WO2022224516A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022224516A1
WO2022224516A1 PCT/JP2022/002721 JP2022002721W WO2022224516A1 WO 2022224516 A1 WO2022224516 A1 WO 2022224516A1 JP 2022002721 W JP2022002721 W JP 2022002721W WO 2022224516 A1 WO2022224516 A1 WO 2022224516A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion
internal combustion
combustion engine
control device
period
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/002721
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
邦彦 鈴木
Original Assignee
日立Astemo株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社 filed Critical 日立Astemo株式会社
Priority to JP2023516278A priority Critical patent/JP7431381B2/ja
Priority to US18/280,285 priority patent/US20240068423A1/en
Priority to CN202280019528.6A priority patent/CN116981841A/zh
Priority to DE112022000517.3T priority patent/DE112022000517T5/de
Publication of WO2022224516A1 publication Critical patent/WO2022224516A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F02D35/024—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1445—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being related to the exhaust flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/02—Checking or adjusting ignition timing
    • F02P17/04—Checking or adjusting ignition timing dynamically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/153—Digital data processing dependent on combustion pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1516—Digital data processing using one central computing unit with means relating to exhaust gas recirculation, e.g. turbo
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/005—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by weakening or suppression of sparks to limit the engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
  • a combustion control technology for improving the combustion performance of an internal combustion engine by recirculating (recirculating) part of the exhaust gas diverted from the exhaust pipe of the internal combustion engine to the intake pipe.
  • this control technology while controlling the amount of air taken into the engine and the ratio of exhaust gas recirculation by the valve opening, the relationship between the amount of fresh air detected by the intake air amount sensor and the exhaust gas recirculation ratio is used.
  • a system that controls the amount of fuel injection and ignition timing.
  • a lean burn system that burns with a fuel mixture lean relative to the stoichiometric mixture ratio.
  • the amount of air taken into the engine is controlled by the valve opening, and the fuel injection amount and ignition timing are adjusted based on the relationship between the amount of fresh air detected by the intake air amount sensor and the target air-fuel ratio.
  • a controlled system is realized.
  • the torsional vibration torque generated in the crank mechanism is estimated based on information on the crank angle and angular acceleration based on the crank angle sensor, and based on this, the dynamic relationship of the crank mechanism is calculated. It is disclosed to calculate the combustion pressure in the cylinder to be guided and use it for correction control of ignition timing and EGR rate.
  • the method of calculating the in-cylinder combustion pressure using the dynamic relationship of the crank mechanism from the crank angle sensor information requires a large amount of calculation and requires high accuracy of the crank angle sensor. There was a problem that the cost of
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can detect the combustion state in a cylinder without using an in-cylinder sensor and reduce manufacturing costs.
  • an internal combustion engine control apparatus of the present invention calculates a first combustion timing or a first combustion period in a cylinder of an internal combustion engine from a crank angle detected by a crank angle sensor, A heat release rate is calculated based on the combustion timing or the first combustion period, a cylinder pressure and a cylinder unburned gas temperature are calculated based on the heat release rate, and the cylinder pressure and the cylinder unburned gas temperature are calculated.
  • a processor is provided that calculates a first combustion rate based on the gas temperature and learns a correspondence relationship between the first combustion rate and the first combustion timing or the first combustion period.
  • the combustion state in the cylinder can be detected without using an in-cylinder sensor, and the manufacturing cost can be reduced. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine system to be controlled by an engine control system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a block diagram which shows the hardware structural example of ECU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating control blocks for calculating a throttle valve opening command value, an EGR valve opening command value, and a fuel injection valve driving pulse command value;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an intake metering control block that calculates a current charging efficiency value and a current EGR rate value;
  • FIG. 5 is a diagram illustrating control blocks for calculating a throttle valve opening command value, an EGR valve opening command value, and a fuel injection valve driving pulse command value
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an intake metering control block that calculates a current charging efficiency value and a current EGR rate value
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a physical model that is taken into account when constructing a throttle valve and an EGR valve opening degree control model that achieve a target charging efficiency and a target EGR rate; It is a figure explaining the method of calculating a target valve-opening degree based on a valve passage flow calculation model using a valve cross-sectional schematic diagram.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an overview of a control block that corrects the fuel injection amount and the EGR valve opening based on the combustion state detected based on the crank angle sensor; 1 illustrates a typical heat release rate profile found in an engine and typical combustion duration/timing;
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a method of detecting MFB50 timing based on a crank angle sensor signal; FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between maximum angular acceleration and MFB50; It is a figure explaining the relationship between IG50 and IG10 and IG90. It is a figure explaining the heat release rate accompanying combustion.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating an in-cylinder pressure;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method of calculating an in-cylinder temperature and an unburned gas temperature; It is a figure explaining the relationship between a combustion speed and a combustion period.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the difference in combustion period on the heat release rate;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of a difference in combustion period on in-cylinder pressure; It is a figure explaining the influence which the difference of a combustion period has on temperature.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the effects of pressure, unburned gas temperature, and equivalence ratio (0.6) on the laminar burning velocity of gasoline.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the effects of pressure, unburned gas temperature, and equivalence ratio (1.0) on the laminar burning velocity of gasoline.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the effects of pressure, unburned gas temperature, and equivalence ratio (1.3) on the laminar burning velocity of gasoline.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the EGR rate on the laminar burning speed of gasoline;
  • FIG. 4 is a diagram explaining a method of learning the relationship between the combustion speed and the combustion period;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method for learning the relationship between the combustion speed and the combustion period based on the sequential least-squares algorithm and its flow chart.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the tendency of IG50 with respect to rotational speed and charging efficiency;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a flowchart relating to a combustion control method using combustion detection information based on a crank angle sensor in a lean burn system;
  • FIG. 5 is a time chart for explaining behavior when combustion control is executed using combustion detection information based on a crank angle sensor in a lean burn system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a flowchart relating to a combustion control method using combustion detection information based on a crank angle sensor in an EGR system;
  • FIG. 4 is a time chart for explaining behavior when combustion control is executed using combustion detection information based on a crank angle sensor in the EGR combustion system.
  • the present embodiment aims to keep the EGR control accuracy and the air-fuel ratio at a high level, and prevent the combustion failure of the internal combustion engine due to these control errors.
  • constituent elements having substantially the same function or configuration are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration example of the entire engine system to be controlled by the engine control system according to one embodiment of the present invention.
  • the engine system includes an internal combustion engine 1, an accelerator position sensor 2, an air flow sensor 3, a throttle valve 4, an intake manifold 5, a flow enhancing valve 7, an intake valve 8, an exhaust valve 10, a fuel injection valve 12, a spark plug 13, and a crank angle.
  • a sensor 20 is provided.
  • the engine system includes an air-fuel ratio sensor 14, an EGR (Exhausted Gas Recirculation) pipe 15, an EGR cooler 16, an EGR temperature sensor 17, an EGR valve upstream pressure sensor 18, an EGR valve 19, and an ECU (Electronic Control Unit) 21. ing.
  • EGR Extra Gas Recirculation
  • the throttle valve 4 is provided upstream of the intake manifold 5 formed in the intake pipe 31 and controls the amount of intake air flowing into the cylinder of the internal combustion engine 1 by narrowing the intake passage.
  • the throttle valve 4 is composed of an electronically controlled butterfly valve capable of controlling the valve opening degree independently of the amount of depression of the accelerator pedal by the driver.
  • the downstream side of the throttle valve 4 communicates with an intake manifold 5 to which an intake pipe pressure sensor 6 is assembled.
  • the flow enhancement valve 7 is arranged downstream of the intake manifold 5 and enhances turbulence of the flow inside the cylinder by creating a bias in the intake air taken into the cylinder. When exhaust gas recirculation combustion, which will be described later, is performed, the flow enhancement valve 7 is closed to promote and stabilize turbulent combustion.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an intake valve 8 and an exhaust valve 10 .
  • the intake valve 8 and the exhaust valve 10 each have a variable valve mechanism for continuously varying the valve opening/closing phase.
  • An intake valve position sensor 9 and an exhaust valve position sensor 11 for detecting the opening/closing phases of the valves are assembled to the variable valve mechanisms of the intake valve 8 and the exhaust valve 10, respectively.
  • a cylinder of the internal combustion engine 1 is provided with a direct fuel injection valve 12 that injects fuel directly into the cylinder.
  • the fuel injection valve 12 may be of a port injection type that injects fuel into the intake port.
  • a spark plug 13 is attached to the cylinder of the internal combustion engine 1, with an electrode portion exposed inside the cylinder and igniting a combustible air-fuel mixture by a spark.
  • the crank angle sensor 20 is attached to the crankshaft and outputs a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft to the ECU 21 as a signal indicating the rotation speed.
  • the air-fuel ratio sensor 14 is provided in the exhaust pipe 32 and outputs a signal indicating the detected exhaust gas composition, that is, the air-fuel ratio, to the ECU 21 .
  • an EGR system including an EGR pipe 15 and an EGR valve 19 arranged in the EGR pipe 15 is configured.
  • the EGR pipe 15 connects the exhaust passage (intake pipe 31 ) and the intake passage (exhaust pipe 32 ), diverts the exhaust gas from the exhaust passage, and recirculates (recirculates) the exhaust gas downstream of the throttle valve 4 .
  • An EGR cooler 16 provided in the EGR pipe 15 cools the exhaust gas.
  • the EGR valve 19 is provided downstream of the EGR cooler 16 and controls the flow rate of exhaust gas.
  • the EGR pipe 15 is provided with an EGR temperature sensor 17 that detects the temperature of exhaust gas flowing upstream of the EGR valve 19 and an EGR valve upstream pressure sensor 18 that detects the pressure upstream of the EGR valve 19 .
  • the ECU 21 is an example of an electronic control device, and controls each component of the engine system and executes various data processing.
  • An engine control system is configured by the engine system and the ECU 21 .
  • Various sensors and various actuators described above are connected to the ECU 21 so as to be able to communicate with each other.
  • the ECU 21 controls the operations of actuators such as the throttle valve 4, the fuel injection valve 12, the intake valve 8, the exhaust valve 10, the EGR valve 19, and the like.
  • the ECU 21 also detects the operating state of the internal combustion engine 1 based on signals input from various sensors, and ignites the spark plug 13 at a timing determined according to the operating state. Furthermore, when the ECU 21 detects an abnormality or failure in the engine system including the internal combustion engine 1, the corresponding warning indicator lamp 22 (MIL) is lit.
  • MIL warning indicator lamp 22
  • FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration example of the ECU 21.
  • the ECU 21 includes a control section 23 , a storage section 24 and an input/output interface 25 which are interconnected via a system bus 26 .
  • the control unit 23 is composed of a CPU (Central Processing Unit) 23a, a ROM (Read Only Memory) 23b, and a RAM (Random Access Memory) 23c.
  • Each function of the ECU 21 is realized by the CPU 23a loading the control program stored in the ROM 23b into the RAM 23c and executing the program.
  • a state space model, parameters, data obtained by executing a control program, and the like are recorded in a storage unit 24 as an auxiliary storage device made up of a semiconductor memory or the like.
  • the control program may be stored in the storage unit 24 .
  • the input/output interface 25 is an interface that communicates signals and data with each sensor and each actuator.
  • the ECU 21 includes an A/D (Analog/Digital) converter (not shown) for processing input/output signals of each sensor, a driver circuit, and the like.
  • the input/output interface 25 may also serve as an A/D converter.
  • a CPU is used as the processor, other processors such as an MPU (Micro Processing Unit) may be used.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating control blocks for calculating the throttle valve opening command value, the EGR valve opening command value, and the fuel injection valve driving pulse command value.
  • B is attached to the beginning of the code of each functional block (same below).
  • the target torque calculation unit 301 calculates the target torque of the engine based on the rotational speed of the engine, the amount of depression of the accelerator pedal by the driver, and the externally requested torque.
  • a target charging efficiency calculation unit 302 calculates charging efficiency, which is the amount of air taken into the cylinder in one cycle, based on the rotational speed and the target torque.
  • the charging efficiency is the ratio of the amount of air that is actually taken in, with the air mass when the stroke volume is filled with air in a standard state (25° C., 1 atm) as a reference of 1.0.
  • the target throttle valve opening calculation unit 303 calculates the air flow rate passing through the throttle valve based on the target charging efficiency and rotation speed, and calculates the target throttle valve opening degree that realizes the above air flow rate from the throttle front and rear states. A throttle valve opening command value is output based on this target throttle valve opening.
  • the target EGR rate calculation unit 304 an EGR rate that is adjusted in advance to suit the engine in consideration of fuel consumption and exhaust performance is set in a control map for each rotation speed and target charging efficiency.
  • a target EGR rate is calculated based on the speed and the target charging efficiency.
  • a target EGR valve opening degree calculation unit 305 calculates a target EGR valve opening degree based on the current charging efficiency value, the rotation speed, the target EGR rate, and a combustion speed prediction result, which will be described later.
  • An EGR valve opening command value is output based on this target EGR valve opening. Details of the current charging efficiency value will be described later with reference to FIG.
