)。   If it is determined in step 200 that the target torque is lower than the expected torque, the ECU 40 calculates a retard amount ATQ corresponding to the target torque (step 202). On the other hand, if it is determined that the target torque is greater than or equal to the expected torque, the ECU 40 resets the retardation amount ATQ to zero (step 204).

ステップ202もしくは204の処理に続いて、ECU40は、今回の燃焼サイクルにおいてノックが発生したか否かを判定する(ステップ206)。ノック発生の有無は、例えば、筒内圧センサ30の出力値を利用して判定することができる。ステップ206においてノックが発生したと判定した場合には、ECU40は、現在の遅角量AKCSに所定値Bを加えた値となるように遅角量AKCSを更新する(ステップ208)。   Following the processing of step 202 or 204, the ECU 40 determines whether or not knocking has occurred in the current combustion cycle (step 206). The presence or absence of knocking can be determined using the output value of the in-cylinder pressure sensor 30, for example. If it is determined in step 206 that knock has occurred, the ECU 40 updates the retardation amount AKCS so as to be a value obtained by adding a predetermined value B to the current retardation amount AKCS (step 208).

一方、ステップ206において今回の燃焼サイクルではノックが発生しなかったと判定した場合には、ECU40は、ノック不発生の期間が所定時間継続したか否かを判定する(ステップ210)。その結果、本判定が不成立となる場合には遅角量AKCSは修正されない。一方、本判定が成立する場合には、ECU40は、現在の遅角量AKCSから所定値Cを引いた値となるように遅角量AKCSを更新する(ステップ212)。ただし、遅角量AKCSは、本ステップ212の処理によってゼロ未満にまでは修正されることはない。   On the other hand, when it is determined in step 206 that no knock has occurred in the current combustion cycle, the ECU 40 determines whether or not the knock-free period has continued for a predetermined time (step 210). As a result, when this determination is not satisfied, the retardation amount AKCS is not corrected. On the other hand, when this determination is established, the ECU 40 updates the retardation amount AKCS so as to be a value obtained by subtracting the predetermined value C from the current retardation amount AKCS (step 212). However, the retardation amount AKCS is not corrected to less than zero by the processing of this step 212.

次に、ECU40は、最終的な目標点火時期を算出する(ステップ214)。目標点火時期は、ベース点火時期ABSEと、遅角量ATQ、AKCSおよびAMBTとの和として算出される。ベース点火時期ABSEとしては、エンジン回転速度とエンジン負荷とに応じた値として算出される値が用いられる。遅角量AMBTとしては、ステップ118の算出値が用いられる。遅角量ATQおよびAKCSは、上述のステップ200〜212の処理の結果が反映された値に設定される。   Next, the ECU 40 calculates a final target ignition timing (step 214). The target ignition timing is calculated as the sum of the base ignition timing ABSE and the retard amounts ATQ, AKCS, and AMBT. As the base ignition timing ABSE, a value calculated as a value corresponding to the engine rotation speed and the engine load is used. As the retard amount AMBT, the calculated value in step 118 is used. The retardation amounts ATQ and AKCS are set to values that reflect the results of the processing in steps 200 to 212 described above.

以上説明した図3および図4に示すルーチンの処理によれば、点火時期の遅角要求がない場合(すなわち、MBT点火時期に近づくように点火時期が制御される場合)にフィードバック制御が実行されるだけでなく、遅角要求がある場合にも点火時期のフィードバック制御を行えるようになる。より具体的には、遅角要求がある場合には、点火時期を遅角した時に算出される実CA50に基づいて、MBT点火時期で運転していたならば得られたであろう実CA50が算出される。また、目標CA50は、上述したように、MBT点火時期にて点火が行われたときに得られるCA50であり、目標CA50自体はエンジン運転条件が変化してもあまり変化しない。本ルーチンによれば、このような目標CA50と実CA50との差が小さくなるように点火時期がフィードバック制御されることにより、点火時期の遅角要求があるときに、点火時期の過遅角を抑制しつつ点火時期制御を行えるようになる。 According to the routine processing shown in FIGS. 3 and 4 described above, feedback control is executed when there is no request for retarding the ignition timing (that is, when the ignition timing is controlled so as to approach the MBT ignition timing). In addition, the ignition timing feedback control can be performed even when there is a delay angle request. More specifically, when there is a retardation request, based on the actual CA50 calculated when the ignition timing is retarded, the actual CA50 M that would have been obtained if operated at the MBT ignition timing. Is calculated. Further, as described above, the target CA50 M is the CA50 obtained when ignition is performed at the MBT ignition timing, and the target CA50 M itself does not change much even if the engine operating conditions change. According to this routine, the ignition timing is feedback-controlled so that the difference between the target CA50 M and the actual CA50 M becomes small, so that when the ignition timing is requested to be retarded, the ignition timing is excessively delayed. Ignition timing control can be performed while suppressing the angle.

