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JP2011099417A - Ignition control system for internal combustion engine - Google Patents

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JP2011099417A
JP2011099417A JP2009256169A JP2009256169A JP2011099417A JP 2011099417 A JP2011099417 A JP 2011099417A JP 2009256169 A JP2009256169 A JP 2009256169A JP 2009256169 A JP2009256169 A JP 2009256169A JP 2011099417 A JP2011099417 A JP 2011099417A
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JP
Japan
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egr
egr rate
target
internal combustion
combustion engine
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Withdrawn
Application number
JP2009256169A
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Japanese (ja)
Inventor
Yohei Hosokawa
陽平 細川
Tomohiro Shinagawa
知広 品川
Yuichi Kato
雄一 加藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、EGR機構を備えた火花点火式内燃機関の点火制御システムにおいて、気筒毎にEGRガス導入量が相違する場合であってもノッキングの発生や燃焼安定性の低下を抑制することができる技術の提供を課題とする。
【解決手段】本発明は、EGR機構を備えた火花点火式内燃機関の点火制御システムにおいて、EGR機構の作動領域でノッキングの発生に起因した目標点火時期の遅角制御が実施された場合に、その遅角量に応じてEGR率の気筒間バラツキを特定し、EGR率の気筒間バラツキに基づいて以後の目標点火時期を決定するようにした。
【選択図】図7
An ignition control system for a spark ignition type internal combustion engine having an EGR mechanism suppresses occurrence of knocking and a decrease in combustion stability even when the amount of EGR gas introduced is different for each cylinder. The issue is to provide technology that can be used.
The present invention relates to an ignition control system for a spark ignition type internal combustion engine having an EGR mechanism, and when a retard control of a target ignition timing due to the occurrence of knocking is performed in an operation region of the EGR mechanism. The inter-cylinder variation in the EGR rate is specified according to the retard amount, and the subsequent target ignition timing is determined based on the inter-cylinder variation in the EGR rate.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、火花点火式内燃機関の点火制御システムに関し、特にEGR機構を備えた火花点火式内燃機関の点火制御システムに関する。   The present invention relates to an ignition control system for a spark ignition type internal combustion engine, and more particularly to an ignition control system for a spark ignition type internal combustion engine provided with an EGR mechanism.

火花点火式の内燃機関として、排気通路から取り出された排気を吸気ポートへ導入するEGR機構を備えたものが知られている。このような内燃機関においては、EGRガスの導入中にノッキングが発生した場合に、EGR弁の開度を漸増させてノッキングが発生しない開度を学習する技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。   As a spark ignition type internal combustion engine, one having an EGR mechanism for introducing exhaust gas taken out from an exhaust passage into an intake port is known. In such an internal combustion engine, when knocking occurs during the introduction of EGR gas, a technique has been proposed in which the opening degree of the EGR valve is gradually increased to learn the opening degree at which knocking does not occur (for example, Patent Documents). 1).

特開2009−108759号公報JP 2009-108759 A 特開2004−11619号公報JP 2004-11619 A 特開平8−151971号公報JP-A-8-151971

ところで、EGR機構を備えた内燃機関においては、気筒内に導入されるEGRガスの量が気筒毎に相違する場合がある。特に、各気筒の吸気ポートにEGRガスが導入される場合には、気筒内に導入されるEGRガス量が気筒毎に相違し易い。   By the way, in an internal combustion engine equipped with an EGR mechanism, the amount of EGR gas introduced into a cylinder may be different for each cylinder. In particular, when EGR gas is introduced into the intake port of each cylinder, the amount of EGR gas introduced into the cylinder tends to be different for each cylinder.

気筒内に導入されるEGRガス量が気筒毎に相違した場合は、EGRガス導入量に対して点火時期が不適切となる気筒を生じる可能性がある。たとえば、EGRガスの導入量が過少となる気筒において点火時期が早過ぎたり、EGRガスの導入量が過多となる気筒において点火時期が遅すぎたりする可能性がある。   When the amount of EGR gas introduced into the cylinder is different for each cylinder, there is a possibility that a cylinder whose ignition timing becomes inappropriate with respect to the amount of EGR gas introduced may occur. For example, there is a possibility that the ignition timing is too early in a cylinder where the introduction amount of EGR gas is too small, or the ignition timing is too late in a cylinder where the introduction amount of EGR gas is excessive.

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、EGR機構を備えた火花点火式内燃機関の点火制御システムにおいて、気筒毎にEGRガス導入量が相違する場合であってもノッキングの発生や燃焼安定性の低下を抑制することができる技術の提供にある。   The present invention has been made in view of various circumstances as described above, and an object thereof is to provide an EGR gas introduction amount different for each cylinder in an ignition control system of a spark ignition type internal combustion engine equipped with an EGR mechanism. Even if it is a case, it exists in provision of the technique which can suppress generation | occurrence | production of knocking or a fall of combustion stability.

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、EGR機構を備えた火花点火式内燃機関の点火制御システムにおいて、EGR機構の作動領域でノッキングに対する目標点火時期の遅角制御が実施された場合に、その遅角量に応じてEGR率の気筒間バラツキを特定し、EGR率の気筒間バラツキに基づいて以後の目標点火時期を決定するようにした。   The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, according to the present invention, in the ignition control system of a spark ignition type internal combustion engine equipped with an EGR mechanism, when the retard control of the target ignition timing with respect to knocking is performed in the operation region of the EGR mechanism, the present invention responds to the retard amount. Thus, the variation in the EGR rate between the cylinders is specified, and the subsequent target ignition timing is determined based on the variation in the EGR rate between the cylinders.

具体的には、本発明は、複数の気筒を有する火花点火式内燃機関の点火制御システムであって、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及びEGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を具備するEGR機構と、
前記内燃機関のノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段によりノッキングが検出されたときに、ノッキングが発生しない点火時期まで目標点火時期を遅角させる遅角手段と、
前記EGR機構の作動領域で前記遅角手段による目標点火時期の遅角が行われた場合に
、目標点火時期の遅角量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された遅角量を、目標EGR率に対する実際のEGR率の不足量に換算する換算手段と、
機関運転状態が同等であり、かつEGR弁の開度が相違する状況下で求められた複数のEGR率不足量に基づいて、目標EGR率とEGR率不足量と機関運転状態との相関関係を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された相関関係から現時点の機関運転状態及び目標EGR率に適合するEGR率不足量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量をパラメータとして目標点火時期を決定する決定手段と、
を備えるようにした。
Specifically, the present invention is an ignition control system for a spark ignition internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An EGR mechanism comprising an EGR passage for leading a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage sectional area of the EGR passage;
Detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
Retarding means for retarding the target ignition timing until an ignition timing at which knocking does not occur when knocking is detected by the detection means;
Obtaining means for obtaining a retard amount of the target ignition timing when the retard of the target ignition timing is performed by the retard means in the operation region of the EGR mechanism;
Conversion means for converting the retardation amount acquired by the acquisition means into a deficiency of the actual EGR rate with respect to the target EGR rate;
Based on a plurality of EGR rate deficiencies obtained under the same engine operating conditions and different EGR valve opening degrees, the correlation between the target EGR rate, the EGR rate deficiency, and the engine operating status is calculated. Identification means to identify;
Estimating means for estimating an EGR rate deficiency that matches the current engine operating state and the target EGR rate from the correlation specified by the specifying means;
Determining means for determining a target ignition timing using the EGR rate deficiency estimated by the estimating means as a parameter;
I was prepared to.

EGR機構の作動領域においてノッキングが発生した場合に、目標点火時期は、ノッキングが発生しない点火時期まで遅角される。その際の遅角量は、目標EGR率に対して実際のEGR率が不足している量(EGR率不足量)に相関する。また、EGR率が気筒間で相違している場合は、前記遅角量は、EGR率が最も低い気筒(以下、「最低気筒」と称する)のEGR率不足量に相関する。よって、目標点火時期の遅角量をEGR率不足量へ換算することが可能となる。   When knocking occurs in the operation region of the EGR mechanism, the target ignition timing is delayed to an ignition timing at which knocking does not occur. The retardation amount at that time correlates with an amount in which the actual EGR rate is insufficient with respect to the target EGR rate (an insufficient amount of EGR rate). When the EGR rate is different among the cylinders, the retardation amount correlates with the EGR rate deficiency of the cylinder having the lowest EGR rate (hereinafter referred to as “the lowest cylinder”). Therefore, the retard amount of the target ignition timing can be converted into an EGR rate deficient amount.

このようなEGR率不足量のデータは、ノッキング発生時と同等の機関運転状態であり、かつEGR弁の開度(以下、「EGR開度」と称する)が相違する状況下で複数個求められる。次いで、それら複数のEGR率不足量を利用して目標EGR率と機関運転状態とEGR率不足量との相関関係が特定される。   A plurality of such EGR rate deficiency data is obtained in a situation where the engine operating state is equivalent to that at the time of occurrence of knocking and the opening of the EGR valve (hereinafter referred to as “EGR opening”) is different. . Next, the correlation among the target EGR rate, the engine operating state, and the EGR rate deficiency is specified using the plurality of EGR rate deficiencies.

上記した相関関係が特定された後は、該相関関係に基づいて現時点の機関運転状態及び目標EGR率に適合するEGR率不足量(現時点におけるEGR率不足量)が推定される。そして、現時点のEGR率不足量をパラメータとして目標点火時期が決定される。すなわち、目標点火時期を演算する際にパラメータとして用いられるEGR率を現時点のEGR率不足量によって補正(たとえば、目標EGR率からEGR率不足量を減算)し、補正後のEGR率(=(目標EGR率)−(EGR率不足量))をパラメータとして目標点火時期が決定される。   After the above-described correlation is specified, an EGR rate deficiency (current EGR rate deficiency) that matches the current engine operating state and the target EGR rate is estimated based on the correlation. Then, the target ignition timing is determined using the current EGR rate deficiency as a parameter. That is, the EGR rate used as a parameter when calculating the target ignition timing is corrected by the current EGR rate shortage (for example, the EGR rate shortage is subtracted from the target EGR rate), and the corrected EGR rate (= (target The target ignition timing is determined using EGR rate) − (EGR rate deficiency)) as a parameter.

