JP5120273B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、スロットルと点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine capable of controlling torque by a throttle and ignition timing.
従来、火花点火式の内燃機関では、そのトルクを制御するための手段として空気量の調整と合わせて点火時期の調整が用いられている。例えば、特開2005−113877号公報に記載された技術では、ベース点火時期とMBTとの差に応じて決まる点火時期効率によって要求トルクが補正され、その効率補正された要求トルクに基づいて要求スロットル開度が算出されている。また、実際の空気量と機関回転数とから推定されたMBTにおける推定トルクが求められ、推定トルクと補正前の要求トルクとの比に基づいてMBTに対する点火遅角量が算出されている。 Conventionally, in a spark ignition type internal combustion engine, adjustment of ignition timing is used together with adjustment of air amount as means for controlling the torque. For example, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113877, the required torque is corrected by the ignition timing efficiency determined according to the difference between the base ignition timing and the MBT, and the required throttle is based on the efficiency-corrected required torque. The opening is calculated. Further, an estimated torque in MBT estimated from the actual air amount and the engine speed is obtained, and an ignition delay amount with respect to MBT is calculated based on a ratio between the estimated torque and the required torque before correction.
上記公報に記載の技術によれば、要求トルクの変化に応じてスロットル開度が変化し、スロットル開度の変化に応じて空気量が変化する。そして、空気量の変化に応じて推定トルクが変化する。つまり、推定トルクは要求トルクに追従して変化する。要求トルクが推定トルクに反映されるまでの過程には、制御装置内部での演算処理及び信号伝達の遅れ、スロットルの動作遅れ、或いはセンサの出力遅れ等の各種応答遅れが発生する。このため、推定トルクと要求トルクとの間には常に時間的なずれが存在している。 According to the technique described in the above publication, the throttle opening changes in accordance with a change in required torque, and the air amount changes in accordance with a change in throttle opening. Then, the estimated torque changes according to the change in the air amount. That is, the estimated torque changes following the required torque. In the process until the required torque is reflected in the estimated torque, various response delays such as a delay in arithmetic processing and signal transmission in the control device, a delay in the operation of the throttle, or a delay in the output of the sensor occur. For this reason, there is always a time lag between the estimated torque and the required torque.
上記の時間的なずれは要求トルクが過渡的に変化しているとき、特に、要求トルクが減少しているときにある問題を生じさせる。例えば、要求トルクが振動的に変化している場合、推定トルクもそれに追従して振動的に変化する。このとき、上述の各種応答遅れに伴う時間的なずれは、推定トルクと要求トルクとの間の位相のずれとして現れる。この結果、推定トルクが要求トルクよりも大きくなっている期間が周期的に生じることになる。上記公報に記載の技術では、推定トルクと要求トルクとの比に応じて点火遅角量が決定されるため、推定トルクが要求トルクよりも大きくなっている期間は点火時期がMBTよりも遅角されることになる。そして、このような点火遅角は点火時期効率が最大効率に設定されているとき、すなわち、MBTでの運転が要求されているときでも自動的に行われてしまう。つまり、上記公報に記載の技術は、点火時期の意図しない遅角によって燃費を不必要に悪化させてしまうおそれがある。 The above time lag causes a problem when the required torque is changing transiently, particularly when the required torque is decreasing. For example, when the required torque changes in vibration, the estimated torque also changes in vibration following it. At this time, the time lag accompanying the various response delays described above appears as a phase lag between the estimated torque and the required torque. As a result, a period in which the estimated torque is larger than the required torque is periodically generated. In the technique described in the above publication, since the ignition delay amount is determined according to the ratio between the estimated torque and the required torque, the ignition timing is retarded from the MBT during the period in which the estimated torque is larger than the required torque. Will be. Such ignition retardation is automatically performed even when the ignition timing efficiency is set to the maximum efficiency, that is, when the operation at MBT is required. That is, the technique described in the above publication may unnecessarily deteriorate the fuel consumption due to the unintended delay of the ignition timing.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、要求トルクに対する吸入空気量の応答遅れによって点火時期が意図せず遅角されてしまうことを防止できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine that can prevent an ignition timing from being unintentionally retarded due to a response delay of an intake air amount with respect to a required torque. An object is to provide a control device.
上記の目的を達成するため、第1の発明は、スロットルと点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関に要求されるトルクに基づいて前記スロットルの開度指令値を算出する開度指令値算出手段と、
前記開度指令値を前記スロットルに出力するタイミングを所定の遅延時間だけディレイさせるディレイ手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルが操作されることで達成されるトルクよりも前記要求トルクが低い場合に、そのトルクのずれを点火時期によるトルク調整によって補償するように、前記ずれに応じて点火時期を遅角する点火遅角手段と、
前記遅延時間の間に生じた前記要求トルクの変化量と、前記遅延時間の間に前記スロットルの操作によって応答可能なトルクの変化量とを比較し、前記スロットルの操作のみによって前記要求トルクの変化量を達成可能かどうか判定する判定手段と、
前記スロットルの操作のみでは前記要求トルクの変化量を達成できないとの否定の判定結果が出力されるまでは、前記点火遅角手段による点火時期の遅角を禁止する点火遅角禁止手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention provides a control device for an internal combustion engine capable of controlling torque by a throttle and ignition timing.
