JP2008101585A - Control device and method for internal combustion engine - Google Patents

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internal combustion
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Toshimi Kashiwakura
利美 柏倉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress change in combustion status of an internal combustion engine, when an electrode gap of an ignition plug is enlarged. <P>SOLUTION: A control device for an internal combustion engine controls an internal combustion engine 1, in which an ignition plug 11 including a center electrode and a ground electrode spaced from each other and opposed to each other is disposed on a cylinder. The control device for an internal combustion engine comprises a distance specifying means 30 specifying a distance between the center electrode and ground electrode, and a parameter changing means 30 making a change of a predetermined parameter defining the combustion status of the internal combustion engine, depending on the specified distance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば車両の点火プラグを備えた内燃機関の制御装置及び方法に関する。   The present invention relates to a control device and method for an internal combustion engine including, for example, a vehicle ignition plug.

この種の制御装置では、点火プラグの中心電極と接地電極との間に高電圧を印加し、両電極間において火花放電を行うことにより混合気の着火を行っている。このため、使用に伴い両電極が磨耗し、両電極間の距離(以下、電極ギャップともいう)が拡大する。   In this type of control device, a high voltage is applied between the center electrode and the ground electrode of the spark plug, and spark discharge is performed between the two electrodes to ignite the air-fuel mixture. For this reason, both electrodes wear with use, and the distance (henceforth an electrode gap) between both electrodes expands.

例えば、特許文献1には、内燃機関の回転速度とバッテリ電圧とに基づき点火コイルの通電時間を算出すると共に、点火プラグの電極ギャップに基づいて、該算出された通電時間を補正する内燃機関の制御装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine that calculates an energization time of an ignition coil based on the rotation speed of an internal combustion engine and a battery voltage, and corrects the calculated energization time based on an electrode gap of an ignition plug. A control device is described.

特許文献2には、点火プラグの電極形状を適切に規定することにより、着火性を確保し、且つ電極の磨耗を低減する技術が記載されている。   Patent Document 2 describes a technique for ensuring ignitability and reducing electrode wear by appropriately defining the electrode shape of the spark plug.

尚、点火プラグにおいて、両電極間における放電電圧と電極ギャップとは一定の関係にあることが知られている(特許文献1及び3参照)。   In the spark plug, it is known that the discharge voltage between the electrodes and the electrode gap have a certain relationship (see Patent Documents 1 and 3).

特開平6−129333号公報JP-A-6-129333 特開平10−189213号公報JP-A-10-189213 特開2002−319469号公報JP 2002-319469 A

しかしながら、上述した背景技術によれば、混合気の燃焼速度や燃焼温度等の燃焼状態は考慮されていない。このため、電極ギャップが拡大した場合に、通電時間のみに変更が加えられてしまう結果、或いは点火エネルギーを最小限にするように通電時間に変更が加えられる結果、例えば、混合気の燃焼温度が高温となる等、燃焼状態が変化するという技術的問題点がある。   However, according to the background art described above, the combustion state such as the combustion speed and the combustion temperature of the air-fuel mixture is not considered. For this reason, when the electrode gap is enlarged, only the energization time is changed, or the energization time is changed so as to minimize ignition energy. There is a technical problem that the combustion state changes such as high temperature.

本発明は、例えば、上記課題に鑑みて成されたものであり、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、内燃機関の燃焼状態の変化を抑制する内燃機関の制御装置及び方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, for example, and provides a control device and method for an internal combustion engine that suppresses changes in the combustion state of the internal combustion engine when the electrode gap of the spark plug is widened. Is an issue.

本発明の内燃機関の制御装置は、上記課題を解決するために、離間して相対向する中心電極及び接地電極を有する点火プラグを気筒に備える内燃機関を制御する制御装置であって、前記中心電極及び前記接地電極間の距離を特定する距離特定手段と、該特定された距離に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を規定する所定パラメータに変更を加えるパラメータ変更手段とを備える。   In order to solve the above-described problems, the control device for an internal combustion engine of the present invention is a control device that controls an internal combustion engine that includes a spark plug having a center electrode and a ground electrode that are spaced apart from each other and that are opposed to each other. Distance specifying means for specifying the distance between the electrode and the ground electrode, and parameter changing means for changing a predetermined parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine according to the specified distance.

本発明の制御装置によれば、例えば自動車等の車両におけるエンジンである内燃機関の動作時に、制御装置は、内燃機関の燃焼状態を制御する。具体的には、燃焼温度や燃焼速度等を変化させる、例えば混合気の空燃比や点火プラグの点火時期を制御する。この際、距離特定手段により、点火プラグの中心電極及び接地電極間の距離、即ち電極ギャップが、例えば放電電圧や点火プラグの点火回数等に基づいて特定される。本発明において「距離を特定する」は、かかる距離を算出若しくは演算する、推測、推定若しくは予測する、又は、直接若しくは間接的に計測する場合も含む。更に、「距離を特定する」は、かかる距離を直接特定する場合の他、距離と一対一的な対応関係にある点火プラグの表面の磨耗量を特定する場合も含む。即ち、「中心電極及び接地電極間の距離を特定する距離特定手段」とは、「予め形状が決まっている点火プラグにおける、中心電極及び接地電極の相対向する表面部分における磨耗量或いは磨耗した距離を特定する距離特定手段」の場合も含む。   According to the control device of the present invention, the control device controls the combustion state of the internal combustion engine when the internal combustion engine which is an engine in a vehicle such as an automobile is operated. Specifically, for example, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture and the ignition timing of the spark plug are controlled to change the combustion temperature, the combustion speed, and the like. At this time, the distance specifying means specifies the distance between the center electrode and the ground electrode of the spark plug, that is, the electrode gap based on the discharge voltage, the number of times of ignition of the spark plug, and the like. In the present invention, “specifying the distance” includes a case where the distance is calculated or calculated, estimated, estimated or predicted, or directly or indirectly measured. Further, “specifying the distance” includes not only specifying the distance directly, but also specifying the amount of wear on the surface of the spark plug that has a one-to-one correspondence with the distance. That is, the “distance specifying means for specifying the distance between the center electrode and the ground electrode” means “the amount of wear or the worn distance in the opposed surface portions of the center electrode and the ground electrode in the spark plug having a predetermined shape”. In the case of “distance specifying means for specifying”.

