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JP7754040B2 - Ignition timing control device for internal combustion engine - Google Patents
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JP7754040B2 - Ignition timing control device for internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing control device for internal combustion engine

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JP7754040B2 JP2022158365A JP2022158365A JP7754040B2 JP 7754040 B2 JP7754040 B2 JP 7754040B2 JP 2022158365 A JP2022158365 A JP 2022158365A JP 2022158365 A JP2022158365 A JP 2022158365A JP 7754040 B2 JP7754040 B2 JP 7754040B2
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Description

本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。 The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine.

従来、内部EGR(Exhaust Gas Recirculation)の導入に応じたポンピング損失の低減による燃費性能の向上などを目的として、バルブ特性可変機構が採用された内燃機関が知られている。バルブ特性可変機構が作動すると、内部EGR量が変化することがある。内部EGR量の変化は、内燃機関における燃焼状態に影響を与えることから、バルブ特性可変機構の作動状況に応じて点火プラグによる点火時期の補正を行うことが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Internal combustion engines that employ a variable valve mechanism are known for the purpose of improving fuel economy by reducing pumping losses in response to the introduction of internal EGR (Exhaust Gas Recirculation). When the variable valve mechanism is activated, the amount of internal EGR may change. Because changes in the amount of internal EGR affect the combustion state in the internal combustion engine, it is known that the ignition timing of the spark plug is corrected depending on the operating status of the variable valve mechanism (see, for example, Patent Document 1).

特開2010-248983号公報JP 2010-248983 A

ところで、内燃機関における点火時期の制御では、内燃機関の作動中における失火を抑制するために失火限界点火時期が設定されている。この場合、内燃機関における点火時期は、失火限界点火時期を超えることがないように設定される。失火が生じる原因としては、バルブ特性可変機構の作動状況や、過給機と共に装備されたウエストゲートバルブが閉弁状態に移行することに伴う背圧増加が考えられる。その一方で、バルブ特性可変機構の作動によって実圧縮比が増大すると失火が生じ難くなる。 When controlling the ignition timing in an internal combustion engine, a misfire limit ignition timing is set to prevent misfires while the engine is running. In this case, the ignition timing in the internal combustion engine is set so that it does not exceed the misfire limit ignition timing. Possible causes of misfires include the operation of the variable valve characteristics mechanism and an increase in back pressure caused by the wastegate valve installed in conjunction with the turbocharger transitioning to a closed state. On the other hand, misfires become less likely when the actual compression ratio increases due to the operation of the variable valve characteristics mechanism.

上記特許文献1は、点火時期そのものを補正する提案であり、失火限界点火時期の設定については何ら言及しておらず、失火限界点火時期の補正についても何らの提案もされていない。 Patent Document 1 above proposes correcting the ignition timing itself, but makes no mention of setting the misfire limit ignition timing, nor does it propose correcting the misfire limit ignition timing.

そこで、本明細書開示の発明は、バルブ特性可変機構を備えた内燃機関において、失火限界点火時期を適切に補正することを課題とする。 The invention disclosed in this specification aims to appropriately correct the misfire limit ignition timing in an internal combustion engine equipped with a variable valve characteristic mechanism.

上記課題は、吸気バルブと排気バルブのうちの少なくとも吸気バルブの開閉特性の変更を行うバルブ特性可変機構を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関において失火しない遅角側の限界点火時期である失火限界点火時期を設定する点火時期制御装置であって、前記吸気バルブの開閉特性の変化に伴って変化する実圧縮比の変化量と、前記バルブ特性可変機構が前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉特性が変更されるときの基準となる状態として前記内燃機関において設定されたベース状態であるときの前記内燃機関におけるベース吸気管圧力と、前記バルブ特性可変機構の現在の状態を含む前記内燃機関の現在の状態に応じて定まる現在吸気管圧力との差分値である吸気管圧力差と、を用いて、前記内燃機関において前記失火限界点火時期として予め設定された基本失火限界点火時期に対する失火限界点火時期の補正量を算出する失火限界点火時期補正量算出部を備える、内燃機関の点火時期制御装置によって達成される。 The above-mentioned objectives are achieved by an ignition timing control device that is applied to an internal combustion engine equipped with a variable valve characteristics mechanism that changes the opening and closing characteristics of at least the intake valve out of the intake valve and exhaust valve, and that sets a misfire limit ignition timing, which is the limit ignition timing on the retard side at which misfire does not occur in the internal combustion engine. The ignition timing control device for an internal combustion engine includes a misfire limit ignition timing correction amount calculation unit that calculates a correction amount for the misfire limit ignition timing relative to the basic misfire limit ignition timing that is preset as the misfire limit ignition timing in the internal combustion engine, using an amount of change in the actual compression ratio that changes with changes in the opening and closing characteristics of the intake valve, and an intake manifold pressure difference, which is the difference between a base intake manifold pressure in the internal combustion engine when the variable valve characteristics mechanism is in a base state set in the internal combustion engine as a reference state when the opening and closing characteristics of the intake valve and the exhaust valve are changed, and a current intake manifold pressure that is determined based on the current state of the internal combustion engine, including the current state of the variable valve characteristics mechanism.

上記構成の内燃機関の点火時期制御装置において、前記内燃機関は、過給機及びウエストゲートバルブをさらに備え、前記失火限界点火時期補正量算出部は、前記バルブ特性可変機構の現在の状態と前記ウエストゲートバルブの現在の状態を含む前記内燃機関の現在の状態に応じて定まる前記現在吸気管圧力を用いて、前記吸気管圧力差を算出する態様とすることができる。 In the ignition timing control device for an internal combustion engine configured as described above, the internal combustion engine may further include a turbocharger and a wastegate valve, and the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit may calculate the intake manifold pressure difference using the current intake manifold pressure determined based on the current state of the internal combustion engine, including the current state of the variable valve characteristics mechanism and the current state of the wastegate valve.

また、上記構成の内燃機関の点火時期制御装置において、前記失火限界点火時期補正量算出部は、前記実圧縮比の変化量を用いて算出した第1点火時期補正量と、前記吸気管圧力差を用いて算出した第2点火時期補正量とを合算して前記失火限界点火時期の補正量を算出する態様とすることができる。 Furthermore, in the ignition timing control device for an internal combustion engine configured as described above, the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit can calculate the misfire limit ignition timing correction amount by adding together a first ignition timing correction amount calculated using the change in the actual compression ratio and a second ignition timing correction amount calculated using the intake manifold pressure difference.

また、上記構成の内燃機関の点火時期制御装置において、前記失火限界点火時期補正量算出部は、エンジントルクが最も高くなる点火時期であるMBT点火時期に対する補正量を算出するときに前記実圧縮比の変化量及び前記吸気管圧力差に設定された補正感度と異なる補正感度を前記実圧縮比の変化量及び前記吸気管圧力差に設定して前記失火限界点火時期の補正量を算出する態様とすることができる。 Furthermore, in the ignition timing control device for an internal combustion engine configured as described above, the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit can be configured to calculate the misfire limit ignition timing correction amount by setting a correction sensitivity for the actual compression ratio change amount and the intake manifold pressure difference that is different from the correction sensitivity set for the actual compression ratio change amount and the intake manifold pressure difference when calculating the correction amount for the MBT ignition timing, which is the ignition timing at which engine torque is highest.

さらに、上記構成の内燃機関の点火時期制御装置において、前記失火限界点火時期補正量算出部は、機関負荷と前記内燃機関の回転数とに基づいて算出される補正係数によって補正された前記実圧縮比の変化量に基づいて前記第1点火時期補正量を算出するとともに、機関負荷と前記内燃機関の回転数とに基づいて算出される補正係数によって補正された前記吸気管圧力差に基づいて前記第2点火時期補正量を算出する態様としてもよい。 Furthermore, in the ignition timing control device for an internal combustion engine configured as described above, the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit may calculate the first ignition timing correction amount based on the amount of change in the actual compression ratio corrected by a correction coefficient calculated based on the engine load and the rotational speed of the internal combustion engine, and may calculate the second ignition timing correction amount based on the intake manifold pressure difference corrected by a correction coefficient calculated based on the engine load and the rotational speed of the internal combustion engine.

