JP2014043812A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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文明 青木
Keihiro Izumi
桂広 泉
Shinichi Okabe
伸一 岡部
Kazuo Sakanaka
一夫 坂中
Yoshihiro Okada
吉弘 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine which can efficiently perform a pre-ignition suppression control for suppressing the occurrence of a pre-ignition.SOLUTION: The control device for an internal combustion engine performs a predetermined pre-ignition suppression control for suppressing the occurrence of the pre-ignition when a pre-ignition is detected. The pre-ignition suppression control is performed, only when the driving condition of an internal combustion engine reaches such a driving condition that a large pre-ignition in which the maximum cylinder pressure becomes a predetermined value or more possibly occurs when the occurrence frequency of a small pre-ignition in which the maximum cylinder pressure is lower than the predetermined value, reaches a predetermined frequency.

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ヘビーノックを伴う突発的なプレイグニッションの発生を予測して防止す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 an internal combustion engine control apparatus, and more particularly, to an internal combustion engine control apparatus suitable for predicting and preventing the occurrence of sudden pre-ignition with heavy knock.

従来、例えば特許文献1には、内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、所定クランク角における燃焼割合が、正常燃焼状態が得られる時の基準燃焼割合よりも大きい場合(すなわち、プレイグニッション発生の可能性がある場合)に、プレイグニッションの発生を抑制するためのプレイグ抑制制御として燃料噴射量の増量が行われる。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine. In this conventional control device, the pre-ignition is generated when the combustion ratio at the predetermined crank angle is larger than the reference combustion ratio when the normal combustion state is obtained (that is, when there is a possibility of the occurrence of pre-ignition). An increase in the fuel injection amount is performed as a plague suppression control for suppression.

特開平9−273436号公報JP-A-9-273436

プレイグニッションには、程度の大きなものと小さなものとがある。そうであるのに、この程度の大小に関係なくプレイグニッション発生の可能性がある機関運転条件下で常にプレイグ抑制制御を実行することとすると、プレイグ抑制制御を無用に実行してしまう可能性がある。また、プレイグ抑制制御が内燃機関の運転状態の変更を伴うものであれば、無用なプレイグ抑制制御の実施は、機関性能の低下に繋がる可能性もある。   There are large and small pre-ignitions. Even so, if the pre-ignition suppression control is always executed under engine operating conditions where there is a possibility of occurrence of pre-ignition regardless of the magnitude, there is a possibility that the pre-ignition suppression control may be executed unnecessarily. is there. In addition, if the pre-ignition suppression control is accompanied by a change in the operating state of the internal combustion engine, the unnecessary pre-ignition suppression control may lead to a decrease in engine performance.

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の発生を抑制するためのプレイグ抑制制御を効率良く実施させられ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 was made to solve the above-described problems, and provides a control device for an internal combustion engine that is capable of efficiently performing pre-ignition suppression control for suppressing the occurrence of pre-ignition. Objective.

第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
プレイグニッションを検出するプレイグニッション検出手段と、
プレイグニッションが検出された場合に、プレイグニッションの発生を抑制するための所定のプレイグ抑制制御を実行するプレイグ抑制制御実行手段と、
を備え、
前記プレイグ抑制制御実行手段は、最大筒内圧が所定値よりも低い小プレイグニッションの発生頻度が所定頻度に達した場合において、内燃機関の運転条件が、最大筒内圧が前記所定値以上となる大プレイグニッションが発生する可能性のある運転条件となったときにのみ、前記プレイグ抑制制御を実行することを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine,
Pre-ignition detection means for detecting pre-ignition;
Pre-ignition control execution means for executing predetermined pre-ignition suppression control for suppressing occurrence of pre-ignition when pre-ignition is detected;
With
When the occurrence frequency of a small pre-ignition whose maximum in-cylinder pressure is lower than a predetermined value has reached a predetermined frequency, the pre-ignition suppression control execution means has a large operating condition of the internal combustion engine such that the maximum in-cylinder pressure is greater than or equal to the predetermined value. The pre-ignition suppression control is executed only when an operating condition that may cause pre-ignition is reached.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記プレイグ抑制制御は、燃焼室内への液体の噴射であり、
前記液体の噴射は、排気行程もしくは吸気行程またはその双方の行程において筒内容積が所定値よりも小さい期間中に実行されることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The pre-ignition suppression control is injection of liquid into the combustion chamber,
The liquid injection is performed during a period in which the in-cylinder volume is smaller than a predetermined value in the exhaust stroke, the intake stroke, or both strokes.

また、第3の発明は、第2の発明において、
前記液体の噴射は、排気行程もしくは吸気行程またはその双方の行程において筒内容積が前記所定値よりも小さい期間中に、前記内燃機関がトルクを発生させるために行われる燃料噴射とは別に噴射される追加の燃料噴射であることを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
The liquid is injected separately from the fuel injection that is performed for the internal combustion engine to generate torque during a period in which the cylinder volume is smaller than the predetermined value in the exhaust stroke, the intake stroke, or both strokes. It is an additional fuel injection.

また、第4の発明は、第2の発明において、
前記液体の噴射は、吸気行程において筒内容積が前記所定値よりも小さい期間と重なるように、前記内燃機関がトルクを発生させるために行われる燃料噴射の噴射期間を進角側に拡大することで実施される燃料噴射であることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is 2nd invention.
In the liquid injection, the injection period of the fuel injection performed for the internal combustion engine to generate torque is extended to the advance side so that the in-cylinder volume overlaps the period smaller than the predetermined value in the intake stroke. The fuel injection is carried out in (1).

また、第5の発明は、第1〜第4の発明の何れか1つにおいて、
前記内燃機関は、過給機付き内燃機関であって、
前記プレイグ抑制制御は、過給時に、燃焼室内の残留ガスの掃気が促進されるように排気弁の閉じ時期および吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御するものであることを特徴とする。
Moreover, 5th invention is based on any one of 1st-4th invention,
The internal combustion engine is a supercharged internal combustion engine,
The pre-ignition suppression control is characterized in that at the time of supercharging, at least one of the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve is controlled so that scavenging of the residual gas in the combustion chamber is promoted.

第1の発明によれば、小プレイグニッションの発生頻度が高いことで大プレイグニッションが発生する可能性が高いと判断できる場合にのみ、プレイグ抑制制御が実行されるようになる。このため、プレイグ抑制制御が無用に実行されるのを防止できるようになる。このため、プレイグ抑制制御を効率良く実施させられるようになる。また、プレイグ抑制制御が機関運転状態を変更するもの(例えば、以下の第3または第4の発明における燃料噴射)であったとしても、そのようなプレイグ抑制制御の実施に伴って機関性能(例えば、燃費性能)が低下する機会を低減できるようになる。   According to the first aspect of the invention, the pre-ignition suppression control is executed only when it can be determined that there is a high possibility that a large pre-ignition will occur due to the high occurrence frequency of the small pre-ignition. For this reason, it becomes possible to prevent the pre-ignition suppression control from being performed unnecessarily. For this reason, it becomes possible to efficiently implement the pre-ignition suppression control. Moreover, even if the pre-ignition suppression control changes the engine operating state (for example, fuel injection in the following third or fourth invention), the engine performance (for example, , Fuel consumption performance) can be reduced.

