JP2015031241A - Combustion state control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion state control device of an internal combustion engine capable of avoiding generation of early combustion while preventing deterioration of exhaust emission.SOLUTION: Under a condition that combustion of mixed gas is detected at timing different from output timing of an ignition signal, an ECU 51 increases an amount of exhaust gas returned to a combustion chamber 10 and executes combustion state control which stops output of the ignition signal to an ignition plug 20 and transfers to self-ignition operation. Also, under the condition that a predetermined ignition condition is met after executing the combustion state control, the ECU 51: reduces an amount of intake air sucked into a cylinder 6 by controlling a throttle valve 18 in a manner that adjusts an opening thereof to a closing side; reduces the amount of the exhaust gas returned to the combustion chamber 10; and outputs the ignition signal to the ignition plug 20.

Description

本発明は、内燃機関の燃焼状態制御装置に関し、特に、点火プラグの点火による点火時期と異なる時期に混合気が燃焼されるのを抑制する内燃機関の燃焼状態制御装置に関する。   The present invention relates to a combustion state control device for an internal combustion engine, and more particularly to a combustion state control device for an internal combustion engine that suppresses combustion of an air-fuel mixture at a timing different from the ignition timing due to ignition of a spark plug.

近時、車両に搭載された火花点火式のガソリンエンジンにあっては、燃費向上、出力向上の観点から高圧縮比化が進められている。このように高圧縮比化されたエンジンでは、例えば、低回転および高負荷運転時に、吸入空気量が大きくかつ高圧縮比に制御されることにより圧縮圧力が増大し、かつ低回転のため点火による正常な火炎伝播までに時間の余裕があることにより、自着火によるプレイグニッションといわれる早期燃焼が発生し易い。また、シリンダ内の吸気温度が高い場合にも早期燃焼が発生し易い。
早期燃焼が発生すると、ピストンやシリンダの一部の温度が異常上昇してシリンダを構成する金属の一部が溶融したり、ピストンが焼き付くおそれがある。
Recently, in a spark ignition type gasoline engine mounted on a vehicle, a high compression ratio has been promoted from the viewpoint of improving fuel efficiency and output. In such an engine having a high compression ratio, for example, during low-speed and high-load operation, the compression pressure increases by controlling the intake air amount to a large value and a high compression ratio, and because of the low speed, ignition is performed. Due to the time available for normal flame propagation, premature combustion called preignition due to self-ignition tends to occur. Further, early combustion is likely to occur even when the intake air temperature in the cylinder is high.
If early combustion occurs, the temperature of a part of the piston or cylinder may rise abnormally, and a part of metal constituting the cylinder may be melted or the piston may be seized.

従来、早期燃焼を抑制するものとしては、例えば、特許文献1に記載されるように、燃料噴射量を増加して空燃比をリッチ化することで燃焼室内の温度を下げるようにしたものや、特許文献2に記載されるように、圧縮行程中に燃料が噴射されるように噴射時期を遅角させ、噴射時期から点火までの期間を短縮、すなわち、燃料の受熱期間を短縮するようにしたものが知られている。   Conventionally, as an example of suppressing early combustion, as described in Patent Document 1, for example, the fuel injection amount is increased to reduce the temperature in the combustion chamber by enriching the air-fuel ratio, As described in Patent Document 2, the injection timing is retarded so that fuel is injected during the compression stroke, and the period from the injection timing to ignition is shortened, that is, the heat receiving period of the fuel is shortened. Things are known.

特開2011−85098号公報JP 2011-85098 A 特開2002−339780号公報JP 2002-339780 A

しかしながら、特許文献1に記載されたものは、空燃比をリッチ化することにより、特許文献2に記載されたものは、噴射時期を遅角させることにより、いずれも燃焼室内の温度を下げるようにしているため、不完全燃焼を起こし、未燃焼ガスが大量に排出されてしまい、排気エミッションが悪化してしまうという問題がある。
また、特許文献1、2に記載されたものは、重大な早期燃焼を誘発する条件下にあっては、空燃比のリッチ化や噴射時期の遅角化を行っても早期燃焼が発生するのを回避できないおそれがある。
However, those described in Patent Document 1 both reduce the temperature in the combustion chamber by enriching the air-fuel ratio and those described in Patent Document 2 by retarding the injection timing. Therefore, there is a problem that incomplete combustion occurs, a large amount of unburned gas is discharged, and exhaust emission deteriorates.
In addition, those described in Patent Documents 1 and 2 show that, under conditions that induce significant early combustion, early combustion occurs even if the air-fuel ratio is enriched or the injection timing is retarded. May not be avoided.

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、排気エミッションが悪化するのを防止しつつ、早期燃焼の発生を回避することができる内燃機関の燃焼状態制御装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and provides a combustion state control device for an internal combustion engine that can prevent the occurrence of early combustion while preventing the exhaust emission from deteriorating. It is intended to do.

本発明の第1の態様は、内燃機関に設けられた気筒の燃焼室内の混合気に点火する点火プラグと、点火プラグに点火信号を出力する点火信号出力部とを備えた内燃機関の燃焼状態制御装置であって、燃焼室内で混合気が燃焼されたことを検出する燃焼検出部と、燃焼室内に還流される排気ガス量を調整する排気ガス還流量調整部材とを備え、点火信号の出力時期と異なる時期に混合気の燃焼を検出したことを条件として、燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させるように排気ガス還流量調整部材を制御するとともに、点火信号出力部による点火信号の出力を停止して、自着火運転に移行する燃焼状態制御を実行する燃焼状態制御部とを含んで構成されている。   A first aspect of the present invention is a combustion state of an internal combustion engine comprising an ignition plug that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber of a cylinder provided in the internal combustion engine, and an ignition signal output unit that outputs an ignition signal to the ignition plug A control device, comprising a combustion detector for detecting that the air-fuel mixture has been combusted in the combustion chamber, and an exhaust gas recirculation amount adjusting member for adjusting the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber, and outputting an ignition signal The exhaust gas recirculation amount adjusting member is controlled to increase the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber on the condition that combustion of the air-fuel mixture is detected at a time different from the time, and the ignition signal output unit The combustion state control part which performs the combustion state control which stops an output and transfers to self-ignition operation is comprised.

本発明の第2の態様としては、燃焼状態制御装置が、気筒に供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整部材を備え、燃焼状態制御部は、燃焼状態制御が実行された後に、所定の点火条件が成立したことを条件として、吸入空気量調整部材によって気筒に吸入される吸入空気量を減少させ、次いで、燃焼室内に還流される排気ガス量を減少させた後に、点火信号出力部による点火信号の出力を再開するようにしてもよい。   As a second aspect of the present invention, the combustion state control device includes an intake air amount adjusting member that adjusts an intake air amount supplied to the cylinder, and the combustion state control unit performs the combustion state control, On condition that a predetermined ignition condition is satisfied, the intake air amount adjusting member reduces the amount of intake air taken into the cylinder, and then reduces the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber before outputting an ignition signal. The output of the ignition signal by the unit may be resumed.

