JP2013104323A - Device for controlling internal combustion engine - Google Patents

Device for controlling internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2013104323A
JP2013104323A JP2011247233A JP2011247233A JP2013104323A JP 2013104323 A JP2013104323 A JP 2013104323A JP 2011247233 A JP2011247233 A JP 2011247233A JP 2011247233 A JP2011247233 A JP 2011247233A JP 2013104323 A JP2013104323 A JP 2013104323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition
region
internal combustion
combustion engine
knock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011247233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Okada
吉弘 岡田
Yutaka Hayakawa
豊 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2011247233A priority Critical patent/JP2013104323A/en
Publication of JP2013104323A publication Critical patent/JP2013104323A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine possibility of preignition, before the preignition actually occurs (or before frequency of the actual preignition is increased) in a predetermined low-speed high-load region where preignition is likely to occur, when the low-speed high-load region is used.SOLUTION: In using an intermediate load region lower than the low-speed high-load region (hereinafter called a preignition region) or the preignition region, if eccentricity of frequency distribution of a combustion speed parameter toward a high combustion speed side, with respect to a reference frequency distribution of the combustion speed parameter, is at a predetermined level or more, an internal combustion engine is determined that the preignition is likely to occur in the preignition region.

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、火花点火式の内燃機関に用いるうえで好適な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, and more particularly to a control device for an internal combustion engine suitable for use in a spark ignition type internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、内燃機関の燃焼診断方法が開示されている。この従来の燃焼診断方法は、エンジンの着火前の所定クランク角度における筒内圧力の変化の標準偏差を算出し、該標準偏差が標準偏差閾値以上で、かつ基準クランク角度と上死点とにおける筒内圧力の差圧を算出し、該差圧をエンジンによって駆動される被駆動機側の負荷率で除した負荷率筒内差圧が負荷率筒内差圧閾値以上であるときに過早着火(プレイグニッション)が発生していると判定するようにしている。   Conventionally, for example, Patent Literature 1 discloses a combustion diagnosis method for an internal combustion engine. This conventional combustion diagnosis method calculates the standard deviation of the change in the cylinder pressure at a predetermined crank angle before ignition of the engine, and the standard deviation is equal to or greater than the standard deviation threshold, and the cylinder at the reference crank angle and top dead center. Pre-ignition when the load ratio in-cylinder differential pressure, which is calculated by calculating the differential pressure of the internal pressure and dividing the differential pressure by the load factor on the driven machine driven by the engine, is equal to or greater than the load ratio in-cylinder differential pressure threshold It is determined that (pre-ignition) has occurred.

特開2009−133284号公報JP 2009-133284 A 特開平2−136566号公報JP-A-2-136666 特開2011−85098号公報JP 2011-85098 A 特開2008−88826号公報JP 2008-88826 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載の手法は、プレイグニッションの実際の発生に起因する筒内圧力の変化を利用してプレイグニッションを検出するというものであり、プレイグニッションが発生する可能性のある所定の低回転高負荷領域が実際に使用される前に、或いは当該低回転高負荷領域の使用中に、内燃機関が当該低回転高負荷領域においてプレイグニッションが発生し易い状態にあることを、プレイグニッションが現実に発生し始める前に判断できるものではない。   However, the method described in Patent Document 1 described above is to detect pre-ignition using a change in in-cylinder pressure caused by actual occurrence of pre-ignition, and pre-ignition may occur. The internal combustion engine is in a state where pre-ignition is likely to occur in the low rotation high load region before the predetermined low rotation high load region is actually used or during use of the low rotation high load region. It cannot be judged before pre-ignition starts to occur.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、プレイグニッションが発生する可能性のある所定の低回転高負荷領域においてプレイグニッションが現実に発生し始める前(もしくは現実に発生するプレイグニッションの頻度が高まる前)に、当該低回転高負荷領域が使用される際のプレイグニッションの発生し易さを判定できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and before pre-ignition starts to actually occur (or actually occurs) in a predetermined low-rotation high-load region where pre-ignition may occur. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can determine the ease of occurrence of pre-ignition when the low-rotation high-load region is used before the frequency of pre-ignition increases.

第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の燃焼速度と相関のある燃焼速度パラメータを取得するパラメータ取得手段と、
プレイグニッションが発生する可能性のある所定の低回転高負荷領域(以下、「プレイグ領域」と称する)よりも低い負荷領域もしくは前記プレイグ領域の使用時において、前記燃焼速度パラメータの基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、前記プレイグ領域が使用される際の前記プレイグニッションの発生し易さの程度を判定するプレイグ発生確率予測手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine,
Parameter acquisition means for acquiring a combustion rate parameter correlated with the combustion rate of the internal combustion engine;
With respect to a reference frequency distribution of the combustion speed parameter when using a load region lower than a predetermined low rotation high load region (hereinafter referred to as “preg region”) in which pre-ignition may occur or the pre-ignition region, A pre-ignition occurrence probability predicting means for determining the degree of ease of occurrence of the pre-ignition when the pre-ignition region is used according to the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter to the faster combustion speed;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記プレイグ発生確率予測手段は、前記基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合に、前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
When the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed with respect to the reference frequency distribution is equal to or higher than a predetermined level, the pre-ignition occurrence probability predicting means It is determined that an ignition is likely to occur.

また、第3の発明は、第2の発明において、
前記プレイグ発生確率予測手段によって前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定された場合に、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、前記プレイグ領域の使用制限量を決定する負荷領域制限量決定手段を更に備えることを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
When it is determined by the pre-ignition occurrence probability prediction means that the internal combustion engine is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region, the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed is increased. In response, the apparatus further comprises a load area restriction amount determining means for determining a use restriction amount of the preg area.

また、第4の発明は、第2または第3の発明において、
基本点火時期に対する、ノックの発生を抑制するための点火時期の遅角量をノック学習値として学習するノック学習制御手段と、
前記プレイグ発生確率予測手段によって前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定された場合に、前記ノック学習値の大きさに応じて、前記プレイグ領域の使用制限時間を決定する負荷領域制限時間決定手段と、
を更に備えることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is 2nd or 3rd invention,
Knock learning control means for learning the retard amount of the ignition timing for suppressing the occurrence of knock with respect to the basic ignition timing as a knock learning value;
When it is determined that the internal combustion engine is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region by the pre-occurrence occurrence probability predicting unit, the use time limit of the pre-region is determined according to the magnitude of the knock learning value. Load region time limit determining means for determining
Is further provided.

また、第5の発明は、第4の発明において、
前記負荷領域制限時間決定手段は、前記ノック学習値としての点火時期の遅角量が所定値よりも大きい場合には、次に給油が行われる時まで、前記プレイグ領域の使用制限を実行することを特徴とする。
The fifth invention is the fourth invention, wherein
The load area limit time determining means, when the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is larger than a predetermined value, executes use restriction of the plague area until the next refueling is performed. It is characterized by.

また、第6の発明は、第4または第5の発明において、
前記負荷領域制限時間決定手段は、前記ノック学習値としての点火時期の遅角量が所定値以下である場合には、前記プレイグ領域よりも高回転側の所定の高負荷領域を使用する前記内燃機関の運転が所定時間以上行われるまで、前記プレイグ領域の使用制限を実行することを特徴とする。
The sixth invention is the fourth or fifth invention, wherein
The load region limit time determining means uses the predetermined high load region on the higher rotation side than the preg region when the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is equal to or less than a predetermined value. The restriction of use of the prey region is executed until the engine is operated for a predetermined time or longer.