このように目標点火時期が決定されると、EGR率の気筒間バラツキが発生していても、最低気筒のEGR率に合わせて目標点火時期が決定されるため、全気筒においてノッキングの発生を抑制することができる。さらに、上記した相関関係が特定された後は、ノッキングの発生に起因する目標点火時期の遅角量が学習されていない運転領域においても、ノッキングの発生を予防することができる。   When the target ignition timing is determined in this way, even if the EGR rate varies among cylinders, the target ignition timing is determined in accordance with the EGR rate of the lowest cylinder, so that the occurrence of knocking is suppressed in all cylinders. can do. Furthermore, after the above correlation is specified, the occurrence of knocking can be prevented even in the operation region where the retard amount of the target ignition timing due to the occurrence of knocking is not learned.

本発明の内燃機関の点火制御システムは、前記した複数のEGR率不足量が求められるときと同等の機関運転状態にあり、かつEGR開度が零となる状況下でノッキングが発生した場合に、遅角手段による目標点火時期の遅角量を基本遅角量として記憶する記憶手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、換算手段は、取得手段により取得された遅角量から基本遅角量を差し引いた値をEGR率不足量に換算する。   The ignition control system for an internal combustion engine of the present invention is in an engine operating state equivalent to the case where a plurality of EGR rate deficiencies described above is required, and when knocking occurs in a situation where the EGR opening becomes zero, You may make it further provide a memory | storage means to memorize | store the retard amount of the target ignition timing by a retard means as a basic retard amount. In that case, the conversion means converts the value obtained by subtracting the basic retardation amount from the retardation amount acquired by the acquisition means into an EGR rate deficiency amount.

ここで、内燃機関のノッキングは、EGR率の不足や気筒間バラツキに加え、環境条件の変化によっても発生する場合がある。たとえば、燃料性状の変化(オクタン価の変化)、吸気温度の変化、湿度の変化、或いはデポジットの堆積による燃焼室容積の変化、などの要因によってノッキングが発生する場合がある。これらの要因によるノッキングは、EGR機構が作動していないとき(EGR開度が零であるとき)も発生する。   Here, knocking of the internal combustion engine may occur due to a change in environmental conditions in addition to a shortage of EGR rate and variations between cylinders. For example, knocking may occur due to factors such as a change in fuel properties (change in octane number), a change in intake air temperature, a change in humidity, or a change in combustion chamber volume due to deposit accumulation. Knocking due to these factors also occurs when the EGR mechanism is not operating (when the EGR opening is zero).

そこで、本発明の内燃機関の点火制御システムは、前記した複数のEGR率不足量を求めるときと同等の機関運転状態にあり、かつEGR開度が零(閉弁)となる状況下でノッキングが発生した場合は、そのノッキングに対する目標点火時期の遅角量(基本遅角量)を用いて取得手段が取得した遅角量を補正する。   Therefore, the ignition control system for an internal combustion engine according to the present invention is in an engine operating state equivalent to that obtained when the plurality of EGR rate deficiencies are obtained, and knocking is performed under a situation where the EGR opening is zero (closed valve). If it occurs, the retard amount obtained by the obtaining means is corrected using the retard amount (basic retard amount) of the target ignition timing with respect to the knocking.

取得手段により取得された遅角量が基本遅角量により補正されると、EGR率の不足や気筒間バラツキに相当する遅角量を求めることができる。その結果、より正確なEGR率不足量を求めることができる。   When the retardation amount acquired by the acquisition means is corrected by the basic retardation amount, the retardation amount corresponding to insufficient EGR rate or variation between cylinders can be obtained. As a result, a more accurate EGR rate deficiency can be obtained.

次に、本発明の内燃機関の点火制御システムは、EGR弁の実際の開度が目標開度より小さい場合に、目標開度におけるEGR率と実際の開度におけるEGR率との差を演算する演算手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、特定手段は、換算手段が算出したEGR率不足量から演算手段が算出した差を減算して得られた値に基づいて、前記相関関係を特定すればよい。   Next, the ignition control system for an internal combustion engine according to the present invention calculates the difference between the EGR rate at the target opening and the EGR rate at the actual opening when the actual opening of the EGR valve is smaller than the target opening. You may make it further provide a calculating means. In this case, the specifying unit may specify the correlation based on a value obtained by subtracting the difference calculated by the calculation unit from the EGR rate deficiency calculated by the conversion unit.

目標EGR率に対して実際のEGR率(以下、「実EGR率」と称する)が不足する場合としては、実EGR率の気筒間バラツキが発生している場合に加え、EGR弁の実際の開度(以下、「実EGR開度」と称する)が目標値(以下、「目標EGR開度」と称する)と相違している場合も考えられる。   When the actual EGR rate (hereinafter referred to as “actual EGR rate”) is insufficient with respect to the target EGR rate, in addition to the case where the actual EGR rate varies among cylinders, the actual opening of the EGR valve is not performed. The degree (hereinafter referred to as “actual EGR opening”) may differ from the target value (hereinafter referred to as “target EGR opening”).

これに対し、換算手段により算出されたEGR率不足量からEGR開度のずれに起因したEGR率の不足量を減算することにより、気筒間バラツキに相当するEGR率不足量を求めることができる。その結果、機関運転状態と目標EGR率とEGR率不足量との相関関係の正確性を高めることができる。   On the other hand, the EGR rate deficiency corresponding to the variation between the cylinders can be obtained by subtracting the deficiency in the EGR rate due to the deviation of the EGR opening from the EGR rate deficiency calculated by the conversion means. As a result, the accuracy of the correlation between the engine operating state, the target EGR rate, and the EGR rate deficiency can be improved.

ところで、EGR率不足量が求められるとき(言い換えれば、取得手段が目標点火時期の遅角量を取得するとき)に、EGR開度がEGR率と線形関係になければ、実EGR開度と目標EGR開度とのずれに起因したEGR率の不足量を正確に求めることができない。   By the way, when the EGR rate deficiency is calculated (in other words, when the acquisition unit acquires the retard amount of the target ignition timing), if the EGR opening is not linearly related to the EGR rate, the actual EGR opening and the target An insufficient amount of the EGR rate due to the deviation from the EGR opening cannot be obtained accurately.

これに対し、EGR開度とEGR率との関係が線形性を有するときにEGR率不足量(目標点火時期の遅角量)が取得されると、実EGR開度と目標EGR開度とのずれに起因したEGR率の不足量を正確に求めることができる。   On the other hand, when the EGR rate deficiency amount (retard amount of the target ignition timing) is acquired when the relationship between the EGR opening amount and the EGR rate has linearity, the actual EGR opening amount and the target EGR opening amount An insufficient amount of EGR rate due to the deviation can be accurately obtained.

本発明の内燃機関の点火制御システムは、複数のEGR率不足量を求めるとき(言い換えれば、取得手段が目標点火時期の遅角量を取得するとき)に、内燃機関の機関運転状態を一定に保つ機構を更に備えるようにしてもよい。その場合、複数のEGR率不足量、言い換えれば複数の点火時期遅角量を速やかに取得することが可能になる。   The ignition control system for an internal combustion engine of the present invention keeps the engine operating state of the internal combustion engine constant when obtaining a plurality of EGR rate deficiencies (in other words, when the acquisition means acquires the retard amount of the target ignition timing). You may make it further provide the mechanism to keep. In that case, it becomes possible to quickly acquire a plurality of EGR rate deficiencies, in other words, a plurality of ignition timing retardation amounts.

なお、機関運転状態を一定に保つ機構としては、内燃機関の他に原動機(たとえば、電動機など)を具備するハイブリットシステムや、変速比を連続的に変更可能な無断変速機(CVT)などを例示することができる。   Examples of the mechanism for keeping the engine operating state constant include a hybrid system including a prime mover (for example, an electric motor) in addition to the internal combustion engine, and a continuously variable transmission (CVT) capable of continuously changing a gear ratio. can do.

次に、本発明は、最低気筒のEGR率不足量が予め定められた閾値を超えている場合は、EGR率の気筒間バラツキを緩和する処理を行うようにしてもよい。具体的には、本発明の内燃機関の点火制御システムは、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及びEGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を具備するEGR機構と、
吸気弁の閉弁タイミングを変更する可変機構と、
前記内燃機関のノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段によりノッキングが検出されたときに、ノッキングが発生しなくなる点火時期まで目標点火時期を遅角させる遅角手段と、
前記EGR機構の作動領域で前記遅角手段による点火時期の遅角が行われた場合に、点火時期の遅角量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された遅角量を、目標EGR率に対する実際のEGR率の不足量に換算する換算手段と、
機関運転状態が同等であり、かつEGR弁の開度が相違する状況下で求められた複数のEGR率不足量に基づいて、目標EGR率とEGR率不足量と機関運転状態との相関関係を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された相関関係から現時点の機関運転状態及び目標EGR率に適合するEGR率不足量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量をパラメータとして目標点火時期を決定する決定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量が予め定められた閾値を超える場合に、吸気弁の閉弁タイミングを遅角させるべく前記可変機構を制御する制御手段と、
を備えるようにしてもよい。
Next, according to the present invention, when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder exceeds a predetermined threshold value, processing for reducing the variation in the EGR rate between the cylinders may be performed. Specifically, the ignition control system for an internal combustion engine of the present invention is:
An EGR mechanism comprising an EGR passage for leading a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage sectional area of the EGR passage;
A variable mechanism for changing the closing timing of the intake valve;
Detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
Retarding means for retarding the target ignition timing until an ignition timing at which knocking does not occur when knocking is detected by the detection means;
Acquisition means for acquiring a retard amount of the ignition timing when the ignition timing is retarded by the retard means in the operation region of the EGR mechanism;
Conversion means for converting the retardation amount acquired by the acquisition means into a deficiency of the actual EGR rate with respect to the target EGR rate;
Based on a plurality of EGR rate deficiencies obtained under the same engine operating conditions and different EGR valve opening degrees, the correlation between the target EGR rate, the EGR rate deficiency, and the engine operating status is calculated. Identification means to identify;
Estimating means for estimating an EGR rate deficiency that matches the current engine operating state and the target EGR rate from the correlation specified by the specifying means;
Determining means for determining a target ignition timing using the EGR rate deficiency estimated by the estimating means as a parameter;
Control means for controlling the variable mechanism to retard the closing timing of the intake valve when the EGR rate deficiency estimated by the estimation means exceeds a predetermined threshold;
You may make it provide.