なお、上述した実施の形態1においては、ECU40がステップ106の処理を実行することにより本発明における「第1の算出手段」が実現されており、ECU40がステップ108の処理を実行することにより本発明における「第2の算出手段」が実現されており、そして、ECU40が、ステップ118において算出した遅角量AMBTを用いてステップ214において目標点火時期を算出し、算出した目標点火時期に基づいて点火時期を制御することにより本発明における「点火時期制御手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the “first calculation means” in the present invention is realized by the ECU 40 executing the process of step 106, and the ECU 40 executes the process of step 108. The “second calculating means” in the present invention is realized, and the ECU 40 calculates the target ignition timing in step 214 using the retardation amount AMBT calculated in step 118, and based on the calculated target ignition timing. By controlling the ignition timing, the “ignition timing control means” in the present invention is realized.

実施の形態2.
次に、図5および図6を新たに参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

実施の形態2における点火時期制御は、実CA50および遅角量AMBTを算出する際に補正係数Kが以下のように用いられる点を除き、実施の形態1の点火時期制御と同様である。したがって、本実施形態の点火時期制御は、ステップ108および118の処理を以下に説明するように修正しつつ図3および図4に示すルーチンの処理を実行させることによって実現することができる。 The ignition timing control in the second embodiment is the same as the ignition timing control in the first embodiment except that the correction coefficient K is used as follows when calculating the actual CA50 M and the retard amount AMBT. Therefore, the ignition timing control of the present embodiment can be realized by executing the routine processes shown in FIGS. 3 and 4 while correcting the processes of steps 108 and 118 as described below.

図5は、補正係数Kの設定手法を説明するための図である。図5は、点火時期(実値)と補正係数Kとの関係を表している。MBT点火時期に対する点火時期の遅角量を「ΔSA」とも称する。補正係数Kは、ΔSAで1°CA当たりのCA50の変化量に相当する。補正係数Kは、MBT点火時期のときの値を1とし、ΔSAが大きいほど大きくなるように設定されている。   FIG. 5 is a diagram for explaining a correction coefficient K setting method. FIG. 5 shows the relationship between the ignition timing (actual value) and the correction coefficient K. The retard amount of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing is also referred to as “ΔSA”. The correction coefficient K corresponds to a change amount of CA50 per 1 ° CA in ΔSA. The correction coefficient K is set so that the value at the time of the MBT ignition timing is 1, and increases as ΔSA increases.

本実施形態では、図3に示すルーチンのステップ108に相当する処理において、実CA50が次の(4)式に従って補正係数Kを考慮しつつ算出される。すなわち、(4)式では、MBT点火時期からの点火時期の遅角量ΔSAに相当する各種補正量(遅角量)の和(ATQ+AKCS+AMBT)に対して補正係数Kが掛け合わされる。

Figure 2017166389
In the present embodiment, in the process corresponding to step 108 of the routine shown in FIG. 3, the actual CA50 M is calculated in consideration of the correction coefficient K according to the following equation (4). That is, in the equation (4), the correction coefficient K is multiplied by the sum (ATQ + AKCS + AMBT) of various correction amounts (retard amount) corresponding to the retard amount ΔSA of the ignition timing from the MBT ignition timing.
Figure 2017166389

上記(4)式によれば、MBT点火時期に対する点火時期の遅角量ΔSAが大きいほど、実CA50をより大きな修正量で進角側に修正した値として実CA50が算出されるようになる。例えば、MBT点火時期が10°CA(BTDC)である場合に点火時期を5°CAだけ遅角して5°CA(BTDC)にて点火を行ったときに、実CA50が16°CA(ATDC)であったとする。そして、遅角量ATQ、AKCSおよびAMBTはゼロであり、5°CA(BTDC)での補正係数Kが1.3であったとする。この場合には、実CA50は、(4)式により、5と1.3との積を16から引いて得られる9.5°CA(ATDC)となる。一方、補正係数Kを未考慮の場合に算出される実CA50は、11°CA(ATDC)となる。 According to the above equation (4), the larger the retard amount ΔSA of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing, the greater the actual CA50 M calculated as a value obtained by correcting the actual CA50 to the advance side with a larger correction amount. . For example, when the MBT ignition timing is 10 ° CA (BTDC), when the ignition timing is retarded by 5 ° CA and ignition is performed at 5 ° CA (BTDC), the actual CA50 is 16 ° CA (ATDC). ). The retard amounts ATQ, AKCS and AMBT are zero, and the correction coefficient K at 5 ° CA (BTDC) is 1.3. In this case, the actual CA50 M is 9.5 ° CA (ATDC) obtained by subtracting the product of 5 and 1.3 from 16 by the equation (4). On the other hand, the actual CA50 M calculated when the correction coefficient K is not considered is 11 ° CA (ATDC).

