JP2014129727A - Combustion state detecting method of multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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Hidehiro Fujita
英弘 藤田
Akio Amano
明朗 天野
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Abstract

【課題】イオン電流検出装置4を1気筒だけに設けて各気筒のプレイグニッションを確実に回避できるようにする。
【解決手段】内燃機関の出荷検査時に、全気筒の点火プラグにイオン電流検出装置を取り付け(ステップ1)、気筒毎に点火時期を徐々に進角させていって、プレイグニッションの予兆が生じる直前の限界の点火時期を求める(ステップ3〜7)。各気筒のプレイグニッション限界となる点火時期進角量を気筒毎の学習補正値H1〜H4としてエンジンコントローラに記憶させた後、♯1気筒以外のイオン電流検出装置を取り外す(ステップ11)。出荷後は、気筒毎の学習補正値H1〜H4を用いて各気筒の点火時期を制御する。♯1気筒のイオン電流からプレイグニッションの予兆を検出したら、全気筒で等しく点火時期遅角によるプレイグニッション回避を行う。
【選択図】図2
An ion current detection device 4 is provided in only one cylinder so that preignition of each cylinder can be reliably avoided.
At the time of shipment inspection of an internal combustion engine, an ion current detection device is attached to the ignition plugs of all cylinders (step 1), and the ignition timing is gradually advanced for each cylinder, immediately before the occurrence of a pre-ignition sign. Is determined (steps 3 to 7). After the ignition timing advance amount which becomes the pre-ignition limit of each cylinder is stored in the engine controller as learning correction values H1 to H4 for each cylinder, the ion current detection devices other than the # 1 cylinder are removed (step 11). After shipment, the ignition timing of each cylinder is controlled using learning correction values H1 to H4 for each cylinder. When a pre-ignition sign is detected from the ionic current of the # 1 cylinder, pre-ignition avoidance by ignition timing delay is equally performed for all cylinders.
[Selection] Figure 2

Description

この発明は、プレイグニッション等の異常燃焼の回避のために各気筒の燃焼状態を検知する技術に関し、特に、多気筒内燃機関における燃焼状態検知方法に関する。   The present invention relates to a technique for detecting the combustion state of each cylinder in order to avoid abnormal combustion such as pre-ignition, and more particularly to a combustion state detection method in a multi-cylinder internal combustion engine.

プレイグニッション等の異常燃焼の回避のために、筒内圧や燃焼室内でのイオン電流などから各気筒の燃焼状態を検知する技術が知られている。   In order to avoid abnormal combustion such as pre-ignition, a technique for detecting the combustion state of each cylinder from the in-cylinder pressure or ion current in the combustion chamber is known.

特許文献1には、点火プラグを検出プローブとしたイオン電流検出装置を利用して、プレイグニッションの予兆を検出し、その検出時に有効圧縮比の低減などのプレイグニッション回避制御を行うことが開示されている。   Patent Document 1 discloses that an ignition current detection device using a spark plug as a detection probe is used to detect a pre-ignition sign and to perform pre-ignition avoidance control such as reduction of an effective compression ratio at the time of detection. ing.

特開2009−57940号公報JP 2009-57940 A

上記従来の構成では、多気筒内燃機関の各気筒にイオン電流検出装置(イオン電流検出回路)が設けられているため、そのハードウェア構成が複雑かつ大型のものとなってしまう。例えば、一つの例では、イオン電流検出回路は、点火コイルを含む点火プラグ駆動回路の一部として構成され、各気筒毎に一つのユニットとして、点火プラグの上方に個々に配置されるが、イオン電流検出回路を含むユニットは相対的に大型となるので、シリンダヘッドカバー上面に占める占有スペースが大きくなる。   In the above-described conventional configuration, each cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine is provided with an ion current detection device (ion current detection circuit), so that the hardware configuration becomes complicated and large. For example, in one example, the ion current detection circuit is configured as a part of a spark plug drive circuit including an ignition coil, and is individually disposed above the spark plug as one unit for each cylinder. Since the unit including the current detection circuit is relatively large, an occupied space on the upper surface of the cylinder head cover is increased.

この発明は、一部の気筒の燃焼状態検知装置でもって全気筒の燃焼状態を正しく代表できるようにし、ハードウェア構成の小型化および簡素化を図ることを目的としている。   An object of the present invention is to make it possible to correctly represent the combustion states of all the cylinders with the combustion state detection devices of some cylinders, and to reduce the size and simplify the hardware configuration.