最低気筒のEGR率に合わせて全気筒の点火時期が決定されると、最低気筒以外の気筒において点火時期が不適切となる場合がある。たとえば、最低気筒のEGR率不足量が多くなると、目標点火時期の遅角量も多くなる。そのため、EGR率が相対的に高い気筒においては、EGR率に対して点火時期が過度に遅角されることになり、燃焼安定性が低下する可能性がある。   If the ignition timing of all cylinders is determined in accordance with the EGR rate of the lowest cylinder, the ignition timing may be inappropriate in cylinders other than the lowest cylinder. For example, when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder increases, the retard amount of the target ignition timing also increases. Therefore, in a cylinder having a relatively high EGR rate, the ignition timing is excessively retarded with respect to the EGR rate, and combustion stability may be reduced.

本願発明者の知見によれば、EGR率の気筒間バラツキは、EGR通路の上流端(排気通路)と下流端(吸気通路)との圧力差が大きくなるほど顕著となる。そのため、最低気筒のEGR率不足量が閾値を超える場合に、吸気弁の閉弁タイミングが遅角されると、吸気通路内の圧力が高くなる。吸気通路内の圧力(吸気圧)が高くなると、内燃機関全体のEGR率を略同等に保ちつつ、EGR率の気筒間バラツキを緩和させることができる。   According to the knowledge of the present inventor, the variation in the EGR rate between cylinders becomes more prominent as the pressure difference between the upstream end (exhaust passage) and the downstream end (intake passage) of the EGR passage increases. Therefore, when the EGR rate shortage amount of the lowest cylinder exceeds the threshold value, the pressure in the intake passage increases when the intake valve closing timing is retarded. When the pressure in the intake passage (intake pressure) increases, the EGR rate variation between the cylinders can be reduced while maintaining the EGR rate of the entire internal combustion engine substantially equal.

したがって、上記した発明によれば、EGR率不足量が閾値を超える場合に、最低気筒のノッキング発生を抑制しつつ、他の気筒における燃焼安定性の低下を抑制することができる。   Therefore, according to the above-described invention, when the EGR rate deficiency exceeds the threshold value, it is possible to suppress a decrease in combustion stability in the other cylinders while suppressing the occurrence of knocking in the lowest cylinder.

なお、吸気弁の閉弁タイミングが遅角されると、有効圧縮比が低下するためトルク変動が許容範囲を超える場合がある。これに対し、吸気弁の閉弁タイミングが遅角されるときにEGR開度を減少させる方法が考えられる。EGR開度が減少された場合は、EGR率が低下するため、トルク変動が小さくなる。よって、トルク変動が許容範囲内に収まる開度までEGR開度を減少させてもよい。   Note that when the intake valve closing timing is retarded, the effective compression ratio decreases, and the torque fluctuation may exceed the allowable range. On the other hand, a method for reducing the EGR opening when the valve closing timing of the intake valve is retarded is conceivable. When the EGR opening degree is decreased, the EGR rate is reduced, so that the torque fluctuation is reduced. Therefore, the EGR opening degree may be decreased to an opening degree where the torque fluctuation falls within the allowable range.

本発明によれば、EGR機構を備えた火花点火式の内燃機関において、気筒毎にEGRガス導入量が相違する場合であってもノッキングの発生や燃焼安定性の低下を抑制することができる。   According to the present invention, in a spark ignition internal combustion engine equipped with an EGR mechanism, it is possible to suppress the occurrence of knocking and the deterioration of combustion stability even when the amount of EGR gas introduced is different for each cylinder.

第1の実施例における内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition control system of the internal combustion engine in a 1st Example. EGR率の気筒間バラツキに起因したノッキングの発生メカニズムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the generation | occurrence | production mechanism of knocking resulting from the variation between cylinders of an EGR rate. ノック遅角量ΔItとEGR率不足量との関係を規定したマップを示す図である。It is a figure which shows the map which prescribed | regulated the relationship between knock retardation amount (DELTA) It and EGR rate deficiency amount. EGR率不足量と平均EGR率と機関運転状態との関係を特定する手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure which specifies the relationship between an EGR rate deficiency amount, an average EGR rate, and an engine operating state. EGR開度の誤差に起因したEGR率不足量を特定する手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure which specifies the EGR rate insufficient quantity resulting from the error of an EGR opening degree. 目標EGR開度と平均EGR率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a target EGR opening degree and an average EGR rate. EGR率不足量と平均EGR率と機関運転状態との相関関係を求めるための制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine for calculating | requiring the correlation with an EGR rate deficiency amount, an average EGR rate, and an engine operating state. EGR作動領域における目標点火時期を決定するための制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine for determining the target ignition timing in an EGR operation area | region. 第2の実施例における内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition control system of the internal combustion engine in a 2nd Example. EGR率の気筒間バラツキ緩和処理の実行手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the execution procedure of the variation variation process between cylinders of an EGR rate.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1乃至図8に基づいて説明する。図1は、本発明に係わる内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition control system according to the present invention.

図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を備えた火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関1の各気筒2には、点火プラグ3が設けられている。また、各気筒2は、吸気ポートを介してインテークマニフォルド4の各枝管40と連通している。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a spark ignition type internal combustion engine (gasoline engine) having four cylinders 2. Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is provided with a spark plug 3. Each cylinder 2 communicates with each branch pipe 40 of the intake manifold 4 via an intake port.

インテークマニフォルド4の集合部41は、吸気管(インテークパイプ)5と接続されている。吸気管5の大気開放端から吸い込まれた空気は、該吸気管5によりインテークマニフォルド4の集合部41へ導かれ、次いで集合部41から各枝管40を介して各気筒2へ分配される。   The collecting portion 41 of the intake manifold 4 is connected to an intake pipe (intake pipe) 5. Air sucked from the open end of the intake pipe 5 is guided to the collecting portion 41 of the intake manifold 4 by the intake pipe 5 and then distributed from the collecting portion 41 to each cylinder 2 through the branch pipes 40.

吸気管5の途中には、空気中の埃や塵を捕集するためのエアクリーナ6が配置されている。エアクリーナ6より下流の吸気管5には、該吸気管5内を流れる空気量を調整するスロットル弁8が配置されている。   An air cleaner 6 for collecting dust and dirt in the air is disposed in the middle of the intake pipe 5. A throttle valve 8 that adjusts the amount of air flowing in the intake pipe 5 is disposed in the intake pipe 5 downstream of the air cleaner 6.

また、内燃機関1の各気筒2は、排気ポートを介してエキゾーストマニフォルド9に連通している。エキゾーストマニフォルド9には、該エキゾーストマニフォルド9内を流れる排気の一部を取り出すためのEGR通路10が接続されている。   Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 communicates with the exhaust manifold 9 through an exhaust port. Connected to the exhaust manifold 9 is an EGR passage 10 for taking out part of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold 9.

EGR通路10は、その途中から4本に分岐してインテークマニフォルド4の4本の枝管40にそれぞれ接続されている。EGR通路10において分岐部より上流側(エキゾーストマニフォルド9側)には、該EGR通路10の通路断面積を変更するEGR弁11が配置されている。EGR通路10及びEGR弁11は、本発明にかかるEGR機構に相当する。   The EGR passage 10 is branched into four from the middle thereof and connected to the four branch pipes 40 of the intake manifold 4. In the EGR passage 10, an EGR valve 11 that changes the passage cross-sectional area of the EGR passage 10 is disposed upstream of the branch portion (exhaust manifold 9 side). The EGR passage 10 and the EGR valve 11 correspond to the EGR mechanism according to the present invention.

このように構成された内燃機関1には、ECU12が併設されている。ECU12は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU12には、エアフローメータ7、クランクポジションセンサ13、アクセルポジションセンサ14、ノックセンサ15、吸気圧センサ16などの各種センサが電気的に接
続されている。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 12. The ECU 12 is an electronic control unit that includes a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like. Various sensors such as an air flow meter 7, a crank position sensor 13, an accelerator position sensor 14, a knock sensor 15, and an intake pressure sensor 16 are electrically connected to the ECU 12.

エアフローメータ7は、エアクリーナ6とスロットル弁8との間の吸気管5に配置され、該吸気管5を流れる吸気量に対応した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ13は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転数(回転速度)に応じた電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ14は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)に応じた電気信号を出力するセンサである。ノックセンサ15は、ノッキングの発生を検知するための加速度センサである。吸気圧センサ16は、インテークマニフォルド4に取り付けられ、スロットル弁8下流の吸気圧を検出する圧力センサである。   The air flow meter 7 is a sensor that is disposed in the intake pipe 5 between the air cleaner 6 and the throttle valve 8 and outputs an electrical signal corresponding to the amount of intake air flowing through the intake pipe 5. The crank position sensor 13 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the rotational speed (rotational speed) of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1. The accelerator position sensor 14 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal. Knock sensor 15 is an acceleration sensor for detecting the occurrence of knocking. The intake pressure sensor 16 is a pressure sensor that is attached to the intake manifold 4 and detects the intake pressure downstream of the throttle valve 8.

また、ECU12には、点火プラグ3、スロットル弁8、EGR弁11などの機器が電気的に接続されている。ECU12は、前記の各種センサから入力した信号に応じて前記の各種機器を制御する。   In addition, the ECU 12 is electrically connected to devices such as the spark plug 3, the throttle valve 8, and the EGR valve 11. The ECU 12 controls the various devices according to signals input from the various sensors.

たとえば、ECU12は、機関回転数、機関負荷、吸入空気量、機関温度(冷却水温度)などにより特定される機関運転状態が予め定められたEGR作動領域(EGR弁11が開弁される運転領域)に属するか否かを判別する。   For example, the ECU 12 determines an EGR operating region (an operating region where the EGR valve 11 is opened) in which an engine operating state specified by an engine speed, an engine load, an intake air amount, an engine temperature (cooling water temperature), and the like is predetermined. ) Or not.

機関運転状態がEGR作動領域に属する場合は、ECU12は、EGR弁11を開弁させる。その際のEGR弁11の目標開度は、機関運転状態に応じて定められる。なお、EGR弁11の目標開度と機関運転状態との関係は、予め実験などを用いた適合処理によりマップ化されていてもよい。   When the engine operating state belongs to the EGR operating region, the ECU 12 opens the EGR valve 11. The target opening degree of the EGR valve 11 at that time is determined according to the engine operating state. Note that the relationship between the target opening degree of the EGR valve 11 and the engine operating state may be mapped in advance by an adaptation process using an experiment or the like.