本発明の第3の態様としては、燃焼状態制御装置が、燃焼室内で燃焼された混合気の燃焼強度を検出する燃焼強度検出部を有し、燃焼状態制御部は、燃焼強度が所定強度以上であることを条件として、燃焼状態制御を実行するようにしてもよい。
本発明の第4の態様としては、燃焼状態制御部が、燃焼強度が所定強度以上である場合に、燃焼強度が所定強度未満となるまで燃焼状態制御を継続するようにしてもよい。
As a third aspect of the present invention, the combustion state control device has a combustion intensity detection unit that detects the combustion intensity of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber, and the combustion state control unit has a combustion intensity equal to or higher than a predetermined intensity. If so, the combustion state control may be executed.
As a fourth aspect of the present invention, the combustion state control unit may continue the combustion state control until the combustion intensity becomes less than the predetermined intensity when the combustion intensity is equal to or higher than the predetermined intensity.

このように上記の第1の態様によれば、燃焼状態制御部が、点火信号の出力時期と異なる時期に混合気の燃焼を検出したことを条件として、燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させるとともに、点火プラグに点火信号を出力するのを停止して自着火運転に移行させるので、燃焼室内に還流される排気ガスによって燃焼室内における混合気の燃焼温度を低下させて、混合気の燃焼によって発生する燃焼室内の燃焼強度の増加を抑制することができる。したがって、混合気の早期燃焼の発生を抑制することができる。これに加えて、点火プラグの点火を停止して自着火運転に移行させるので、燃焼室内の燃焼強度が増加するのをより効果的に抑制して、混合気の早期燃焼をより効果的に抑制することができる。   As described above, according to the first aspect, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber is set on condition that the combustion state control unit detects combustion of the air-fuel mixture at a timing different from the output timing of the ignition signal. In addition, the output of the ignition signal to the spark plug is stopped and the auto-ignition operation is started, so that the exhaust gas recirculated into the combustion chamber reduces the combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber and An increase in combustion intensity in the combustion chamber caused by combustion can be suppressed. Therefore, the occurrence of early combustion of the air-fuel mixture can be suppressed. In addition to this, since ignition of the spark plug is stopped to shift to self-ignition operation, it is more effectively suppressed that the combustion intensity in the combustion chamber increases and early combustion of the air-fuel mixture is more effectively suppressed. can do.

また、ストイキ運転状態で燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させることができるため、不完全燃焼が生じるのを抑制することができるとともに、気筒内から排出される排気ガス中に占める窒素酸化物の割合を低減させることができ、排気エミッションが悪化するのを防止することができる。   In addition, since the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber in the stoichiometric operation state can be increased, incomplete combustion can be suppressed and nitrogen oxidation in the exhaust gas exhausted from the cylinder can be suppressed. The ratio of objects can be reduced, and deterioration of exhaust emission can be prevented.

上記の第2の態様によれば、燃焼状態制御部は、燃焼状態制御を実行した後に、所定の点火条件が成立したことを条件として、吸入空気量調整部材によって気筒に吸入される吸入空気量を減少させるので、自着火運転の移行後に、内燃機関に供給される吸入空気量を少なくすることができる。このため、内燃機関の負荷を軽減して混合気を燃焼し難くすることができ、早期燃焼の発生を抑制することができる。
また、燃焼状態制御部は、気筒に吸入される吸入空気量を減少させた後に、燃焼室内に還流される排気ガス量を減少させて点火プラグに点火信号を出力するので、火花点火運転に移行する直前に、燃焼室内における混合気の燃焼温度の低下を抑制して混合気の燃焼によって発生する燃焼室内の燃焼強度の低下を抑制することができる。このため、火花点火運転に移行したときに内燃機関の出力が低下するのを防止することができる。
According to the second aspect, the combustion state control unit, after executing the combustion state control, takes the intake air amount sucked into the cylinder by the intake air amount adjusting member on condition that a predetermined ignition condition is satisfied. Therefore, the amount of intake air supplied to the internal combustion engine can be reduced after the shift to the self-ignition operation. For this reason, it is possible to reduce the load on the internal combustion engine and make it difficult to burn the air-fuel mixture, and it is possible to suppress the occurrence of early combustion.
The combustion state control unit reduces the amount of intake air taken into the cylinder and then reduces the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber and outputs an ignition signal to the spark plug. Immediately before, the reduction in the combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be suppressed, and the reduction in the combustion intensity in the combustion chamber caused by the combustion of the air-fuel mixture can be suppressed. For this reason, it can prevent that the output of an internal combustion engine falls when it transfers to spark ignition driving | operation.

上記の第3の態様によれば、燃焼状態制御部が、燃焼強度が所定強度以上であることを条件として、燃焼状態制御を実行するので、混合気の早期燃焼が発生したことを速やかに検出して燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させることができる。このため、混合気の早期燃焼の発生を継続的に抑制することができる。
上記の第4の態様によれば、燃焼状態制御部が、燃焼強度が所定強度以上である場合に燃焼強度が所定強度未満となるまで燃焼状態制御を継続するので、混合気の燃焼強度が抑制されるまで燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させて、混合気の早期燃焼が再発するのを防止することができる。
According to the third aspect, the combustion state control unit executes the combustion state control on the condition that the combustion intensity is equal to or higher than the predetermined intensity, so that it is promptly detected that the early combustion of the air-fuel mixture has occurred. Thus, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber can be increased. For this reason, generation | occurrence | production of the early combustion of air-fuel | gaseous mixture can be suppressed continuously.
According to the fourth aspect, since the combustion state control unit continues the combustion state control until the combustion intensity becomes less than the predetermined intensity when the combustion intensity is equal to or higher than the predetermined intensity, the combustion intensity of the mixture is suppressed. By increasing the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber until it is, it is possible to prevent the early combustion of the air-fuel mixture from recurring.

図1は、本発明の内燃機関の燃焼状態制御装置の一実施形態を示す図であり、燃焼状態制御装置が適用される内燃機関の断面図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a combustion state control device for an internal combustion engine of the present invention, and is a cross-sectional view of the internal combustion engine to which the combustion state control device is applied. 図2は、本発明の内燃機関の燃焼状態制御装置の一実施形態を示す図であり、燃焼状態制御装置のブロック図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the combustion state control device for an internal combustion engine of the present invention, and is a block diagram of the combustion state control device. 図3は、本発明の内燃機関の燃焼状態制御装置の一実施形態を示す図であり、燃焼状態制御プログラムのフローチャートである。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the combustion state control device for an internal combustion engine of the present invention, and is a flowchart of the combustion state control program. 図4は、本発明の内燃機関の燃焼状態制御装置の一実施形態を示す図であり、燃焼状態制御処理のタイミングチャートである。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the combustion state control device for an internal combustion engine of the present invention, and is a timing chart of the combustion state control process.