An opening command value calculating means for calculating an opening command value of the throttle based on torque required for the internal combustion engine;
Delay means for delaying the timing for outputting the opening command value to the throttle by a predetermined delay time;
When the required torque is lower than the torque achieved by operating the throttle according to the opening command value, ignition is performed according to the deviation so that the torque deviation is compensated by adjusting the torque according to the ignition timing. Ignition retarding means for retarding timing,
The amount of change in the required torque generated during the delay time is compared with the amount of change in the torque that can be responded by operating the throttle during the delay time. Determining means for determining whether the quantity can be achieved;
Ignition retarding prohibiting means for prohibiting retarding of the ignition timing by the ignition retarding means until a negative determination result that the amount of change in the required torque cannot be achieved only by operating the throttle is output;
It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、
前記判定手段は、前記遅延時間が経過するよりも前に前記要求トルクの変化量が前記応答可能トルク変化量を超えた場合には、前記遅延時間の経過を待たずに直ちに前記否定の判定結果を出力することを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
If the amount of change in the required torque exceeds the amount of change in the responseable torque before the delay time elapses, the determination means immediately determines the negative determination result without waiting for the delay time to elapse. Is output.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記スロットルの操作のみによって実現される実現トルクと前記要求トルクとの間のトルク実現誤差を算出するトルク実現誤差算出手段と、
前記点火遅角手段による点火時期の遅角が許可される場合には、計算に使用する要求トルクの値を前記トルク実現誤差によって修正する要求トルク修正手段と、
をさらに備えることを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
Torque realization error calculating means for calculating a torque realization error between the realization torque realized only by operating the throttle and the required torque;
When retarding the ignition timing by the ignition retarding means is permitted, requested torque correcting means for correcting the value of the requested torque used for calculation by the torque realization error;
Is further provided.
第1の発明によれば、スロットルの操作で達成されるトルクと要求トルクとの間にずれが生じている場合であっても、ディレイ制御における遅延時間の間に生じた要求トルクの変化量をスロットルの操作のみによって達成可能なときには、点火時期の遅角は禁止される。これにより点火時期が意図せず遅角されることで生じる燃費の悪化を防止することができる。一方、スロットルの操作のみでは要求トルクの変化量を達成できないときには、スロットルの操作で達成されるトルクと要求トルクとのずれに応じて点火時期が遅角されることにより、スロットルの動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化量を達成することができる。 According to the first aspect, even if there is a deviation between the torque achieved by operating the throttle and the required torque, the amount of change in the required torque that occurs during the delay time in the delay control is calculated. When it can be achieved only by operating the throttle, retarding the ignition timing is prohibited. As a result, it is possible to prevent deterioration in fuel consumption caused by the ignition timing being retarded unintentionally. On the other hand, when the amount of change in the required torque cannot be achieved only by operating the throttle, the ignition timing is retarded in accordance with the difference between the torque achieved by operating the throttle and the required torque, so that the throttle operation and ignition timing are The required amount of change in torque can be achieved in cooperation with
第2の発明によれば、要求トルクが急激に下げられた場合には、遅延時間の経過を待たずに直ちに点火時期の遅角が許可されるので、急峻なトルク減少要求に対してすばやくトルクを応答させることができる。 According to the second invention, when the required torque is sharply reduced, the ignition timing is allowed to be retarded immediately without waiting for the delay time to elapse. Can be made to respond.