第2〜第4の発明によれば、筒内容積が小さいときに上記の液体の噴射を行うことで、大プレイグニッションの発生要因となる筒内浮遊デポジット等に対して燃料を確実に吹きかけて冷却することができる。これにより、大プレイグニッションの発生を確実に抑制することができる。   According to the second to fourth inventions, by injecting the liquid when the in-cylinder volume is small, the fuel is surely sprayed to the in-cylinder floating deposit or the like that causes large pre-ignition. Can be cooled. Thereby, generation | occurrence | production of a large preignition can be suppressed reliably.

第5の発明によれば、筒内浮遊デポジット等がより確実に次サイクル以降に残留しないようにすることができる。これにより、次サイクル以降にまで残留する筒内浮遊デポジット等の存在に起因して大プレイグニッションが発生するのをより確実に抑制できるようになる。   According to the fifth aspect, in-cylinder floating deposits or the like can be prevented from remaining after the next cycle more reliably. This makes it possible to more reliably suppress the occurrence of large pre-ignition due to the presence of in-cylinder floating deposits remaining after the next cycle.

本発明の実施の形態1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 Embodiment 1 of this invention. 筒内に存在するデポジットに起因するプレイグニッションの発生メカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the generation | occurrence | production mechanism of the pre-ignition resulting from the deposit which exists in a pipe | tube. 同一機関運転条件下における所定時間内でのプレイグニッションの発生状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the generation | occurrence | production condition of the pre-ignition within the predetermined time on the same engine operating conditions. 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. 筒内圧を利用したプレイグニッションの判定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the preignition using in-cylinder pressure. 本発明におけるプレイグニッションの他の判定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other determination method of the pre-ignition in this invention. 本発明の実施の形態2におけるプレイグ抑制制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating preg suppression control in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2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 2 of this invention.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1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、ターボ過給機24付きの火花点火式内燃機関(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の各気筒内には、ピストン12が設けられている。各気筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室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.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention.
The system shown in FIG. 1 includes a spark ignition internal combustion engine (a gasoline engine as an example) 10 with a turbocharger 24. A piston 12 is provided in each cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in each cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路16の入口には、エアクリーナ20が取り付けられている。エアクリーナ20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22が設けられている。エアフローメータ22よりも下流側の吸気通路16には、ターボ過給機24のコンプレッサ24aが配置されている。更に、コンプレッサ24a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26が設けられている。また、排気通路18には、ターボ過給機24のタービン24bが配置されている。   An air cleaner 20 is attached to the inlet of the intake passage 16. The air cleaner 20 is provided with an air flow meter 22 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air taken into the intake passage 16. A compressor 24 a of the turbocharger 24 is disposed in the intake passage 16 on the downstream side of the air flow meter 22. Further, an electronically controlled throttle valve 26 is provided in the intake passage 16 on the downstream side of the compressor 24a. A turbine 24 b of the turbocharger 24 is disposed in the exhaust passage 18.

各気筒には、燃焼室14内(筒内)に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁28が設けられている。また、各気筒には、燃焼室14内の混合気に点火するための点火プラグ30が設けられている。点火プラグ30は、点火コイル32に接続されている。更に、各気筒には、吸気通路16の吸気ポートおよび排気通路18の排気ポートを開閉するための吸気弁34および排気弁36がそれぞれ設置されている。   Each cylinder is provided with a fuel injection valve 28 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 (inside the cylinder). Each cylinder is provided with a spark plug 30 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 14. The spark plug 30 is connected to the ignition coil 32. Further, each cylinder is provided with an intake valve 34 and an exhaust valve 36 for opening and closing the intake port of the intake passage 16 and the exhaust port of the exhaust passage 18.

吸気弁34および排気弁36は、それぞれ吸気可変動弁機構38および排気可変動弁機構40により駆動される。これらの可変動弁機構38、40は、クランク軸42の回転位相に対する各カム軸(図示省略)の回転位相を変化させることにより吸気弁34または排気弁36の開閉時期を所定範囲内で変更可能とする可変バルブタイミング機構を含むものである。このような可変動弁機構38、40によれば、排気弁36の開弁期間と吸気弁34の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を調整することができる。また、クランク軸42の近傍には、クランク角を検出するためのクランク角センサ44が配置されている。   The intake valve 34 and the exhaust valve 36 are driven by an intake variable valve mechanism 38 and an exhaust variable valve mechanism 40, respectively. The variable valve mechanisms 38 and 40 can change the opening / closing timing of the intake valve 34 or the exhaust valve 36 within a predetermined range by changing the rotation phase of each camshaft (not shown) with respect to the rotation phase of the crankshaft 42. Including a variable valve timing mechanism. According to such variable valve mechanisms 38 and 40, it is possible to adjust the valve overlap period in which the valve opening period of the exhaust valve 36 and the valve opening period of the intake valve 34 overlap. A crank angle sensor 44 for detecting the crank angle is disposed in the vicinity of the crankshaft 42.

図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)46を備えている。ECU46の入力部には、上述したエアフローメータ22およびクランク角センサ44に加え、筒内圧を検出するための筒内圧センサ48、および、吸気カム軸および排気カム軸の回転角度である吸気カム角および排気カム角をそれぞれ検出するための吸気カム角センサ50および排気カム角センサ52等の内燃機関10の運転状態や燃焼状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ECU46の出力部には、上述したスロットルバルブ26、燃料噴射弁28、点火コイル32および可変動弁機構38、40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。   The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 46. In addition to the air flow meter 22 and the crank angle sensor 44 described above, an in-cylinder pressure sensor 48 for detecting in-cylinder pressure, an intake cam angle that is a rotation angle of the intake cam shaft and the exhaust cam shaft, Various sensors for detecting the operating state and combustion state of the internal combustion engine 10 such as an intake cam angle sensor 50 and an exhaust cam angle sensor 52 for detecting the exhaust cam angle are connected. Also, various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 26, the fuel injection valve 28, the ignition coil 32, and the variable valve mechanisms 38 and 40 are connected to the output portion of the ECU 46. Yes.