本明細書開示の発明は、バルブ特性可変機構を備えた内燃機関において、失火限界点火時期を適切に補正することができる。 The invention disclosed in this specification can appropriately correct the misfire limit ignition timing in an internal combustion engine equipped with a variable valve characteristic mechanism.

図1は実施形態の点火時期制御装置が装備された内燃機関の概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of an internal combustion engine equipped with an ignition timing control device according to an embodiment of the present invention. 図2は実施形態における点火時期制御装置として機能する電子制御ユニットの構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic control unit that functions as an ignition timing control device in the embodiment. 図3(A)はあるエンジン回転数における失火限界点火時期に対する第1点火時期補正量の算出に用いられる実圧縮比変化量dinvvtに対する補正係数kdinvvtを算出するためのマップの一例であり、図3(B)はあるエンジン回転数における失火限界点火時期に対する第2点火時期補正に用いられる吸気管圧力差dPmに対する補正係数kdPmを算出するためのマップの一例である。Figure 3(A) is an example of a map for calculating a correction coefficient kdinvvt for the actual compression ratio change amount dinvvt used to calculate the first ignition timing correction amount for the misfire limit ignition timing at a certain engine speed, and Figure 3(B) is an example of a map for calculating a correction coefficient kdPm for the intake manifold pressure difference dPm used to correct the second ignition timing for the misfire limit ignition timing at a certain engine speed. 図4は実施形態の点火時期制御装置において、実圧縮比変化量に基づいて失火限界点火時期に対する第1点火時期補正量を算出するマップの一例である。FIG. 4 shows an example of a map for calculating the first ignition timing correction amount for the misfire limit ignition timing based on the actual compression ratio change amount in the ignition timing control device of the embodiment. 図5は実施形態の点火時期制御装置において、吸気管圧力差に基づいて失火限界点火時期に対する第2点火時期補正量を算出するマップの一例である。FIG. 5 shows an example of a map for calculating the second ignition timing correction amount for the misfire limit ignition timing based on the intake pipe pressure difference in the ignition timing control device of the embodiment. 図6は実施形態の点火時期制御装置が装備された内燃機関における点火時期の変化の一例を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing an example of changes in ignition timing in an internal combustion engine equipped with the ignition timing control device of the embodiment.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, proportions, etc. of each part in the drawings may not be illustrated to be exactly the same as the actual ones. Also, some details may be omitted in some drawings.

(実施形態)
[内燃機関の構成]
まず、図1を参照して、実施形態の点火時期制御装置として機能するECUElectronic Control Unit)40が装備された内燃機関100の概略構成について説明する。内燃機関100は、ガソリンを燃料とするが、ガソリンに替えて、エタノールや天然ガス等の従来公知のガソリン代替燃料を用いることができる。
(Embodiment)
[Configuration of an internal combustion engine]
First, a schematic configuration of an internal combustion engine 100 equipped with an ECU (Electronic Control Unit) 40 that functions as an ignition timing control device of the embodiment will be described with reference to Figure 1. The internal combustion engine 100 uses gasoline as fuel, but can use conventionally known gasoline substitute fuels such as ethanol and natural gas instead of gasoline.

内燃機関100は、シリンダブロック1a内に複数のシリンダ2を備える(図1では1つのシリンダ2のみを図示)。各シリンダ2内には、ピストン3が摺動可能に収容されており、ピストン3は、シリンダブロック1aの上側に配置されたシリンダヘッド1bとの間に燃焼室2aを形成している。ピストン3は、コンロッド4を介してクランクシャフト5と接続されている。燃焼室2aには、筒内に燃料を噴射するインジェクタ6と点火プラグ7が設けられている。インジェクタ6から噴射された燃料は、燃焼室2a内で混合気とされ、点火プラグ7によって点火される。点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン3を押し下げる。押し下げられたピストン3は、その爆発力を、コンロッド4を介してクランクシャフト5に伝達し、クランクシャフト5を回転させる。なお、インジェクタ6は、燃焼室2a近傍の吸気管10に設けるようにしてもよい。 The internal combustion engine 100 has multiple cylinders 2 within a cylinder block 1a (only one cylinder 2 is shown in Figure 1). A piston 3 is slidably housed within each cylinder 2, and a combustion chamber 2a is formed between the piston 3 and a cylinder head 1b located above the cylinder block 1a. The piston 3 is connected to a crankshaft 5 via a connecting rod 4. The combustion chamber 2a is equipped with an injector 6 that injects fuel into the cylinder and a spark plug 7. The fuel injected from the injector 6 is mixed with air in the combustion chamber 2a and ignited by the spark plug 7. The ignited mixture burns and explodes, pushing the piston 3 downward. The pushed-down piston 3 transmits the explosive force to the crankshaft 5 via the connecting rod 4, causing it to rotate. The injector 6 may also be installed in an intake pipe 10 near the combustion chamber 2a.

内燃機関100には、燃焼室2aに臨むように吸気ポート8と排気ポート9が設けられており、吸気ポート8には、吸気通路を形成する吸気管10が接続され、排気ポート9には排気通路を形成する排気管11が接続されている。 The internal combustion engine 100 has an intake port 8 and an exhaust port 9 facing the combustion chamber 2a. An intake pipe 10 forming an intake passage is connected to the intake port 8, and an exhaust pipe 11 forming an exhaust passage is connected to the exhaust port 9.

吸気管10には、吸気の流れの上流側から順にエアクリーナ12、エアフロメータ13、過給機としてのターボ過給機14のコンプレッサ14a、インタークーラ15、過給圧センサ16、スロットル弁17及び吸気マニホールド18が設けられている。スロットル弁17には、スロットル開度センサ17aが設けられている。エアフロメータ13は、吸気管10内を流れる空気の量を検出する。過給圧センサ16は、燃焼室2a内に送り込まれる空気の過給圧を検出する。過給圧センサ16によって検出された過給圧は、現在過給圧として、失火限界点火時期の補正量の算出に用いられる。失火限界点火時期の補正量の算出については、後に詳説する。スロットル弁17は、燃焼室2a内へ送り込まれる空気の量を調整する。スロットル開度センサ17aはスロットル弁17の開度を検出する。 The intake pipe 10 is provided with, from upstream to downstream in the intake air flow, an air cleaner 12, an air flow meter 13, a compressor 14a of a turbocharger 14 (supercharger), an intercooler 15, a boost pressure sensor 16, a throttle valve 17, and an intake manifold 18. The throttle valve 17 is provided with a throttle opening sensor 17a. The air flow meter 13 detects the amount of air flowing through the intake pipe 10. The boost pressure sensor 16 detects the boost pressure of the air being sent into the combustion chamber 2a. The boost pressure detected by the boost pressure sensor 16 is used as the current boost pressure to calculate the misfire limit ignition timing correction amount. The calculation of the misfire limit ignition timing correction amount will be described in detail later. The throttle valve 17 adjusts the amount of air being sent into the combustion chamber 2a. The throttle opening sensor 17a detects the opening of the throttle valve 17.

吸気管10は、吸気マニホールド18で分岐され、各気筒の吸気ポート8に接続されている。 The intake pipe 10 branches off at the intake manifold 18 and connects to the intake ports 8 of each cylinder.