本願発明者の研究によれば、一般に内燃機関において混合気は、点火プラグの両電極間における火花放電により着火されるので、該火花放電の衝撃により電極が磨耗される結果、電極ギャップが拡大する。従って、仮に何らの対策も施さねば、電極ギャップの拡大に伴って、点火プラグにおける着火性が向上する。このため、両電極間で発生した火炎核が、混合気に燃焼反応を起こさせるために必要な熱エネルギーを供給するまでの時間が短くなる。従って、仮に混合気の空燃比や点火時期等を変化させなければ、燃焼状態が変化する結果、例えば、燃焼温度が高温となり、空気中の窒素が酸化されやすくなり、NOx排出量が増加してしまう。   According to the inventor's research, in general, in an internal combustion engine, an air-fuel mixture is ignited by a spark discharge between both electrodes of a spark plug, and as a result of the electrode being worn by the impact of the spark discharge, the electrode gap is expanded. . Therefore, if any countermeasure is not taken, the ignitability of the spark plug improves as the electrode gap increases. For this reason, the time until the flame nuclei generated between the two electrodes supply the heat energy necessary for causing the combustion reaction in the air-fuel mixture is shortened. Therefore, if the air-fuel ratio, ignition timing, etc. of the air-fuel mixture are not changed, the combustion state changes, for example, the combustion temperature becomes high, nitrogen in the air is easily oxidized, and NOx emissions increase. End up.

しかるに本発明によれば、上述の如く距離特定手段により特定された電極ギャップに応じて、パラメータ変更手段により、例えば混合気の空燃比や点火プラグの点火時期等の所定種類の内燃機関の燃焼状態を規定する所定パラメータに変更が加えられる。ここに本発明に係る「所定パラメータ」とは、典型的には、かかる空燃比や点火時期であるが、より一般には、内燃機関の燃焼状態に係る何らかの物理量やパラメータという意味である。この際、変更するパラメータは一種類でもよいし、複数種類でもよい。これにより、燃焼温度の変化を抑制することができ、NOx排出量の変化量を抑制することができる。   However, according to the present invention, the combustion state of a predetermined type of internal combustion engine such as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture and the ignition timing of the spark plug is determined by the parameter changing means according to the electrode gap specified by the distance specifying means as described above. Changes are made to predetermined parameters that define Here, the “predetermined parameter” according to the present invention is typically such an air-fuel ratio or ignition timing, but more generally means any physical quantity or parameter related to the combustion state of the internal combustion engine. At this time, the parameter to be changed may be one type or a plurality of types. Thereby, the change of combustion temperature can be suppressed and the change amount of NOx emission amount can be suppressed.

従って、点火プラグの両電極間における火花放電の衝撃により電極が磨耗されて、電極ギャップが拡大しても、パラメータ変更手段によりパラメータを変化させることで、点火プラグにおける着火性の変化を抑制することが可能となる。具体的には、両電極間で発生した火炎核が電極に当たりにくくなったり、火炎核の熱が電極に奪われなくなったりする、即ち、消炎効果が減少することを効果的に防止或いは阻止できる。このため、火炎核が、混合気に燃焼反応を起こさせるために必要な熱エネルギーを供給するまでの時間、即ち、ある大きさに成長するまでの時間が短くなることを阻止できる。この火花放電による両電極の磨耗量は、具体的には例えば、コンマ数ミリメートルにも及び得るが、かかる磨耗量による着火性の変化を効果的に防止或いは阻止できるのである。このように、所定の点火時期に点火プラグの両電極間に電圧を印加しても、混合気の燃焼反応が起こるまでの時間が短くなることを阻止できる。よって、例えば、燃焼温度が高温となることで空気中の窒素が酸化されやすくなり、これによりNOx排出量が増加してしまう事態を防止できる。NOx排出量は、法令により上限値が定められているので、このようなNOx排出量の増加防止は、実用上極めて望ましい。   Therefore, even if the electrode is worn due to the impact of spark discharge between both electrodes of the spark plug and the electrode gap is widened, the change of the ignitability in the spark plug can be suppressed by changing the parameter by the parameter changing means. Is possible. Specifically, it is possible to effectively prevent or prevent the flame nuclei generated between the two electrodes from being easily hit by the electrodes, or the heat of the flame nuclei from being taken away by the electrodes, that is, reducing the flame extinguishing effect. For this reason, it is possible to prevent the time until the flame kernel supplies heat energy necessary for causing a combustion reaction to the air-fuel mixture, that is, the time until it grows to a certain size. The amount of wear of both electrodes due to this spark discharge can specifically be, for example, several millimeters of commas, but the change in ignitability due to such amount of wear can be effectively prevented or prevented. Thus, even when a voltage is applied between the electrodes of the spark plug at a predetermined ignition timing, it is possible to prevent the time until the combustion reaction of the air-fuel mixture occurs from being shortened. Therefore, for example, it is possible to prevent a situation in which nitrogen in the air is easily oxidized due to the high combustion temperature, thereby increasing the NOx emission amount. Since the upper limit of the NOx emission amount is determined by law, such prevention of the increase in NOx emission amount is extremely desirable in practice.

以上の結果、本発明の内燃機関の制御装置によれば、特定された距離に応じて、燃焼状態を規定するパラメータに変化を加えることにより、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、燃焼状態の変化を抑制することができる。   As a result of the above, according to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when the electrode gap of the spark plug is expanded by changing the parameter that defines the combustion state according to the specified distance, the combustion state Can be suppressed.

本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記パラメータ変更手段は、前記パラメータとして、前記内燃機関の空燃比に変更を加える。   In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the parameter changing means changes the air-fuel ratio of the internal combustion engine as the parameter.

この態様によれば、パラメータ変更手段は、内燃機関の燃焼状態を規定するパラメータとして空燃比に変更を加える。具体的には、電極ギャップが拡大するにつれて、空燃比がリーンになるように制御する。空燃比がリーンになるほど、火炎核に隣接する未燃混合気が少なくなり、燃焼反応を起こさせにくくなる、或いは、燃焼反応が連続して起こりにくくなる。これにより、燃焼状態の変化を抑制することができる。また、空燃比がリーンになるほど、混合気の燃焼温度は上昇するが、NOxの発生量が減少し、NOx排出量を低減することができる。   According to this aspect, the parameter changing means changes the air-fuel ratio as a parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine. Specifically, the air-fuel ratio is controlled to become lean as the electrode gap increases. The leaner the air-fuel ratio, the less the unburned air-fuel mixture adjacent to the flame kernel, and the more difficult the combustion reaction occurs, or the more difficult the combustion reaction occurs. Thereby, the change of a combustion state can be suppressed. Further, as the air-fuel ratio becomes leaner, the combustion temperature of the air-fuel mixture increases, but the amount of NOx generated can be reduced and the amount of NOx emission can be reduced.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記パラメータ変更手段は、前記パラメータとして、前記点火プラグの点火時期を制御する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the parameter changing means controls an ignition timing of the spark plug as the parameter.