[実施の形態1におけるプレイグニッション抑制のための制御]
図2は、筒内に存在するデポジットに起因するプレイグニッションの発生メカニズムを説明するための図である。
内燃機関10の低回転高負荷領域は、正常な点火時期よりも前に混合気が自着火する現象(プレイグニッション)が発生し得る領域である。このようなプレイグニッションの発生原因の1つとして、燃焼室14内の赤熱したデポジットやオイル液滴の燃え残りといった筒内を浮遊する高温の固形物が着火源となっている可能性があることが分かった。例えば、図2(A)に示すように、ノックやプレイグニッションの発生によって筒内壁面に付着したデポジットが剥がれることがある。そして、剥がれたデポジットが燃焼しながら筒内を浮遊して次サイクル以降にまで残留した場合には、図2(B)に示すように、筒内に残留したデポジットが着火源となり、プレイグニッションの発生要因の1つとなることが分かった。そして、このような発生要因によるプレイグニッションは、点火プラグ近傍の熱面を着火源として発生するプレイグニッションとは異なり、冷却水温度や燃焼室壁面温度によらずに突発的に発生するものである。
[Control for Preignition Suppression in Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram for explaining a pre-ignition generation mechanism caused by deposits existing in the cylinder.
The low-rotation and high-load region of the internal combustion engine 10 is a region where a phenomenon (pre-ignition) in which the air-fuel mixture self-ignites before the normal ignition timing can occur. As one of the causes of the occurrence of such pre-ignition, there is a possibility that high-temperature solid matter floating in the cylinder such as red-hot deposits in the combustion chamber 14 and unburned oil droplets may be an ignition source. I understood that. For example, as shown in FIG. 2A, the deposit attached to the inner wall surface of the cylinder may be peeled off due to the occurrence of knocking or pre-ignition. If the peeled deposit floats in the cylinder while burning and remains until the next cycle and thereafter, the deposit remaining in the cylinder becomes an ignition source as shown in FIG. It became clear that it becomes one of the generation factors. And unlike the preignition that occurs with the hot surface near the spark plug as the ignition source, the preignition due to such a generation factor occurs suddenly regardless of the coolant temperature or the combustion chamber wall temperature. is there.

図3は、同一機関運転条件下における所定時間内でのプレイグニッションの発生状況の一例を示す図である。
図3では、本実施形態で用いる最大筒内圧Pmaxの規定値を、一例として9.5MPaとする。本実施形態では、最大筒内圧Pmaxがこの規定値以上となるプレイグニッションを「大プレイグニッション(以下、単に「大プレイグ」と略する)」と称し、最大筒内圧Pmaxが上記規定値よりも低いプレイグニッションを「小プレイグニッション(以下、単に「小プレイグ」と略する)と称する。より具体的には、大プレイグは、ヘビーノックを伴う、程度の大きなプレイグニッションであり、小プレイグは、ヘビーノックを伴わない、程度の比較的小さなプレイグニッションである。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pre-ignition occurrence state within a predetermined time under the same engine operating condition.
In FIG. 3, the prescribed value of the maximum in-cylinder pressure Pmax used in the present embodiment is 9.5 MPa as an example. In the present embodiment, a pre-ignition in which the maximum in-cylinder pressure Pmax is equal to or greater than the specified value is referred to as “large pre-ignition” (hereinafter simply referred to as “large pre-ignition”), and the maximum in-cylinder pressure Pmax is lower than the specified value. The pre-ignition is referred to as “small pre-ignition” (hereinafter simply referred to as “small pre-ignition”). More specifically, the large plague is a large preignition with heavy knock, and the small pregue is a relatively small preignition without heavy knock.

図3に示す試験結果では、最大筒内圧Pmaxが規定値以上となる大プレイグは試験時間中に1回発生する一方で、最大筒内圧Pmaxが規定値よりも低い小プレイグは、同じ試験時間中の大プレイグの発生回数よりも多い回数で発生している。尚、ここでは図示を省略しているが、図3の機関運転条件よりも過給圧を下げた運転条件には、小プレイグのみが発生する運転条件も存在することが確認されている。   In the test results shown in FIG. 3, a large plague in which the maximum in-cylinder pressure Pmax is greater than or equal to the specified value occurs once during the test time, while a small pre-ignition in which the maximum in-cylinder pressure Pmax is lower than the specified value is in the same test time. The number of occurrences is greater than the number of occurrences of large plague. Although not shown here, it has been confirmed that there are operating conditions in which only the small pre-ignition is present in the operating conditions in which the supercharging pressure is lower than the engine operating conditions of FIG.

上述したように、大プレイグが発生し得る機関運転条件では、小プレイグの発生も混在し、かつ、小プレイグの方が大プレイグよりも発生頻度が高いことが分かった。このことから、大プレイグが発生し得る機関運転条件において小プレイグの発生頻度が高い状況であると、小プレイグの発生に伴って筒内壁面から剥離して筒内を浮遊しているデポジットなどが着火源となり、大プレイグを突発的に発生させる可能性が高くなると考えられる。   As described above, it has been found that, under the engine operating conditions in which a large plague can occur, the occurrence of small plague is also mixed, and the occurrence frequency of the small plague is higher than that of the large plague. For this reason, if the occurrence frequency of small plows is high under the engine operating conditions where large prags can occur, deposits etc. that are peeled off from the cylinder inner wall surface due to the occurrence of small plags and floating in the cylinder, etc. It is considered that the possibility of suddenly generating a large plague becomes high as an ignition source.

上記のように、プレイグニッションには、程度の大きな大プレイグと、程度の小さな小プレイグとがある。そうであるのに、この程度の大小に関係なく、プレイグニッション発生の可能性がある機関運転条件下において常にプレイグニッションを抑制するためのプレイグ抑制制御(例えば、燃料噴射量の増量)を実行することとすると、プレイグ抑制制御を無用に実行してしまう可能性がある。   As described above, the pre-ignition includes a large plague having a large degree and a small preage having a small degree. Nevertheless, regardless of the magnitude, pre-ignition suppression control (for example, increasing the fuel injection amount) is always performed to suppress pre-ignition under engine operating conditions where pre-ignition may occur. If this is the case, there is a possibility that pre-ignition suppression control will be performed unnecessarily.

そこで、本実施形態では、小プレイグの発生頻度が所定頻度に達した場合において、内燃機関10の運転条件が、大プレイグが発生する可能性のある運転条件(例えば、図3に示す運転条件)となったときにのみ、所定のプレイグ抑制制御を実行するようにした。   Therefore, in the present embodiment, when the frequency of occurrence of the small plague reaches a predetermined frequency, the operating condition of the internal combustion engine 10 is an operating condition in which a large plague may occur (for example, the operating condition shown in FIG. 3). Only when it becomes, predetermined pre-gage suppression control is executed.

図4は、本発明の実施の形態1における特徴的な制御を実現するためにECU46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 46 in order to realize characteristic control in the first embodiment of the present invention. This routine is repeatedly executed every predetermined control cycle.

図4に示すルーチンでは、先ず、後述の小プレイグ頻度判定フラグがONであるか否かが判定される(ステップ100)。その結果、小プレイグ頻度判定フラグがONになっていない場合には、ステップ102に進み、一方、小プレイグ頻度判定フラグがONになっている場合には、ステップ114に進む。   In the routine shown in FIG. 4, first, it is determined whether or not a below-described small preg frequency determination flag is ON (step 100). As a result, if the small prag frequency determination flag is not ON, the process proceeds to step 102, whereas if the small preg frequency determination flag is ON, the process proceeds to step 114.

ステップ102では、内燃機関10の各気筒に対してサイクル毎に、プレイグニッションが発生したか否かが判定される。図5は、筒内圧を利用したプレイグニッションの判定手法を説明するための図である。より具体的には、図5の横軸はクランク角、縦軸は筒内圧であり、正常燃焼時およびプレイグニッション発生燃焼時の筒内圧カーブのそれぞれの一例を示すものである。   In step 102, it is determined whether or not preignition has occurred for each cylinder of the internal combustion engine 10 for each cycle. FIG. 5 is a diagram for explaining a pre-ignition determination method using in-cylinder pressure. More specifically, the horizontal axis in FIG. 5 is the crank angle, and the vertical axis is the in-cylinder pressure, and shows examples of in-cylinder pressure curves during normal combustion and preignition generation combustion.