排気管11には、排気の流れの上流側から順に排気マニホールド20、ターボ過給機14のタービン14b、触媒21が設けられている。タービン14bは、コンプレッサ14aと回転軸によって接続されており、排気ポート9を通じて燃焼室2aから排出されたガスによって回転する。タービン14bが回転することでコンプレッサ14aが回転し、吸気を過給する。触媒21は、排気を浄化する。排気管11には、タービン14bをバイパスする排気バイパス通路60が設けられている。排気バイパス通路60には、排気バイパス通路60の開閉を行うウエストゲートバルブ(以下、「WGV」という)61が設けられている。WGV61は負圧を発生させるバキュームポンプ63と接続されたアクチュエータ62によって開閉駆動される。WGV61は、ターボ過給機14による過給圧を調節する。具体的に、WGV61は、過給が求められるときに閉弁して排気バイパス通路60を閉じ、排気をタービン14bへ導く。なお、WGV61が、閉じ側へ作動すると、内燃機関100における背圧が上昇する。 The exhaust pipe 11 is provided with an exhaust manifold 20, the turbine 14b of the turbocharger 14, and a catalyst 21, arranged in this order from upstream to downstream in the exhaust flow. The turbine 14b is connected to the compressor 14a by a rotating shaft and is rotated by gas discharged from the combustion chamber 2a through the exhaust port 9. Rotation of the turbine 14b rotates the compressor 14a, supercharging the intake air. The catalyst 21 purifies the exhaust. The exhaust pipe 11 is provided with an exhaust bypass passage 60 that bypasses the turbine 14b. The exhaust bypass passage 60 is provided with a wastegate valve (hereinafter referred to as "WGV") 61 that opens and closes the exhaust bypass passage 60. The WGV 61 is driven to open and close by an actuator 62 connected to a vacuum pump 63 that generates negative pressure. The WGV 61 adjusts the supercharging pressure provided by the turbocharger 14. Specifically, when supercharging is required, the WGV 61 closes to close the exhaust bypass passage 60 and guide the exhaust gas to the turbine 14b. When the WGV 61 operates to the closing side, the back pressure in the internal combustion engine 100 increases.

内燃機関100は、吸気ポート8を開閉する吸気バルブ23と、排気ポート9を開閉する排気バルブ24を備える。吸気バルブ23及び排気バルブ24は、クランクシャフト5と駆動連結された不図示の吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの回転に伴って開閉動作する。これにより、吸気バルブ23及び排気バルブ24は、クランクシャフト5の回転に同期し、各ピストン3の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。内燃機関100は、吸気バルブ23の開閉時期であるバルブタイミングを可変設定する可変動弁機構である吸気VVT機構25aと、排気バルブ24の開閉時期であるバルブタイミングを可変設定する可変動弁機構である排気VVT機構25bを備える。吸気VVT機構25aと排気VVT機構25bは、バルブ特性可変機構25(図2参照)に含まれる。吸気VVT機構25aによって吸気バルブ23の開閉時期が変更されると、実圧縮比が変化する。各カムシャフトの回転数は、カム角センサ72で検出される。 The internal combustion engine 100 is equipped with an intake valve 23 that opens and closes the intake port 8, and an exhaust valve 24 that opens and closes the exhaust port 9. The intake valve 23 and the exhaust valve 24 open and close in accordance with the rotation of an intake camshaft and an exhaust camshaft (not shown) that are drivingly connected to the crankshaft 5. As a result, the intake valve 23 and the exhaust valve 24 are driven to open and close at predetermined timing in synchronization with the rotation of the crankshaft 5 and in response to the reciprocating movement of each piston 3. The internal combustion engine 100 is equipped with an intake VVT mechanism 25a, which is a variable valve mechanism that variably sets the valve timing, i.e., the opening and closing timing of the intake valve 23, and an exhaust VVT mechanism 25b, which is a variable valve mechanism that variably sets the valve timing, i.e., the opening and closing timing of the exhaust valve 24. The intake VVT mechanism 25a and the exhaust VVT mechanism 25b are included in the variable valve characteristics mechanism 25 (see Figure 2). When the intake VVT mechanism 25a changes the opening and closing timing of the intake valve 23, the actual compression ratio changes. The rotation speed of each camshaft is detected by a cam angle sensor 72.

ECU40は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び記憶装置等を備える。ECU40は、ROMや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで内燃機関100を制御する。本実施形態におけるECU40は、要求機関負荷算出部30及び要求バルブ特性算出部31として機能する。ECU40は、機関負荷取得部41、エンジン回転数取得部42、WGV制御部43及びベースバルブ特性設定部44として機能する。ECU40は、現在バルブ特性取得部45、現在吸気管圧力取得部46、ベース吸気管圧力取得部48、第1差分算出得部49、第2差分値算出部50及び点火時期補正量算出部51として機能する。点火時期補正量算出部51には、失火限界点火時期補正量算出部51aとMBT(Minimum Spark Advance for Best Torque)点火時期補正量算出部51bが含まれる。点火時期補正量算出部51には、図示はしていないノック点火時期補正量算出部が含まれる。MBTは、エンジントルクが最も高くなる点火時期である。 The ECU 40 includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and a storage device. The ECU 40 controls the internal combustion engine 100 by executing programs stored in the ROM and the storage device. In this embodiment, the ECU 40 functions as a required engine load calculation unit 30 and a required valve characteristic calculation unit 31. The ECU 40 also functions as an engine load acquisition unit 41, an engine speed acquisition unit 42, a WGV control unit 43, and a base valve characteristic setting unit 44. The ECU 40 also functions as a current valve characteristic acquisition unit 45, a current intake manifold pressure acquisition unit 46, a base intake manifold pressure acquisition unit 48, a first difference calculation unit 49, a second difference value calculation unit 50, and an ignition timing correction amount calculation unit 51. The ignition timing correction amount calculation unit 51 includes a misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a and an MBT (Minimum Spark Advance for Best Torque) ignition timing correction amount calculation unit 51b. The ignition timing correction amount calculation unit 51 includes a knock ignition timing correction amount calculation unit (not shown). MBT is the ignition timing at which engine torque is highest.

要求機関負荷算出部30は、アクセルペダル開度センサ71の検出値に基づいて、内燃機関100に出力することが求められる負荷を算出する。要求バルブ特性算出部31は、要求機関負荷算出部30によって算出された要求機関負荷に基づいて要求バルブ特性、つまり、吸気バルブ23や排気バルブ24に要求される開閉時期を算出し、設定する。バルブ特性可変機構25は、要求バルブ特性算出部31によって算出された要求バルブ特性が実現されるように制御される。 The required engine load calculation unit 30 calculates the load that is required to be output to the internal combustion engine 100 based on the detection value of the accelerator pedal opening sensor 71. The required valve characteristics calculation unit 31 calculates and sets the required valve characteristics, i.e., the opening and closing timing required for the intake valve 23 and the exhaust valve 24, based on the required engine load calculated by the required engine load calculation unit 30. The valve characteristics variable mechanism 25 is controlled so that the required valve characteristics calculated by the required valve characteristics calculation unit 31 are realized.

機関負荷取得部41は、エアフロメータ13によって取得された吸入空気量に基づいて機関負荷KLを取得する。 The engine load acquisition unit 41 acquires the engine load KL based on the intake air volume acquired by the air flow meter 13.

エンジン回転数取得部42は、クランク角センサ70の検出値に基づいて、クランクシャフト5の回転数、つまり、エンジン回転数NEを取得する。 The engine speed acquisition unit 42 acquires the rotation speed of the crankshaft 5, i.e., the engine speed NE, based on the detection value of the crank angle sensor 70.

WGV制御部43は、アクセルペダル開度センサ71の検出値やエンジン回転数取得部42によって取得されたエンジン回転数NEに基づいて、WGV61を作動させるアクチュエータ62を制御する。 The WGV control unit 43 controls the actuator 62 that operates the WGV 61 based on the detection value of the accelerator pedal opening sensor 71 and the engine speed NE acquired by the engine speed acquisition unit 42.

