JP2010223039A - Method for controlling misfire inhibition in transient state of internal combustion engine - Google Patents

Method for controlling misfire inhibition in transient state of internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein if fuel quantity, combustion chamber wall temperature, ignition timing and the like change from steady operation state in combustion of a former cycle and in-cylinder burned gas temperature, namely internal EGR temperature is different from a state in which the steady state adapted value is measured, in transient operation in which engine speed and load change, heavy knocking and pre-ignition occurs when internal EGR temperature is higher than a steady state adapted value and ignition fails and misfire occurs when internal EGR temperature is lower than the steady state adapted value, in an HCCI engine. <P>SOLUTION: In an in-cylinder fuel injection type internal combustion engine executing premixed compression self ignition combustion by controlling air fuel mixture temperature by mixing fresh air and burned gas staying in a cylinder, in-cylinder maximum pressure during execution of premixed compression self ignition combustion is detected, and fluctuation state of each cycles is obtained by the detected in-cylinder maximum pressure. Indication of misfire is determined and air fuel mixture temperature is raised (S7) if the obtained fluctuation state increases right after reduction deviating a prescribed range (S6). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、予混合圧縮自着火燃焼(以下、HCCIと称する)を運転状態に応じて実施する内燃機関の過渡時失火抑制制御方法に関するものである。   The present invention relates to a transient misfire suppression control method for an internal combustion engine that performs premixed compression auto-ignition combustion (hereinafter referred to as HCCI) in accordance with an operating state.

従来、点火プラグを備える内燃機関例えばガソリンを燃料とするエンジンにおいて、排気行程から吸気行程に移る際に、排気弁と吸気弁とが同時に閉じている状態、いわゆる負のオーバーラップ期間(以下、NVOと称する)を設け、既燃ガスをシリンダ内に残留させ、残留させた既燃ガスの熱により混合気を加熱しつつ圧縮することにより、混合気を自着火させて運転するHCCIエンジンが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine equipped with a spark plug, for example, an engine fueled with gasoline, when moving from an exhaust stroke to an intake stroke, the exhaust valve and the intake valve are closed simultaneously, a so-called negative overlap period (hereinafter referred to as NVO). An HCCI engine that operates by causing the air-fuel mixture to self-ignite by compressing the air-fuel mixture by heating the air-fuel mixture with the heat of the remaining fuel gas is known. ing.

例えば、特許文献1に記載のHCCIエンジンにあっては、燃焼室内にほぼ均一な混合気を形成するための第一の燃料噴射と点火プラグの近傍に燃料を偏在させるための第二の燃料噴射とを行い、点火プラグ近傍の濃混合気に対して点火プラグにより着火し、その後に濃混合気周囲の混合気を自己着火させる構成である。そして、自己着火時の燃焼状態を燃焼速度又は燃焼時期に相関するパラメータ例えば最大筒内圧力により検出し、検出したパラメータに基づいて燃料供給又は点火時期を制御するものである。   For example, in the HCCI engine described in Patent Document 1, the first fuel injection for forming a substantially uniform air-fuel mixture in the combustion chamber and the second fuel injection for unevenly distributing fuel in the vicinity of the spark plug In this configuration, the rich mixture in the vicinity of the spark plug is ignited by the spark plug, and then the mixture around the rich mixture is self-ignited. The combustion state at the time of self-ignition is detected by a parameter that correlates with the combustion speed or combustion timing, for example, the maximum in-cylinder pressure, and the fuel supply or ignition timing is controlled based on the detected parameter.

特開2002‐188486号公報JP 2002-188486 A

ところで、このようなHCCIエンジンでは、エンジン回転速度や負荷が変化する過渡運転の場合、前サイクルの燃焼において燃料量、燃焼室壁温度、着火時期などが定常運転状態とは変化し、筒内既燃ガス温度すなわち内部EGR(排気ガス再循環)温度が定常適合値を計測した状態とは異なる。   By the way, in such an HCCI engine, in the case of a transient operation in which the engine speed or load changes, the amount of fuel, the combustion chamber wall temperature, the ignition timing, etc. change from the steady operation state in the previous cycle combustion, and the in-cylinder The fuel gas temperature, that is, the internal EGR (exhaust gas recirculation) temperature is different from the state in which the steady conformity value is measured.