MBT点火時期に対する点火時期の遅角量ΔSAが大きいほど、燃焼がより緩慢になる。このため、遅角量ΔSAが大きいほど、ΔSAで1°CA当たりのCA50の変化量が大きくなる。図5に示す補正係数Kの設定および(4)式によれば、点火時期の遅角に対するCA50の感度を考慮して、実CA50をより精密に計算できるようになる。 The larger the retard amount ΔSA of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing, the slower the combustion. For this reason, the larger the retardation amount ΔSA, the larger the change amount of CA50 per 1 ° CA in ΔSA. According to the setting of the correction coefficient K and the equation (4) shown in FIG. 5, the actual CA50 M can be calculated more precisely in consideration of the sensitivity of the CA50 with respect to the retard of the ignition timing.

また、本実施形態では、図3に示すルーチンのステップ118に相当する処理において、遅角量AMBTが次の(5)式に従って補正係数Kを考慮しつつ算出される。すなわち、(5)式の右辺は、上記(3)式の右辺を補正係数Kで除して得られる値とされる。

Figure 2017166389
In the present embodiment, in the process corresponding to step 118 of the routine shown in FIG. 3, the retardation amount AMBT is calculated in consideration of the correction coefficient K according to the following equation (5). That is, the right side of equation (5) is a value obtained by dividing the right side of equation (3) by the correction coefficient K.
Figure 2017166389

上記(5)式によれば、MBT点火時期に対する点火時期の遅角量ΔSAが大きいほど、補正係数Kによって遅角量AMBTがより小さくなるように修正されるようになる。例えば、ΔCA50が1.5°CAであり、補正係数Kが1.3であったとする。この場合には、(5)式によれば、遅角量AMBTは、1.5を1.3で除することにより約1.15°CAとして算出される。一方、補正係数Kを未考慮の場合に算出される遅角量AMBTは1.5°CAとなる。図5に示す補正係数Kの設定を利用する(5)式によれば、点火時期の遅角に対するCA50の感度を考慮して、遅角量AMBTをより精密に計算できるようになる。 According to the above equation (5), the retard amount AMBT is corrected to be smaller by the correction coefficient K as the retard amount ΔSA of the ignition timing with respect to the MBT ignition timing is larger. For example, it is assumed that ΔCA50 M is 1.5 ° CA and the correction coefficient K is 1.3. In this case, according to the equation (5), the retardation amount AMBT is calculated as about 1.15 ° CA by dividing 1.5 by 1.3. On the other hand, the retardation amount AMBT calculated when the correction coefficient K is not considered is 1.5 ° CA. According to the equation (5) using the setting of the correction coefficient K shown in FIG. 5, the retard amount AMBT can be calculated more precisely in consideration of the sensitivity of the CA 50 with respect to the retard of the ignition timing.

図6は、本発明の実施の形態2の制御が実行された場合の動作を説明するためのタイムチャートであり、一例として、エンジントルクを高める要求が出された時の動作例を示している。より具体的には、図6(B)が本実施形態の点火時期制御の動作例を示しており、図6(A)は、本点火時期制御との比較のために参照する点火時期制御Dの動作例を示している。   FIG. 6 is a time chart for explaining the operation when the control according to the second embodiment of the present invention is executed. As an example, FIG. 6 shows an operation example when a request for increasing the engine torque is issued. . More specifically, FIG. 6B shows an operation example of the ignition timing control of the present embodiment, and FIG. 6A shows an ignition timing control D referred to for comparison with the main ignition timing control. An example of the operation is shown.

