WO2019138759A1 - 内燃機関の制御装置、内燃機関の制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to control of an automobile engine system, and more particularly to a technology effective for improving the efficiency of the engine system.
- a spark ignition engine widely used in automobiles has a problem that its efficiency is lower than that of a compression ignition engine because it is necessary to burn a low load pumping loss and a mixture of gases at a stoichiometric ratio.
- the specific heat ratio of the mixture increases, the theoretical thermal efficiency improves, and the pumping loss can be reduced at low load, so the thermal efficiency improves significantly. It is a means that can be realized.
- high ultra lean combustion than the excess air ratio is 2 from becoming below the minimum temperature at which the combustion temperature is NO X is discharged, a combustion can be realized high thermal efficiency and low exhaust simultaneously.
- Patent Document 1 “a crank angle detection unit that detects a crank angle, a combustion mass ratio calculation unit that calculates a combustion mass ratio, and a first crank angle that acquires a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio”
- Internal combustion comprising: crank angle acquisition means; and feedback control means for correcting the fuel injection amount so that the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle approaches the target value of the crank angle period.
- the above-mentioned patent document 1 calculates the heat release rate accompanying combustion by measuring the combustion pressure and crank angle of an engine, integrates it, and detects CA10 which is the timing which burned 10%, and is lean. It is a method to suppress the misfire of combustion. In this approach, although the occurrence of misfire can be suppressed, corresponding it is difficult to for the generation of NO X.
- an object of the present invention is to provide a highly efficient control device and control method for an internal combustion engine capable of stabilizing combustion and suppressing NO x emission amount without increasing mounting load to the ECU more than necessary. It is to do.
- the present invention detects an ignition plug for igniting a mixture of fuel and air in a combustion chamber, a combustion pressure estimation sensor for detecting a combustion pressure in the combustion chamber, and a crank angle of a crankshaft.
- a control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine comprising: an ignition timing of the spark plug calculated from a detection value of the combustion pressure estimation sensor and a detection value of the crank angle sensor;
- the MBT region is set based on the ignition delay period up to the combustion start timing in the room and the combustion period until the set amount combustion end timing when the set amount of combustion ends from the combustion start timing, and the set MBT
- the ignition timing of the spark plug may be controlled to be in a region.
- the present invention further includes the steps of: (a) measuring the number of revolutions of the crankshaft in the internal combustion engine, and estimating the torque of the internal combustion engine from any of intake air amount, fuel amount, thermal efficiency, and accelerator opening; b) The combustion pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine is measured, and combustion is started from the ignition timing of the spark plug based on the measured combustion pressure in the combustion chamber and the rotational speed of the crankshaft measured in the (a) step Calculating an ignition delay period up to the timing and a combustion period from the combustion start timing to the set amount combustion end timing at which the set amount of combustion ends; (c) the ignition delay period calculated in the step (b) Setting the MBT region based on the combustion period, and the spark plug being within the MBT region set in the step (c). And controlling the ignition timing.
- the present invention without increasing more than necessary to implement load on the ECU, can stabilize the NO X emissions suppression of combustion, implement a control method of the control apparatus and an internal combustion engine of high efficiency internal combustion engine can do.
- FIGS. 1 and 2 show the theoretical values of the thermal efficiency and the combustion temperature with respect to the excess air ratio (hereinafter also referred to as “ ⁇ ”) when the Otto cycle is a theoretical cycle.
- FIG. 3 is a view for explaining a schematic configuration of an engine system (internal combustion engine) of the present embodiment.
- the present engine system is a spark ignition engine provided with a spark plug 3 for igniting a mixture of fuel and air in the combustion chamber 9.
- the injector 1 injects fuel into an intake pipe for introducing air into the combustion chamber 9.
- the throttle 2 adjusts the amount of air supplied to the engine (combustion chamber 9).
- the amount of air entering the engine (combustion chamber 9) is measured by a sensor, the computer (controller 11) calculates the required fuel, and the injector 1 injects the fuel into the intake pipe at high pressure.
- a combustion pressure estimation sensor 6 for detecting a physical quantity correlated with the combustion pressure is installed in the combustion chamber 9.
- a distortion sensor that detects the amount of distortion (strain amount) of the wall surface of the combustion chamber 9 is detected in the combustion pressure estimation sensor 6.
- a crank angle sensor (rotation sensor) 7 for detecting the rotational position (crank angle) of the crankshaft 8 is installed in the engine. By using this crank angle sensor (rotation sensor) 7, the combustion pressure estimation sensor 6 And the rotation angle of the crank can be synchronized.
- An O 2 sensor 10 is installed in the exhaust pipe after the merging of the cylinders, and the O 2 sensor 10 measures the O 2 concentration in the exhaust to estimate the overall excess air ratio.
- the intake valve 4 and the exhaust valve 5 are respectively installed on the intake side and the exhaust side of the combustion chamber 9, and either of the phase timing (opening and closing timing) and the lift amount (opening degree) can be changed in these valves.
- a variable valve mechanism is mounted.
- the controller 11 reads the values of the combustion pressure estimation sensor 6 and the crank angle sensor (rotation sensor) 7, and based on these values, the injection amount and injection timing of the injector 1, the opening degree of the throttle 2, and the spark plug It has an ignition timing of 3, a variable amount of the intake valve 4, a control function for controlling the variable amount of the exhaust valve 5, and a driver function.
- FIG. 4 shows timings ( ⁇ Pmax , ⁇ P′′max ) defined from the output values of the combustion pressure estimation sensor 6 and the crank angle sensor (rotation sensor) 7.