図5に示すように、プレイグニッションが発生すると、点火時期のクランク角位置での筒内圧が正常燃焼時よりも高くなる。そこで、本実施形態では、点火時期のクランク角位置での筒内圧の立ち上がりが正常燃焼時よりも早いか否かに基づいて、プレイグニッション発生の有無が判定される。具体的には、例えば、点火時期のクランク角位置で筒内圧センサ48によって検出される筒内圧が、同一運転条件下における正常燃焼時の筒内圧(実験等により予め取得した値)よりも所定値以上大きい場合に、点火時期のクランク角位置での筒内圧の立ち上がりが正常燃焼時よりも早く、プレイグニッションが発生したと判定することができる。   As shown in FIG. 5, when pre-ignition occurs, the in-cylinder pressure at the crank angle position at the ignition timing becomes higher than during normal combustion. Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not pre-ignition has occurred based on whether or not the rise of the in-cylinder pressure at the crank angle position of the ignition timing is earlier than during normal combustion. Specifically, for example, the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 48 at the crank angle position at the ignition timing is a predetermined value than the in-cylinder pressure during normal combustion under the same operating conditions (a value obtained in advance through experiments or the like). If it is greater than the above, it can be determined that the pre-ignition has occurred, with the rise of the in-cylinder pressure at the crank angle position of the ignition timing being earlier than during normal combustion.

本判定手法によれば、プレイグニッションが発生したことを確実に検出できるようになる。尚、筒内圧センサ48により検出される筒内圧自体を用いた判定に代え、検出された筒内圧を利用して既知の関係式に従って熱発生率または燃焼質量割合(噴射された燃料のうちの既に燃焼に付された燃料の割合)を算出するようにし、点火時期のクランク角位置で熱発生が開始しているか否かをプレイグニッションの判定指標としてもよい。更に、以上説明したプレイグニッションの判定には、点火時期のクランク角位置に限らず、これよりも所定値だけ進角側のクランク角位置を用いてもよい。   According to this determination method, it is possible to reliably detect the occurrence of pre-ignition. In place of the determination using the in-cylinder pressure itself detected by the in-cylinder pressure sensor 48, the heat generation rate or the combustion mass ratio (already out of the injected fuel) is determined according to a known relational expression using the detected in-cylinder pressure. The ratio of fuel applied to combustion) may be calculated, and whether or not heat generation has started at the crank angle position of the ignition timing may be used as a pre-ignition determination index. Furthermore, the determination of pre-ignition described above is not limited to the crank angle position at the ignition timing, and a crank angle position that is advanced by a predetermined value may be used.

ステップ102においてプレイグニッションが発生したと判定された場合には、今回の検出対象サイクルの最大筒内圧Pmaxが規定値以上であるか否かが判定される(ステップ104)。その結果、本ステップ104の判定が成立する場合、つまり、今回発生したと判定されたプレイグニッションが大プレイグであると判断できる場合には、今回の大プレイグが発生した運転条件がECU46に記憶される(ステップ106)。   If it is determined in step 102 that pre-ignition has occurred, it is determined whether or not the maximum in-cylinder pressure Pmax of the current detection target cycle is greater than or equal to a specified value (step 104). As a result, when the determination of step 104 is established, that is, when it can be determined that the pre-ignition determined to have occurred this time is a large pre-ignition, the operating condition in which the current large pre-ignition has occurred is stored in the ECU 46. (Step 106).

一方、ステップ104の判定が不成立である場合、つまり、今回発生したと判定されたプレイグニッションが小プレイグであると判断できる場合には、所定の判定期間に対してカウントされる小プレイグの累積発生回数が1つ増やされたうえでECU46に記憶される(ステップ108)。   On the other hand, if the determination in step 104 is not established, that is, if it can be determined that the pre-ignition determined to have occurred this time is a small pre-ignition, then the cumulative occurrence of small pre-counts counted for a predetermined determination period. The number of times is incremented by 1 and stored in the ECU 46 (step 108).

次に、上記所定の判定期間における小プレイグの累積発生回数が所定回数に達したか否か、つまり、小プレイグの発生頻度が所定頻度に達したか否かが判定される(ステップ110)。その結果、本ステップ110の判定が不成立となる場合には、ステップ102以降の処理が繰り返し実行される。一方、本ステップ110の判定が成立する場合には、プレイグ判定ループが終了し、小プレイグ頻度判定フラグがONとされる(ステップ112)。尚、小プレイグ頻度判定フラグは、一例として、一旦ONとなった後の運転継続中は継続してON状態となり、内燃機関10の運転停止時にOFFとされるものとすることができる。   Next, it is determined whether or not the cumulative number of occurrences of small prags in the predetermined determination period has reached a predetermined number, that is, whether or not the occurrence frequency of small plags has reached a predetermined frequency (step 110). As a result, when the determination at step 110 is not established, the processing after step 102 is repeatedly executed. On the other hand, if the determination in step 110 is established, the pre-figure determination loop ends and the small pre-freque frequency determination flag is turned on (step 112). As an example, the small pre-ignition frequency determination flag may be continuously turned on while the operation is continued after being turned on, and turned off when the operation of the internal combustion engine 10 is stopped.

ステップ114では、ステップ106の処理により記憶された、大プレイグが発生する可能性のある運転条件が到来したか否かが判定される(ステップ114)。その結果、上記運転条件が到来した場合には、プレイグ抑制制御(例えば、燃料増量信号を燃料噴射弁28に出力)が実行される(ステップ116)。   In step 114, it is determined whether or not the operating condition stored by the processing in step 106 that may cause a large pre-ignition has arrived (step 114). As a result, when the above operating condition has arrived, pre-ignition suppression control (for example, outputting a fuel increase signal to the fuel injection valve 28) is executed (step 116).

以上説明した図4に示すルーチンによれば、プレイグニッションが検出された場合には、プレイグニッションの規模(程度)の大小の判定と、大プレイグが発生した運転条件および小プレイグの累積発生回数の学習制御が実行される。そして、小プレイグの発生頻度が所定頻度に達した場合(達した後)には、内燃機関10の運転条件が、大プレイグが発生する可能性のある運転条件となったときにのみ、プレイグ抑制制御が実行されるようになる。これにより、小プレイグの発生頻度が高いことで大プレイグが発生する可能性が高いと判断できる場合にのみ、プレイグ抑制制御が実行されるようになる。このため、プレイグ抑制制御が無用に実行されるのを防止できるようになる。また、プレイグ抑制制御が機関運転状態を変更するもの(例えば、燃料噴射量の増量)であったとしても、そのようなプレイグ抑制制御の実施に伴って機関性能(例えば、燃費性能)が低下する機会を低減できるようになる。   According to the routine shown in FIG. 4 described above, when a pre-ignition is detected, the magnitude (degree) of the pre-ignition is determined, the operating condition in which the large pre-ignition has occurred, and the cumulative number of occurrences of the small pre-ignition. Learning control is executed. When the occurrence frequency of the small plag reaches a predetermined frequency (after reaching), only when the operation condition of the internal combustion engine 10 is an operation condition that may cause a large pre-ignition, the suppression of pragging is performed. Control is executed. Thereby, only when it can be determined that there is a high possibility that a large prag is generated due to the high occurrence frequency of the small prag, the plag suppression control is executed. For this reason, it becomes possible to prevent the pre-ignition suppression control from being performed unnecessarily. Further, even if the pre-ignition suppression control changes the engine operating state (for example, an increase in the fuel injection amount), the engine performance (for example, fuel efficiency) decreases as the pre-ignition suppression control is performed. Opportunities can be reduced.