ベースバルブ特性設定部44は、機関負荷取得部41によって取得された機関負荷KLやエンジン回転数取得部42によって取得されたエンジン回転数NEに基づいて設定される吸気バルブ23や排気バルブ24の開閉状態についてベースとなるバルブ特性を設定する。 The base valve characteristic setting unit 44 sets base valve characteristics for the open/closed states of the intake valve 23 and exhaust valve 24 based on the engine load KL acquired by the engine load acquisition unit 41 and the engine speed NE acquired by the engine speed acquisition unit 42.

現在バルブ特性取得部45は、カム角センサ72の検出値に基づいて、バルブ特性可変機構25によって開閉時期が変更される吸気バルブ23や排気バルブ24の現在の開閉状態に関する情報を取得する。 The current valve characteristics acquisition unit 45 acquires information about the current opening and closing states of the intake valves 23 and exhaust valves 24, whose opening and closing timings are changed by the valve characteristics variable mechanism 25, based on the detection value of the cam angle sensor 72.

現在吸気管圧力取得部46は、過給圧センサ16によって検出された現在の過給圧を用いたエアモデルによって現在吸気管圧力pmsmを取得する。つまり、現在吸気管圧力取得部46は、現在吸気管圧力pmsmを取得するための引数として過給圧センサ16によって検出された現在の過給圧を用いる。エアモデルには、現在バルブ特性取得部45によって取得された吸気バルブ23や排気バルブ24の現在の開閉状態に関する情報も用いられる。また、エアモデルには、後に詳説する第1差分値算出部49によって算出されたベースバルブ特性と現在バルブ特性との差分値も用いられる。なお、エアモデルを用いて吸気管圧力を取得する方法については、従来公知であり、本実施形態においても、従来、用いられているエアモデルを使用しているため、ここではその詳細な説明は、省略する。 The current intake pipe pressure acquisition unit 46 acquires the current intake pipe pressure pmsm using an air model that uses the current boost pressure detected by the boost pressure sensor 16. In other words, the current intake pipe pressure acquisition unit 46 uses the current boost pressure detected by the boost pressure sensor 16 as an argument for acquiring the current intake pipe pressure pmsm. The air model also uses information regarding the current open/closed states of the intake valve 23 and exhaust valve 24 acquired by the current valve characteristic acquisition unit 45. The air model also uses the difference value between the base valve characteristic and the current valve characteristic calculated by the first difference value calculation unit 49, which will be described in detail later. Note that methods for acquiring intake pipe pressure using an air model are conventionally known, and since this embodiment also uses a conventionally used air model, detailed description thereof will be omitted here.

ベース吸気管圧力取得部48は、過給圧センサ16によって検出された現在の過給圧を用いたエアモデルによってベース吸気管圧力pmbsを取得する。エアモデルには、ベースバルブ特性設定部44によって設定された吸気バルブ23や排気バルブ24の開閉状態についてベースとなるバルブ特性に関する情報も用いられる。また、エアモデルには、機関負荷取得部41によって取得された機関負荷KLと、エンジン回転数取得部42によって取得されたエンジン回転数NEも用いられる。ベース吸気管圧力pmbsを取得する場合にも、現在吸気管圧力pmsmを取得するときと同様のエアモデルが用いられる。なお、ベース吸気管圧力pmbsを取得するときに、現在の過給圧に代えて、バルブ特性可変機構25がベース状態であるときの内燃機関100における過給圧であるベース状態の過給圧を用いるようにしてもよい。ベースの過給圧は、エンジン回転数NE及び機関負荷KLをパラメータとするマップに基づいて取得することができるが、ここでは、その詳細な説明は省略する。 The base intake manifold pressure acquisition unit 48 acquires the base intake manifold pressure pmbs using an air model that uses the current boost pressure detected by the boost pressure sensor 16. The air model also uses information on the base valve characteristics for the open/closed states of the intake valve 23 and the exhaust valve 24, set by the base valve characteristics setting unit 44. The air model also uses the engine load KL acquired by the engine load acquisition unit 41 and the engine speed NE acquired by the engine speed acquisition unit 42. When acquiring the base intake manifold pressure pmbs, the same air model as when acquiring the current intake manifold pressure pmsm is used. Note that when acquiring the base intake manifold pressure pmbs, the base state boost pressure, which is the boost pressure in the internal combustion engine 100 when the valve characteristics variable mechanism 25 is in the base state, may be used instead of the current boost pressure. The base boost pressure can be acquired based on a map that uses the engine speed NE and the engine load KL as parameters, but a detailed description of this will be omitted here.

第1差分値算出部49は、吸気VVT機構25aによって設定される吸気バルブ23の開閉時期が変化することによって変化する実圧縮比変化量dinvvtを取得する。具体的に、第1差分値算出部49は、ベースバルブ特性設定部44によって設定されたベースとなるバルブ特性における吸気バルブ23の開閉時期と、現在バルブ特性取得部45によって取得された現在のバルブ特性における吸気バルブ23の開閉時期とに基づいて実圧縮比の変化量を取得する。例えば、現在の吸気バルブ23の開閉時期が、ベース状態の吸気バルブ23の開閉時期よりも進角されていると、実圧縮比は高くなる。実圧縮比が高くなると失火し難くなる。そこで、本実施形態では、吸気バルブ23の開閉時期に基づく実圧縮比変化量dinvvtが失火限界点火時期の補正に用いられる。 The first difference value calculation unit 49 obtains the actual compression ratio change amount dinvvt, which changes due to changes in the opening and closing timing of the intake valve 23 set by the intake VVT mechanism 25a. Specifically, the first difference value calculation unit 49 obtains the actual compression ratio change amount based on the opening and closing timing of the intake valve 23 for the base valve characteristics set by the base valve characteristics setting unit 44 and the opening and closing timing of the intake valve 23 for the current valve characteristics acquired by the current valve characteristics acquisition unit 45. For example, if the current opening and closing timing of the intake valve 23 is advanced compared to the opening and closing timing of the intake valve 23 in the base state, the actual compression ratio will be higher. A higher actual compression ratio makes misfire less likely. Therefore, in this embodiment, the actual compression ratio change amount dinvvt based on the opening and closing timing of the intake valve 23 is used to correct the misfire limit ignition timing.

第2差分値算出部50は、現在吸気管圧力取得部46によって取得された現在吸気管圧力pmsmと、ベース吸気管圧力取得部48によって取得されたベース吸気管圧力pmbsとの差分値である吸気管圧力差dPmを算出する。吸気管圧力差dPmは、筒内における残留ガスの変化量と相関性を有する値である。筒内の残留ガスの変化量は、失火限界点火時期に影響を及ぼす。例えば、排気バルブ24の閉弁時期と吸気バルブ23の開弁時期とによって定まるバルブオーバーラップが増大したり、WGV61が閉弁状態に移行して背圧が上昇したりして、残留ガス量が増えると、失火耐性が低下し、失火し易くなる。そこで、本実施形態では、吸気管圧力差dPmが失火限界点火時期の補正に用いられる。 The second difference value calculation unit 50 calculates the intake pipe pressure difference dPm, which is the difference between the current intake pipe pressure pmsm acquired by the current intake pipe pressure acquisition unit 46 and the base intake pipe pressure pmbs acquired by the base intake pipe pressure acquisition unit 48. The intake pipe pressure difference dPm is a value that correlates with the amount of change in residual gas in the cylinder. The amount of change in residual gas in the cylinder affects the misfire limit ignition timing. For example, if the valve overlap determined by the closing timing of the exhaust valve 24 and the opening timing of the intake valve 23 increases, or if the WGV 61 transitions to a closed state and back pressure increases, and the amount of residual gas increases, misfire resistance decreases and misfires become more likely. Therefore, in this embodiment, the intake pipe pressure difference dPm is used to correct the misfire limit ignition timing.