  • the target equivalence ratio calculation unit 306 calculates the target equivalence ratio based on the target charging efficiency and the rotation speed.
  • the equivalence ratio is an index of the fuel air-fuel mixture concentration based on the theoretical air-fuel ratio.
  • a target fuel injection amount calculation unit 307 calculates a target fuel injection amount based on the current charging efficiency value, the target equivalence ratio, and a combustion speed prediction result, which will be described later. An injector drive pulse command value is output based on this fuel injection amount.
  • the fuel center-of-gravity timing calculator 308 calculates the combustion center-of-gravity timing (MFB50: 50% Mass Fraction Burned) based on the crank angle sensor signal.
  • a combustion speed prediction unit 309 predicts the combustion speed based on the timing of the center of gravity of combustion, the rotation speed, the current charging efficiency value, the current EGR rate value, and the current equivalence ratio value.
  • the target EGR rate and the target fuel injection amount are corrected based on the combustion speed prediction result or the combustion period prediction result that has a correlation with the combustion speed. Details of the EGR rate current value will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an intake metering control block that calculates the current charging efficiency value and the current EGR rate value.
  • the EGR valve passage flow rate calculation section 401 calculates the EGR valve passage flow rate based on the EGR valve opening degree, the EGR valve upstream state, and the EGR valve downstream state.
  • the EGR valve upstream state can be detected directly by a pressure sensor and a temperature sensor, or a calculated value by a control map can be applied based on engine speed and load information.
  • An intake pipe pressure, temperature and EGR rate calculation unit 402 calculates the intake pipe pressure, temperature and EGR rate based on the cylinder intake flow rate, the sensor value of the air flow sensor and the EGR valve passage flow rate.
  • a charging efficiency/EGR rate calculation unit 403 calculates and outputs the current values of the charging efficiency and EGR rate based on the intake pipe pressure, temperature, EGR rate, and rotation speed.
  • a cylinder intake flow rate calculation unit 404 calculates a cylinder intake flow rate based on the rotational speed, the charging efficiency, the EGR rate, and the rotational speed.
  • FIG. 5 is a diagram explaining a physical model that is taken into account when constructing a throttle valve and EGR valve opening degree control model that achieves the target charging efficiency and the target EGR rate.
  • the pressure in the intake pipe for example, the intake manifold 5
  • intake pipe pressure the pressure in the intake pipe
  • EGR rate ⁇ m in the intake pipe the EGR rate ⁇ m in the intake pipe
  • mth with a superscript dot symbol is the flow rate through the throttle valve
  • megr with a superscript dot symbol is the EGR valve flow rate
  • mcyl with a superscript dot symbol is the cylinder intake flow rate
  • ⁇ is the polytropic index
  • R is the gas constant.
  • Vm is the intake manifold volume
  • Ta is the atmospheric temperature
  • Tegr is the EGR temperature
  • Tm is the intake pipe internal temperature.
  • the superscript dot symbol represents the first derivative with respect to time.
  • the flow rate through the throttle valve (mth with superscript dot symbol) can be obtained by the following formula (3).
  • the throttle valve passing flow rate roughly corresponds to the detected value of the airflow sensor 3 (mafs with a superscript dot symbol).
  • ⁇ a is the air density
  • ⁇ th is the throttle valve flow coefficient
  • Dth is the throttle valve outer diameter
  • ⁇ th is the throttle valve opening
  • ⁇ th0 is the throttle valve minimum opening
  • pa is the atmospheric pressure.
  • the EGR valve passage flow rate (megr with a superscript dot symbol) can be obtained by the following formula (4).
  • ⁇ e is the EGR density (recirculated exhaust gas density)
  • ⁇ egr is the EGR valve flow coefficient
  • Degr is the EGR valve outer diameter
  • ⁇ egr is the EGR valve opening
  • ⁇ egr0 is the EGR valve minimum opening.
  • the cylinder intake flow rate (mcyl with a superscript dot symbol) is obtained by the following equation (5).
  • Ne is the rotational speed of the internal combustion engine 1 (the number of revolutions per minute)
  • ⁇ in is the intake efficiency
  • Vd is the total stroke volume of the internal combustion engine 1 .
  • the intake efficiency is a value that indicates the ratio of the mass of gas actually sucked into the cylinders, with the mass of gas in the intake manifold corresponding to the stroke volume of all cylinders (for example, 4 cylinders) as the standard (1.0). is.
  • the charging efficiency ⁇ ch of fresh air sucked into the cylinder is defined by the following equation (6).
  • p0 and T0 are the temperature and pressure (for example, 25°C, 101.325 Pa) in the standard state of the atmosphere.
  • the net mean effective pressure which is an index of torque, is obtained by the following formula (7).
  • HL is the lower calorific value of the fuel
  • ⁇ ite is the indicated thermal efficiency
  • ⁇ is the equivalence ratio
  • L0 is the stoichiometric air-fuel ratio
  • pf is the friction mean effective pressure related to friction torque.
  • Friction torque is torque that acts to inhibit motion between bodies that are in frictional contact.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of calculating the target valve opening degree based on the valve passage flow calculation model, using a valve cross-sectional schematic diagram.
  • m with a superscript dot in the figure is the flow rate through the valve
  • pup is the gas pressure on the upstream side (in) of the valve
  • pdown is the gas pressure on the downstream side (out) of the valve
  • ⁇ up is the gas on the upstream side of the valve.
  • D is the outer diameter of the valve
  • ⁇ is the opening of the valve.
  • the shaded area represents the gas flow path through the valve.
  • the cross-sectional area of the flow path, that is, the opening area S is represented by the following equation (8).
  • the above equation (9) can be replaced with a table calculation of the throttle valve opening and the opening area, and used for calculation of the target throttle valve opening by the target throttle valve opening calculator 503 in FIG.
  • pup in FIG. 6 corresponds to the EGR valve upstream pressure pegr, pdown to the intake pipe pressure pm, ⁇ up to the EGR density ⁇ egr, and D to the EGR valve outer diameter Degr.
  • the EGR valve opening degree ⁇ egr for realizing the target EGR flow rate (megr, d with a superscript dot symbol) defined by the target torque and rotation speed by modifying the EGR valve passage flow rate formula of formula (4) is It is obtained by back calculating the EGR valve passage flow rate formula as shown in the following formula (10).
  • the above equation (10) can be replaced with a table calculation of the EGR valve opening and the opening area, and used for calculation of the target EGR valve opening by the target EGR rate calculation unit 504 in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an overview of control blocks that correct the fuel injection amount and the EGR valve opening based on the combustion state detected based on the crank angle sensor.
  • a charging efficiency/EGR rate calculation unit 701 calculates the current charging efficiency and EGR rate based on the rotation speed, the sensor value of the airflow sensor, the throttle valve opening, and the EGR valve opening. The model calculated by the same calculation unit is explained in detail in FIGS. 5 and 4. FIG.
  • the heat release rate calculation unit 702 calculates the heat release rate based on the current charging efficiency, EGR rate, equivalence ratio, and combustion period described later.
  • the heat release rate is the amount of heat generated per crank angle out of the total amount of heat generated by combustion.
  • the heat release rate profile varies depending on the combustion speed, combustion chamber shape, ignition timing, and other factors.
  • the in-cylinder pressure, in-cylinder temperature, and unburned gas temperature calculation unit 703 the in-cylinder pressure, in-cylinder temperature, and unburned gas temperature are calculated from the equation of state and the polytropic change relational expression from the relationship between the heat release rate and the combustion chamber volume described above. Desired.
  • a laminar combustion speed calculator 704 calculates the laminar combustion speed from the in-cylinder pressure, unburned gas temperature, equivalence ratio, and EGR rate.
  • the laminar burning velocity is a state quantity determined by fuel type, mixture composition, temperature and pressure.
  • the MFB50 calculation unit calculates MFB50, which is the timing at which the combustion mass ratio reaches 50% of the total supplied mass (combustion center of gravity timing) based on the crank angle sensor signal.
  • a combustion period calculator 706 calculates the total combustion period from the ignition timing to the combustion end timing based on the correlation with the MFB50.
  • the combustion speed/combustion period learning unit 707 learns the relationship between the information on the combustion period obtained from the crank angle sensor signal (crank angle sensor information) and the laminar combustion speed based on the in-cylinder pressure estimation. For learning, a sequential least squares algorithm, which will be described later, is applied. Since it can be learned on-board by a sequential least squares algorithm, vehicle-specific correlations can be taken into account in the control. Causes of vehicle-specific conditions include variations in fuel properties, changes in fuel type (for example, alcohol concentration in fuel), EGR valve and throttle valve deposition, actuator/sensor errors, and the like.
  • a laminar combustion speed prediction unit 708 predicts the laminar combustion speed in the target control state based on the target equivalence ratio, target EGR rate, current in-cylinder pressure, and unburned gas temperature.
  • the combustion period prediction unit 709 calculates the target equivalence ratio, the target EGR rate, the current in-cylinder pressure, and the combustion period for the unburned gas temperature based on the above-mentioned laminar flow combustion speed prediction result and the correlation between the combustion speed and the combustion period. to predict.
  • the target equivalence ratio/target EGR rate correction unit 710 corrects the target equivalence ratio or the target EGR rate to the side where the combustion period decreases (the side where the combustion speed increases) when the combustion period prediction value becomes equal to or greater than a predetermined value. correct. That is, in the equivalence ratio, when the combustion period exceeds a predetermined value, correction to the rich side is performed. In the fuel injection amount correction amount calculation unit 711, the fuel injection amount corresponding to the rich correction is corrected to the increase side, and the correction amount is added to the injector pulse width command value.
  • the target value is corrected to reduce the EGR.
  • the EGR valve opening correction amount calculation unit 712 the EGR valve opening correction amount corresponding to the EGR reduction correction is added to the EGR valve opening command value.
  • An ignition advance correction amount calculator 713 advances the ignition timing when the combustion period increases, and retards the ignition timing when the combustion period decreases. Ignition timing is output as a command value.
  • Fig. 8 is a diagram explaining a typical heat release rate profile seen in an engine and typical combustion periods/timings.
  • Combustion in a gasoline engine is in the flame nucleus formation period for some time after ignition and produces little heat release.
  • the period up to the 10% combustion mass fraction timing (MFB10) is called an initial combustion period.
  • the period from the ignition timing to MFB10 is called IG10.
  • the period from MFB10 to MFB90, in which combustion progresses due to turbulent flame propagation and exhibits most of the heat release rate, is called the main combustion period.
  • MFB50 is defined as the timing of the combustion center of gravity, and this MFB50 timing is detected based on the crank angle sensor signal.
  • FIG. 9A and 9B are diagrams explaining a method of detecting the MFB50 timing based on the crank angle sensor signal.
  • FIG. 9A shows the results of the crankshaft angular acceleration obtained based on the crank angle sensor signal versus the crank angle.
  • the angular acceleration of the crankshaft shows a peak at the combustion timing of each cylinder.
  • the figure below shows the relationship between the maximum crank angular acceleration and the combustion center of gravity (MFB50) of each cylinder.
  • MFB50 combustion center of gravity
  • the system of the embodiment of the present invention is configured to detect MFB50, which is the combustion center of gravity, but the present invention is not limited to this, and the same can be done by detecting other combustion mass ratios as representatives. or a similar effect.
  • FIG. 10 is a diagram explaining the relationship between IG50 and IG10 and IG90.
  • IG50 is the combustion period from ignition timing to MFB50, and MFB50 based on the crank angle sensor signal described above can be applied.
  • MFB50 based on the crank angle sensor signal described above
  • Information on the initial combustion period can be obtained from IG10, information on the entire combustion period from IG90, and information on the main combustion period from information on MFB10 to MFB90.
  • the system of the embodiment of the present invention is configured to use linear functions of IG50, IG10, and IG90, but the present invention is not limited to this, and the use of quadratic functions etc. is also possible. or a similar effect.
  • Figures 11A, 11B, and 11C are diagrams explaining a method of calculating the in-cylinder pressure, the in-cylinder temperature, and the unburned gas temperature from the heat release rate associated with combustion.
  • the pressure and temperature in the cylinder at the intake valve closing timing (IVC) are obtained based on the pressure and temperature in the intake pipe.
  • the pressure and temperature in the cylinder at the ignition timing are obtained by the following equations, assuming the state change from IVC to the ignition timing (SPK) as a polytropic change.
  • ⁇ is the polytropic index, which is determined by the specific heat ratio and heat loss depending on the temperature and gas composition.
  • Vz is the cylinder volume corresponding to the crank angle.
  • n -th in-cylinder temperature Tzn is obtained by the following equation.
  • ⁇ is the crank angle
  • Qz is the amount of heat generated.
  • An empirical formula called the Wiebe function can be applied to dQz/d ⁇ .
  • a table operation that stores the results of pre-calculating the Wiebe function may be used.
  • n-th unburned gas temperature Tu n is obtained by the following equation based on the pressure and temperature at the ignition timing and the n -th in-cylinder pressure Pzn.