この発明に係る多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法は、
内燃機関の出荷検査時に、全気筒に燃焼状態検知装置を取り付け、気筒毎に燃焼特性を測定する工程と、
各気筒の燃焼特性の測定結果に基づき、全気筒の燃焼特性を平均化するための気筒毎の学習値を求め、内燃機関の制御装置に記憶する工程と、
出荷前に、少なくとも1気筒の燃焼状態検知装置を残して、他の気筒から燃焼状態検知装置を取り外す工程と、
記憶した気筒毎の学習値を用いて内燃機関の運転を行う工程と、
運転中に、残された燃焼状態検知装置により検出された燃焼状態に基づいて、全気筒の燃焼条件の補正を行う工程と、
を備えている。
A combustion state detection method for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention includes:
At the time of shipping inspection of the internal combustion engine, attaching a combustion state detection device to all the cylinders and measuring the combustion characteristics for each cylinder;
Obtaining a learning value for each cylinder for averaging the combustion characteristics of all cylinders based on the measurement result of the combustion characteristics of each cylinder, and storing the learning value in the control device of the internal combustion engine;
Removing the combustion state detection device from the other cylinders, leaving the combustion state detection device for at least one cylinder before shipping;
A step of operating the internal combustion engine using the stored learning value for each cylinder;
Correcting the combustion conditions of all cylinders based on the combustion state detected by the remaining combustion state detection device during operation;
It has.

この方法においては、出荷前に、実際に全気筒に燃焼状態検知装置を取り付けた状態で気筒毎の燃焼特性が測定され、全気筒の燃焼特性が平均化するように、学習値が設定される。出荷後は、この学習値を用いて内燃機関の運転が行われるので、各気筒の燃焼特性が揃ったものとなる。換言すれば、各気筒の異常燃焼の生じやすさについての気筒間ばらつきが学習値で相殺され、プレイグニッション等の異常燃焼に対する各気筒の余裕代(異常燃焼に対する耐性)が均等となる。   In this method, before shipment, the combustion characteristics of each cylinder are measured with the combustion state detection devices actually attached to all the cylinders, and the learning value is set so that the combustion characteristics of all the cylinders are averaged. . After shipment, the internal combustion engine is operated using the learned value, so that the combustion characteristics of each cylinder are uniform. In other words, the cylinder-to-cylinder variation in the likelihood of abnormal combustion in each cylinder is offset by the learned value, and the margin of each cylinder against abnormal combustion such as pre-ignition (resistance to abnormal combustion) becomes equal.

従って、出荷後の運転中は、燃焼状態検知装置が残された一部気筒で燃焼状態を監視することにより、全ての気筒について異常燃焼の回避を行うことが可能となる。   Therefore, during operation after shipment, it is possible to avoid abnormal combustion for all the cylinders by monitoring the combustion state of some cylinders where the combustion state detection device remains.

この発明によれば、出荷後の製品としては、一部気筒のみに燃焼状態検知装置が設けられたものとなるため、ハードウェア構成が小型でかつ簡素なものとなり、同時に、コスト低減が可能である。また、一部気筒の燃焼状態が全気筒の燃焼状態を正しく代表したものとなり、全気筒について異常燃焼の回避を確実に行うことができる。   According to this invention, since the product after shipment is provided with a combustion state detection device only in some cylinders, the hardware configuration is small and simple, and at the same time, the cost can be reduced. is there. Further, the combustion state of some cylinders accurately represents the combustion state of all cylinders, and abnormal combustion can be reliably avoided for all cylinders.

この発明による出荷後の内燃機関のシステム構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the system configuration | structure of the internal combustion engine after shipment by this invention. この発明の一実施例における処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process in one Example of this invention. 各気筒の点火時期学習補正値についての説明図。Explanatory drawing about the ignition timing learning correction value of each cylinder. 出荷後の運転中における点火時期制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the ignition timing control in the driving | operation after shipment.

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明が適用された自動車用内燃機関1のシステム構成を示している。この内燃機関1は、直列4気筒の筒内直噴型火花点火式内燃機関であって、各気筒毎に、筒内へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁2を備えているとともに、生成された混合気に点火を行うための点火プラグ3を備えている。ここで、図1は、出荷検査を終えて出荷された後の内燃機関1の構成を示しており、♯1気筒の点火プラグ3に対してのみ、燃焼状態検知装置となるイオン電流検出装置4が付設されている。このイオン電流検出装置4は、点火プラグ3自体を検出プローブとして利用するものであり、実際には、イオン電流検出機能付き点火プラグ駆動回路として点火コイルを含む一つのユニットに構成されている。他の♯2〜♯4気筒においては、イオン電流検出機能を具備しない通常の点火プラグ駆動回路(図示せず)が各点火プラグ3に付設されている。   FIG. 1 shows the system configuration of an automotive internal combustion engine 1 to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 is an in-cylinder direct injection type spark ignition type internal combustion engine with four cylinders, and includes a fuel injection valve 2 for injecting fuel into the cylinder for each cylinder, and is generated. A spark plug 3 for igniting the air-fuel mixture is provided. Here, FIG. 1 shows the configuration of the internal combustion engine 1 after the shipment inspection has been completed, and the ion current detection device 4 serving as a combustion state detection device only for the ignition plug 3 of the # 1 cylinder. Is attached. The ion current detection device 4 uses the ignition plug 3 itself as a detection probe, and is actually configured as a single unit including an ignition coil as an ignition plug drive circuit with an ion current detection function. In the other cylinders # 2 to # 4, a normal spark plug drive circuit (not shown) having no ion current detection function is attached to each spark plug 3.