また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記パラメータ取得手段は、
燃焼ガスの圧力振動に基づいてノックを検出するノックセンサを含み、
前記ノックセンサにより検出される前記ノックの発生時期と点火時期との差分を前記燃焼速度パラメータとして用い、かつ、当該差分が小さいことをもって燃焼速度が早い側に前記燃焼速度パラメータが変化したものとして扱う手段であることを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
The parameter acquisition means includes
Including a knock sensor for detecting knock based on pressure oscillation of combustion gas;
The difference between the knock generation timing detected by the knock sensor and the ignition timing is used as the combustion speed parameter, and the combustion speed parameter is treated as having changed to the faster combustion speed when the difference is small. It is a means.

また、第8の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記パラメータ取得手段は、
筒内圧力を検出する筒内圧センサを含み、
前記筒内圧センサにより検出される燃焼時の筒内圧波形に基づいて算出する熱発生の速度を前記燃焼速度パラメータとして用い、かつ、当該熱発生の速度が早いことをもって燃焼速度が早い側に前記燃焼速度パラメータが変化したものとして扱う手段であることを特徴とする。
Further, an eighth invention is any one of the first to sixth inventions,
The parameter acquisition means includes
In-cylinder pressure sensor that detects in-cylinder pressure,
The rate of heat generation calculated based on the in-cylinder pressure waveform at the time of combustion detected by the in-cylinder pressure sensor is used as the combustion rate parameter, and the combustion rate is increased on the higher combustion rate side due to the higher rate of heat generation. It is a means to treat the speed parameter as having changed.

筒内に何らかの着火源が存在することによってポストイグニッションが多発的に発生するようになると、燃焼速度パラメータの頻度分布が燃焼速度が早い側に偏ることとなる。また、ポストイグニッションの発生頻度が高いほど、燃焼速度が早い側に燃焼速度パラメータの頻度分布がより大きく偏ることになる。上記プレイグ領域よりも低い負荷領域においてポストイグニッションが多発的に発生している場合には、その後に高負荷側のプレイグ領域が使用されることになった際に、着火遅れが小さくなることによってプレイグニッションが発生し易いであろうと考えられる。また、上記プレイグ領域においてポストイグニッションが多発的に発生している場合には、そのようなポストイグニッションを発生させる筒内の着火源の存在によってプレイグニッションも発生し易い状況にあると考えられる。このため、第1の発明によれば、これらのプレイグ領域などの使用時において、基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、ポストイグニッションの発生頻度を判断することによって、プレイグ領域が使用される際のプレイグニッションの発生し易さの程度を良好に判定することが可能となる。   If post-ignition occurs frequently due to the presence of any ignition source in the cylinder, the frequency distribution of the combustion speed parameter is biased toward the higher combustion speed. In addition, the higher the occurrence frequency of the post-ignition, the more the frequency distribution of the combustion speed parameter is biased toward the higher combustion speed side. If post-ignition occurs frequently in a load region lower than the above-mentioned preg region, when the preload region on the high load side is to be used after that, the ignition delay is reduced and the pre-ignition is reduced. It is considered that ignition is likely to occur. Further, when post-ignition occurs frequently in the pre-ignition region, it is considered that pre-ignition is likely to occur due to the presence of an in-cylinder ignition source that generates such post-ignition. For this reason, according to the first aspect of the present invention, when these pre-ignition regions are used, the occurrence of post-ignition occurs according to the degree of deviation of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed with respect to the reference frequency distribution. By determining the frequency, it is possible to satisfactorily determine the degree of ease of occurrence of pre-ignition when the pre-plug region is used.

基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合には、ポストイグニッションが多発的に発生している状況にあるといえる。このため、第2の発明によれば、燃焼速度が早い側への燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合に、プレイグ領域において内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあることを良好に判定できるようになる。   If the degree of deviation of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed with respect to the reference frequency distribution is a predetermined level or more, it can be said that post-ignition occurs frequently. For this reason, according to the second aspect of the present invention, when the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the higher combustion speed is equal to or higher than a predetermined level, the internal combustion engine is likely to generate the pre-ignition in the pre-ignition region. It is possible to make a good determination that the

第3の発明によれば、プレイグニッションの発生確率が高まっていることを事前に判別したうえで、使用する運転領域の必要最小限の制限によってプレイグニッションの発生を予防できるようになる。   According to the third invention, it is possible to prevent occurrence of pre-ignition by determining in advance that the probability of occurrence of pre-ignition is increased and by limiting the required minimum operating region.

第4の発明によれば、点火時期の遅角の要因を判別し、その要因に応じてプレイグ領域の使用制限時間を適切に設定できるようになる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to determine the cause of the retard of the ignition timing and appropriately set the use time limit of the pre-ignition region according to the factor.

ノック学習値としての点火時期の遅角量が大きい場合には、点火時期の遅角の要因が燃料性状による影響であると判断することができる。第5の発明によれば、このような場合にプレイグ領域の使用制限を行う期間を次の給油時までとすることにより、適切な期間での使用制限を行えるようになる。   When the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is large, it can be determined that the cause of the retard of the ignition timing is the influence of the fuel property. According to the fifth aspect of the present invention, by limiting the use period of the prag area to the time of the next refueling in such a case, it becomes possible to perform use restriction in an appropriate period.

ノック学習値としての点火時期の遅角量がそれほど大きくない場合であれば、点火時期の遅角の要因は筒内へのデポジットの蓄積によるものであると判断することができる。筒内に堆積したデポジットは、高回転高負荷領域を使用した走行を行うことにより、燃焼による除去が促進される。第6の発明によれば、このような場合にプレイグ領域の使用制限を行う期間を、上記高負荷領域を使用する内燃機関の運転が所定時間以上行われるまでとすることにより、適切な期間での使用制限を行えるようになる。   If the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is not so large, it can be determined that the cause of the retard of the ignition timing is due to accumulation of deposits in the cylinder. The deposit accumulated in the cylinder is promoted to be removed by combustion by running using a high rotation and high load region. According to the sixth invention, in such a case, the period during which the use of the plague region is restricted is set to an appropriate period by operating the internal combustion engine using the high load region for a predetermined time or more. Can be restricted.

第7の発明によれば、ノックセンサにより検出されるノックの発生時期と点火時期との差分を利用して、燃焼速度のばらつきを良好に把握できるようになる。   According to the seventh aspect, it is possible to satisfactorily grasp the variation in the combustion speed by utilizing the difference between the knock generation timing detected by the knock sensor and the ignition timing.

第8の発明によれば、筒内圧センサにより検出される燃焼時の筒内圧波形に基づいて算出する熱発生の速度を利用して、燃焼速度のばらつきを良好に把握できるようになる。   According to the eighth aspect of the present invention, the variation in the combustion speed can be satisfactorily grasped using the heat generation speed calculated based on the in-cylinder pressure waveform during combustion detected by the in-cylinder pressure sensor.

