JP2008025405A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine for properly preventing the occurrence of knocking while suppressing torque fluctuation. <P>SOLUTION: The control device for the internal combustion engine is provided with a knocking detection means 54 for detecting the occurrence of knocking, an ignition timing retarding means for retarding ignition timing when the occurrence of knocking is detected by the knocking detection means 54, and an ozone supply means 44 for performing supply of ozone so as to supply the ozone into a cylinder 20 when the ignition timing is retarded by the ignition timing retarding means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トルク変動を抑制しつつ、ノッキングの発生を回避する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that avoids knocking while suppressing torque fluctuation.

従来、エンジン燃焼室内の混合気に自己着火、いわゆるノッキングが発生すると、このノッキングの発生を回避すべく、例えば、点火プラグによる点火時期を遅角させる制御が行われている。   Conventionally, when self-ignition, that is, so-called knocking occurs in the air-fuel mixture in the engine combustion chamber, for example, control for retarding the ignition timing by the spark plug is performed in order to avoid the occurrence of this knocking.

また、例えば特許文献1には、筒内に直接燃料を供給する燃料供給手段と、筒内に直接オゾンを供給するオゾン供給手段とを備え、前記燃料供給手段と前記オゾン供給手段との双方を圧縮行程中に作動させる構成とした自己着火式エンジンが開示されている。そして、この自己着火式エンジンでは、ノッキング検出手段により検出されたノッキング強度が限界値よりも高いときに、筒内に供給させるオゾン量を減少させるようにしている。   Further, for example, Patent Document 1 includes a fuel supply unit that supplies fuel directly into a cylinder and an ozone supply unit that supplies ozone directly into the cylinder, and both the fuel supply unit and the ozone supply unit are provided. A self-igniting engine that is configured to operate during a compression stroke is disclosed. In this self-ignition engine, the amount of ozone supplied into the cylinder is reduced when the knocking intensity detected by the knocking detection means is higher than the limit value.

他方、特許文献2には、燃焼安定度を検出する燃焼安定度検出手段と、排気上死点付近において排気弁および吸気弁のいずれをも閉じることにより既燃ガスが筒内に閉じ込められる負のオーバーラップ期間を延長する制御手段と、着火を促すための着火補助手段とを備える圧縮自己着火内燃機関が開示されている。この内燃機関では、燃焼安定度が悪化したときに、機関負荷の減少に応じて負のオーバーラップ期間を延長し、そして機関負荷が低負荷領域にある所定の判断点以下であるときに着火補助手段が作動して着火を促すようにしている。この着火補助手段は、吸気弁閉時期を進角させて実質的な圧縮比を上げたり、オゾンを供給したりすることで、着火を促すようにしている。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a combustion stability detecting means for detecting combustion stability, and negative gas in which burned gas is confined in the cylinder by closing both the exhaust valve and the intake valve near the exhaust top dead center. A compression self-ignition internal combustion engine is disclosed that includes control means for extending the overlap period and ignition auxiliary means for urging ignition. In this internal combustion engine, when combustion stability deteriorates, the negative overlap period is extended in accordance with the decrease in engine load, and ignition assist is provided when the engine load is below a predetermined judgment point in the low load region. Means are activated to prompt ignition. The ignition assisting means promotes ignition by advancing the intake valve closing timing to increase the substantial compression ratio or supplying ozone.

特開2002−309941号公報JP 2002-309941 A 特開2003−003873号公報JP 2003-003873 A

上記の如く、点火時期を遅角させてノッキングの発生を回避する場合、点火時期遅角によりトルク低下が生じる。これは、運転者等が望まないトルク変動であり、好ましくない。   As described above, when the ignition timing is retarded to avoid the occurrence of knocking, the torque is reduced due to the ignition timing retardation. This is a torque fluctuation that is not desired by the driver or the like and is not preferable.

そこで、本発明は、トルク変動を抑制しつつ、適切にノッキングの発生を回避する内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that appropriately avoids knocking while suppressing torque fluctuation.

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段と、前記ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、前記点火時期遅角手段により点火時期が遅角されたとき、シリンダ内にオゾンが供給されるようにオゾンの供給を実行するオゾン供給手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a knocking detection unit that detects or estimates the occurrence of knocking, and an ignition timing when the occurrence of knocking is detected or estimated by the knocking detection unit. Ignition timing retarding means for retarding the ignition timing, and ozone supply means for supplying ozone so that ozone is supplied into the cylinder when the ignition timing is retarded by the ignition timing retarding means. It is characterized by that.

上記構成によれば、ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、点火時期遅角手段により点火時期が遅角されるので、適切にノッキングの発生を回避することが可能になる。さらに、点火時期遅角手段により点火時期が遅角されたとき、オゾン供給手段によりシリンダ内にオゾンが供給されるようにオゾンの供給が実行されるので、混合気の燃焼が促進される。それ故、混合気の十分な燃焼がより短時間で行われることになり、供給されたオゾン量に対応した、トルク向上が図れる。したがって、点火時期遅角によるトルク低下を、上記の如きオゾン供給によるトルク向上で補うことが可能になり、ノッキングの発生を回避しているときの内燃機関のトルク変動を抑制可能になる。   According to the above configuration, when the occurrence of knocking is detected or estimated by the knocking detection means, the ignition timing is retarded by the ignition timing retarding means, so that it is possible to appropriately avoid the occurrence of knocking. Further, when the ignition timing is retarded by the ignition timing retarding means, the ozone supply is executed so that ozone is supplied into the cylinder by the ozone supply means, so that combustion of the air-fuel mixture is promoted. Therefore, sufficient combustion of the air-fuel mixture is performed in a shorter time, and torque improvement corresponding to the amount of supplied ozone can be achieved. Therefore, it is possible to compensate for the torque decrease due to the ignition timing retardation by the torque improvement by the ozone supply as described above, and it is possible to suppress the torque fluctuation of the internal combustion engine when the occurrence of knocking is avoided.

特に、前記オゾン供給手段により供給されるオゾン量は、前記点火時期遅角手段による点火遅角量に対応していると好ましい。これにより、点火時期遅角によるトルク低下分と、オゾン供給によるトルク向上分とを概ね等しくすることが可能になる。   In particular, it is preferable that the amount of ozone supplied by the ozone supply means corresponds to the ignition delay amount by the ignition timing delay means. As a result, it is possible to make the torque decrease due to the ignition timing retardation substantially equal to the torque improvement due to the ozone supply.

また、上記構成に加えて、前記オゾン供給手段の故障を判定する故障判定手段と、前記故障判定手段により前記オゾン供給手段の故障が判定されたとき、供給が予定されていたオゾン量に対応した吸入空気量分、吸入空気量を増量する吸入空気量増量手段と、を更に備えると良い。故障判定手段によりオゾン供給手段の故障が判定されたとき、吸入空気量増量手段により、供給が予定されていたオゾン量に対応した吸入空気量分、吸入空気量が増量されることになるので、オゾン供給により期待されていたトルク向上分を、吸入空気量増量によるトルク向上で達成することが可能になる。   Further, in addition to the above configuration, a failure determination unit that determines a failure of the ozone supply unit, and when the failure determination unit determines a failure of the ozone supply unit, it corresponds to the amount of ozone that is scheduled to be supplied. It is preferable to further include intake air amount increasing means for increasing the intake air amount by the amount of intake air. When the failure determination means determines that the ozone supply means has failed, the intake air amount increase means increases the intake air amount corresponding to the amount of ozone scheduled to be supplied. The torque improvement expected by the ozone supply can be achieved by increasing the torque by increasing the intake air amount.