機関運転状態がEGR作動領域に属しているときは、ECU12は、上記した制御に加え、実際のEGR率(=(EGRガス量)/(吸入空気量+EGRガス量))が機関運転状態に適した目標EGR率に収束するようにEGR弁11の開度を調整するフィードバック制御も行う。たとえば、ECU12は、エアフローメータ7の出力信号(吸入空気量)が目標吸入空気量の範囲内に収束するようにEGR弁11の開度をフィードバック制御する。   When the engine operating state belongs to the EGR operating region, the ECU 12 is in addition to the above-described control, the actual EGR rate (= (EGR gas amount) / (intake air amount + EGR gas amount)) is suitable for the engine operating state. The feedback control is also performed to adjust the opening degree of the EGR valve 11 so as to converge to the target EGR rate. For example, the ECU 12 feedback-controls the opening degree of the EGR valve 11 so that the output signal (intake air amount) of the air flow meter 7 converges within the range of the target intake air amount.

このようにEGR弁11の開度が制御されると、各気筒2内で燃料が燃焼する際の温度を低下させることができる。その結果、内燃機関1から排出される窒素酸化物(NOx)が減少する。   Thus, when the opening degree of the EGR valve 11 is controlled, the temperature at which the fuel burns in each cylinder 2 can be lowered. As a result, nitrogen oxides (NOx) discharged from the internal combustion engine 1 are reduced.

また、ECU12は、機関運転状態に応じて点火プラグ3の作動時期(点火時期)を制御する。たとえば、ECU12は、機関回転数や機関負荷に応じて決定される点火時期(基本点火時期)に対して冷却水温度などに応じた補正を加えることにより、目標点火時期を決定する。さらに、ECU12は、ノックセンサ15によりノッキングが検知された場合には、基本点火時期を遅角補正するノック制御も行う。   The ECU 12 controls the operation timing (ignition timing) of the spark plug 3 according to the engine operating state. For example, the ECU 12 determines the target ignition timing by correcting the ignition timing (basic ignition timing) determined according to the engine speed and the engine load according to the coolant temperature and the like. Further, when knocking is detected by the knock sensor 15, the ECU 12 also performs knock control for correcting the basic ignition timing by retarding.

このように点火プラグ3が制御されると、ノッキングを回避し得る範囲内で最大のトルクを内燃機関1に発生させることができる。   When the spark plug 3 is controlled in this way, the maximum torque can be generated in the internal combustion engine 1 within a range in which knocking can be avoided.

ところで、内燃機関1へ導入されるEGRガス量(全気筒2に導入される総EGRガス量)が目標範囲内に収束している場合であっても、各気筒2へ導入されるEGRガス量が均等にならない可能性がある。すなわち、図2に示すように、各気筒2に導入されるEGRガス量(図2中の丸印)は、気筒2毎に相違する場合ある。   By the way, even when the amount of EGR gas introduced into the internal combustion engine 1 (total amount of EGR gas introduced into all cylinders 2) converges within the target range, the amount of EGR gas introduced into each cylinder 2 May not be even. That is, as shown in FIG. 2, the amount of EGR gas introduced into each cylinder 2 (circle mark in FIG. 2) may differ for each cylinder 2.

特に、本実施例で例示したように、インテークマニフォルド4の各枝管40へEGRガ
スが分配される構成においては、EGR通路10の形状や設置角度、又はデポジットの堆積などによりEGRガス量が気筒2毎に相違する場合がある。その際、EGRガス量が不足する気筒2においては、実際のEGRガス導入量に対して点火時期が過早になり、ノッキングが発生する可能性がある。
In particular, as illustrated in the present embodiment, in the configuration in which the EGR gas is distributed to each branch pipe 40 of the intake manifold 4, the EGR gas amount varies depending on the shape and installation angle of the EGR passage 10 or deposit accumulation. There may be a difference between the two. At that time, in the cylinder 2 in which the amount of EGR gas is insufficient, the ignition timing becomes too early with respect to the actual amount of EGR gas introduced, and knocking may occur.

これに対し、本実施例では、EGRガス量の気筒間バラツキに応じて点火時期を決定するようにした。   On the other hand, in this embodiment, the ignition timing is determined according to the variation in the EGR gas amount between the cylinders.

先ず、ノック制御による点火時期の遅角量(以下、「ノック遅角量」と称する)ΔItをEGR率不足量に換算する。ここで、EGRガス率の気筒間バラツキによりノッキングが発生した場合は、EGRガス率が最も低い気筒(最低気筒)においてノッキングが発生しなくなるまで目標点火時期が遅角されることになる。そのため、ノック遅角量ΔItは、最低気筒のEGR率不足量に相関する。   First, a retard amount of ignition timing (hereinafter referred to as “knock retard amount”) ΔIt by knock control is converted into an EGR rate deficiency amount. Here, when knocking occurs due to variation in the EGR gas rate between cylinders, the target ignition timing is retarded until knocking does not occur in the cylinder (lowest cylinder) having the lowest EGR gas rate. Therefore, the knock retard amount ΔIt correlates with the EGR rate deficiency amount of the lowest cylinder.

ここでいうEGR率不足量は、4つの気筒2の平均EGR率から最低気筒のEGR率を減算した値に相当する。なお、実EGR率が目標EGR率に収束している場合(詳細には、実EGR率と目標EGR率との差が許容範囲内にある場合)は、EGR率不足量は、目標EGR率を気筒数で除算した値から最低気筒のEGR率を減算した値に一致する。   The EGR rate deficiency mentioned here corresponds to a value obtained by subtracting the EGR rate of the lowest cylinder from the average EGR rate of the four cylinders 2. Note that when the actual EGR rate has converged to the target EGR rate (specifically, when the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate is within an allowable range), the EGR rate deficiency is determined by the target EGR rate. This is equal to the value obtained by subtracting the EGR rate of the lowest cylinder from the value divided by the number of cylinders.

ノック遅角量ΔItとEGR率不足量との関係は、予め実験的に求めておくとともに、それらの関係を図3に示すようなマップとしてECU12のROMに記憶しておくようにしてもよい。ただし、ノック遅角量ΔItとEGR率不足量との関係は、機関回転数NEや機関負荷KLに応じて変化する。これは、機関回転数NEや機関負荷KLに応じてEGRガスの流速や吸排気の脈動レベルが変化するためである。   The relationship between the knock retardation amount ΔIt and the EGR rate deficiency amount may be obtained experimentally in advance, and the relationship may be stored in the ROM of the ECU 12 as a map as shown in FIG. However, the relationship between the knock retardation amount ΔIt and the EGR rate deficiency varies depending on the engine speed NE and the engine load KL. This is because the flow rate of EGR gas and the pulsation level of intake and exhaust gas change according to the engine speed NE and the engine load KL.

したがって、図3中の線Lは、機関回転数NEと機関負荷KLとノック遅角量ΔItとをパラメータとする関数(f(NE,KL,ΔIt))で定められることが好ましい。関数fは、予め実験などを利用した適合処理によって求めておくものとする。   Therefore, the line L in FIG. 3 is preferably defined by a function (f (NE, KL, ΔIt)) having the engine speed NE, the engine load KL, and the knock retardation amount ΔIt as parameters. It is assumed that the function f is obtained in advance by an adaptation process using an experiment or the like.

ところで、内燃機関1のノッキングは、気筒間バラツキに加え、環境条件の変化によっても発生する場合がある。たとえば、燃料性状の変化(オクタン価の変化)、吸気温度の変化、湿度の変化、或いはデポジットの堆積による燃焼室容積の変化、などの要因によってノッキングが発生する場合がある。   Incidentally, knocking of the internal combustion engine 1 may occur due to changes in environmental conditions in addition to the variation between cylinders. For example, knocking may occur due to factors such as a change in fuel properties (change in octane number), a change in intake air temperature, a change in humidity, or a change in combustion chamber volume due to deposit accumulation.

そのため、前記したノック遅角量ΔItには、EGR率の不足に因る分と環境条件に因る分とが含まれている場合がある。よって、正確なEGR率不足量を求めるためには、環境条件に起因したノック遅角量(基本遅角量)ΔItbaseを特定する必要がある。   For this reason, the knock retardation amount ΔIt described above may include a part caused by an insufficient EGR rate and a part caused by environmental conditions. Therefore, in order to obtain an accurate EGR rate deficiency, it is necessary to specify a knock retardation amount (basic retardation amount) ΔItbase caused by environmental conditions.

環境条件に起因したノッキングは、EGR機構の非作動時も発生する。そこで、ECU12は、EGR作動領域でノッキングが発生した場合に、同一運転条件下でEGR弁11を閉弁させ、その際のノック遅角量を基本遅角量ΔItbaseとしてRAM又はバックアップRAMに記憶させる。   Knocking due to environmental conditions also occurs when the EGR mechanism is not operating. Therefore, when knocking occurs in the EGR operation region, the ECU 12 closes the EGR valve 11 under the same operating conditions, and stores the knock retardation amount at that time in the RAM or the backup RAM as the basic retardation amount ΔItbase. .

上記したように基本遅角量ΔItbaseが取得されると、ECU12は、EGR作動領域で取得されたノック遅角量ΔItから基本遅角量ΔItbaseを減算し、その演算結果(以下、「正味ノック遅角量ΔIts」と称する)をEGR率不足量へ換算する。その結果、より正確なEGR率不足量を求めることができる。   When the basic retardation amount ΔItbase is acquired as described above, the ECU 12 subtracts the basic retardation amount ΔItbase from the knock retardation amount ΔIt acquired in the EGR operation region, and the calculation result (hereinafter, “net knock delay amount”). (Referred to as “angle amount ΔIts”) is converted into an insufficient amount of EGR rate. As a result, a more accurate EGR rate deficiency can be obtained.

上記の手順に従って求められるEGR率不足量は、機関回転数NE及び機関負荷KLが同等であり、かつEGR弁11の開度(平均EGR率)が相違する複数の状況下において
求められるものとする。すなわち、ECU12は、機関回転数NE及び機関負荷KLが同等となる状況下において、平均EGR率とEGR率不足量とから定まる座標を複数個求めるものとする。
The EGR rate deficiency obtained in accordance with the above procedure is obtained under a plurality of situations in which the engine speed NE and the engine load KL are equal and the opening degree (average EGR rate) of the EGR valve 11 is different. . That is, the ECU 12 obtains a plurality of coordinates determined from the average EGR rate and the EGR rate deficiency in a situation where the engine speed NE and the engine load KL are equal.