本発明の実施の形態1における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 通常燃焼時とプレイグ発生時とで、着火時期とエンジン負荷との関係を比較して表した概念図である。It is the conceptual diagram which represented by comparing the relationship of ignition timing and engine load by the time of normal combustion and the time of pre-ignition generation. 通常時とポスイグ多発時とで、燃焼速度パラメータの頻度分布を表した図である。It is a figure showing the frequency distribution of the combustion rate parameter at the time of normal time and the time of frequent poigs. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、火花点火式の内燃機関(一例としてガソリンエンジン)10を備えている。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。筒内におけるピストン12の頂部側には、燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a spark ignition type internal combustion engine (a gasoline engine as an example) 10. A piston 12 is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in the cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路16の入口近傍には、吸気通路16に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ20が設けられている。エアフローメータ20よりも下流側の吸気通路16には、ターボ過給機22のコンプレッサ22aが配置されている。更に、コンプレッサ22aよりも下流側の吸気通路16には、電子制御式のスロットルバルブ24が設けられている。   An air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air sucked into the intake passage 16 is provided in the vicinity of the inlet of the intake passage 16. A compressor 22 a of the turbocharger 22 is disposed in the intake passage 16 on the downstream side of the air flow meter 20. Further, an electronically controlled throttle valve 24 is provided in the intake passage 16 on the downstream side of the compressor 22a.

内燃機関10の各気筒には、燃焼室14内(筒内)に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁26、および、混合気に点火するための点火プラグ28がそれぞれ設けられている。更に、排気通路18には、ターボ過給機22のタービン22bが配置されている。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 26 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 (inside the cylinder) and an ignition plug 28 for igniting the air-fuel mixture. Further, a turbine 22 b of the turbocharger 22 is disposed in the exhaust passage 18.

また、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)30を備えている。ECU30の入力部には、上述したエアフローメータ20に加え、クランク角度やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ32、燃焼ガスの圧力振動に基づいてノックを検出するためのノックセンサ34、および、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ36等の内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。更に、ECU30の入力部には、燃料タンク(図示省略)内の燃料の液面高さを検出するための液面レベルセンサ38が電気的に接続されている。また、ECU30の出力部には、上述したスロットルバルブ24、燃料噴射弁26および点火プラグ28等の内燃機関10の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。ECU30は、それらのセンサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関10の運転状態を制御するものである。   Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 30. In addition to the air flow meter 20 described above, a crank angle sensor 32 for detecting a crank angle and an engine speed, a knock sensor 34 for detecting a knock based on pressure vibration of combustion gas, Various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 such as an in-cylinder pressure sensor 36 for detecting the in-cylinder pressure are connected. Further, a liquid level sensor 38 for detecting the liquid level of fuel in a fuel tank (not shown) is electrically connected to the input part of the ECU 30. Also, various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 24, the fuel injection valve 26, and the spark plug 28 are connected to the output portion of the ECU 30. The ECU 30 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by driving the various actuators according to a predetermined program based on the sensor outputs.

[実施の形態1の制御]
内燃機関10では、運転中にノックの発生を抑制するために、以下のような点火時期についてのノック学習制御が実行されている。ECU30のメモリーには、内燃機関10の運転状態(例えば、負荷率KLとエンジン回転数とで規定)に応じて基本点火時期を定めた基本点火時期マップが記憶されている。ノック学習制御は、ノックセンサ34の出力信号に基づいてノックが検出された際に、点火時期を基本点火時期から遅角させることにより、ノックの発生を抑制するというものである。尚、ノックセンサ34によってノックが検出されない場合には、点火時期を徐々に進角させて点火時期を最適化する点火時期制御が行われる。このようなノック学習制御においては、点火時期の遅角制御を実行する毎に点火時期の遅角量を「ノック学習値」として学習している。尚、この遅角量は、ノックが検出されるときには点火時期が遅角されるように学習され、また、ノックが検出されないときには点火時期が徐々に進角されるように学習される量である。
[Control of Embodiment 1]
In the internal combustion engine 10, the following knock learning control for the ignition timing is executed in order to suppress the occurrence of knock during operation. The memory of the ECU 30 stores a basic ignition timing map in which the basic ignition timing is determined according to the operating state of the internal combustion engine 10 (for example, specified by the load factor KL and the engine speed). The knock learning control is to suppress the occurrence of knock by retarding the ignition timing from the basic ignition timing when a knock is detected based on the output signal of the knock sensor 34. When knocking is not detected by the knock sensor 34, ignition timing control is performed in which the ignition timing is gradually advanced to optimize the ignition timing. In such knock learning control, the ignition timing retardation amount is learned as a “knock learning value” each time the ignition timing retardation control is executed. The retard amount is an amount learned so that the ignition timing is retarded when knock is detected, and is learned so that the ignition timing is gradually advanced when knock is not detected. .

火花点火式の内燃機関にて発生する異常燃焼としては、ノック以外に、プレイグニッション(以下、「プレイグ」と略する)やポストイグニッション(以下、「ポスイグ」と略する)が知られている。より具体的には、ノックは、点火プラグによる火花点火後に燃焼室内を伝播していく火炎が到達する前に、点火プラグから遠い場所にある未燃混合気が圧縮され、高温になって自己着火する現象である。プレイグは、高温の点火プラグや筒内のデポジットなどを着火源として、点火プラグによる火花点火の前に混合気が自己着火する現象であり、ポスイグは、上記のような高温の着火源の存在によって、点火プラグによる火花点火の後に混合気が自己着火する現象のことである。   In addition to knocking, pre-ignition (hereinafter abbreviated as “Plaig”) and post-ignition (hereinafter abbreviated as “Posig”) are known as abnormal combustion occurring in a spark ignition type internal combustion engine. More specifically, in the knock, before the flame propagating in the combustion chamber after spark ignition by the spark plug arrives, the unburned mixture at a location far from the spark plug is compressed and becomes hot and self-ignition. It is a phenomenon. Plague is a phenomenon in which the air-fuel mixture self-ignites before spark ignition by the spark plug, using a hot spark plug or a deposit in the cylinder as an ignition source. Posig is a phenomenon of high temperature ignition source as described above. It is a phenomenon in which the air-fuel mixture self-ignites after spark ignition by the spark plug due to its existence.

プレイグが発生する可能性のある運転領域は、全負荷トルクライン近傍の所定の低回転高負荷領域(以下、単に「プレイグ領域」と称する)である。従来から知られているプレイグの抑制制御は、実際にプレイグの発生を検出した後に、プレイグの連発を防止するための対策(フューエルカットなど)を行うというものである。しかしながら、このような従来の手法は、上記プレイグ領域においてプレイグが現実に発生し始める前に、当該プレイグ領域において内燃機関がプレイグの発生し易い状態にあるか否かを判定できるものではない。このため、実際に上記プレイグ領域において内燃機関がプレイグの発生し易い状態であった場合には、プレイグの連発を防止するための制御が頻繁に実行されることにより、内燃機関のドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化等を招くこととなる。また、プレイグは大きな音を伴って発生するため、官能性能も悪化してしまう。   An operation region in which pre-ignition is likely to occur is a predetermined low-rotation high-load region (hereinafter simply referred to as “pre-plung region”) in the vicinity of the full load torque line. Conventionally-known pule suppression control is to take measures (such as fuel cut) to prevent the paging from occurring continuously after the occurrence of prags is actually detected. However, such a conventional method cannot determine whether or not the internal combustion engine is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-leg region before the pre-start of the actual occurrence of the pre-pre-ignition region. For this reason, when the internal combustion engine is actually in a state where the pre-ignition is likely to occur in the above-mentioned pre-gile region, the control for preventing the pre-ignition is frequently performed, thereby deteriorating the drivability of the internal combustion engine. And exhaust emissions will be worsened. Moreover, since a praig is generated with a loud sound, the sensory performance is also deteriorated.