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。本実施形態の内燃機関の制御装置が適用された車両のエンジンシステムの概念図を図1に示す。本実施形態の内燃機関(エンジン)10は、ポート噴射形式の火花点火式内燃機関である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a conceptual diagram of a vehicle engine system to which the control device for an internal combustion engine of the present embodiment is applied. The internal combustion engine (engine) 10 of the present embodiment is a port injection type spark ignition internal combustion engine.

エンジン10において、吸気口から吸入された空気(吸気)は、エアクリーナ12を介して吸気通路14に導入される。空気は、スロットルバルブ16の開度によりその流量が調整されつつサージタンク18に流入し、各気筒(シリンダ)20に対応して分岐形成された吸気マニホルド22に分流する。ただし、エンジン10ではアクセルペダル(不図示)の踏み込み動作と、スロットルバルブ16の開閉動作とを切り離して電子的に制御できるようにしている。なお、吸気通路14は、サージタンク18、吸気マニホルド22、およびそれらよりも上流側に接続された吸気管23などにより形成される。吸気マニホルド22には燃料噴射弁24が配設されている。燃料噴射弁24により噴射された燃料は分流した空気と混合されて、吸気バルブ26を介して、イグニッションコイル28への制御により作動される点火プラグ30が上部中央に配設された燃焼室32に吸入される。   In the engine 10, air (intake air) drawn from the intake port is introduced into the intake passage 14 via the air cleaner 12. The air flows into the surge tank 18 while the flow rate is adjusted by the opening degree of the throttle valve 16, and is divided into intake manifolds 22 that are branched corresponding to the cylinders 20. However, in the engine 10, the depression operation of an accelerator pedal (not shown) and the opening / closing operation of the throttle valve 16 can be separated and electronically controlled. The intake passage 14 is formed by a surge tank 18, an intake manifold 22, an intake pipe 23 connected upstream of them, and the like. A fuel injection valve 24 is disposed in the intake manifold 22. The fuel injected by the fuel injection valve 24 is mixed with the diverted air, and an ignition plug 30 that is operated by the control of the ignition coil 28 via the intake valve 26 is provided in the combustion chamber 32 provided in the upper center. Inhaled.

各気筒20の燃焼室32で、混合気は点火プラグ30により点火される。その点火により生じた火炎が混合気の全体に次第に伝播し、通常、混合気は燃焼する。燃焼により生じた排気ガスは、排気バルブ34を介して、各気筒20に対応して分岐形成された排気マニホルド36に排出される。排気ガスは、排気マニホルド36などと共に排気通路38を区画形成する排気管40の途中に配設された触媒コンバータ42を通過することで浄化されて、大気中に排出される。   In the combustion chamber 32 of each cylinder 20, the air-fuel mixture is ignited by a spark plug 30. A flame generated by the ignition gradually propagates to the entire air-fuel mixture, and the air-fuel mixture usually burns. Exhaust gas generated by the combustion is discharged through an exhaust valve 34 to an exhaust manifold 36 that is branched corresponding to each cylinder 20. The exhaust gas is purified by passing through a catalytic converter 42 disposed in the middle of an exhaust pipe 40 that defines an exhaust passage 38 together with the exhaust manifold 36 and the like, and is discharged into the atmosphere.

本実施形態における、上記吸気バルブ26および排気バルブ34を開閉駆動する動弁機構(不図示)は、吸気バルブ26および排気バルブ34の作用角(作動角)の位相およびリフト量を自由に可変、すなわちそれらのバルブタイミングを自由に可変とすると共に、それらのリフト量を自由に可変とする可変動弁機構である。この動弁機構は、電磁コイルの電磁力により吸気バルブ26および排気バルブ34を動かすものであり、それら吸排気バルブ26、34は電磁駆動弁とされている。それ故、吸気バルブ26および排気バルブ34の各電磁コイルの、制御される通電駆動による電磁力により、それらの作用角の位相やリフト量は自由に変えられる。   In the present embodiment, the valve operating mechanism (not shown) for opening and closing the intake valve 26 and the exhaust valve 34 is capable of freely changing the phase of the working angle (operating angle) of the intake valve 26 and the exhaust valve 34 and the lift amount. That is, it is a variable valve mechanism that makes the valve timing freely variable and the lift amount freely variable. This valve operating mechanism moves the intake valve 26 and the exhaust valve 34 by the electromagnetic force of the electromagnetic coil, and these intake / exhaust valves 26 and 34 are electromagnetically driven valves. Therefore, the phase of the working angle and the lift amount can be freely changed by the electromagnetic force by the energization drive controlled by the electromagnetic coils of the intake valve 26 and the exhaust valve 34.

さらに、気筒20内にオゾン(O)が供給されるようにオゾンの供給を実行する、すなわち、燃焼前の混合気中にオゾンが含まれるようにオゾンを供給する、オゾン供給手段44が設けられている。オゾン供給手段44はオゾン発生装置46を有し、オゾン発生装置46により発生されたオゾンは、本実施形態ではスロットルバルブ16よりも下流側の吸気通路14の部分に供給される。具体的には、オゾン発生装置46は、ポンプ、放電器およびパルス電源を含んで構成され、オゾン供給手段44の一部の機能を担っていて後述される電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)48の制御出力によって動作させられる。オゾン発生装置46は、放電器内に、塵埃などを除去しつつ、ポンプによって外部から空気を取り込み、パルス電源からの給電により放電器内の一対の電極間にコロナ放電を生じさせる。これによりコロナ放電が放電器内の空気に作用し、酸素活性成分の一種であるオゾンが発生させられる。より詳細には、空気中の酸素分子(O)に電子が衝突して酸素原子が生じ、この酸素原子が酸素分子と結合してオゾンが生成される。このようにして生成されたオゾンは、オゾン供給手段44の一部を構成するノズル形状をした吐出通路50を介して吸気通路14に供給されて、エアクリーナ12を介して導かれた空気(吸気)と混ざる。ただし、オゾン発生装置46では、所定量のオゾンを発生供給するように、放電器への供給電力等が適正値に制御される。また、パルス電源は、本実施形態において、エンジン10からの動力によりオルタネーターで発電された電気が蓄えられたバッテリーを含んで構成されている。 Further, ozone supply means 44 is provided that supplies ozone so that ozone (O 3 ) is supplied into the cylinder 20, that is, supplies ozone so that the mixture before combustion contains ozone. It has been. The ozone supply means 44 has an ozone generator 46, and ozone generated by the ozone generator 46 is supplied to the portion of the intake passage 14 on the downstream side of the throttle valve 16 in this embodiment. Specifically, the ozone generator 46 is configured to include a pump, a discharger, and a pulse power source, and serves as a part of the ozone supply means 44. The electronic control unit (ECU), which will be described later. It is operated by 48 control outputs. The ozone generator 46 removes dust and the like in the discharger, takes in air from the outside by a pump, and generates corona discharge between a pair of electrodes in the discharger by power supply from a pulse power source. Thereby, corona discharge acts on the air in the discharger, and ozone which is a kind of oxygen active component is generated. More specifically, electrons collide with oxygen molecules (O 2 ) in the air to generate oxygen atoms, which combine with the oxygen molecules to generate ozone. The ozone generated in this way is supplied to the intake passage 14 via a discharge passage 50 having a nozzle shape that constitutes a part of the ozone supply means 44, and is introduced through the air cleaner 12 (intake air). And mix. However, the ozone generator 46 controls the power supplied to the discharger to an appropriate value so that a predetermined amount of ozone is generated and supplied. In the present embodiment, the pulse power source includes a battery in which electricity generated by the alternator using the power from the engine 10 is stored.