ECU12は、上記した複数個の座標に基づいて、EGR率不足量と平均EGR率(または目標EGR率)と機関運転状態との相関関係を特定する。EGR率不足量は、平均EGR率が小さいときほど多くなり、平均EGR率が大きくなるほど零に漸近する傾向がある。   The ECU 12 specifies the correlation between the EGR rate deficiency, the average EGR rate (or target EGR rate), and the engine operating state based on the plurality of coordinates described above. The EGR rate deficiency tends to increase as the average EGR rate decreases, and tends to approach zero as the average EGR rate increases.

そこで、ECU12は、前記複数個の座標を線形補間することにより、図4中の破線で示すような漸近線Mを求める。続いて、ECU12は、上記した漸近線Mの近似関数(図4中の実線)を求める。近似関数は、平均EGR率と機関回転数NEと機関負荷KLとをパラメータとする関数(g(平均EGR率,NE,KL))である。   Therefore, the ECU 12 obtains an asymptotic line M as indicated by a broken line in FIG. 4 by linearly interpolating the plurality of coordinates. Subsequently, the ECU 12 calculates an approximate function (solid line in FIG. 4) of the above asymptotic line M. The approximate function is a function (g (average EGR rate, NE, KL)) having the average EGR rate, the engine speed NE, and the engine load KL as parameters.

このようにして求められた関数gは、ECU12のRAM又はバックアップRAMに記憶される。そして、ECU12は、以降の目標点火時期を決定する際に、前記関数gを利用して目標点火時期を決定する。   The function g obtained in this way is stored in the RAM or backup RAM of the ECU 12. Then, the ECU 12 determines the target ignition timing using the function g when determining the subsequent target ignition timing.

なお、EGR弁11の実際の開度(実EGR開度)が目標EGR開度と相違している場合、特に実EGR開度が目標EGR開度より小さい場合は、平均EGR率が大きくなってもEGR率不足量が零に漸近しなくなる。   When the actual opening degree (actual EGR opening degree) of the EGR valve 11 is different from the target EGR opening degree, particularly when the actual EGR opening degree is smaller than the target EGR opening degree, the average EGR rate becomes large. However, the EGR rate deficiency does not gradually approach zero.

このため、図5中の実線で示すように、漸近線Mは、実EGR開度が目標EGR開度と等しい場合(図5中の破線)に対して、EGR率不足量の増加側へオフセットされた形状となる。   For this reason, as shown by the solid line in FIG. 5, the asymptotic line M is offset toward the increase side of the EGR rate deficiency when the actual EGR opening is equal to the target EGR opening (broken line in FIG. 5). It becomes the shape made.

上記のオフセット量Δdは、実EGR開度のずれ分(=(目標EGR開度)−(実EGR開度))に起因したEGR率不足量に相当する。よって、図3のマップに基づいて求められた複数のEGR率不足量から上記のオフセット量Δdを減算することにより、気筒間バラツキに起因したEGR率不足量を求めることができる。   The above-described offset amount Δd corresponds to an insufficient amount of EGR due to a deviation of the actual EGR opening (= (target EGR opening) − (actual EGR opening)). Therefore, the EGR rate deficiency due to the variation between the cylinders can be obtained by subtracting the offset amount Δd from the plurality of EGR rate deficiencies obtained based on the map of FIG.

上記のオフセット量Δdを求める方法としては、漸近線Mの変化が収束したとき(平均EGR率の増加に対してEGR率不足量が略一定となったとき)のEGR率不足量を取得する方法を例示することできる。   As a method for obtaining the above-described offset amount Δd, a method of acquiring the EGR rate deficiency when the change in the asymptote M converges (when the EGR rate deficiency becomes substantially constant with respect to the increase in the average EGR rate). Can be illustrated.

ただし、上記したオフセット量Δdは、平均EGR率にかかわらず一定となる条件下で求める必要がある。すなわち、オフセット量Δdは、目標EGR開度とEGR率との関係が線形性を有する条件下で求める必要がある。   However, the above-described offset amount Δd needs to be obtained under conditions that are constant regardless of the average EGR rate. That is, the offset amount Δd needs to be obtained under the condition that the relationship between the target EGR opening degree and the EGR rate is linear.

図6は、目標EGR開度とEGR率(平均EGR率)との関係を示す図である。図6中の実線は実EGR開度が目標EGR開度より小さい場合の関係を示し、破線は実EGR開度が目標EGR開度と等しい場合の関係を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the target EGR opening degree and the EGR rate (average EGR rate). The solid line in FIG. 6 shows the relationship when the actual EGR opening is smaller than the target EGR opening, and the broken line shows the relationship when the actual EGR opening is equal to the target EGR opening.

図6において、目標EGR開度が所定開度θ1以下となる領域では、実EGR開度が目標EGR開度と等しい場合のEGR率と実EGR開度が目標EGR開度より小さい場合のEGR率との差Δaは、目標EGR開度にかかわらず一定となる。よって、目標EGR開度が所定開度θ1以下となる範囲内において、複数のEGR率不足量(ノック遅角量ΔIt)を取得すればよい。   In FIG. 6, in the region where the target EGR opening is equal to or smaller than the predetermined opening θ1, the EGR rate when the actual EGR opening is equal to the target EGR opening and the EGR rate when the actual EGR opening is smaller than the target EGR opening. Is constant regardless of the target EGR opening. Therefore, a plurality of EGR rate deficiencies (knock retardation amounts ΔIt) may be acquired within a range where the target EGR opening is equal to or less than the predetermined opening θ1.

なお、目標EGR開度と実EGR開度との関係は、機関回転数NE及び機関負荷KLに
よって変化するため、上記した所定開度θ1は、機関回転数NEと機関負荷KLをパラメータとしたマップ又は関数により求められるようにしてもよい。その際のマップ及び関数は、予め実験などを用いた適合処理によって求めておくものとする。
Since the relationship between the target EGR opening and the actual EGR opening varies depending on the engine speed NE and the engine load KL, the predetermined opening θ1 is a map using the engine speed NE and the engine load KL as parameters. Alternatively, it may be obtained by a function. The map and function at that time are obtained in advance by an adaptation process using experiments or the like.

次に、関数gを利用して目標点火時期を決定する方法について述べる。この方法は、機関運転状態がEGR作動領域にあるときに実施され、機関運転状態がEGR作動領域にないときは実施されないものとする。   Next, a method for determining the target ignition timing using the function g will be described. This method is performed when the engine operating state is in the EGR operating region, and is not performed when the engine operating state is not in the EGR operating region.

ECU12は、現時点の機関回転数NEと機関負荷KLと平均EGR率とを取得し、それらの数値を関数gに代入して現時点のEGR率不足量(最低気筒の現時点におけるEGR率不足量)を算出する。   The ECU 12 acquires the current engine speed NE, the engine load KL, and the average EGR rate, and substitutes these values into the function g to obtain the current EGR rate deficiency (the current EGR rate deficiency of the lowest cylinder). calculate.

続いて、ECU12は、現時点の平均EGR率からEGR率不足量を減算することにより、最低気筒のEGR率を求める。そして、ECU12は、最低気筒のEGR率に従って目標点火時期を決定する。   Subsequently, the ECU 12 obtains the EGR rate of the lowest cylinder by subtracting the EGR rate deficiency from the current average EGR rate. Then, the ECU 12 determines the target ignition timing according to the EGR rate of the lowest cylinder.

その場合、全気筒の目標点火時期は、最低気筒のEGR率に従って決定されることになる。その結果、EGR率の気筒間バラツキに起因したノッキングの発生を回避することができる。さらに、上記した関数gが求められた後は、ノック遅角量が学習されていない運転領域においてもノッキングの発生を予防することが可能になる。   In this case, the target ignition timing for all cylinders is determined according to the EGR rate of the lowest cylinder. As a result, it is possible to avoid the occurrence of knocking due to the variation in the EGR rate between the cylinders. Furthermore, after the above function g is obtained, it is possible to prevent the occurrence of knocking even in an operation region where the knock retardation amount is not learned.

以下、EGR作動領域における点火時期の決定方法について図7,8に沿って説明する。図7は、EGR率不足量と平均EGR率と機関運転状態との相関関係(関数g)を求めるための制御ルーチンを示すフローチャートである。図8は、EGR作動領域における目標点火時期を決定するための制御ルーチンを示すフローチャートである。   Hereinafter, a method for determining the ignition timing in the EGR operating region will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing a control routine for obtaining a correlation (function g) among the EGR rate deficiency, the average EGR rate, and the engine operating state. FIG. 8 is a flowchart showing a control routine for determining the target ignition timing in the EGR operation region.

図7の制御ルーチンでは、ECU12は、先ずS101においてEGR率の気筒間バラツキの学習条件が成立しているか否かを判別する。この条件は、機関運転状態がEGR作動領域にある、ノッキングが発生している、関数gが未だ求められていない、などの条件が成立したときに成立する。   In the control routine of FIG. 7, the ECU 12 first determines in S101 whether or not a learning condition for variation between cylinders in the EGR rate is satisfied. This condition is satisfied when conditions such as the engine operating state is in the EGR operating region, knocking has occurred, or the function g has not yet been obtained.

前記S101において否定判定されたときは、ECU12は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S101において肯定判定された場合は、ECU12は、S102へ進み、ノッキング発生に対する点火時期の遅角量(ノック遅角量ΔIt)を取得する。   When a negative determination is made in S101, the ECU 12 once ends the execution of this routine. On the other hand, if an affirmative determination is made in S101, the ECU 12 proceeds to S102, and acquires the retard amount of the ignition timing (knock retard amount ΔIt) with respect to the occurrence of knocking.