そこで、本実施形態では、プレイグ領域が使用されていない状況下(例えば、プレイグ領域よりも低い中負荷領域の使用時)、或いは、プレイグ領域の使用中において、以下に示すような手法によって、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態になっているか(プレイグの発生確率が高まっているか)否かを判定するようにした。そのうえで、内燃機関10が上記状態にあると判断した場合には、プレイグの発生を回避(予防)するためにプレイグ領域の使用を制限するようにした。   Therefore, in the present embodiment, the pragging area is not used (for example, when using an intermediate load area lower than the paging area) or during use of the paging area by the following method. In the region, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is in a state where pre-ignition is likely to occur (whether the occurrence probability of pre-ignition is increased). In addition, when it is determined that the internal combustion engine 10 is in the above state, the use of the plague region is restricted in order to avoid (prevent) the occurrence of the plague.

図2は、通常燃焼時とプレイグ発生時とで、着火時期とエンジン負荷との関係を比較して表した概念図である。
プレイグ領域においてプレイグが発生し易くなる要因としては、例えば、筒内のデポジット堆積量が多い状況や、RON(リサーチ法オクタン価)の低い燃料が使用されている状況が考えられる。このようにプレイグが発生し易くなる状況において実際にプレイグが発生する場合には、図2に示すように、エンジン負荷が高くなるにつれ、通常燃焼時に対して着火時期のより早いプレイグが発生し易くなる。より具体的には、図2中に「プレイグ」と付した実線は、各エンジン負荷において発生し得るプレイグのうちで最も着火時期の早いプレイグのラインを表している。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a comparison of the relationship between the ignition timing and the engine load at the time of normal combustion and at the time of occurrence of pre-ignition.
Possible causes of the occurrence of pre-ignition in the pre-ignition region include, for example, a situation where a large amount of deposit is deposited in the cylinder and a situation where a fuel having a low RON (research method octane number) is used. As shown in FIG. 2, when a prag is actually generated in a situation where the plow is likely to occur, as shown in FIG. 2, as the engine load increases, a pre-ignition that is earlier in ignition timing than the normal combustion is likely to occur. Become. More specifically, the solid line labeled “Pleig” in FIG. 2 represents the Pleig line with the earliest ignition timing among Pleigs that can occur at each engine load.

一方に、エンジン負荷が低くなるにつれ、混合気の着火遅れが大きくなる。このため、内燃機関がプレイグの発生し易い状態にあった場合において、エンジン負荷が低い時には、異常着火の発生前に通常燃焼が行われることになるため、この時の異常着火は、図2中に破線で表したようにプレイグにはならずにポスイグとなる。つまり、プレイグの発生し易い状況下において、低負荷側の運転領域では、図2中に破線で示すようにプレイグは発生しないが、着火源がないわけではなく、着火遅れが大きいためにプレイグになっていないだけであり、上記着火源の存在によってポスイグが発生していると考えられる。   On the other hand, the ignition delay of the air-fuel mixture increases as the engine load decreases. For this reason, when the internal combustion engine is in a state where pre-ignition is likely to occur, when the engine load is low, normal combustion is performed before the occurrence of abnormal ignition. As shown by the broken line in FIG. In other words, under conditions where pre-ignition is likely to occur, in the operating region on the low load side, as shown by the broken line in FIG. 2, pre-ignition does not occur, but there is no ignition source, and there is no ignition source. It is not only that, and it is considered that the poig is generated by the presence of the ignition source.

そこで、本実施形態では、プレイグ領域よりも低負荷側の所定の中負荷領域、およびプレイグ領域の使用中において、燃焼速度のばらつきを把握し、当該燃焼速度のばらつきから多発的なポスイグの発生を推定するようにした。具体的には、以下の図3を参照して説明する手法によって、所定の燃焼速度パラメータの頻度分布(後述の基準頻度分布)に対する、燃焼速度が早い側への燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合に、多発的なポスイグが起きており、その結果として、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態にあると判定するようにした。   Therefore, in the present embodiment, the variation in the combustion speed is grasped during the use of the predetermined medium load region on the lower load side than the preg region and the preg region, and the occurrence of multiple poigs from the variation in the combustion rate. Estimated. Specifically, by the method described with reference to FIG. 3 below, the deviation of the frequency distribution of the combustion rate parameter toward the faster combustion rate with respect to the frequency distribution of the predetermined combustion rate parameter (reference frequency distribution described later). When the degree is equal to or higher than the predetermined level, frequent posing has occurred, and as a result, it is determined that the internal combustion engine 10 is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the plague region.

図3は、通常時とポスイグ多発時とで、燃焼速度パラメータの頻度分布を表した図である。
本実施形態では、ノックセンサ34により検出されるノックの発生時期と点火時期との差分Xを、燃焼速度と相関のある燃焼速度パラメータとして用いるようにしている。この差分Xは、ノックの発生時期が早まると小さくなる。このため、ここでは、当該差分Xが小さくなることをもって燃焼速度が早い側に燃焼速度パラメータが変化したものとして扱うようにしている。
FIG. 3 is a diagram showing the frequency distribution of the combustion speed parameter in the normal time and in the frequent occurrence of the poig.
In the present embodiment, the difference X between the knock generation timing detected by the knock sensor 34 and the ignition timing is used as a combustion speed parameter correlated with the combustion speed. The difference X becomes smaller as the knock generation time is advanced. For this reason, here, the difference X is reduced, and the combustion speed parameter is treated as having changed to the higher combustion speed side.

図3中に示す「通常時の分布」は、内燃機関10がプレイグの発生し易い状態になっていない状況下(より具体的には、例えば、内燃機関10が筒内にデポジットの堆積されていない新品状態にあって、予定された適切なRONの燃料が使用されている状況下)において、ノックが発生する際の差分Xの頻度分布である。以下、この場合の頻度分布を、「基準頻度分布」と称する。   The “normal distribution” shown in FIG. 3 is a situation in which the internal combustion engine 10 is not in a state where it is easy to generate plague (more specifically, for example, the internal combustion engine 10 is deposited in a cylinder. This is the frequency distribution of the difference X when knocking occurs under the condition that there is no new state and the fuel of the appropriate RON scheduled is used. Hereinafter, the frequency distribution in this case is referred to as “reference frequency distribution”.

筒内に何らかの着火源が存在することによってポスイグが発生すると、正規の火花点火による燃焼以外にも当該着火源の存在によって他の場所で燃焼が生ずる。従って、通常時に対して燃焼速度が早くなり、また、ポスイグの発生によって誘発されてノックが発生する場合のノックの発生時期が早くなる。このため、ポスイグが多発的に発生する状況下では、差分Xの頻度分布は、図3中に破線で示すように、基準頻度分布に対し、差分Xが小さい側(すなわち、燃焼速度が早い側)に偏ったものとなる。   If a poist is generated due to the presence of any ignition source in the cylinder, combustion occurs at other locations due to the presence of the ignition source in addition to the combustion by the normal spark ignition. Therefore, the combustion speed is faster than normal, and the knock generation time when the knock is generated by the generation of the poig is advanced. For this reason, under the situation where the poig occurs frequently, the frequency distribution of the difference X is smaller on the side where the difference X is smaller than the reference frequency distribution (that is, on the side where the combustion speed is faster) as shown by the broken line in FIG. ).