点火時期補正量算出部51に含まれる失火限界点火時期補正量算出部51aは、失火限界点火時期の補正量を算出する。失火限界点火時期の補正量は、第1差分値算出部49によって取得された実圧縮比変化量dinvvtと、第2差分値算出部50によって取得された吸気管圧力差dPmに基づいて算出される。 The misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a included in the ignition timing correction amount calculation unit 51 calculates the correction amount for the misfire limit ignition timing. The correction amount for the misfire limit ignition timing is calculated based on the actual compression ratio change amount dinvvt obtained by the first difference value calculation unit 49 and the intake pipe pressure difference dPm obtained by the second difference value calculation unit 50.

点火時期補正量算出部51に含まれるMBT点火時期補正量算出部51bは、MBT点火時期の補正量を算出する。MBT点火時期の補正量も、第1差分値算出部49によって取得された実圧縮比変化量dinvvtと、第2差分値算出部50によって取得された吸気管圧力差dPmに基づいて算出することができる。ただし、失火限界点火時期とMBT点火時期と比較すると、実圧縮比変化量dinvvtや吸気管圧力差dPmに対する補正感度が異なっている。このため、失火限界点火時期の補正量と、MBT点火時期の補正量は異なる値となる。同様に、ノック点火時期についても補正が行われるが、ノック点火時期についても、実圧縮比変化量dinvvtや吸気管圧力差dPmに対する補正感度が失火限界点火時期とは異なっているため、これらに対する補正量は異なる値となる。 The MBT ignition timing correction amount calculation unit 51b included in the ignition timing correction amount calculation unit 51 calculates the correction amount for the MBT ignition timing. The correction amount for the MBT ignition timing can also be calculated based on the actual compression ratio change amount dinvvt acquired by the first difference value calculation unit 49 and the intake manifold pressure difference dPm acquired by the second difference value calculation unit 50. However, when comparing the misfire limit ignition timing and the MBT ignition timing, the correction sensitivity to the actual compression ratio change amount dinvvt and the intake manifold pressure difference dPm is different. Therefore, the correction amount for the misfire limit ignition timing and the MBT ignition timing are different values. Similarly, a correction is also made for the knock ignition timing, but because the correction sensitivity to the actual compression ratio change amount dinvvt and the intake manifold pressure difference dPm for the knock ignition timing is different from that for the misfire limit ignition timing, the correction amounts for these are also different values.

ECU40は、これらの各部が協働することで、点火時期制御装置として機能する。なお、WGV制御部43は、点火時期制御装置の一部として直接機能するものではないが、機関制御の一環としてWGV61の開閉状態を制御する。WGV61の7開閉状態が変化すると、過給圧や背圧が変化し、ひいては、失火耐性が変化する。本実施形態の点火時制御装置は、吸気管圧力差dPmを用いることで、WGV61の開閉状態の影響を失火限界点火時期補正量に反映させている。このように、本実施形態の点火時期制御装置は、ターボ過給機14及びWGV61が装備された内燃機関100に好適に適用されているが、ターボ過給機14及びWGV61を備えていない内燃機関100にも適用することができる。本実施形態の内燃機関100は、触媒21を備えているが、例えば、GPF(Gasoline Particulate Filter)が装備されている場合、背圧が変化することがあることから、本実施形態の点火時期制御装置は、その効果を発揮することができる。また、例えば、可変バルブが組み込まれたマフラーが接続されている内燃機関100では、可変バルブの開閉によって背圧が変化するため、本実施形態の点火時期制御装置を好適に用いることができる。 The ECU 40 functions as an ignition timing control device through the cooperation of these components. The WGV control unit 43 does not directly function as part of the ignition timing control device, but controls the open/close state of the WGV 61 as part of engine control. When the open/close state of the WGV 61 changes, the boost pressure and back pressure change, and ultimately the misfire resistance changes. The ignition control device of this embodiment uses the intake manifold pressure difference dPm to reflect the influence of the open/close state of the WGV 61 in the misfire limit ignition timing correction amount. In this way, the ignition timing control device of this embodiment is preferably applied to an internal combustion engine 100 equipped with a turbocharger 14 and a WGV 61, but can also be applied to an internal combustion engine 100 that does not have a turbocharger 14 and a WGV 61. The internal combustion engine 100 of this embodiment is equipped with a catalyst 21, but if it is equipped with a GPF (Gasoline Particulate Filter), for example, the back pressure may change, and the ignition timing control device of this embodiment can therefore be effective. Furthermore, for example, in an internal combustion engine 100 connected to a muffler incorporating a variable valve, the ignition timing control device of this embodiment can be suitably used, since the back pressure changes depending on the opening and closing of the variable valve.

[失火限界点火時期補正量の決定]
次に、本実施形態の点火時期制御装置による失火限界点火時期補正量の決定処理について説明する。ECU40は、失火限界点火時期補正量算出部51aによって算出された失火限界点火時期補正量により失火限界点火時期の補正を行う。ECU40は、内燃機関100の稼働状態を失火限界点火時期補正に反映させるために、所定周期で失火限界点火時期補正量の決定処理を実施する。失火限界点火時期補正量は、以下の式(1)によって表現される。
失火限界点火時期補正量
=第1点火時期補正量+第2点火時期補正量 (式1)
第1点火時期補正量は、実圧縮比変化量dinvvtに基づいて算出される補正量であり、第2点火時期補正量は、吸気管圧力差dPmに基づいて算出される補正量である。
[Determination of Misfire Limit Ignition Timing Correction Amount]
Next, the process of determining the misfire limit ignition timing correction amount performed by the ignition timing control device of this embodiment will be described. The ECU 40 corrects the misfire limit ignition timing using the misfire limit ignition timing correction amount calculated by the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a. The ECU 40 performs the process of determining the misfire limit ignition timing correction amount at a predetermined interval so that the operating state of the internal combustion engine 100 is reflected in the misfire limit ignition timing correction. The misfire limit ignition timing correction amount is expressed by the following equation (1):
Misfire limit ignition timing correction amount = First ignition timing correction amount + Second ignition timing correction amount (Equation 1)
The first ignition timing correction amount is a correction amount calculated based on the actual compression ratio change amount dinvvt, and the second ignition timing correction amount is a correction amount calculated based on the intake pipe pressure difference dPm.

ECU40は、失火限界点火時期補正量によって基本失火限界点火時期を補正する。ここで、基本失火限界点火時期は、内燃機関100がベース状態であるとしたときに、内燃機関100が失火することなく最も遅角することができる点火時期である。従って、内燃機関100がベース状態であるときに、基本失火限界点火時期よりも点火時期を遅角させると、失火が生じる。基本失火限界点火時期は、内燃機関100の機種に応じて予め設定されている。 The ECU 40 corrects the basic misfire limit ignition timing using the misfire limit ignition timing correction amount. Here, the basic misfire limit ignition timing is the ignition timing that can be retarded the most without causing misfire when the internal combustion engine 100 is in its base state. Therefore, if the ignition timing is retarded beyond the basic misfire limit ignition timing when the internal combustion engine 100 is in its base state, misfire will occur. The basic misfire limit ignition timing is preset according to the model of the internal combustion engine 100.