第3の発明によれば、点火時期の遅角時には、要求トルクにトルク実現誤差を加えた値を目標にしてトルク調整が行われるので、点火遅角によるトルクの過補正はキャンセルされ、結果、点火遅角が働く前後でのトルク段差の発生は防止される。 According to the third aspect of the invention, when the ignition timing is retarded, torque adjustment is performed with a target value obtained by adding a torque realization error to the required torque, so torque overcorrection due to the ignition delay is canceled, The occurrence of a torque step before and after the ignition retard is activated is prevented.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図1乃至図6の各図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
図1は、本発明の実施の形態1としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置2は、火花点火式の内燃機関(以下、単にエンジンという)に適用され、そのアクチュエータである電子制御スロットル(以下、単にスロットルという)4と点火装置6とを操作することによりエンジンのトルクを制御するトルクデマンド型の制御装置として構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine as the first embodiment of the present invention. The
まず、要求トルクを実現するためのスロットル4の操作について説明する。要求トルクは制御装置2の上位にあるパワートレインマネージャ(図示は省略する)から制御装置2に供給される。制御装置2のスロットル開度算出部8は、マップを用いて要求トルクを空気量に変換する。このマップでは、最適点火時期(MBT或いはトレースノック点火時期の何れか遅角側の点火時期)のもとでのトルクと空気量とがエンジン回転数等の運転条件をパラメータにして関連付けられている。
First, the operation of the
スロットル開度算出部8は、次に、要求トルクから変換された空気量をスロットル開度に変換する。この変換処理には吸気系エアモデルの逆モデルが用いられる。エアモデルは吸気系の物理モデルであり、スロットル4の動作に対する空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化されている。その逆モデルであるエア逆モデルでは、バルブタイミングや吸入空気温度等、空気量とスロットル開度との関係に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。スロットル開度算出部8は、空気量から算出したスロットル開度をスロットル4に対する開度指令値として設定する。
Next, the throttle
スロットル開度算出部8で算出された開度指令値は、ディレイ部10を経てスロットル4に出力される。ディレイ部10は、入力された開度指令値の信号を所定の遅延時間だけ遅らせて出力する。スロットル4はディレイ部10から出力される開度指令値に従って操作される。開度指令値の算出タイミングからスロットル4への出力タイミングまでの間に遅延時間を設けることで、実際のスロットル開度は算出したスロットル開度よりも遅延時間分だけ遅れて変化することになる。このようなスロットル4のディレイ制御を行うことで、その遅延時間分だけ将来のスロットル開度を遅延処理前のスロットル開度から予測することが可能になる。スロットル4のディレイ制御は、空燃比の制御性を高めて排気ガス性能の向上を図るうえで効果的である。なお、遅延時間は任意に設定することができる。本実施の形態では、遅延時間は固定であって開度指令値の演算周期(例えば8msec)の4周期分(32msec)に設定されている。
The opening command value calculated by the throttle opening
次に、要求トルクを実現するための点火装置6の操作について説明する。本実施の形態において点火装置6の操作に用いられる主信号はトルク効率である。トルク効率は、エンジンの推定トルクに対する要求トルクの比(以下、トルク効率という)として定義され、制御装置2のトルク効率算出部14にて計算される。ここでいう推定トルクとは、現在のスロットル開度において点火時期を最適点火時期に設定したならば得られるトルク、すなわち、現在の吸入空気量において達成可能な最大トルクを意味する。制御装置2の推定トルク算出部12は、まず、前述のエアモデルを用いて現在のスロットル開度にて実現できると推定される空気量を算出する。次に、最適点火時期におけるトルクと空気量との関係を表すマップを用いて推定空気量をトルクに変換する。こうして算出されたトルクが推定トルクである。推定トルクと要求トルクとの間には、演算処理及び信号伝達の遅れ、ディレイ制御による遅延時間分の遅れ、スロットルの動作遅れ、或いはセンサの出力遅れ等の各種応答遅れに伴う時間的なずれ、つまり、位相のずれが存在する。
Next, the operation of the
トルク効率算出部14で算出されたトルク効率は上下限ガード16を経て点火時期算出部18に入力される。上下限ガード16はトルク効率の大きさ(低さ)にガードをかけるための手段である。制御装置2はトルク効率算出部14で算出されたトルク効率をそのまま点火時期の算出に用いるのではなく、上下限ガード16で処理したものに基づいて点火時期を算出する。上下限ガード16は遅角許可/禁止判定部20からの信号によって操作されている。上下限ガード16及び遅角許可/禁止判定部20の内容については追って詳細に説明する。
The torque efficiency calculated by the torque
点火時期算出部18は、マップを用いてトルク効率を点火時期に変換する。このマップでは、最適点火時期に対する遅角量とトルク効率とがエンジン回転数等の運転条件をパラメータにして関連付けられている。このマップによれば、トルク効率が最大値の1のときに最適点火時期が点火時期として算出され、トルク効率が1よりも小さいほど点火時期の最適点火時期に対する遅角量は大きくされる。点火時期算出部18は、トルク効率から算出した点火時期を点火装置6に対する指令値として出力する。点火装置6は入力された指令値に従って点火動作を行う。
The ignition
以上が本実施の形態の制御装置2の基本的な構成に関する説明である。次に、本実施の形態の制御装置2にとっての要部である上下限ガード16及び遅角許可/禁止判定部20の内容について説明する。
This completes the description of the basic configuration of the
上下限ガード16は、入力されたトルク効率を上限ガード値及び下限ガード値でガード処理する。上限ガード値は最大値の1に固定されている。一方、下限ガード値は通常は無効な値に設定されており、遅角許可/禁止判定部20のフラグ信号がオンの場合にのみ有効値である最大値の1に設定される。したがって、上下限ガード16の下限ガード値が有効に機能するときには、推定トルクと要求トルクとの間の大小関係によらずトルク効率は1に固定されることになる。
The upper /
遅角許可/禁止判定部20は、制御装置2に入力される要求トルクの変化量、詳しくは、ディレイ制御に係る遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量を算出する。そして、遅延時間の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量、すなわち、スロットル4を全閉にすることで達成できるトルク変化量と、前記の要求トルク変化量とを比較する。スロットル4を全閉にしたときのトルク変化量は、エンジン回転数や直前のスロットル開度などに基づいて計算する。その計算には実測データに基づくマップや、前述のエアモデルのような物理モデルを用いることができる。