詳細には、ECU12は、先ず、ノッキング発生時における機関回転数NEと機関負荷KLと目標EGR開度とをパラメータとして所定開度θ1を演算する。続いて、ECU12は、機関回転数NE及び機関負荷KLがノッキング発生時と同等となり、かつ目標EGR開度が所定開度θ1以下となる範囲内において目標EGR開度を変化させるとともに、各目標EGR開度においてノック制御を実行する。ECU12は、各目標EGR開度に対するノック制御で算出された複数のノック遅角量(複数のノック遅角量ΔItと基本遅角量ΔItbaseを含む)と、各目標EGR開度に対応した平均EGR率と、を取得する。   Specifically, the ECU 12 first calculates the predetermined opening θ1 using the engine speed NE, the engine load KL, and the target EGR opening when knocking occurs as parameters. Subsequently, the ECU 12 changes the target EGR opening within a range in which the engine speed NE and the engine load KL are equal to those at the time of occurrence of knocking and the target EGR opening is equal to or less than the predetermined opening θ1, and each target EGR Knock control is executed at the opening. The ECU 12 includes a plurality of knock retardation amounts (including a plurality of knock retardation amounts ΔIt and basic retardation amounts ΔItbase) calculated by knock control with respect to each target EGR opening, and an average EGR corresponding to each target EGR opening. Get rates and,

S103では、ECU12は、各ノック遅角量ΔItから基本ノック遅角量ΔItを減算することにより、複数の正味ノック遅角量ΔItsを求める。   In S103, the ECU 12 calculates a plurality of net knock retardation amounts ΔIts by subtracting the basic knock retardation amount ΔIt from each knock retardation amount ΔIt.

S104では、前記ノック遅角量ΔItが取得されたときの機関回転数NE及び機関負荷KLと、前記S103で求められた正味ノック遅角量ΔItsと、前述した図3のマップと、に基づいて、EGR率不足量を演算する。   In S104, based on the engine speed NE and the engine load KL when the knock retardation amount ΔIt is acquired, the net knock retardation amount ΔIts obtained in S103, and the map of FIG. 3 described above. , EGR rate deficiency is calculated.

S105では、ECU12は、ノッキング発生時の機関回転数NE及び機関負荷KLと、前記S104で算出された複数のEGR率不足量と、各EGR率不足量に対応した平均EGR率と、に基づいて、前述の図5の説明で述べたような関数gを特定する。   In S105, the ECU 12 is based on the engine speed NE and engine load KL at the time of occurrence of knocking, the plurality of EGR rate deficiencies calculated in S104, and the average EGR rate corresponding to each EGR rate deficiency. The function g as described in the description of FIG. 5 is specified.

詳細には、ECU12は、先ず、前記S104で算出された複数のEGR率不足量と、各EGR率不足量に対応する平均EGR率と、に基づいて図4に示したような漸近線Mを取得する。続いて、ECU12は、漸近線Mのオフセット量Δdを取得し、該オフセット量Δdに基づいて漸近線Mの座標を補正する。ECU12は、補正後の漸近線Mに基づいて近似関数gを特定する。なお、前記S105で求められたオフセット量Δdと関数gは、ECU12のRAM又はバックアップRAMに記憶される。   Specifically, the ECU 12 first displays an asymptote M as shown in FIG. 4 based on the plurality of EGR rate deficiencies calculated in S104 and the average EGR rate corresponding to each EGR rate deficiency. get. Subsequently, the ECU 12 acquires the offset amount Δd of the asymptotic line M, and corrects the coordinates of the asymptotic line M based on the offset amount Δd. The ECU 12 specifies the approximate function g based on the corrected asymptote M. The offset amount Δd and the function g obtained in S105 are stored in the RAM or backup RAM of the ECU 12.

S106では、ECU12は、気筒間バラツキ学習フラグの値を“1”に書き換える。気筒間バラツキ学習フラグには、初期値として“0”が記憶され、前記S105において関数gが特定されたときに“1”が記憶されるようになっている。   In S106, the ECU 12 rewrites the value of the inter-cylinder variation learning flag to “1”. The inter-cylinder variation learning flag stores “0” as an initial value, and “1” is stored when the function g is specified in S105.

このようにECU12が図7の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係わる検出手段、遅角手段、取得手段、換算手段、記憶手段、演算手段、及び特定手段が実現される。   As described above, the ECU 12 executes the control routine of FIG. 7 to realize the detecting means, the retarding means, the acquiring means, the converting means, the storing means, the calculating means, and the specifying means according to the present invention.

次に、図8の制御ルーチンでは、ECU12は、S201において内燃機関1の機関運転状態がEGR作動領域にあるか否かを判別する。S201において否定判定された場合は、ECU12は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S201において肯定判定された場合は、ECU12は、S202へ進む。   Next, in the control routine of FIG. 8, the ECU 12 determines whether or not the engine operating state of the internal combustion engine 1 is in the EGR operating region in S201. If a negative determination is made in S201, the ECU 12 once ends the execution of this routine. On the other hand, if an affirmative determination is made in S201, the ECU 12 proceeds to S202.

S202では、ECU12は、気筒間バラツキ学習フラグの値が“1”であるか否かを判別する。S202において否定判定された場合(気筒間バラツキ学習フラグ=0)は、ECU12は、S206へ進み、通常通りに目標点火時期を決定する。すなわち、ECU12は、4つの気筒の平均EGR率をパラメータとして目標点火時期を演算する。   In S202, the ECU 12 determines whether or not the value of the inter-cylinder variation learning flag is “1”. If a negative determination is made in S202 (inter-cylinder variation learning flag = 0), the ECU 12 proceeds to S206 and determines the target ignition timing as usual. That is, the ECU 12 calculates the target ignition timing using the average EGR rate of the four cylinders as a parameter.

前記S202において肯定判定された場合(気筒間バラツキ学習フラグ=1)は、ECU12は、S203へ進む。S203では、ECU12は、現時点における機関回転数NEと機関負荷KLと平均EGR率とを関数gに代入することにより、最低気筒のEGR率不足量を算出する。   If an affirmative determination is made in S202 (inter-cylinder variation learning flag = 1), the ECU 12 proceeds to S203. In S203, the ECU 12 calculates the EGR rate deficiency of the lowest cylinder by substituting the current engine speed NE, engine load KL, and average EGR rate into the function g.

S204では、ECU12は、図7の制御ルーチンで求められたオフセット量Δdと、前記S203で算出されたEGR率不足量と、現時点の平均EGR率と、に基づいて、現時点における最低気筒のEGR率(以下、「最低EGR率」と称する)を演算(推定)する。すなわち、ECU12は、平均EGR率からEGR率不足量とオフセット量Δdとを減算することにより、最低EGR率を算出する。   In S204, the ECU 12 determines the current EGR rate of the lowest cylinder based on the offset amount Δd obtained in the control routine of FIG. 7, the EGR rate deficiency calculated in S203, and the current average EGR rate. (Hereinafter referred to as “minimum EGR rate”) is calculated (estimated). That is, the ECU 12 calculates the minimum EGR rate by subtracting the EGR rate shortage amount and the offset amount Δd from the average EGR rate.

S205では、ECU12は、目標点火時期の演算を行う。詳細には、ECU12は、先ず、目標点火時期を算出する際のパラメータとして用いられる平均EGR率の値を前記最低EGR率に置き換えて、目標点火時期を演算する。さらに、ECU12は、前記図7の制御ルーチンで求められた基本遅角量ΔItbaseを前記目標点火時期に加算して、最終の目標点火時期を算出する。   In S205, the ECU 12 calculates the target ignition timing. More specifically, the ECU 12 first calculates the target ignition timing by replacing the value of the average EGR rate used as a parameter when calculating the target ignition timing with the minimum EGR rate. Further, the ECU 12 calculates the final target ignition timing by adding the basic retardation amount ΔItbase obtained in the control routine of FIG. 7 to the target ignition timing.

このようにECU12が図8の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係わる推定手段、及び決定手段が実現される。   Thus, when the ECU 12 executes the control routine of FIG. 8, the estimation means and the determination means according to the present invention are realized.

以上述べた実施例によれば、EGR率の気筒間バラツキが発生している場合に、最低気筒のEGR率(最低EGR率)に合わせて目標点火時期が決定されるため、ノッキングの発生を回避することが可能になる。さらに、上記した関数gが特定された後は、ノッキングの発生に起因する目標点火時期の遅角量が学習されていない運転領域においても、ノッキングの発生を予防することができる。   According to the embodiment described above, when the EGR rate varies between cylinders, the target ignition timing is determined in accordance with the EGR rate (minimum EGR rate) of the lowest cylinder, so that the occurrence of knocking is avoided. It becomes possible to do. Furthermore, after the above-described function g is specified, the occurrence of knocking can be prevented even in the operation region where the retard amount of the target ignition timing due to the occurrence of knocking is not learned.

なお、本発明を適用する車両に内燃機関1以外の原動機(たとえば、電動機)が搭載されている場合、又はトランスミッションとして変速比を連続的に変更可能な無断変速機(CVT)が搭載されている場合は、複数のノック遅角量ΔItを取得する際に内燃機関1の動作点(機関回転数NE及び機関負荷KL)が変化しないように、電動機又は無断変速機が制御されてもよい。その場合、複数のノック遅角量ΔItを速やかに取得することができる。   In addition, when a prime mover (for example, an electric motor) other than the internal combustion engine 1 is mounted on a vehicle to which the present invention is applied, a continuously variable transmission (CVT) capable of continuously changing a gear ratio is mounted as a transmission. In this case, the electric motor or the continuously variable transmission may be controlled so that the operating point (the engine speed NE and the engine load KL) of the internal combustion engine 1 does not change when acquiring a plurality of knock retardation amounts ΔIt. In this case, a plurality of knock retardation amounts ΔIt can be acquired quickly.

また、本実施例では、機関回転数NE及び機関負荷KLが同等となる条件下で複数のノック遅角量ΔItを取得する例について述べたが、機関回転数NE及び機関負荷KLが異なる条件下で複数のノック遅角量ΔItを取得するようにしてもよい。その場合、機関負荷KL及び機関負荷KLの変化に起因するノック遅角量の変化代を予め実験などを用いた適合処理により求めておき、その変化代を差し引いて関数gを求めるようにしてもよい。   In the present embodiment, an example in which a plurality of knock retardation amounts ΔIt are acquired under the condition where the engine speed NE and the engine load KL are equal is described. However, the engine speed NE and the engine load KL are different. A plurality of knock retardation amounts ΔIt may be acquired. In such a case, the engine load KL and the change amount of the knock retardation amount due to the change of the engine load KL are obtained in advance by an adaptation process using experiments or the like, and the function g is obtained by subtracting the change amount. Good.