  • Figures 12A to 12D are diagrams for explaining the relationship between the combustion speed and the combustion period, and the influence of the difference in the combustion period on the in-cylinder pressure and temperature.
  • the relationship between the combustion speed and the combustion period is generally inversely proportional, and the combustion period increases as the combustion speed decreases.
  • the effect of the combustion period on the in-cylinder pressure the shorter the combustion period, the more the in-cylinder pressure increases. Also, the in-cylinder pressure temperature and the unburned gas temperature tend to increase as the combustion period becomes shorter.
  • the cylinder pressure and temperature are affected by changes in the combustion speed, and the combustion speed itself is also affected by the pressure and temperature. is difficult in principle. Therefore, in order to control the EGR rate, air-fuel ratio and ignition timing based on the combustion speed and combustion duration, means for predicting the combustion speed and combustion duration are required.
  • the prediction means the system of the embodiment of the present invention is equipped with learning means for the combustion speed and combustion period, and is configured to perform present or future prediction based on past learning results.
  • Figures 13A, 13B, and 13C are diagrams for explaining the effects of pressure, unburned gas temperature, and equivalence ratio on the laminar burning velocity of gasoline.
  • the pressure ratio/temperature ratio is the ratio to the standard atmospheric pressure and atmospheric temperature. Both pressure, unburned gas temperature and equivalence ratio affect the laminar burning velocity, and their sensitivities vary under the influence of interactions.
  • the laminar burning velocity can be obtained based on the pressure, unburned gas temperature and equivalence ratio.
  • FIG. 14 is a diagram explaining the effect of the EGR rate on the laminar burning speed of gasoline.
  • the vertical axis in the figure is the laminar flow combustion speed ratio with the condition of zero EGR rate being 1.0 as a reference, and indicates the sensitivity to the EGR mole fraction.
  • the laminar combustion velocity decreases as the EGR rate increases.
  • FIG. 15 is a diagram explaining a method of learning the relationship between the combustion speed and the combustion period.
  • a method of learning by approximating the above relationship with a polynomial is adopted. Since the burning speed is affected by turbulence in addition to the laminar burning speed, rotational speed and charging efficiency are considered when learning the relationship between the burning speed and the burning period. Furthermore, since the combustion mechanism differs between the initial combustion period (ignition timing to MFB10) and the main combustion period (MFB10 to MFB90), the laminar combustion velocity in both periods is considered. Define the following polynomial with these variables.
  • x1 is the rotation speed
  • x2 is the charging efficiency
  • x3 is the laminar burning velocity in the initial combustion period
  • x4 is the laminar burning velocity in the main combustion period.
  • FIG. 16 is a diagram explaining a method and its flowchart for learning the relationship between the combustion speed and the combustion period based on the sequential least squares algorithm.
  • a method for sequentially updating the partial regression coefficient vector ⁇ based on the relationship between input and output will be shown. Note that the partial regression coefficient vector is indicated by adding the symbol ⁇ above (or in the upper right) of ⁇ .
  • S1601 it is determined whether the sequential least-squares algorithm can be executed. As a judgment index of the feasibility, the sensor state and the prediction range of the premise state equation are taken into consideration.
  • the arithmetic expressions executed in S1602 to S1606 are specifically shown below.
  • the relationship between the combustion period and the combustion speed targeted here is a time-varying system that is affected by fuel properties, deposition of deposits, and actuator/sensor errors.
  • the forgetting factor is a function that exponentially reduces the impact of past data. Furthermore, by making variable forgetting, the past data is forgotten in the transient state, while the forgetting factor approaches 1 in the steady state. can be actively used.
  • the following is a sequential least-squares algorithm with a variable forgetting factor. First, the difference between the polynomial and the output value is calculated as the error ⁇ (k) by the following equation (S1602).
  • the forgetting factor ⁇ (k) and the covariance matrix P(k) are obtained by the following equations (S1605, S1606).
  • ⁇ is an adjustment parameter during learning.
  • a sequential least-squares algorithm is employed as the parameter identification algorithm of this embodiment, the present invention is not limited to this. That is, even if other optimization methods such as genetic algorithms are applied as the parameter identification algorithm, similar or similar effects can be obtained.
  • FIG. 17 is a diagram explaining the tendency of IG50 with respect to rotational speed and charging efficiency.
  • IG50 is affected by an increase in the residual gas ratio and a decrease in pressure/temperature conditions, etc. under low-load conditions where the charging efficiency decreases, and as a result, the laminar combustion velocity during the initial combustion period decreases, resulting in an increase in IG50. tend to On the other hand, as the rotation speed increases, the turbulence intensity increases and the turbulent combustion speed also increases. tend to be less.
  • Equation (16) The tendency of IG50 with respect to the rotational speed and charging efficiency described above is approximated by equation (16).
  • EGR combustion when EGR is affected by deposits and changes to the increasing side with respect to the same EGR valve opening, IG50 changes to the increasing side.
  • lean burn when the laminar combustion speed decreases with respect to the same target equivalence ratio due to the influence of fuel properties and fuel type, IG50 changes to the increasing side.
  • Adaptive control by on-board learning is possible even for such engine-to-engine changes by employing equation (16) and iterative least-squares approximation of the partial regression coefficients of the same model.
  • FIG. 18 is a diagram explaining a flowchart relating to a combustion control method using combustion detection information based on a crank angle sensor in a lean burn system.
  • the target torque is calculated based on the amount of depression of the accelerator pedal by the driver.
  • the charging efficiency for realizing the target torque is calculated.
  • the throttle valve opening that realizes the amount of air required for the engine is calculated.
  • the target equivalence ratio is calculated based on the rotational speed and charging efficiency.
  • the injector fuel injection pulse width that achieves the target equivalence ratio is calculated.
  • MFB50 is detected based on the crank angle sensor signal.
  • each combustion period such as the initial combustion period, the main combustion period, and the total combustion period is calculated from the MFB50 and the ignition timing.
  • the in-cylinder pressure, temperature and unburned gas temperature with respect to the crank angle are calculated.
  • the laminar flow combustion velocity for each period is calculated based on the in-cylinder pressure, unburned gas temperature, EGR rate, and equivalence ratio corresponding to the initial combustion period and main combustion period described above.
  • S1810 whether or not learning is possible is determined in consideration of whether the sensor is in a steady state or not, and if it is determined that learning is possible, in S1811 a statistical model relating to the combustion speed and combustion period is learned.
  • S1812 the combustion speed at the target equivalence ratio (lean in the example of FIG. 18) is predicted.
  • the combustion period is predicted using the statistical model described above based on the predicted combustion speed.
  • S1815 based on the predicted combustion period, if the combustion period is greater than a predetermined value, in S1815 the equivalence ratio is corrected to the rich side.
  • FIG. 19 is a time chart for explaining the behavior when combustion control is executed using combustion detection information based on a crank angle sensor in a lean burn system.
  • FIG. 20 is a diagram explaining a flowchart relating to a combustion control method using combustion detection information based on a crank angle sensor in the EGR system.
  • the target torque is calculated based on the amount of depression of the accelerator pedal by the driver.
  • the charging efficiency for realizing the target torque is calculated.
  • the throttle valve opening that realizes the amount of air required for the engine is calculated.
  • the target EGR rate is calculated based on the rotation speed and charging efficiency.
  • the EGR valve opening that achieves the target equivalence ratio is calculated.
  • MFB50 is detected based on the crank angle sensor signal.
  • each combustion period such as the initial combustion period, the main combustion period, and the total combustion period is calculated from the MFB50 and the ignition timing.
  • S2010 it is determined whether or not learning is possible in consideration of whether the sensor is in a steady state or not, and if it is determined that learning is possible, in S2011 a statistical model relating to the combustion speed and combustion period is learned.
  • S2012 the combustion speed at the target EGR rate is predicted.
  • S2013 the combustion period is predicted using the statistical model described above based on the predicted combustion speed.
  • S2014 based on the predicted combustion period, if the combustion period is greater than a predetermined value, the EGR rate is corrected to be reduced in S2015.
  • FIG. 21 is a time chart for explaining the behavior when combustion control is executed using combustion detection information based on the crank angle sensor in the EGR combustion system.
  • the electronic control unit (ECU 21) includes an EGR pipe (EGR pipe 15) that recirculates part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake pipe and an EGR valve (EGR valve) arranged in the EGR pipe.
  • EGR pipe 15 EGR pipe 15
  • EGR valve EGR valve
  • an air flow sensor air flow sensor 3 that detects the flow rate of air taken into the intake pipe
  • a throttle valve throttle valve 4
  • the throttle an intake pipe pressure sensor (intake pipe pressure sensor 6) provided downstream of the valve and downstream of a connecting portion between the intake pipe and the EGR pipe for detecting the intake pipe pressure, which is the pressure downstream of the throttle valve in the intake pipe
  • a crank angle sensor for detecting rotation speed, combustion center-of-gravity timing (MFB50), and the like, for controlling an engine.
  • This electronic control unit calculates the in-cylinder pressure, temperature and unburned gas temperature based on the combustion period calculated based on the MFB50 detected by the crank angle sensor, and equivalence ratio and EGR means for calculating the combustion speed from the rate, learning the correlation between the combustion period and the combustion speed, and correcting the target values of the EGR rate and the equivalence ratio based on the learned correlation.
  • a sequential least squares algorithm is applied to at least the learning unit.
  • the combustion speed excessively decreases and the combustion period becomes long, resulting in unstable combustion.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other application examples and modifications are possible as long as they do not depart from the gist of the present invention described in the claims.
  • the above-described embodiments are detailed and specific descriptions of the configurations of the electronic control unit and the engine control system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the components described. .
  • the present invention is not limited to this example.
  • the present invention can be applied to an engine system with a supercharger.
  • each configuration, function, processing unit, etc. of the above embodiments may be implemented in hardware by designing, for example, an integrated circuit in part or in whole.
  • an FPGA Field Programmable Gate Array
  • an ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • a plurality of processes may be executed in parallel or the order of the processes may be changed as long as the processing results are not affected.
  • the processors (B705, B706, FIG. 7) of the control device (ECU 21, FIG. 2) of the internal combustion engine 1 determine the first combustion timing (MFB50) or A first combustion period (IG100_1) is calculated. In this embodiment, the processor calculates the first combustion period (IG100_1) after calculating the first combustion timing (MFB50). good too.
  • the processor (B702) calculates the heat release rate based on the first combustion timing (MFB50) or the first combustion period (IG100_1).
  • the processor (B703) calculates the in-cylinder pressure and the in-cylinder unburned gas temperature based on the heat release rate.
  • a processor (B704) calculates a first combustion speed (laminar combustion speed SL1) based on the in-cylinder pressure and the in-cylinder unburned gas temperature.
  • the processor (B707) learns the correspondence relationship between the first burning speed (laminar burning speed SL1) and the first burning period (IG100_1). In this embodiment, the processor (B707) learns the correspondence relationship between the first burning speed (laminar combustion speed SL1) and the first combustion period (IG100_1). The correspondence relationship between the speed SL1) and the first combustion timing (MFB50) may be learned. This makes it possible to adapt to variations in correspondence caused by vehicle-specific usage environments (fuel, in-vehicle equipment, sensors, actuators, etc.).
  • the processor controls the second combustion speed (laminar flow Estimate the burning speed SL2). As a result, the burning speed (laminar flow burning speed SL2) at which the control parameter becomes the target value can be obtained.
  • the processors (B709, B710) correct the target values (target equivalence ratio, target EGR rate) of the control parameters of the internal combustion engine based on the predicted second combustion speed (laminar combustion speed SL2). As a result, feedback control can be performed without using an in-cylinder sensor.
  • the processor (B709) predicts the second combustion period (IG100_2) corresponding to the second combustion speed (laminar combustion speed SL2) from the learned correspondence.
  • the processor (B709) may predict the second combustion timing corresponding to the second combustion speed (laminar combustion speed SL2) instead of predicting the second combustion period (IG100_2).
  • the combustion period (IG100_2) or the combustion timing in which the control parameter becomes the target value in the use environment of each vehicle can be acquired.
  • the processor (B710) corrects the target values of the control parameters (target equivalence ratio, target EGR rate) of the internal combustion engine 1 based on the second combustion period (IG100_2).
  • the processor (B710) may correct the target values (target equivalence ratio, target EGR rate) of the control parameters of the internal combustion engine 1 based on the predicted second combustion timing. As a result, feedback control can be performed without using an in-cylinder sensor.
  • the control parameters are, for example, the EGR rate, the EGR valve opening, the air-fuel ratio, the fuel injection period indicating the driving pulse width of the injector, the ignition timing, the ignition energy, or the opening of the flow enhancement valve that causes the intake air to drift. .
  • Ignition energy is controlled by, for example, changing the energization time of the ignition plug.
  • the processor (B707) may stop learning the correspondence depending on the operating state of the internal combustion engine 1 or the operating state of the actuators or sensors mounted on the internal combustion engine 1. For example, immediately after the ECU 21 is started, the learning of the correspondence relationship is stopped in a state where the detected values of the sensors are fluctuating. This improves the accuracy of learning.