例えば、トルクがほぼ一定での加速時には、内部EGR温度の要求値もほぼ一定となる。しかしながら、エンジン回転速度が上昇する場合、一サイクルに用いる燃料量が一定であっても、壁面への熱の移動も減少するため、内部EGR温度が上昇する。このため、HCCIエンジンは、内部EGR率を低下させるように適合してある。ただし、エンジン回転速度やトルクが過渡的に変化する場合には、実際の壁面温度が適合時の壁面温度とは異なってくる。このため、適合の定常状態ほどには、内部EGR温度が上昇しない場合が生じることがある。   For example, during acceleration with a substantially constant torque, the required value of the internal EGR temperature is also substantially constant. However, when the engine speed increases, the internal EGR temperature rises because heat transfer to the wall surface also decreases even if the amount of fuel used in one cycle is constant. For this reason, the HCCI engine is adapted to reduce the internal EGR rate. However, when the engine speed and torque change transiently, the actual wall temperature differs from the wall temperature at the time of adaptation. For this reason, the internal EGR temperature may not rise as much as the steady state of conformity.

このように、内部EGR温度が定常適合値と異なると、種々の不具合が生じる可能性が高くなる。具体的には、内部EGR温度が定常適合値よりも高い場合には、ヘビーノッキングやプレイグニッションが発生し、逆に低い場合は着火しなくなるので失火する可能性が考えられる。   As described above, when the internal EGR temperature is different from the steady matching value, there is a high possibility that various problems will occur. Specifically, when the internal EGR temperature is higher than the steady conformity value, heavy knocking or pre-ignition occurs, and conversely, when the internal EGR temperature is low, ignition does not occur, so there is a possibility of misfire.

そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。   Therefore, the present invention aims to eliminate such problems.

すなわち、本発明の内燃機関の過渡時失火抑制制御方法は、筒内に残留させる既燃ガスと新気との混合により混合気温度を制御して予混合圧縮自着火燃焼を実施し得る気筒内燃料噴射式の内燃機関において、予混合圧縮自着火燃焼を実施した際の筒内最大圧力を検出し、検出した筒内最大圧力によりサイクル毎の変動状態を把握し、把握した変動状態が所定範囲を逸脱して減少した直後に増加するものである場合に、失火の兆候を判断して混合気温度を上昇させることを特徴とする。   That is, the transient misfire suppression control method for an internal combustion engine according to the present invention is an in-cylinder in which premixed compression self-ignition combustion can be performed by controlling the mixture temperature by mixing the burned gas and fresh air remaining in the cylinder. In a fuel-injection type internal combustion engine, the maximum in-cylinder pressure when premixed compression auto-ignition combustion is performed is detected, and the fluctuation state for each cycle is determined by the detected maximum in-cylinder pressure, and the detected fluctuation state is within a predetermined range. In the case where it increases immediately after deviating from the above, the temperature of the air-fuel mixture is raised by judging the sign of misfire.

このような構成によれば、所定範囲を逸脱して減少した直後に増加する変動状態により、混合気温度の低下を推定することが可能であり、その推定により失火の兆候、言い換えれば着火性の低下を判断することで、失火に至る前に混合気温度の上昇のための制御を実行し得るものとなる。これにより、失火の発生を未然に抑制することで、燃焼及び着火を安定にすることが可能になる。   According to such a configuration, it is possible to estimate a decrease in the mixture temperature due to a fluctuation state that increases immediately after decreasing outside the predetermined range, and by this estimation, there is no sign of misfire, in other words, ignitability. By determining the decrease, the control for increasing the mixture temperature can be executed before the misfire. Thereby, it becomes possible to stabilize combustion and ignition by suppressing the occurrence of misfire in advance.