ところで、上述した実施の形態1においては、大プレイグが実際に発生した運転条件を記憶しておいたうえで、小プレイグの発生頻度が所定頻度に達した場合には、大プレイグが発生する可能性のある運転条件として運転中に記憶しておいた運転条件を参照するようにしている。しかしながら、本発明における「大プレイグニッションが発生する可能性のある運転条件」とは、大プレイグの実際の検出結果に基づいて運転中に取得した運転条件に限らず、事前に推定して記憶しておいた運転条件であってもよい。   By the way, in Embodiment 1 mentioned above, after storing the operating conditions in which the large prag is actually generated, if the occurrence frequency of the small prag reaches a predetermined frequency, the large prag can be generated. The operation condition memorized during operation is referred to as a characteristic operation condition. However, in the present invention, the “operating condition that may cause a large preignition” is not limited to the operating condition acquired during driving based on the actual detection result of the large preignition, and is estimated and stored in advance. The operating conditions that have been set may be used.

また、上述した実施の形態1においては、図5を参照して筒内圧を利用したプレイグニッションの判定手法を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明におけるプレイグニッションの検出(判定)手法は、上記のものに限らず、例えば、以下に示すようなものであってもよい。   In the above-described first embodiment, the pre-ignition determination method using the in-cylinder pressure has been described as an example with reference to FIG. However, the preignition detection (determination) method in the present invention is not limited to the above, and may be as shown below, for example.

図6は、本発明におけるプレイグニッションの他の判定手法を説明するための図である。図6を参照して説明する判定手法は、極力早い段階で、プレイグニッションに加えてポストイグニッションをも検出可能とするものである。尚、図6(A)に示すように、ポストイグニッションは、点火時期よりも後のタイミングで発生する異常燃焼のことである。   FIG. 6 is a diagram for explaining another determination method of pre-ignition according to the present invention. The determination method described with reference to FIG. 6 makes it possible to detect post-ignition in addition to pre-ignition at the earliest possible stage. Note that, as shown in FIG. 6A, post-ignition is abnormal combustion that occurs at a timing later than the ignition timing.

本判定手法では、エンジン回転数、吸気流量、空燃比、点火時期およびEGR量などの各種パラメータに基づいて機関運転条件毎に正常燃焼時の筒内圧カーブ(図6(B)参照)を基準カーブとして記憶しておく。そして、内燃機関10の運転中に、上記の各種パラメータに基づいて現在の機関運転条件に対応する正常燃焼時の筒内圧カーブを推定して取得する。尚、正常燃焼時の筒内圧カーブ(基準)としては、同一気筒(別気筒であってもよい)の直前のサイクルでの異常燃焼が生じていない場合の筒内圧カーブを記憶して用いるようにしてもよい。   In this determination method, the in-cylinder pressure curve during normal combustion (see FIG. 6B) is set as a reference curve for each engine operating condition based on various parameters such as engine speed, intake air flow rate, air-fuel ratio, ignition timing, and EGR amount. Remember as. Then, during operation of the internal combustion engine 10, an in-cylinder pressure curve during normal combustion corresponding to the current engine operating conditions is estimated and acquired based on the various parameters described above. As the in-cylinder pressure curve (reference) at the time of normal combustion, the in-cylinder pressure curve when abnormal combustion has not occurred in the cycle immediately before the same cylinder (or another cylinder) may be stored and used. May be.

本判定手法では、検出対象のサイクルにおいて筒内圧センサ48によって検出される筒内圧を、上記のように取得される正常燃焼時の筒内圧カーブと比較する。具体的には、図6(B)に示すように、ある時期T1において正常燃焼時の筒内圧に対する筒内圧の圧力差ΔP1がある規定値以上となる場合には、プレイグニッションが発生したと判定し、プレイグニッションの判定処理を終了する。   In this determination method, the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 48 in the detection target cycle is compared with the in-cylinder pressure curve obtained during normal combustion as described above. Specifically, as shown in FIG. 6B, when a pressure difference ΔP1 of the in-cylinder pressure with respect to the in-cylinder pressure at the time of normal combustion becomes equal to or greater than a predetermined value at a certain time T1, it is determined that preignition has occurred. Then, the pre-ignition determination process is terminated.

また、本判定手法によれば、次のような処理によってポストイグニッションが発生したか否かを判定することができる。具体的には、圧力差ΔP1が上記規定値よりも小さい場合には、続いて、時期T2での筒内圧と時期T1での筒内圧との差である圧力差ΔP2を算出する。そして、算出された圧力差P2がある規定値以上となる場合には、ポストイグニッションが発生したと判定する。ただし、ノックセンサ(図示省略)等を用いて別途ノッキングの発生が検出された場合には、ポストイグニッションの判定を行わないようにするのが良い。   Further, according to this determination method, it is possible to determine whether or not post-ignition has occurred by the following processing. Specifically, when the pressure difference ΔP1 is smaller than the specified value, the pressure difference ΔP2 that is the difference between the in-cylinder pressure at time T2 and the in-cylinder pressure at time T1 is calculated. If the calculated pressure difference P2 is greater than or equal to a specified value, it is determined that post-ignition has occurred. However, when the occurrence of knocking is separately detected using a knock sensor (not shown) or the like, it is preferable not to perform post-ignition determination.

上記の時期T1、T2は、正常燃焼を基礎として決める値であり、例えば、時期T1は、燃焼質量割合が5%となるクランク角位置とし、時期T2は、燃焼質量割合が30%となるクランク角位置とすることができる。また、圧力差ΔP1、ΔP2の規定値も、正常燃焼を基礎として決める値であるが、燃焼の変動および筒内圧カーブ(基準)の推定誤差等を考慮した所定の係数をそれぞれの規定値に乗ずるようにしてもよい。   The above times T1 and T2 are values determined on the basis of normal combustion. For example, the time T1 is a crank angle position where the combustion mass ratio is 5%, and the time T2 is a crank where the combustion mass ratio is 30%. It can be an angular position. Further, the prescribed values of the pressure differences ΔP1 and ΔP2 are values determined based on normal combustion, but multiply the prescribed values by taking into account the fluctuations of combustion and the estimation error of the in-cylinder pressure curve (reference). You may do it.