- the timing ( ⁇ Pmax , ⁇ P′′max ) is the crank angle ( ⁇ Pmax ) at which the combustion pressure estimation sensor 6 is the maximum value, and the crank angle ( ⁇ P ) at which the combustion pressure estimation sensor 6 is at the maximum value of the second derivative. '' max ) is shown respectively.
- ⁇ P′′max is an ignition delay period from the ignition timing of the spark plug 3 to the combustion start timing in the combustion chamber 9, and ⁇ Pmax is a set amount combustion at which the set amount (predetermined) combustion ends from the combustion start timing It is a combustion period until the end timing.
- Formulas for calculating each parameter are defined as the following formulas (1) and (2).
- t 1 and t 2 indicate the timing (time base) of the falling edge of the crank angle sensor
- t m1 indicates the timing (time base) indicating the maximum value of the value (P) of the combustion pressure estimation sensor 6
- t m 2 The timing (time base) which shows the maximum value of the value (P '') of the 2nd derivative of the combustion pressure estimation sensor 6 is shown.
- ⁇ 1 and ⁇ 2 indicate the falling timing (crank angle base) of the crank angle sensor 7.
- ⁇ Pmax and ⁇ P′′max can be calculated. It can. From ⁇ Pmax and ⁇ P ′ ′ max , ⁇ Pmax and ⁇ P ′ ′ max are calculated and used for combustion control. Note that ⁇ Pmax is the crank period from ignition to the maximum value of the value (P) of the combustion pressure estimation sensor 6, and ⁇ P′′max is the second derivative of the combustion pressure estimation sensor 6 after ignition. It is defined as the crank period up to the maximum value (P ′ ′).
- ⁇ Pmax is correlated with the combustion period from ignition to the gravity center position of combustion
- ⁇ P′′max is correlated with the ignition delay period from the ignition to the start of heat generation. Therefore, it becomes possible to estimate combustion conditions simply by combining these two data.
- ⁇ Pmax and ⁇ P′′max do not require the accuracy of the absolute value of the output of the combustion pressure estimation sensor 6, for example, even if temperature drift of the output value of the pressure sensor or deterioration of the sensor occurs, it is accurate Can be measured. Furthermore, a sensor that measures engine vibration, head thermal strain (strain), combustion noise and the like can be used as a combustion pressure estimation sensor. That is, it can be said that combustion control by low-cost combustion detection can be realized by utilizing the defined timing ( ⁇ Pmax , ⁇ P′′max ).
- FIG. 5 shows the results of arranging the timings ( ⁇ Pmax , ⁇ P′′max ) calculated from the combustion pressure estimation sensor 6 of the actual engine for each combustion condition.
- the combustion conditions change the excess air ratio ⁇ and the ignition timing, respectively.
- ⁇ Pmax and ⁇ P′′max show linear correlations for each excess air ratio ⁇ .
- MBT Minimum Advance for Best Torque
- Region A The current ⁇ is larger than the target ⁇ , and the current ignition timing is retarded than the MBT.
- Region B The current ⁇ is larger than the target ⁇ .
- the current ignition timing is advanced than the MBT.
- C The current ⁇ is Region D that is smaller than the target ⁇ , and the current ignition timing is retarded than the MBT.
- D The current ⁇ is smaller than the target ⁇ , and the current ignition timing is more advanced than the MBT.
- Region A Advance the ignition timing after reducing ⁇ . That is, when the ignition delay period is large and the combustion period is long with respect to the set MBT region, the control is performed after controlling the injector 1 and the throttle 2 to be within the set excess air ratio region ⁇ . The ignition timing of the spark plug 3 is controlled to be in the MBT region.
- Region B Reduce ⁇ after retarding the ignition timing. That is, when the ignition delay period is long and the combustion period is short with respect to the set MBT region, the control of the ignition timing of the spark plug 3 so as to fall within the set MBT region is performed.
- the injector 1 and the throttle 2 are controlled to be in the rate area ⁇ .
- Region C Increase ⁇ after advancing the ignition timing. That is, when the ignition delay period overlaps the set MBT region and the combustion period is large, the control of the ignition timing of the spark plug 3 so as to fall within the set MBT region is followed by setting the excess air.
- the injector 1 and the throttle 2 are controlled to be in the rate area ⁇ .
- Region D Increase ⁇ after retarding the ignition timing. That is, when the ignition delay period overlaps the set MBT region and the combustion period is short, the air excess is set after controlling the ignition timing of the spark plug 3 so as to fall within the set MBT region.
- the injector 1 and the throttle 2 are controlled to be in the rate area ⁇ .
- the control to reduce the ⁇ is advanced first, and then the ignition timing is advanced.
- the control of ⁇ is determined by the amount of fuel and air supplied, the fluctuation is larger than the ignition timing. Since both ⁇ and ignition timing control required in the region A are controls in which knocking is likely to occur, knocking can be avoided by controlling ⁇ with a large variation factor first.
- the ignition timing is advanced and then ⁇ is increased. This is because it is necessary to give priority to the advance of the ignition timing because the probability of misfire becomes high when ⁇ is first increased.
- the timing ( ⁇ Pmax , ⁇ calculated from the respective output values of the combustion pressure estimation sensor 6 and the crank angle sensor (rotation sensor) 7 By classifying the combustion state based on P′′max ) and controlling the excess air ratio ⁇ and the ignition timing for the maximum torque ignition timing MBT according to each classification (operating range), the mounting load to the ECU is more than necessary without increasing the, it can be stabilized and NO X emissions suppression of combustion, it is possible to control the high-efficiency internal combustion engines.
- FIGS. 8 to 13 A control system for an internal combustion engine according to a second embodiment and a control method therefor will be described with reference to FIGS. 8 to 13.
- FIG. 8 shows the operating range of lean combustion near an excess air ratio ⁇ of 2.