本発明は、以上説明したような構成であり、失火の発生を未然に抑制することで、燃焼及び着火を安定にすることができ、過渡運転状態の場合に定常運転の場合とほぼ同等のHCCI運転領域を確保することができる。従って、燃費の低減と排気ガス中の環境汚染物質の排出量の改善の効果を最大限に活用することができる。   The present invention is configured as described above, and by suppressing the occurrence of misfire, combustion and ignition can be stabilized, and in the transient operation state, the HCCI is almost equivalent to that in the steady operation. An operation area can be secured. Therefore, the effects of reducing fuel consumption and improving the amount of environmental pollutants in exhaust gas can be utilized to the maximum.

本発明の実施形態のエンジンの概略構成を示す概略構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic structure explanatory drawing which shows schematic structure of the engine of embodiment of this invention. 同実施形態の制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the embodiment. 同実施形態の作用説明図。Action | operation explanatory drawing of the same embodiment.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施形態の火花点火式で、かつ筒内燃料噴射式のエンジン100は、可変バルブタイミング機構30を装備しているエンジンで、HCCIを実施するために、圧縮比を通常の火花着火のみを実施するエンジンに比べて高くしてある。そしてこのような圧縮比の設定以外は、可変バルブタイミング機構30を備える通常の火花点火式のエンジンと同じである。   The spark ignition type and in-cylinder fuel injection type engine 100 of this embodiment is an engine equipped with a variable valve timing mechanism 30, and in order to implement HCCI, only the normal spark ignition is performed with a compression ratio. It is higher than the engine that does. Except for setting the compression ratio, it is the same as that of a normal spark ignition type engine provided with the variable valve timing mechanism 30.

具体的には、図1に1気筒の構成を概略的に示したエンジン100は、自動車用の3気筒のもので、その吸気系1には図示しないアクセルペダルに応動して開閉する電子式スロットルバルブ2が配設され、その下流側にはサージタンク3が設けられ、サージタンク3からの吸入空気は吸気ポート11及び吸気弁37を介してシリンダ38内に吸入される。この吸気系1には、スロットルバルブ2を迂回する迂回路であるバイパス通路1aが設けてあり、そのバイパス通路1aにはバイパス通路1aを通過する空気量を制御するための流量制御バルブ1bが設けてある。この流量制御バルブ1bは、主としてエンジン100のアイドル回転制御を実行する際に制御される。   Specifically, an engine 100 schematically showing the configuration of one cylinder in FIG. 1 is a three-cylinder engine for an automobile, and its intake system 1 is an electronic throttle that opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown). A valve 2 is provided, and a surge tank 3 is provided on the downstream side thereof, and intake air from the surge tank 3 is drawn into the cylinder 38 via the intake port 11 and the intake valve 37. The intake system 1 is provided with a bypass passage 1a that is a bypass for bypassing the throttle valve 2, and the bypass passage 1a is provided with a flow control valve 1b for controlling the amount of air passing through the bypass passage 1a. It is. The flow rate control valve 1b is controlled mainly when the idle rotation control of the engine 100 is executed.

シリンダヘッド12に設けられる燃焼室35に対して、燃料を燃焼室35内に直接噴射し得るようにインジェクタ5が設けてある。このインジェクタ5は、後述する電子制御装置6により制御するように構成される。また、排気系20には、燃焼室35から排気弁36を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのO2 センサ21が、図示しないマフラに至るまで管路に配設された三元触媒22の上流の位置に取り付けられている。 An injector 5 is provided for the combustion chamber 35 provided in the cylinder head 12 so that fuel can be directly injected into the combustion chamber 35. The injector 5 is configured to be controlled by an electronic control device 6 described later. In the exhaust system 20, an O 2 sensor 21 for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 35 through the exhaust valve 36 is disposed in a pipe line until reaching a muffler (not shown). It is attached at a position upstream of the three-way catalyst 22.