以下、本発明に係る内燃機関の燃焼状態制御装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図4は、本発明に係る一実施形態の内燃機関の燃焼状態制御装置を示す図である。
まず、構成を説明する。図1において、内燃機関としてのエンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に設けられたシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の下部に設けられたクランクケース4と、クランクケース4の下部に設けられ、図示しないオイルが貯留されたオイルパン5とを含んで構成される。
Embodiments of a combustion state control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4 are diagrams showing a combustion state control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
First, the configuration will be described. In FIG. 1, an engine 1 as an internal combustion engine includes a cylinder block 2, a cylinder head 3 provided at an upper portion of the cylinder block 2, a crankcase 4 provided at a lower portion of the cylinder head 3, and a lower portion of the crankcase 4. And an oil pan 5 in which oil (not shown) is stored.

シリンダブロック2の内部には気筒としてのシリンダ6が設けられており、このシリンダ6の内部にはピストン7が上下方向に往復動自在に設けられている。ピストン7は、コネクティングロッド8を介してクランクシャフト9に連結されている。クランクシャフト9は、クランクケース4に回転自在に支持されており、ピストン7の上下方向の往復動は、コネクティングロッド8を介してクランクシャフト9の回転運動に変換されるようになっている。
ここで、図1では、1つのシリンダ6を図示しているが、シリンダ6の数は、例えば、4気筒エンジンであれば、4つ設けられている。但し、本実施形態のエンジン1は、気筒数が限定されるものではない。
A cylinder 6 as a cylinder is provided inside the cylinder block 2, and a piston 7 is provided inside the cylinder 6 so as to be capable of reciprocating in the vertical direction. The piston 7 is connected to the crankshaft 9 via a connecting rod 8. The crankshaft 9 is rotatably supported by the crankcase 4, and the reciprocating motion of the piston 7 in the vertical direction is converted into the rotational motion of the crankshaft 9 via the connecting rod 8.
Here, in FIG. 1, one cylinder 6 is illustrated, but the number of cylinders 6 is four, for example, in the case of a four-cylinder engine. However, the engine 1 of the present embodiment is not limited in the number of cylinders.

シリンダ6の上部にはピストン7の頂部、シリンダ6およびシリンダヘッド3の底部によって囲まれる燃焼室10が形成されるようになっており、この燃焼室10は、シリンダヘッド3に形成された吸気ポート11および排気ポート12に連通している。
シリンダヘッド3には、吸気弁13および排気弁14が設けられており、吸気弁13および排気弁14は、図示しない吸気カムおよび排気カムによって上下方向に往復動されることにより、吸気ポート11および排気ポート12を開閉するようになっている。
A combustion chamber 10 surrounded by the top of the piston 7, the cylinder 6 and the bottom of the cylinder head 3 is formed at the top of the cylinder 6. The combustion chamber 10 is formed by an intake port formed in the cylinder head 3. 11 and the exhaust port 12.
The cylinder head 3 is provided with an intake valve 13 and an exhaust valve 14, and the intake valve 13 and the exhaust valve 14 are reciprocated in the vertical direction by an intake cam and an exhaust cam (not shown). The exhaust port 12 is opened and closed.

シリンダヘッド3には吸気管15が接続されており、この吸気管15は、吸気ポート11に連通する吸気通路15aを有している。吸気管15の上流端には、エアクリーナ16が接続されており、このエアクリーナ16は、吸気通路15aに導入される外気を浄化するようになっている。また、吸気管15内にはステッピングモータ17によって駆動されるスロットル弁18が設けられており、このスロットル弁18は、吸気通路15aの開度を調整することにより、吸気ポート11を介してシリンダ6に導入される吸入空気量を調整するようになっている。本実施形態のステッピングモータ17およびスロットル弁18は、吸入空気量調整部材を構成している。
また、スロットル弁18の下流側の吸気管15の部位にはインジェクタ19が設けられており、このインジェクタ19は、吸気ポート11を通して燃焼室10内に燃料を噴射するようになっている。
An intake pipe 15 is connected to the cylinder head 3, and the intake pipe 15 has an intake passage 15 a communicating with the intake port 11. An air cleaner 16 is connected to the upstream end of the intake pipe 15, and the air cleaner 16 purifies the outside air introduced into the intake passage 15a. Further, a throttle valve 18 driven by a stepping motor 17 is provided in the intake pipe 15, and this throttle valve 18 adjusts the opening degree of the intake passage 15 a, so that the cylinder 6 is connected via the intake port 11. The amount of intake air introduced into the is adjusted. The stepping motor 17 and the throttle valve 18 of the present embodiment constitute an intake air amount adjusting member.
An injector 19 is provided at a portion of the intake pipe 15 on the downstream side of the throttle valve 18, and the injector 19 injects fuel into the combustion chamber 10 through the intake port 11.

また、シリンダヘッド3の底部には点火プラグ20が設けられており、この点火プラグ20は、インジェクタ19から燃焼室10内に噴射された燃料と吸気管15から燃焼室10内に供給される吸入空気との混合気に着火することにより、燃焼室10内で混合気を燃焼させるようになっている。このように本実施形態のエンジン1は、火花点火式エンジンである。
また、シリンダヘッド3には排気管21が設けられており、この排気管21は、排気ポート12に連通して、シリンダ6から排気ガスが排気される排気通路21aを有している。排気管21にはステッピングモータ22によって駆動される排気弁23が設けられており、この排気弁23は、排気通路23aの開度を調整することにより、燃焼室10内に還流される排気ガス量を調整するようになっている。
A spark plug 20 is provided at the bottom of the cylinder head 3. The spark plug 20 is a fuel injected from the injector 19 into the combustion chamber 10 and an intake pipe supplied from the intake pipe 15 into the combustion chamber 10. By igniting the air-fuel mixture, the air-fuel mixture is combusted in the combustion chamber 10. Thus, the engine 1 of this embodiment is a spark ignition engine.
The cylinder head 3 is provided with an exhaust pipe 21, which has an exhaust passage 21 a that communicates with the exhaust port 12 and exhausts exhaust gas from the cylinder 6. The exhaust pipe 21 is provided with an exhaust valve 23 driven by a stepping motor 22, and this exhaust valve 23 adjusts the opening degree of the exhaust passage 23 a so that the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10. To be adjusted.

具体的には、排気弁23の開度が小さくなると、排気通路21aに排出される排気ガスの一部は、EGRガスとなって燃焼室10内に還流されることになる。また、排気ガスの排気が制限されることで、排気ガスが燃焼室10内に滞留することで、燃焼室10内にEGRガスが還流されるようになっている。そして、このEGRガスの量は、排気弁23の開度が小さくなるほど、増加する。
また、排気弁23の下流の排気管21の部位には三元触媒24が設けられており、この三元触媒24は、排気ガス中の窒素酸化物、一酸化炭素および炭化水素を浄化するようになっている。
Specifically, when the opening degree of the exhaust valve 23 is reduced, a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage 21a is recirculated into the combustion chamber 10 as EGR gas. Further, the exhaust gas is restricted so that the exhaust gas stays in the combustion chamber 10, so that the EGR gas is recirculated into the combustion chamber 10. The amount of EGR gas increases as the opening of the exhaust valve 23 decreases.
Further, a three-way catalyst 24 is provided at a portion of the exhaust pipe 21 downstream of the exhaust valve 23, and this three-way catalyst 24 purifies nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas. It has become.