The retard angle permission /
比較の結果、スロットル4の操作によって応答可能なトルク変化量のほうが要求トルクの変化量よりも大きければ、スロットル4の操作のみで遅延時間の間に生じる要求トルク変化量は達成できると判断することができる。しかし、推定トルクと要求トルクとの間には位相のずれが存在するので、要求トルクの減少時には過渡的に推定トルクよりも要求トルクのほうが小さくなる。このため、トルク効率算出部14で算出されたトルク効率をそのまま点火時期の算出に用いたのでは、スロットル4の操作のみで要求トルクの変化量を達成できるにもかかわらず、点火時期が勝手に遅角されてしまうことになる。
As a result of the comparison, if the torque change amount that can be responded by operating the
そこで、遅角許可/禁止判定部20は、スロットル4の操作のみで要求トルク変化量を達成できると判断した場合には、点火時期の遅角を禁止する。遅角許可/禁止判定部20による判定結果はフラグのオン/オフによって上下限ガード16に出力される。このフラグは通常はオンにされていて、点火時期の遅角が許可される場合にのみオフに切り替えられる。遅角許可/禁止判定部20が出力するフラグがオンの場合、上下限ガード16は下限ガード値を1に設定する。これにより、推定トルクと要求トルクとの間の時間的なずれによって、過渡的に推定トルクが要求トルクよりも大きくなったとしても、それに起因して点火遅角が意図せず遅角されることは防止される。したがって、意図しない点火遅角による燃費の悪化を防止することができる。
Therefore, if the retard permission /
一方、スロットル4の操作によって応答可能なトルク変化量よりも要求トルクの変化量が大きければ、スロットル4の操作のみでは遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量は達成できないと判断することができる。この場合、要求トルクの変化量を実際に達成するためには、吸入空気量を減らすことによるトルクダウンに加えて点火時期の遅角によるトルクダウンも併用する必要がある。つまり、点火時期算出部18による点火時期の遅角を許可する必要がある。
On the other hand, if the change amount of the required torque is larger than the torque change amount that can be responded by the operation of the
遅角許可/禁止判定部20は、スロットル4の操作のみでは要求トルク変化量を達成できないと判断した場合には、点火時期の遅角を許可して前記のフラグをオフに切り替える。遅角許可/禁止判定部20が出力するフラグがオフに切り替えられた場合、上下限ガード16は下限ガード値を無効値に設定する。これにより、トルク効率算出部14で算出されたトルク効率がそのまま点火時期の算出に用いられることになり、点火時期は推定トルクと要求トルクとのずれに応じて遅角される。その結果、スロットル4の操作と点火遅角との協働によって要求トルクの変化率が達成されるようになる。
When it is determined that the required torque change amount cannot be achieved only by operating the
以上説明した遅角許可/禁止判定部20による処理内容をより詳細に示したのが図2乃至図6の各図である。図2は遅角許可/禁止判定部20による点火遅角の許可/禁止の判定フローを示すフローチャートである。以下、このフローチャートに示す判定フローについて説明する。
FIG. 2 to FIG. 6 show the details of processing performed by the retard permission /
図2に示す判定フローの最初のステップS2では、今回の1演算周期の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量dtrqokと、今回の1演算周期の間に生じた要求トルクの変化量dtrqrqとがそれぞれ算出される。応答可能なトルク変化量dtrqokの算出は図3に示すようなマップが用いられる。このマップでは、応答可能なトルク変化量dtrqokの値がエンジン回転数と現在トルクとに関連付けられている。
In the first step S2 of the determination flow shown in FIG. 2, the torque change amount dtrqok that can be responded by operating the
次のステップS4では、現在の要求トルクと最適点火時期のもとでの現在の実現トルクとがほぼ同じ値かどうか、つまり、要求トルクと実現トルクとの差が許容範囲内かどうか判定される。なお、最適点火時期のもとでの現在の実現トルクとは、推定トルク算出部12で算出される推定トルクである。ステップS4の判定結果が肯定であれば次のステップS6の処理が行われ、判定結果が否定であれば次のステップS6の処理はスキップされる。
In the next step S4, it is determined whether the current required torque and the current actual torque under the optimal ignition timing are substantially the same value, that is, whether the difference between the required torque and the actual torque is within an allowable range. . The current actual torque under the optimal ignition timing is an estimated torque calculated by the estimated
ステップS6では、スロットル4で応答可能なことを示す仮のフラグxdtrqokpreと、スロットル4で応答可能なことを示すフラグxdtrqokとがそれぞれオンに設定される。このうちフラグxdtrqokが、遅角許可/禁止判定部20から上下限ガード16に出力されるフラグである。また、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumの値がゼロにリセットされる。
In step S6, a temporary flag xdtrqokpre indicating that the
次のステップS8では、要求トルク変化量dtrqrqが応答可能なトルク変化量dtrqokよりも小さいかどうか判定される。ステップS8の判定結果が否定であれば次のステップS10の処理が行われ、判定結果が肯定であれば次のステップS10の処理はスキップされる。 In the next step S8, it is determined whether the required torque change amount dtrqrq is smaller than the responsive torque change amount dtrqok. If the determination result of step S8 is negative, the process of the next step S10 is performed, and if the determination result is affirmative, the process of the next step S10 is skipped.