<実圧縮比変化量dinvvtの算出>
実圧縮比変化量dinvvtは、上述したように第1差分値算出部49によって算出される。第1差分値算出部49は、ベースバルブ特性設定部44によって設定された吸気バルブ23の開閉時期に関する情報と、この情報と関連する実圧縮比に関する情報を有している。また、第1差分値算出部49は、現在バルブ特性取得部45によって取得された現在の吸気バルブ23の開閉時期に関する情報を取得し、この情報に基づいて現在の実圧縮比に関する情報を取得する。なお、第1差分値算出部49は、吸気バルブ23の開閉時期に関する情報から実圧縮比に関する情報を得るための予め準備されたマップ(不図示)を備えており、このマップに基づいて実圧縮比に関する情報を得る。実圧縮比変化量dinvvtは、このようにして現在の実圧縮比とベース状態における実圧縮比との差分値として取得される。
<Calculation of actual compression ratio change amount dinvvt>
The actual compression ratio change amount dinvvt is calculated by the first difference value calculation unit 49 as described above. The first difference value calculation unit 49 has information about the opening and closing timings of the intake valve 23 set by the base valve characteristic setting unit 44 and information about the actual compression ratio related to this information. The first difference value calculation unit 49 also acquires information about the current opening and closing timings of the intake valve 23 acquired by the current valve characteristic acquisition unit 45, and acquires information about the current actual compression ratio based on this information. The first difference value calculation unit 49 is provided with a map (not shown) prepared in advance for obtaining information about the actual compression ratio from the information about the opening and closing timings of the intake valve 23, and acquires information about the actual compression ratio based on this map. The actual compression ratio change amount dinvvt is thus acquired as the difference between the current actual compression ratio and the actual compression ratio in the base state.

<差分値dPmの算出>
差分値dPmは、上述したように、第2差分値算出部50によって取得される。第2差分値算出部50は、現在吸気管圧力pmsmからベース吸気管圧力pmbsを減算することで差分値dPmを算出する。
<Calculation of difference value dPm>
As described above, the difference value dPm is obtained by the second difference value calculation unit 50. The second difference value calculation unit 50 calculates the difference value dPm by subtracting the base intake pipe pressure pmbs from the current intake pipe pressure pmsm.

現在吸気管圧力pmsmは、上述したように、現在吸気管圧力取得部46によって取得される。エアモデルによって現在吸気管圧力pmsmが取得されるときに用いられる現在過給圧は、過給圧センサ16の検出値が用いられる。 As described above, the current intake pipe pressure pmsm is acquired by the current intake pipe pressure acquisition unit 46. The current boost pressure used when the current intake pipe pressure pmsm is acquired by the air model is the detected value of the boost pressure sensor 16.

ベース吸気管圧力pmbsは、上述したように、ベース吸気管圧力取得部48によって取得される。本実施形態では、エアモデルによってベース吸気管圧力pmbsが取得されるときに、現在吸気管圧力pmsmが取得される場合と同様に、過給圧センサ16の検出値が用いられる。 As described above, the base intake pipe pressure pmbs is acquired by the base intake pipe pressure acquisition unit 48. In this embodiment, when the base intake pipe pressure pmbs is acquired using the air model, the detection value of the supercharging pressure sensor 16 is used, just as when the current intake pipe pressure pmsm is acquired.

<補正係数kdPm及び補正係数kdinvvtの算出>
補正係数kdPm及び補正係数kdinvvtは、点火時期補正量算出部51において算出される。
<Calculation of correction coefficient kdPm and correction coefficient kdinvvt>
The correction coefficients kdPm and kdinvvt are calculated in an ignition timing correction amount calculation section 51 .

補正係数kdinvvtは、図3(A)に例示するマップを用いて取得される。図3(A)は、補正係数kdinvvtを取得するためのマップの一例である。ただし、図3(A)に表されているのは、マップの一部分である。つまり、図3(A)に示されたマップは、あるエンジン回転数NEにおいて、機関負荷KLに応じて補正係数kdinvvtを取得するものとなっている。従って、エンジン回転数NEが異なれば、マップの他の部分が参照される。エンジン回転数NEと機関負荷KLをパラメータとした補正係数kdinvvtを用いることで、より正確に内燃機関100の稼働状態を反映させた失火限界点火時期補正量を算出することができる。 The correction coefficient kdinvvt is obtained using the map shown in Figure 3(A). Figure 3(A) is an example of a map for obtaining the correction coefficient kdinvvt. However, Figure 3(A) shows only a portion of the map. In other words, the map shown in Figure 3(A) obtains the correction coefficient kdinvvt according to the engine load KL at a certain engine speed NE. Therefore, if the engine speed NE is different, another portion of the map is referenced. By using the correction coefficient kdinvvt, which uses the engine speed NE and the engine load KL as parameters, it is possible to calculate a misfire limit ignition timing correction amount that more accurately reflects the operating state of the internal combustion engine 100.

補正係数kdPmは、図3(B)に例示するマップを用いて取得される。図3(B)は、補正係数kdPmを取得するためのマップの一例である。ただし、図3(B)に表されているのは、マップの一部分である。つまり、図3(B)に示されたマップは、あるエンジン回転数NEにおいて、機関負荷KLに応じて補正係数kdPmを取得するものとなっている。従って、エンジン回転数NEが異なれば、マップの他の部分が参照される。エンジン回転数NEと機関負荷KLをパラメータとした補正係数kdPmを用いることで、より正確に内燃機関100の稼働状態を反映させた失火限界点火時期補正量を算出することができる。 The correction coefficient kdPm is obtained using the map shown in Figure 3(B). Figure 3(B) is an example of a map for obtaining the correction coefficient kdPm. However, Figure 3(B) shows only a portion of the map. In other words, the map shown in Figure 3(B) obtains the correction coefficient kdPm according to the engine load KL at a certain engine speed NE. Therefore, if the engine speed NE is different, another portion of the map is referenced. By using the correction coefficient kdPm, which uses the engine speed NE and the engine load KL as parameters, it is possible to calculate a misfire limit ignition timing correction amount that more accurately reflects the operating state of the internal combustion engine 100.

<第1点火時期補正量の算出>
失火限界点火時期補正量算出部51aは、図4に例示するマップに基づいて第1点火時期補正量を算出する。図4は、第1点火時期補正量を算出するためのマップの一例であり、横軸が実圧縮比変化量dinvvt、縦軸が第1点火時期補正量とされている。ここで、横軸に示されている実圧縮比変化量dinvvtは、図3(A)に示すマップによって取得された補正係数kdinvvtによって補正された後の値が示されている。なお、図4に表されているのは、マップの一部である。つまり、図4に表されたマップは、あるエンジン回転数NEにおいて、第2点火時期補正量を取得するものとなっている。従って、エンジン回転数NEが異なれば、マップの他の部分が参照される。このため、図4に示すマップでは、第1点火時期補正量は、遅角側への補正量として示されているが、必ずしも遅角側へ補正されるものではなく、第1点火時期補正量は、場合によっては、進角側に補正される場合もある。マップは、実機適合やシミュレーションによって、作成される。
<Calculation of First Ignition Timing Correction Amount>
The misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a calculates the first ignition timing correction amount based on the map shown in FIG. 4. FIG. 4 is an example of a map for calculating the first ignition timing correction amount, with the horizontal axis representing the actual compression ratio change amount dinvvt and the vertical axis representing the first ignition timing correction amount. The actual compression ratio change amount dinvvt shown on the horizontal axis is corrected by the correction coefficient kdinvvt obtained from the map shown in FIG. 3A. Note that FIG. 4 shows only a portion of the map. That is, the map shown in FIG. 4 is designed to obtain the second ignition timing correction amount at a certain engine speed NE. Therefore, if the engine speed NE is different, another portion of the map is referenced. Therefore, although the map shown in FIG. 4 shows the first ignition timing correction amount as a correction amount toward the retard side, this does not necessarily mean that the first ignition timing correction amount is corrected toward the retard side. In some cases, the first ignition timing correction amount may be corrected toward the advance side. The map is created through actual engine testing or simulation.

図4には、バルブオーバーラップが大きい場合と、小さい場合が示されている。このように、第1点火時期補正量は、バルブオーバーラップによっても、その値が異なってくる。 Figure 4 shows the cases when the valve overlap is large and small. As such, the value of the first ignition timing correction amount varies depending on the valve overlap.