  • the processor calculates the first burning speed (laminar burning speed SL1) based on the learning result of the correspondence relationship between the first burning speed (laminar burning speed SL1) and the first combustion timing or the first burning period (IG100_1). , the first combustion timing (MFB50) or the first combustion period (IG100_1) and a threshold value for determining the failure state may be compared, and the failure may be diagnosed based on the comparison result. As a result, failure can be determined without using an in-cylinder sensor.
  • the processor may predict the period until the failure state based on the temporal change in the learning result of the correspondence relationship and the threshold value for determining the failure state. This allows, for example, the user to perform maintenance on the internal combustion engine or the control device in consideration of the period leading up to the predicted failure state.
  • a control device for an internal combustion engine 1 comprising a crank angle sensor 20 for detecting a crank angle on the crankshaft of the internal combustion engine 1, and means for detecting combustion timing (MFB50) in a cylinder based on the crank angle sensor detection value.
  • ECU 21 means for calculating an in-cylinder pressure and an in-cylinder unburned gas temperature based on the information on the combustion timing (B703); , means for calculating the combustion speed (B704), and means for learning the relationship between the calculated combustion speed and the detected combustion timing or combustion period (B707).
  • control apparatus for an internal combustion engine comprising means (B708) for predicting the combustion speed based on target values (target equivalence ratio, target EGR rate, etc.) of control parameters of the internal combustion engine.
  • a control device for an internal combustion engine characterized by:
  • the internal combustion engine control apparatus further comprising means (B710) for correcting a target value of a control parameter of the internal combustion engine based on the predicted combustion speed. controller.
  • a control device for an internal combustion engine comprising means (B708, B709) for predicting combustion timing or combustion period based on the predicted combustion speed.
  • control apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising means (B710) for correcting target values of control parameters of the internal combustion engine based on the predicted combustion timing or combustion period.
  • a control device for an internal combustion engine is characterized by comprising
  • control device for an internal combustion engine according to any one of (3) to (5), wherein the control parameter is an EGR rate or an EGR valve opening.
  • control device for an internal combustion engine according to any one of (3) to (5), wherein the control parameter is an air-fuel ratio or an injector injection period.
  • control device for an internal combustion engine according to any one of (3) to (5), wherein the control parameter is ignition timing or ignition energy.
  • control device for an internal combustion engine according to any one of (3) to (5), wherein the control parameter is the degree of opening of a flow enhancement valve.
  • control device for an internal combustion engine wherein the combustion speed, the combustion timing or the combustion period and the abnormal state are determined based on the learning result of the relationship between the combustion speed and the combustion timing or the combustion period.
  • a control apparatus for an internal combustion engine comprising an abnormality diagnosis means for comparing a threshold value for the internal combustion engine and diagnosing an abnormality based on the comparison result.
  • control device for an internal combustion engine based on the learning result of the relationship between the combustion speed and the combustion timing or the combustion period, for determining the temporal change of the learning result and the abnormal state.
  • a control apparatus for an internal combustion engine comprising an abnormality diagnosis means for predicting a period until the learning value reaches an abnormal state based on a threshold value.
  • the relationship between the in-cylinder combustion speed and the combustion period is learned based on the combustion center-of-gravity timing detected based on the crank angle sensor, and based on the relationship, EGR control or air-fuel ratio control is performed. is corrected.
  • EGR control or air-fuel ratio control is performed. is corrected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

内燃機関１の制御装置のプロセッサ（Ｂ７０５、Ｂ７０６）は、クランク角度センサ２０によって検出されたクランク角度から内燃機関１の筒内の第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）又は第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）を演算する。プロセッサ（Ｂ７０２）は、第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間に基づいて、熱発生率を演算する。プロセッサ（Ｂ７０３）は、熱発生率に基づいて、筒内圧力と筒内未燃ガス温度を演算する。プロセッサ（Ｂ７０４）は、筒内圧力と筒内未燃ガス温度に基づいて、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）を演算する。プロセッサ（Ｂ７０７）は、第１燃焼速度と、第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間との対応関係を学習する。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
　従来、内燃機関の排気管より分流した一部の排ガスを吸気管に還流（再循環）させて内燃機関の燃焼性能改善を図る燃焼制御技術が知られている。この制御技術では、エンジンに吸入される空気量と、排ガスを還流させる割合とをバルブ開度で制御しつつ、吸入空気量センサによって検出した新気の量と、排ガス還流割合との関係に基づき、燃料噴射量や点火時期が制御されるシステムが実現されている。また、理論混合比に対して希薄な燃料混合気で燃焼を行うリーンバーンシステムが知られている。リーンバーンエンジンでは、エンジンに吸入される空気量をバルブ開度で制御しつつ、吸入空気量センサによって検出した新気の量と、目標空燃比との関係に基づき、燃料噴射量や点火時期が制御されるシステムが実現されている。
　ところで、排ガス還流割合（ＥＧＲ率）を増加させることによって、部分負荷運転時にはスロットル弁絞りの影響によるポンプ損失の低減や、高負荷時にはノック低減などの効果を増加させることができる。一方で、ＥＧＲ率を増加させすぎると、燃焼の不安定化や失火の問題を発生する。また、リーンバーンエンジンにおいても、部分負荷運転時にはスロットル弁絞りの影響によるポンプ損失の低減ができる。またリーン化とそれにともなう温度低下で比熱比が増加することで熱効率を向上できる。一方で、過剰なリーン条件においては、燃焼の不安定化や失火の問題を発生する。
　上述した燃焼制御技術は、排ガス再循環量を増加して希釈化させる程、又は燃料噴射量を減少させて希薄化させる程、燃焼不安定化が顕著になる傾向があり、過剰な希釈化や希薄化を適切に検出・防止するため技術として燃焼状態検知フィードバック制御が重要になる。その手段として、クランク角度センサによる筒内圧推定技術（例えば、特許文献１参照）や、シリンダに直接圧力センサを備えて筒内圧を検出することで燃焼不安定化を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１８－５３７４２号公報 特開２０１７－２１９００５号公報
　上記特許文献１に記載された制御システムでは、クランク角度センサにもとづくクランク角度及び角加速度の情報にもとづいてクランク機構に生じる捩り振動トルクを推定し、これにもとづいて、クランク機構の力学的関係から導かれるシリンダ内の燃焼圧を演算し、これを点火時期やＥＧＲ率の補正制御に用いることが開示されている。しかしながら、クランク角度センサ情報からクランク機構の力学的関係を用いてシリンダ内燃焼圧を演算する方法は、演算量が多大となる上に、クランク角度センサに高い精度が要求されるため、コントローラやセンサのコストが増加する問題があった。
　一方、特許文献２に記載された制御システムでは、シリンダに燃焼圧を直接測定するセンサを備え、点火時期直後の初期燃焼期間の筒内圧測定結果より、燃焼速度状態を検知し、これにもとづき空燃比を補正制御するリーンバーン制御システムが開示されている。しかしながら、燃焼圧センサを搭載することによるコストの増加が問題であった。
　本発明の目的は、筒内センサを用いることなく筒内の燃焼状態を検知し、製造コストを低減することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、クランク角度センサによって検出されたクランク角度から内燃機関の筒内の第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間を演算し、前記第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間に基づいて、熱発生率を演算し、前記熱発生率に基づいて、筒内圧力と筒内未燃ガス温度を演算し、前記筒内圧力と前記筒内未燃ガス温度に基づいて、第１燃焼速度を演算し、前記第１燃焼速度と、前記第１燃焼タイミング又は前記第１燃焼期間との対応関係を学習するプロセッサを備える。