まず、図6(A)に示す点火時期制御Dについて説明する。点火時期制御Dは、実CA50が目標CA50に近づくように(すなわち、ΔCA50がゼロに近づくように)点火時期をフィードバック制御するというものである。点火時期制御Dでは、点火時期の遅角要求がある場合にも、目標トルクとの関係で適合した値に目標CA50を遅角しつつフィードバック制御が継続されるようになっているものとする。   First, the ignition timing control D shown in FIG. The ignition timing control D is feedback control of the ignition timing so that the actual CA50 approaches the target CA50 (that is, ΔCA50 approaches zero). In the ignition timing control D, it is assumed that the feedback control is continued while retarding the target CA50 to a value that is suitable in relation to the target torque even when there is a request for retarding the ignition timing.

図6(A)における時点t0よりも前の期間では、MBT点火時期が得られるように点火時期が制御されている。時点t0は、アクセルペダルの踏み込みがなされた時点である。アクセル開度の増加に伴い、目標トルクが高められる。それに伴い、エンジン負荷が高くなる。また、この例では、変化後の目標トルクに対応する運転領域は、ノック抑制のために点火時期の遅角を必要とする運転領域であり、その結果、ベース点火時期ABSEがMBT点火時期に対して遅角されている。   In the period before time t0 in FIG. 6A, the ignition timing is controlled so that the MBT ignition timing is obtained. Time point t0 is a time point when the accelerator pedal is depressed. As the accelerator opening increases, the target torque is increased. As a result, the engine load increases. Further, in this example, the operation region corresponding to the target torque after the change is an operation region that requires a retard of the ignition timing in order to suppress knocking. As a result, the base ignition timing ABSE is less than the MBT ignition timing. Have been delayed.

図6(A)に示すように実CA50の瞬時値は変動するため、点火時期制御Dでは、平滑化処理(一例として、一次なまし処理)後の実CA50が算出される。図6(A)に示すΔCA50の波形は、目標CA50となまし後の実CA50との差としてのΔCA50の波形であり、点火時期の遅角直後に過渡的に大きくなる。点火時期制御Dでは、ベース点火時期ABSEにΔCA50を加えた値が最終的な目標点火時期として算出される。このため、図6(A)に示すように、目標点火時期は、ΔCA50の変化の影響を受けて、点火時期の遅角直後に過渡的に大きくなる。その結果、点火時期制御Dの実行中には、点火時期の遅角直後において、点火時期の過遅角が発生し、失火が発生し易くなる可能性がある。   Since the instantaneous value of the actual CA 50 varies as shown in FIG. 6A, the actual CA 50 after the smoothing process (for example, the primary smoothing process) is calculated in the ignition timing control D. The waveform of ΔCA50 shown in FIG. 6A is a waveform of ΔCA50 as a difference from the actual CA50 after the target CA50, and becomes transiently large immediately after the ignition timing is retarded. In the ignition timing control D, a value obtained by adding ΔCA50 to the base ignition timing ABSE is calculated as the final target ignition timing. Therefore, as shown in FIG. 6A, the target ignition timing is transiently increased immediately after the ignition timing is retarded due to the influence of the change in ΔCA50. As a result, during execution of the ignition timing control D, there is a possibility that the ignition timing is excessively retarded immediately after the ignition timing is retarded and misfire is likely to occur.

次に、本実施形態の点火時期制御の動作について説明する。図6(B)には、MBT点火時期からの点火時期の遅角量ΔSAの波形が表されている。本実施形態では、(4)式に従って、遅角量ΔSA(=ATQ+AKCS+AMBT)と補正係数Kとの積によって実CA50が補正される。ここでは、この積に負の符号を付けた値を「CA50補正量」と称する。より具体的には、(4)式の関係より、CA50補正量(負の値)と実CA50の瞬時値との和として、実CA50の瞬時値が算出される。また、本点火時期制御では、実CA50の瞬時値に対して平滑化処理(一例として、一次なまし処理)を施すことによって、図6(B)に示すように、なまし後の実CA50が算出される。 Next, the operation of the ignition timing control of this embodiment will be described. FIG. 6B shows the waveform of the retard amount ΔSA of the ignition timing from the MBT ignition timing. In the present embodiment, the actual CA 50 is corrected by the product of the retardation amount ΔSA (= ATQ + AKCS + AMBT) and the correction coefficient K according to the equation (4). Here, a value obtained by adding a negative sign to this product is referred to as “CA50 M correction amount”. More specifically, (4) from the relation of equation, as the sum of CA50 M correction amount (negative value) and the instantaneous value of the actual CA50, the instantaneous value of the actual CA50 M is calculated. Further, in the present ignition timing control, smoothing processing (for example, primary smoothing processing) is performed on the instantaneous value of the actual CA50 M , and as shown in FIG. M is calculated.