この態様によれば、パラメータ変更手段は、内燃機関の燃焼状態を規定するパラメータとして点火プラグの点火時期を制御する。具体的には、電極ギャップが拡大するにつれて、点火時期を遅角させるように制御する。点火時期を遅角させると、例えば気筒内の圧力が減少するので、燃焼速度が減少する。これにより、燃焼状態の変化を抑制することができる。また、点火時期を遅角させるほど、内燃機関の気筒内における混合気の燃焼温度が低下し、NOxの発生量が減少し、NOx排出量を低減することができる。   According to this aspect, the parameter changing means controls the ignition timing of the spark plug as a parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine. Specifically, the ignition timing is controlled to be retarded as the electrode gap increases. When the ignition timing is retarded, for example, the pressure in the cylinder decreases, so the combustion speed decreases. Thereby, the change of a combustion state can be suppressed. Further, as the ignition timing is retarded, the combustion temperature of the air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine decreases, the amount of NOx generated decreases, and the NOx emission amount can be reduced.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様によれば、前記距離特定手段は、前記点火プラグの点火回数を検出する点火回数検出手段と、前記検出された点火回数に基づいて、前記距離を算出する算出手段とを有する。   According to another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the distance specifying means includes an ignition frequency detecting means for detecting the ignition frequency of the spark plug, and the distance based on the detected ignition frequency. Calculating means for calculating.

この態様によれば、点火回数検出手段は、点火プラグの点火回数を検出する。ここに本発明に係る「点火回数を検出する」とは、かかる点火回数を直接検出する場合の他、点火回数に応じて変化する或いは点火回数を規定する他のパラメータに基づいて、間接的に検出する場合も含む。点火回数検出手段は、具体的には例えば、ピストンの上死点パルスから内燃機関の回転数を検出し、該検出された回転数に基づいて、点火回数を検出或いは算出する。   According to this aspect, the ignition frequency detecting means detects the ignition frequency of the spark plug. Here, “detecting the number of ignitions” according to the present invention refers to indirectly detecting other times based on other parameters that change according to the number of ignitions or regulate the number of ignitions, in addition to directly detecting the number of ignitions. This includes the case of detection. Specifically, for example, the ignition number detection means detects the number of revolutions of the internal combustion engine from the top dead center pulse of the piston, and detects or calculates the number of ignitions based on the detected number of revolutions.

演算手段は、検出された点火回数に基づいて、点火プラグの両電極間の距離を算出する。点火プラグの電極は電圧が印加される度、即ち点火される度に、火花放電の衝撃により磨耗される。このため、点火プラグの点火回数と電極ギャップ或いは磨耗量との間には、一定の関係が成立する。従って、演算手段は、例えば所定の演算式、或いは、点火回数と電極ギャップとの関係を定めるマップ等により、電極ギャップを算出或いは特定する。尚、このようなマップは、例えば、実験により点火回数と電極ギャップとを計測し、両者の関係を特定することで、構成すればよい。或いは、シミュレーション等により構成すればよい。   The computing means calculates the distance between both electrodes of the spark plug based on the detected number of ignitions. Each time a voltage is applied, i.e., ignited, the spark plug electrode is worn by the impact of a spark discharge. For this reason, a certain relationship is established between the number of ignitions of the spark plug and the electrode gap or the amount of wear. Therefore, the calculation means calculates or specifies the electrode gap by using a predetermined calculation formula or a map that defines the relationship between the number of ignitions and the electrode gap, for example. In addition, what is necessary is just to comprise such a map by measuring the frequency | count of ignition and an electrode gap by experiment, and specifying both relationship, for example. Or what is necessary is just to comprise by simulation etc.

以上の結果、この態様によれば、比較的容易にして点火プラグの中心電極及び接地電極間の距離を算出或いは特定することができる。   As a result, according to this aspect, the distance between the center electrode and the ground electrode of the spark plug can be calculated or specified relatively easily.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様によれば、前記距離特定手段は、前記気筒内の圧力を検出する内圧検出手段と、前記中心電極及び前記接地電極間にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出された電圧及び前記検出された圧力に基づいて、前記点火プラグの距離を演算する演算手段とを有する。   According to another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the distance specifying means includes an internal pressure detecting means for detecting the pressure in the cylinder, and a voltage for detecting a voltage applied between the center electrode and the ground electrode. And detecting means, and calculating means for calculating the distance of the spark plug based on the detected voltage and the detected pressure.

この態様によれば、例えば電圧計である電圧検出手段は、点火プラグの両電極間にかかる電圧を検出する。該電圧が所定の閾値、即ち放電開始電圧を超えると、両電極間において火花放電が生ずる。電圧検出手段は、両電極間において生ずる火花放電の実際の放電電圧に対応する、放電開始電圧を検出する。   According to this aspect, the voltage detection means which is a voltmeter, for example, detects the voltage applied between both electrodes of the spark plug. When the voltage exceeds a predetermined threshold, that is, a discharge start voltage, a spark discharge occurs between both electrodes. The voltage detection means detects a discharge start voltage corresponding to the actual discharge voltage of the spark discharge generated between both electrodes.

例えば内圧センサである内圧検出手段は、火花放電の発生時、即ち点火時の気筒内の圧力を検出する。放電開始電圧は、主に電極間の距離、即ち電極ギャップ、及び気筒内の圧力によって決定される。従って、放電開始電圧及び圧力を検出しさえすれば、電極ギャップを特定することができる。   For example, an internal pressure detecting means, which is an internal pressure sensor, detects the pressure in the cylinder when spark discharge occurs, that is, during ignition. The discharge start voltage is mainly determined by the distance between the electrodes, that is, the electrode gap, and the pressure in the cylinder. Therefore, the electrode gap can be specified only by detecting the discharge start voltage and pressure.

尚、「気筒内の圧力を検出する」とは、かかる圧力を直接検出する場合の他、圧力に応じて変化する或いは圧力を規定する他のパラメータに基づいて、間接的に検出する場合も含む。同様に、「電圧を検出する」とは、かかる電圧を直接検出する場合の他、電圧に応じて変化する或いは電圧を規定する他のパラメータに基づいて、間接的に検出する場合も含む。   Note that “detecting the pressure in the cylinder” includes not only detecting the pressure directly but also detecting it indirectly based on other parameters that change or regulate the pressure. . Similarly, “detecting a voltage” includes not only detecting the voltage directly but also detecting it indirectly based on other parameters that change according to the voltage or define the voltage.

演算手段は、検出された電圧及び検出された圧力に基づいて、例えば所定の演算式により、点火プラグの両電極間の距離を算出する。   The calculation means calculates the distance between both electrodes of the spark plug based on the detected voltage and the detected pressure, for example, by a predetermined calculation formula.