また、エアクリーナ16の下流の吸気管15にはエアフローメータ31が設けられており、このエアフローメータ31は、単位時間当たりにエンジン1に吸入される吸入空気量を検出してECU(Engine control unit)51に検出信号を出力する。
クランクシャフト9の近傍にはクランク角センサ32が設けられており、このクランク角センサ32は、クランクシャフト9の回転に同期した信号をECU51に出力するようになっている。
An air flow meter 31 is provided in the intake pipe 15 downstream of the air cleaner 16. The air flow meter 31 detects the amount of intake air taken into the engine 1 per unit time and detects the amount of intake air. A detection signal is output to 51.
A crank angle sensor 32 is provided in the vicinity of the crankshaft 9, and the crank angle sensor 32 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft 9 to the ECU 51.

図2に示すように、ECU51は、CPU(Central Processing Unit)52、ROM(Read Only Memory)53、RAM(Random Access Memory)54、入力インターフェース55、出力インターフェース56等を含んで構成されている。
ECU51は、クランク角センサ32から入力インターフェース55を介して入力したクランクパルス信号に基づいて、気筒の判別および単位時間当たりのエンジン回転数として、例えば、1分間当たりのエンジン回転数(rpm)を算出する。
As shown in FIG. 2, the ECU 51 includes a CPU (Central Processing Unit) 52, a ROM (Read Only Memory) 53, a RAM (Random Access Memory) 54, an input interface 55, an output interface 56, and the like.
Based on the crank pulse signal input from the crank angle sensor 32 via the input interface 55, the ECU 51 calculates, for example, the engine speed (rpm) per minute as the cylinder discrimination and the engine speed per unit time. To do.

また、入力インターフェース55には、アクセル開度センサ33から信号が入力するようになっており、ECU51は、アクセル開度センサ33からの入力信号に基づいて、運転者によって操作されるアクセルペダルの開度を検出する。
また、点火プラグ20にはイオンセンサ34が組み込まれており、イオンセンサ34は、点火プラグ20の点火により燃焼室10内で混合気が燃焼されたことを検出して、ECU51の入力インターフェース55にとイオン電流を出力するようになっている。
In addition, a signal is input to the input interface 55 from the accelerator opening sensor 33, and the ECU 51 opens the accelerator pedal operated by the driver based on the input signal from the accelerator opening sensor 33. Detect the degree.
In addition, an ion sensor 34 is incorporated in the spark plug 20, and the ion sensor 34 detects that the air-fuel mixture has been combusted in the combustion chamber 10 by ignition of the spark plug 20, and inputs it to the input interface 55 of the ECU 51. And the ionic current is output.

すなわち、混合気の燃焼時にはイオンが発生し、このイオンが点火プラグ20の電極に到達すると、このイオンにより点火プラグ20の電極間にイオン電流が流れることを利用して、イオンセンサ34がイオン電流を検出し、燃焼圧力に相当する燃焼強度の大きさに比例してイオン電流を入力インターフェース55に出力する。ここで、燃焼室10内で燃焼された混合気の燃焼強度が大きくなるにつれてイオン電流値が大きくなる。   That is, ions are generated during the combustion of the air-fuel mixture, and when the ions reach the electrode of the spark plug 20, the ion sensor 34 uses the ion current to flow between the electrodes of the spark plug 20. And an ion current is output to the input interface 55 in proportion to the magnitude of the combustion intensity corresponding to the combustion pressure. Here, the ion current value increases as the combustion intensity of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber 10 increases.

このように本実施形態のイオンセンサ34は、燃焼室10内で混合気が燃焼されたことを検出するものであり、燃焼検出部を構成している。また、ECU51は、イオンセンサ34から入力されたイオン電流値の上昇率の大きさに基づいて、燃焼強度の大きさを判断するようになっており、ECU51は、イオンセンサ34と共に、燃焼室10内で燃焼された混合気の燃焼強度を検出する燃焼強度検出部61として機能するCPU52を備えている。   As described above, the ion sensor 34 of the present embodiment detects that the air-fuel mixture has been combusted in the combustion chamber 10 and constitutes a combustion detector. Further, the ECU 51 determines the magnitude of the combustion intensity based on the magnitude of the rate of increase of the ionic current value input from the ion sensor 34, and the ECU 51 together with the ion sensor 34 has the combustion chamber 10. A CPU 52 that functions as a combustion intensity detector 61 that detects the combustion intensity of the air-fuel mixture burned inside is provided.

また、ECU51の出力インターフェース56には、ステッピングモータ17、22、インジェクタ19および点火プラグ20が接続されており、ECU51は、エアフローメータ31、クランク角センサ32、アクセル開度センサ33およびイオンセンサ34からの入力信号に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル弁18の開度および排気弁23の開度を制御するようになっている。   The output interface 56 of the ECU 51 is connected to the stepping motors 17 and 22, the injector 19, and the spark plug 20. The ECU 51 includes an air flow meter 31, a crank angle sensor 32, an accelerator opening sensor 33, and an ion sensor 34. The fuel injection amount, the fuel injection timing, the ignition timing, the opening degree of the throttle valve 18 and the opening degree of the exhaust valve 23 are controlled based on the input signal.

具体的には、ECU51は、エンジン1の運転状態を表すエアフローメータ31、クランク角センサ32およびアクセル開度センサ33の検出値からなるエンジンパラメータと基本噴射量との関係が予め定められた基本噴射量マップを用いて基本噴射量および噴射時期を算出し、基本噴射量および噴射時期に応じた噴射信号をインジェクタ19に出力する。この基本噴射量は、シリンダ6内の空燃比を目標空燃比であるストイキ値に設定されるようになっており、この基本噴射量マップは、ROM53の記憶領域に記憶されている。   Specifically, the ECU 51 is a basic injection in which the relationship between the engine parameters and the basic injection amount, which are detected values of the air flow meter 31, the crank angle sensor 32, and the accelerator opening sensor 33 representing the operating state of the engine 1 is determined in advance. The basic injection amount and the injection timing are calculated using the quantity map, and an injection signal corresponding to the basic injection amount and the injection timing is output to the injector 19. This basic injection amount is set so that the air-fuel ratio in the cylinder 6 is a stoichiometric value that is the target air-fuel ratio, and this basic injection amount map is stored in the storage area of the ROM 53.