可変バルブタイミング機構30は、例えば作動オイルにより作動する機械式のもので、電子制御装置6と協働して、排気弁36と吸気弁37とのそれぞれの開閉時期を独立して制御できるものである。すなわち、電子制御装置6が出力する信号により、作動オイルが制御されて作動するものである可変バルブタイミング機構30は、排気弁36及び吸気弁37を全開にする作動中心を進角及び遅角するとともに、排気弁36及び吸気弁37の作動角度を制御するものである。可変バルブタイミング機構30は、火花着火の際には排気弁36と吸気弁37との開成期間が重なり合うように排気弁36と吸気弁37とを制御し、HCCIの際には、排気行程から吸気行程に移行する間に、ピストン39が排気上死点近傍に位置する所定期間、排気弁36と吸気弁37とを同時に閉じるように制御する。この所定期間がNVOである。   The variable valve timing mechanism 30 is, for example, a mechanical type that is operated by hydraulic oil, and can control the open / close timing of the exhaust valve 36 and the intake valve 37 independently in cooperation with the electronic control unit 6. is there. That is, the variable valve timing mechanism 30 that operates by controlling the hydraulic oil according to the signal output from the electronic control device 6 advances and retards the operation center that fully opens the exhaust valve 36 and the intake valve 37. At the same time, the operating angles of the exhaust valve 36 and the intake valve 37 are controlled. The variable valve timing mechanism 30 controls the exhaust valve 36 and the intake valve 37 so that the opening periods of the exhaust valve 36 and the intake valve 37 overlap during spark ignition, and during the HCCI, intake from the exhaust stroke is performed. During the transition to the stroke, the exhaust valve 36 and the intake valve 37 are controlled to be closed simultaneously for a predetermined period in which the piston 39 is located near the exhaust top dead center. This predetermined period is NVO.

可変バルブタイミング機構30とともにエンジン100の運転を制御する電子制御装置6は、中央演算装置7と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力インターフェース10とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。その入力インターフェース9には、サージタンク3内の圧力すなわち吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ19から出力される吸気圧信号a、エンジン回転数NEを検出するための回転数センサ14から出力される回転数信号b、クランクセンサ41から出力されるクランク角度信号m、タイミングセンサ42から出力される吸気カム信号n、スロットルバルブ2の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ16から出力されるIDL信号d、エンジン100の冷却水温を検出するための水温センサ17から出力される水温信号e、上記したO2 センサ21から出力される電圧信号h等が入力される。一方、出力インターフェース10からは、インジェクタ5に対して燃料噴射信号fたる駆動パルスが、また火花着火の実施に際して点火プラグ18に対して点火信号gが出力されるようになっている。 The electronic control unit 6 that controls the operation of the engine 100 together with the variable valve timing mechanism 30 is mainly a microcomputer system including a central processing unit 7, a storage unit 8, an input interface 9, and an output interface 10. It is configured. The input interface 9 outputs an intake pressure signal a output from an intake pressure sensor 19 for detecting the pressure in the surge tank 3, that is, an intake pipe pressure, and an output from a rotation speed sensor 14 for detecting the engine rotation speed NE. The rotational speed signal b, the crank angle signal m output from the crank sensor 41, the intake cam signal n output from the timing sensor 42, and the IDL output from the idle switch 16 for detecting the open / closed state of the throttle valve 2 A signal d, a water temperature signal e output from the water temperature sensor 17 for detecting the cooling water temperature of the engine 100, a voltage signal h output from the O 2 sensor 21, and the like are input. On the other hand, from the output interface 10, a drive pulse as a fuel injection signal f is output to the injector 5, and an ignition signal g is output to the spark plug 18 when spark ignition is performed.

点火プラグ18には、イオン電流を検出するために、イオン電流検出回路60が接続されるとともに、点火コイルやスイッチングトランジスタなどを備える点火回路61が接続される。イオン電流検出回路60は、点火プラグ18に対してイオン電流検出用の電圧をエンジン100の運転中印加する電源を備えると共に、イオン電流を検出するための抵抗及び電圧センサを備えるものである。したがって、HCCIの場合であっても通電信号gが点火回路61に対して出力されるものである。   The spark plug 18 is connected to an ion current detection circuit 60 and an ignition circuit 61 including an ignition coil and a switching transistor in order to detect an ion current. The ion current detection circuit 60 includes a power source that applies a voltage for detecting an ion current to the spark plug 18 during operation of the engine 100, and also includes a resistor and a voltage sensor for detecting the ion current. Therefore, even in the case of HCCI, the energization signal g is output to the ignition circuit 61.