- the above-mentioned first embodiment for realizing lean combustion is suitable for operation at medium load (operating range (region) H). From this, it is necessary to carry out combustion using EGR (Exhaust Gas Recirculation: exhaust gas recirculation) at an excess air ratio ⁇ of 1 at low load and high load (operating area (areas G, I)).
- EGR exhaust Gas Recirculation: exhaust gas recirculation
- ⁇ excess air ratio
- areas G, I operating area
- FIG. 9 shows a schematic configuration of an engine system (internal combustion engine) of the present embodiment for supplying EGR.
- the engine system (internal combustion engine) of the present embodiment is configured to have an EGR system in which a part of exhaust gas of the engine is connected to an intake pipe of the engine.
- the exhaust gas of the engine is supplied to the intake pipe of the engine through the EGR cooler 12 and the EGR valve 13.
- Engine cooling water is supplied to the EGR cooler 12 and the EGR is cooled to about 80 ° C. or less (not shown). With such a configuration, the cooled EGR can be supplied to the engine in any amount.
- the system of this embodiment is a system in which the excess air ratio ⁇ is 1 and the EGR is controlled to an arbitrary amount. Since it is established a three-way catalyst 14 in the exhaust pipe, unburned fuel and NO X is purified by three-way catalyst, it is converted into water vapor and CO 2, N 2. Although it is difficult to directly control the flow rate because the temperature and exhaust gas components are unstable, it is possible to control the EGR amount and MBT accurately by using the combustion control system of this embodiment. Further, the EGR rate (exhaust gas recirculation rate) decreases as the torques of both the operating areas (areas) I and G increase.
- the EGR rate is controlled to be higher as the load is lower.
- the amount of intake air increases as the torque increases due to the high load, and the EGR rate decreases.
- the EGR rate also changes with the intake air temperature. From the above, it is important to optimally control the EGR rate and perform the MBT operation in order to operate at high efficiency in the operating regions (regions) G and I.
- the EGR rate is defined as the following equation (3).
- the intake air flow rate (new air flow rate) taken from the outside through the throttle 2 and the exhaust side to the intake side through the EGR cooler 12 and the EGR valve 13
- the ratio of the EGR amount to the sum of the EGR amounts is the EGR rate.
- the specific control method is shown in FIGS. 11 and 12 in order to positively control the EGR rate in the operating region (region) I. It can be classified into the following regions A, B, C, D by ⁇ Pmax , ⁇ P′′max calculated from the output of the combustion pressure estimation sensor 6.
- Region A Current EGR is larger than target EGR, current ignition timing is retarded than MBT Region B: Current EGR is larger than target EGR, current ignition timing is advanced than MBT Region C: Current EGR is Region D that is smaller than the target EGR and the current ignition timing is retarded than the MBT Region D: The current EGR is smaller than the target EGR and the current ignition timing is more advanced than the MBT In each region when performing MBT and EGR control The control method is shown below.
- Region A Advance the ignition timing after decreasing the EGR rate.
- Region B Reduce the EGR rate after retarding the ignition timing.
- Region C Increase the EGR rate after advancing the ignition timing.
- Region D Increase the EGR rate after retarding the ignition timing.
- region A when the current EGR is larger than the target EGR and the current ignition timing is on the retard side of the MBT, the control to reduce the EGR rate is performed first, and then the ignition timing is advanced. Do.
- the control of the EGR rate is determined by the amount of fuel and air supplied, so the fluctuation is larger than that of the ignition timing. Since both the EGR rate and the ignition timing control required in the region A are controls in which knocking easily occurs, knocking can be avoided by controlling the EGR rate having a large variation factor first.
- region C when the current EGR is smaller than the target EGR and the current ignition timing is on the retard side of MBT, the ignition timing is advanced first, and then the EGR rate is increased. This is because when the EGR rate is first increased, the probability of misfire increases, so it is necessary to give priority to advancing the ignition timing.
- the EGR rate is determined depending on the amount of intake air for operation at high load, so it is difficult to control. Therefore, as shown in FIG. 13, the ignition timing is controlled, and the EGR rate is controlled in the MBT region. Specifically, in the region K, the ignition timing is retarded, and in the region J, the ignition timing is advanced to control to be in the MBT region.
- the timing ( ⁇ Pmax , ⁇ calculated from the respective output values of the combustion pressure estimation sensor 6 and the crank angle sensor (rotation sensor) 7 The combustion state is classified based on P′′max ), and the EGR rate (exhaust gas recirculation rate) and the ignition timing for the maximum torque ignition timing MBT are controlled according to each classification (operating range), thereby implementing the ECU on the ECU without increasing more than necessary load, it can be stabilized and NO X emissions suppression of combustion, it is possible to control the high-efficiency internal combustion engines.
- FIG. 14 is a flow chart showing a control method for each combustion area (area) shown in FIG.
- step S101 the number of revolutions of the engine is measured to estimate torque.
- the rotation speed is measured by a rotation sensor (crank angle sensor) 7 of the crankshaft 8.
- the torque is estimated from any of the intake air amount, the fuel amount, the thermal efficiency, and the accelerator opening.
- step S102 ⁇ Pmax and ⁇ P′′max are calculated based on the measurement value of the combustion pressure estimation sensor 6.
- step S103 the combustion range (area) determination shown in FIG. 8 is performed.
- the combustion region (region) is G or I
- the combustion area (area) is G
- ignition timing control according to the area is performed in step S106. If the combustion area (area) is I, one of the areas A, B, C, and D is determined in step S107 (see FIG. 11), and the ignition timing and EGR rate are determined according to the area in step S108. Control (see FIG. 12).