　本発明によれば、筒内センサを用いることなく筒内の燃焼状態を検知し、製造コストを低減することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態に係るエンジン制御システムが制御対象とするエンジンシステム全体の概略構成図である。 ＥＣＵのハードウェア構成例を示すブロック図である。 スロットル弁開度指令値、ＥＧＲ弁開度指令値及び燃料噴射弁駆動パルス指令値を演算する制御ブロックを説明する図である。 充填効率現在値及びＥＧＲ率現在値を演算する吸気計量制御ブロックを説明する図である。 目標充填効率及び目標ＥＧＲ率を実現するスロットル弁及びＥＧＲ弁の開度制御モデルを構成する際に考慮する物理モデルを説明する図である。 バルブ通過流量演算モデルに基づき目標バルブ開度を演算する方法を、バルブ断面模式図を用いて説明する図である。 クランク角度センサにもとづき検出される燃焼状態にもとづいて燃料噴射量及びＥＧＲ弁開度を補正する制御ブロックの全体像を説明する図である。 エンジンで見られる典型的な熱発生率プロフィールと、代表的な燃焼期間・タイミングを説明する図である。 クランク角度センサ信号にもとづいてＭＦＢ５０タイミングを検出する方法を説明する図である。 最大角加速度とＭＦＢ５０との関係を示す図である。 ＩＧ５０と、ＩＧ１０及びＩＧ９０との関係を説明する図である。 燃焼にともなう熱発生率を説明する図である。 筒内圧力を演算する方法を説明する図である。 筒内温度と未燃ガス温度を演算する方法を説明する図である。 燃焼速度と燃焼期間との関係を説明する図である。 燃焼期間の違いが熱発生率に与える影響を説明する図である。 燃焼期間の違いが筒内圧力に与える影響を説明する図である。 燃焼期間の違いが温度に与える影響を説明する図である。 ガソリンの層流燃焼速度に与える圧力、未燃ガス温度及び当量比（０．６）の影響を説明する図である。 ガソリンの層流燃焼速度に与える圧力、未燃ガス温度及び当量比（１．０）の影響を説明する図である。 ガソリンの層流燃焼速度に与える圧力、未燃ガス温度及び当量比（１．３）の影響を説明する図である。 ガソリンの層流燃焼速度に与えるＥＧＲ率の影響を説明する図である。 燃焼速度と燃焼期間との関係を学習する方法を説明する図である。 燃焼速度と燃焼期間との関係を逐次最小二乗アルゴリズムにもとづき学習する方法及びそのフローチャートを説明する図である。 回転速度と充填効率に対するＩＧ５０の傾向を説明する図である。 リーンバーンシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御方法に関するフローチャートを説明する図である。 リーンバーンシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御を実行した際の挙動をタイムチャートで説明する図である。 ＥＧＲシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御方法に関するフローチャートを説明する図である。 ＥＧＲ燃焼システムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御を実行した際の挙動をタイムチャートで説明する図である。
　以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本実施形態では、ＥＧＲ制御精度や空燃比を高位に保ち、これらの制御誤差に伴う内燃機関の燃焼不良を防止することを目的とする。なお、本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
　まず、本発明の一実施形態に係るエンジン制御システムが制御対象とするエンジンシステム全体の構成について、図１を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン制御システムが制御対象とするエンジンシステム全体の概略構成例を示す。エンジンシステムは、内燃機関１、アクセルポジションセンサ２、エアフローセンサ３、スロットル弁４、吸気マニホールド５、流動強化弁７、吸気バルブ８、排気バルブ１０、燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、及びクランク角度センサ２０を備える。さらに、エンジンシステムは、空燃比センサ１４、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔｅｄ　Ｇａｓ　Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）管１５、ＥＧＲクーラ１６、ＥＧＲ温度センサ１７、ＥＧＲ弁上流圧力センサ１８、ＥＧＲ弁１９、及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２１を備えている。
　スロットル弁４は、吸気管３１に形成された吸気マニホールド５の上流に設けられ、吸入流路を絞って内燃機関１のシリンダに流入する吸入空気量を制御する。本実施形態では、このスロットル弁４は、運転者によるアクセルペダル踏量とは独立して弁開度の制御が可能な電子制御式バタフライ弁により構成される。スロットル弁４の下流側には、吸気管圧力センサ６が組み付けられた吸気マニホールド５が連通している。
　流動強化弁７は、吸気マニホールド５の下流に配置され、シリンダに吸入される吸入空気に偏流を生じさせることによって、シリンダ内部の流れの乱れを強化させる。後述する排ガス再循環燃焼を実施する際に、流動強化弁７を閉じることで乱流燃焼を促進、及び安定化させる。
　内燃機関１には、吸気バルブ８及び排気バルブ１０が設けられている。吸気バルブ８及び排気バルブ１０は、バルブ開閉の位相を連続的に可変とするための可変動弁機構をそれぞれ有している。吸気バルブ８及び排気バルブ１０の可変動弁機構には、バルブの開閉位相を検知するための吸気バルブ位置センサ９及び排気バルブ位置センサ１１がそれぞれ組み付けられている。内燃機関１のシリンダには、シリンダ内に直接燃料を噴射する直接式の燃料噴射弁１２が備えられている。なお、燃料噴射弁１２は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射方式であってもよい。
　内燃機関１のシリンダには、シリンダ内に電極部を露出させ、スパークによって可燃混合気を引火する点火プラグ１３が組み付けられている。クランク角度センサ２０は、クランク軸に組み付けられ、クランク軸の回転角度に応じた信号を、回転速度を示す信号としてＥＣＵ２１へ出力する。空燃比センサ１４は、排気管３２に設けられ、検出された排ガス組成すなわち空燃比を示す信号をＥＣＵ２１へ出力する。
　本実施形態では、ＥＧＲ管１５及び当該ＥＧＲ管１５内に配置されたＥＧＲ弁１９を含むＥＧＲシステムが構成されている。ＥＧＲ管１５は、排気流路（吸気管３１）と吸気流路（排気管３２）とを連通し、排気流路から排ガスを分流して、スロットル弁４の下流へ還流（再循環）する。ＥＧＲ管１５に備えられたＥＧＲクーラ１６は、排ガスを冷却する。ＥＧＲ弁１９は、ＥＧＲクーラ１６の下流に備えられ、排ガスの流量を制御する。ＥＧＲ管１５には、ＥＧＲ弁１９の上流を流れる排ガスの温度を検出するＥＧＲ温度センサ１７と、ＥＧＲ弁１９の上流の圧力を検出するＥＧＲ弁上流圧力センサ１８とが設けられている。
　ＥＣＵ２１は、電子制御装置の一例であり、エンジンシステムの各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行したりする。エンジンシステムとＥＣＵ２１によってエンジン制御システムが構成される。ＥＣＵ２１には、上述した各種のセンサと、各種のアクチュエータとが通信可能に接続されている。ＥＣＵ２１は、スロットル弁４、燃料噴射弁１２、吸気バルブ８、排気バルブ１０、及びＥＧＲ弁１９等のアクチュエータの動作を制御する。また、ＥＣＵ２１は、各種センサから入力された信号に基づいて、内燃機関１の運転状態を検知して、運転状態に応じて決定したタイミングで点火プラグ１３に点火させる。さらに、ＥＣＵ２１は、内燃機関１を含むエンジンシステムに異常又は故障を検出した場合には、該当する警告表示ランプ２２（ＭＩＬ）を点灯する。
　図２は、ＥＣＵ２１のハードウェア構成例を示すブロック図である。ＥＣＵ２１は、システムバス２６を介して相互に接続された、制御部２３、記憶部２４、及び入出力インターフェース２５を備える。制御部２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２３ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）２３ｂ、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）２３ｃより構成されている。ＣＰＵ２３ａがＲＯＭ２３ｂに記憶された制御プログラムをＲＡＭ２３ｃにロードして実行することにより、ＥＣＵ２１の各機能が実現される。半導体メモリ等からなる補助記憶装置としての記憶部２４には、状態空間モデルやパラメータ、制御プログラムを実行して得られたデータなどが記録される。また、記憶部２４に制御プログラムが格納されていてもよい。
　入出力インターフェース２５は、各センサや各アクチュエータと、信号やデータの通信を行うインターフェースである。ＥＣＵ２１は、各センサの入出力信号を処理する図示しないＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器、ドライバ回路等を備えている。入出力インターフェース２５がＡ／Ｄ変換器を兼ねてもよい。なお、プロセッサにＣＰＵを用いたが、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の他のプロセッサを用いてもよい。
　図３は、スロットル弁開度指令値、ＥＧＲ弁開度指令値及び燃料噴射弁駆動パルス指令値を演算する制御ブロックを説明する図である。なお、図３ではそれぞれの機能ブロックの符号の先頭にＢを付している（以下、同じ）。
　目標トルク演算部３０１では、エンジンの回転速度、ドライバのアクセルペダル踏量及び外部要求トルクにもとづいてエンジンの目標トルクを演算する。目標充填効率演算部３０２では、回転速度及び目標トルクにもとづいて、一サイクルに気筒に吸入される空気量である充填効率を演算する。ここで充填効率とは、標準状態（２５℃、１気圧）の空気が行程容積に満たされた際の空気質量を基準１．０として実際に吸入される空気量の比率である。
　目標スロットル弁開度演算部３０３では、目標充填効率と回転速度にもとづきスロットル弁を通過する空気流量を演算し、スロットル前後状態から上記空気流量を実現する目標スロットル弁開度を演算する。この目標スロットル弁開度にもとづいてスロットル弁開度指令値が出力される。
　目標ＥＧＲ率演算部３０４では、回転速度・目標充填効率毎に、あらかじめ燃費や排気性能を考慮してエンジン適合にて調整されたＥＧＲ率が制御マップに設定されており、これを参照して回転速度と目標充填効率にもとづいて目標ＥＧＲ率が演算される。目標ＥＧＲ弁開度演算部３０５では、充填効率現在値、回転速度、目標ＥＧＲ率、及び後述する燃焼速度予測結果にもとづいて目標ＥＧＲ弁開度が演算される。この目標ＥＧＲ弁開度にもとづいてＥＧＲ弁開度指令値が出力される。なお、充填効率現在値の詳細は、図４を用いて後述する。
　目標当量比演算部３０６では、目標充填効率と回転速度にもとづいて目標当量比が演算される。ここで、当量比とは、理論空燃比を基準とした燃料混合気濃度の指標であり、理論空燃比状態を１として、リッチ条件で１より大きい数値、リーン条件で１未満の数値となる。目標燃料噴射量演算部３０７では、充填効率現在値、目標当量比及び後述する燃焼速度予測結果にもとづいて目標燃料噴射量を演算する。この燃料噴射量にもとづいてインジェクタ駆動パルス指令値が出力される。
　燃料重心タイミング演算部３０８では、クランク角度センサ信号にもとづき燃焼重心タイミング（ＭＦＢ５０：５０％　Ｍａｓｓ　Ｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｂｕｒｎｅｄ）を演算する。燃焼速度予測部３０９では、燃焼重心タイミングと回転速度と充填効率現在値とＥＧＲ率現在値と当量比現在値にもとづき燃焼速度を予測する。この燃焼速度予測結果又は燃焼速度との相関関係のある燃焼期間予測結果にもとづいて、目標ＥＧＲ率及び目標燃料噴射量が補正される。なお、ＥＧＲ率現在値の詳細は、図４を用いて後述する。
　この様な制御構成とすることで、ドライバの要求するトルクを正確に制御することができるとともに、ＥＧＲ率や空燃比制御の誤差にともなう燃焼不安定化を適切に防止して、低燃費、低排気性能を実現することができる。
　図４は、充填効率現在値及びＥＧＲ率現在値を演算する吸気計量制御ブロックを説明する図である。ＥＧＲ弁通過流量演算部４０１では、ＥＧＲ弁開度、ＥＧＲ弁上流状態及び下流状態にもとづいてＥＧＲ弁通過流量を演算する。ＥＧＲ弁上流状態は、圧力センサ及び温度センサによる直接検出又は、エンジンの回転速度と負荷情報にもとづいて制御マップによる演算値を適用することもできる。吸気管圧力、温度及びＥＧＲ率演算部４０２では、シリンダ吸入流量、エアフローセンサのセンサ値及びＥＧＲ弁通過流量にもとづいて吸気管圧力、温度及びＥＧＲ率を演算する。
　充填効率、ＥＧＲ率演算部４０３では、吸気管の圧力、温度及びＥＧＲ率、及び回転速度にもとづいて充填効率及びＥＧＲ率の現在値が演算され出力される。シリンダ吸入流量演算部４０４では、回転速度及び充填効率及びＥＧＲ率と回転速度にもとづいてシリンダ吸入流量を演算する。この様な制御構成とすることで、現在のシリンダ内の状態を正確に計量し、燃料噴射量や点火時期を高精度に制御することができ、低燃費、低排気性能を実現することができる。
　図５は、目標充填効率及び目標ＥＧＲ率を実現するスロットル弁及びＥＧＲ弁の開度制御モデルを構成する際に考慮する物理モデルを説明する図である。吸気管内の状態量として吸気管（例えば吸気マニホールド５）内の圧力（以下「吸気管圧力」と記す。）ｐｍ、及び吸気管内のＥＧＲ率ξｍを規定し、それぞれ次式（１），（２）で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、上付きドット記号ありのｍｔｈはスロットル弁通過流量、上付きドット記号ありのｍｅｇｒはＥＧＲ弁通過流量、上付きドット記号ありのｍｃｙｌはシリンダ吸入流量、κはポリトロープ指数、Ｒはガス定数、Ｖｍは吸気マニホールド容積、Ｔａは大気温度、ＴｅｇｒはＥＧＲ温度、Ｔｍは吸気管内温度である。上付きドット記号は時間による一次微分を表している。
　スロットル弁通過流量（上付きドット記号ありのｍｔｈ）は次式（３）で求めることができる。なお、スロットル弁通過流量は、おおよそエアフローセンサ３の検出値（上付きドット記号ありのｍａｆｓ）に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ρａは大気密度、μｔｈはスロットル弁流量係数、Ｄｔｈはスロットル弁外径、φｔｈはスロットル弁開度、φｔｈ０はスロットル弁最小開度、ｐａは大気圧力である。
である。
　ＥＧＲ弁通過流量（上付きドット記号ありのｍｅｇｒ）は次式（４）で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、ρｅはＥＧＲ密度（再循環排気密度）、μｅｇｒはＥＧＲ弁流量係数、ＤｅｇｒはＥＧＲ弁外径、φｅｇｒはＥＧＲ弁開度、φｅｇｒ０はＥＧＲ弁最小開度である。
　シリンダ吸入流量（上付きドット記号ありのｍｃｙｌ）は次式（５）で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、Ｎｅは内燃機関１の回転速度（１分間当たりの回転数）、ηｉｎは吸気効率、Ｖｄは内燃機関１の総行程容積である。吸気効率とは、全気筒（例えば４気筒）分の行程容積に相当する吸気マニホールド内ガスの質量を基準（１．０）として、実際にシリンダ内に吸入されるガスの質量の比率を示す値である。
　シリンダに吸入される新気の充填効率ηｃｈは次式（６）で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで、ｐ０及びＴ０は大気の標準状態における温度及び圧力（例えば２５℃、１０１．３２５Ｐａ）である。
　トルクの指標である正味平均有効圧は次式（７）で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　ここで、ＨＬは燃料の低位発熱量、ηｉｔｅは図示熱効率、φは当量比、Ｌ０は理論空燃比、ｐｆはフリクショントルクに関するフリクション平均有効圧である。フリクショントルクは、摩擦により接触している物体間の運動を阻害しようと作用するトルクである。
　ここで、バルブ通過流量演算モデルに基づく目標バルブ開度演算について、図６を参照して説明する。
　図６は、バルブ通過流量演算モデルに基づき目標バルブ開度を演算する方法を、バルブ断面模式図を用いて説明する図である。図中の上付きドットありのｍはバルブ通過流量、ｐｕｐはバルブの上流側（ｉｎ）の気体の圧力、ｐｄｏｗｎはバルブの下流側（ｏｕｔ）の気体の圧力、ρｕｐはバルブの上流側の気体の密度、Ｄはバルブの外径、φはバルブの開度である。斜線部は、バルブを通過する気体の流路を表している。その流路の断面積すなわち開口面積Ｓは次式（８）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　上記バルブがスロットル弁の場合、図６のｐｕｐは大気圧力ｐａｔｍ、ｐｄｏｗｎは吸気管圧力ｐｍ、ρｕｐは大気密度ρａｔｍ、Ｄはスロットル弁外径Ｄｔｈに相当する。式（３）のスロットル弁通過流量式を変形し、目標トルクと回転速度で規定される目標空気量（上付きドット記号を付したｍｔｈ，ｄ）を実現するためのスロットル弁開度φｔｈは、次式（９）のようにスロットル弁通過流量式を逆算して求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　上式（９）をスロットル弁開度と開口面積のテーブル演算に置き換えて、図５の目標スロットル弁開度演算部５０３による目標スロットル弁開度の演算に用いることができる。
　同様に、上記バルブがＥＧＲ弁の場合には、図６のｐｕｐはＥＧＲ弁上流圧力ｐｅｇｒ、ｐｄｏｗｎは吸気管圧力ｐｍ、ρｕｐはＥＧＲ密度ρｅｇｒ、ＤはＥＧＲ弁外径Ｄｅｇｒに相当する。式（４）のＥＧＲ弁通過流量式を変形し、目標トルクと回転速度で規定される目標ＥＧＲ流量（上付きドット記号を付したｍｅｇｒ，ｄ）を実現するためのＥＧＲ弁開度φｅｇｒは、次式（１０）のようにＥＧＲ弁通過流量式を逆算して求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　上式（１０）をＥＧＲ弁開度と開口面積のテーブル演算に置き換えて、図５の目標ＥＧＲ率演算部５０４による目標ＥＧＲ弁開度の演算に用いることができる。