以上の結果、この態様によれば、比較的容易にして点火プラグの中心電極及び接地電極間の距離を算出或いは特定することができる。加えて、点火プラグを交換しても、作業者が特別な操作を行う等の負担がなく、実用上非常に有利である。   As a result, according to this aspect, the distance between the center electrode and the ground electrode of the spark plug can be calculated or specified relatively easily. In addition, even if the spark plug is replaced, there is no burden for the operator to perform a special operation, which is very advantageous in practice.

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記パラメータ変更手段は、前記特定された距離の変化に起因する前記燃焼状態の変化が小さくなるように、前記所定パラメータに変更を加える。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the parameter changing means changes the predetermined parameter so that the change in the combustion state due to the change in the specified distance becomes small.

この態様によれば、パラメータ変更手段は、特定された点火プラグの両電極間の距離の変化、即ち電極ギャップの変化に起因する燃焼状態の変化が小さくなるように、例えば、混合気の空燃比や点火プラグの点火時期等の所定パラメータに変更を加える。これにより、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、燃焼状態の変化を抑制することができる。   According to this aspect, the parameter changing means, for example, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is reduced so that the change in the distance between both electrodes of the specified spark plug, that is, the change in the combustion state due to the change in the electrode gap becomes small. And changes to predetermined parameters such as spark plug ignition timing. Thereby, when the electrode gap of a spark plug expands, the change of a combustion state can be suppressed.

本発明の内燃機関の制御方法は、上記課題を解決するために、離間して相対向する中心電極及び接地電極を有する点火プラグを気筒に備える内燃機関を制御する制御方法であって、前記中心電極及び前記接地電極間の距離を特定する距離特定工程と、該特定された距離に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を規定する所定パラメータに変更を加えるパラメータ変更工程とを備える。   In order to solve the above-described problem, a control method for an internal combustion engine of the present invention is a control method for controlling an internal combustion engine that includes a spark plug having a center electrode and a ground electrode that are spaced apart from each other and that are opposed to each other. A distance specifying step of specifying a distance between the electrode and the ground electrode, and a parameter changing step of changing a predetermined parameter defining a combustion state of the internal combustion engine according to the specified distance.

本発明の内燃機関の制御方法によれば、上述した本発明の内燃機関の制御装置と同様に、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、燃焼状態の変化を抑制することができる。   According to the control method for an internal combustion engine of the present invention, the change in the combustion state can be suppressed when the electrode gap of the spark plug is enlarged, similarly to the control device for the internal combustion engine of the present invention described above.

尚、本発明の内燃機関の制御方法においても、上述した本発明の内燃機関の制御装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。   The internal combustion engine control method of the present invention can also adopt various aspects similar to the various aspects of the above-described internal combustion engine control apparatus of the present invention.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
本発明の内燃機関の制御装置の第1実施形態を、図1乃至5を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
A first embodiment of the control device for an internal combustion engine of the present invention will be described with reference to FIGS.

先ず、図1を参照して本実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置を備える内燃機関及びその周辺装置を表すブロック図である。   First, the configuration of the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an internal combustion engine provided with a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment and its peripheral devices.

図1において、内燃機関の制御装置は、点火プラグ11の中心電極及び接地電極間の距離を特定し、該特定された距離に応じて、内燃機関1の燃焼状態を規定する所定種類のパラメータに変更を加えるECU(Electronic Control Unit)30を備える。ここに、本実施形態に係るECU30は、本発明に係る「距離特定手段」及び「パラメータ変更手段」の一例である。   In FIG. 1, the control device for the internal combustion engine specifies the distance between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11, and sets a predetermined type of parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine 1 according to the specified distance. An ECU (Electronic Control Unit) 30 to be changed is provided. Here, the ECU 30 according to the present embodiment is an example of the “distance identifying unit” and the “parameter changing unit” according to the present invention.

尚、ECU30は、このような点火に係る制御の他に、内燃機関1における或いは内燃機関1が搭載された車両における、各種電子制御を行うように構成されている。言い換えれば、本実施形態では、各種電子制御用のECU30の一部を、内燃機関の制御装置の一部として用いている。   Note that the ECU 30 is configured to perform various electronic controls in the internal combustion engine 1 or in the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted, in addition to the control related to the ignition. In other words, in this embodiment, a part of the ECU 30 for various electronic controls is used as a part of the control device for the internal combustion engine.

ECU30は、CPU(Central Processing Unit)301と、例えば、バックアップROM、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであるメモリ302と、信号の入出力をする入出力回路303とを有する。   The ECU 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a memory 302 that is a nonvolatile memory such as a backup ROM and a flash memory, and an input / output circuit 303 that inputs and outputs signals.

内燃機関の制御装置は、更に、点火プラグ11に電圧を印加する点火コイル21と、点火プラグ11の中心電極及び接地電極間にかかる電圧を検出する電圧センサ22と、気筒12内の圧力を検出する内圧センサ23と、ピストン18が上死点に達した時に発する上死点パルスを検出する上死点パルスセンサ24とを備える。ここに本実施形態に係る電圧センサ22及び内圧センサ23は、夫々、本発明に係る「電圧検出手段」、及び「内圧検出手段」の一例である。   The control device for the internal combustion engine further detects an ignition coil 21 for applying a voltage to the spark plug 11, a voltage sensor 22 for detecting a voltage applied between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11, and a pressure in the cylinder 12. And a top dead center pulse sensor 24 for detecting a top dead center pulse generated when the piston 18 reaches the top dead center. Here, the voltage sensor 22 and the internal pressure sensor 23 according to the present embodiment are examples of the “voltage detection unit” and the “internal pressure detection unit” according to the present invention, respectively.

内燃機関1の気筒12には、流入する空気量を検出するエアフロメータ15と、空気の供給量を調節するスロットルバルブ16と、燃料を供給する燃料噴射弁17等が設けられた吸気管13が接続されている。該吸気管13を介して気筒12に導入された混合気は、点火コイル21により点火プラグ11の中心電極と接地電極との間に高電圧が印加され、両電極間において火花放電が発生することにより着火される。燃焼後の排気は、排気管14を通って排出される。   The cylinder 12 of the internal combustion engine 1 has an intake pipe 13 provided with an air flow meter 15 for detecting the amount of air flowing in, a throttle valve 16 for adjusting the amount of air supplied, a fuel injection valve 17 for supplying fuel, and the like. It is connected. The air-fuel mixture introduced into the cylinder 12 through the intake pipe 13 is applied with a high voltage between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11 by the ignition coil 21, and spark discharge is generated between both electrodes. Is ignited by The exhaust gas after combustion is discharged through the exhaust pipe 14.