燃料噴射制御、点火時期制御、オゾン供給制御等を行うために、ECU48が前述の如く備えられている。ECU48は、CPUと、種々のプログラムやデータを記録するROMやRAMと、入力インターフェイス回路と、出力インターフェイス回路とを備えるマイクロコンピュータで構成されている。入力インターフェイス回路には、シリンダブロック52に伝わるノッキングによる高周波振動を検出するためのノックセンサ54、オゾン供給手段44が接続された箇所よりも下流側に配置されていてオゾン濃度を検出するオゾンセンサ56、スロットルバルブ16よりも下流側の吸気圧を検出するための吸気圧センサ58、スロットルバルブ16の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ60、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセルポジションセンサ62、シリンダブロック52に設けられていて、連接棒を介してピストン64が連結されているクランクシャフト66のクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ68、シリンダブロック52に設けられていてエンジン10の冷却水の温度(冷却水温)を検出するための水温センサ70、触媒コンバータ42の上流側を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出するためのOセンサ72などが電気配線を介して接続されている。なお、本実施形態ではクランクポジションセンサ68をエンジン10の回転数(回転速度)を検出するための回転数センサとして用いている。そして、ECU48の出力インターフェイス回路は、燃料噴射弁24、イグナイタを内蔵したイグニッションコイル28、動弁機構、オゾン発生装置46、そして、スロットルバルブ16を作動するスロットルアクチュエータ74などに接続されていて、上記各種センサ等により得られたデータに基づき、それらが制御可能にされている。 In order to perform fuel injection control, ignition timing control, ozone supply control, etc., the ECU 48 is provided as described above. The ECU 48 is constituted by a microcomputer including a CPU, a ROM and a RAM for recording various programs and data, an input interface circuit, and an output interface circuit. In the input interface circuit, a knock sensor 54 for detecting high-frequency vibration due to knocking transmitted to the cylinder block 52, and an ozone sensor 56 for detecting the ozone concentration are disposed downstream of the location where the ozone supply means 44 is connected. , An intake pressure sensor 58 for detecting the intake pressure downstream of the throttle valve 16, a throttle position sensor 60 for detecting the opening of the throttle valve 16, and an accelerator pedal depression amount, that is, an accelerator opening. An accelerator position sensor 62 for detecting the crank rotation signal of a crankshaft 66 provided on the cylinder block 52 and connected to the piston 64 via a connecting rod is provided on the cylinder block 52. The engine 10 the water temperature sensor 70 for detecting the temperature of cooling water (cooling water temperature) of, such as O 2 sensor 72 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through upstream of the catalytic converter 42 via an electrical wiring connection Has been. In the present embodiment, the crank position sensor 68 is used as a rotational speed sensor for detecting the rotational speed (rotational speed) of the engine 10. The output interface circuit of the ECU 48 is connected to the fuel injection valve 24, the ignition coil 28 incorporating the igniter, the valve mechanism, the ozone generator 46, the throttle actuator 74 that operates the throttle valve 16, and the like. Based on data obtained by various sensors or the like, they can be controlled.

エンジン10では、通常の運転時、吸気圧センサ58からの出力信号に基づく吸気圧や、クランクポジションセンサ68からの出力信号に基づくエンジン回転数など、すなわちエンジン負荷およびエンジン回転数で表される運転状態に基づいて、予めROMに記憶されているデータを検索するなどして、基本燃料噴射量、基本燃料噴射時期、基本点火時期等が設定される。そして、エンジン10の冷却水温などでそれらの基本値を補正して、制御上目標とされる燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等が導出され、燃料噴射弁24、点火プラグ30等の作動が制御される。   In the engine 10, during normal operation, the intake pressure based on the output signal from the intake pressure sensor 58, the engine speed based on the output signal from the crank position sensor 68, that is, the operation expressed by the engine load and the engine speed. Based on the state, the basic fuel injection amount, the basic fuel injection timing, the basic ignition timing, and the like are set by searching data stored in the ROM in advance. Then, these basic values are corrected by the cooling water temperature of the engine 10, etc., and the fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, etc. targeted for control are derived, and the operation of the fuel injection valve 24, the ignition plug 30, etc. Is controlled.

具体的には、エンジン10のECU48は、運転状態に基づいてエンジン10の状態を総合的に判定し、予めROMに記憶されているデータを検索することで得られる基本点火時期を、ノッキング補正などによって進角補正あるいは遅角補正を行って最適な点火時期を決定する。そして、イグナイタに点火信号を送ることによって、決定された点火時期での混合気への点火を実行している。   Specifically, the ECU 48 of the engine 10 comprehensively determines the state of the engine 10 based on the driving state, and calculates the basic ignition timing obtained by searching data stored in the ROM in advance, such as knocking correction. To correct the advance or retard to determine the optimal ignition timing. Then, by sending an ignition signal to the igniter, the air-fuel mixture is ignited at the determined ignition timing.

また、エンジン10では、通常の運転時においてそのエンジン回転数やその負荷が高いときなどに、吸気バルブ26と排気バルブ34とのオーバーラップ量が所定量生じるように、ECU48により、動弁機構が制御されている。これにより、空気を効果的に燃焼室32内に導くことにしている。一方、通常の運転時であって、エンジン回転数や負荷が低いときなどは、排気通路38から燃焼室32内に排気ガスが逆流して燃焼が不安定になるのを防止すべく、上述のときに比してオーバーラップ量が少なくなるように、あるいはオーバーラップが生じないように動弁機構が制御される。このように吸排気バルブ26、34が制御されるのは、通常の運転時のバルブタイミングに関して、運転状態に基づくデータが予め実験により求められてROMに記憶されているからである。なお、このようなバルブタイミングは、概して、ノッキングが生じないように、且つ高いドライバビリティを確保するように設定されている。   Further, in the engine 10, the valve mechanism is controlled by the ECU 48 so that a predetermined amount of overlap between the intake valve 26 and the exhaust valve 34 occurs when the engine speed and load are high during normal operation. It is controlled. Thereby, the air is effectively guided into the combustion chamber 32. On the other hand, during normal operation and when the engine speed and load are low, the above-described operation is performed in order to prevent the exhaust gas from flowing backward from the exhaust passage 38 into the combustion chamber 32 and causing unstable combustion. The valve operating mechanism is controlled so that the amount of overlap is smaller than that sometimes, or the overlap does not occur. The reason why the intake / exhaust valves 26 and 34 are controlled in this way is that, based on the valve timing during normal operation, data based on the operation state is obtained in advance through experiments and stored in the ROM. Note that such valve timing is generally set so that knocking does not occur and high drivability is ensured.