- the timing it is possible to stabilize the combustion and to suppress the NO x emission amount without increasing the mounting load to the ECU more than necessary, and it is possible to control the internal combustion engine with high efficiency.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
- the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
- part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
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Abstract
ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御装置とその制御方法を提供する。このため、燃焼室内の燃料と空気の混合気に点火する点火プラグと、前記燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧推定センサと、クランク軸のクランク角度を検出するクランク角度センサと、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記燃焼圧推定センサの検出値および前記クランク角度センサの検出値から算出した前記点火プラグの点火タイミングから前記燃焼室内での燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間と、前記燃焼開始タイミングから設定量の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間と、に基づいてMBT領域が設定され、当該設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御する。
Description
本発明は、自動車用エンジンシステムの制御に係り、特に、エンジンシステムの高効率化に有効な技術に関する。
自動車のCO2規制およびRDE規制(Real Driving Emission:実路走行排気)導入の対応のために、エンジンの高効率化が求められている。自動車で幅広く利用されている火花点火エンジンは、低負荷のポンピングロスや、混合気を量論比で燃焼させる必要があることから、圧縮着火エンジンに比べ、効率が低いという課題がある。
火花点火エンジンにて空気や不活性ガスによるリーン燃焼をさせることは、混合気の比熱比が高まり、理論熱効率が向上することや、低負荷においてポンピングロスを低減できることから、大幅な熱効率の向上を実現できる手段である。特に、空気過剰率が2よりも高い超リーン燃焼は、燃焼温度がNOXが排出される最低温度以下になることから、高熱効率と低排気を同時に実現できる燃焼である。
しかしながら、超リーン燃焼は、空気過剰率が所定値よりも大きくなると燃焼が不安定になり、また、空気過剰率が所定値よりも小さくなるとNOXを排出してしまうという課題がある。そのため、失火防止と低NOX化に同時に対応するために高精度に空気過剰率を制御し、安定した燃焼を行う必要がある。
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には「クランク角度を検出するクランク角度検出手段と、燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値が当該クランク角期間の目標値に近づくように、燃料噴射量を補正するフィードバック制御手段と、を備える内燃機関の制御装置」が開示されている。
上記特許文献1は、エンジンの燃焼圧力とクランク角度を計測することで、燃焼に伴う熱発生率を算出し、それを積算して、10%燃焼したタイミングであるCA10を検出することで、リーン燃焼の失火を抑制する手法である。この手法においては、失火の発生を抑制できるが、NOXの発生に対しては対応することが難しい。
また、燃焼圧力から熱発生率を算出する必要があるため、ECU(Engine Control Unit:エンジン制御装置)への実装負荷が高くなること、燃焼圧力の絶対値の計測誤差による影響が大きくなることから、実現性に課題がある。
そこで、本発明の目的は、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御装置とその制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼室内の燃料と空気の混合気に点火する点火プラグと、前記燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧推定センサと、クランク軸のクランク角度を検出するクランク角度センサと、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記燃焼圧推定センサの検出値および前記クランク角度センサの検出値から算出した前記点火プラグの点火タイミングから前記燃焼室内での燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間と、前記燃焼開始タイミングから設定量の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間と、に基づいてMBT領域が設定され、当該設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御することを特徴とする。
また、本発明は、(a)内燃機関内のクランク軸の回転数を計測し、吸入空気量、燃料量、熱効率、アクセル開度のいずれかより前記内燃機関のトルクを推定するステップと、(b)前記内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を計測し、当該計測した前記燃焼室内の燃焼圧および前記(a)ステップにおいて計測した前記クランク軸の回転数に基づき、点火プラグの点火タイミングから燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間と、前記燃焼開始タイミングから設定量の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間を算出するステップと、(c)前記(b)ステップで算出した点火遅れ期間および燃焼期間に基づき、MBT領域を設定するステップと、を有し、前記(c)ステップで設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御することを特徴とする。
本発明によれば、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を実現することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