　図７は、クランク角度センサにもとづき検出される燃焼状態にもとづいて燃料噴射量及びＥＧＲ弁開度を補正する制御ブロックの全体像を説明する図である。充填効率、ＥＧＲ率演算部７０１においては、回転速度、エアフローセンサのセンサ値、スロットル弁開度及びＥＧＲ弁開度にもとづいて、現在の充填効率及びＥＧＲ率を演算する。同演算部で計算されるモデルは、図５及び図４に詳細を説明している。
　熱発生率演算部７０２においては、現在の充填効率及びＥＧＲ率、当量比及び後述する燃焼期間にもとづいて、熱発生率を演算する。熱発生率とは燃焼により生成される総発熱量のうちクランク角度毎に生成される発熱量である。熱発生率のプロフィールは、燃焼速度や燃焼室形状、点火時期などの影響を受けて変化する。
　筒内圧、筒内温度、未燃ガス温度演算部７０３では、前述の熱発生率と燃焼室容積との関係から、状態方程式及びポリトロープ変化関係式より筒内圧、筒内温度、未燃ガス温度が求められる。層流燃焼速度演算部７０４では、筒内圧力、未燃ガス温度、当量比及びＥＧＲ率から層流燃焼速度が演算される。層流燃焼速度とは燃料種及び混合気組成及び温度、圧力で決まる状態量である。
　ＭＦＢ５０演算部では、クランク角度センサ信号にもとづき燃焼質量割合が総供給質量の５０％に達するタイミング（燃焼重心タイミング）であるＭＦＢ５０を演算する。燃焼期間演算部７０６では、ＭＦＢ５０との相関関係にもとづいて点火時期から燃焼終了時期までの全燃焼期間を演算する。
　燃焼速度・燃焼期間学習部７０７では、クランク角度センサ信号（クランク角度センサ情報）より得られた燃焼期間の情報と、筒内圧推定にもとづく層流燃焼速度との関係を学習する。学習には後述する逐次最小二乗アルゴリズムを適用する。逐次最小二乗アルゴリズムによってオンボードに学習することができるため、車両固有の相関関係を制御に考慮することができる。車両固有の状態を生じる原因としては、燃料性状のばらつき、燃料種（例えば燃料中のアルコール濃度）の変化、ＥＧＲバルブやスロットルバルブデポ付着、アクチュエータ・センサ誤差などが挙げられる。
　上述するばらつきは、燃焼限界近傍で実施されるＥＧＲ燃焼システムやリーンバーンシステムにおいては、燃焼期間の過剰な増大に影響を与えるため、適切に考慮する必要があり、クランク角度センサによる検出とオンボード学習によって、ばらつきへの適応機構を実現している。
　層流燃焼速度予測部７０８では、目標当量比、目標ＥＧＲ率及び現在の筒内圧力、未燃ガス温度にもとづいて目標制御状態での層流燃焼速度を予測する。燃焼期間予測部７０９では、前述の層流燃焼速度予測結果と、燃焼速度・燃焼期間の相関関係にもとづいて、目標当量比、目標ＥＧＲ率及び現在の筒内圧力、未燃ガス温度に対する燃焼期間を予測する。
　目標当量比・目標ＥＧＲ率補正部７１０では、上記燃焼期間予測値が所定値以上となった場合に、燃焼期間が減少する側（燃焼速度が増加する側）に、目標当量比或いは目標ＥＧＲ率を補正する。すなわち、当量比において、燃焼期間が所定値以上となった場合には、リッチ側への補正を行う。燃料噴射量補正量演算部７１１では、上記リッチ補正に相当する燃料噴射量を増量側に補正し、インジェクタパルス幅指令値に補正量が加味される。
　また、ＥＧＲ率において、燃焼期間が所定値以上となった場合には、ＥＧＲを減じる側に目標値が補正される。ＥＧＲ弁開度補正量演算部７１２においては、上記ＥＧＲ減量補正に相当するＥＧＲ弁開度補正量がＥＧＲ弁開度指令値に加味される。点火進角補正量演算部７１３においては、燃焼期間が増加する場合には、点火時期を進角側に補正し、燃焼期間が減少する場合には、点火時期を遅角側に補正する。点火時期が指令値として出力される。以上の様な制御構成を備えることによって、ＥＧＲ率や空燃比制御の誤差にともなう燃焼不安定化を適切に防止して、低燃費、低排気性能を実現することができる。また、燃焼状態検知フィードバック機構を、筒内圧力センサを使用することなく実施できるので、コストを抑制することができる。
　図８は、エンジンで見られる典型的な熱発生率プロフィールと、代表的な燃焼期間・タイミングを説明する図である。ガソリンエンジンの燃焼は、点火後しばらくは、火炎核形成期間であり、熱発生をほとんど生じない。１０％燃焼質量割合タイミング（ＭＦＢ１０）までを、初期燃焼期間と呼ぶ。また、点火時期からＭＦＢ１０までの期間をＩＧ１０と呼ぶ。ＭＦＢ１０からＭＦＢ９０の期間は、乱流火炎伝ぱによって燃焼が進展し大部分の熱発生率を示し、主燃焼期間と呼ぶ。ここでは、燃焼重心のタイミングとしてＭＦＢ５０を定義し、このＭＦＢ５０タイミングをクランク角度センサ信号にもとづいて検出する。
　図９Ａ、９Ｂは、クランク角度センサ信号にもとづいてＭＦＢ５０タイミングを検出する方法を説明する図である。クランク角度センサ信号にもとづき求められるクランク軸角加速度をクランク角度に対して示した結果を図９Ａに示す。同図からわかる様に、各シリンダの燃焼タイミングにてクランク軸の角加速度がピークを示す挙動を示す。最大クランク角加速度と各シリンダの燃焼重心（ＭＦＢ５０）との関係を下図に示す。最大クランク角加速度（最大角加速度）とＭＦＢ５０との関係には、高い相関性が存在しており、この関係を用いてクランク角度センサ信号にもとづき間接的にＭＦＢ５０タイミングを検出することができる。この様な制御構成とすることで、クランク角度センサ信号によるクランク角度毎の捩りトルク推移にもとづきクランク角毎の筒内圧力を推定演算する手法と比較して、演算負荷を大幅に低減することができる。また、本発明の実施形態のシステムでは、燃焼重心であるＭＦＢ５０を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の燃焼質量割合を代表させて検出することでも同様の又は類似の効果を奏する。
　図１０は、ＩＧ５０とＩＧ１０及びＩＧ９０との関係を説明する図である。ＩＧ５０は点火時期からＭＦＢ５０までの燃焼期間であり、上述のクランク角度センサ信号にもとづくＭＦＢ５０を適用することができる。同図からわかる様に、ＩＧ５０とＩＧ１０及びＩＧ９０との関係には高い相関性が存在しており、この関係を用いて、ＩＧ５０からＩＧ１０及びＩＧ９０を間接的に検出することができる。
　ＩＧ１０から初期燃焼期間の情報を、ＩＧ９０から全燃焼期間の情報を、またＭＦＢ１０～ＭＦＢ９０の情報から主燃焼期間の情報を取得することができる。また、本発明の実施形態のシステムでは、ＩＧ５０とＩＧ１０及びＩＧ９０との一次関数を使用する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、二次関数などを使用することでも同様の又は類似の効果を奏する。
　図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、燃焼にともなう熱発生率から筒内圧力、筒内温度、未燃ガス温度を演算する方法を説明する図である。吸気バルブが閉じるタイミング（ＩＶＣ）のシリンダ内の圧力及び温度が吸気管の圧力及び温度にもとづいて求められる。点火時期におけるシリンダ内の圧力及び温度はＩＶＣから点火時期（ＳＰＫ）までの状態変化を、ポリトロープ変化を仮定して、次式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　ここで、κはポリトロープ指数であり、温度・ガス組成に依存する比熱比及び熱損失で決定される。Ｖｚはクランク角度に応じたシリンダ容積である。続いて点火時期から燃焼終了時期までの圧力及び温度は、クランク角度θ毎に微分方程式を離散化しこれを積分することで段階的に求める。全燃焼期間をＮ個に分割し、ｎ番目の筒内圧力Ｐｚｎは、体積変化率及び熱発生率にもとづいて次式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　さらに、ｎ番目の筒内温度Ｔｚｎは次式で求められる。ここで、θはクランク角度、Ｑｚは発熱量である。ｄＱｚ／ｄθはＷｉｅｂｅ関数と呼ばれる実験式を適用することができる。また、Ｗｉｅｂｅ関数を予め計算した結果を格納したテーブル演算を用いても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　さらに、ｎ番目の未燃ガス温度Ｔｕｎは、点火時期における圧力及び温度、及びｎ番目の筒内圧力Ｐｚｎにもとづいて次式で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　式（１３）（１４）及び（１５）をｎ＝１、２、・・・、Ｎまで実行することで全燃焼過程の圧力、温度及び未燃ガス温度を演算する。分割数Ｎが大きいほど精度が改善するが演算負荷が大きくなるトレードオフ関係にある。分割数Ｎは、上記トレードオフ関係から設計時に最適値を選定する。この様な構成とすることで、シリンダの圧力を直接検出する圧力センサを備える構成に対してコストを削減することができる。
　図１２Ａ～１２Ｄは、燃焼速度と燃焼期間との関係、及び燃焼期間の違いが筒内圧力、温度に与える影響を説明する図である。燃焼速度と燃焼期間との関係は図１２Ａに示す様に、概ね反比例の関係にあり、燃焼速度が低下するほど燃焼期間が増加する。燃焼期間が筒内圧に与える影響としては、燃焼期間が短くなる程、筒内圧がより増加側を推移する。また、筒内圧温度及び未燃ガス温度についても、燃焼期間が短くなる程、より増加側を推移する。
　上述の様に、燃焼速度の変化によって筒内圧及び温度が影響を受けるとともに、燃焼速度自身も圧力及び温度の影響を受けるので、燃焼開始時点において当該サイクルの燃焼速度及び燃焼期間を事前に予測することが原理的に難しい。そのため、燃焼速度及び燃焼期間にもとづいてＥＧＲ率、空燃比及び点火時期を制御するためには、燃焼速度及び燃焼期間を予測するための手段が必要である。その予測手段として、本発明の実施形態のシステムでは、燃焼速度及び燃焼期間の学習手段を備え、過去の学習結果にもとづく現在又は将来の予測を行う構成としている。
　図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、ガソリンの層流燃焼速度に与える圧力、未燃ガス温度及び当量比の影響を説明する図である。圧力比・温度比とは、標準状態の大気圧、大気温度に対する各比率である。圧力、未燃ガス温度及び当量比ともに層流燃焼速度に影響があり、またそれらの感度は交互作用の影響を受け変化する。この関係をマップ又は関数として図７における層流燃焼速度演算部７０４に所持することで、圧力、未燃ガス温度及び当量比にもとづいて層流燃焼速度が求められる。
　図１４は、ガソリンの層流燃焼速度に与えるＥＧＲ率の影響を説明する図である。同図の縦軸はＥＧＲ率ゼロの条件を基準１．０とした層流燃焼速度比であり、ＥＧＲモル分率に対する感度を示している。ＥＧＲ率が増加するにしたがって層流燃焼速度が減少する。この関係をテーブル又は関数として図７における層流燃焼速度演算部７０４に所持することで、ＥＧＲ率にもとづいて層流燃焼速度が求められる。
　図１５は、燃焼速度と燃焼期間との関係を学習する方法を説明する図である。ここでは、上述の関係を多項式で近似することで学習する方法を採用する。燃焼速度は、層流燃焼速度に加えて乱れの影響なども受けるために、燃焼速度と燃焼期間との関係を学習する際に回転速度及び充填効率を考慮する。さらに、初期燃焼期間（点火時期～ＭＦＢ１０）と主燃焼期間（ＭＦＢ１０～ＭＦＢ９０）とでは、燃焼メカニズムが異なるために、両期間の層流燃焼速度を考慮する。これらを変数にもつ以下の多項式を定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　ここで、ｙは出力でＩＧ５０を設定する。ｘ１は回転速度、ｘ２は充填効率、ｘ３は初期燃焼期間の層流燃焼速度、ｘ４は主燃焼期間の層流燃焼速度である。上式を整理すると以下の偏回帰係数ベクトルと説明変数ベクトルで記述できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　結局、４変数を入力要素として１３変数を定義し、これに定数項を含めた１４個の偏回帰係数を同定することでＩＧ５０と燃焼速度との関係を学習する。この関数を図７の燃焼速度・燃焼期間学習部７０７及び燃焼期間予測部７０９に所持することで学習及び予測が可能となる。ここで示した実施例のシステムにおいては、４元２次多項式を備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の多項式を用いることとしても良い。また、多項式に代替する手段として、ニューラルネットワークや制御マップなども、多項式による学習及び予測機能と同様の又はこれに近い効果を奏する。
　図１６は、燃焼速度と燃焼期間との関係を逐次最小二乗アルゴリズムにもとづき学習する方法及びそのフローチャートを説明する図である。入力と出力との関係に基づき偏回帰係数ベクトルθ＾を逐次更新する方法を示す。なお、偏回帰係数ベクトルをθの上（又は右上）に記号＾を付して表している。逐次最小二乗アルゴリズムを実行するに際し、Ｓ１６０１では、逐次最小二乗アルゴリズムの実行可否を判断する。実行可否の判断指標として、センサ状態や前提とする状態方程式の予測範囲が考慮される。以下には、Ｓ１６０２～Ｓ１６０６で実行される演算式を具体的に示す。
　ここで対象とする燃焼期間と燃焼速度との関係は、燃料性状やデポ付着、アクチュエータ・センサ誤差の影響を受ける時変システムであり、これに対応するため、可変忘却要素を備える逐次同定アルゴリズムを採用する。忘却要素とは過去データの影響を指数関数的に軽減する機能であり、さらに可変忘却とすることで、過渡状態では過去データを忘却しつつ、定常状態では忘却要素を１に近づけることで過去データを積極的に利用することができる。以下には、可変忘却要素付き逐次最小二乗アルゴリズムを示す。まず、多項式と出力値との差分を誤差ε（ｋ）として次式で求める（Ｓ１６０２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　つぎに、共分散行列Ｐ（ｋ－１）と、入力ベクトルφ（ｋ）と忘却要素λ（ｋ）から、Ｌ（ｋ）を次式で求め、これと誤差ε（ｋ）にもとづき、偏回帰係数ベクトルθ＾（ｋ）を次式で更新する（Ｓ１６０３、Ｓ１６０４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　このとき、忘却要素λ（ｋ）及び共分散行列Ｐ（ｋ）は、それぞれ次式で求める（Ｓ１６０５、Ｓ１６０６）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　ここで、σは学習時の調整パラメータである。なお、本実施形態のパラメータ同定アルゴリズムには、逐次最小二乗アルゴリズムを採用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわちパラメータ同定アルゴリズムとしては、遺伝的アルゴリズムなど、他の最適化手法を適用しても同様の又はこれに近い効果を奏する。
　図１７は、回転速度と充填効率に対するＩＧ５０の傾向を説明する図である。ＩＧ５０は、充填効率が減少する低負荷条件において、残留ガス割合の増加や圧力・温度条件などの低下の影響を受けて、主に初期燃焼期間の層流燃焼速度が低下するため、ＩＧ５０が増加する傾向を示す。一方、回転速度に対しては、回転速度の増加に応じて乱れ強さが増加し、乱流燃焼速度も増加するため、層流燃焼速度の増加は無くとも燃焼期間に与える影響は相対的に少ない傾向を示す。
　上述の回転速度と充填効率に対するＩＧ５０の傾向を式（１６）で近似する。ＥＧＲ燃焼においてデポの影響を受けて同一ＥＧＲバルブ開度に対し、ＥＧＲが増加側に変化した場合には、ＩＧ５０が増加する側に変化する。また、リーンバーンにおいても、燃料性状や燃料種の影響を受けて同一目標当量比に対して層流燃焼速度が減少する側に変化した場合には、ＩＧ５０が増加側に変化する。この様なエンジン毎の変化に対しても、式（１６）及び同モデルの偏回帰係数の逐次最小二乗近似を採用することによって、オンボード学習による適応制御が可能である。
　図１８は、リーンバーンシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御方法に関するフローチャートを説明する図である。Ｓ１８０１では、ドライバのアクセルペダル踏量などにもとづいて目標トルクを演算する。Ｓ１８０２では、上記目標トルクを実現するための充填効率を演算する。Ｓ１８０３では、エンジンに必要な空気量を実現するスロットルバルブ開度を演算する。
　Ｓ１８０４では、回転速度及び充填効率にもとづいて目標当量比を演算する。Ｓ１８０５では、上記目標当量比を実現するインジェクタ燃料噴射パルス幅を演算する。Ｓ１８０６では、クランク角度センサ信号にもとづいてＭＦＢ５０を検出する。Ｓ１８０７では、ＭＦＢ５０及び点火時期から、初期燃焼期間や主燃焼期間、全燃焼期間などの各燃焼期間を演算する。
　Ｓ１８０８では、全燃焼期間から決定される熱発生率プロフィール及び燃焼室容積変化率を考慮して、クランク角度に対する筒内圧、温度及び未燃ガス温度を演算する。Ｓ１８０９では、上述した初期燃焼期間及び主燃焼期間に対応する筒内圧及び未燃ガス温度、ＥＧＲ率、当量比にもとづいて各期間の層流燃焼速度を演算する。
　Ｓ１８１０では、定常状態であるか、センサ動作条件などを考慮して学習可否判定を行い、学習可と判断された場合には、Ｓ１８１１において燃焼速度と燃焼期間に関する統計モデルを学習する。Ｓ１８１２では、目標当量比（図１８の例では、リーン）における燃焼速度を予測する。Ｓ１８１３では上記予測された燃焼速度にもとづき、上述の統計モデルを用いて燃焼期間を予測する。Ｓ１８１４では、予測された燃焼期間にもとづいて、燃焼期間が所定値より大きい値となる場合には、Ｓ１８１５において当量比を濃い側に補正する。