ステップS10では、仮フラグxdtrqokpreがオフに切り替えられる。 In step S10, the temporary flag xdtrqokpre is switched off.
次のステップS12では、仮フラグxdtrqokpreがオフかどうか判定される。ステップS12の判定結果が肯定であれば次のステップS14の処理が行われ、判定結果が否定であれば次のステップS14の処理はスキップされる。 In the next step S12, it is determined whether or not the temporary flag xdtrqokpre is off. If the determination result of step S12 is affirmative, the process of the next step S14 is performed, and if the determination result is negative, the process of the next step S14 is skipped.
ステップS14では、仮フラグxdtrqokpreがオフに切り替えられた初回の演算ステップでのみ、時刻初期値timeoに現在時刻timeが入力される。また、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumに今回の要求トルク変化量dtrqrqが積算されることで、積算変化量dtrqrqsumが更新される。 In step S14, the current time time is input to the time initial value timeo only in the first calculation step in which the temporary flag xdtrqokpre is switched off. Also, the current change amount dtrqrqsum is updated by adding the current required torque change amount dtrqrq to the required change amount dtrqrqsum of the required torque.
次のステップS16では、時刻初期値timeoから現在時刻timeまでの経過時間がディレイ制御の遅延時間delaytimeを越え、且つ、仮フラグxdtrqokpreがオフになっている、かどうか判定される。ステップS16の判定結果が肯定であれば次のステップS18の処理が行われ、判定結果が否定であれば以降のステップS18,S20,S22の処理はスキップされる。 In the next step S16, it is determined whether or not the elapsed time from the time initial value timeo to the current time time exceeds the delay time delaytime of the delay control, and the temporary flag xdtrqokpre is turned off. If the determination result of step S16 is affirmative, the process of the next step S18 is performed, and if the determination result is negative, the processes of the subsequent steps S18, S20, and S22 are skipped.
ステップS18では、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumが応答可能な積算トルク変化量dtrqsumokよりも小さいかどうか判定される。応答可能な積算トルク変化量dtrqsumokの算出は図4に示すようなマップが用いられる。このマップでは、応答可能な積算トルク変化量dtrqsumokの値がエンジン回転数と現在トルクとに関連付けられている。ステップS18の判定結果が肯定であればステップS20の処理が行われ、判定結果が否定であればステップS22の処理が行われる。 In step S18, it is determined whether the accumulated change amount dtrqrqsum of the required torque is smaller than the responsive accumulated torque change amount dtrqsumok. A map as shown in FIG. 4 is used for calculating the responsive accumulated torque change amount dtrqsumok. In this map, the value of the accumulated torque change amount dtrqsumok that can be responded is associated with the engine speed and the current torque. If the determination result of step S18 is affirmative, the process of step S20 is performed, and if the determination result is negative, the process of step S22 is performed.
ステップS20では、仮フラグxdtrqokpreがオンに切り替えられる。フラグxdtrqokはオンに切り替えられか、オンのまま維持される。すなわち、点火時期の遅角は禁止される。また、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumの値がゼロにリセットされる。 In step S20, the temporary flag xdtrqokpre is switched on. The flag xdtrqok is switched on or remains on. That is, retarding the ignition timing is prohibited. Further, the value of the accumulated change amount dtrqrqsum of the required torque is reset to zero.
一方、ステップS20では、フラグxdtrqokがオフに切り替えられる。すなわち、点火時期の遅角が許可される。 On the other hand, in step S20, the flag xdtrqok is switched off. That is, retarding of the ignition timing is permitted.