<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図9および図10に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.

前述した第1の実施例と本実施例との差違は、最低気筒のEGR率不足量が過多となったときに、EGR率の気筒間バラツキを緩和させる処理(以下、「気筒間バラツキ緩和処理」と称する)を実行する点にある。   The difference between the first embodiment described above and the present embodiment is that a process for reducing the EGR rate variation between cylinders when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder is excessive (hereinafter referred to as “inter-cylinder variation relaxation process”). ”) Is executed.

最低気筒のEGR率不足量が過剰に多くなると、そのEGR率不足量に相当するEGRガスが他の気筒2へ導入される可能性がある。そのような場合に、最低気筒のEGR率(最低EGR率)に合わせて目標点火時期が決定されると、前記した他の気筒2の燃焼安定性が損なわれ、燃費が悪化したり、トルク変動が増大したりする等の不具合を生じる可能性がある。   If the EGR rate deficiency of the lowest cylinder is excessively large, EGR gas corresponding to the EGR rate deficiency may be introduced into the other cylinders 2. In such a case, if the target ignition timing is determined in accordance with the EGR rate (minimum EGR rate) of the lowest cylinder, the combustion stability of the other cylinders 2 described above is impaired, the fuel consumption deteriorates, and the torque fluctuations May cause problems such as an increase in

これに対し、本実施例では、最低気筒のEGR率不足量が予め定められた閾値を超えた場合に、気筒間バラツキ緩和処理を実行することにより、ノッキングの抑制と燃焼安定性の維持とを図るようにした。   In contrast, in this embodiment, when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder exceeds a predetermined threshold value, the knocking suppression and the combustion stability are maintained by executing the inter-cylinder variation mitigation process. I tried to figure it out.

EGR率の気筒間バラツキを緩和させる方法としては、EGR通路10の上流端(エキゾーストマニフォルド9)と下流端(吸気管5)との圧力差を小さくする方法が有効である。これは、EGR率の気筒間バラツキは、EGR通路10内を流れるEGRガスの流速が速くなるほど大きくなるという本願発明者の知見に基づくものである。   As a method of reducing the variation in the EGR rate between the cylinders, a method of reducing the pressure difference between the upstream end (exhaust manifold 9) and the downstream end (intake pipe 5) of the EGR passage 10 is effective. This is based on the knowledge of the present inventor that the variation in the EGR rate between the cylinders increases as the flow rate of the EGR gas flowing in the EGR passage 10 increases.

そこで、本実施例では、最低気筒のEGR率不足量が閾値を超えるときに、EGR通路10の下流端の圧力(吸気管圧力)を高めることにより、上記の圧力差を小さくするようにした。吸気管圧力を高める方法としては、スロットル弁8の開度を大きくする方法や、吸気弁の閉弁タイミングを遅角させる方法などを例示することができる。   Therefore, in this embodiment, when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder exceeds the threshold value, the pressure difference is reduced by increasing the pressure (intake pipe pressure) at the downstream end of the EGR passage 10. Examples of the method for increasing the intake pipe pressure include a method for increasing the opening of the throttle valve 8 and a method for retarding the closing timing of the intake valve.

以下では、吸気弁の閉弁タイミングを遅角させる方法により気筒間バラツキ緩和処理を実行する例について述べる。   Hereinafter, an example in which the inter-cylinder variation mitigation process is executed by a method of delaying the closing timing of the intake valve will be described.

図9は、本実施例における内燃機関の点火制御システムの概略構成を示す図である。図9において、前述した第1の実施例と同等の構成要素には同一の符号が付されている。図9に示す内燃機関1は、図示しない吸気カムシャフトの位相(クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの位相)を変更する位相可変機構17を備えている。位相可変機構17は、ECU12によって電気的に制御されるようになっている。その他の構成は、前述した第1の実施例と同様である。   FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an ignition control system for an internal combustion engine in the present embodiment. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 9 includes a phase variable mechanism 17 that changes the phase of an intake camshaft (not shown) (the phase of the intake camshaft with respect to the crankshaft). The phase variable mechanism 17 is electrically controlled by the ECU 12. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.

このように構成された内燃機関の点火制御システムにおいて、ECU12は、前述の図8の制御ルーチンにより求められた最低気筒のEGR率不足量が閾値を超えている場合に、吸気弁の閉弁タイミングが遅角されるように位相可変機構17を制御する。その際の遅角量は、内燃機関1のトルク変動が許容範囲内に収まる範囲内において燃料消費量が最も少なくなるように定められる。   In the ignition control system for the internal combustion engine configured as described above, the ECU 12 performs the closing timing of the intake valve when the EGR rate deficiency of the lowest cylinder obtained by the control routine of FIG. The phase variable mechanism 17 is controlled so that is delayed. The retardation amount at that time is determined so that the fuel consumption is minimized within a range where the torque fluctuation of the internal combustion engine 1 falls within the allowable range.

ここで、吸気弁の閉弁タイミングIVCの変化に伴う燃費、トルク変動、ノック遅角量ΔIt、EGR率不足量、及びEGR開度の変化を図10に示す。図10中の実線はEGR率の気筒間バラツキが発生していないときの各データの変化を示し、破線はEGR率の気筒間バラツキが許容範囲を超えているとき(EGR率不足量が閾値を超えているとき)の各データの変化を示している。   Here, FIG. 10 shows changes in fuel consumption, torque fluctuation, knock retardation amount ΔIt, EGR rate deficiency, and EGR opening according to changes in the intake valve closing timing IVC. The solid line in FIG. 10 shows changes in the respective data when there is no variation in the EGR rate between the cylinders, and the broken line indicates when the variation in the EGR rate between the cylinders exceeds the allowable range (the EGR rate deficiency is below the threshold). It shows the change of each data.

図10において、吸気弁の閉弁タイミングがIVC0からIVC1へ遅角されると、吸気管圧力が上昇する。吸気管圧力が上昇した場合、EGRガス量が減少するため、EGR弁11のフィードバック制御によりEGR開度が増加される。吸気管圧力が上昇するとともにEGR開度が増加すると、それらの相乗効果によってEGRガスの流速が低下する。EGRガスの流速が低下すると、EGR率不足量が減少する(EGR率の気筒間バラツキが緩和される)。   In FIG. 10, when the closing timing of the intake valve is retarded from IVC0 to IVC1, the intake pipe pressure increases. When the intake pipe pressure increases, the amount of EGR gas decreases, so the EGR opening is increased by feedback control of the EGR valve 11. When the intake pipe pressure increases and the EGR opening increases, the flow rate of the EGR gas decreases due to their synergistic effect. When the flow rate of EGR gas decreases, the EGR rate deficiency decreases (the variation in the EGR rate between cylinders is reduced).

上記したようにEGR率不足量が減少すると、それに伴ってノック遅角量が減少する。その結果、EGR率不足量の減少とノック遅角量の減少との相乗効果により、トルク変動が小さくなるとともに、燃費が向上する。   As described above, when the EGR rate deficiency decreases, the knock retardation amount decreases accordingly. As a result, the torque fluctuation is reduced and the fuel efficiency is improved due to the synergistic effect of the decrease in the EGR rate deficiency and the knock retardation amount.

上記したIVC1は、トルク変動が許容範囲(図10中の範囲α)に収まる範囲内において燃費が最も良くなる閉弁タイミングであり、機関回転数NE、機関負荷KL、EGR開度、EGR率不足量などを引数とするマップから算出されるようにしてもよい。その際のマップは、予め実験などを利用した適合処理によって求めておくものとする。   The above IVC1 is the valve closing timing at which the fuel consumption becomes the best within the range where the torque fluctuation falls within the allowable range (range α in FIG. 10), and the engine speed NE, the engine load KL, the EGR opening, and the EGR rate are insufficient. You may make it calculate from the map which uses quantity etc. as an argument. The map at that time is obtained in advance by an adaptation process using an experiment or the like.

なお、吸気弁の閉弁タイミングIVCが遅角されると、内燃機関1の有効圧縮比が低下するため、燃焼耐性が低下する可能性がある。その結果、内燃機関1の運転条件によっては吸気弁の閉弁タイミングIVCを遅角させても、トルク変動が許容範囲内に収まらない場合がある。   Note that if the intake valve closing timing IVC is retarded, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced, which may reduce combustion resistance. As a result, depending on the operating conditions of the internal combustion engine 1, even if the intake valve closing timing IVC is retarded, the torque fluctuation may not fall within the allowable range.

そこで、ECU12は、吸気弁の閉弁タイミングIVCを遅角させた後のトルク変動が許容範囲αを逸脱した場合は、EGR弁11の開度を絞るようにしてもよい。その場合、EGR率が目標EGR率より低くなるが、吸入空気量の増加によって燃焼耐性を高めることができる。   Therefore, the ECU 12 may reduce the opening degree of the EGR valve 11 when the torque fluctuation after delaying the closing timing IVC of the intake valve deviates from the allowable range α. In this case, the EGR rate becomes lower than the target EGR rate, but the combustion resistance can be increased by increasing the intake air amount.

以上述べたような手順により気筒間バラツキ緩和処理が実行されると、本発明に係わる制御手段が実現されることになる。その結果、機関負荷KLやEGR率を殆ど変化させることなく、気筒間バラツキを緩和させることが可能となる。よって、気筒間バラツキに起因したノッキングの発生と目標点火時期の過剰な遅角による燃焼安定性の低下とを抑制す
ることが可能となる。
When the inter-cylinder variation alleviation process is executed according to the procedure described above, the control means according to the present invention is realized. As a result, it is possible to reduce the variation between the cylinders with almost no change in the engine load KL and the EGR rate. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of knocking due to the variation between the cylinders and the deterioration of the combustion stability due to the excessive retardation of the target ignition timing.

なお、本実施例では、前述した図8の制御ルーチンにより求められた最低気筒のEGR率不足量が閾値を超えている場合に気筒間バラツキ緩和処理を実行する例について述べたが、ノック制御による目標点火時期の遅角量(ノック遅角量ΔIt)が閾値を超えた場合に気筒間バラツキ緩和処理が実行されてもよい。   In the present embodiment, the example in which the inter-cylinder variation mitigation process is executed when the EGR rate deficiency of the minimum cylinder obtained by the control routine of FIG. 8 described above exceeds the threshold value has been described. Inter-cylinder variation alleviation processing may be executed when the retardation amount of the target ignition timing (knock retardation amount ΔIt) exceeds a threshold value.