先ず、図1および図2を参照して、リーン燃焼の内燃機関(リーンバーンエンジン)の特性について説明する。図1,図2は、オットーサイクルを理論サイクルとした時の空気過剰率(以下、「λ」とも表記する)に対する熱効率と燃焼温度の理論値を示している。
図1および図2に示すように、リーンバーンエンジンでは、空気過剰率λが高くなるのに従い、作動流体(空気と燃料の混合気)の比熱比が高まることで、理論熱効率が向上し、燃焼温度が下がることが分かる。通常、燃焼温度が1800K以下の場合、理論的にはNOXが排出されないことから、空気過剰率λが1.8以上の場合、高熱効率と低NOXが両立することがわかる。
一方、空気過剰率λが高くなると、層流燃焼速度が小さくなるため、空気過剰率λを高くするには限界がある。このことから、リーン燃焼は、空気過剰率λの狭いエリアで燃焼させる必要がある。つまり、安定した燃焼で、なおかつ、低NOXのリーン燃焼を実現するためには、限られた狭いエリアにおいて、空気過剰率λの正確な制御が必要となる。
次に、図3から図7を参照して、実施例1の内燃機関の制御装置とその制御方法について説明する。図3は、本実施例のエンジンシステム(内燃機関)の概略構成を説明するための図である。図3に示すように、本エンジンシステムは燃焼室9内の燃料と空気の混合気に点火する点火プラグ3を備えた火花点火エンジンである。インジェクタ1により、燃焼室9へ空気を導入する吸気管内に燃料が噴射される。また、スロットル2により、エンジン(燃焼室9)に供給される空気量が調整される。エンジン(燃焼室9)に入る空気の量をセンサにて計測し、コンピュータ(コントローラ11)が必要な燃料を計算して、インジェクタ1により燃料が吸気管内に高圧噴射される。
燃焼室9には燃焼圧力と相関のある物理量を検出する燃焼圧推定センサ6が設置されている。この燃焼圧推定センサ6には、例えば、燃焼室9内の圧力を検出する圧力センサの他に、燃焼室9の壁面の歪量(ひずみ量)を検出する歪センサ、燃焼に伴う振動を検出する振動センサや加速度センサ、燃焼室9で発生する音を検出する音センサ、燃焼に伴い発生するイオン電流を計測する電流計などを用いる。
エンジン内にはクランク軸8の回転位置(クランク角度)を検出するクランク角度センサ(回転センサ)7が設置されており、このクランク角度センサ(回転センサ)7を用いることで、燃焼圧推定センサ6の出力値とクランクの回転角度を同期することができる。
各気筒の合流後の排気管にはO2センサ10が設置されており、このO2センサ10により、排気中のO2濃度を計測し、全体の空気過剰率を推定する。
燃焼室9の吸気側と排気側には、それぞれ吸気バルブ4、排気バルブ5が設置されており、これらのバルブには位相時期(開閉タイミング)およびリフト量(開度)のいずれかを変化できる可変バルブ機構が搭載されている。
コントローラ11は、燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各センサの値を読み込み、これらの値をもとにインジェクタ1の噴射量および噴射時期、スロットル2の開度、点火プラグ3の点火時期、吸気バルブ4の可変量、排気バルブ5の可変量を制御する制御機能およびドライバ機能を有する。
図4は燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各出力値から定義したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)について示している。このタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)は、燃焼圧推定センサ6の最大値となるクランク角度(Δθ Pmax)、燃焼圧推定センサ6の二回微分の最大値となるクランク角度(Δθ P’’max)をそれぞれ示す。
Δθ P’’maxは点火プラグ3の点火タイミングから燃焼室9内での燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間であり、Δθ Pmaxは燃焼開始タイミングから設定量(所定)の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間である。
各パラメータの算出式を以下の式(1),(2)と定義する。
ここで、t1、t2はクランク角度センサの立下りのタイミング(時間ベース)を、tm1は燃焼圧推定センサ6の値(P)の最大値を示すタイミング(時間ベース)、tm2は燃焼圧推定センサ6の二回微分の値(P”)の最大値を示すタイミング(時間ベース)を示す。
また、θ1、θ2はクランク角度センサ7の立下りのタイミング(クランク角度ベース)を示す。
また、θ1、θ2はクランク角度センサ7の立下りのタイミング(クランク角度ベース)を示す。
式(1),(2)により、クランク角度センサ7の立ち下がり周期が例えば10deg毎と比較的粗い(周期が長い)場合においても、正確なθ Pmax,θ P’’maxを算出することができる。θ Pmax,θ P’’maxより、Δθ PmaxおよびΔθ P’’maxを算出し、燃焼制御へ活用する。なお、Δθ Pmaxは、点火してから、燃焼圧推定センサ6の値(P)の最大値までのクランク期間、Δθ P’’maxは、点火してから燃焼圧推定センサ6の二回微分の値(P”)の最大値までのクランク期間と定義した。
Δθ Pmaxは、点火から燃焼の重心位置までの燃焼期間と相関を示し、Δθ P’’maxは、点火から熱発生が開始するまでの点火遅れ期間と相関を示す。そのため、これらの2つのデータを組み合わせることで、燃焼条件を簡易的に推定することが可能となる。
Δθ Pmax,Δθ P’’maxは、燃焼圧推定センサ6の出力の絶対値の精度を必要としないことから、例えば、圧力センサの出力値の温度ドリフトやセンサの劣化が起こった場合でも、正確に計測することができる。さらに、エンジンの振動やヘッドの熱歪(ひずみ)、燃焼音などを計測するセンサを燃焼圧推定センサとして活用することができる。つまり、定義したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)を活用することで、低コストな燃焼検知による燃焼制御を実現できるといえる。
図5は、実機エンジンの燃焼圧推定センサ6から算出したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)を燃焼条件毎に整理した結果である。燃焼条件は、空気過剰率λと点火時期をそれぞれ変化させている。
この結果より、空気過剰率λ毎にΔθ Pmax,Δθ P’’maxは線形の相関を示す。また、各λにおける最大トルク点火時期(MBT:Minimum Advance for Best Torque)は、Δθ Pmax,Δθ P’’maxの領域を持つことがわかる。これらのことから、Δθ Pmax,Δθ P’’maxを活用することで、λとMBTの両方を同時に制御することが可能となる。
次に、図6および図7を用いて、本実施例における具体的な内燃機関の制御手順(方法)について説明する。ここでは、目標とする空気過剰率λを2とした場合の制御手順の例を説明する。
図7に示すように、MBTとなる点Eを目標とした場合、燃焼圧推定センサ6の出力から算出したΔθ Pmax,Δθ P’’maxにより、以下の領域A,B,C,Dに分類することができる。(図6参照)