また、ECU51は、上述したエンジンパラメータと点火時期との関係が予め定められた点火時期マップを参照して点火時期を算出し、この点火時期に応じた点火信号を点火プラグ20に出力する。なお、この点火時期は、通常、最大トルクが得られるような最大限進角したMBT付近に設定されている。また、この点火時期マップは、ROM53の記憶領域に記憶されている。ここで、本実施形態のECU51は、点火プラグ20に点火信号を出力する点火信号出力部62として機能するCPU52を備えている。
CPU52を備えている。
Further, the ECU 51 calculates an ignition timing with reference to an ignition timing map in which the relationship between the engine parameter and the ignition timing is determined in advance, and outputs an ignition signal corresponding to the ignition timing to the spark plug 20. The ignition timing is usually set in the vicinity of the MBT that has been advanced to the maximum so that the maximum torque can be obtained. The ignition timing map is stored in the storage area of the ROM 53. Here, the ECU 51 of the present embodiment includes a CPU 52 that functions as an ignition signal output unit 62 that outputs an ignition signal to the spark plug 20.
A CPU 52 is provided.

また、ECU51は、上述したエンジンパラメータと吸入空気量の関係が予め定められた吸入空気量マップを用いて吸入空気量を算出し、この算出した吸入空気量に応じた信号をステッピングモータ17に出力し、ステッピングモータ17によってスロットル弁18の開度を調整するようになっている。   Further, the ECU 51 calculates the intake air amount by using the intake air amount map in which the relationship between the engine parameter and the intake air amount is determined in advance, and outputs a signal corresponding to the calculated intake air amount to the stepping motor 17. The opening of the throttle valve 18 is adjusted by the stepping motor 17.

一方、ECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値が、ROM53の記憶領域に記憶されたイオン電流値の上昇率の閾値よりも大きい場合に、燃焼室10内の混合気の早期燃焼が発生したものと判断するようになっている。   On the other hand, when the ion current value of the ion sensor 34 is larger than the threshold value of the increase rate of the ion current value stored in the storage area of the ROM 53, the ECU 51 has caused early combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 It comes to judge.

早期燃焼とは、点火プラグ20の点火によって燃焼室10内の全体に燃え広がる本来の燃焼とは異なり、点火プラグ20の点火時期よりも前に発生する異常燃焼のことである。この早期燃焼が発生すると、点火プラグ20の点火による本来の燃焼よりも燃焼強度が大きくなり、イオン電流値の出力値の上昇率が大きくなる。
ECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値よりも大きい場合に、燃焼室10内の混合気の早期燃焼が発生したものと判断するようになっている。そして、ECU51は、イオンセンサ34が点火プラグ20の点火信号の出力時期と異なる時期に混合気の燃焼を検出したことを条件として、早期燃焼が発生したものと判断し、ステッピングモータ22を駆動して、排気弁23の開度が小さくなるように制御するとともに、点火プラグ20に点火信号を出力するのを停止する燃焼状態制御を実行する。
Early combustion is abnormal combustion that occurs before the ignition timing of the spark plug 20, unlike the original combustion that spreads throughout the combustion chamber 10 by ignition of the spark plug 20. When this early combustion occurs, the combustion intensity becomes larger than the original combustion due to ignition of the spark plug 20, and the rate of increase of the output value of the ionic current value increases.
The ECU 51 determines that the early combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 has occurred when the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is greater than the threshold value. The ECU 51 determines that early combustion has occurred on the condition that the ion sensor 34 has detected combustion of the air-fuel mixture at a time different from the output timing of the ignition signal of the ignition plug 20, and drives the stepping motor 22. Thus, control is performed so that the opening degree of the exhaust valve 23 is reduced, and combustion state control for stopping outputting the ignition signal to the spark plug 20 is executed.

排気弁23の開度が小さくなると、燃焼室10内に還流される排気ガス量、すなわち、EGRガス量が増加する。また、早期燃焼状態では、燃焼室10内の混合気の燃焼強度が大きくなるため、点火プラグ20の点火を行わなくても、自着火運転に移行する。   When the opening degree of the exhaust valve 23 decreases, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10, that is, the amount of EGR gas increases. Further, in the early combustion state, the combustion intensity of the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 is increased, so that the self-ignition operation is performed even if the ignition plug 20 is not ignited.

ここで、本実施形態のステッピングモータ22および排気弁23は、排気ガス還流量調整部材を構成し、ECU51は、燃焼状態制御部63として機能するCPU52を備えている。
また、ECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値以上である状態が継続すると、燃焼室10内の燃焼強度が所定強度以上であるものと判断して、上述した燃焼状態制御を実行する。
また、ECU51は、上述した燃焼状態制御の実行後に、エアフローメータ31、クランク角センサ32、アクセル開度センサ33およびイオンセンサ34からの信号をエンジンパラメータとして、排気弁開度マップを用いて排気弁23の開度を算出し、この開度信号をステッピングモータ22に出力する。なお、排気弁開度マップは、ROM53の記憶領域に記憶されている。
Here, the stepping motor 22 and the exhaust valve 23 of the present embodiment constitute an exhaust gas recirculation amount adjusting member, and the ECU 51 includes a CPU 52 that functions as a combustion state control unit 63.
In addition, when the state in which the rate of increase of the ionic current value of the ion sensor 34 is equal to or greater than the threshold continues, the ECU 51 determines that the combustion intensity in the combustion chamber 10 is equal to or greater than a predetermined intensity, and performs the above-described combustion state control. Run.
In addition, after executing the above-described combustion state control, the ECU 51 uses the exhaust valve opening map as an engine parameter with signals from the air flow meter 31, the crank angle sensor 32, the accelerator opening sensor 33, and the ion sensor 34 as engine parameters. 23 is calculated, and this opening signal is output to the stepping motor 22. The exhaust valve opening degree map is stored in the storage area of the ROM 53.

また、ECU51は、上述した燃焼状態制御が実行された後に、所定の点火条件としてイオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値未満の状態が所定時間継続された場合には、ステッピングモータ17を駆動してスロットル弁18の開度を閉じ側に制御してシリンダ6に吸入される吸入空気量を減少させる。次いで、ステッピングモータ22を駆動して排気弁23の開度を開き側に制御して燃焼室10内に還流される排気ガス量を減少させた後に、点火時期において点火プラグ20に点火信号を出力する。
したがって、ECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値以上である場合には、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値未満、すなわち、燃焼室10内の燃焼強度が所定強度未満となるまで燃焼状態制御を継続することになる。
In addition, after the above-described combustion state control is executed, the ECU 51 turns the stepping motor 17 on as a predetermined ignition condition when a state where the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is less than a threshold value continues for a predetermined time. Driven to control the opening of the throttle valve 18 to the closed side to reduce the amount of intake air taken into the cylinder 6. Next, after driving the stepping motor 22 to control the opening of the exhaust valve 23 to the open side to reduce the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10, an ignition signal is output to the spark plug 20 at the ignition timing. To do.
Therefore, when the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is equal to or greater than the threshold, the ECU 51 determines that the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is less than the threshold, that is, the combustion intensity in the combustion chamber 10 is a predetermined intensity. The combustion state control is continued until it becomes less than the value.