尚、内燃機関1は、複数の気筒を備えているが、図1には、説明の便宜上複数の気筒のうち1つの気筒12を示している。   Although the internal combustion engine 1 includes a plurality of cylinders, FIG. 1 shows one cylinder 12 among the plurality of cylinders for convenience of explanation.

本発明に係る「点火回数検出手段」の一例としてのECU30は、上死点パルスセンサ24により検出される上死点パルスの回数を積算し、該積算した回数に応じて、点火プラグ11の点火回数を検出或いは算出する。本発明に係る「演算手段」の一例としてのECU30は、検出された点火回数に基づいて、点火プラグ11の電極ギャップを算出する。   The ECU 30 as an example of the “ignition frequency detection means” according to the present invention accumulates the number of top dead center pulses detected by the top dead center pulse sensor 24, and ignites the ignition plug 11 according to the accumulated number. The number of times is detected or calculated. The ECU 30 as an example of the “calculation unit” according to the present invention calculates the electrode gap of the spark plug 11 based on the detected number of ignitions.

次に、ECU30において、点火プラグ11の電極ギャップを算出する方法について、図2を参照して説明を加える。図2は、点火回数とギャップ磨耗量との関係を定めるマップの一例である。このようなマップは、例えば、実験により点火回数とギャップ磨耗量とを計測し構成すればよい。或いは、シミュレーション等により構成すればよい。ここで「ギャップ磨耗量」とは、点火プラグ11の中心電極及び接地電極が、両電極間で発生した火花放電の衝撃により磨耗された量をいい、具体的には例えば、磨耗された電極の体積をいう。   Next, a method for calculating the electrode gap of the spark plug 11 in the ECU 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an example of a map that defines the relationship between the number of ignitions and the amount of gap wear. For example, such a map may be configured by measuring the number of ignitions and the amount of gap wear by experiment. Or what is necessary is just to comprise by simulation etc. Here, the “gap wear amount” refers to the amount of wear of the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11 due to the impact of the spark discharge generated between both electrodes. Refers to volume.

ECU30のCPU301は、上死点パルスセンサ24により検出される上死点パルスの回数を積算する。内燃機関1は複数の気筒を有しており、上死点パルスは気筒毎に検出される。従って、積算された上死点パルスの回数は全気筒についての合算値であるため、CPU301は、例えば、気筒12の点火サイクル等から点火プラグ11の点火回数を算出する。   The CPU 301 of the ECU 30 integrates the number of top dead center pulses detected by the top dead center pulse sensor 24. The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders, and a top dead center pulse is detected for each cylinder. Therefore, since the accumulated number of top dead center pulses is a sum value for all the cylinders, the CPU 301 calculates the number of ignitions of the spark plug 11 from the ignition cycle of the cylinders 12, for example.

CPU301は、点火プラグ11の点火回数に基づいて、メモリ302に格納されている図2に示すようなマップからギャップ磨耗量を特定する。例えば、ギャップ磨耗量が磨耗された電極の体積で表されている場合、CPU301は、特定したギャップ磨耗量に基づいて、例えば、電極の形状等を考慮した所定の演算式等により、電極ギャップを算出する。   The CPU 301 specifies the gap wear amount from a map as shown in FIG. 2 stored in the memory 302 based on the number of ignitions of the spark plug 11. For example, when the gap wear amount is represented by the volume of the worn electrode, the CPU 301 determines the electrode gap based on the specified gap wear amount by, for example, a predetermined arithmetic expression that takes into account the electrode shape and the like. calculate.

尚、図2に示すマップにおいて、縦軸は電極ギャップであってもよい。この場合は、所定の演算式等により、ギャップ磨耗量から電極ギャップを算出する過程を省略することができるので、処理時間の短縮を図ることができる。また図2では、点火回数とギャップ磨耗量とは便宜上、単純な比例関係(即ち、一次関数の関係又はこれに近似される関係)にあるものとして図示しているが、点火プラグの電極形状によっては、このような比例関係とはならない場合もある。かかる場合であっても、両者間に一定の対応関係(例えば、二次関数若しくは高次関数の関係又はこれらに近似される関係)がある限りにおいて、同様の手法でマップにより、ギャップ磨耗量から電極ギャップを求めることが可能である。   In the map shown in FIG. 2, the vertical axis may be an electrode gap. In this case, since the process of calculating the electrode gap from the gap wear amount can be omitted by a predetermined arithmetic expression or the like, the processing time can be shortened. In FIG. 2, the number of ignitions and the amount of gap wear are shown as being in a simple proportional relationship (that is, a linear function relationship or a relationship approximate thereto) for convenience, but depending on the electrode shape of the spark plug. May not be such a proportional relationship. Even in such a case, as long as there is a certain correspondence between the two (for example, a quadratic function or a high-order function, or a relationship approximate thereto), the map can be used to calculate the gap wear amount using the same method. It is possible to determine the electrode gap.

次に、ECU30において、算出された電極ギャップに応じて、内燃機関1の燃焼状態を規定する所定パラメータを制御する方法について、図3及び4を参照して説明を加える。図3は、ギャップ磨耗量とリーン増加量との関係を定めるマップの一例である。ここに「リーン増加量」とは、どの程度空燃比をリーンにするかを表す係数である。図4は、ギャップ磨耗量と点火時期遅角量との関係を定めるマップの一例である。ここで、本実施形態では、便宜的に遅角量を負の値としている。   Next, a method of controlling a predetermined parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine 1 in accordance with the calculated electrode gap in the ECU 30 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an example of a map that defines the relationship between the gap wear amount and the lean increase amount. Here, the “lean increase amount” is a coefficient representing how much the air-fuel ratio is made lean. FIG. 4 is an example of a map that defines the relationship between the gap wear amount and the ignition timing retardation amount. Here, in this embodiment, the amount of retardation is set to a negative value for convenience.

このようなマップは、例えば、実験により、様々な磨耗量の点火プラグを用いて、リーン増加量又は点火時期遅角量を変化させた時の燃焼温度、NOx排出量等を計測し、ギャップ磨耗量に対して最適なリーン増加量又は点火時期遅角量を特定して構成すればよい。尚、図3及び4に示すマップにおいて、横軸は電極ギャップであってもよい。図3及び4に示すようなマップの横軸の物理量又はパラメータを、図2に示すようなマップの縦軸の物理量又はパラメータと同一にすれば、処理を円滑に行うことができる。   Such a map is obtained by measuring the combustion temperature, NOx emission amount, etc. when changing the lean increase amount or the ignition timing retard amount by using spark plugs of various wear amounts by experiments, for example, and gap wear. The optimum lean increase amount or ignition timing retardation amount may be specified for the amount. In the maps shown in FIGS. 3 and 4, the horizontal axis may be an electrode gap. If the physical quantity or parameter on the horizontal axis of the map as shown in FIGS. 3 and 4 is the same as the physical quantity or parameter on the vertical axis of the map as shown in FIG. 2, processing can be performed smoothly.