このような構成において、電子制御装置6には、吸気圧センサ19から出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン100の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間(基本噴射量)を補正して燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間Tを決定し、その決定された通電時間によりインジェクタ5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を吸気系1に噴射させるためのプログラムが内蔵してある。   In such a configuration, the electronic control unit 6 uses the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 19 and the rotation speed signal b output from the rotation speed sensor 14 as main information, and the operating state of the engine 100. The basic injection time (basic injection amount) is corrected by various correction coefficients determined according to the above, the fuel injection valve opening time, that is, the final injector energization time T is determined, and the injector 5 is controlled by the determined energization time. A program for injecting fuel corresponding to the engine load into the intake system 1 is incorporated.

又、電子制御装置6には、HCCIを実施している過渡時運転において、筒内最大圧力を検出し、検出した筒内最大圧力によりサイクル毎の変動状態を把握し、把握した変動状態が所定範囲Rを逸脱して減少した直後に増加するものである場合に、失火の兆候を判断して混合気温度を上昇させる過渡時失火抑制制御プログラムが内蔵してある。   In addition, the electronic control unit 6 detects the in-cylinder maximum pressure in the transient operation in which the HCCI is performed, grasps the fluctuation state for each cycle based on the detected in-cylinder maximum pressure, and the grasped fluctuation state is predetermined. A transient misfire suppression control program is built in that increases the mixture temperature by judging the sign of misfire when it increases immediately after decreasing outside the range R.

この実施形態における過渡時失火抑制制御プログラムの概略制御手順を、図2を交えて説明する。なお、この過渡時失火抑制制御プログラムでは、変動状態を、筒内最大圧力の変動率により把握するものである。従って、サイクル毎の変動率の演算のために、各サイクルにおいて演算した筒内最大圧力の所定個数が、記憶装置8に一時的に保存されるものである。   An outline control procedure of the transient misfire suppression control program in this embodiment will be described with reference to FIG. In this transient misfire suppression control program, the fluctuation state is grasped by the fluctuation rate of the in-cylinder maximum pressure. Therefore, a predetermined number of in-cylinder maximum pressures calculated in each cycle is temporarily stored in the storage device 8 in order to calculate the variation rate for each cycle.

まず、ステップS1では、イオン電流を検出する。点火後に発生するイオン電流は、正常な燃焼の場合、点火後に一旦大きくなり、その後に減少した後に増加し続け、燃焼圧力が最大となる上死点近傍において最大電流値となり、その後は漸次減衰する。このようなイオン電流の特性を活用して、ステップS2では、検出したイオン電流により筒内最大圧力を推定する。この場合、イオン電流の最大電流値と筒内最大圧力との二次元マップにより、あるいは最大電流値に換算値を乗じる等して演算により、筒内最大圧力を推定するものであってよい。   First, in step S1, an ionic current is detected. In the case of normal combustion, the ionic current generated after ignition once increases after ignition, then continues to increase after decreasing, reaches a maximum current value near the top dead center where the combustion pressure becomes maximum, and then gradually attenuates. . Utilizing such ion current characteristics, in step S2, the in-cylinder maximum pressure is estimated from the detected ion current. In this case, the in-cylinder maximum pressure may be estimated by calculation using a two-dimensional map of the maximum current value of the ionic current and the in-cylinder maximum pressure, or by multiplying the maximum current value by the converted value.

ステップS3では、推定した筒内最大圧力に基づき、サイクル毎の筒内最大圧力の変動率を演算する。変動率は、例えば今回演算した筒内最大圧力を含めて、所定個数における筒内最大圧力の移動平均と、所定個数における筒内最大圧力の標準偏差とに基づいて演算するものである。   In step S3, the fluctuation rate of the in-cylinder maximum pressure for each cycle is calculated based on the estimated in-cylinder maximum pressure. The variation rate is calculated based on, for example, the moving average of the in-cylinder maximum pressure in a predetermined number including the currently calculated in-cylinder maximum pressure and the standard deviation of the in-cylinder maximum pressure in the predetermined number.