また各気筒は、吸気弁5と排気弁7とを具備しているが、吸気弁5は、該吸気弁5の開閉時期(少なくとも閉時期)を可変制御できる可変動弁装置6を備えている。この可変動弁装置6および上記の点火プラグ駆動回路は、エンジンコントローラ10によって制御されている。   Each cylinder includes an intake valve 5 and an exhaust valve 7. The intake valve 5 includes a variable valve device 6 that can variably control the opening / closing timing (at least the closing timing) of the intake valve 5. . The variable valve gear 6 and the spark plug drive circuit are controlled by the engine controller 10.

吸気通路11の上流側には、エンジンコントローラ10からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットル弁12が介装されており、排気通路13から吸気通路11に至る排気還流通路14には、排気還流制御弁15が介装されている。   An electronically controlled throttle valve 12 whose opening degree is controlled by a control signal from the engine controller 10 is interposed upstream of the intake passage 11, and an exhaust recirculation passage 14 extending from the exhaust passage 13 to the intake passage 11 is provided. Is provided with an exhaust gas recirculation control valve 15.

上記エンジンコントローラ10には、上記のイオン電流検出装置4のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ16、吸入空気量を検出するエアフロメータ17、吸気温を検出する吸気温センサ18、冷却水温を検出する水温センサ19、潤滑油温を検出する油温センサ20、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ21、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ10は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁2による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ3による点火時期、吸気弁5の開閉時期、スロットル弁12の開度、等を最適に制御している。   In addition to the ion current detector 4 described above, the engine controller 10 includes a crank angle sensor 16 for detecting the engine speed, an air flow meter 17 for detecting the intake air amount, an intake air temperature sensor 18 for detecting the intake air temperature, Detection signals from sensors such as a water temperature sensor 19 that detects the cooling water temperature, an oil temperature sensor 20 that detects the lubricating oil temperature, and an accelerator opening sensor 21 that detects the amount of depression of the accelerator pedal operated by the driver are input. ing. Based on these detection signals, the engine controller 10 optimally controls the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection valve 2, the ignition timing by the ignition plug 3, the opening and closing timing of the intake valve 5, the opening of the throttle valve 12, and the like. doing.

次に、図2のフローチャートに基づいて、上記内燃機関1の出荷検査から出荷に至るまでの作業手順について説明する。   Next, based on the flowchart of FIG. 2, the work procedure from the shipment inspection of the internal combustion engine 1 to the shipment will be described.

組立が完了した内燃機関1は、4つの気筒の燃焼特性のばらつきに対処するために、出荷に先だって検査を行う。この出荷検査は、内燃機関1を車両に搭載する前の台上試験として行ってもよく、あるいは、内燃機関1を車両に搭載した状態で行ってもよい。   The assembled internal combustion engine 1 performs an inspection prior to shipment in order to deal with variations in combustion characteristics of the four cylinders. This shipment inspection may be performed as a bench test before the internal combustion engine 1 is mounted on the vehicle, or may be performed with the internal combustion engine 1 mounted on the vehicle.

まず初めに、ステップ1として、イオン電流検出装置4を各気筒に取り付ける。具体的には、イオン電流検出機能付き点火プラグ駆動回路を各気筒の点火プラグ3に取り付ける。   First, as step 1, the ion current detection device 4 is attached to each cylinder. Specifically, a spark plug drive circuit with an ion current detection function is attached to the spark plug 3 of each cylinder.

そして、一定の環境条件において、異常燃焼、ここではプレイグニッションの検査を行う(ステップ2)。なお、上記の環境条件としては、プレイグニッションが比較的生じやすい環境条件、例えば、内燃機関1の温度条件を比較的高くし、かつ吸気温を高く与える、などとしてもよい。   Then, under certain environmental conditions, abnormal combustion, here, pre-ignition is inspected (step 2). Note that the environmental condition may be an environmental condition in which pre-ignition is relatively likely to occur, for example, a relatively high temperature condition of the internal combustion engine 1 and a high intake air temperature.