CA50補正量を用いた補正(図5を参照して説明した内容)を実CA50に対して行うことにより、点火時期の遅角要求を受けて、実CA50が大きく遅角されることが抑制される。また、目標CA50は、上述したように、MBT点火時期にて点火が行われた場合に得られるCA50である。このため、図6(B)に示すように、時点t0での点火時期の遅角要求を受けても、実CA50および目標CA50の双方が大きく遅角化されることが抑制されている。その結果、図6(B)に示すように、目標CA50と実CA50との差であるΔCA50の変化も抑制される。したがって、ベース点火時期ABSEとΔCA50とに基づいて算出される最終的な目標点火時期の過遅角が、図6(B)に示すように抑制される。なお、上述した実施の形態1の点火時期制御における動作例は、補正係数Kを用いることなくCA50補正量が算出されることによる違いを除き、図6(B)に示す動作例と同様のものとなる。 By performing CA50 M correction amount correction using the (contents described with reference to FIG. 5) with respect to the actual CA50, it receives a retard request of the ignition timing, that the actual CA50 M is greatly retarded It is suppressed. Further, the target CA50 M is the CA50 obtained when ignition is performed at the MBT ignition timing as described above. For this reason, as shown in FIG. 6 (B), even if the ignition timing retardation request at time t0 is received, both the actual CA50 M and the target CA50 M are suppressed from being greatly retarded. . As a result, as shown in FIG. 6B, a change in ΔCA50 M , which is the difference between the target CA50 M and the actual CA50 M , is also suppressed. Therefore, the final retard angle of the target ignition timing calculated based on the base ignition timing ABSE and ΔCA50 M is suppressed as shown in FIG. The operation example in the ignition timing control of the first embodiment described above is the same as the operation example shown in FIG. 6B except for the difference due to the calculation of the CA50 M correction amount without using the correction coefficient K. It will be a thing.

ところで、上述した実施の形態1および2においては、燃焼時期を示す「燃焼時期指標値」として、CA50を例示した。しかしながら、本発明における「燃焼時期指標値」は、燃焼時期を代表する指標値であればよく、例示したCA50に代え、例えば、筒内圧最大クランク角度θPmaxであってもよく、あるいは、CA50以外の任意の特定割合燃焼点CAαであってもよい。   By the way, in Embodiment 1 and 2 mentioned above, CA50 was illustrated as "a combustion time index value" which shows a combustion time. However, the “combustion timing index value” in the present invention may be an index value representing the combustion timing, and may be, for example, the in-cylinder pressure maximum crank angle θPmax instead of the exemplified CA50, or other than the CA50. Any specific ratio combustion point CAα may be used.

10 内燃機関
18 エアフローメータ
24 燃焼室
26 燃料噴射弁
28 点火プラグ
30 筒内圧センサ
40 電子制御ユニット(ECU)
42 クランク角センサ
44 アクセルポジションセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 18 Air flow meter 24 Combustion chamber 26 Fuel injection valve 28 Spark plug 30 In-cylinder pressure sensor 40 Electronic control unit (ECU)
42 Crank angle sensor 44 Accelerator position sensor

Claims (1)

気筒内の混合気に点火する点火装置と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記筒内圧センサの出力値に基づいて、燃焼時期指標値の実値である実燃焼時期指標値を算出する第1の算出手段と、
算出された前記実燃焼時期指標値に基づいて、MBT点火時期で運転していたならば得られたであろう前記燃焼時期指標値の実値である実MBT時燃焼時期指標値を算出する第2の算出手段と、
前記実MBT時燃焼時期指標値と、MBT点火時期で点火が行われるときの前記燃焼時期指標値の目標値である目標MBT時燃焼時期指標値との差が小さくなるように点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for controlling an internal combustion engine comprising an ignition device for igniting an air-fuel mixture in a cylinder and an in-cylinder pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure,
First calculation means for calculating an actual combustion timing index value that is an actual value of the combustion timing index value based on an output value of the in-cylinder pressure sensor;
Based on the calculated actual combustion timing index value, an actual MBT combustion timing index value, which is an actual value of the combustion timing index value that would have been obtained if operated at the MBT ignition timing, is calculated. Two calculating means;
The ignition timing is controlled so that the difference between the actual MBT combustion timing index value and the target MBT combustion timing index value, which is the target value of the combustion timing index value when ignition is performed at the MBT ignition timing, is reduced. Ignition timing control means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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