図5、図6はそれぞれ図2のフローチャートの実行結果をタイムチャートで示したものである。各図において、実線は要求トルクの変化を示している。点線はスロットル開度の変化を示している。破線は最適点火時期のもとでの実現トルクの変化を示している。そして、一点鎖線はスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化を示している。
5 and 6 are time charts showing the execution results of the flowchart of FIG. In each figure, the solid line shows the change in the required torque. The dotted line indicates the change in throttle opening. The broken line indicates the change in the actual torque under the optimal ignition timing. The alternate long and short dash line indicates a change in torque that can be responded by operating the
図5のタイムチャートは、遅延時間の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量のほうが、遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量よりも大きかった場合を示し、実行結果としてフラグxdtrqokがオンのままに維持されている。図6のタイムチャートは、遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量のほうが、遅延時間の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量よりも大きかった場合を示し、実行結果として遅延時間の経過後にフラグxdtrqokはオフに切り替えられている。
The time chart of FIG. 5 shows a case where the amount of change in torque that can be responded by operating the
以上説明したように、本実施の形態によれば、スロットル4の操作で達成されるトルクと要求トルクとの間にずれが生じている場合であっても、ディレイ制御における遅延時間の間に生じた要求トルクの変化量をスロットル4の操作のみによって達成可能なときには、点火時期の遅角は禁止される。これにより点火時期が意図せず遅角されることで生じる燃費の悪化を防止することができる。一方、スロットルの操作のみでは要求トルクの変化量を達成できないときには、スロットル4の操作で達成されるトルクと要求トルクとのずれに応じて点火時期が遅角されることにより、スロットル4の動作と点火時期との協働によって要求トルクの変化量を達成することができる。
As described above, according to the present embodiment, even if there is a deviation between the torque achieved by operating the
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について図7及び図8を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施の形態の特徴は点火遅角の許可/禁止の判定フローにある。制御装置の構成に関しては実施の形態1と同じであって、図1のブロック図に示されるとおりである。本実施の形態にかかる点火遅角の許可/禁止の判定フローをフローチャートで示したのが図7である。図7においては、実施の形態1にかかる判定フローと共通の処理については同一のステップ番号を付している。また、ステップS2からステップS12までの処理は実施の形態1と共通であるので、途中を省略して示している。 A feature of the present embodiment lies in a determination flow for permitting / prohibiting ignition retard. The configuration of the control device is the same as that of the first embodiment, as shown in the block diagram of FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a determination flow for permitting / prohibiting ignition retard according to the present embodiment. In FIG. 7, the same step numbers are assigned to the processes common to the determination flow according to the first embodiment. Further, since the processing from step S2 to step S12 is the same as that of the first embodiment, it is not shown in the middle.
図7に示す判定フローは、ステップS14よりも後の処理が実施の形態1とは異なっている。ステップS14の次に行われるステップS30では、仮フラグxdtrqokpreがオフかどうか判定される。ステップS30の判定結果が肯定であれば次のステップS32の処理が行われ、判定結果が否定であれば以降のステップS30,S32,S34,S36,S38の処理は全てスキップされる。 The determination flow shown in FIG. 7 is different from that of the first embodiment in the processing after step S14. In step S30 performed after step S14, it is determined whether or not the temporary flag xdtrqokpre is off. If the determination result of step S30 is affirmative, the process of the next step S32 is performed. If the determination result is negative, the subsequent processes of steps S30, S32, S34, S36, and S38 are all skipped.
ステップS32では、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumが応答可能な積算トルク変化量dtrqsumokよりも小さいかどうか判定される。ステップS32の判定結果が肯定であればステップS34の処理が行われ、判定結果が否定であればステップS38の処理が行われる。 In step S32, it is determined whether the accumulated change amount dtrqrqsum of the required torque is smaller than the responsive accumulated torque change amount dtrqsumok. If the determination result of step S32 is affirmative, the process of step S34 is performed, and if the determination result is negative, the process of step S38 is performed.
ステップS38では、フラグxdtrqokがオフに切り替えられる。すなわち、遅延時間delaytimeの経過を待つことなく直ちに点火時期の遅角が許可される。 In step S38, the flag xdtrqok is switched off. That is, the ignition timing is retarded immediately without waiting for the delay time delaytime to elapse.
一方、ステップS34では、時刻初期値timeoから現在時刻timeまでの経過時間がディレイ制御の遅延時間delaytimeを越えたかどうか判定される。ステップS34の判定結果が肯定であれば次のステップS36の処理が行われ、判定結果が否定であれば次のステップS36の処理はスキップされる。 On the other hand, in step S34, it is determined whether or not the elapsed time from the time initial value timeo to the current time time has exceeded the delay time delaytime of the delay control. If the determination result of step S34 is affirmative, the process of the next step S36 is performed, and if the determination result is negative, the process of the next step S36 is skipped.
ステップS36では、仮フラグxdtrqokpreがオンに切り替えられる。フラグxdtrqokはオンに切り替えられか、オンのまま維持される。すなわち、点火時期の遅角は禁止される。また、要求トルクの積算変化量dtrqrqsumの値がゼロにリセットされる。 In step S36, the temporary flag xdtrqokpre is switched on. The flag xdtrqok is switched on or remains on. That is, retarding the ignition timing is prohibited. Further, the value of the accumulated change amount dtrqrqsum of the required torque is reset to zero.