　以上の様な制御を実施することで、リーンバーンにおいて燃焼期間が過大となることに起因した燃焼不安定化を適切に防止することができる。
　図１９は、リーンバーンシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御を実行した際の挙動をタイムチャートで説明する図である。リーン条件でＭＦＢ５０が遅角し燃焼期間が所定値より大きくなった際には（時間：ｉｉ）、一旦点火時期を進角することでＭＦＢ５０を所望のタイミングに補正する。さらに、燃焼期間が所定値になる様に、当量比を濃い側に補正し燃焼速度を増加させる。
　この際の燃焼期間と燃焼速度との関係を学習する。学習終了後は目標当量比に対する燃焼速度を予測し、上記予測された燃焼速度に対する燃焼期間を予測し、予測された燃焼期間が所定値となる様に目標当量比を補正する（当量比Ａ→Ｂ）。次のリーンバーン燃焼モード（時間：ｉｖ）においては、補正された当量比を新たな目標当量比として使用することで、燃焼の不安定化を適切に防止してリーンバーンを実施することができる。
　図２０は、ＥＧＲシステムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御方法に関するフローチャートを説明する図である。Ｓ２００１では、ドライバのアクセルペダル踏量などにもとづいて目標トルクを演算する。Ｓ２００２では、上記目標トルクを実現するための充填効率を演算する。Ｓ２００３では、エンジンに必要な空気量を実現するスロットルバルブ開度を演算する。
　Ｓ２００４では、回転速度及び充填効率にもとづいて目標ＥＧＲ率を演算する。Ｓ２００５では、上記目標当量比を実現するＥＧＲ弁開度を演算する。Ｓ２００６では、クランク角度センサ信号にもとづいてＭＦＢ５０を検出する。Ｓ２００７では、ＭＦＢ５０及び点火時期から、初期燃焼期間や主燃焼期間、全燃焼期間などの各燃焼期間を演算する。
　Ｓ２００８では、全燃焼期間から決定される熱発生率プロフィール及び燃焼室容積変化率を考慮して、クランク角度に対する筒内圧、温度及び未燃ガス温度を演算する。Ｓ２００９では、上述した初期燃焼期間及び主燃焼期間に対応する筒内圧及び未燃ガス温度、ＥＧＲ率、当量比にもとづいて各期間の層流燃焼速度を演算する。
　Ｓ２０１０では、定常状態であるか、センサ動作条件などを考慮して学習可否判定を行い、学習可と判断された場合には、Ｓ２０１１において燃焼速度と燃焼期間に関する統計モデルを学習する。Ｓ２０１２では、目標ＥＧＲ率における燃焼速度を予測する。Ｓ２０１３では上記予測された燃焼速度にもとづき、上述の統計モデルを用いて燃焼期間を予測する。Ｓ２０１４では、予測された燃焼期間にもとづいて、燃焼期間が所定値より大きい値となる場合には、Ｓ２０１５においてＥＧＲ率を減じる側に補正する。
　以上の様な制御を実施することで、ＥＧＲ燃焼において燃焼期間が過大となることに起因した燃焼不安定化を適切に防止することができる。
　図２１は、ＥＧＲ燃焼システムにおいて、クランク角度センサにもとづく燃焼検知情報を用いた燃焼制御を実行した際の挙動をタイムチャートで説明する図である。ＥＧＲ条件でＭＦＢ５０が遅角し燃焼期間が所定値より大きくなった際には（時間：ｉｉ）、一旦点火時期を進角することでＭＦＢ５０を所望のタイミングに補正する。さらに、燃焼期間が所定値になる様に、ＥＧＲ率を減じる側に補正し燃焼速度を増加させる。
　この際の燃焼期間と燃焼速度との関係を学習する。学習終了後は目標ＥＧＲ率に対する燃焼速度を予測し、上記予測された燃焼速度に対する燃焼期間を予測し、予測された燃焼期間が所定値となる様に目標ＥＧＲ率を補正する（ＥＧＲ率Ａ→Ｂ）。次のＥＧＲ燃焼モード（時間：ｉｖ）においては、補正されたＥＧＲ率を新たな目標ＥＧＲ率として使用することで、燃焼の不安定化を適切に防止してＥＧＲ燃焼を実施することができる。
　以上のとおり、本実施形態に係る電子制御装置（ＥＣＵ２１）は、内燃機関の排気の一部を吸気管に還流させるＥＧＲ管（ＥＧＲ管１５）及び当該ＥＧＲ管内に配置されたＥＧＲ弁（ＥＧＲ弁１９）を有するＥＧＲシステムと、吸気管に取り込まれた空気の流量を検出するエアフローセンサ（エアフローセンサ３）と、当該エアフローセンサの下流側に設けられたスロットル弁（スロットル弁４）と、当該スロットル弁の下流側かつ吸気管とＥＧＲ管との接続部分の下流側に設けられて吸気管内のスロットル弁下流の圧力である吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ（吸気管圧力センサ６）と、回転速度や燃焼重心タイミング（ＭＦＢ５０）などを検出するクランク角度センサと、を備えたエンジンを制御する電子制御装置である。
　この電子制御装置（ＥＣＵ２１）は、クランク角度センサによって検出されたＭＦＢ５０をもとに演算された燃焼期間にもとづいて、筒内圧力、温度及び未燃ガス温度を演算し、これらと当量比及びＥＧＲ率から燃焼速度を演算し、燃焼期間と燃焼速度との相関関係を学習し、学習された相関関係にもとづいてＥＧＲ率や当量比の目標値を補正する手段を備える。
　また、本実施形態では、少なくとも上記学習部に逐次最小二乗アルゴリズムが適用される。上記のように構成された本実施形態によれば、ＥＧＲ燃焼やリーンバーンを実行する際に、燃焼速度が過剰に低下し、燃焼期間が長期化することで燃焼不安定化が生じた場合に、これを適切に検出し、より適切な燃焼速度とするためのＥＧＲ率や当量比に制御することができるので、燃焼安定化を実現できるとともに、エンジンの熱効率を向上させることができる。
　また、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために電子制御装置及びエンジン制御システムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、上述した実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。
　上述した実施形態では、本発明を過給機のないエンジンシステムに適用した例を説明したが、本発明はこの例に限らない。例えば、過給機を備えるエンジンシステムの制御モデルを作成すれば、過給機を備えるエンジンシステムに本発明を適用することが可能である。
　また、上記実施形態の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）などを用いてもよい。
　また、図１８及び図２０に示すフローチャートにおいて、処理結果に影響を及ぼさない範囲で、複数の処理を並列的に実行したり、処理順序を変更したりしてもよい。
　本実施形態の主な特徴は、以下のようにまとめることもできる。
　内燃機関１の制御装置（ＥＣＵ２１、図２）のプロセッサ（Ｂ７０５、Ｂ７０６、図７）は、クランク角度センサ２０によって検出されたクランク角度から内燃機関１の筒内の第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）又は第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）を演算する。本実施形態では、プロセッサは、第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）を演算した後、第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）を演算しているが、学習の対象に応じて一方又は両方を直接的に演算してもよい。
　プロセッサ（Ｂ７０２）は、第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）又は第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）に基づいて、熱発生率を演算する。プロセッサ（Ｂ７０３）は、熱発生率に基づいて、筒内圧力と筒内未燃ガス温度を演算する。プロセッサ（Ｂ７０４）は、筒内圧力と筒内未燃ガス温度に基づいて、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）を演算する。これにより、筒内センサを用いることなく、筒内の燃焼状態（筒内圧力、筒内未燃ガス温度、燃焼速度）を検知し、製造コストを低減することができる。また、従来例（クランク機構の力学的関係から筒内圧力を演算する方法）よりも筒内圧力の演算負荷を低減することができる。
　プロセッサ（Ｂ７０７）は、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）と、第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）との対応関係を学習する。本実施形態では、プロセッサ（Ｂ７０７）は、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）と、第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）との対応関係を学習しているが、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）と、第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）との対応関係を学習してもよい。これにより、車両固有の使用環境（燃料、車載機器、センサ、アクチュエータ等）に起因する対応関係のばらつきに適応することができる。
　プロセッサ（Ｂ７０８、図７）は、内燃機関１のフィードバック制御の制御パラメータの目標値（目標当量比、目標ＥＧＲ率）に基づいて、制御パラメータが目標値となる状態の第２燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ２）を予測する。これにより、制御パラメータが目標値となる状態の燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ２）を取得することができる。
　プロセッサ（Ｂ７０９、Ｂ７１０）は、予測された第２燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ２）に基づいて、内燃機関の制御パラメータの目標値（目標当量比、目標ＥＧＲ率）を補正する。これにより、筒内センサを用いることなく、フィードバック制御を行うことができる。
　詳細には、プロセッサ（Ｂ７０９）は、学習された対応関係から、第２燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ２）に対応する第２燃焼期間（ＩＧ１００＿２）を予測する。プロセッサ（Ｂ７０９）は、第２燃焼期間（ＩＧ１００＿２）を予測する代わりに、第２燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ２）に対応する第２燃焼タイミングを予測してもよい。これにより、車両ごとの使用環境で制御パラメータが目標値となる状態の燃焼期間（ＩＧ１００＿２）又は燃焼タイミングを取得することができる。
　プロセッサ（Ｂ７１０）は、第２燃焼期間（ＩＧ１００＿２）に基づいて、内燃機関１の制御パラメータ（目標当量比、目標ＥＧＲ率）の目標値を補正する。プロセッサ（Ｂ７１０）は、予測された第２燃焼タイミングに基づいて、内燃機関１の制御パラメータの目標値（目標当量比、目標ＥＧＲ率）を補正してもよい。これにより、筒内センサを用いることなく、フィードバック制御を行うことができる。
　制御パラメータは、例えば、ＥＧＲ率、ＥＧＲ弁開度、空燃比、インジェクタの駆動パルス幅を示す燃料噴射期間、点火時期、点火エネルギ、又は吸入空気に偏流を生じさせる流動強化弁の開度である。これにより、内燃機関の燃焼不良を防止することができる。なお、点火エネルギは、例えば、点火プラグへの通電時間を変えることにより制御される。
　プロセッサ（Ｂ７０７）は、内燃機関１の運転状態又は、内燃機関１に搭載されるアクチュエータ若しくはセンサの動作状態に応じて、対応関係の学習を停止してもよい。例えば、ＥＣＵ２１の始動直後、センサの検出値が動き回っている等の状態において、対応関係の学習が停止される。これにより、学習の精度が向上する。
　（変形例）
　プロセッサは、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）と、第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）との対応関係の学習結果に基づいて、第１燃焼速度（層流燃焼速度ＳＬ１）、第１燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）又は第１燃焼期間（ＩＧ１００＿１）と、故障状態を判定するための閾値とを比較し、比較結果に基づいて故障を診断してもよい。これにより、筒内センサを用いることなく、故障を判定することができる。
　また、プロセッサは、対応関係の学習結果の時間的変化と、故障状態を判定するための閾値とに基づいて、故障状態に至るまでの期間を予測してもよい。これにより、例えば、予測された故障状態に至るまでの期間を考慮して、ユーザは内燃機関又は制御装置のメンテナンスを行うことができる。
　なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。
　（１）．内燃機関１のクランク軸にクランク角度を検出するクランク角度センサ２０を備え、前記クランク角度センサ検出値にもとづいて、筒内の燃焼タイミング（ＭＦＢ５０）を検出する手段を備えた内燃機関１の制御装置（ＥＣＵ２１）であって、前記燃焼タイミングの情報にもとづき、筒内圧力と筒内未燃ガス温度を演算する手段（Ｂ７０３）と、前記演算された筒内圧力と筒内未燃ガス温度にもとづき、燃焼速度を演算する手段（Ｂ７０４）と、前記演算された燃焼速度と前記検出された燃焼タイミング又は燃焼期間との関係を学習する手段（Ｂ７０７）とを備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　（２）．（１）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の制御パラメータの目標値（目標当量比、目標ＥＧＲ率等）にもとづいて前記燃焼速度を予測する手段（Ｂ７０８）を備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　（３）．（２）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記予測された燃焼速度にもとづき、前記内燃機関の制御パラメータの目標値を補正する手段（Ｂ７１０）を備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　（４）．（１）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の制御パラメータの目標値にもとづいて前記燃焼速度を予測し、燃焼速度と燃焼タイミング又は燃焼期間との関係の学習結果から、前記予測された燃焼速度にもとづき燃焼タイミング又は燃焼期間を予測する手段（Ｂ７０８、Ｂ７０９）、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（５）．（４）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記予測された燃焼タイミング又は燃焼期間にもとづき、前記内燃機関の制御パラメータの目標値を補正する手段（Ｂ７１０）を備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　（６）．（３）－（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御パラメータがＥＧＲ率又はＥＧＲ弁開度であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（７）．（３）－（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御パラメータが空燃比又はインジェクタ噴射期間であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（８）．（３）－（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御パラメータが点火時期又は点火エネルギであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（９）．（３）－（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御パラメータが流動強化弁の開度であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（１０）．（１）に記載の内燃機関の制御装置であって、内燃機関１の運転状態又は前記内燃機関１に搭載されるアクチュエータやセンサの動作状態にもとづいて、前記燃焼速度と燃焼タイミング又は燃焼期間との関係の学習手段を停止する手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