従って、差分Xの頻度分布が基準頻度分布に対して当該差分Xの小さい側に偏っている場合には、何らかの原因によってポスイグが発生していると推定することができる。そこで、本実施形態では、基準頻度分布に対する、差分Xの小さい側(燃焼速度が早い側)への差分Xの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合に、ポスイグが多発的に発生していると判断し、その結果として、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態にあると判定するようにした。   Therefore, when the frequency distribution of the difference X is biased toward the smaller side of the difference X with respect to the reference frequency distribution, it can be estimated that the poige is generated for some reason. Therefore, in the present embodiment, when the degree of deviation of the frequency distribution of the difference X toward the side where the difference X is small (the side where the combustion speed is fast) with respect to the reference frequency distribution is a predetermined level or more, the poig occurs frequently. As a result, it is determined that the internal combustion engine 10 is in a state where pre-ignition is likely to occur in the pre-gauge region.

そして、本実施形態では、上記のようにプレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態にあると判定された場合には、差分Xの頻度分布の偏り度合いに応じて、プレイグ領域の使用制限量を決定するという態様で、プレイグ領域の使用制限を行うようにした。   In the present embodiment, when it is determined that the internal combustion engine 10 is in a state in which the occurrence of pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region as described above, the use of the pre-reproduction region is used according to the degree of deviation of the frequency distribution of the difference X. The usage limit of the prag area is limited in such a manner that the limit amount is determined.

更に、本実施形態では、ノック学習値の大きさに応じて、プレイグ領域の使用制限を行う時間を決定するようにした。より具体的には、ノック学習値としての点火時期の遅角量が所定値よりも大きい場合には、次に給油が行われる時まで、プレイグ領域の使用制限を実行するようにし、一方、ノック学習値としての点火時期の遅角量が上記所定値以下である場合には、高回転高負荷側の運転領域(プレイグ領域よりも高回転側の領域)を使用した内燃機関10の運転が所定時間以上(積算で)行われるまで、プレイグ領域の使用制限を実行するようにした。   Furthermore, in the present embodiment, the time for performing the use restriction of the prag area is determined according to the magnitude of the knock learning value. More specifically, when the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is larger than a predetermined value, the use restriction of the plague region is executed until the next refueling is performed, When the retard amount of the ignition timing as the learning value is equal to or less than the predetermined value, the operation of the internal combustion engine 10 using the operation region on the high rotation / high load side (the region on the higher rotation side than the preg region) is predetermined. The restriction on the use of the plague area is executed until the time is exceeded (accumulated).

図4は、プレイグの発生し易さを予測して事前にプレイグの発生を回避する制御を実現するために、ECU30が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。   FIG. 4 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 30 in order to realize the control for predicting the ease of occurrence of pre-age and avoiding the occurrence of pre-age in advance. This routine is repeatedly executed every predetermined control cycle.

図4に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の現在の運転領域(エンジン負荷とエンジン回転数とで規定)が、異常燃焼領域(すなわち、上記プレイグ領域)および当該異常燃焼領域よりも少し負荷の軽い所定の中負荷領域の何れか一方であるか否かが判定される(ステップ100)。尚、内燃機関10の現在の運転領域は、クランク角センサ32の出力を利用して算出されるエンジン回転数と、エアフローメータ20により検出される吸入空気量および上記エンジン回転数に基づいて算出される負荷率(エンジン負荷を示す指標)とに基づいて把握することができる。   In the routine shown in FIG. 4, first, the current operating region of the internal combustion engine 10 (specified by the engine load and the engine speed) is slightly less than the abnormal combustion region (that is, the Preg region) and the abnormal combustion region. It is determined whether one of the light predetermined medium load regions is present (step 100). The current operating region of the internal combustion engine 10 is calculated based on the engine speed calculated using the output of the crank angle sensor 32, the intake air amount detected by the air flow meter 20, and the engine speed. Based on the load factor (an index indicating the engine load).

次に、燃焼速度パラメータ(本実施形態では、上記差分X)の頻度分布の計算が実行される(ステップ102)。具体的には、差分Xの頻度分布は、上記ステップ100における異常燃焼領域(プレイグ領域)および中負荷領域の中の所定の負荷領域毎に分けて差分Xのデータが集められたうえで、個々の負荷領域毎に作成されるようになっている。本ステップ102では、今回の(現在の運転領域における)差分Xが算出されたうえで、現在の運転領域が属する負荷領域についての最新の差分Xの頻度分布が算出されることになる。尚、差分Xを算出するためのノック発生時期は、ノックセンサ34とクランク角センサ32とを利用して、例えば、ノックセンサ34の出力がピーク値を示すクランク角度位置を求めることによって取得することができる。また、ノックセンサ34によってノックが検出されない場合には、本ステップ102における差分Xの頻度分布の算出(更新)は行われない。   Next, the calculation of the frequency distribution of the combustion rate parameter (the difference X in the present embodiment) is executed (step 102). Specifically, the frequency distribution of the difference X is obtained by collecting the data of the difference X for each predetermined load region in the abnormal combustion region (preg region) and the medium load region in step 100, and then collecting each difference X data. It is created for each load area. In this step 102, the current difference X (in the current operation region) is calculated, and then the frequency distribution of the latest difference X for the load region to which the current operation region belongs is calculated. The knock occurrence time for calculating the difference X is acquired by using the knock sensor 34 and the crank angle sensor 32, for example, by obtaining a crank angle position at which the output of the knock sensor 34 shows a peak value. Can do. If no knock is detected by the knock sensor 34, the frequency distribution of the difference X in this step 102 is not calculated (updated).

次に、上記ステップ102において算出された差分Xの頻度分布が基準頻度分布に対して燃焼速度の早い側(差分Xの小さい側)に所定レベル以上偏っているか否かが判定される(ステップ104)。ECU30には、図3に示すような基準頻度分布が、個別に差分Xの頻度分布の算出を行う各負荷領域における基準値として予め設定されたうえで記憶されている。本ステップ104の処理は、具体的には、例えば、次のようにして実行される。すなわち、基準頻度分布の平均値と、上記ステップ102において算出された差分Xの頻度分布の平均値との差が算出される。そして、この差が所定の閾値以上であるか否かの判断を行うことによって、今回の判断対象の頻度分布が燃焼速度の早い側に所定レベル以上偏っているか否かが判定される。尚、上記の頻度分布の平均値の差を用いた判定に代え、例えば、算出された差分Xの頻度分布と基準頻度分布の両者の形状の相関性を評価するような手法を用いてもよい。   Next, it is determined whether or not the frequency distribution of the difference X calculated in step 102 is more than a predetermined level on the faster combustion speed side (smaller difference X side) than the reference frequency distribution (step 104). ). A reference frequency distribution as shown in FIG. 3 is stored in the ECU 30 as a reference value in each load region in which the frequency distribution of the difference X is calculated individually. Specifically, the process of step 104 is executed as follows, for example. That is, the difference between the average value of the reference frequency distribution and the average value of the frequency distribution of the difference X calculated in step 102 is calculated. Then, by determining whether or not this difference is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined whether or not the frequency distribution of the current determination target is biased to a predetermined level or more on the faster combustion speed side. Instead of the determination using the difference between the average values of the frequency distributions described above, for example, a method for evaluating the correlation between the shapes of the calculated frequency distribution of the difference X and the reference frequency distribution may be used. .

上記ステップ104において、差分Xの頻度分布が基準頻度分布に対して燃焼速度の早い側(差分Xの小さい側)に所定レベル以上偏っていると判定された場合には、ポスイグが多発的に発生している状況であり、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態になっていると判定される(ステップ106)。   If it is determined in step 104 that the frequency distribution of the difference X is biased to a predetermined level or more with respect to the reference frequency distribution on the side where the combustion speed is fast (the side where the difference X is small), the poig occurs frequently. It is determined that the internal combustion engine 10 is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region (step 106).