図8は図7のフローチャートの実行結果をタイムチャートで示したものである。図8のタイムチャートは、要求トルクが急激に下げられた場合、すなわち、急峻なトルクダウン要求があった場合を示し、実行結果として要求トルクが低下してから1演算周期の後、遅延時間の経過を待つことなく直ちにフラグxdtrqokはオフに切り替えられている。つまり、本実施の形態によれば、急峻なトルクダウン要求に対してすばやくトルクを応答させることが可能であり、ドライバビリティをより向上させることができる。 FIG. 8 is a time chart showing the execution result of the flowchart of FIG. The time chart of FIG. 8 shows the case where the required torque is sharply reduced, that is, the case where there is a steep torque reduction request. The flag xdtrqok is switched off immediately without waiting for progress. That is, according to this embodiment, it is possible to quickly respond to a steep torque-down request and to further improve drivability.
なお、図7のフローチャートに示す判定フローによれば、遅延時間の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量のほうが、遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量よりも大きかった場合には、実施の形態1と同様に図5のタイムチャートに示すような実行結果となる。また、遅延時間の間に生じる要求トルクの変化量のほうが、遅延時間の間にスロットル4の操作によって応答可能なトルクの変化量よりも大きいが、要求トルクの変化率がそれほど急激ではない場合には、実施の形態1と同様に図6のタイムチャートに示すような実行結果となる。
According to the determination flow shown in the flowchart of FIG. 7, when the amount of change in torque that can be responded by operating the
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について図9乃至図11の各図を参照して説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
実施の形態1及び2では、要求トルクの変化量をスロットルによる吸入空気量の調整のみで達成可能なときには、要求トルクと推定トルク(最適点火時期のもとでの実現トルク)との間に誤差があったとしても、点火時期を調整することなく吸入空気量のみを調整している。このため、エンジンが最適点火時期で運転されているときには、実現トルクと要求トルクとの間にトルク実現誤差が生じている可能性がある。 In the first and second embodiments, when the change amount of the required torque can be achieved only by adjusting the intake air amount by the throttle, an error is generated between the required torque and the estimated torque (realized torque under the optimal ignition timing). Even if there is, only the intake air amount is adjusted without adjusting the ignition timing. For this reason, when the engine is operated at the optimal ignition timing, there is a possibility that a torque realization error has occurred between the realization torque and the required torque.
要求トルクの減少速度が大きくなって吸入空気量の調整のみでは間に合わなくなった場合、要求トルクの変化率を達成するように点火時期の遅角が行われる。ところが、点火時期の遅角は、実際トルクを要求トルクに一致させるように行われる。このため、図9に示すように、最適点火時期での実現トルクと要求トルクとの間にトルク実現誤差が生じていた場合には、点火遅角によってトルク実現誤差の分も含めてトルクの補正が行われることになるため、点火遅角の前後においてトルク段差が発生してしまう。 If the rate of decrease in the required torque becomes large and it is not enough to adjust the intake air amount alone, the ignition timing is retarded so as to achieve the rate of change in the required torque. However, the ignition timing is retarded so that the actual torque matches the required torque. For this reason, as shown in FIG. 9, when there is a torque realization error between the actual torque and the required torque at the optimal ignition timing, the torque correction including the torque realization error is included due to the ignition delay. Therefore, a torque step occurs before and after the ignition retardation.
そこで、本実施の形態では、スロットルの操作のみによって実現される実現トルクと要求トルクとの間のトルク実現誤差を予め算出しておき、点火時期の遅角が許可されたときには、スロットル開度や点火時期の計算に使用する要求トルクの値をトルク実現誤差によって修正することにした。本実施の形態にかかる要求トルクの修正フローをフローチャートで示したのが図10である。なお、制御装置の基本的な構成に関しては実施の形態1と同じであって、図1のブロック図に示されるとおりである。 Therefore, in the present embodiment, a torque realization error between the realization torque that is realized only by operating the throttle and the required torque is calculated in advance, and when the retard of the ignition timing is permitted, The required torque value used to calculate the ignition timing was corrected by the torque realization error. FIG. 10 shows a flow chart for correcting the required torque according to the present embodiment. The basic configuration of the control device is the same as that of the first embodiment, as shown in the block diagram of FIG.
図10に示す修正フローの最初のステップS102では、フラグxdtrqokがオンかどうか判定される。ステップS102の判定結果が肯定のであればステップS104の処理が行われ、判定結果が否定であればステップS106の処理が行われる。 In the first step S102 of the correction flow shown in FIG. 10, it is determined whether the flag xdtrqok is on. If the determination result of step S102 is affirmative, the process of step S104 is performed, and if the determination result is negative, the process of step S106 is performed.