　（１１）．（１）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記燃焼速度と燃焼タイミング又は燃焼期間との関係の学習結果にもとづいて、前記燃焼速度、燃焼タイミング又は燃焼期間と、異常状態を判定するための閾値とを比較し、比較結果に基づいて異常を診断する異常診断手段を備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　（１２）．（１）に記載の内燃機関の制御装置であって、前記燃焼速度と燃焼タイミング又は燃焼期間との関係の学習結果にもとづいて、前記学習結果の時間的変化と、異常状態を判定するための閾値とにもとづいて、前記学習値が異常状態に至るまでの期間を予測する異常診断手段を備えること、を特徴とする内燃機関の制御装置。
　上記の少なくとも一態様によれば、クランク角度センサにもとづいて検出された燃焼重心タイミングにもとづいて筒内燃焼速度と燃焼期間との関係を学習し、上記関係にもとづいて、ＥＧＲ制御又は空燃比制御が補正される。これにより、ＥＧＲ制御精度及び空燃比制御精度を高位に保つことが可能となり、ＥＧＲ制御や空燃比制御誤差に伴う内燃機関の燃焼不良（例えば燃焼不安定化や失火）を適切に防止することができる。
　１…内燃機関、　３…エアフローセンサ、　４…スロットル弁、　５…吸気マニホールド、　６…吸気管圧力センサ、　１２…燃料噴射弁、　１３…点火プラグ、　１５…ＥＧＲ管、　１７…ＥＧＲ温度センサ、　１８…ＥＧＲ弁上流圧力センサ、　１９…ＥＧＲ弁、　２１…ＥＣＵ、　２２…警告表示ランプ、　２３…制御部、　２４…記憶部

Claims (8)

  1. 　クランク角度センサによって検出されたクランク角度から内燃機関の筒内の第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間を演算し、
    　前記第１燃焼タイミング又は第１燃焼期間に基づいて、熱発生率を演算し、
    　前記熱発生率に基づいて、筒内圧力と筒内未燃ガス温度を演算し、
    　前記筒内圧力と前記筒内未燃ガス温度に基づいて、第１燃焼速度を演算し、
    　前記第１燃焼速度と、前記第１燃焼タイミング又は前記第１燃焼期間との対応関係を学習するプロセッサを備える内燃機関の制御装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記内燃機関のフィードバック制御の制御パラメータの目標値に基づいて、前記制御パラメータが前記目標値となる状態の第２燃焼速度を予測する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 　請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　予測された前記第２燃焼速度に基づいて、前記内燃機関の前記制御パラメータの前記目標値を補正する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  4. 　請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　学習された前記対応関係から、前記第２燃焼速度に対応する第２燃焼タイミング又は第２燃焼期間を予測する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項４に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記第２燃焼タイミング又は前記第２燃焼期間に基づいて、前記内燃機関の制御パラメータの目標値を補正する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 　請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記制御パラメータは、
    　ＥＧＲ率、ＥＧＲ弁開度、
    　空燃比、インジェクタの駆動パルス幅を示す燃料噴射期間、
    　点火時期、点火エネルギ、又は
    　吸入空気に偏流を生じさせる流動強化弁の開度である
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記内燃機関の運転状態又は、前記内燃機関に搭載されるアクチュエータ若しくはセンサの動作状態に応じて、前記対応関係の学習を停止する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 　請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記対応関係の学習結果に基づいて、前記第１燃焼速度、前記第１燃焼タイミング又は前記第１燃焼期間と、故障状態を判定するための閾値とを比較し、比較結果に基づいて故障を診断し、又は
    　前記対応関係の学習結果の時間的変化と、故障状態を判定するための閾値とに基づいて、故障状態に至るまでの期間を予測する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
PCT/JP2022/002721 2021-04-19 2022-01-25 内燃機関の制御装置 WO2022224516A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023516278A JP7431381B2 (ja) 2021-04-19 2022-01-25 内燃機関の制御装置
US18/280,285 US20240068423A1 (en) 2021-04-19 2022-01-25 Control Device for Internal Combustion Engine
CN202280019528.6A CN116981841A (zh) 2021-04-19 2022-01-25 内燃机的控制装置
DE112022000517.3T DE112022000517T5 (de) 2021-04-19 2022-01-25 Steuereinrichtung für brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021070585 2021-04-19
JP2021-070585 2021-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022224516A1 true WO2022224516A1 (ja) 2022-10-27

Family

ID=83723469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/002721 WO2022224516A1 (ja) 2021-04-19 2022-01-25 内燃機関の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240068423A1 (ja)
JP (1) JP7431381B2 (ja)
CN (1) CN116981841A (ja)
DE (1) DE112022000517T5 (ja)
WO (1) WO2022224516A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006200396A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Hitachi Ltd 内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御ロジック作成装置
JP2007127004A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 内燃機関の状態量推定装置、内燃機関の制御装置、及び内燃機関の状態量推定方法
JP2007218152A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2008121576A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料性状検出装置、燃料性状検出方法。
JP2015096700A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 三菱電機株式会社 内燃機関の筒内圧推定装置
JP2016017459A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017219005A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018053742A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置及びその制御方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7484498B2 (en) * 2006-03-31 2009-02-03 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine
JP5177326B2 (ja) * 2011-02-04 2013-04-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
WO2012127574A1 (ja) * 2011-03-18 2012-09-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5224001B1 (ja) * 2011-10-14 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
WO2013183163A1 (ja) * 2012-06-08 2013-12-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼状態診断装置
JP2017106419A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
JP6315005B2 (ja) * 2016-02-15 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017186984A (ja) * 2016-04-07 2017-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6536541B2 (ja) * 2016-11-16 2019-07-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6497378B2 (ja) * 2016-12-21 2019-04-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6508186B2 (ja) * 2016-12-22 2019-05-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6958496B2 (ja) * 2018-06-27 2021-11-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006200396A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Hitachi Ltd 内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御ロジック作成装置
JP2007127004A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 内燃機関の状態量推定装置、内燃機関の制御装置、及び内燃機関の状態量推定方法
JP2007218152A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2008121576A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料性状検出装置、燃料性状検出方法。
JP2015096700A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 三菱電機株式会社 内燃機関の筒内圧推定装置
JP2016017459A (ja) * 2014-07-08 2016-02-01 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017219005A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018053742A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022224516A1 (ja) 2022-10-27
JP7431381B2 (ja) 2024-02-14
DE112022000517T5 (de) 2023-11-23
US20240068423A1 (en) 2024-02-29
CN116981841A (zh) 2023-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110185569B (zh) 内燃机的控制装置及控制方法
US7654133B2 (en) Malfunction diagnostic apparatus and malfunction diagnostic method for combustion improvement device
JP4683573B2 (ja) 内燃機関を運転するための方法
CN100588828C (zh) 内燃机控制设备
US20070017210A1 (en) Air-fuel ratio controller for internal combustion engine
US20050229909A1 (en) Internal EGR parameter estimating device for internal combustion engine
JP5642233B1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4614104B2 (ja) 内燃機関の吸入空気量検出装置
EP1900929B1 (en) Engine control system
US10138831B2 (en) Controller and control method for internal combustion engine
JP4114574B2 (ja) 内燃機関の吸気量制御装置及び吸気量制御方法
GB2333377A (en) Determining cylinder-charged air quantity in an engine with variable valve control
JP4969546B2 (ja) 内燃機関の制御装置および方法
JP4605060B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2001289092A (ja) 圧縮自己着火式内燃機関
JP5146619B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2021032133A (ja) エンジン制御装置
JP4779543B2 (ja) 電制スロットルの学習装置
JP2019143636A (ja) 内燃機関の制御装置及び制御方法
WO2022224516A1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5113126B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5776530B2 (ja) エンジンの制御装置
JP5664463B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2015083778A (ja) 内燃機関の制御装置
JP4470765B2 (ja) 多気筒内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22791301

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023516278

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112022000517

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18280285

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280019528.6

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22791301

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1