図4には、比較のために、MBT点火時期に対する補正量も示されている。失火限界点火時期補正量を算出するための第1点火時期補正量を算出するために、実圧縮比変化量dinvvtが用いられている。MBT点火時期に対する補正量を算出する場合にも実圧縮比変化量dinvvtが用いられるが、実圧縮比変化量dinvvtのMBT点火時期に対する補正感度と、失火限界点火時期に関する補正感度は異なっている。このため、MBT点火時期に対する実圧縮比変化量dinvvtに基づく補正量と、失火限界点火時期に対する実圧縮比変化量dinvvtに基づく補正量は異なっている。 For comparison, Figure 4 also shows the correction amount for the MBT ignition timing. The actual compression ratio change amount dinvvt is used to calculate the first ignition timing correction amount for calculating the misfire limit ignition timing correction amount. The actual compression ratio change amount dinvvt is also used when calculating the correction amount for the MBT ignition timing, but the correction sensitivity of the actual compression ratio change amount dinvvt to the MBT ignition timing is different from the correction sensitivity to the misfire limit ignition timing. Therefore, the correction amount based on the actual compression ratio change amount dinvvt for the MBT ignition timing is different from the correction amount based on the actual compression ratio change amount dinvvt for the misfire limit ignition timing.

なお、図4に示すマップでは、MBT点火時期に対する補正量よりも失火限界点火時期に対する補正量の方がより進角側に補正するようになっているが、このマップは例示であり、必ずこのような大小関係になるものではない。 Note that in the map shown in Figure 4, the correction amount for the misfire limit ignition timing is more advanced than the correction amount for the MBT ignition timing, but this map is an example and does not necessarily result in such a magnitude relationship.

<第2点火時期補正量の算出>
失火限界点火時期補正量算出部51aは、図5に例示するマップに基づいて第2点火時期補正量を算出する。図5は、第2点火時期補正量を算出するためのマップの一例であり、横軸が吸気管圧力差dPm、縦軸が第2点火時期補正量とされている。ここで、横軸に示されている吸気管圧力差dPmは、図3(B)に示すマップによって取得された補正係数kdPmによって補正された後の値が示されている。なお、図5に表されているのは、マップの一部である。つまり、図5に表されたマップは、あるエンジン回転数NEにおいて、第2点火時期補正量を取得するものとなっている。従って、エンジン回転数NEが異なれば、マップの他の部分が参照される。このため、図5に示すマップでは、第2点火時期補正量は、進角側への補正量として示されているが、必ずしも進角側へ補正されるものではなく、第2点火時期補正量は、場合によっては、遅角側に補正される場合もある。マップは、実機適合やシミュレーションによって、作成される。
<Calculation of Second Ignition Timing Correction Amount>
The misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a calculates the second ignition timing correction amount based on the map shown in FIG. 5. FIG. 5 is an example of a map for calculating the second ignition timing correction amount, with the horizontal axis representing the intake manifold pressure difference dPm and the vertical axis representing the second ignition timing correction amount. The intake manifold pressure difference dPm shown on the horizontal axis is corrected by the correction coefficient kdPm obtained from the map shown in FIG. 3B. Note that FIG. 5 shows only a portion of the map. That is, the map shown in FIG. 5 is used to obtain the second ignition timing correction amount at a certain engine speed NE. Therefore, if the engine speed NE is different, another portion of the map is referenced. Therefore, although the map shown in FIG. 5 shows the second ignition timing correction amount as a correction amount toward the advance side, it is not necessarily corrected toward the advance side. In some cases, the second ignition timing correction amount may be corrected toward the retard side. The map is created through actual engine testing or simulation.

図5には、バルブオーバーラップが大きい場合と、小さい場合が示されている。このように、第2点火時期補正量は、バルブオーバーラップによっても、その値が異なってくる。 Figure 5 shows the cases when the valve overlap is large and small. As such, the value of the second ignition timing correction amount varies depending on the valve overlap.

図5には、比較のために、MBT点火時期に対する補正量も示されている。失火限界点火時期補正量を算出するための第2点火時期補正量を算出するために、吸気管圧力差dPmが用いられている。MBT点火時期に対する補正量を算出する場合にも吸気管圧力差dPmを用いられるが、吸気管圧力差dPmのMBT点火時期に対する補正感度と、失火限界点火時期に関する補正感度は異なっている。このため、MBT点火時期に対する吸気管圧力差dPmに基づく補正量と、失火限界点火時期に対する吸気管圧力差dPmに基づく補正量は異なっている。 For comparison, Figure 5 also shows the correction amount for the MBT ignition timing. The intake manifold pressure difference dPm is used to calculate the second ignition timing correction amount for calculating the misfire limit ignition timing correction amount. The intake manifold pressure difference dPm is also used when calculating the correction amount for the MBT ignition timing, but the correction sensitivity of the intake manifold pressure difference dPm for the MBT ignition timing is different from the correction sensitivity for the misfire limit ignition timing. Therefore, the correction amount based on the intake manifold pressure difference dPm for the MBT ignition timing is different from the correction amount based on the intake manifold pressure difference dPm for the misfire limit ignition timing.

なお、図5に示すマップでは、MBT点火時期に対する補正量よりも失火限界点火時期に対する補正量の方がより進角側に補正するようになっているが、このマップは例示であり、必ずこのような大小関係になるものではない。 Note that in the map shown in Figure 5, the correction amount for the misfire limit ignition timing is more advanced than the correction amount for the MBT ignition timing, but this map is an example and does not necessarily result in such a magnitude relationship.

<合算処理>
ECU40は、失火限界点火時期補正量算出部51aによって算出された第1点火時期補正量と第2点火時期補正量を合算する。そして、ECU40は、合算された補正量によって基本失火限界点火時期を補正する。これにより、背圧に起因した筒内環境を反映した失火限界点火時期が設定される。
<Combined processing>
The ECU 40 sums the first ignition timing correction amount and the second ignition timing correction amount calculated by the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 51a. Then, the ECU 40 corrects the basic misfire limit ignition timing by the summed correction amount. In this way, the misfire limit ignition timing is set in accordance with the in-cylinder environment caused by the back pressure.

[点火時期制御]
次に、図6に示すタイムチャートを参照して、点火時期制御の一例を説明する。
[Ignition timing control]
Next, an example of ignition timing control will be described with reference to the time chart shown in FIG.

図6を参照すると、制御点火時期は、ノック点火時期、MBT点火時期及び失火限界点火時期の3つの点火時期を組み合わせることで、必要なトルクを得つつ、ドライバビリティを向上させている。 Referring to Figure 6, the controlled ignition timing combines three ignition timings: knock ignition timing, MBT ignition timing, and misfire limit ignition timing, to obtain the required torque while improving drivability.

時刻T1から時刻T4にかけて、アクセル開度が大きくなっており、これに応じて負荷率も上昇している。そして、時刻T1から時刻T5にかけてエンジントルクが上昇しており、この期間が加速時間帯となっている。このとき、ECU40は、ドライバビリティを向上させるために、時刻T1から点火時期の遅角を行う。ただし、時刻T2において失火限界点火時期に到達する。このため、時刻T2から時刻T3の間の制御点火時期間は、失火限界点火時期とされている。このときの失火限界点火時期は、補正後の失火限界点火時期とされている。 From time T1 to time T4, the accelerator opening increases, and the load factor increases accordingly. Engine torque also increases from time T1 to time T5, during which time the engine is in the acceleration zone. At this time, the ECU 40 retards the ignition timing from time T1 to improve drivability. However, the misfire limit ignition timing is reached at time T2. Therefore, the controlled ignition period from time T2 to time T3 is set to the misfire limit ignition timing. The misfire limit ignition timing at this time is set to the corrected misfire limit ignition timing.