次に、燃焼速度が早い側への差分Xの頻度分布の偏り度合いに応じて、プレイグ領域の使用制限量が決定される(ステップ108)。燃焼速度が早い側への差分Xの頻度分布の偏り度合いは、基準頻度分布の平均値と差分Xの頻度分布の平均値との差(上記ステップ104にて算出)が大きいほど大きいと判断することができる。本ステップ106では、この偏り度合いが大きいほど、プレイグ領域内のより高い負荷領域まで使用が制限されるように、プレイグ領域内の負荷の使用制限量が決定される。   Next, the use limit amount of the prag region is determined according to the degree of deviation of the frequency distribution of the difference X toward the faster combustion speed (step 108). It is determined that the degree of deviation of the frequency distribution of the difference X toward the faster combustion speed is larger as the difference between the average value of the reference frequency distribution and the average value of the frequency distribution of the difference X (calculated in step 104 above) is larger. be able to. In this step 106, the use limit amount of the load in the prag region is determined so that the use is limited to a higher load region in the praig region as the degree of bias is larger.

次に、上記ステップ108において決定された負荷の使用制限量に基づいて、内燃機関10が使用する負荷の制限が実行される(ステップ110)。本ステップ110における負荷制限は、例えば、スロットルバルブ24の開度調整によって吸入空気量を制限することによって実行することができる。   Next, the load used by the internal combustion engine 10 is limited based on the load usage limit determined in step 108 (step 110). The load limitation in this step 110 can be executed by limiting the intake air amount by adjusting the opening of the throttle valve 24, for example.

図5は、プレイグ回避のための負荷制限の実行時間を制御するために、ECU30が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、上記図4に示すルーチンのステップ110の処理が実行された際に起動され、負荷制限が解除されるまで、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。   FIG. 5 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 30 in order to control the execution time of the load restriction for avoiding the paging. This routine is started when the process of step 110 of the routine shown in FIG. 4 is executed, and is repeatedly executed at predetermined control cycles until the load restriction is released.

図5に示すルーチンでは、先ず、ノック学習値としての点火時期の遅角量(KCS(ノックコントロールシステム)遅角量)が所定値よりも大きいか否かが判定される(ステップ200)。このKCS遅角量は、ノックが発生し易い状況下で大きくなる。   In the routine shown in FIG. 5, it is first determined whether or not the ignition timing retard amount (KCS (knock control system) retard amount) as a knock learning value is larger than a predetermined value (step 200). This KCS retardation amount increases in a situation where knocking is likely to occur.

上記ステップ200において、KCS遅角量が上記所定値よりも大きいと判定された場合には、上記ステップ110における負荷制限の実施後に、燃料の給油が実行されたか否かが判定される(ステップ202)。燃料が給油されたか否かは、例えば、液面レベルセンサ38を用いて、燃料タンク内の燃料量の変化を検知することによって判断することができる。   If it is determined in step 200 that the KCS retardation amount is larger than the predetermined value, it is determined whether or not fuel supply has been performed after the load restriction is performed in step 110 (step 202). ). Whether or not fuel has been supplied can be determined by detecting a change in the amount of fuel in the fuel tank using the liquid level sensor 38, for example.

上記ステップ202において、燃料の給油が未だ実行されていないと判定される間は、上記ステップ110における負荷制限が続行される(ステップ204)。一方、上記ステップ202において、負荷制限の実施後に燃料の給油が実行されたと判定された場合には、上記ステップ110における内燃機関10の負荷制限が解除される(ステップ206)。   While it is determined in step 202 that fuel supply has not yet been performed, the load limitation in step 110 is continued (step 204). On the other hand, if it is determined in step 202 that the fuel supply has been executed after the load restriction is implemented, the load restriction of the internal combustion engine 10 in step 110 is released (step 206).

一方、上記ステップ200において、KCS遅角量が上記所定値以下であると判定された場合には、上記ステップ110における負荷制限の実施後に、プレイグ領域よりも高回転側の所定の高回転高負荷領域を使用する内燃機関10の運転が所定の積算時間以上行われたか否かが判定される(ステップ208)。その結果、本ステップ208の判定が未だ不成立である間は、上記ステップ110における負荷制限が続行される(ステップ204)。一方、本ステップ208の判定が成立した場合には、上記ステップ110における内燃機関10の負荷制限が解除される(ステップ206)。   On the other hand, if it is determined in step 200 that the KCS retardation amount is equal to or less than the predetermined value, after the load restriction in step 110 is performed, a predetermined high rotation high load on the high rotation side with respect to the plague region. It is determined whether or not the operation of the internal combustion engine 10 using the region has been performed for a predetermined integration time or longer (step 208). As a result, while the determination in step 208 is still not established, the load limitation in step 110 is continued (step 204). On the other hand, if the determination in step 208 is established, the load restriction on the internal combustion engine 10 in step 110 is released (step 206).

先に説明した図4に示すルーチンによれば、異常燃焼領域(プレイグ領域)および当該異常燃焼領域よりも少し負荷の軽い所定の中負荷領域の使用中に、基準頻度分布に対して差分Xの頻度分布が燃焼速度の早い側に所定レベル以上偏っていると判定された場合には、多発的なポスイグが発生していると判断され、その結果として、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態になっていると判定される。より具体的には、上記中負荷領域の使用中(すなわち、プレイグ領域が使用されていない状況下)においてポスイグが多発的に起きていると判断した場合には、その後に高負荷側のプレイグ領域が使用されることになった際に着火遅れが小さくなることによってプレイグが発生し易いであろうと判断することができる。また、上記プレイグ領域の使用中においてポスイグが多発的に起きていると判断した場合には、そのようなポスイグを発生させる筒内の着火源の存在によってプレイグも発生し易い状況にあると判断することができる。   According to the routine shown in FIG. 4 described above, the difference X is compared with the reference frequency distribution during use of the abnormal combustion region (preg region) and a predetermined medium load region that is slightly lighter than the abnormal combustion region. When it is determined that the frequency distribution is biased to a predetermined level or more on the fast combustion speed side, it is determined that multiple poig- ing has occurred, and as a result, the internal combustion engine 10 generates plague in the plague region. It is determined that it is easy to do. More specifically, when it is determined that the poisting occurs frequently while the medium load area is being used (that is, in a situation in which the praig area is not used), the high load side plag area thereafter Therefore, it can be determined that pre-ignition is likely to occur due to a small ignition delay. In addition, when it is determined that the poig occurs frequently while using the above-mentioned pre-gauge area, it is determined that the pre-ignition is likely to occur due to the presence of an in-cylinder ignition source that generates such po can do.

そして、上記図4に示すルーチンによれば、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態になっていると判定された場合には、プレイグを回避するために内燃機関10が使用する負荷領域が制限される。このような制御によれば、プレイグの発生確率が高まっていることを事前に判別し、プレイグの発生を予防できるようになる。また、差分Xの頻度分布の偏り度合いに応じて負荷制限量を決定することにより、使用する運転領域の必要最小限の制限によって、このようなプレイグの発生の予防を実現できるようになる。   Then, according to the routine shown in FIG. 4, when it is determined that the internal combustion engine 10 is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region, the load used by the internal combustion engine 10 to avoid the pre-ignition. The area is limited. According to such control, it is possible to determine in advance that the probability of occurrence of prag is increasing and prevent the occurrence of prag. In addition, by determining the load limit amount according to the degree of deviation of the frequency distribution of the difference X, it is possible to realize the prevention of the occurrence of such pregs by the minimum necessary limit of the operation region to be used.