具体的には、ステップ3において、♯1気筒を最初の検査対象気筒として選択し、内燃機関1を例えばプレイグニッションが生じやすい低速高負荷条件で運転しつつ、イオン電流に基づく当該気筒の燃焼特性の測定を開始する。この開始時点での点火時期は、プレイグニッションが発生しない所定の検査用基準点火時期とする。そして、ステップ4において、当該気筒の点火時期を1°CAずつ進角していき、ステップ5において、プレイグニッションの予兆が検出されたか否かを繰り返し判定する。このステップ4,5の処理は、当該気筒でプレイグニッションの予兆が検出されるまで繰り返す。ある点火時期進角においてプレイグニッションの予兆が検出されたら、その直前の点火時期がプレイグニッションの予兆発生限界であるので、ステップ6において、点火時期を1°CAだけ遅角し、かつステップ7において、このときの点火時期を♯1気筒のプレイグニッション限界として決定する。   Specifically, in step 3, the # 1 cylinder is selected as the first cylinder to be inspected, and the combustion characteristics of the cylinder based on the ionic current while operating the internal combustion engine 1 under a low speed and high load condition where preignition is likely to occur, for example. Start measuring. The ignition timing at the start point is a predetermined inspection reference ignition timing at which pre-ignition does not occur. In step 4, the ignition timing of the cylinder is advanced by 1 ° CA. In step 5, it is repeatedly determined whether or not a pre-ignition sign has been detected. The processes in steps 4 and 5 are repeated until a pre-ignition sign is detected in the cylinder. If a pre-ignition sign is detected at a certain ignition timing advance, the ignition timing immediately before that is the pre-ignition occurrence limit, so in step 6, the ignition timing is retarded by 1 ° CA, and in step 7 The ignition timing at this time is determined as the preignition limit of the # 1 cylinder.

♯1気筒の測定が完了したら、♯1気筒の点火時期を所定の検査用基準点火時期に戻した上で、ステップ3に戻って、次の♯2気筒を検査対象気筒として選択し、同様にステップ4,5の処理を繰り返し行う。そして、当該♯2気筒でプレイグニッションの予兆が検出されたら、1°CAだけ遅角し、このときの点火時期を♯2気筒のプレイグニッション限界として決定する。   When the measurement of the # 1 cylinder is completed, the ignition timing of the # 1 cylinder is returned to the predetermined reference ignition timing for inspection, and the process returns to step 3 to select the next # 2 cylinder as the inspection target cylinder. Steps 4 and 5 are repeated. When a pre-ignition sign is detected in the # 2 cylinder, it is retarded by 1 ° CA, and the ignition timing at this time is determined as the pre-ignition limit of the # 2 cylinder.

♯2気筒の測定が完了したら、♯2気筒の点火時期を所定の検査用基準点火時期に戻した上で、ステップ3に戻って、次の♯3気筒を検査対象気筒として選択し、同様にステップ4,5の処理を繰り返し行う。そして、当該♯3気筒でプレイグニッションの予兆が検出されたら、1°CAだけ遅角し、このときの点火時期を♯3気筒のプレイグニッション限界として決定する。   When the measurement of the # 2 cylinder is completed, the ignition timing of the # 2 cylinder is returned to the predetermined reference ignition timing, and then the process returns to step 3 to select the next # 3 cylinder as the inspection target cylinder. Steps 4 and 5 are repeated. When a pre-ignition sign is detected in the # 3 cylinder, it is retarded by 1 ° CA, and the ignition timing at this time is determined as the pre-ignition limit of the # 3 cylinder.

♯4気筒についても同様であり、♯3気筒の測定が完了したら、ステップ3に戻って、次の♯4気筒を検査対象気筒として選択し、ステップ4,5の処理を繰り返し行う。そして、当該♯4気筒でプレイグニッションの予兆が検出されたら、1°CAだけ遅角し、このときの点火時期を♯4気筒のプレイグニッション限界として決定する。   The same applies to the # 4 cylinder. When the measurement of the # 3 cylinder is completed, the process returns to step 3, the next # 4 cylinder is selected as the inspection target cylinder, and the processes of steps 4 and 5 are repeated. Then, when a pre-ignition sign is detected in the # 4 cylinder, it is retarded by 1 ° CA, and the ignition timing at this time is determined as the pre-ignition limit of the # 4 cylinder.

