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公開番号2025152065
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053784
出願日2024-03-28
発明の名称エンジンの制御装置
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類F02D 45/00 20060101AFI20251002BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動を抑制する。
【解決手段】エンジンの制御装置は、吸気バルブ11及び排気バルブ12の開閉によってガス交換が行われる気筒2を有し、かつ複数の気筒が順次、燃焼サイクルを実行することにより運転するエンジン1と、エンジンに取り付けられ、かつ複数の気筒それぞれの燃焼に関係するデバイスと、デバイスに制御信号を出力することによって、エンジンの運転を制御するコントローラ100と、を備え、コントローラは、エンジンのプラントモデル1000であって、燃焼サイクル間の燃焼変動の規則性を表すプラントモデルに基づいて、複数の気筒それぞれの燃焼前に、気筒の状態量を推定しかつ推定した状態量に基づき補正した制御信号をデバイスに出力する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブの開閉によってガス交換が行われる気筒を有し、かつ複数の前記気筒が順次、燃焼サイクルを実行することにより運転するエンジンと、
前記エンジンに取り付けられ、かつ前記複数の気筒それぞれの燃焼に関係するデバイスと、
前記デバイスに制御信号を出力することによって、前記エンジンの運転を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記エンジンのプラントモデルであって、前記燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動を表すプラントモデルに基づいて、前記複数の気筒それぞれの燃焼前に、前記気筒の状態量を推定しかつ推定した状態量に基づき補正した制御信号を前記デバイスに出力する、
エンジンの制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記プラントモデルは、一燃焼サイクル毎に、前記気筒の状態量を推定するモデルであり、
前記コントローラは、前記プラントモデルに基づいて、前記気筒の状態量として、温度、空気量、既燃ガス量、及び燃料量を推定する、
エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの制御装置において、
前記プラントモデルは、前記気筒のガス交換に関係する物理モデルと、前記気筒内の燃焼に関係する統計モデルとの結合モデルである、
エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のエンジンの制御装置において、
前記複数の気筒のそれぞれに対応して前記エンジンに取り付けられ、かつ気筒内の圧力に対応する信号を、前記コントローラへ出力する指圧センサを備え、
前記コントローラは、前記指圧センサの信号に基づく前記気筒内の燃焼状態と、前記プラントモデルとに基づいて、次に燃焼が行われる気筒の前記吸気バルブが閉じる前に、当該気筒の状態量を推定する、
エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記指圧センサの信号に基づく燃焼状態は、図示平均有効圧力（ＩＭＥＰ）と燃焼重心（ＭＦＢ５０）とを含む、
エンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記デバイスは、前記複数の気筒のそれぞれに対応して前記エンジンに取り付けられ、かつ前記気筒内へ供給される燃料を噴射するインジェクタを含み、
前記コントローラは、推定した状態量に基づいて、燃料噴射量を調整する、
エンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエンジンの制御装置において、
前記インジェクタは、少なくとも前記吸気バルブが閉じる前の吸気行程において、燃料を噴射し、
前記コントローラは、前記吸気行程における前記インジェクタによる前記燃料噴射量を調整する、
エンジンの制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記デバイスは、前記吸気バルブの開閉タイミングを変更する吸気動弁機構を含み、
前記コントローラは、推定した状態量に基づいて、前記吸気バルブの開閉タイミングを調整する、
エンジンの制御装置。
【請求項９】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記デバイスは、前記複数の気筒のそれぞれに対応して前記エンジンに取り付けられ、かつ前記気筒内の混合気に点火する点火プラグを含み、
前記コントローラは、推定した状態量に基づいて、前記点火プラグの点火タイミングを調整する、
エンジンの制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、エンジンの制御装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の内燃機関制御装置が記載されている。この内燃機関制御装置は、排気ガスをシリンダの筒内に戻すＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）制御を行い、燃焼サイクルにおいて吸気バルブ及び排気バルブの双方が閉じている状態における筒内のガスの温度とＥＧＲ率とを求め、この求めたガスの温度とＥＧＲ率とに基づいて点火タイミングを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５９４８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来の制御装置は、吸気バルブが閉じた後に、筒内のガスの温度とＥＧＲ率とを求めて、当該燃焼サイクルにおける点火タイミングを補正する。つまり、従来の制御装置は、一サイクル毎に気筒の状態量を計測して、デバイスの制御量の補正を行っていた。
【０００５】
これに対し、本願発明者らは、前のサイクルの燃焼が後のサイクルの燃焼に影響を及ぼすことによって、サイクルの進行に対して規則性を有する燃焼変動が発生することを、新たに見出した。このような複数の燃焼サイクルにまたがる長期的な燃焼変動は、従来の制御装置のように一サイクル毎に気筒の状態量を計測していたのでは、計測することができず、燃焼変動を抑制することもできない。
【０００６】
ここに開示する技術は、燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示する技術は、エンジンの制御装置に係る。このエンジンの制御装置は、
吸気バルブ及び排気バルブの開閉によってガス交換が行われる気筒を有し、かつ複数の前記気筒が順次、燃焼サイクルを実行することにより運転するエンジンと、
前記エンジンに取り付けられ、かつ前記複数の気筒それぞれの燃焼に関係するデバイスと、
前記デバイスに制御信号を出力することによって、前記エンジンの運転を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記エンジンのプラントモデルであって、前記燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動を表すプラントモデルに基づいて、前記複数の気筒それぞれの燃焼前に、前記気筒の状態量を推定しかつ推定した状態量に基づき補正した制御信号を前記デバイスに出力する。
【０００８】
コントローラは、デバイスに制御信号を出力することを通じて、エンジンの複数の気筒それぞれの燃焼を制御する。複数の気筒が順次、燃焼サイクルを実行することにより、エンジンは運転する。
【０００９】
コントローラは、プラントモデルに基づいて、複数の気筒それぞれの燃焼前に、気筒の状態量を推定する。コントローラは、プラントモデルを用いることにより、複数の気筒それぞれの燃焼前に、気筒の状態量を推定できる。
【００１０】
プラントモデルは、燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動を表す。燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動は、前のサイクルの燃焼が後のサイクルの燃焼に影響を及ぼすことによって生じる。コントローラは、推定した気筒の状態量に基づいてデバイスの制御量を補正する。コントローラは、燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動が抑制されるよう、デバイスの制御量を補正する。コントローラが、補正した制御信号をデバイスに出力することにより、燃焼サイクル間の規則性を有する燃焼変動が抑制される。
（【００１１】以降は省略されています）

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