また、後で説明した図5に示すルーチンによれば、ノック学習値としての点火時期のKCS遅角量が所定値よりも大きい場合には、負荷制限の実施後に給油が行われる時まで、負荷制限が実行されることになる。KCS遅角量が大きい場合、すなわち、ノックが発生し易いために点火時期が基本点火時期に対して大きく遅角する必要のある場合には、燃料性状による影響(例えば、低RONの燃料の使用による影響)であると判断することができる。このため、この場合には、負荷制限の実行時間を次の給油時までとすることにより、適切な期間での負荷制限を行えるようになる。   Further, according to the routine shown in FIG. 5 described later, when the KCS retardation amount of the ignition timing as the knock learning value is larger than a predetermined value, the load is applied until the refueling is performed after the load restriction is performed. The limit will be enforced. When the KCS retardation amount is large, that is, when the ignition timing needs to be greatly retarded with respect to the basic ignition timing because knocking is likely to occur, the influence of fuel properties (for example, use of low RON fuel) It can be determined that For this reason, in this case, the load restriction can be performed in an appropriate period by setting the execution time of the load restriction until the next refueling time.

また、上記図5に示すルーチンによれば、ノック学習値としての点火時期のKCS遅角量が所定値以下である場合には、プレイグ領域よりも高回転側の高負荷領域が積算で所定時間以上行われるまで、負荷制限が実行される。KCS遅角量がそれほど大きくない場合であれば、点火時期の遅角の要因は筒内へのデポジットの蓄積によるものであると判断することができる。筒内に堆積したデポジットは、高回転高負荷領域を使用した走行を行うことにより、燃焼による除去が促進される。このため、このような手法によれば、KCS遅角量が所定値以下である場合の負荷制限の実行時間を、適切に設定することが可能となる。   Further, according to the routine shown in FIG. 5, when the KCS retardation amount of the ignition timing as the knock learning value is equal to or less than a predetermined value, the high load area on the high rotation side with respect to the pre-age area is integrated for a predetermined time. Until this is done, load limiting is performed. If the KCS retard amount is not so large, it can be determined that the cause of the retard of the ignition timing is due to the accumulation of deposits in the cylinder. The deposit accumulated in the cylinder is promoted to be removed by combustion by running using a high rotation and high load region. For this reason, according to such a method, it is possible to appropriately set the execution time of the load restriction when the KCS retardation amount is equal to or less than a predetermined value.

ところで、上述した実施の形態1においては、ノックセンサ34により検出されるノックの発生時期と点火時期との差分Xを燃焼速度と相関のある燃焼速度パラメータとして用いた例について説明を行った。しかしながら、本発明における燃焼速度パラメータは、上記のものに限定されるものではなく、例えば、内燃機関10のように筒内圧センサ36を備えている場合には、燃焼時の筒内圧波形に基づいて得られる熱発生の速度を示す値であってもよい。より具体的には、そのような熱発生の速度を示す値としては、例えば、燃焼質量割合(MFB)が所定値(例えば、50%)となる時のクランク角度位置を用いることができる。燃焼質量割合は、筒内に供給された燃料の質量に対する燃焼した燃料の質量の比率を表す指標値であって、筒内圧センサ36とクランク角センサ32を併用することにより、燃焼時の筒内圧力波形に基づいて公知の関係式に従って所定クランク角度毎に算出することができる値である。このようにして算出される上記クランク角度位置が進角側の値である場合には、燃焼速度が早いと判断することができる。従って、このようにして算出される上記クランク角度位置の頻度分布を用いて、上述した差分Xの頻度分布の場合と同様の判定を行うようにしてもよい。   In the first embodiment described above, an example in which the difference X between the knock generation timing detected by the knock sensor 34 and the ignition timing is used as a combustion speed parameter correlated with the combustion speed has been described. However, the combustion speed parameter in the present invention is not limited to the above-described one. For example, when the in-cylinder pressure sensor 36 is provided as in the internal combustion engine 10, it is based on the in-cylinder pressure waveform during combustion. It may be a value indicating the rate of heat generation obtained. More specifically, as a value indicating the rate of heat generation, for example, a crank angle position when the combustion mass ratio (MFB) becomes a predetermined value (for example, 50%) can be used. The combustion mass ratio is an index value representing the ratio of the mass of the burned fuel to the mass of the fuel supplied into the cylinder. By using the in-cylinder pressure sensor 36 and the crank angle sensor 32 in combination, It is a value that can be calculated for each predetermined crank angle according to a known relational expression based on the pressure waveform. When the crank angle position calculated in this way is an advanced value, it can be determined that the combustion speed is fast. Therefore, using the frequency distribution of the crank angle position calculated in this way, the same determination as in the case of the frequency distribution of the difference X described above may be performed.

また、上述した実施の形態1においては、異常燃焼領域(プレイグ領域)などの使用中に、基準頻度分布に対して差分X(燃焼速度パラメータ)の頻度分布が燃焼速度の早い側に所定レベル以上偏っていると判定された場合に、プレイグ領域において内燃機関10がプレイグの発生し易い状態にあると判定する例について説明を行った。しかしながら、本発明は、上記の手法に限定されるものではない。すなわち、本発明は、基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、プレイグ領域が使用される際のプレイグの発生し易さの程度を判定するものであればよく、例えば、上記偏り度合いが高いほど、プレイグ領域が使用される際にプレイグがより発生し易い状態にあると判定するものであってもよい。   In the first embodiment described above, the frequency distribution of the difference X (combustion rate parameter) with respect to the reference frequency distribution is higher than a predetermined level on the faster combustion rate during use of the abnormal combustion region (preg region) or the like. An example has been described in which it is determined that the internal combustion engine 10 is in a state where it is easy for the pre-ignition to occur in the pre-gauge region when it is determined that the bias is biased. However, the present invention is not limited to the above method. That is, according to the present invention, the degree of the ease of occurrence of the prig when the prag region is used is determined according to the degree of deviation of the frequency distribution of the combustion rate parameter toward the faster combustion rate with respect to the reference frequency distribution. For example, it may be determined that the higher the degree of bias is, the more likely the plag is to occur when the preg region is used.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU30が、上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「パラメータ取得手段」が、上記ステップ100〜106の一連の処理を実行することにより前記第1の発明における「プレイグ発生確率予測手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU30が上記ステップ108の処理を実行することにより前記第3の発明における「負荷領域制限量決定手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU30が、ノックセンサ34を利用して上記ノック学習制御を実行することにより前記第4の発明における「ノック学習制御手段」が、上記ステップ200〜206の一連の処理を実行することにより前記第4の発明における「負荷領域制限時間決定手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the ECU 30 executes the process of step 102, so that the “parameter acquisition means” in the first invention executes the series of processes of steps 100 to 106. Thus, the “pre-ignition occurrence probability predicting means” according to the first aspect of the present invention is realized.
Further, in the first embodiment described above, the “load region limit amount determining means” in the third aspect of the present invention is realized by the ECU 30 executing the process of step 108.
In the first embodiment described above, the ECU 30 performs the knock learning control using the knock sensor 34, whereby the “knock learning control means” in the fourth aspect of the present invention is the step 200 to 206. By executing a series of processes, the “load region time limit determining means” according to the fourth aspect of the present invention is realized.