このような方法によると、EGR率不足量と平均EGR率と機関運転状態との相関関係(関数g)が特定されていない状況下(EGR作動領域においてノッキングの発生要因が特定されていない状況下)においても、ノッキングの抑制と燃焼安定性の維持とを図ることが可能にある。   According to such a method, the correlation (function g) between the EGR rate deficiency, the average EGR rate, and the engine operating state is not specified (the cause of knocking is not specified in the EGR operating region). ), It is possible to suppress knocking and maintain combustion stability.

また、本実施例では、位相可変機構17を利用して吸気弁の閉弁タイミングを遅角させる例について述べたが、内燃機関1が位相可変機構17に加え、吸気弁の作用角を変更する作用角可変機構を備えている場合には、位相可変機構17と作用角可変機構を併用して吸気弁の閉弁タイミングを遅角させるようにしてもよい。その場合、吸気弁の開弁タイミングを変更せずに閉弁タイミングを遅角させることが可能となる。   In the present embodiment, the example in which the phase closing mechanism 17 is used to retard the closing timing of the intake valve has been described. However, the internal combustion engine 1 changes the operating angle of the intake valve in addition to the phase varying mechanism 17. When the operating angle variable mechanism is provided, the phase closing mechanism 17 and the operating angle variable mechanism may be used together to retard the closing timing of the intake valve. In this case, it is possible to retard the valve closing timing without changing the valve opening timing of the intake valve.

1 内燃機関
2 気筒
3 点火プラグ
4 インテークマニフォルド
5 吸気管
6 エアクリーナ
7 エアフローメータ
8 スロットル弁
9 エキゾーストマニフォルド
10 EGR通路
11 EGR弁
12 ECU
13 クランクポジションセンサ
14 アクセルポジションセンサ
15 ノックセンサ
16 吸気圧センサ
17 位相可変機構
40 枝管
41 集合部
1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Spark plug 4 Intake manifold 5 Intake pipe 6 Air cleaner 7 Air flow meter 8 Throttle valve 9 Exhaust manifold 10 EGR passage 11 EGR valve 12 ECU
13 Crank position sensor 14 Accelerator position sensor 15 Knock sensor 16 Intake pressure sensor 17 Phase variable mechanism 40 Branch pipe 41 Collecting portion

Claims (7)

複数の気筒を有する火花点火式内燃機関の点火制御システムであって、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及びEGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を具備するEGR機構と、
前記内燃機関のノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段によりノッキングが検出されたときに、ノッキングが発生しない点火時期まで目標点火時期を遅角させる遅角手段と、
前記EGR機構の作動領域で前記遅角手段による目標点火時期の遅角が行われた場合に、目標点火時期の遅角量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された遅角量を、目標EGR率に対する実際のEGR率の不足量に換算する換算手段と、
機関運転状態が同等であり、かつEGR弁の開度が相違する状況下で求められた複数のEGR率不足量に基づいて、目標EGR率とEGR率不足量と機関運転状態との相関関係を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された相関関係から現時点の機関運転状態及び目標EGR率に適合するEGR率不足量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量をパラメータとして目標点火時期を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
An ignition control system for a spark ignition internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An EGR mechanism comprising an EGR passage for leading a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage sectional area of the EGR passage;
Detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
Retarding means for retarding the target ignition timing until an ignition timing at which knocking does not occur when knocking is detected by the detection means;
Obtaining means for obtaining a retard amount of the target ignition timing when the retard of the target ignition timing is performed by the retard means in the operation region of the EGR mechanism;
Conversion means for converting the retardation amount acquired by the acquisition means into a deficiency of the actual EGR rate with respect to the target EGR rate;
Based on a plurality of EGR rate deficiencies obtained under the same engine operating conditions and different EGR valve opening degrees, the correlation between the target EGR rate, the EGR rate deficiency, and the engine operating status is calculated. Identification means to identify;
Estimating means for estimating an EGR rate deficiency that matches the current engine operating state and the target EGR rate from the correlation specified by the specifying means;
An ignition control system for an internal combustion engine, comprising: a determining unit that determines a target ignition timing using the insufficient amount of EGR estimated by the estimating unit as a parameter.
請求項1において、前記複数のEGR率不足量が求められるときと同等の機関運転状態にあり、かつ前記EGR弁の開度が零となる状況下でノッキングが発生した場合に、前記遅角手段による点火時期の遅角量を基本遅角量として記憶する記憶手段を更に備え、
前記換算手段は、前記取得手段により取得された遅角量から前記基本遅角量を差し引いた値をEGR率不足量に換算することを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
2. The retarding means according to claim 1, wherein when the engine is in an engine operating state equivalent to when the plurality of EGR rate deficiencies are obtained and knocking occurs in a situation where the opening degree of the EGR valve becomes zero. Storage means for storing the retard amount of the ignition timing by the basic retard amount;
The internal combustion engine ignition control system, wherein the conversion means converts a value obtained by subtracting the basic retardation amount from the retardation amount acquired by the acquisition means into an EGR rate deficiency amount.
請求項1または2において、前記EGR弁の実際の開度が目標開度より小さい場合に、目標開度におけるEGR率と実際の開度におけるEGR率との差を演算する演算手段を更に備え、
前記特定手段は、前記換算手段により算出されたEGR率不足量から前記差を減算した値に基づいて前記相関関係を特定することを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
In Claim 1 or 2, when the actual opening of the EGR valve is smaller than the target opening, it further comprises calculation means for calculating the difference between the EGR rate at the target opening and the EGR rate at the actual opening.
The internal combustion engine ignition control system characterized in that the specifying means specifies the correlation based on a value obtained by subtracting the difference from an EGR rate deficiency calculated by the conversion means.
請求項3において、前記複数のEGR率不足量は、前記EGR弁の開度がEGR率と線形関係にあるときに求められることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。   4. The internal combustion engine ignition control system according to claim 3, wherein the plurality of EGR rate deficiencies are obtained when the opening degree of the EGR valve is linearly related to the EGR rate. 請求項1乃至4の何れか一において、前記複数のEGR率不足量を求めるときに、前記内燃機関の機関運転状態を一定に保つ機構を更に備えることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。   5. The ignition control system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a mechanism that keeps the engine operating state of the internal combustion engine constant when the plurality of EGR rate deficiencies are obtained. 6. 複数の気筒を有する火花点火式内燃機関の点火制御システムであって、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及びEGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を具備するEGR機構と、
吸気弁の閉弁タイミングを変更する可変機構と、
前記内燃機関のノッキングを検出する検出手段と、
前記検出手段によりノッキングが検出されたときに、ノッキングが発生しない点火時期まで目標点火時期を遅角させる遅角手段と、
前記EGR機構の作動領域で前記遅角手段による目標点火時期の遅角が行われた場合に、目標点火時期の遅角量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された遅角量を、目標EGR率に対する実際のEGR率の不足量に換算する換算手段と、
機関運転状態が同等であり、かつEGR弁の開度が相違する状況下で求められた複数のEGR率不足量に基づいて、目標EGR率とEGR率不足量と機関運転状態との相関関係を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された相関関係から現時点の機関運転状態及び目標EGR率に適合するEGR率不足量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量をパラメータとして目標点火時期を決定する決定手段と、
前記推定手段により推定されたEGR率不足量が予め定められた閾値を超える場合に、吸気弁の閉弁タイミングを遅角させるべく前記可変機構を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。
An ignition control system for a spark ignition internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An EGR mechanism comprising an EGR passage for leading a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage sectional area of the EGR passage;
A variable mechanism for changing the closing timing of the intake valve;
Detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
Retarding means for retarding the target ignition timing until an ignition timing at which knocking does not occur when knocking is detected by the detection means;
Obtaining means for obtaining a retard amount of the target ignition timing when the retard of the target ignition timing is performed by the retard means in the operation region of the EGR mechanism;
Conversion means for converting the retardation amount acquired by the acquisition means into a deficiency of the actual EGR rate with respect to the target EGR rate;
Based on a plurality of EGR rate deficiencies obtained under the same engine operating conditions and different EGR valve opening degrees, the correlation between the target EGR rate, the EGR rate deficiency, and the engine operating status is calculated. Identification means to identify;
Estimating means for estimating an EGR rate deficiency that matches the current engine operating state and the target EGR rate from the correlation specified by the specifying means;
Determining means for determining a target ignition timing using the EGR rate deficiency estimated by the estimating means as a parameter;
Control means for controlling the variable mechanism to retard the closing timing of the intake valve when the EGR rate deficiency estimated by the estimation means exceeds a predetermined threshold;
An ignition control system for an internal combustion engine, comprising:
請求項6において、前記制御手段は、吸気弁の閉弁タイミングを遅角させるときに、EGR弁の開度を減少させることを特徴とする内燃機関の点火制御システム。   7. The internal combustion engine ignition control system according to claim 6, wherein the control means reduces the opening of the EGR valve when retarding the closing timing of the intake valve.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104487690A (en) * 2012-07-18 2015-04-01 日产自动车株式会社 Internal combustion engine
WO2017010361A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for internal combustion engine
JP2019173701A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 マツダ株式会社 Control device of engine
CN115822836A (en) * 2022-10-27 2023-03-21 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method and system under full-throttle working condition based on power demand
CN116025500A (en) * 2022-10-27 2023-04-28 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method, system and vehicle based on EGR rate

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104487690A (en) * 2012-07-18 2015-04-01 日产自动车株式会社 Internal combustion engine
EP2876291A4 (en) * 2012-07-18 2016-04-06 Nissan Motor INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2017010361A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for internal combustion engine
CN107735563A (en) * 2015-07-15 2018-02-23 日立汽车系统株式会社 The control device of internal combustion engine
JPWO2017010361A1 (en) * 2015-07-15 2018-03-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for internal combustion engine
US10371075B2 (en) 2015-07-15 2019-08-06 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control apparatus for internal combustion engine
JP2019173701A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 マツダ株式会社 Control device of engine
CN115822836A (en) * 2022-10-27 2023-03-21 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method and system under full-throttle working condition based on power demand
CN116025500A (en) * 2022-10-27 2023-04-28 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method, system and vehicle based on EGR rate

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