領域A:現在λが目標λよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域B:現在λが目標λよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも進角側
領域C:現在λが目標λよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域D:現在λが目標λよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも進角側
MBTおよびλ制御を実施する際の各領域における制御方法を以下に示す。
領域A:現在λが目標λよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域B:現在λが目標λよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも進角側
領域C:現在λが目標λよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域D:現在λが目標λよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも進角側
MBTおよびλ制御を実施する際の各領域における制御方法を以下に示す。
領域A:λを小さくした後に点火時期を進角化する。すなわち、設定されたMBT領域に対して、点火遅れ期間が大きく、かつ燃焼期間が大きい場合、設定された空気過剰率領域λ内に入るようにインジェクタ1およびスロットル2を制御した後、設定されたMBT領域内に入るように点火プラグ3の点火タイミングを制御する。
領域B:点火時期を遅角化した後にλを小さくする。すなわち、設定されたMBT領域に対して、点火遅れ期間が大きく、かつ燃焼期間が小さい場合、設定されたMBT領域内に入るように点火プラグ3の点火タイミングを制御した後、設定された空気過剰率領域λ内に入るようにインジェクタ1およびスロットル2を制御する。
領域C:点火時期を進角化した後にλを大きくする。すなわち、設定されたMBT領域に対して、点火遅れ期間が重なり、かつ燃焼期間が大きい場合、設定されたMBT領域内に入るように点火プラグ3の点火タイミングを制御した後、設定された空気過剰率領域λ内に入るようにインジェクタ1およびスロットル2を制御する。
領域D:点火時期を遅角化した後にλを大きくする。すなわち、設定されたMBT領域に対して、点火遅れ期間が重なり、かつ燃焼期間が小さい場合、設定されたMBT領域内に入るように点火プラグ3の点火タイミングを制御した後、設定された空気過剰率領域λ内に入るようにインジェクタ1およびスロットル2を制御する。
領域B,Dのように、現在点火時期がMBTよりも進角側にある場合は、ノッキング等の異常燃焼が起きやすい状態であることから、点火時期の遅角制御を優先して行う。
一方、領域Aのように、現在λが目標λよりも大きく、かつ現在点火時期がMBTよりも遅角側の場合は、λを小さくする制御を先に実施した後に点火時期を進角化する。λの制御は、燃料と空気の供給量で決定されることから、点火時期に比べ、変動が大きくなる。領域Aで必要とされるλおよび点火時期制御は、両方ともノッキングが起こりやすくなる制御であることから、変動要因の大きいλを先に制御することで、ノッキングを回避することができる。
また、領域Cのように、現在λが目標λより小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側の場合は、まず点火時期を進角化した後、λを大きくする。これは、先にλを大きくした場合、失火の確率が高くなることから、点火時期の進角化を優先する必要があるためである。
以上のような制御手順にすることで、ノッキング、失火を起こさずに、各燃焼領域A~Dにおいて、目標とする空気過剰率λ、最大トルク点火時期MBTへ制御することが可能となる。
以上説明したように、本実施例の内燃機関の制御装置とその制御方法によれば、燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各出力値から算出したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)に基づいて燃焼状態を分類し、各分類(運転域)に応じて空気過剰率λ、最大トルク点火時期MBTに対する点火時期を制御することで、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御を行うことができる。
図8から図13を参照して、実施例2の内燃機関の制御装置とその制御方法について説明する。
実施例1のように空気過剰率λが2付近のリーン燃焼においては、過給器等の補機類の搭載性に制約を受けることから、幅広い回転数、トルク域にて実現することが難しい。図8に空気過剰率λが2付近のリーン燃焼の運転域について示す。
低負荷では点火時の混合気温度が低いことでリーン燃焼を実現することが難しく、また高負荷はターボ等の補機が必要となる。そのため、リーン燃焼を実現する上記実施例1は、中負荷での運転に向いているといえる(運転域(領域)H)。このことから、低負荷および高負荷では空気過剰率λが1でEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気ガス還流)を使った燃焼を実施する必要がある(運転域(領域)G,I)。低負荷では、EGRを使うことでポンピングロスが低減し、高負荷では、EGRを使うことで燃焼温度低下により冷却損失低減と耐ノッキング性向上により高効率化を実現できる。
図9にEGRを供給する本実施例のエンジンシステム(内燃機関)の概略構成を示す。
本実施例のエンジンシステム(内燃機関)は、図9に示すように、エンジンの排ガスの一部がエンジンの吸気管に接続されるEGRシステムを持つ構成である。エンジンの排ガスはEGRクーラ12およびEGRバルブ13を通って、エンジンの吸気管に供給される。
EGRクーラ12には、エンジンの冷却水が供給され、EGRは約80℃以下に冷やされる(図示せず)。このような構成とすることで、冷却されたEGRを任意の量でエンジンに供給することができる。
本実施例のエンジンシステム(内燃機関)は、図9に示すように、エンジンの排ガスの一部がエンジンの吸気管に接続されるEGRシステムを持つ構成である。エンジンの排ガスはEGRクーラ12およびEGRバルブ13を通って、エンジンの吸気管に供給される。
EGRクーラ12には、エンジンの冷却水が供給され、EGRは約80℃以下に冷やされる(図示せず)。このような構成とすることで、冷却されたEGRを任意の量でエンジンに供給することができる。
本実施例のシステムは空気過剰率λが1であり、EGRを任意の量に制御するシステムである。排気管に三元触媒14を設置していることから、未燃燃料やNOXは三元触媒で浄化され、水蒸気とCO2、N2へ変換される。EGR量は温度や排ガス成分が不安定であることから、流量を直接制御することが難しいが、本実施例の燃焼制御システムを用いることで、正確なEGR量とMBTを制御が可能となる。また運転域(領域)I,Gは共にトルクが高いほど、EGR率(排気ガス還流率)が小さくなる。
運転域(領域)Iについては、ポンピングロスを小さくするために、低負荷ほどEGR率が高くなるように制御する。また、運転域(領域)Gについては、高負荷のために、トルクが高くなるほど吸入空気量が増加し、EGR率が小さくなる。EGR率は、吸入空気温度によっても変化する。以上のことから、運転域(領域)G,Iで高効率に運転するには、EGR率を最適に制御し、かつMBT運転をすることが重要である。