次に、本実施形態におけるノッキングの発生を抑止、すなわち回避するための制御について説明する。   Next, control for suppressing, ie, avoiding, the occurrence of knocking in the present embodiment will be described.

上記点火時期制御では、ノッキングが生じた、あるいは生じる可能性が高いときにはノッキングの発生を回避するべく、点火時期を遅角させる点火時期遅角制御が行われる。そして、この制御では、ノッキングの発生をノックセンサ54からの出力信号に基づいて判断し、すなわちノッキングによる高周波振動がノックセンサ54を用いて検出されると、上記基本点火時期から所定の点火遅角量分、遅角された点火時期に、点火時期は設定される。好ましくは、点火時期は、圧縮上死点後に設定される。なお、ノッキングの発生を回避するために点火時期を遅角させる点火時期遅角手段は、イグニッションコイル28、点火プラグ30を含み、その一部の機能はECU48に担われている。   In the ignition timing control, when the knocking occurs or is likely to occur, the ignition timing retarding control is performed to retard the ignition timing in order to avoid the occurrence of knocking. In this control, the occurrence of knocking is determined based on the output signal from the knock sensor 54. That is, when high-frequency vibration due to knocking is detected using the knock sensor 54, a predetermined ignition delay angle is determined from the basic ignition timing. The ignition timing is set to the ignition timing retarded by the amount. Preferably, the ignition timing is set after compression top dead center. The ignition timing retarding means for retarding the ignition timing in order to avoid the occurrence of knocking includes an ignition coil 28 and a spark plug 30, and a part of the functions is carried by the ECU 48.

そして、この点火時期遅角制御を行うと共に、ECU48はオゾン発生装置46に所定量のオゾンを発生供給させる、オゾン供給制御を行う。この結果、所定量のオゾンが吸気通路14に供給されることになる。ただし、このオゾン供給に伴い、筒内に吸入される空気量が増大することを防ぐため、そのオゾン量に相当する量の空気を減じるようにスロットルバルブ16の開度を絞るべく、スロットルアクチュエータ74への制御が行われる。ノッキングが生じるときは、一般に、エンジン10は高回転あるいは中高負荷の所定の運転状態であるので、ノッキング発生の回避の制御を行う前は、スロットルバルブ16は全開にされている。本実施形態では、点火遅角量と共に、この点火遅角量に対応した所定量にオゾン供給量は決定されて記憶されていて、スロットルバルブ16の開度はそれらに対応する量に予め決められてROMに記憶されている。したがって、ノッキングの発生が検出されたときには、所定の点火遅角量分、点火時期を遅角するのに加えて、所定量のオゾンが供給されると共に、この所定量に対応する吸入空気量分、スロットルバルブ16の開度が絞られる。   Then, while performing this ignition timing retardation control, the ECU 48 performs ozone supply control for causing the ozone generator 46 to generate and supply a predetermined amount of ozone. As a result, a predetermined amount of ozone is supplied to the intake passage 14. However, in order to prevent the amount of air sucked into the cylinder from increasing with the ozone supply, the throttle actuator 74 is used to reduce the opening of the throttle valve 16 so as to reduce the amount of air corresponding to the amount of ozone. Control is performed. When knocking occurs, the engine 10 is generally in a predetermined operation state of high rotation or medium / high load. Therefore, the throttle valve 16 is fully opened before the control for avoiding the occurrence of knocking is performed. In this embodiment, together with the ignition retard amount, the ozone supply amount is determined and stored in a predetermined amount corresponding to the ignition retard amount, and the opening degree of the throttle valve 16 is determined in advance to an amount corresponding thereto. Stored in the ROM. Therefore, when the occurrence of knocking is detected, in addition to retarding the ignition timing by a predetermined ignition delay amount, a predetermined amount of ozone is supplied, and an intake air amount corresponding to the predetermined amount is supplied. The opening of the throttle valve 16 is reduced.

オゾン供給により、燃焼室32の混合気は化学的に活性となる。したがって、混合気における火炎伝播が促進され、混合気の燃焼が迅速に生じることになる。すなわち、点火から燃焼が完了するまでの時間が短縮される。ノッキング発生を回避する点火時期遅角制御を行っているとき、火炎は、圧縮上死点後数度、例えば1〜3°での点火で生じ、ピストン64が大きく下がる前に適切に伝播するので、迅速な燃焼による十分な燃焼圧がピストン64の上面に及ぼされることになる。したがって、オゾン供給によりトルク向上が図られ、このトルク向上分で、点火時期遅角での燃焼悪化によるトルク低下分を補うことが可能になる。また、オゾン供給により燃焼が迅速に適切に行われるので、点火時期を遅角させたことによる、燃費悪化や排気エミッションの悪化を防ぐことが可能になる。   By supplying ozone, the air-fuel mixture in the combustion chamber 32 becomes chemically active. Therefore, the flame propagation in the air-fuel mixture is promoted, and the air-fuel mixture burns quickly. That is, the time from ignition to combustion is shortened. When ignition timing retarding control is performed to avoid knocking, the flame is generated by ignition at several degrees after compression top dead center, for example, 1 to 3 °, and propagates properly before the piston 64 is greatly lowered. Sufficient combustion pressure due to rapid combustion is exerted on the upper surface of the piston 64. Therefore, torque can be improved by supplying ozone, and this torque improvement can compensate for the torque reduction due to combustion deterioration at the ignition timing retardation. In addition, since combustion is performed quickly and appropriately by supplying ozone, it is possible to prevent deterioration in fuel consumption and exhaust emission due to retarded ignition timing.

さらに、このようにオゾンを供給しつつ、点火時期が遅角されるので、点火遅角量を、オゾンを供給しないときよりも、大きくすることが可能になる。したがって、より確実にノッキングの発生を回避することが可能になる。ただし、トルク変動を生じさせないように、供給されるオゾン量と、点火遅角量とは対応しているのが良い。   Furthermore, since the ignition timing is retarded while supplying ozone in this way, the ignition retard amount can be made larger than when ozone is not supplied. Therefore, it is possible to more reliably avoid the occurrence of knocking. However, it is preferable that the supplied ozone amount and the ignition retard amount correspond to each other so as not to cause torque fluctuation.

このようなノッキングの発生を回避する制御の一連の流れを、概念的に図2に示す。以下、図2に基づいて説明する。   FIG. 2 conceptually shows a series of control flow for avoiding such knocking. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