ステップS104では、要求トルク(ベース要求トルク)と現在の実現トルクとの差がトルク実現誤差trqerrとして算出される。また、ベース要求トルクがそのまま修正要求トルクとして用いられる。フラグxdtrqokがオンの場合、すなわち、スロットル4の操作のみで要求トルク変化量を達成できる場合には、ベース要求トルクがそのままスロットル開度や点火時期の計算に用いられる。
In step S104, the difference between the required torque (base required torque) and the current actual torque is calculated as the torque actual error trqerr. Further, the base request torque is used as it is as the correction request torque. When the flag xdtrqok is on, that is, when the required torque change amount can be achieved only by operating the
ステップS106では、ベース要求トルクからトルク実現誤差trqerrを減じた値が修正要求トルクとして算出される。フラグxdtrqokがオフの場合、すなわち、スロットル4の操作のみでは要求トルク変化量を達成できないために点火遅角が併用される場合には、トルク実現誤差trqerrによって修正された修正要求トルクがスロットル開度や点火時期の計算に用いられる。
In step S106, a value obtained by subtracting the torque realization error trqerr from the base request torque is calculated as the correction request torque. When the flag xdtrqok is off, that is, when the ignition delay is used together because the required torque change amount cannot be achieved only by operating the
図11は図10のフローチャートの実行結果をタイムチャートで示したものである。図11において、一点鎖線はベース要求トルクの変化を示している。実線は修正要求トルクの変化を示している。そして、破線は実現トルクの変化を示している。この図に示すように、本実施の形態によれば、点火時期の遅角時には、要求トルク(ベース要求トルク)にトルク実現誤差を加えた値を目標にしてトルク調整が行われるので、点火遅角によるトルクの過補正はキャンセルされ、結果、点火遅角が働く前後でのトルク段差の発生は防止される。 FIG. 11 is a time chart showing the execution result of the flowchart of FIG. In FIG. 11, the alternate long and short dash line indicates the change in the base required torque. The solid line indicates the change in the required correction torque. A broken line indicates a change in the actual torque. As shown in this figure, according to the present embodiment, when the ignition timing is retarded, torque adjustment is performed with the target torque (base required torque) plus a torque realization error as a target. Torque overcorrection due to the angle is cancelled, and as a result, the occurrence of a torque step before and after the ignition delay works is prevented.
その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
2 制御装置
4 スロットル
6 点火装置
8 スロットル開度算出部
10 ディレイ部
12 推定トルク算出部
14 トルク効率算出部
16 上下限ガード
18 点火時期算出部
20 遅角許可/禁止判定部
2
Claims (3)
前記内燃機関に要求されるトルクに基づいて前記スロットルの開度指令値を算出する開度指令値算出手段と、
前記開度指令値を前記スロットルに出力するタイミングを所定の遅延時間だけディレイさせるディレイ手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルが操作されることで達成されるトルクよりも前記要求トルクが低い場合に、そのトルクのずれを点火時期によるトルク調整によって補償するように、前記ずれに応じて点火時期を遅角する点火遅角手段と、
前記遅延時間の間に生じた前記要求トルクの変化量と、前記遅延時間の間に前記スロットルの操作によって応答可能なトルクの変化量とを比較し、前記スロットルの操作のみによって前記要求トルクの変化量を達成可能かどうか判定する判定手段と、
前記スロットルの操作のみでは前記要求トルクの変化量を達成できないとの否定の判定結果が出力されるまでは、前記点火遅角手段による点火時期の遅角を禁止する点火遅角禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine capable of controlling torque by throttle and ignition timing,
An opening command value calculating means for calculating an opening command value of the throttle based on torque required for the internal combustion engine;
Delay means for delaying the timing for outputting the opening command value to the throttle by a predetermined delay time;
When the required torque is lower than the torque achieved by operating the throttle according to the opening command value, ignition is performed according to the deviation so that the torque deviation is compensated by adjusting the torque according to the ignition timing. Ignition retarding means for retarding timing,
The amount of change in the required torque generated during the delay time is compared with the amount of change in torque that can be responded by operating the throttle during the delay time, and the change in the required torque only by operating the throttle. Determining means for determining whether the quantity can be achieved;
Ignition retarding prohibiting means for prohibiting retarding of the ignition timing by the ignition retarding means until a negative determination result that the amount of change in the required torque cannot be achieved only by operating the throttle is output;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記点火遅角手段による点火時期の遅角が許可される場合には、計算に使用する要求トルクの値を前記トルク実現誤差によって修正する要求トルク修正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 Torque realization error calculating means for calculating a torque realization error between the realization torque realized only by operating the throttle and the required torque;
When retarding the ignition timing by the ignition retarding means is permitted, requested torque correcting means for correcting the value of the requested torque used for calculation by the torque realization error;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
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