ECU30のCPU301は、先ず、内燃機関1における空燃比がリーンである運転(以下、リーン運転という)であるか否かを判定する。リーン運転でない場合は、ECU30は、内燃機関1の燃焼状態を規定するパラメータに変更を加えず、例えば、所定の基本空燃比や基本点火時期での運転を維持する。ここで基本空燃比は、例えば理論空燃比であり、基本点火時期は、内燃機関1に合わせた適切なタイミングであり、例えば5度進角したタイミングである。尚、基本空燃比や基本点火時期は、固定値でもよいし、内燃機関1の負荷や冷却水温に応じて可変であってもよい。   First, the CPU 301 of the ECU 30 determines whether or not the operation in which the air-fuel ratio in the internal combustion engine 1 is lean (hereinafter referred to as lean operation). When it is not the lean operation, the ECU 30 does not change the parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine 1, and maintains the operation at a predetermined basic air-fuel ratio or basic ignition timing, for example. Here, the basic air-fuel ratio is, for example, the stoichiometric air-fuel ratio, and the basic ignition timing is an appropriate timing according to the internal combustion engine 1, for example, a timing advanced by 5 degrees. The basic air-fuel ratio and the basic ignition timing may be fixed values or may be variable according to the load of the internal combustion engine 1 and the coolant temperature.

リーン運転である場合、CPU301は、メモリ302に格納されている図3及び4に示すようなマップから、ギャップ磨耗量に応じた、リーン増加量及び点火時期遅角量を特定する。CPU301は、特定されたリーン増加量及び点火時期遅角量に基づいて、空燃比の変更及び点火時期の制御を行う。   In the case of the lean operation, the CPU 301 specifies the lean increase amount and the ignition timing retard amount according to the gap wear amount from the maps as shown in FIGS. 3 and 4 stored in the memory 302. The CPU 301 changes the air-fuel ratio and controls the ignition timing based on the specified lean increase amount and ignition timing retardation amount.

空燃比の変更は、点火プラグ11の電極の磨耗がない場合のリーン運転に対応して設定されている空燃比に、求めたリーン増加量を乗じた空燃比になるように、スロットルバルブ16又は燃料噴射弁17、或いはその両方を制御する。ここで、電極の磨耗がない場合のリーン運転に対応して設定されている空燃比は、例えば、基本空燃比に目標の空燃比になるようなリーン設定値を乗じて求めればよい。具体的には例えば、基本空燃比が14.7であり、目標の空燃比が21である場合、リーン設定値を1.43として乗ずればよい。点火時期の制御は、基本点火時期に点火時期遅角量を加えたタイミングで点火するように、点火コイル21を制御する。   The air-fuel ratio is changed by adjusting the throttle valve 16 or the air-fuel ratio by multiplying the air-fuel ratio set corresponding to the lean operation when there is no wear of the electrode of the spark plug 11 by the obtained lean increase amount. The fuel injection valve 17 or both are controlled. Here, the air-fuel ratio that is set corresponding to the lean operation when there is no electrode wear may be obtained by multiplying the basic air-fuel ratio by a lean set value that becomes the target air-fuel ratio, for example. Specifically, for example, when the basic air-fuel ratio is 14.7 and the target air-fuel ratio is 21, the lean set value may be multiplied by 1.43. The ignition timing is controlled by controlling the ignition coil 21 so that ignition is performed at a timing obtained by adding an ignition timing retard amount to the basic ignition timing.

尚、内燃機関1の燃焼状態を規定するパラメータの制御は、空燃比と点火時期のうち一方のみ行ってもよく、内燃機関1の例えば温度や負荷等の状態や性能に合わせて行えばよい。   It should be noted that the control of the parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine 1 may be performed only in one of the air-fuel ratio and the ignition timing, and may be performed in accordance with the state and performance of the internal combustion engine 1, such as temperature and load.

次に、以上のように構成された内燃機関の制御装置において、ECU30が実行する燃焼制御処理を図5のフローチャートを用いて説明する。この燃焼制御処理は、主に車両が走行中に、例えば定期的に又は不定期的にコンマ数秒毎〜数秒毎に実行される。   Next, a combustion control process executed by the ECU 30 in the control apparatus for an internal combustion engine configured as described above will be described with reference to a flowchart of FIG. This combustion control process is executed mainly every few seconds to every few seconds, for example, regularly or irregularly while the vehicle is traveling.

先ず、例えば、上死点パルスセンサ24により検出された上死点パルスに基づいて、点火プラグ11の点火回数が検出される(ステップS101)。次に、検出された点火回数に基づいて、点火プラグ11のギャップ磨耗量が算出される(ステップS102)。続いて、リーン運転であるか否かが判定される(ステップS103)。リーン運転でなければ(ステップS103:No)、所定の基本空燃比(ステップS104)及び基本点火時期(ステップS105)での運転を維持して、一旦処理を終了する。   First, for example, the number of ignitions of the spark plug 11 is detected based on the top dead center pulse detected by the top dead center pulse sensor 24 (step S101). Next, the gap wear amount of the spark plug 11 is calculated based on the detected number of ignitions (step S102). Subsequently, it is determined whether or not the lean operation is performed (step S103). If it is not the lean operation (step S103: No), the operation at the predetermined basic air-fuel ratio (step S104) and the basic ignition timing (step S105) is maintained, and the process is temporarily ended.

リーン運転であれば(ステップS103:Yes)、ギャップ磨耗量に応じたリーン増加量を求める(ステップS106)。次に、所定の演算式によって空燃比を求め、該求められた空燃比になるように、スロットルバルブ16又は燃料噴射弁17、或いはその両方を制御する(ステップS107)。   If it is a lean operation (step S103: Yes), a lean increase amount corresponding to the gap wear amount is obtained (step S106). Next, the air-fuel ratio is obtained by a predetermined arithmetic expression, and the throttle valve 16 and / or the fuel injection valve 17 are controlled so as to obtain the obtained air-fuel ratio (step S107).

次に、ギャップ磨耗量に応じた点火時期遅角量を求める(ステップS108)。次に、所定の演算式によって点火時期を求め、該求められた点火時期で点火するように、点火コイル21を制御し(ステップS109)、一旦処理を終了する。   Next, an ignition timing retardation amount corresponding to the gap wear amount is obtained (step S108). Next, the ignition timing is obtained by a predetermined arithmetic expression, the ignition coil 21 is controlled so as to ignite at the obtained ignition timing (step S109), and the process is temporarily terminated.