概略的に、ECU48は、ノッキングによる高周波振動がノックセンサ54からの出力信号に基づいて検出されたか否かで、まずノッキングが発生したか否かを判定する(ステップS201)。そして、ノッキングが発生していないと判断されて否定されると、ノッキングの発生を回避するための点火時期遅角制御が停止されると共に(ステップS203)、オゾン供給制御が停止される(ステップS205)。このときのオゾン供給制御の停止では、スロットルバルブ16の開度を絞る制御も停止され、スロットルバルブ16の開度は絞られない。他方、ノッキングが発生していると判断されて肯定されると(ステップS201)、点火時期遅角制御が行われ(ステップS207)、概ね同時期にオゾン供給制御が実行される(ステップS209)。なお、オゾン供給の実行に際しては、上述の如く、オゾン量に対応した分の吸入空気量を低減するべく、スロットルバルブ16の開度も絞られる。したがって、ノッキングが発生したと判定されると、点火時期を遅角させることが行われると共に、オゾンを含む空気量が変化しないようにオゾン供給が行われるので、点火時期遅角によるトルク変動を抑制しつつ、適切にノッキングの発生を回避することが可能になる。   Schematically, the ECU 48 first determines whether or not knocking has occurred based on whether or not high-frequency vibration due to knocking has been detected based on an output signal from the knock sensor 54 (step S201). If it is determined that knocking has not occurred and the result is negative, ignition timing retard control for avoiding knocking is stopped (step S203), and ozone supply control is stopped (step S205). ). When the ozone supply control is stopped at this time, the control for reducing the opening of the throttle valve 16 is also stopped, and the opening of the throttle valve 16 is not reduced. On the other hand, if it is determined that knocking has occurred and the determination is affirmative (step S201), ignition timing retarding control is performed (step S207), and ozone supply control is performed almost simultaneously (step S209). When the ozone supply is executed, as described above, the opening of the throttle valve 16 is also reduced to reduce the intake air amount corresponding to the ozone amount. Therefore, if it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded, and ozone is supplied so that the amount of air containing ozone does not change, so torque fluctuation due to ignition timing retardation is suppressed. However, it is possible to appropriately avoid the occurrence of knocking.

なお、上記ステップS203とS205の順番を入れ替えても良く、また同様に、ステップS207とS209の順番も入れ替えても良い。点火時期遅角とオゾン供給とが概ね同時期に行われさえすれば良い。   Note that the order of steps S203 and S205 may be interchanged, and the order of steps S207 and S209 may also be interchanged. It is only necessary that the ignition timing retardation and the ozone supply be performed substantially at the same time.

ところで、上記の如く点火時期遅角制御を行っているときに、オゾン供給手段44によるオゾン供給ができなくなると、点火時期遅角によるトルク低下分を補うことができなくなる。特に、上記の如く、オゾン供給の観点からさらに点火遅角量を大きくした場合には、そのトルク低下分が無視できない大きさになる。そこで、本実施形態では、このようなときのトルク低下、すなわちトルク変動を抑制すべく、ノッキング回避のための上記制御を終了することにしている。ただし、概して、このような過渡期での制御上、点火時期を新たに求め、それを実行するのに必要な演算には、すなわち点火時期を大きく変更するのには、他の制御値の演算、切換制御に比して長い時間を要する。すなわち上記点火時期遅角状態から点火時期を変更するに際しては、その判定計算(割り込み計算)の遅れが生じ、その遅れの間、点火時期が過遅角状態になる。これでは、この間、燃焼が悪化し、無視できないトルク変動、すなわち、この間に運転者に感知されるほどの振動等を車両に生じさせるトルク変動が生じる場合がある。そこで、このようなトルク変動を低減すべく、このようなとき吸入空気量を多くして、点火時期遅角によるトルク低下分を補うようにする。以下に、その制御について説明するが、以下の説明は、既に説明した制御等が存在する上で成立する。そこで、上記説明に基づきつつ、以下の説明を行う。なお、以下の説明では、図3および図4をさらに用いる。   By the way, if the ozone supply means 44 cannot supply ozone during the ignition timing retardation control as described above, it is impossible to compensate for the torque decrease due to the ignition timing retardation. In particular, as described above, when the ignition delay amount is further increased from the viewpoint of ozone supply, the torque reduction amount cannot be ignored. Therefore, in the present embodiment, the above-described control for avoiding knocking is terminated in order to suppress the torque drop, that is, the torque fluctuation at this time. However, in general, for the control in such a transition period, the ignition timing is newly calculated and the calculation necessary for executing it, that is, to greatly change the ignition timing, is to calculate other control values. It takes a long time compared to the switching control. That is, when changing the ignition timing from the ignition timing retarded state, a delay of the determination calculation (interrupt calculation) occurs, and the ignition timing is in an over retarded state during the delay. In this case, combustion deteriorates during this period, and torque fluctuations that cannot be ignored, that is, torque fluctuations that cause the vehicle to vibrate enough to be perceived by the driver may occur. Therefore, in order to reduce such torque fluctuation, the amount of intake air is increased at this time so as to compensate for the torque decrease due to the ignition timing retardation. The control will be described below, but the following description is established in the presence of the control described above. Therefore, the following description will be made based on the above description. In the following description, FIGS. 3 and 4 are further used.

図3に吸排気バルブ26、34のバルブタイミングダイヤグラムを示し、黒塗り矢印で排気バルブ34のバルブタイミング(EX)を、白抜き矢印で吸気バルブ26のバルブタイミング(IN)を表している。図3中には、併せて点火時期も白抜き星印で表している。ただし、図中実線で表したのはそのときのバルブタイミングおよび点火時期であり、点線で表したのはその前の段階でのバルブタイミングおよび点火時期である。図3(a)は例えば高負荷運転での、すなわちノッキングが発生する可能性のある運転状態でのバルブタイミングダイヤグラムを、図3(b)はノッキング発生回避のために図3(a)に表した状態からオゾン供給を伴いつつ点火時期を遅角させたときのバルブタイミングダイヤグラムを、図3(c)はノッキング発生回避中にオゾン供給ができなくなったので吸入空気量の増量を図るべく図3(b)に表した状態から吸気バルブ26の開時期を進めたときのバルブタイミングダイヤグラムを、そして、図3(d)はノッキング発生回避のための点火時期遅角制御を終了し、バルブタイミングも元に戻したときのバルブタイミングダイヤグラムを概念的に表している。そして、図4は、空気量(吸入空気量+オゾン量)、吸気バルブの開時期の進角量、トルク、点火進角量、オゾン量のそれぞれを時間に対して並べて表した概念図である。   FIG. 3 shows a valve timing diagram of the intake / exhaust valves 26, 34. A black arrow indicates the valve timing (EX) of the exhaust valve 34, and a white arrow indicates the valve timing (IN) of the intake valve 26. In FIG. 3, the ignition timing is also indicated by white stars. However, the solid line in the figure represents the valve timing and ignition timing at that time, and the dotted line represents the valve timing and ignition timing at the previous stage. FIG. 3A shows a valve timing diagram in, for example, a high-load operation, that is, an operation state in which knocking may occur, and FIG. 3B shows the valve timing diagram in FIG. FIG. 3 (c) shows the valve timing diagram when the ignition timing is retarded with the ozone supply from the state of FIG. 3. FIG. 3 (c) shows that the ozone supply cannot be performed while knocking is avoided, so that the intake air amount can be increased. FIG. 3D shows the valve timing diagram when the opening timing of the intake valve 26 is advanced from the state shown in FIG. 3B, and FIG. 3D ends the ignition timing retarding control for avoiding the occurrence of knocking. The valve timing diagram when returning to the original is conceptually shown. FIG. 4 is a conceptual diagram in which air amount (intake air amount + ozone amount), intake valve opening timing advance amount, torque, ignition advance amount, and ozone amount are arranged side by side with respect to time. .