EGRシステムにおいて、点火時期を変化させた際、図10に示すΔθ Pmax、Δθ P’’maxにより、整理できる。なおEGR率は以下の式(3)のように定義する。
図9に示す本実施例の内燃機関(エンジンシステム)では、スロットル2を介して外部から取り込む吸入空気流量(新気流量)とEGRクーラ12およびEGRバルブ13を介して排気側から吸気側に戻すEGR量の和に対するEGR量の比率がEGR率となる。
EGR率が高くなると、エンジン(燃焼室9)に吸入されるガスの中に不活性であるCO2,水蒸気の割合が多くなり、燃焼は遅くなる傾向になる。そのため、同じ点火時期の場合、EGR率が大きくなるに従い、Δθ Pmax,Δθ P’’maxが大きくなる。そして、点火時期を変えた場合は、図10に示すように各EGR率で点火時期を変化させるとΔθ Pmax,Δθ P’’maxは線形の関係を示す。さらに各EGR率において、所定のMBT領域が存在することから、EGR率とMBTを同時に制御することが可能となる。
運転域(領域)IではEGR率を積極的に制御するために、その具体的な制御方法を図11および図12に示す。燃焼圧推定センサ6の出力から算出したΔθ Pmax,Δθ P’’maxにより、以下の領域A,B,C,Dに分類することができる。(図12参照)
領域A:現在EGRが目標EGRよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域B:現在EGRが目標EGRよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも進角側
領域C:現在EGRが目標EGRよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域D:現在EGRが目標EGRよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも進角側
MBTおよびEGR制御を実施する際の各領域における制御方法を以下に示す。
領域A:現在EGRが目標EGRよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域B:現在EGRが目標EGRよりも大きく、現在点火時期がMBTよりも進角側
領域C:現在EGRが目標EGRよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側
領域D:現在EGRが目標EGRよりも小さく、現在点火時期がMBTよりも進角側
MBTおよびEGR制御を実施する際の各領域における制御方法を以下に示す。
領域A:EGR率を小さくした後に点火時期を進角化する。
領域B:点火時期を遅角化した後にEGR率を小さくする。
領域C:点火時期を進角化した後にEGR率を大きくする。
領域D:点火時期を遅角化した後にEGR率を大きくする。
領域B,Dのように、現在点火時期がMBTよりも進角側にある場合は、ノッキング等の異常燃焼が起きやすい状態であることから、点火時期の遅角制御を優先して行う。
一方、領域Aのように、現在EGRが目標EGRよりも大きく、かつ現在点火時期がMBTよりも遅角側の場合は、EGR率を小さくする制御を先に実施した後に点火時期を進角化する。EGR率の制御は、燃料と空気の供給量で決定されることから、点火時期に比べ、変動が大きくなる。領域Aで必要とされるEGR率および点火時期制御は、両方ともノッキングが起こりやすくなる制御であることから、変動要因の大きいEGR率を先に制御することで、ノッキングを回避することができる。
また、領域Cのように、現在EGRが目標EGRより小さく、現在点火時期がMBTよりも遅角側の場合は、まず点火時期を進角化した後、EGR率を大きくする。これは、先にEGR率を大きくした場合、失火の確率が高くなることから、点火時期の進角化を優先する必要があるためである。
以上のような制御手順にすることで、ノッキング、失火を起こさずに、各燃焼領域A~Dにおいて、目標とするEGR率(排気ガス還流率)、最大トルク点火時期MBTへ制御することが可能となる。
なお、図8の運転域(領域)Gにおいては、高負荷での運転のため、EGR率は吸入空気量に依存して決められることから、制御することが難しい。そのため、図13に示すように、点火時期を制御し、EGR率毎にMBT領域に制御する。具体的には領域Kでは点火時期を遅角化し、領域Jでは点火時期を進角化することで、MBT領域内となるように制御する。
以上説明したように、本実施例の内燃機関の制御装置とその制御方法によれば、燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各出力値から算出したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)に基づいて燃焼状態を分類し、各分類(運転域)に応じてEGR率(排気ガス還流率)、最大トルク点火時期MBTに対する点火時期を制御することで、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御を行うことができる。
図14を参照して、実施例3の内燃機関の制御方法について説明する。図14は、図8に示す燃焼域(領域)毎の制御方法を示すフローチャートである。
先ず、ステップS101にて、エンジンの回転数を計測し、トルクを推定する。回転数はクランク軸8の回転センサ(クランク角度センサ)7により計測する。トルクは吸入空気量、燃料量、熱効率、アクセル開度のいずれかより推定する。
次に、ステップS102にて、燃焼圧推定センサ6の計測値をもとにΔθ Pmax,Δθ P’’maxを算出する。
その後、ステップS103にて、図8に示した燃焼域(領域)判定を実施する。燃焼域(領域)がG若しくはIの時は、空気過剰率λ=1でEGR率を制御する燃焼であることから、ステップS104にて、Δθ Pmax,Δθ P’’maxを軸にしたEGR率、MBTのマップを読み込む(図10参照)。このマップはエンジンの回転数及びトルク毎に決められる。燃焼域(領域)がGのときはステップS105にて図13に示す領域K,Jを判定した後に、ステップS106にて領域に応じた点火時期制御を実施する。また、燃焼域(領域)がIの場合は、ステップS107にて領域A,B,C,Dのいずれかを判定し(図11参照)、ステップS108にて領域に応じて点火時期とEGR率を制御する(図12参照)。
一方、ステップS103にて、燃焼域(領域)Hと判定された場合は、空気過剰率λ=1.8以上のリーン燃焼であるため、ステップS109にてΔθ Pmax,Δθ P’’maxを軸にした空気過剰率λ、MBTのマップを読み込む(図7参照)。続いて、ステップS110にて、領域A,B,C,Dの判定を実施し(図7参照)、ステップS111にて領域に応じた点火時期、空気過剰率λの制御を実施する。(図6参照)