ステップS4では、演算した変動率が所定範囲R内にあるか否かを判定する。すなわち、筒内最大圧力の変動状態を把握するために、演算した変動率が、それまでのサイクルと同じか、異なるか、言い換えれば、異常な減少あるいは増加が生じていないか否かを判定するものである。所定範囲Rとは、図3に示すように、変動率が0の場合を中心にして、定常運転において演算した変動率が、その所定範囲R内にすべて収まるように設定するものである。具体的には、所定範囲Rは、例えば変動率0を中央にして、正負に0.1の幅で設定するものである。ステップS4において、演算した変動率が所定範囲Rを逸脱する、つまり正又は負に、0.1以上の変動率となったと判断した場合は、ステップS5に進み、そうでない場合は、今回のプログラムの実行を終了する。   In step S4, it is determined whether or not the calculated variation rate is within a predetermined range R. That is, in order to grasp the fluctuation state of the in-cylinder maximum pressure, it is determined whether the calculated fluctuation rate is the same as or different from the previous cycle, in other words, whether an abnormal decrease or increase has occurred. Is. As shown in FIG. 3, the predetermined range R is set so that the fluctuation rate calculated in the steady operation is entirely within the predetermined range R, with the fluctuation rate being zero. Specifically, the predetermined range R is set, for example, with a fluctuation rate of 0 at the center and a positive / negative width of 0.1. If it is determined in step S4 that the calculated variation rate deviates from the predetermined range R, that is, the variation rate is 0.1 or more, whether positive or negative, the process proceeds to step S5. Otherwise, the current program The execution of is terminated.

ステップS5では、今回のサイクルの直前のサイクルにおいて、変動率が所定範囲Rを逸脱して減少したか否かを、記憶装置8に記憶された前回の変動率の演算結果を基に判定する。ステップS5において、前のサイクルにおいて変動率が減少したと判定する場合は、ステップS6に進み、そうでない場合は、今回のプログラムの実行を終了する。   In step S5, it is determined based on the previous calculation result of the fluctuation rate stored in the storage device 8 whether or not the fluctuation rate has decreased outside the predetermined range R in the cycle immediately before the current cycle. If it is determined in step S5 that the rate of change has decreased in the previous cycle, the process proceeds to step S6. Otherwise, the execution of the current program is terminated.

ステップS6では、今回演算した変動率が、増加したか否か、すなわち、今回のサイクルが、前のサイクルで減少した直後のサイクルであって、変動率が増加したか否かを判定する。この判定により、失火の兆候有無を判断するものである。   In step S6, it is determined whether or not the variation rate calculated this time has increased, that is, whether or not the current cycle is a cycle immediately after decreasing in the previous cycle and the variation rate has increased. Based on this determination, the presence or absence of a sign of misfire is determined.

燃焼状態が微小に不安定になる場合、混合気中の燃料の一部が燃えきらずに燃焼行程が終了する。この場合に、一部の燃料が未燃状態であることにより、未燃の燃料分だけ燃焼圧力が上昇せず、筒内最大圧力が低下する。このような燃焼行程に引き続く排気行程において、未燃燃料又は未燃ガスは内部EGRガスとしてシリンダ内に残留することになる。この結果、次のサイクルにあっては、残留した未燃燃料が、そのサイクルに対して設定された燃料量より多くなり、つまり未燃燃料分だけこのサイクルにおける燃料の総量が増加したことになり、筒内最大圧力が設定された燃料量による場合に比較して高くなるものである。   When the combustion state becomes slightly unstable, part of the fuel in the air-fuel mixture does not burn and the combustion stroke ends. In this case, since a part of the fuel is in an unburned state, the combustion pressure does not increase by the amount of unburned fuel, and the in-cylinder maximum pressure decreases. In the exhaust stroke subsequent to such a combustion stroke, unburned fuel or unburned gas remains in the cylinder as internal EGR gas. As a result, in the next cycle, the remaining unburned fuel is larger than the fuel amount set for that cycle, that is, the total amount of fuel in this cycle is increased by the amount of unburned fuel. The maximum in-cylinder pressure is higher than that in the case of the set fuel amount.