次に、図3、図4に基づいて燃焼状態制御処理を説明する。
図3は、ROM53の記憶領域に記憶された燃焼状態制御プログラムのフローチャートであり、この燃焼状態制御プログラムは、CPU52によって実行される。
図3において、CPU52は、点火時期であるか否かを判別する(ステップS1)。ステップS1でCPU52は、点火時期マップを参照し、エアフローメータ31、クランク角センサ32およびアクセル開度センサ33からの入力信号に基づいて点火時期を算出し、点火時期であるものと判断すると、点火時期に応じた点火信号iを点火プラグ20に出力する(ステップS10)。
Next, the combustion state control process will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart of the combustion state control program stored in the storage area of the ROM 53, and this combustion state control program is executed by the CPU 52.
In FIG. 3, the CPU 52 determines whether or not it is an ignition timing (step S1). In step S1, the CPU 52 refers to the ignition timing map, calculates the ignition timing based on input signals from the air flow meter 31, the crank angle sensor 32, and the accelerator opening sensor 33, and determines that it is the ignition timing. An ignition signal i corresponding to the timing is output to the spark plug 20 (step S10).

ステップS1で、CPU52は、点火時期でないものと判断すると、イオンセンサ34からの入力信号に基づいてイオン電流値の上昇率が閾値P以上であるか否かを判別する(ステップS2)。CPU52は、イオン電流値の上昇率が閾値P未満であるものと判断すると、燃焼室10内の燃焼強度が小さく、点火時期と異なる時期の燃焼である早期燃焼が発生していないものと判断し、ステップS1に戻る。したがって、CPU52は、早期燃焼が発生していない場合には、通常の点火時期制御を実行する。
ステップS2において、CPU52は、図4に示すように、点火信号iの出力前にイオン電流値の上昇率が閾値P以上であるものと判断すると、燃焼室10内の燃焼強度が大きく、早期燃焼が発生しているものと判断して燃焼状態制御に移行する。
If the CPU 52 determines that it is not the ignition timing in step S1, it determines whether or not the rate of increase of the ionic current value is greater than or equal to the threshold P based on the input signal from the ion sensor 34 (step S2). If the CPU 52 determines that the rate of increase of the ion current value is less than the threshold value P, the CPU 52 determines that the combustion intensity in the combustion chamber 10 is small and that early combustion, which is combustion at a timing different from the ignition timing, has not occurred. Return to step S1. Therefore, the CPU 52 executes normal ignition timing control when early combustion has not occurred.
In step S2, if the CPU 52 determines that the rate of increase of the ionic current value is equal to or higher than the threshold value P before the output of the ignition signal i as shown in FIG. Is determined to have occurred, and the routine proceeds to combustion state control.

燃焼状態制御では、CPU52は、排気弁開度マップを参照し、エアフローメータ31、クランク角センサ32およびアクセル開度センサ33からの入力信号、すなわち、エンジン負荷とイオンセンサ34から入力した燃焼強度の大きさに応じた開度となるように排気弁23を閉じ側に制御する(ステップS3)。このため、燃焼室10から排気管21に排気された排気ガスの一部がEGRガスとなって燃焼室10内に還流される。
次いで、CPU52は、点火信号iの出力を停止する(ステップS4)。なお、図4では、イオンセンサ34のイオン電流の出力時期と点火信号の出力時期とを比較するため、出力が停止された時期の点火信号を破線で示す。
In the combustion state control, the CPU 52 refers to the exhaust valve opening map, and inputs signals from the air flow meter 31, the crank angle sensor 32, and the accelerator opening sensor 33, that is, the engine load and the combustion intensity input from the ion sensor 34. The exhaust valve 23 is controlled to the closed side so that the opening degree according to the size is obtained (step S3). For this reason, a part of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber 10 to the exhaust pipe 21 is recirculated into the combustion chamber 10 as EGR gas.
Next, the CPU 52 stops the output of the ignition signal i (step S4). In FIG. 4, in order to compare the output timing of the ion current of the ion sensor 34 and the output timing of the ignition signal, the ignition signal at the timing when the output is stopped is indicated by a broken line.

また、早期燃焼が発生すると、燃焼室10内の燃焼強度が大きいことから、排気弁23を閉じ側に制御された後に、エンジン1は、火花点火運転から自着火運転に移行する。
次いで、CPU52は、イオンセンサ34から入力信号に基づいてイオン電流値の上昇率が閾値P未満であるか否かを判別し(ステップS5)、イオン電流値の上昇率が閾値P以上であるものと判断すると、ステップS3に処理を戻す。
ステップS5で、CPU52は、イオン電流値の上昇率が閾値P未満であるものと判断すると、イオン電流値の上昇率が閾値P未満である時間が一定時間Tだけ継続したか否かを判別する(ステップS6)。
Further, when early combustion occurs, the combustion intensity in the combustion chamber 10 is large, and therefore the engine 1 shifts from the spark ignition operation to the self-ignition operation after the exhaust valve 23 is controlled to the closed side.
Next, the CPU 52 determines whether or not the increase rate of the ion current value is less than the threshold value P based on the input signal from the ion sensor 34 (step S5), and the increase rate of the ion current value is equal to or more than the threshold value P. If it is determined, the process returns to step S3.
In step S5, when the CPU 52 determines that the increase rate of the ionic current value is less than the threshold value P, the CPU 52 determines whether or not the time during which the increase rate of the ionic current value is less than the threshold value P continues for a certain time T. (Step S6).

CPU52は、一定時間T内にイオン電流値の上昇率が閾値P以上となった場合には、ステップS3に処理を戻す。また、CPU52は、イオン電流値の上昇率が閾値P未満である時間が一定時間Tだけ継続したものと判断した場合には、所定の点火条件が成立したものと判断し、ステッピングモータ17を駆動し、エンジン負荷とイオンセンサ34から入力した燃焼強度の大きさに応じた開度となるようにスロットル弁18の開度Q1を閉じ側に制御する(ステップS7)。このため、シリンダ6内に供給される吸入空気量が減少する。ここで、CPU52は、イオン電流値の上昇率が閾値P以上である時間が一定時間Tだけ継続したか否かを判別する代わりに、イオン電流値の上昇率が閾値P以上である回数が何回継続したか否かを判別するようにしてもよい。   CPU52 returns a process to step S3, when the increase rate of an ionic current value becomes more than the threshold value P within the fixed time T. FIG. On the other hand, if the CPU 52 determines that the time during which the rate of increase of the ionic current value is less than the threshold value P continues for a certain time T, the CPU 52 determines that a predetermined ignition condition is satisfied and drives the stepping motor 17. Then, the opening Q1 of the throttle valve 18 is controlled to the closed side so that the opening according to the engine load and the magnitude of the combustion intensity input from the ion sensor 34 is obtained (step S7). For this reason, the amount of intake air supplied into the cylinder 6 decreases. Here, instead of determining whether or not the time during which the increase rate of the ionic current value is equal to or greater than the threshold value P continues for a certain time T, the CPU 52 determines the number of times that the increase rate of the ionic current value is equal to or greater than the threshold value P. You may make it discriminate | determine whether it continued twice.