図3は、各気筒に対するステップ3〜7の処理を時系列に模式的に示した説明図であって、縦軸が点火時期を表しているが、図示例では、♯1気筒は、検査用基準点火時期(初期点火時期)に対し+3°CAの進角量でプレイグニッションの予兆が発生し、従って、その直前の(つまり1°CA遅角させた)点火時期である「検査用基準点火時期+2°CA」がプレイグニッション限界となる。同様に、この例では、♯2気筒のプレイグニッション限界は、「検査用基準点火時期+1°CA」、♯3気筒のプレイグニッション限界は「検査用基準点火時期+3°CA」、♯4気筒のプレイグニッション限界は「検査用基準点火時期+0°CA」、である。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the processing of steps 3 to 7 for each cylinder in time series. The vertical axis represents the ignition timing, but in the example shown, the # 1 cylinder is used for inspection. A preignition sign is generated with an advance amount of + 3 ° CA with respect to the reference ignition timing (initial ignition timing), and therefore, the ignition timing immediately before that (that is, the ignition timing delayed by 1 ° CA) is “the reference ignition for inspection”. “Time + 2 ° CA” is the pre-ignition limit. Similarly, in this example, the pre-ignition limit of the # 2 cylinder is “inspection reference ignition timing + 1 ° CA”, the pre-ignition limit of the # 3 cylinder is “inspection reference ignition timing + 3 ° CA”, and the # 4 cylinder The pre-ignition limit is “standard ignition timing for inspection + 0 ° CA”.

このようにして全気筒での検査が完了したら、図2のステップ8からステップ9へ進み、各々の検査で得られた各気筒のプレイグニッション限界を気筒別の学習補正値H1〜H4として決定する。そして、ステップ10において、エンジンコントローラ10のメモリに、これらの学習補正値H1〜H4を記憶する。なお、この例では、図3に示すように、検査用基準点火時期からプレイグニッション限界までの進角量をそのまま最終的な学習補正値H1〜H4としているが、他の基準となるクランク角(例えば上死点等)を基準とした進角量に置き換えるようにしてもよい。   When the inspection for all cylinders is completed in this way, the process proceeds from step 8 to step 9 in FIG. 2, and the pre-ignition limit of each cylinder obtained by each inspection is determined as the learning correction values H1 to H4 for each cylinder. . In step 10, these learning correction values H1 to H4 are stored in the memory of the engine controller 10. In this example, as shown in FIG. 3, the advance amount from the reference ignition timing for inspection to the pre-ignition limit is used as it is as final learning correction values H1 to H4, but other reference crank angles ( For example, it may be replaced with an advance amount based on the top dead center.

以上で燃焼特性のばらつきに関する一連の出荷検査が完了し、最後に、ステップ11において、♯2気筒、♯3気筒および♯4気筒のイオン電流検出装置4を取り外す。具体的には、♯1気筒以外の気筒の点火プラグ3からイオン電流検出機能付き点火プラグ駆動回路を取り外し、イオン電流検出機能を具備しない通常の点火プラグ駆動回路に交換する。このようにして、♯1気筒のみにイオン電流検出装置4を残した状態で内燃機関1は出荷される。   This completes a series of shipment inspections regarding variations in combustion characteristics. Finally, in step 11, the ion current detection devices 4 of the # 2, # 3, and # 4 cylinders are removed. Specifically, the spark plug drive circuit with the ion current detection function is removed from the spark plugs 3 of the cylinders other than the # 1 cylinder and replaced with a normal spark plug drive circuit that does not have the ion current detection function. In this way, the internal combustion engine 1 is shipped with the ion current detection device 4 left in only the # 1 cylinder.

前述したように、図1は、この出荷状態の内燃機関1に相当し、♯1気筒のみにイオン電流検出装置4を備えている。この内燃機関1では、以後の運転中に、上記の学習補正値H1〜H4を用いて各気筒の点火時期がそれぞれ設定され、かつ♯1気筒のイオン電流検出装置4で測定される燃焼特性に基づいて、プレイグニッション回避制御が全気筒で一斉に行われる。   As described above, FIG. 1 corresponds to the shipped internal combustion engine 1, and the ion current detection device 4 is provided only in the # 1 cylinder. In the internal combustion engine 1, during the subsequent operation, the ignition timing of each cylinder is set using the learning correction values H1 to H4, and the combustion characteristic measured by the ion current detector 4 of the # 1 cylinder is obtained. Based on this, preignition avoidance control is performed simultaneously for all cylinders.