図3(a)に示した如き、吸排気バルブ26、34でのバルブタイミングで動弁機構が作動され、そして図示したように圧縮上死点前、例えば圧縮上死点前数°で混合気に点火されていたところ、ノッキングの発生が検出されるに至ると、既に述べた如くそのノッキングの発生を回避すべく、点火時期を遅角させる制御が行われる。例えば、図3(b)に示すように、点線で表した圧縮上死点前であった点火時期が、実線で表した圧縮上死点後、例えば圧縮上死点後数°の時期に点火時期が遅角される。これにより、筒内圧の著しい上昇が回避され、および混合気の温度上昇も抑制され、火炎伝播によらない自着火が生じることを防ぐことが可能になる。   As shown in FIG. 3 (a), the valve operating mechanism is operated at the valve timing of the intake and exhaust valves 26 and 34, and as shown in the figure, the air-fuel mixture is mixed before compression top dead center, for example, several degrees before compression top dead center. When the occurrence of knocking is detected, the control for delaying the ignition timing is performed in order to avoid the occurrence of knocking as described above. For example, as shown in FIG. 3B, the ignition timing before the compression top dead center represented by the dotted line is ignited after the compression top dead center represented by the solid line, for example, several degrees after the compression top dead center. The time is retarded. As a result, a significant increase in the in-cylinder pressure is avoided, and an increase in the temperature of the air-fuel mixture is also suppressed, making it possible to prevent the occurrence of self-ignition that does not depend on flame propagation.

この図3(b)に示した如く制御を行っているときに、図4の時間t0から時間t1の間が対応していて、このときは、点火時期が点火遅角量Δθa分遅角されると共に、所定量Fa分のオゾン供給が行われる。このように制御することで、点火時期を遅角させる前に比してトルク低下、すなわちトルク変動を生じさせずに、ノッキングの発生を回避することが可能になる。しかし、図4中の時間t1でオゾン供給手段44に故障が生じると、以後オゾンは供給されなくなる。したがって、点火時期を遅角させ続けることによりノッキングの発生は回避されるが、このままの状態に維持するとトルク低下が生じることになる。そこで、本発明では、ノッキング発生の回避よりも、そのようなトルク変動の回避を優先すべく、ノッキングの発生を回避するための制御を終了することにしている。   When the control is performed as shown in FIG. 3B, the time t0 to the time t1 in FIG. 4 correspond to each other. At this time, the ignition timing is retarded by the ignition retard amount Δθa. In addition, ozone supply for a predetermined amount Fa is performed. By controlling in this way, it becomes possible to avoid the occurrence of knocking without causing torque reduction, that is, torque fluctuation, compared to before the ignition timing is retarded. However, if a failure occurs in the ozone supply means 44 at time t1 in FIG. 4, ozone will not be supplied thereafter. Therefore, the occurrence of knocking can be avoided by continuing to retard the ignition timing. However, if this state is maintained as it is, the torque will decrease. Therefore, in the present invention, control for avoiding the occurrence of knocking is terminated in order to give priority to avoiding such torque fluctuations over avoiding occurrence of knocking.

なお、オゾン供給手段44の故障は、本実施形態では、オゾンセンサ56からの出力信号に基づいて判断される。すなわち、オゾンセンサ56からの出力信号に基づいて得られたオゾン濃度が所定値以下であれば故障と判断し、それを超えていれば故障していないと判断する。   In the present embodiment, the failure of the ozone supply unit 44 is determined based on an output signal from the ozone sensor 56. That is, if the ozone concentration obtained based on the output signal from the ozone sensor 56 is equal to or less than a predetermined value, it is determined that there is a failure, and if it exceeds this, it is determined that there is no failure.

ところで、上記の如く、点火時期制御の判定計算は、スロットルバルブ16の開度や、吸排気バルブ26、34のバルブタイミング等や、燃料噴射量等の判定計算よりも長い時間を要し、特に制御切換の過渡期にはその差が顕著である。そこで、オゾン供給手段44に故障が生じてから(時間t1)、点火時期遅角補正が終了されて、点火遅角量Δθaに対応する分、点火時期が進角されるまで(時間t2)の、図4に概念的に示した遅れ時間Δtに基づくトルク変動を抑制するべく、図3(c)に示す如くバルブタイミングを変えて、吸入空気量を増やすことにしている。本実施形態では、オゾン供給手段44が故障と判定されると、図3(c)に示す如く、点線で表した開時期から、実線で表したときまで吸気バルブ26の開時期を進角してバルブオーバーラップを十分に生じさせる。このときの進角度合い(進角量)(図4中のΔθva)は予め実験により求められてROMに記憶されている。なお、吸入空気量が増えるのであれば、吸排気バルブ26、34のバルブタイミングやリフト量を、運転状態に基づいて不図示のデータを検索することで他のように変更することを排除するものではない。   By the way, as described above, the determination calculation of the ignition timing control takes a longer time than the determination calculation of the opening degree of the throttle valve 16, the valve timings of the intake and exhaust valves 26 and 34, the fuel injection amount, etc. The difference is remarkable in the transition period of control switching. Therefore, after a failure occurs in the ozone supply means 44 (time t1), the ignition timing delay correction is terminated and the ignition timing is advanced by an amount corresponding to the ignition delay amount Δθa (time t2). In order to suppress the torque fluctuation based on the delay time Δt conceptually shown in FIG. 4, the intake air amount is increased by changing the valve timing as shown in FIG. In this embodiment, when it is determined that the ozone supply means 44 is out of order, as shown in FIG. 3C, the opening timing of the intake valve 26 is advanced from the opening timing represented by the dotted line to the time represented by the solid line. Sufficient valve overlap. The advancement degree (advance amount) (Δθva in FIG. 4) at this time is obtained in advance by experiments and stored in the ROM. If the intake air amount increases, it is excluded that the valve timing and lift amount of the intake / exhaust valves 26 and 34 are changed in other ways by searching data (not shown) based on the operation state. is not.

なお、概して吸排気バルブ26、34のバルブタイミングは、上記した如く、ノッキングが生じないように、ノッキングが生じる可能性が高いノッキング限界から離れるように設定されている。それ故、点火時期が遅角されているときに、バルブタイミングが変えられて吸入空気量がある程度多くなっても、この吸入空気量増量によりノッキングが生じることはない。   In general, the valve timings of the intake / exhaust valves 26 and 34 are set so as to be away from the knocking limit where the possibility of knocking is high so that knocking does not occur as described above. Therefore, even when the ignition timing is retarded, even if the valve timing is changed and the intake air amount increases to some extent, knocking does not occur due to the increase in the intake air amount.

図3に戻り、吸入空気量が増量されつつ点火時期が遅角された状態で、点火時期の判定計算の遅れ分の時間Δtが経過し、点火時期遅角状態から復帰することが可能になったら、吸気バルブ26の開時期を元に戻しつつ、点火時期も元に戻し、ノッキング発生の回避のための点火時期遅角制御などを行わない状態に戻ることになる(図3(d)中の実線)。なお、このときは、図4中の時間t2のときに対応している。   Returning to FIG. 3, in the state where the ignition timing is retarded while the intake air amount is increased, the time Δt corresponding to the delay in the ignition timing determination calculation has elapsed, and it is possible to return from the ignition timing retarded state. Then, while returning the opening timing of the intake valve 26, the ignition timing is also returned to the original state, and the state is returned to the state where the ignition timing retarding control or the like for avoiding knocking is not performed (in FIG. 3D). Solid line). This case corresponds to the time t2 in FIG.