次いで、CPU52は、ステッピングモータ22を駆動し、エンジン負荷とイオンセンサ34から入力した燃焼強度の大きさに応じた開度となるように排気弁23の開度Q2を開き側に制御する(ステップS8)。このため、燃焼室10内に還流されるEGRガス量が減少してシリンダ6内から排出される排気ガス量が増大する。
CPU52は、排気弁23を開き側に制御すると、点火信号iの出力停止の解除を行った後(ステップS9)、ステップS1に処理を戻し、通常の点火時期制御に移行する。
Next, the CPU 52 drives the stepping motor 22 to control the opening Q2 of the exhaust valve 23 to the opening side so that the opening according to the engine load and the magnitude of the combustion intensity input from the ion sensor 34 is obtained (step). S8). For this reason, the amount of EGR gas recirculated into the combustion chamber 10 decreases and the amount of exhaust gas discharged from the cylinder 6 increases.
When the CPU 52 controls the exhaust valve 23 to open, after canceling the output stop of the ignition signal i (step S9), the CPU 52 returns the process to step S1 and shifts to normal ignition timing control.

このように本実施形態のECU51は、点火信号iの出力時期と異なる時期に混合気の燃焼を検出したことを条件として、燃焼室10内に還流される排気ガス量を増加させるとともに、点火プラグ20に点火信号を出力するのを停止して自着火運転に移行させるので、燃焼室10内に還流される排気ガスによって燃焼室10内における混合気の燃焼温度を低下させることができる。このため、混合気の燃焼によって発生する燃焼室10内の燃焼強度の増加を抑制することができ、混合気の早期燃焼の発生を抑制することができる。これに加えて、点火プラグ20の点火を停止して自着火運転に移行させるので、燃焼室10内の燃焼強度が増加するのをより効果的に抑制して、混合気の早期燃焼をより効果的に抑制することができる。   As described above, the ECU 51 of the present embodiment increases the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10 on the condition that the combustion of the air-fuel mixture is detected at a time different from the output time of the ignition signal i, and the ignition plug. Since the output of the ignition signal to 20 is stopped and the self-ignition operation is started, the combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 can be lowered by the exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10. For this reason, the increase in the combustion intensity in the combustion chamber 10 generated by the combustion of the air-fuel mixture can be suppressed, and the occurrence of early combustion of the air-fuel mixture can be suppressed. In addition, since the ignition of the spark plug 20 is stopped and the self-ignition operation is started, an increase in the combustion intensity in the combustion chamber 10 is more effectively suppressed, and the early combustion of the air-fuel mixture is more effective. Can be suppressed.

また、ストイキ運転状態で燃焼室10内に還流される排気ガス量を増加させるようにしたので、不完全燃焼が生じるのを抑制することができるとともに、シリンダ6内から排出される排気ガス中に占める窒素酸化物の割合を低減させることができ、排気エミッションが悪化するのを防止することができる。
また、本実施形態のECU51は、燃焼状態制御が実行された後に、所定の点火条件が成立したことを条件として、スロットル弁18の開度を閉じ側に制御してシリンダ6に吸入される吸入空気量を減少させるので、自着火運転の移行後に、エンジン1に供給される吸入空気量を少なくすることができる。このため、エンジン1の負荷を軽減して混合気を燃焼し難くすることができ、早期燃焼の発生を抑制することができる。
Further, since the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10 in the stoichiometric operation state is increased, incomplete combustion can be suppressed and the exhaust gas discharged from the cylinder 6 can be suppressed. The proportion of nitrogen oxides occupied can be reduced, and exhaust emission can be prevented from deteriorating.
In addition, the ECU 51 of the present embodiment controls the opening of the throttle valve 18 to the closed side after the combustion state control is executed and the intake that is sucked into the cylinder 6 under the condition that the predetermined ignition condition is satisfied. Since the amount of air is reduced, the amount of intake air supplied to the engine 1 can be reduced after the shift to the self-ignition operation. For this reason, it is possible to reduce the load on the engine 1 and make it difficult to burn the air-fuel mixture, and to suppress the occurrence of early combustion.

また、本実施形態のECU51は、シリンダ6に吸入される吸入空気量を減少させた後に、燃焼室10内に還流される排気ガス量を減少させて点火プラグ20に点火信号を出力するので、火花点火運転に移行する直前に、燃焼室10内における混合気の燃焼温度の低下を抑制して混合気の燃焼によって発生する燃焼室10内の燃焼強度の低下を抑制することができる。このため、火花点火運転に移行したときにエンジン1の出力が低下するのを防止することができる。
また、本実施形態のECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値P以上であること、すなわち、燃焼強度が所定強度以上であることを条件として、燃焼状態制御を実行するので、混合気の早期燃焼が発生したことを速やかに検出して燃焼室10内に還流される排気ガス量を増加させることができる。このため、混合気の早期燃焼の発生を継続的に抑制することができる。
Further, the ECU 51 of the present embodiment reduces the amount of intake air taken into the cylinder 6 and then reduces the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10 and outputs an ignition signal to the spark plug 20. Immediately before shifting to the spark ignition operation, it is possible to suppress a decrease in the combustion temperature in the combustion chamber 10 caused by the combustion of the mixture by suppressing a decrease in the combustion temperature of the mixture in the combustion chamber 10. For this reason, it can prevent that the output of the engine 1 falls when it transfers to spark ignition driving | operation.
Further, the ECU 51 of the present embodiment executes the combustion state control on the condition that the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is equal to or greater than the threshold value P, that is, the combustion intensity is equal to or greater than the predetermined intensity. It is possible to quickly detect that the early combustion of the air-fuel mixture has occurred and increase the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10. For this reason, generation | occurrence | production of the early combustion of air-fuel | gaseous mixture can be suppressed continuously.

また、本実施形態のECU51は、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値P以上である場合に、イオンセンサ34のイオン電流値の上昇率が閾値P未満となるまで、すなわち、燃焼強度が所定強度未満となるまで燃焼状態制御を継続するので、混合気の燃焼強度が抑制されるまで燃焼室10内に還流される排気ガス量を増加させて、混合気の早期燃焼が再発するのを防止することができる。
なお、本実施形態のエンジン1は、燃焼検出部および燃焼強度検出部として、イオンセンサ34を用いているが、イオンセンサ34に代えて、シリンダ6内の圧力を直接検出する筒内圧センサを用いてもよく、燃焼室10内で混合気が燃焼されたときの振動を検出するノックセンサを用いてもよい。
Further, the ECU 51 of this embodiment, when the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 is equal to or higher than the threshold value P, until the rate of increase of the ion current value of the ion sensor 34 becomes less than the threshold value P, that is, the combustion intensity. Since the combustion state control is continued until the gas becomes less than the predetermined intensity, the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber 10 is increased until the combustion intensity of the mixture is suppressed, and the early combustion of the mixture reoccurs. Can be prevented.
In addition, although the engine 1 of this embodiment uses the ion sensor 34 as a combustion detection part and a combustion intensity detection part, it replaces with the ion sensor 34 and uses the in-cylinder pressure sensor which detects the pressure in the cylinder 6 directly. Alternatively, a knock sensor that detects vibration when the air-fuel mixture is burned in the combustion chamber 10 may be used.