以上の判定手法を用いることで、筒内圧の立ち上がり直後から筒内圧の検出値を利用してプレイグニッションおよびポストイグニッションを直接的に検出できるようになる。このため、判定処理の負担を少なくすることができ、検出対象のサイクルが終了していない段階での早期判定が可能となる。   By using the above determination method, the pre-ignition and the post-ignition can be directly detected using the detected value of the in-cylinder pressure immediately after the rise of the in-cylinder pressure. For this reason, the burden of determination processing can be reduced, and early determination can be performed at a stage where the detection target cycle is not completed.

また、内燃機関10の運転中には、次のような追加の燃料噴射を行うようにしてもよい。すなわち、ここでいう追加の燃料噴射は、上記図5もしくは図6に示すプレイグ判定手法などを用いて検出されるプレイグニッションによる筒内圧の立ち上がり時期(クランク角位置)が、最大筒内圧Pmaxに到達する時期(クランク角位置)に対してある規定値よりも進角側の時期である場合にのみ行われるというものである。   Further, during the operation of the internal combustion engine 10, the following additional fuel injection may be performed. That is, in this additional fuel injection, the rising timing (crank angle position) of the in-cylinder pressure due to pre-ignition detected using the pre-ignition determination method shown in FIG. 5 or FIG. 6 reaches the maximum in-cylinder pressure Pmax. This is performed only when the timing (crank angle position) is an advance timing with respect to a predetermined value.

この追加の燃料噴射を行うためには、プレイグニッションが発生した際に筒内圧が最大筒内圧Pmaxに到達する時期(クランク角位置)を機関運転条件に応じた値として予めECU46に記憶させておく。上記規定値は、エンジン回転数と燃料噴射弁28の応答性(具体的には、ECU46が燃料噴射を行うことを決定してから燃料噴射弁28によって実際に燃料噴射が実行されるまでに要する時間)とによって決定される値である。燃料噴射弁28の応答性(上記時間)が同じであっても、エンジン回転数が高いと、クランク角ベースでは、ECU46による燃料噴射の決定から実際に燃料噴射が実行されるまでに経過するクランク角期間は長くなる。したがって、上記規定値は、燃料噴射弁28の応答性(上記時間)とエンジン回転数とに基づいてクランク角ベースの値として決定される。   In order to perform this additional fuel injection, the time (crank angle position) at which the in-cylinder pressure reaches the maximum in-cylinder pressure Pmax when pre-ignition occurs is stored in advance in the ECU 46 as a value corresponding to the engine operating conditions. . The specified value is required from the engine speed and the responsiveness of the fuel injection valve 28 (specifically, from when the ECU 46 determines to perform fuel injection until the fuel injection is actually executed by the fuel injection valve 28). Time). Even if the responsiveness (the above time) of the fuel injection valve 28 is the same, if the engine speed is high, the crank angle base causes the crank to elapse from the determination of fuel injection by the ECU 46 until the actual fuel injection is executed. The corner period is longer. Therefore, the specified value is determined as a crank angle base value based on the response (the time) of the fuel injection valve 28 and the engine speed.

ECU46は、プレイグニッションによる筒内圧の立ち上がりが検出されたときには、このときのクランク角位置が、筒内圧が最大筒内圧Pmaxに到達するクランク角位置に対して上記規定値よりも進角側の位置であるか否かを判定する。そして、この判定が成立する場合、すなわち、プレイグニッションによる筒内圧の立ち上がりを検出したタイミングにおいて、筒内圧が最大筒内圧Pmaxに到達するまでに燃焼室14内に燃料を噴射可能であると判断できる場合には、通常制御の燃料噴射に割り込むようにして上記追加の燃料噴射が速やかに実行される。このような追加の燃料噴射によれば、筒内ガスを冷却することができる。その結果、プレイグニッションを誘発するヘビーノックを回避し、筒内圧の過剰な上昇を防止することができる。   When the rise of the in-cylinder pressure due to pre-ignition is detected, the ECU 46 determines that the crank angle position at this time is a position more advanced than the specified value with respect to the crank angle position at which the in-cylinder pressure reaches the maximum in-cylinder pressure Pmax. It is determined whether or not. If this determination is true, that is, at the timing when the rising of the in-cylinder pressure due to pre-ignition is detected, it can be determined that the fuel can be injected into the combustion chamber 14 until the in-cylinder pressure reaches the maximum in-cylinder pressure Pmax. In this case, the additional fuel injection is promptly executed so as to interrupt the normal control fuel injection. According to such additional fuel injection, the in-cylinder gas can be cooled. As a result, heavy knock that induces pre-ignition can be avoided, and an excessive increase in in-cylinder pressure can be prevented.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU46がステップ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「プレイグニッション検出手段」が実現されており、ECU46がステップ114の判定が成立する場合にステップ116の処理を実行することにより前記第1の発明における「プレイグ抑制制御実行手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the “pre-ignition detection means” in the first invention is realized by the ECU 46 executing the process of step 102, and the ECU 46 determines that the determination of step 114 is satisfied. In addition, by executing the process of step 116, the “pre-gage suppression control execution means” in the first aspect of the present invention is realized.

実施の形態2.
次に、図7および図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 and FIG.

[実施の形態2におけるプレイグ抑制制御]
本実施形態のシステム構成としては、一例として、図1に示すハードウェア構成が用いられているものとする。本実施形態は、ECU46が図4に示すルーチンを実行する際のプレイグ抑制制御として、後述の図8に示すルーチンによる制御を行う点に特徴を有している。
[Pleig Suppression Control in Embodiment 2]
As an example of the system configuration of the present embodiment, the hardware configuration shown in FIG. 1 is used. The present embodiment is characterized in that control by the routine shown in FIG. 8 described later is performed as the pre-ignition suppression control when the ECU 46 executes the routine shown in FIG.

図7は、本発明の実施の形態2におけるプレイグ抑制制御を説明するための図である。
図2を参照して既述したように、筒内を浮遊する高温の固形物(デポジットやオイル液滴の燃え残り等)が高熱を保持したまま次のサイクルに残留して着火源となり、プレイグニッションの発生要因の1つとなることが分かった。
FIG. 7 is a diagram for explaining preg suppression control according to Embodiment 2 of the present invention.
As described above with reference to FIG. 2, high-temperature solids (deposits, unburned oil droplets, etc.) floating in the cylinder remain in the next cycle while maintaining high heat, and become an ignition source. It turns out that it becomes one of the generation factors of pre-ignition.

そこで、本実施形態では、上述した実施の形態1の制御によって小プレイグの発生頻度が所定頻度に達した場合において大プレイグの発生する可能性がある運転条件にプレイグ抑制制御を行う場合には、図7(A)および図7(B)に示すプレイグ抑制制御の双方を所定サイクル(例えば、100サイクル)に渡って実施するようにした。   Therefore, in the present embodiment, when performing the plague suppression control in the operating condition in which the large plague may occur when the occurrence frequency of the small plague reaches a predetermined frequency by the control of the first embodiment described above, Both of the prag suppression control shown in FIG. 7 (A) and FIG. 7 (B) are carried out over a predetermined cycle (for example, 100 cycles).