以上説明したように、本実施例の内燃機関の制御方法によれば、燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各出力値から算出したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)に基づいて燃焼状態を分類し、各分類(運転域)に応じて空気過剰率λ及び最大トルク点火時期MBTに対する点火時期、またはEGR率(排気ガス還流率)及び最大トルク点火時期MBTに対する点火時期を制御することで、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御を行うことができる。
以上説明したように、本実施例の内燃機関の制御方法によれば、燃焼圧推定センサ6およびクランク角度センサ(回転センサ)7の各出力値から算出したタイミング(Δθ Pmax,Δθ P’’max)に基づいて燃焼状態を分類し、各分類(運転域)に応じて空気過剰率λ及び最大トルク点火時期MBTに対する点火時期、またはEGR率(排気ガス還流率)及び最大トルク点火時期MBTに対する点火時期を制御することで、ECUへの実装負荷を必要以上に増やすことなく、燃焼の安定化とNOX排出量の抑制が可能で、高効率な内燃機関の制御を行うことができる。
なお、以上で説明した各実施例による制御の実施の有無は、例えば、内燃機関(エンジン)が搭載される自動車のECU(Engine Control Unit)からの出力信号(波形)や燃焼室へのセンサ(燃焼圧推定センサ)の設置の有無等から確認することができる。
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1…インジェクタ、2…スロットル、3…点火プラグ、4…吸気バルブ、5…排気バルブ、6…燃焼圧推定センサ、7…回転センサ(クランク角度センサ)、8…クランク軸、9…燃焼室、10…O2(濃度)センサ、11…コントローラ、12…EGRクーラ、13…EGRバルブ、14…三元触媒。
Claims (13)
- 燃焼室内の燃料と空気の混合気に点火する点火プラグと、
前記燃焼室内の燃焼圧を検出する燃焼圧推定センサと、
クランク軸のクランク角度を検出するクランク角度センサと、
を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼圧推定センサの検出値および前記クランク角度センサの検出値から算出した前記点火プラグの点火タイミングから前記燃焼室内での燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間と、前記燃焼開始タイミングから設定量の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間と、に基づいてMBT領域が設定され、
当該設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、前記燃焼室へ供給される空気量を制御するスロットルと、
前記燃焼室へ空気を導入する吸気管内に燃料を噴射するインジェクタと、をさらに備え、
前記点火遅れ期間および前記燃焼期間に基づいて空気過剰率領域が設定され、
当該設定された空気過剰率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記点火遅れ期間は、前記点火プラグの点火タイミングから前記燃焼圧推定センサの検出値の2回微分値が最大値となるまでのクランク角度から算出される内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼期間は、前記燃焼開始タイミングから前記燃焼圧推定センサの検出値が最大値となるまでのクランク角度から算出される内燃機関の制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記設定されたMBT領域に対して、前記点火遅れ期間が大きく、かつ前記燃焼期間が大きい場合、前記設定された空気過剰率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御した後、前記設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記設定されたMBT領域に対して、前記点火遅れ期間が大きく、かつ前記燃焼期間が小さい場合、前記設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御した後、前記設定された空気過剰率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記設定されたMBT領域に対して、前記点火遅れ期間が重なり、かつ前記燃焼期間が大きい場合、前記設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御した後、前記設定された空気過剰率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記設定されたMBT領域に対して、前記点火遅れ期間が重なり、かつ前記燃焼期間が小さい場合、前記設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御した後、前記設定された空気過剰率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、前記燃焼室から排出される排気ガスの一部を前記吸気管内に戻すEGRシステムをさらに備え、
前記点火遅れ期間および前記燃焼期間に基づいてEGR率領域が設定され、
当該設定されたEGR率領域内に入るように前記スロットルおよび前記インジェクタを制御する内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼圧推定センサは、前記燃焼室内の圧力を検出する圧力センサ、前記燃焼室の振動を検出する振動センサ、前記燃焼室の振動を検出する加速度センサ、前記燃焼室で発生する音を検出する音センサ、前記燃焼室の壁面に発生する歪を検出する歪センサ、燃焼に伴い発生するイオン電流を計測する電流計のいずれかである内燃機関の制御装置。 - (a)内燃機関内のクランク軸の回転数を計測し、吸入空気量、燃料量、熱効率、アクセル開度のいずれかより前記内燃機関のトルクを推定するステップと、
(b)前記内燃機関の燃焼室内の燃焼圧を計測し、当該計測した前記燃焼室内の燃焼圧および前記(a)ステップにおいて計測した前記クランク軸の回転数に基づき、点火プラグの点火タイミングから燃焼開始タイミングまでの点火遅れ期間と、前記燃焼開始タイミングから設定量の燃焼が終了する設定量燃焼終了タイミングまでの燃焼期間を算出するステップと、
(c)前記(b)ステップで算出した点火遅れ期間および燃焼期間に基づき、MBT領域を設定するステップと、
を有し、
前記(c)ステップで設定されたMBT領域内に入るように前記点火プラグの点火タイミングを制御する内燃機関の制御方法。 - 請求項11に記載の内燃機関の制御方法であって、
(d)前記(a)ステップにおいて計測したクランク軸の回転数および推定したトルクに基づき、燃焼域を判定するステップと、をさらに有し、
前記(d)ステップにおいて判定した燃焼域に応じて、前記点火プラグの点火タイミングを制御する内燃機関の制御方法。 - 請求項12に記載の内燃機関の制御方法であって、
前記(d)ステップにおいて判定した燃焼域に応じて、前記内燃機関のEGRシステム、または前記内燃機関のスロットルおよびインジェクタを制御する内燃機関の制御方法。
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