このようにすることでノッキングの発生を回避することはできなくなる可能性があるが、例えば図4中に点線で示したような不意のトルク変動が生じることが防止される。したがって、運転者等に感じられる振動などが車両に生じることを防ぐことが可能になる。すなわち、上記制御によれば、ドライバビリティの悪化を生じさせない。   By doing so, it may not be possible to avoid the occurrence of knocking, but for example, an unexpected torque fluctuation as shown by a dotted line in FIG. 4 is prevented. Therefore, it is possible to prevent vibrations or the like felt by the driver or the like from occurring in the vehicle. That is, according to the above control, drivability is not deteriorated.

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、これは本発明を限定しない。上記実施形態では、オゾン供給手段44を、吸気通路14にオゾンを供給するように設けることにしたが、本発明はこれに限定されない。本発明は、気筒20内にオゾンを供給すべく、吸気ポート、吸気マニホルド、それよりも上流側の吸気管などの任意の箇所にオゾン供給手段を設けることを含むものである。例えば、既に燃焼室32に取り込まれた吸気中にオゾンを供給することにしても良く、さらには、燃焼室32で既に形成されている混合気中に、オゾンを供給することにしても良い。つまり、本発明は、オゾン供給手段44を吸気通路14の途中にオゾンを供給するように設けるのみならず、燃焼室32に直接にオゾンを供給するように設けることを排除するものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this does not limit this invention. In the above embodiment, the ozone supply means 44 is provided so as to supply ozone to the intake passage 14, but the present invention is not limited to this. The present invention includes the provision of ozone supply means at any location such as an intake port, an intake manifold, and an intake pipe upstream of the intake port in order to supply ozone into the cylinder 20. For example, ozone may be supplied into the intake air that has already been taken into the combustion chamber 32, or ozone may be supplied into the air-fuel mixture already formed in the combustion chamber 32. That is, the present invention does not exclude not only providing the ozone supply means 44 so as to supply ozone in the intake passage 14 but also supplying ozone directly to the combustion chamber 32.

また、オゾン供給手段44は、上記実施形態に限定されず、他のオゾンを発生供給する装置であっても良い。例えば、エアクリーナを経た空気が内部を通過するように、吸気通路にオゾン供給手段として反応器を設けることにしても良い。より具体的には、吸気通路の一部を形成する絶縁体ケースと、このケースの中心軸に沿って配置される中心電極と、この中心電極に金属結線で繋がった高電圧電源とを備える反応器を吸気通路の途中に設けることとしても良い。そして、中心電極に所望の高電圧を印加するべく、高電圧電源を制御することで、吸気通路を流れる空気に放電して、その吸入空気中にオゾンを生成供給することができる。   Further, the ozone supply means 44 is not limited to the above embodiment, and may be a device that generates and supplies other ozone. For example, a reactor may be provided as an ozone supply means in the intake passage so that air that has passed through the air cleaner passes inside. More specifically, a reaction provided with an insulator case forming a part of the intake passage, a center electrode arranged along the central axis of the case, and a high voltage power source connected to the center electrode by a metal wire It is good also as providing a device in the middle of an intake passage. Then, by controlling the high voltage power source so as to apply a desired high voltage to the center electrode, it is possible to discharge into the air flowing through the intake passage and generate and supply ozone in the intake air.

また、上記実施形態では、ノッキング発生回避のための点火遅角量を一定とし、そのときに同時に行うオゾン供給の供給量およびスロットルバルブ16の開度(絞り量)を一定としたが、それぞれ可変としても良い。例えば、ノッキングが発生していない状態では所定角度ずつ進角し、ノッキングが発生した場合には、所定角度ずつ遅角し、ノッキングが発生するか否かの境界領域でエンジン10を運転するように点火時期が設定されても良い。そして、このような点火遅角量に対応したオゾン量をその都度導出して、オゾンの供給制御をするようにしても良い。すなわち、エンジン10は点火時期を逐次学習補正し、こうして得られた点火時期に基づいて、イグナイタへ作動信号を出力し、同様にして求められた量のオゾンをオゾン供給手段44に供給実行させても良い。これにより、ノッキングの発生を回避している時のトルク変動をより適切に抑制することが可能になる。なお、この場合、スロットルバルブ16の開度、すなわち絞り量も同様にその都度導出されて、制御されるのが良い。   Further, in the above embodiment, the ignition delay amount for avoiding the occurrence of knocking is made constant, and the supply amount of ozone supplied at the same time and the opening degree (throttle amount) of the throttle valve 16 are made constant. It is also good. For example, when knocking has not occurred, the angle is advanced by a predetermined angle. When knocking has occurred, the angle is retarded by a predetermined angle, and the engine 10 is operated in a boundary region where knocking occurs or not. An ignition timing may be set. Then, an ozone amount corresponding to such an ignition retardation amount may be derived each time to control the ozone supply. That is, the engine 10 sequentially learns and corrects the ignition timing, outputs an operation signal to the igniter based on the ignition timing obtained in this way, and supplies the ozone supply means 44 to the ozone supply means 44 to execute the same amount of ozone. Also good. Thereby, it is possible to more appropriately suppress the torque fluctuation when the occurrence of knocking is avoided. In this case, the opening degree of the throttle valve 16, that is, the throttle amount is preferably derived and controlled in each case.

また、上記実施形態では、オゾンをノッキングの発生を回避するときのみ供給することにしたが、本発明はこれ以外のときにオゾンを供給することを排除するものではない。例えば、エンジン始動時に、そのときの燃焼を改善すべく、オゾンを供給することにしても良い。ただし、オゾンを発生供給するためには、多くの電力を消費するので、上記の如くノッキング発生を回避するときなどオゾン供給要求度の高いときにオゾン供給時期を限定するのが好ましい。   In the above embodiment, ozone is supplied only when the occurrence of knocking is avoided, but the present invention does not exclude supplying ozone at other times. For example, when the engine is started, ozone may be supplied to improve combustion at that time. However, in order to generate and supply ozone, a large amount of electric power is consumed. Therefore, it is preferable to limit the ozone supply time when the ozone supply requirement is high, such as when knocking is avoided as described above.

さらに、上記実施形態では、オゾン供給手段44の故障をオゾンセンサ56からの出力信号に基づいて判定することにしたが、それ以外の手段を用いてその判定がなされても良い。例えば、オゾン発生装置46での消費電力の変化から、オゾン供給手段44の故障を判定するようにしても良い。あるいは、筒内圧センサ、すなわち燃焼圧センサからの出力信号に基づいてオゾン供給手段44の故障を判定することにしても良い。具体的には、ノッキングの発生を防ぐときに微小時間差でまず点火時期を遅角させる制御のみを行う。そして、このときの燃焼圧を検出および記憶しておく。そして、わずかな時間差で点火時期遅角に加えてオゾン供給を開始し、オゾンが供給されているときの燃焼圧を検出し続ける。そして、これらを比較し、点火時期遅角のみのときの燃焼圧よりも、さらにオゾンをも供給したときの燃焼圧が高ければオゾンが適切に供給されていると判定し、そうでなければオゾンが適切に供給されていないと判定する。すなわち、オゾンを供給しているはずなのに、燃焼圧の上昇が認められないときには、オゾン供給手段が故障していると判断するようにしても良い。あるいは、トルクセンサを設け、オゾンを供給しているにもかかわらず、トルク低下が検出等されたときに、オゾン供給手段の故障と判断するようにしても良い。   Furthermore, in the above embodiment, the failure of the ozone supply means 44 is determined based on the output signal from the ozone sensor 56, but the determination may be made using other means. For example, a failure of the ozone supply unit 44 may be determined from a change in power consumption in the ozone generator 46. Alternatively, the failure of the ozone supply means 44 may be determined based on an output signal from the in-cylinder pressure sensor, that is, the combustion pressure sensor. Specifically, only control for retarding the ignition timing with a minute time difference is performed when preventing the occurrence of knocking. Then, the combustion pressure at this time is detected and stored. Then, in addition to the ignition timing retardation, ozone supply is started with a slight time difference, and the combustion pressure when ozone is supplied is continuously detected. Then, these are compared, and if the combustion pressure when ozone is further supplied is higher than the combustion pressure when only the ignition timing is retarded, it is determined that ozone is properly supplied; Is determined not to be properly supplied. That is, when ozone is supposed to be supplied but no increase in combustion pressure is recognized, it may be determined that the ozone supply means has failed. Alternatively, a torque sensor may be provided, and it may be determined that the ozone supply means is out of order when a decrease in torque is detected in spite of supplying ozone.