先ず、図7(A)に示すプレイグ抑制制御は、排気行程もしくは吸気行程またはその双方の行程において筒内容積が所定値よりも小さい期間中に、燃焼室14内に液体(本実施形態では、燃料)を噴射するというものである。この液体噴射の具体的な実施態様としては次のものがある。   First, in the pre-ignition suppression control shown in FIG. 7 (A), the liquid in the combustion chamber 14 (in this embodiment, in the exhaust stroke, the intake stroke, or both strokes) during a period in which the cylinder volume is smaller than a predetermined value. Fuel). Specific embodiments of the liquid jet include the following.

筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁28を備える内燃機関10では、内燃機関10に要求されたトルクを発生させるための通常の燃料噴射の噴射時期は、吸気行程もしくは圧縮行程である。このため、「排気行程」において筒内容積が上記所定値よりも小さい期間中に上記液体噴射としての燃料噴射を行う場合には、当該液体噴射は、通常の燃料噴射に対する追加の燃料噴射となる。一方、「吸気行程」において筒内容積が上記所定値よりも小さい期間中に上記液体噴射としての燃料噴射を行う場合には、当該液体噴射は、通常の燃料噴射とは独立した追加の燃料噴射であってもよいし、「吸気行程」において筒内容積が上記所定値よりも小さい期間と一部が重なるように通常の燃料噴射の噴射期間を進角側に拡大することで実施されるものであってもよい。更には、これらの排気行程および吸気行程のための各液体噴射を適宜組み合わせて実施してもよい。   In the internal combustion engine 10 including the fuel injection valve 28 that directly injects fuel into the cylinder, the injection timing of normal fuel injection for generating the torque required for the internal combustion engine 10 is an intake stroke or a compression stroke. For this reason, when the fuel injection as the liquid injection is performed during a period in which the in-cylinder volume is smaller than the predetermined value in the “exhaust stroke”, the liquid injection is an additional fuel injection with respect to the normal fuel injection. . On the other hand, when the fuel injection as the liquid injection is performed during a period in which the cylinder volume is smaller than the predetermined value in the “intake stroke”, the liquid injection is an additional fuel injection independent of the normal fuel injection. It may be implemented by expanding the injection period of normal fuel injection to the advance side so that a part of the in-cylinder volume is smaller than the predetermined value in the “intake stroke”. It may be. Furthermore, these liquid jets for the exhaust stroke and the intake stroke may be combined appropriately.

筒内容積が所定値よりも小さい排気上死点近傍の期間中に上記の液体噴射を行うことで、燃焼室14内を浮遊しているデポジット等に燃料を確実に吹きかけることができ、浮遊デポジット等の熱を奪い、これにより、浮遊デポジット等の着火源としての能力を奪うことができる。   By performing the above-described liquid injection during a period in the vicinity of the exhaust top dead center where the in-cylinder volume is smaller than a predetermined value, the fuel can be reliably blown to the deposit or the like floating in the combustion chamber 14, and the floating deposit It is possible to take away the ability as an ignition source such as a floating deposit.

図7(B)に示すプレイグ抑制制御は、燃焼室14内の残留ガスの掃気が促進されるように排気弁36の閉じ時期および吸気弁34の開き時期の少なくとも一方を制御するというものである。具体的には、バルブオーバーラップ期間が既に設定されている状況下では、可変動弁機構38、40を用いてバルブオーバーラップ期間を拡大する制御が該当し、バルブオーバーラップ期間が設定されていない状況下では、バルブオーバーラップ期間を設定する制御が該当する。   The pre-ignition suppression control shown in FIG. 7B controls at least one of the closing timing of the exhaust valve 36 and the opening timing of the intake valve 34 so that scavenging of the residual gas in the combustion chamber 14 is promoted. . Specifically, under the situation where the valve overlap period has already been set, the control for expanding the valve overlap period using the variable valve mechanisms 38 and 40 is applicable, and the valve overlap period is not set. Under circumstances, the control for setting the valve overlap period is applicable.

内燃機関10は過給機付き内燃機関であり、プレイグニッションの発生が懸念される運転領域は過給領域である。そのような過給領域において、バルブオーバーラップ期間を拡大すると、吸気圧力が排気圧力よりも高い状況下であるので、図7(B)に示すように、筒内に供給される新気によって筒内に残留する浮遊デポジット等を掃気することができる。   The internal combustion engine 10 is an internal combustion engine with a supercharger, and an operation region in which the occurrence of pre-ignition is a concern is a supercharging region. In such a supercharging region, if the valve overlap period is expanded, the intake pressure is higher than the exhaust pressure. Therefore, as shown in FIG. It is possible to scavenge floating deposits and the like remaining in the interior.

図8は、本発明の実施の形態2における特徴的なプレイグ抑制制御を実現するためにECU46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、図4に示すルーチンにおけるステップ116の処理に代えて実行されるものとする。   FIG. 8 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 46 in order to realize the characteristic pre-gage suppression control in the second embodiment of the present invention. This routine is executed in place of the processing of step 116 in the routine shown in FIG.

図8に示すルーチンでは、先ず、上述した液体噴射として、排気上死点近傍の期間中に行う燃料噴射が実行される(ステップ200)。この燃料噴射は、所定サイクル数(例えば、100サイクル)に渡って実行される。   In the routine shown in FIG. 8, first, fuel injection performed during the period near the exhaust top dead center is executed as the above-described liquid injection (step 200). This fuel injection is executed over a predetermined number of cycles (for example, 100 cycles).

次に、バルブオーバーラップ期間の拡大のために、吸気弁34の開き時期の進角(ステップ202)および排気弁36の閉じ時期の遅角(ステップ204)がそれぞれ実行される。これらの吸排気バルブタイミングの変更についても、所定サイクル数(例えば、100サイクル)に渡って実行される。尚、この場合のバルブオーバーラップ期間の拡大のためには、ステップ202および204の処理のうちの何れか一方のみが行われるようになっていてもよい。   Next, in order to extend the valve overlap period, an advance angle of the opening timing of the intake valve 34 (step 202) and a delay angle of the closing timing of the exhaust valve 36 (step 204) are respectively executed. These intake / exhaust valve timing changes are also executed over a predetermined number of cycles (for example, 100 cycles). In this case, in order to extend the valve overlap period, only one of the processes in steps 202 and 204 may be performed.

以上説明した図8に示すルーチンによれば、小プレイグの発生頻度が高い状況下において大プレイグが発生する可能性のある運転条件が到来した場合には、筒内容積が小さいときに上記液体噴射としての燃料噴射が実行される。これにより、大プレイグの発生要因となる筒内浮遊デポジット等を燃料によって確実に冷却することができる。これにより、大プレイグの発生を確実に抑制することができる。また、このような液体噴射の実施機会を小プレイグの発生頻度が高い状況下で上記運転条件が到来したときに限っているので、上記液体噴射としての燃料噴射による燃費悪化を最小限に抑制することができる。   According to the routine shown in FIG. 8 described above, the liquid ejection is performed when the in-cylinder volume is small when an operating condition that may cause a large plague has arrived in a situation where the occurrence frequency of the small plague is high. The fuel injection is executed. As a result, the in-cylinder floating deposit or the like, which is a cause of occurrence of a large plague, can be reliably cooled by the fuel. Thereby, generation | occurrence | production of a large plague can be suppressed reliably. In addition, since the opportunity for performing such liquid injection is limited to the time when the above operating condition arrives in a situation where the occurrence frequency of small pre-ignition is high, fuel consumption deterioration due to fuel injection as the liquid injection is minimized. be able to.