時刻T6では、アクセルが全閉とされており、時刻T7においてフェーエルカット(CT)が実行されている。時刻T6から時刻T7の機関が減速時間帯となっており、ECU40は、ドライバビリティを向上させるために、時刻T6から点火時期の遅角を行う。これにより、制御点火時期は、時刻T7において一瞬、失火限界点火時期となるが、これを超えて遅角されることはない。このときの失火限界点火時期も、補正後の失火限界点火時期とされている。その後の制御点火時期は、MBT点火時期に復帰している。 At time T6, the accelerator is fully closed, and fuel cut (CT) is executed at time T7. The engine is in a deceleration period from time T6 to time T7, and the ECU 40 retards the ignition timing from time T6 to improve drivability. As a result, the controlled ignition timing briefly reaches the misfire limit ignition timing at time T7, but is not retarded beyond this. The misfire limit ignition timing at this time is also set to the corrected misfire limit ignition timing. Thereafter, the controlled ignition timing returns to the MBT ignition timing.

アクセル開度が定常状態となっている時刻T5からしばらくの間は、制御点火時期は、ノック点火時期とされている。これは、MBT点火時期を維持すると、ノックが生じる可能性があることから、ノックを回避するためにノック点火時期を制御点火時期とするものである。なお、ノックの発生は、例えば、以下の式(2)に示すようなLivengood-Wu積分に代表される式で表すことができ、MBT点火時期とは異なる概念とされている。
・・・(式2)
なお、時間tiは、ノック発生時刻を示す。A,n,Bは、燃料に依存する定数、pは圧力、Tは温度である。
For a while from time T5 when the accelerator opening is in a steady state, the controlled ignition timing is set to the knock ignition timing. This is because maintaining the MBT ignition timing could cause knock, so the knock ignition timing is set to the controlled ignition timing in order to avoid knock. Note that the occurrence of knock can be expressed, for example, by an equation represented by the Livengood-Wu integral as shown in the following equation (2), and is considered to be a different concept from the MBT ignition timing.
...(Formula 2)
The time ti indicates the time when knock occurs, A, n, and B are constants that depend on the fuel, p is pressure, and T is temperature.

このようなノック点火時期も吸気管圧力差dPmや実圧縮比変化量dinvvtによって補正されるが、ノック点火時期に対する補正感度は、失火限界点火時期に対する補正感度とは異なっており、補正量としては、異なる値となる。 Such knock ignition timing is also corrected based on the intake manifold pressure difference dPm and the actual compression ratio change amount dinvvt, but the correction sensitivity for knock ignition timing is different from the correction sensitivity for misfire limit ignition timing, and the correction amounts are different values.

本実施形態の点火時期制御装置によれば、バルブ特性可変機構を備えた内燃機関において、失火限界点火時期を適切に補正することができる。 The ignition timing control device of this embodiment can appropriately correct the misfire limit ignition timing in an internal combustion engine equipped with a variable valve characteristics mechanism.

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above embodiments are merely examples for implementing the present invention, and the present invention is not limited to these. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention, and it is clear from the above description that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

14 ターボ過給機 16 過給圧センサ
23 吸気バルブ 24 排気バルブ
25 バルブ特性可変機構 25a 吸気VVT機構
25b 排気VVT機構 40 ECU
44 ベースバルブ特性設定部 45 現在バルブ特性取得部
46 現在吸気管圧力取得部 48 ベース吸気管圧力取得部
49 第1差分値算出部 50 第2差分値算出部
51 点火時期補正量算出部 51a 失火限界点火時期補正量算出部
61 ウエストゲートバルブ(WGV) 100 内燃機関
14 Turbocharger 16 Supercharging pressure sensor 23 Intake valve 24 Exhaust valve 25 Valve characteristic variable mechanism 25a Intake VVT mechanism 25b Exhaust VVT mechanism 40 ECU
44 Base valve characteristic setting unit 45 Current valve characteristic acquisition unit 46 Current intake pipe pressure acquisition unit 48 Base intake pipe pressure acquisition unit 49 First difference value calculation unit 50 Second difference value calculation unit 51 Ignition timing correction amount calculation unit 51a Misfire limit ignition timing correction amount calculation unit 61 Wastegate valve (WGV) 100 Internal combustion engine

Claims (4)

吸気バルブと排気バルブのうちの少なくとも吸気バルブの開閉特性の変更を行うバルブ特性可変機構を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関において失火しない遅角側の限界点火時期である失火限界点火時期を設定する点火時期制御装置であって、
前記吸気バルブの開閉特性の変化に伴って変化する実圧縮比の変化量と、前記バルブ特性可変機構が前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉特性が変更されるときの基準となる状態として前記内燃機関において設定されたベース状態であるときの前記内燃機関におけるベース吸気管圧力と、前記バルブ特性可変機構の現在の状態を含む前記内燃機関の現在の状態に応じて定まる現在吸気管圧力との差分値である吸気管圧力差と、を用いて、前記内燃機関において前記失火限界点火時期として予め設定された基本失火限界点火時期に対する失火限界点火時期の補正量を算出する失火限界点火時期補正量算出部を備える、
内燃機関の点火時期制御装置。
1. An ignition timing control device that is applied to an internal combustion engine having a variable valve characteristic mechanism that changes the opening and closing characteristics of at least an intake valve out of an intake valve and an exhaust valve, and that sets a misfire limit ignition timing that is a limit ignition timing on the retard side at which no misfire occurs in the internal combustion engine,
a misfire limit ignition timing correction amount calculation unit that calculates a correction amount of a misfire limit ignition timing relative to a basic misfire limit ignition timing that is preset as the misfire limit ignition timing in the internal combustion engine, using an amount of change in an actual compression ratio that changes with a change in the opening/closing characteristic of the intake valve, and an intake pipe pressure difference that is a difference value between a base intake pipe pressure in the internal combustion engine when the valve characteristics variable mechanism is in a base state that is set in the internal combustion engine as a reference state when the opening/closing characteristics of the intake valve and the exhaust valve are changed, and a current intake pipe pressure that is determined depending on the current state of the internal combustion engine including the current state of the valve characteristics variable mechanism.
Ignition timing control device for internal combustion engines.
前記内燃機関は、過給機及びウエストゲートバルブをさらに備え、
前記失火限界点火時期補正量算出部は、前記バルブ特性可変機構の現在の状態と前記ウエストゲートバルブの現在の状態を含む前記内燃機関の現在の状態に応じて定まる前記現在吸気管圧力を用いて、前記吸気管圧力差を算出する、
請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
The internal combustion engine further includes a supercharger and a wastegate valve.
the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit calculates the intake pipe pressure difference using the current intake pipe pressure determined according to a current state of the internal combustion engine including a current state of the valve characteristics variable mechanism and a current state of the wastegate valve.
2. The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記失火限界点火時期補正量算出部は、前記実圧縮比の変化量を用いて算出した第1点火時期補正量と、前記吸気管圧力差を用いて算出した第2点火時期補正量とを合算して前記失火限界点火時期の補正量を算出する、
請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit calculates the correction amount of the misfire limit ignition timing by adding together a first ignition timing correction amount calculated using the change in the actual compression ratio and a second ignition timing correction amount calculated using the intake manifold pressure difference.
2. The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記失火限界点火時期補正量算出部は、機関負荷と前記内燃機関の回転数とに基づいて算出される補正係数によって補正された前記実圧縮比の変化量に基づいて前記第1点火時期補正量を算出するとともに、機関負荷と前記内燃機関の回転数とに基づいて算出される補正係数によって補正された前記吸気管圧力差に基づいて前記第2点火時期補正量を算出する、
請求項3に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
the misfire limit ignition timing correction amount calculation unit calculates the first ignition timing correction amount based on an amount of change in the actual compression ratio corrected by a correction coefficient calculated based on an engine load and a rotation speed of the internal combustion engine, and calculates the second ignition timing correction amount based on the intake manifold pressure difference corrected by a correction coefficient calculated based on the engine load and the rotation speed of the internal combustion engine.
4. An ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 3 .
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