図4は、出荷後の内燃機関1において実行される点火時期制御を示したフローチャートである。これは、内燃機関1の運転中繰り返し実行されるものであって、ステップ101において、吸入空気量Qaと機関回転速度Neとを読み込み、ステップ102において、これらの吸入空気量Qaと機関回転速度Neとに基づいて、例えば所定の点火時期マップから基本点火時期ADV0を求める。なお、この基本点火時期ADV0は、ある基準となるクランク角からの進角量として表されている。   FIG. 4 is a flowchart showing ignition timing control executed in the internal combustion engine 1 after shipment. This is repeatedly executed during operation of the internal combustion engine 1. In step 101, the intake air amount Qa and the engine rotational speed Ne are read. In step 102, the intake air amount Qa and the engine rotational speed Ne are read. For example, the basic ignition timing ADV0 is obtained from a predetermined ignition timing map. The basic ignition timing ADV0 is expressed as an advance amount from a certain crank angle.

次に、ステップ103において、♯1気筒のイオン電流検出装置4を用いて、♯1気筒の燃焼特性に相関したイオン電流の検知を行う。そして、ステップ104では、このイオン電流に基づいて、プレイグニッションの予兆があるか否かを判別する。ここでプレイグニッションの予兆が検出されれば、ステップ105へ進んで、プレイグニッション回避用遅角補正量HPを所定の微小量ΔHPだけ増加させ、プレイグニッションの予兆がなければ、ステップ108へ進んで、プレイグニッション回避用遅角補正量HPを逆に所定の微小量ΔHPだけ減少させる。なお、HPzは、プレイグニッション回避用遅角補正量HPの前回値である。   Next, in step 103, the ion current that correlates with the combustion characteristics of the # 1 cylinder is detected using the ion current detector 4 for the # 1 cylinder. In step 104, it is determined whether or not there is a pre-ignition sign based on the ion current. If a pre-ignition sign is detected, the process proceeds to step 105, the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is increased by a predetermined minute amount ΔHP, and if there is no pre-ignition sign, the process proceeds to step 108. On the contrary, the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is decreased by a predetermined minute amount ΔHP. Note that HPz is the previous value of the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP.

また、ステップ105に続くステップ106では、徐々に増加するプレイグニッション回避用遅角補正量HPの上限リミット処理を行っており、従って、プレイグニッション回避用遅角補正量HPは、ある上限値よりも大きくならない。同様に、ステップ108に続くステップ109では、徐々に減少するプレイグニッション回避用遅角補正量HPのゼロリミット処置を行っており、従って、プレイグニッション回避用遅角補正量HPは、0よりも小さな値とはならない。   Further, in step 106 following step 105, the upper limit processing of the gradually increasing pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is performed. Therefore, the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is larger than a certain upper limit value. Does not grow. Similarly, in step 109 subsequent to step 108, the zero limit treatment of the gradually decreasing pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is performed. Therefore, the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is smaller than zero. Not a value.

ステップ107では、最終的な各気筒の点火時期ADV1〜ADV4をそれぞれ算出する。具体的には、基本点火時期ADV0に各学習補正値H1〜H4を加算し、かつプレイグニッション回避用遅角補正量HPを減算したものとして、各気筒の点火時期ADV1〜ADV4を求める。   In step 107, final ignition timings ADV1 to ADV4 of each cylinder are calculated. Specifically, the ignition timings ADV1 to ADV4 of the respective cylinders are obtained by adding the learning correction values H1 to H4 to the basic ignition timing ADV0 and subtracting the preignition avoidance delay correction amount HP.

図4から明らかなように、上述の出荷検査を経た内燃機関1においては、例えばプレイグニッション回避用遅角補正量HPが0であると仮定すると、基本点火時期ADV0を気筒毎の学習補正値H1〜H4でもって補正した形で各気筒の点火時期ADV1〜ADV4が与えられる。これは、出荷検査においてプレイグニッション限界となる点火時期が各気筒毎に測定され、かつ各々の限界が同じ点火時期に揃うように学習補正値H1〜H4が定められているためである。   As apparent from FIG. 4, in the internal combustion engine 1 that has undergone the above-described shipping inspection, assuming that the pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is 0, for example, the basic ignition timing ADV0 is set to the learning correction value H1 for each cylinder. The ignition timings ADV1 to ADV4 of each cylinder are given in a form corrected by .about.H4. This is because the ignition correction that is the pre-ignition limit in the shipping inspection is measured for each cylinder, and the learning correction values H1 to H4 are determined so that the respective limits are aligned with the same ignition timing.