更に、上記ルーチンによれば、小プレイグの発生頻度が高い状況下において大プレイグが発生する可能性のある運転条件が到来した場合には、燃焼室14内の残留ガスの掃気が促進されるようにバルブオーバーラップ期間が拡大される。これにより、筒内浮遊デポジット等がより確実に次サイクル以降に残留しないようにすることができる。このような掃気によっても、大プレイグの発生をより確実に抑制できるようになる。また、このような必要以上のバルブオーバーラップ期間の拡大を小プレイグの発生頻度が高い状況下で上記運転条件が到来したときに限っているので、過剰な掃気による排気通路18への新気の吹き抜けを最小限に抑制することができる。   Furthermore, according to the above routine, scavenging of the residual gas in the combustion chamber 14 is promoted when an operating condition that may cause a large plague in a situation where the occurrence frequency of the small plague is high is reached. The valve overlap period is extended. As a result, in-cylinder floating deposits and the like can be more reliably prevented from remaining after the next cycle. Such scavenging can more reliably suppress the occurrence of large plague. Further, since the expansion of the valve overlap period more than necessary is limited to the time when the above operating condition arrives under the condition that the frequency of occurrence of small pre-ignition is high, the fresh air to the exhaust passage 18 due to excessive scavenging Blow-through can be minimized.

ところで、上述した実施の形態2においては、筒内容積が小さい状況下での液体噴射を、燃料噴射弁28を用いた燃料噴射の実施態様の変更によって実現している。しかしながら、本発明における液体噴射は、上記のものに限定されるものではなく、例えば、燃焼室14内に向けて燃料以外の他の液体(例えば、水)を噴射可能な構成を備えて行うものであってもよい。   By the way, in Embodiment 2 mentioned above, the liquid injection in the situation where a cylinder volume is small is implement | achieved by the change of the embodiment of the fuel injection using the fuel injection valve 28. FIG. However, the liquid injection in the present invention is not limited to the above-described one. For example, the liquid injection is performed with a configuration capable of injecting liquid other than fuel (for example, water) into the combustion chamber 14. It may be.

ところで、上述した実施の形態1および2においては、本発明の対象となる内燃機関として、ターボ過給機24を備える内燃機関10を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関は、上記のものに限られず、例えば、ターボ過給機以外の方式の過給機を備える内燃機関であってもよく、或いは、高い圧縮比を有する自然吸気式の内燃機関であってもよい。   By the way, in Embodiment 1 and 2 mentioned above, the internal combustion engine 10 provided with the turbo supercharger 24 was demonstrated as an example as an internal combustion engine used as the object of this invention. However, the internal combustion engine that is the subject of the present invention is not limited to the above, and may be, for example, an internal combustion engine that includes a turbocharger of a system other than a turbocharger, or a natural engine having a high compression ratio. It may be an intake type internal combustion engine.

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 エアクリーナ
22 エアフローメータ
24 ターボ過給機
24a ターボ過給機のコンプレッサ
24b ターボ過給機のタービン
26 スロットルバルブ
28 燃料噴射弁
30 点火プラグ
32 点火コイル
34 吸気弁
36 排気弁
38 吸気可変動弁機構
40 排気可変動弁機構
42 クランク軸
44 クランク角センサ
46 ECU(Electronic Control Unit)
48 筒内圧センサ
50 吸気カム角センサ
52 排気カム角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Air cleaner 22 Air flow meter 24 Turbocharger 24a Turbocharger compressor 24b Turbocharger turbine 26 Throttle valve 28 Fuel injection valve 30 Ignition plug 32 Ignition Coil 34 Intake valve 36 Exhaust valve 38 Intake variable valve mechanism 40 Exhaust variable valve mechanism 42 Crankshaft 44 Crank angle sensor 46 ECU (Electronic Control Unit)
48 In-cylinder pressure sensor 50 Intake cam angle sensor 52 Exhaust cam angle sensor

Claims (5)

プレイグニッションを検出するプレイグニッション検出手段と、
プレイグニッションが検出された場合に、プレイグニッションの発生を抑制するための所定のプレイグ抑制制御を実行するプレイグ抑制制御実行手段と、
を備え、
前記プレイグ抑制制御実行手段は、最大筒内圧が所定値よりも低い小プレイグニッションの発生頻度が所定頻度に達した場合において、内燃機関の運転条件が、最大筒内圧が前記所定値以上となる大プレイグニッションが発生する可能性のある運転条件となったときにのみ、前記プレイグ抑制制御を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
Pre-ignition detection means for detecting pre-ignition;
Pre-ignition control execution means for executing predetermined pre-ignition suppression control for suppressing occurrence of pre-ignition when pre-ignition is detected;
With
When the occurrence frequency of a small pre-ignition whose maximum in-cylinder pressure is lower than a predetermined value has reached a predetermined frequency, the pre-ignition suppression control execution means has a large operating condition of the internal combustion engine such that the maximum in-cylinder pressure is greater than or equal to the predetermined value. The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the pre-ignition suppression control is executed only when an operating condition that may cause pre-ignition occurs.
前記プレイグ抑制制御は、燃焼室内への液体の噴射であり、
前記液体の噴射は、排気行程もしくは吸気行程またはその双方の行程において筒内容積が所定値よりも小さい期間中に実行されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The pre-ignition suppression control is injection of liquid into the combustion chamber,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection of the liquid is executed during a period in which a cylinder volume is smaller than a predetermined value in an exhaust stroke, an intake stroke, or both strokes.
前記液体の噴射は、排気行程もしくは吸気行程またはその双方の行程において筒内容積が前記所定値よりも小さい期間中に、前記内燃機関がトルクを発生させるために行われる燃料噴射とは別に噴射される追加の燃料噴射であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   The liquid is injected separately from the fuel injection that is performed for the internal combustion engine to generate torque during a period in which the cylinder volume is smaller than the predetermined value in the exhaust stroke, the intake stroke, or both strokes. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel injection is additional fuel injection. 前記液体の噴射は、吸気行程において筒内容積が前記所定値よりも小さい期間と重なるように、前記内燃機関がトルクを発生させるために行われる燃料噴射の噴射期間を進角側に拡大することで実施される燃料噴射であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   In the liquid injection, the injection period of the fuel injection performed for the internal combustion engine to generate torque is extended to the advance side so that the in-cylinder volume overlaps the period smaller than the predetermined value in the intake stroke. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel injection is performed in step 1. 前記内燃機関は、過給機付き内燃機関であって、
前記プレイグ抑制制御は、過給時に、燃焼室内の残留ガスの掃気が促進されるように排気弁の閉じ時期および吸気弁の開き時期の少なくとも一方を制御するものであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。
The internal combustion engine is a supercharged internal combustion engine,
The pre-ignition suppression control controls at least one of a closing timing of the exhaust valve and an opening timing of the intake valve so that scavenging of residual gas in the combustion chamber is promoted during supercharging. The control apparatus of the internal combustion engine as described in any one of 1-4.
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