また、本実施形態のエンジン1は、排気管21の途中に排気弁23を設けた内部EGR方式を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、吸気管15と排気管21とを接続するEGR配管と、EGR配管上に設けられたEGR弁とを設け、排気管21に導入された排気ガスの一部を、EGR配管を通して吸気管15に還流させる外部EGR方式を採用してもよい。この場合には、排気弁23およびステッピングモータ22を制御するのと同様にして、EGR弁を駆動するステッピングモータを駆動してEGR弁を制御すればよい。
また、本実施形態のエンジン1は、排気管21に排気弁23を設けて燃焼室10内に還流されるEGRガス量を調整するようにしているが、これに限らず、可変バルブリフト機構を設け、排気弁14のリフト量を低下させて、燃焼室10内の残留ガス量を増加させるようにしてもよい。
Moreover, although the engine 1 of this embodiment employ | adopts the internal EGR system which provided the exhaust valve 23 in the middle of the exhaust pipe 21, it is not limited to this. For example, an EGR pipe for connecting the intake pipe 15 and the exhaust pipe 21 and an EGR valve provided on the EGR pipe are provided, and a part of the exhaust gas introduced into the exhaust pipe 21 is supplied to the intake pipe 15 through the EGR pipe. An external EGR system for refluxing may be employed. In this case, the EGR valve may be controlled by driving the stepping motor that drives the EGR valve in the same manner as controlling the exhaust valve 23 and the stepping motor 22.
Further, the engine 1 of the present embodiment is provided with the exhaust valve 23 in the exhaust pipe 21 to adjust the amount of EGR gas recirculated into the combustion chamber 10, but this is not limiting, and a variable valve lift mechanism is provided. It is also possible to reduce the lift amount of the exhaust valve 14 and increase the residual gas amount in the combustion chamber 10.

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。   While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

1…エンジン(内燃機関)、6…シリンダ(気筒)、10…燃焼室、17…ステッピングモータ(吸入空気量調整部材)、18…スロットル弁(吸入空気量調整部材)、20…点火プラグ、22…ステッピングモータ(排気ガス還流量調整部材)、23…スロットル弁(排気ガス還流量調整部材)、34…イオンセンサ(燃焼検出部,燃焼強度検出部)、52…CPU(燃焼強度検出部,点火信号出力部, 燃焼状態制御部)、61…燃焼強度検出部、62……点火信号出力部、63…燃焼状態制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 6 ... Cylinder (cylinder), 10 ... Combustion chamber, 17 ... Stepping motor (intake air amount adjusting member), 18 ... Throttle valve (intake air amount adjusting member), 20 ... Spark plug, 22 ... Stepping motor (exhaust gas recirculation amount adjusting member), 23 ... Throttle valve (exhaust gas recirculation amount adjusting member), 34 ... Ion sensor (combustion detector, combustion intensity detector), 52 ... CPU (combustion intensity detector, ignition) Signal output unit, combustion state control unit), 61 ... combustion intensity detection unit, 62 ... ignition signal output unit, 63 ... combustion state control unit

Claims (4)

内燃機関に設けられた気筒の燃焼室内の混合気に点火する点火プラグと、前記点火プラグに点火信号を出力する点火信号出力部とを備えた内燃機関の燃焼状態制御装置であって、
前記燃焼室内で混合気が燃焼されたことを検出する燃焼検出部と、
前記燃焼室内に還流される排気ガス量を調整する排気ガス還流量調整部材と、
前記点火信号の出力時期と異なる時期に前記混合気の燃焼を検出したことを条件として、前記燃焼室内に還流される排気ガス量を増加させるように前記排気ガス還流量調整部材を制御するとともに、前記点火信号出力部による点火信号の出力を停止して、自着火運転に移行する燃焼状態制御を実行する燃焼状態制御部とを含んで構成されることを特徴とする内燃機関の燃焼状態制御装置。
A combustion state control device for an internal combustion engine comprising an ignition plug that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber of a cylinder provided in the internal combustion engine, and an ignition signal output unit that outputs an ignition signal to the ignition plug,
A combustion detector for detecting that the air-fuel mixture has been combusted in the combustion chamber;
An exhaust gas recirculation amount adjusting member for adjusting the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber;
Controlling the exhaust gas recirculation amount adjusting member to increase the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber on the condition that combustion of the air-fuel mixture is detected at a time different from the output timing of the ignition signal, A combustion state control device for an internal combustion engine, comprising: a combustion state control unit for executing combustion state control for stopping the output of an ignition signal by the ignition signal output unit and shifting to a self-ignition operation .
前記気筒に供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整部材を備え、
前記燃焼状態制御部は、前記燃焼状態制御が実行された後に、所定の点火条件が成立したことを条件として、前記吸入空気量調整部材によって前記気筒に吸入される吸入空気量を減少させ、次いで、前記燃焼室内に還流される排気ガス量を減少させた後に、前記点火信号出力部による点火信号の出力を再開することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。
An intake air amount adjusting member for adjusting an intake air amount supplied to the cylinder;
The combustion state control unit reduces the intake air amount sucked into the cylinder by the intake air amount adjustment member on the condition that a predetermined ignition condition is satisfied after the combustion state control is executed, 2. The combustion state control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein after the amount of exhaust gas recirculated into the combustion chamber is reduced, output of the ignition signal by the ignition signal output unit is resumed.
前記燃焼室内で燃焼された混合気の燃焼強度を検出する燃焼強度検出部を有し、
前記燃焼状態制御部は、前記燃焼強度が所定強度以上であることを条件として、前記燃焼状態制御を実行することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。
A combustion intensity detector for detecting the combustion intensity of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber;
The combustion state control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the combustion state control unit performs the combustion state control on condition that the combustion intensity is equal to or greater than a predetermined intensity. .
前記燃焼状態制御部は、前記燃焼強度が所定強度以上である場合に、前記燃焼強度が所定強度未満となるまで前記燃焼状態制御を継続することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の燃焼状態制御装置。   The internal combustion engine according to claim 3, wherein the combustion state control unit continues the combustion state control until the combustion intensity becomes less than a predetermined intensity when the combustion intensity is equal to or higher than a predetermined intensity. Combustion state control device.
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