例えば図3の例では、各気筒の種々の条件の差異(例えば冷却温度分布のばらつきなど)により、♯1気筒に比べて、♯2気筒のプレイグニッション限界となる点火時期は、1°CAだけ遅角側にある。同様に、♯3気筒のプレイグニッション限界となる点火時期は、♯1気筒よりも1°CA進角側にあり、♯4気筒のプレイグニッション限界となる点火時期は、♯1気筒よりも2°CA遅角側にある。これに対し、基本点火時期ADV0に学習補正値H1〜H4をそれぞれ加えれば、これらのプレイグニッション限界となる点火時期の差異が相殺され、各気筒のプレイグニッション限界が一律に揃うこととなる。例えば、図3の例では、学習補正値H1を加えた後の♯1気筒の点火時期ADV1に比較して、学習補正値H2を加えた後の♯2気筒の点火時期ADV2は、1°CAだけ遅角側となる。従って、仮に、運転条件の変化に伴う基本点火時期ADV0の進角により♯1気筒でプレイグニッションが発生したとすると、理論上は、♯2気筒においても同時にプレイグニッションが発生することとなり、これは♯3気筒、♯4気筒についても同様である。   For example, in the example of FIG. 3, the ignition timing that becomes the preignition limit of the # 2 cylinder is only 1 ° CA compared to the # 1 cylinder due to differences in various conditions of each cylinder (for example, variation in the cooling temperature distribution, etc.). It is on the retard side. Similarly, the ignition timing that becomes the pre-ignition limit of the # 3 cylinder is 1 ° CA advance side from the # 1 cylinder, and the ignition timing that becomes the pre-ignition limit of the # 4 cylinder is 2 ° than the # 1 cylinder. On the CA retard side. On the other hand, if the learning correction values H1 to H4 are respectively added to the basic ignition timing ADV0, the difference in the ignition timing that becomes the pre-ignition limit is offset, and the pre-ignition limit of each cylinder is uniformly aligned. For example, in the example of FIG. 3, the ignition timing ADV2 of the # 2 cylinder after adding the learning correction value H2 is 1 ° CA compared to the ignition timing ADV1 of the # 1 cylinder after adding the learning correction value H1. Only on the retard side. Therefore, if the preignition occurs in the # 1 cylinder due to the advance of the basic ignition timing ADV0 accompanying the change in operating conditions, theoretically, the preignition also occurs in the # 2 cylinder. The same applies to the # 3 and # 4 cylinders.

そして、上記の内燃機関1は、各気筒のプレイグニッション限界となる点火時期が学習補正値H1〜H4によって一律に揃っていることを前提として、♯1気筒でのプレイグニッションの予兆の判定に基づいて、各気筒で同一量のプレイグニッション回避用遅角補正量HPを与えている。従って、運転条件の変化に伴うプレイグニッションの発生が全ての気筒において、確実に回避される。   The internal combustion engine 1 is based on the determination of the pre-ignition in the # 1 cylinder on the premise that the ignition timing that is the pre-ignition limit of each cylinder is uniformly set by the learning correction values H1 to H4. Thus, the same amount of pre-ignition avoidance retardation correction amount HP is given to each cylinder. Therefore, the occurrence of pre-ignition due to changes in operating conditions is reliably avoided in all cylinders.

なお、上記実施例では、出荷検査の際に代表的な1つの運転条件の下で各気筒の学習補正値H1〜H4を求め、実際の運転中に全ての運転領域で同じ学習補正値H1〜H4を用いる例を説明したが、本発明はこれに限らず、個々の気筒について複数の運転条件の下でそれぞれ学習補正値を求め、実際の運転中は、そのときの運転条件に対応した各気筒の学習補正値でもって点火時期ADV1〜ADV4を決定するようにすることも可能である。   In the above-described embodiment, learning correction values H1 to H4 for each cylinder are obtained under one typical operating condition at the time of shipping inspection, and the same learning correction values H1 to H1 in all operating regions during actual operation. Although an example using H4 has been described, the present invention is not limited to this, and learning correction values are obtained for each cylinder under a plurality of operating conditions, and during actual operation, each corresponding to the operating conditions at that time It is also possible to determine the ignition timings ADV1 to ADV4 using the cylinder learning correction value.

また、上記実施例では、プレイグニッション回避を、気筒間ばらつきの学習の対象とした点火時期そのものの遅角補正で行っているが、本発明はこれに限らず、公知の種々の手段、例えば、燃料噴射弁2による筒内への燃料噴射量の増量、可変動弁装置6を用いた有効圧縮比の低下、スロットル弁12による吸入空気量の低下、などによるプレイグニッション回避制御と組み合わせることが可能である。   Further, in the above embodiment, preignition avoidance is performed by retarding the ignition timing itself that is subject to learning of variation between cylinders, but the present invention is not limited to this, and various known means such as, for example, It can be combined with preignition avoidance control by increasing the amount of fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve 2, decreasing the effective compression ratio using the variable valve device 6, and decreasing the intake air amount by the throttle valve 12. It is.