尚、空燃比の制御のみ行う場合は、ステップS108及びS109の代わりに、ステップS105とすればよい。また、点火時期の制御のみ行う場合は、ステップS106及びS107に代えて、「基本空燃比×リーン設定値」とすればよい。   If only air-fuel ratio control is performed, step S105 may be used instead of steps S108 and S109. When only the ignition timing control is performed, “basic air-fuel ratio × lean set value” may be used instead of steps S106 and S107.

このように、本実施形態では、点火プラグ11の点火回数に基づいて、点火プラグ11のギャップ磨耗量を算出し、該算出したギャップ磨耗量に応じて、空燃比又は点火時期、或いはその両方が制御される。従って、本発明の第1実施形態によれば、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、内燃機関の燃焼状態の変化を抑制することができる。
<第2実施形態>
本発明の内燃機関の制御装置に係る第2実施形態を、図6乃至8を参照して説明する。第2実施形態では、ECU30における燃焼制御処理が異なる以外は、第1実施形態の構成と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略する。
Thus, in the present embodiment, the gap wear amount of the spark plug 11 is calculated based on the number of ignitions of the spark plug 11, and the air-fuel ratio and / or the ignition timing are determined according to the calculated gap wear amount. Be controlled. Therefore, according to 1st Embodiment of this invention, when the electrode gap of a spark plug expands, the change of the combustion state of an internal combustion engine can be suppressed.
<Second Embodiment>
A second embodiment of the control device for an internal combustion engine of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the combustion control process in the ECU 30 is different. Therefore, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted about 2nd Embodiment.

本実施形態では、内圧センサ23により点火時の気筒12内の圧力(以下、点火時筒内圧ともいう)を検出し、電圧センサ22により点火プラグ11の中心電極及び接地電極間にかかる電圧を検出し、該検出された圧力及び検出された電圧に基づいて、点火プラグ11の電極ギャップを算出している。   In the present embodiment, the internal pressure sensor 23 detects the pressure in the cylinder 12 at the time of ignition (hereinafter also referred to as the in-cylinder internal pressure), and the voltage sensor 22 detects the voltage applied between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11. The electrode gap of the spark plug 11 is calculated based on the detected pressure and the detected voltage.

ECU30において、点火プラグ11の電極ギャップを算出する方法について、図6及び7を参照して説明を加える。図6は、点火プラグ11の中心電極にかかる電圧の変化を示す特性図の一例である。ここで、点火プラグ11の接地電極の電位はゼロであるので、中心電極にかかる電圧は、点火プラグ11の中心電極及び接地電極間にかかる電圧を表している。また、図6における「最大電圧」は、放電開始電圧を表しており、実際に点火プラグ11の両電極間で生ずる放電の電圧に対応している。   A method for calculating the electrode gap of the spark plug 11 in the ECU 30 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an example of a characteristic diagram showing a change in voltage applied to the center electrode of the spark plug 11. Here, since the potential of the ground electrode of the spark plug 11 is zero, the voltage applied to the center electrode represents the voltage applied between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 11. Further, the “maximum voltage” in FIG. 6 represents the discharge start voltage, and corresponds to the discharge voltage actually generated between both electrodes of the spark plug 11.

図7は、点火プラグ11の電極ギャップに応じた、点火時筒内圧と点火プラグ11の中心電極にかかる最大電圧との関係を定めるマップの一例である。このようなマップは、例えば、実験により、様々な電極ギャップを有する点火プラグを用いて、点火時筒内圧を変化させた時の最大電圧を計測し、構成すればよい。   FIG. 7 is an example of a map that defines the relationship between the in-cylinder pressure during ignition and the maximum voltage applied to the center electrode of the spark plug 11 according to the electrode gap of the spark plug 11. Such a map may be constructed by measuring the maximum voltage when the in-cylinder pressure at the time of ignition is changed using, for example, an ignition plug having various electrode gaps.

ECU30のCPU301は、内圧センサ23により検出された点火時筒内圧、及び電圧センサ22により検出された最大電圧に基づいて、メモリ302に格納されている図7に示すようなマップから、点火プラグ11の電極ギャップを特定する。   The CPU 301 of the ECU 30 reads the spark plug 11 from the map shown in FIG. 7 stored in the memory 302 based on the ignition cylinder pressure detected by the internal pressure sensor 23 and the maximum voltage detected by the voltage sensor 22. The electrode gap is specified.

次に、本実施形態において、ECU30が実行する燃焼制御処理を図8のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、第1実施形態における図5の燃焼制御処理のステップS101及びS102の処理が図8のように変形されている以外は、第1実施形態と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略する。この燃焼制御処理は、主に車両が走行中に、例えば定期的に又は不定期的にコンマ数秒毎〜数秒毎に実行される。   Next, in the present embodiment, the combustion control process executed by the ECU 30 will be described using the flowchart of FIG. This embodiment is the same as the first embodiment except that the processes of steps S101 and S102 of the combustion control process of FIG. 5 in the first embodiment are modified as shown in FIG. Therefore, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted about 2nd Embodiment. This combustion control process is executed mainly every few seconds to every few seconds, for example, regularly or irregularly while the vehicle is traveling.

図8において、ECU30は、先ず、内圧センサ23により検出された点火時筒内圧(ステップS201)、及び電圧センサ22により検出された最大電圧を取得する(ステップS202)。次に、検出された点火時筒内圧及び検出された最大電圧に基づいて、電極ギャップを特定する(ステップS203)。次に、該特定された電極ギャップに基づいて、ギャップ磨耗量が算出される(ステップS204)。   In FIG. 8, the ECU 30 first obtains the in-cylinder pressure during ignition (step S201) detected by the internal pressure sensor 23 and the maximum voltage detected by the voltage sensor 22 (step S202). Next, an electrode gap is specified based on the detected ignition cylinder pressure and the detected maximum voltage (step S203). Next, a gap wear amount is calculated based on the specified electrode gap (step S204).

特定された電極ギャップからギャップ磨耗量を算出する方法は、例えば、求められた電極ギャップと初期の電極ギャップとの差から求めればよい。ここに「初期の電極ギャップ」とは、電極が磨耗していないときの電極ギャップのことであり、例えば1.1mmである。この場合、ギャップ磨耗量は「高さ」として求められる。ギャップ磨耗量を「体積」として求める場合は、電極の形状等を考慮した所定の演算式や電極ギャップと体積で表されたギャップ磨耗量との関係を定めるマップ等により求めればよい。   The method for calculating the gap wear amount from the identified electrode gap may be obtained from the difference between the obtained electrode gap and the initial electrode gap, for example. Here, the “initial electrode gap” is an electrode gap when the electrode is not worn, and is 1.1 mm, for example. In this case, the gap wear amount is obtained as “height”. When the gap wear amount is obtained as “volume”, the gap wear amount may be obtained by a predetermined calculation formula considering the shape of the electrode or the like, a map that defines the relationship between the electrode gap and the gap wear amount represented by the volume, or the like.