10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
20 エアフローメータ
22 ターボ過給機
24 スロットルバルブ
26 燃料噴射弁
28 点火プラグ
30 ECU(Electronic Control Unit)
32 クランク角センサ
34 ノックセンサ
36 筒内圧センサ
38 液面レベルセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Air flow meter 22 Turbocharger 24 Throttle valve 26 Fuel injection valve 28 Spark plug 30 ECU (Electronic Control Unit)
32 Crank angle sensor 34 Knock sensor 36 In-cylinder pressure sensor 38 Liquid level sensor

Claims (8)

内燃機関の燃焼速度と相関のある燃焼速度パラメータを取得するパラメータ取得手段と、
プレイグニッションが発生する可能性のある所定の低回転高負荷領域(以下、「プレイグ領域」と称する)よりも低い負荷領域もしくは前記プレイグ領域の使用時において、前記燃焼速度パラメータの基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、前記プレイグ領域が使用される際の前記プレイグニッションの発生し易さの程度を判定するプレイグ発生確率予測手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
Parameter acquisition means for acquiring a combustion rate parameter correlated with the combustion rate of the internal combustion engine;
With respect to a reference frequency distribution of the combustion speed parameter when using a load region lower than a predetermined low rotation high load region (hereinafter referred to as “preg region”) in which pre-ignition may occur or the pre-ignition region, A pre-ignition occurrence probability predicting means for determining the degree of ease of occurrence of the pre-ignition when the pre-ignition region is used according to the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter to the faster combustion speed;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記プレイグ発生確率予測手段は、前記基準頻度分布に対する、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いが所定レベル以上である場合に、前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   When the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed with respect to the reference frequency distribution is equal to or higher than a predetermined level, the pre-ignition occurrence probability predicting means 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that an ignition is likely to occur. 前記プレイグ発生確率予測手段によって前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定された場合に、燃焼速度が早い側への前記燃焼速度パラメータの頻度分布の偏り度合いに応じて、前記プレイグ領域の使用制限量を決定する負荷領域制限量決定手段を更に備えることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   When it is determined by the pre-ignition occurrence probability prediction means that the internal combustion engine is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region, the degree of bias of the frequency distribution of the combustion speed parameter toward the faster combustion speed is increased. 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising a load region limit amount determining means for determining a use limit amount of the preg region. 基本点火時期に対する、ノックの発生を抑制するための点火時期の遅角量をノック学習値として学習するノック学習制御手段と、
前記プレイグ発生確率予測手段によって前記プレイグ領域において前記内燃機関が前記プレイグニッションの発生し易い状態にあると判定された場合に、前記ノック学習値の大きさに応じて、前記プレイグ領域の使用制限時間を決定する負荷領域制限時間決定手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関の制御装置。
Knock learning control means for learning the retard amount of the ignition timing for suppressing the occurrence of knock with respect to the basic ignition timing as a knock learning value;
When it is determined that the internal combustion engine is in a state where the pre-ignition is likely to occur in the pre-ignition region by the pre-occurrence occurrence probability predicting unit, the use time limit of the pre-region is determined according to the magnitude of the knock learning value. Load region time limit determining means for determining
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising:
前記負荷領域制限時間決定手段は、前記ノック学習値としての点火時期の遅角量が所定値よりも大きい場合には、次に給油が行われる時まで、前記プレイグ領域の使用制限を実行することを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。   The load area limit time determining means, when the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is larger than a predetermined value, executes use restriction of the plague area until the next refueling is performed. The control device for an internal combustion engine according to claim 4. 前記負荷領域制限時間決定手段は、前記ノック学習値としての点火時期の遅角量が所定値以下である場合には、前記プレイグ領域よりも高回転側の所定の高負荷領域を使用する前記内燃機関の運転が所定時間以上行われるまで、前記プレイグ領域の使用制限を実行することを特徴とする請求項4または5記載の内燃機関の制御装置。   The load region limit time determining means uses the predetermined high load region on the higher rotation side than the preg region when the retard amount of the ignition timing as the knock learning value is equal to or less than a predetermined value. 6. The control device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein the use restriction of the plague region is executed until the engine is operated for a predetermined time or more. 前記パラメータ取得手段は、
燃焼ガスの圧力振動に基づいてノックを検出するノックセンサを含み、
前記ノックセンサにより検出される前記ノックの発生時期と点火時期との差分を前記燃焼速度パラメータとして用い、かつ、当該差分が小さいことをもって燃焼速度が早い側に前記燃焼速度パラメータが変化したものとして扱う手段であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The parameter acquisition means includes
Including a knock sensor for detecting knock based on pressure oscillation of combustion gas;
The difference between the knock generation timing detected by the knock sensor and the ignition timing is used as the combustion speed parameter, and the combustion speed parameter is treated as having changed to the faster combustion speed when the difference is small. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the control device is a means.
前記パラメータ取得手段は、
筒内圧力を検出する筒内圧センサを含み、
前記筒内圧センサにより検出される燃焼時の筒内圧波形に基づいて算出する熱発生の速度を前記燃焼速度パラメータとして用い、かつ、当該熱発生の速度が早いことをもって燃焼速度が早い側に前記燃焼速度パラメータが変化したものとして扱う手段であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
The parameter acquisition means includes
In-cylinder pressure sensor that detects in-cylinder pressure,
The rate of heat generation calculated based on the in-cylinder pressure waveform at the time of combustion detected by the in-cylinder pressure sensor is used as the combustion rate parameter, and the combustion rate is increased on the higher combustion rate side due to the higher rate of heat generation. 7. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device treats the speed parameter as having changed.
JP2011247233A 2011-11-11 2011-11-11 Device for controlling internal combustion engine Pending JP2013104323A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011247233A JP2013104323A (en) 2011-11-11 2011-11-11 Device for controlling internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011247233A JP2013104323A (en) 2011-11-11 2011-11-11 Device for controlling internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013104323A true JP2013104323A (en) 2013-05-30

Family

ID=48624080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011247233A Pending JP2013104323A (en) 2011-11-11 2011-11-11 Device for controlling internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013104323A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112761805A (en) * 2021-01-29 2021-05-07 联合汽车电子有限公司 Control method and system for implementing pre-ignition control measures and readable storage medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112761805A (en) * 2021-01-29 2021-05-07 联合汽车电子有限公司 Control method and system for implementing pre-ignition control measures and readable storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5660215B2 (en) Control device for internal combustion engine
CN107709956B (en) Detecting and mitigating abnormal combustion characteristics
EP2672095B1 (en) Control device for internal combustion engine
US20130047956A1 (en) Control system and method for preventing stochastic pre-ignition in an engine
JP2015098799A (en) Control device for internal combustion engine
JP2017141693A (en) Control device of internal combustion engine
KR101542540B1 (en) Control device of internal combustion engine with supercharger
JP4784467B2 (en) Premixed compression ignition internal combustion engine
JP2013104371A (en) Internal combustion engine control device
JP2011241727A (en) Abnormality detection device for internal combustion engine and control device for internal combustion engine
JP2014101863A (en) Abnormal combustion determination device for internal combustion engine
JP2008267293A (en) Control system of internal combustion engine
JP4830986B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2011157852A (en) Control device of internal combustion engine
JP2015014229A (en) Abnormal combustion avoidance device for internal combustion engine
WO2016190092A1 (en) Engine control device
JP2013104323A (en) Device for controlling internal combustion engine
JP6011461B2 (en) Combustion state diagnostic device
JP2012219757A (en) Internal combustion engine control device
JP5675539B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2011208540A (en) Control device of internal combustion engine
JP5098923B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller
JP2016217338A (en) Controller for internal combustion engine
JP2012184661A (en) Internal combustion engine control device
JP2018096355A (en) Control device of internal combustion engine