また、上記実施例では、各気筒の燃焼特性のばらつきを点火時期でもって学習補正しているが、本発明はこれに限らず、燃料噴射量や有効圧縮比など他の異常燃焼に相関するパラメータを気筒毎に学習補正するようにしてもよい。   In the above embodiment, the variation in the combustion characteristics of each cylinder is learned and corrected by the ignition timing. However, the present invention is not limited to this, and parameters relating to other abnormal combustion, such as the fuel injection amount and the effective compression ratio. May be corrected for learning for each cylinder.

さらに、出荷検査後にイオン電流検出装置4を残す気筒は複数気筒であってもよく、また当然のことながら、♯1気筒に限られるものではない。   Furthermore, the cylinders that leave the ion current detection device 4 after the shipping inspection may be a plurality of cylinders, and, of course, are not limited to the # 1 cylinder.

1…内燃機関
2…燃料噴射弁
4…イオン電流センサ
6…可変動弁装置
10…エンジンコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Fuel injection valve 4 ... Ion current sensor 6 ... Variable valve operating apparatus 10 ... Engine controller

Claims (6)

内燃機関の出荷検査時に、全気筒に燃焼状態検知装置を取り付け、気筒毎に燃焼特性を測定する工程と、
各気筒の燃焼特性の測定結果に基づき、全気筒の燃焼特性を平均化するための気筒毎の学習値を求め、内燃機関の制御装置に記憶する工程と、
出荷前に、少なくとも1気筒の燃焼状態検知装置を残して、他の気筒から燃焼状態検知装置を取り外す工程と、
記憶した気筒毎の学習値を用いて内燃機関の運転を行う工程と、
運転中に、残された燃焼状態検知装置により検出された燃焼状態に基づいて、全気筒の燃焼条件の補正を行う工程と、
を備えてなる多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。
At the time of shipping inspection of the internal combustion engine, attaching a combustion state detection device to all the cylinders and measuring the combustion characteristics for each cylinder;
Obtaining a learning value for each cylinder for averaging the combustion characteristics of all cylinders based on the measurement result of the combustion characteristics of each cylinder, and storing the learning value in the control device of the internal combustion engine;
Removing the combustion state detection device from the other cylinders, leaving the combustion state detection device for at least one cylinder before shipping;
A step of operating the internal combustion engine using the stored learning value for each cylinder;
Correcting the combustion conditions of all cylinders based on the combustion state detected by the remaining combustion state detection device during operation;
A method for detecting the combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine.
上記燃焼状態検知装置は、点火プラグを検出プローブとしたイオン電流検出装置からなることを特徴とする請求項1に記載の多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。   2. The method for detecting a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein the combustion state detection device comprises an ion current detection device using a spark plug as a detection probe. 上記の気筒毎の燃焼特性の測定として、点火時期を進角させていき、異常燃焼ないしその予兆が発生する限界の点火時期を各気筒毎に測定することを特徴とする請求項1または2に記載の多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。   3. The combustion characteristic of each cylinder is measured by advancing the ignition timing and measuring the limit ignition timing at which abnormal combustion or a sign thereof is generated for each cylinder. A combustion state detection method for a multi-cylinder internal combustion engine as described. 上記学習値は、各気筒の点火時期の補正に用いられる補正値からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。   The combustion state detection method for a multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the learning value is a correction value used for correcting the ignition timing of each cylinder. 内燃機関の点火プラグにそれぞれ取り付けられる点火プラグ駆動回路として、通常の点火プラグ駆動回路と、イオン電流検出機能付き点火プラグ駆動回路と、を予め準備し、
上記燃焼状態検知装置の取り付けおよび取り外しは、両者の交換によって行われる請求項1〜4のいずれかに記載の多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。
As an ignition plug drive circuit attached to each ignition plug of an internal combustion engine, a normal ignition plug drive circuit and an ignition plug drive circuit with an ion current detection function are prepared in advance,
The method for detecting a combustion state of a multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the attachment and detachment of the combustion state detection device is performed by exchanging both.
上記の燃焼条件の補正を行う工程は、残された燃焼状態検知装置によりプレイグニッションの予兆を検出したときに、プレイグニッション回避のための燃料増量もしくは点火時期遅角を全気筒に等しく行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多気筒内燃機関の燃焼状態検知方法。   The above-described process for correcting the combustion condition is to perform fuel increase or ignition timing delay for equalizing all cylinders equally when pre-ignition signs are detected by the remaining combustion state detection device. The combustion state detection method for a multi-cylinder internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
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