ステップS7では、混合気温度を上昇させる。この実施形態においては、混合気温度を上昇させるために、排気弁36の開弁のタイミングを制御する。具体的には、可変バルブタイミング機構30により排気弁36を閉弁するタイミングを早くするもので、このように構成することにより既燃ガスの排出量が少なくなり、シリンダ内に残留する既燃ガスの量つまり内部EGR量が増加する。従って、それ以前より多量の既燃ガスが、吸入された新気と混合されて、混合気温度が上昇するものとなる。   In step S7, the mixture temperature is raised. In this embodiment, the opening timing of the exhaust valve 36 is controlled in order to increase the mixture temperature. Specifically, the timing for closing the exhaust valve 36 by the variable valve timing mechanism 30 is advanced, and with this configuration, the amount of burned gas is reduced and the burned gas remaining in the cylinder is reduced. This increases the amount of internal EGR. Accordingly, a larger amount of burned gas than before is mixed with the sucked fresh air, and the mixture temperature rises.

定常運転状態から過渡運転状態にエンジン100の運転状態が変化した場合に、燃料量、燃焼室温度あるいは着火時期などが、それまでの定常運転状態から変化することで、内部EGR温度が変化することがある。このような内部EGR温度の変化により、燃焼状態が変化し、その変化が筒内最大圧力に現れた場合に、この過渡時失火抑制制御プログラムでは、その時の運転状態を維持するのか、又は混合気温度を上昇させるように排気弁36を制御するかどうかを判断するものである。   When the operating state of the engine 100 is changed from the steady operation state to the transient operation state, the internal EGR temperature is changed by changing the fuel amount, the combustion chamber temperature, or the ignition timing from the previous steady operation state. There is. When the combustion state changes due to the change in the internal EGR temperature and the change appears in the in-cylinder maximum pressure, the transient misfire suppression control program maintains the operation state at that time or the mixture gas mixture. It is determined whether to control the exhaust valve 36 so as to increase the temperature.

そして、上述したように、筒内最大圧力の変動率を演算して、その変化を判断することにより、混合気温度の不足により失火の兆候の有無を判断することができ、失火に至る前に対策、つまり排気弁36の閉弁のタイミングを早くして混合気温度を上昇させることを講じることができる。これによって燃焼の安定化を図ることができ、失火の発生を未然に抑制することができる。   Then, as described above, by calculating the rate of change of the maximum in-cylinder pressure and determining the change, it is possible to determine the presence or absence of signs of misfire due to the lack of the mixture temperature. It is possible to take countermeasures, that is, to increase the mixture temperature by increasing the timing of closing the exhaust valve 36. As a result, combustion can be stabilized and the occurrence of misfire can be suppressed in advance.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.

上述の実施形態にあっては、筒内最大圧力の変動率に基づいて失火の兆候を判断したが、前サイクルの筒内最大圧力と今回のサイクルの筒内最大圧力との圧力差に基づいて、失火の兆候を判断するものであってもよい。この場合においても、前サイクルにおいて筒内最大圧力が所定範囲Rを逸脱して減少し、今回のサイクルにおいて筒内最大圧力が所定範囲Rを逸脱して増加するように変化することにより、失火の兆候を判断するものである。   In the above-described embodiment, the sign of misfire is determined based on the fluctuation rate of the in-cylinder maximum pressure, but based on the pressure difference between the in-cylinder maximum pressure in the previous cycle and the in-cylinder maximum pressure in the current cycle. It may be one that determines signs of misfire. Even in this case, the maximum in-cylinder pressure decreases outside the predetermined range R in the previous cycle and changes so that the maximum in-cylinder pressure increases outside the predetermined range R in the current cycle. It is for judging signs.

筒内最大圧力は、上述の実施形態のように、イオン電流の最大電流値に基づいて推定する方法に代えて、燃焼室35あるいはシリンダに沿って設ける圧力センサにより直接に検出あるいは測定するものであってよい。このような圧力センサにあっては、点火プラグ座型圧力センサやノックセンサを含むものである。   The in-cylinder maximum pressure is detected or measured directly by a pressure sensor provided along the combustion chamber 35 or the cylinder instead of the method of estimating based on the maximum current value of the ionic current as in the above-described embodiment. It may be. Such a pressure sensor includes a spark plug seat type pressure sensor and a knock sensor.