尚、図5のフローチャートにおけるステップS106及びS108で使用する、図3及び4に示すようなマップの横軸が電極ギャップである場合は、図8のフローチャートにおけるステップS204はなくてもよい。   When the horizontal axis of the map as shown in FIGS. 3 and 4 used in steps S106 and S108 in the flowchart of FIG. 5 is an electrode gap, step S204 in the flowchart of FIG. 8 may be omitted.

このように、本実施形態では、点火時筒内圧及び放電開始電圧に基づいて、点火プラグ11のギャップ磨耗量を求め、該求められたギャップ磨耗量に応じて、内燃機関1の燃焼状態を規定するパラメータとしての空燃比又は点火時期、或いはその両方が制御される。従って、本発明の第2実施形態によれば、点火プラグの電極ギャップが拡大した場合に、内燃機関の燃焼状態の変化を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the gap wear amount of the spark plug 11 is obtained based on the in-cylinder pressure and the ignition start voltage, and the combustion state of the internal combustion engine 1 is defined according to the obtained gap wear amount. The air-fuel ratio and / or the ignition timing as parameters to be controlled are controlled. Therefore, according to 2nd Embodiment of this invention, when the electrode gap of a spark plug expands, the change of the combustion state of an internal combustion engine can be suppressed.

加えて、点火筒内圧及び放電開始電圧から直接的に点火プラグの電極ギャップを特定することができるので、第1実施形態のように点火回数から間接的に電極ギャップを特定する場合に比べて、精度を高めることができる。また、点火プラグの交換を行った場合に、例えば、点火回数をリセットする等の特別な操作を行う必要が無く、実用上非常に有利である。   In addition, since the electrode gap of the spark plug can be specified directly from the ignition cylinder internal pressure and the discharge start voltage, compared to the case where the electrode gap is specified indirectly from the number of ignitions as in the first embodiment, Accuracy can be increased. Further, when the spark plug is replaced, there is no need to perform a special operation such as resetting the number of ignitions, which is very advantageous in practice.

尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置及び方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Engine control devices and methods are also within the scope of the present invention.

第1実施形態に係る内燃機関の制御装置を備える内燃機関及びその周辺装置を表すブロック図である。It is a block diagram showing an internal combustion engine provided with the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment, and its peripheral device. 点火回数とギャップ磨耗量との関係を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the relationship between the frequency | count of ignition and the amount of gap wear. ギャップ磨耗量とリーン増加量との関係を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the relationship between gap wear amount and lean increase amount. ギャップ磨耗量と点火時期遅角量との関係を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the relationship between gap wear amount and ignition timing retard amount. 第1実施形態においてECUが実行する燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process which ECU performs in 1st Embodiment. 点火プラグの中心電極にかかる電圧の変化を示す特性図の一例である。It is an example of the characteristic view which shows the change of the voltage concerning the center electrode of a spark plug. 点火プラグの電極ギャップに応じた、点火時筒内圧と放電の最大電圧との関係を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the relationship between the cylinder pressure at the time of ignition and the maximum voltage of discharge according to the electrode gap of a spark plug. 第2実施形態においてECUが実行する燃焼制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control process which ECU performs in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…内燃機関、11…点火プラグ、12…気筒、13…吸気管、14…排気管、15…エアフロメータ、16…スロットルバルブ、17…燃料噴射弁、18…ピストン、21…点火コイル、22…電圧センサ、23…内圧センサ、24…上死点パルスセンサ、30…ECU   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 11 ... Spark plug, 12 ... Cylinder, 13 ... Intake pipe, 14 ... Exhaust pipe, 15 ... Air flow meter, 16 ... Throttle valve, 17 ... Fuel injection valve, 18 ... Piston, 21 ... Ignition coil, 22 ... Voltage sensor, 23 ... Internal pressure sensor, 24 ... Top dead center pulse sensor, 30 ... ECU

Claims (7)

離間して相対向する中心電極及び接地電極を有する点火プラグを気筒に備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記中心電極及び前記接地電極間の距離を特定する距離特定手段と、
該特定された距離に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を規定する所定パラメータに変更を加えるパラメータ変更手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for controlling an internal combustion engine provided in a cylinder with a spark plug having a center electrode and a ground electrode that are spaced apart and opposed to each other,
Distance specifying means for specifying a distance between the center electrode and the ground electrode;
A control device for an internal combustion engine, comprising: parameter changing means for changing a predetermined parameter for defining a combustion state of the internal combustion engine according to the specified distance.
前記パラメータ変更手段は、前記パラメータとして、前記内燃機関の空燃比に変更を加え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 parameter changing means changes the air-fuel ratio of the internal combustion engine as the parameter. 前記パラメータ変更手段は、前記パラメータとして、前記点火プラグの点火時期を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter changing unit controls an ignition timing of the spark plug as the parameter. 前記距離特定手段は、
前記点火プラグの点火回数を検出する点火回数検出手段と、
前記検出された点火回数に基づいて、前記距離を算出する算出手段と
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The distance specifying means includes
Ignition number detection means for detecting the number of ignitions of the spark plug;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a calculation unit that calculates the distance based on the detected number of ignition times.
前記距離特定手段は、
前記気筒内の圧力を検出する内圧検出手段と、
前記中心電極及び前記接地電極間にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された電圧及び前記検出された圧力に基づいて、前記点火プラグの距離を演算する演算手段と
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The distance specifying means includes
An internal pressure detecting means for detecting the pressure in the cylinder;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied between the center electrode and the ground electrode;
The control of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an arithmetic unit that calculates a distance of the spark plug based on the detected voltage and the detected pressure. apparatus.
前記パラメータ変更手段は、前記特定された距離の変化に起因する前記燃焼状態の変化が小さくなるように、前記所定パラメータに変更を加えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。   The said parameter change means changes the said predetermined parameter so that the change of the said combustion state resulting from the change of the specified distance may become small, The Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The internal combustion engine control device described. 離間して相対向する中心電極及び接地電極を有する点火プラグを気筒に備える内燃機関を制御する制御方法であって、
前記中心電極及び前記接地電極間の距離を特定する距離特定工程と、
該特定された距離に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を規定する所定パラメータに変更を加えるパラメータ変更工程と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
A control method for controlling an internal combustion engine provided with a spark plug having a spark plug having a center electrode and a ground electrode facing each other at a distance,
A distance specifying step of specifying a distance between the center electrode and the ground electrode;
And a parameter changing step of changing a predetermined parameter that defines the combustion state of the internal combustion engine according to the specified distance.
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