また、上記実施形態では、ノッキング検出手段としてノックセンサを用いたが、他の方法によりノッキングの発生を検出あるいは推定するようにしても良い。例えば、高負荷あるいは高回転での領域に位置する所定の運転状態であるときは、ノッキングの発生が推定されるとして、上記の如く、ノッキングを防ぐための制御が行われても良い。   In the above embodiment, the knock sensor is used as the knocking detection means. However, the occurrence of knocking may be detected or estimated by another method. For example, when a predetermined operating state is located in a region with a high load or high rotation, the occurrence of knocking is estimated, and control for preventing knocking may be performed as described above.

さらに、上記実施形態では、吸気バルブ26および排気バルブ34を電磁駆動弁とする動弁機構を用いたが、それ以外の動弁機構、例えばカムやカムシャフトを有する吸排気バルブ26、34の動弁機構を排除するものではない。例えば、吸入空気量の増量を可能にするべく、吸気バルブ26や排気バルブ34の作用角の位相などを可変にする機構であれば、他の如何なるものでも良い。そのようなものとしては、既知の、可変バルブタイミング機構や、可変バルブタイミング−リフト機構がある。そして、ECU48によって制御される油圧等により、吸気バルブ26や排気バルブ34の作用角の位相が可変とされるものとしては、例えば、カムを複数有していて、そのカムを切り換えることで、吸気バルブ26や排気バルブ34の作用角の位相を連続的に変えるものがある。また、タイミングチェーンにより回動されるカムシャフトに可変タイミングコントローラーを設けて、そのハウジング内の進角室などの油圧を調整することで、吸気バルブ26や排気バルブ34の作用角の位相を連続的に変えるものがある。   Furthermore, in the above embodiment, a valve mechanism using the intake valve 26 and the exhaust valve 34 as electromagnetically driven valves is used. However, other valve mechanisms such as intake and exhaust valves 26 and 34 having cams and camshafts are used. It does not exclude the valve mechanism. For example, any other mechanism may be used as long as it can change the phase of the operating angle of the intake valve 26 and the exhaust valve 34 so that the intake air amount can be increased. Such devices include known variable valve timing mechanisms and variable valve timing-lift mechanisms. For example, the operating angle of the intake valve 26 or the exhaust valve 34 can be changed by the hydraulic pressure controlled by the ECU 48. For example, a plurality of cams are provided, and the intake valves can be switched by switching the cams. There is one that continuously changes the phase of the operating angle of the valve 26 and the exhaust valve 34. In addition, a variable timing controller is provided on the camshaft rotated by the timing chain, and the hydraulic pressure of the advance chamber and the like in the housing is adjusted so that the phase of the working angle of the intake valve 26 and the exhaust valve 34 is continuously adjusted. There is something to change.

また、上記実施形態では、本発明が適用される内燃機関を、吸気ポート噴射形式の火花点火機関としたが、それ以外の火花点火機関、例えば筒内噴射形式の火花点火機関としても良い。   In the above embodiment, the internal combustion engine to which the present invention is applied is a spark ignition engine of an intake port injection type, but other spark ignition engines, for example, a spark ignition engine of in-cylinder injection type may be used.

なお、上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。   In the above embodiment, the present invention has been described with a certain degree of concreteness, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. It must be understood that. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents.

本実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの概念図である。1 is a conceptual diagram of an engine system to which an internal combustion engine control device of an embodiment is applied. ノッキングの発生を回避する制御の一連の流れを概念的に表した図である。FIG. 5 is a diagram conceptually showing a series of control flow for avoiding knocking. ノッキングの発生を回避する制御前、中、後における、吸排気バルブのバルブタイミングを概念的に表したバルブタイミングダイヤグラムであり、併せて点火時期をも示した図である。FIG. 4 is a valve timing diagram conceptually showing valve timings of intake and exhaust valves before, during and after control for avoiding occurrence of knocking, and also shows ignition timing. 空気量(吸入空気量+オゾン量)、吸気バルブ開時期の進角量、トルク、点火進角量、オゾン量のそれぞれを時間に対して並べて表した概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram in which air amount (intake air amount + ozone amount), intake valve opening timing advance amount, torque, ignition advance amount, and ozone amount are arranged with respect to time.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
14 吸気通路
16 スロットルバルブ
18 サージタンク
22 吸気マニホルド
24 燃料噴射弁
30 点火プラグ
32 燃焼室
36 排気マニホルド
38 排気通路
42 触媒コンバータ
44 オゾン供給手段
46 オゾン発生装置
50 吐出通路
54 ノックセンサ
56 オゾンセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 14 Intake passage 16 Throttle valve 18 Surge tank 22 Intake manifold 24 Fuel injection valve 30 Spark plug 32 Combustion chamber 36 Exhaust manifold 38 Exhaust passage 42 Catalytic converter 44 Ozone supply means 46 Ozone generator 50 Discharge passage 54 Knock sensor 56 Ozone sensor

Claims (3)

ノッキングの発生を検出または推定するノッキング検出手段と、
前記ノッキング検出手段によりノッキングの発生が検出または推定されたとき、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、
前記点火時期遅角手段により点火時期が遅角されたとき、シリンダ内にオゾンが供給されるようにオゾンの供給を実行するオゾン供給手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
Knock detection means for detecting or estimating occurrence of knock;
An ignition timing retarding means for retarding the ignition timing when occurrence of knocking is detected or estimated by the knocking detection means;
Ozone supply means for supplying ozone so that ozone is supplied into the cylinder when the ignition timing is retarded by the ignition timing retarding means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記オゾン供給手段により供給されるオゾン量は、前記点火時期遅角手段による点火遅角量に対応していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the amount of ozone supplied by the ozone supply means corresponds to an ignition delay amount by the ignition timing delay means. 前記オゾン供給手段の故障を判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段により前記オゾン供給手段の故障が判定されたとき、供給が予定されていたオゾン量に対応した吸入空気量分、吸入空気量を増量する吸入空気量増量手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
Failure determination means for determining a failure of the ozone supply means;
An intake air amount increasing means for increasing the intake air amount by an intake air amount corresponding to the ozone amount scheduled to be supplied when a failure of the ozone supply means is determined by the failure determination means;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
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