また、上述の実施形態では、排気弁36と吸気弁37とのバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング機構30を説明したが、少なくとも排気弁36のバルブリフト量を変えることができるバルブリフト可変機構を備え、排気弁36のバルブリフト量を小さくすることにより、排出される既燃ガス量を少なくして混合気温度を上昇させるように構成するものであってもよい。   In the above-described embodiment, the variable valve timing mechanism 30 that varies the valve timing of the exhaust valve 36 and the intake valve 37 has been described. However, a variable valve lift mechanism that can change at least the valve lift amount of the exhaust valve 36 is described. It is also possible to reduce the valve lift amount of the exhaust valve 36, thereby reducing the amount of burned gas to be discharged and increasing the mixture temperature.

このように、排気弁36のバルブリフト量を小さくすることに代えて、吸気弁37のバルブリフト量を小さくすることで吸入する新気量を減らし、その結果、残留する既燃ガス量に対する新気量の割合を小さく、つまり相対的に内部EGR率を高くして混合気温度を上昇させるものであってもよい。   In this way, instead of reducing the valve lift amount of the exhaust valve 36, the valve lift amount of the intake valve 37 is reduced to reduce the amount of fresh air to be sucked. As a result, the new amount of burned gas remaining is reduced. The air volume ratio may be increased by decreasing the volume ratio, that is, by relatively increasing the internal EGR rate.

さらには、可変バルブタイミング機構30とバルブリフト可変機構とを併せ持つ可変バルブ機構を、混合気温度の上昇のために備えるものであってもよく、上述したバルブタイミングの制御とバルブリフト量の制御とを組み合わせて、混合気温度を上昇させるように構成するものであってよい。   Further, a variable valve mechanism having both the variable valve timing mechanism 30 and the valve lift variable mechanism may be provided for increasing the mixture temperature, and the above-described valve timing control and valve lift amount control may be performed. May be configured to raise the mixture temperature.

エンジンがターボチャージャを備えるものにあっては、ターボチャージャの背圧制御を実施することによって、混合気温度を上昇させるように構成するものであってもよい。すなわち、ウェイストゲートの開度を制御することにより、また可変ノズル式のものにあっては、ノズルを閉じることにより、ターボチャージャの背圧制御を実施するものである。   If the engine includes a turbocharger, the mixture temperature may be increased by controlling the back pressure of the turbocharger. That is, the back pressure control of the turbocharger is performed by controlling the opening degree of the waste gate, and in the case of the variable nozzle type, by closing the nozzle.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両特には自動車に搭載される内燃機関において活用することができる。   The present invention can be utilized in an internal combustion engine mounted on a vehicle, particularly an automobile.

5…インジェクタ
6…電子制御装置
7…中央演算処理装置
8…記憶装置
9…入力インターフェース
10…出力インターフェース
35…燃焼室
R…所定範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Injector 6 ... Electronic control unit 7 ... Central processing unit 8 ... Memory | storage device 9 ... Input interface 10 ... Output interface 35 ... Combustion chamber R ... Predetermined range

Claims (1)

筒内に残留させる既燃ガスと新気との混合により混合気温度を制御して予混合圧縮自着火燃焼を実施し得る気筒内燃料噴射式の内燃機関において、予混合圧縮自着火燃焼を実施した際の筒内最大圧力を検出し、
検出した筒内最大圧力によりサイクル毎の変動状態を把握し、
把握した変動状態が所定範囲を逸脱して減少した直後に増加するものである場合に、失火の兆候を判断して混合気温度を上昇させる内燃機関の過渡時失火抑制制御方法。
Premixed compression self-ignition combustion is performed in an in-cylinder fuel injection internal combustion engine that can perform premixed compression self-ignition combustion by controlling the temperature of the mixture by mixing the burned gas remaining in the cylinder with fresh air The maximum in-cylinder pressure when
Grasping the fluctuation state for each cycle based on the detected maximum in-cylinder pressure,
A transient misfire suppression control method for an internal combustion engine in which a misfire indication is determined and an air-fuel mixture temperature is increased when the grasped fluctuation state increases immediately after deviating from a predetermined range.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013124112A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Method and device for detecting uncontrolled combustion in an internal combustion engine
WO2020044549A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 本田技研工業株式会社 Control system for internal combustion engine and control method for internal combustion engine

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