JP4868242B2

JP4868242B2 - Control device for vehicle engine

Info

Publication number: JP4868242B2
Application number: JP2007193513A
Authority: JP
Inventors: 元末次
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: JP2009030481A

Description

本発明は、車両用エンジンの制御装置に係り、特にプリイグニッションの発生を検出する車両用エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicular engine control device, and more particularly to a vehicular engine control device that detects the occurrence of pre-ignition.

従来、火花点火式の内燃機関において、燃焼室内に存在するイオンを媒介として流れるイオン電流の検出に基づいて、プリイグニッションの発生の前兆状態を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内燃機関では、イオン電流のピーク発生時期を検出し、ピーク発生時期が所定の限界時期よりも進角している場合に、プリイグニッションが発生し易い状態であると判定し、その抑制制御を行うように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a spark ignition type internal combustion engine, a technique for detecting a precursor state of pre-ignition generation based on detection of an ionic current flowing through ions existing in a combustion chamber has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
In the internal combustion engine described in Patent Document 1, it is determined that the pre-ignition is likely to occur when the peak generation time of the ionic current is detected and the peak generation time is advanced from a predetermined limit time. The suppression control is performed.

特開２００６−４６１４０号公報JP 2006-46140 A

しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関では、運転状態に応じてエンジンの筒内がプリイグニッションの発生し易い状態となり、これによりプリイグニッションが発生し始めてから、それを検出するように構成されている。したがって、特許文献１に記載の内燃機関では、使用燃料の変更や経年変化等のエンジンの運転条件の変更によって、プリイグニッション発生までの運転状態のマージン、すなわちプリイグニッションの発生し易さが変化するような場合に、予めこれを検証しておくことができない。このため、特許文献１に記載の内燃機関は、運転時にプリイグニッションが発生して、この影響でエンジンがダメージを受けてしまうおそれがあった。 However, the internal combustion engine described in Patent Document 1 is configured to detect the pre-ignition after the inside of the cylinder of the engine easily generates pre-ignition depending on the operating state. Yes. Therefore, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, the margin of the operating state until the pre-ignition occurs, that is, the ease of occurrence of the pre-ignition, changes due to the change of the operating condition of the engine such as the change of fuel used or the secular change. In such a case, this cannot be verified in advance. For this reason, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, pre-ignition occurs during operation, and the engine may be damaged by this influence.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、予めプリイグニッションが発生しても車両用エンジンへの影響が少ない運転領域で、プリイグニッションの発生し易さを検証することができる車両用エンジンの制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and verifies the ease of occurrence of pre-ignition in an operation region in which even if pre-ignition occurs in advance, the influence on the vehicle engine is small. It is an object of the present invention to provide a control device for a vehicle engine that can perform the above.

上記の目的を達成するために、本発明は、車両用エンジンの運転状態を制御して気筒内の状態を変更する筒内状態変更手段と、車両用エンジンの燃焼室内で発生するプリイグニッションを検出するプリイグニッション検出手段と、を備えた車両用エンジンの制御装置であって、筒内状態変更手段は、車両用エンジンの運転状態が低回転且つ低負荷状態であることを条件として、気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更可能に構成され、プリイグニッション検出手段は、筒内状態変更手段が気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更したことに応じて、プリイグニッションの発生の有無を判定し、筒内状態変更手段は、気筒内に供給する吸気量を補正する吸気量補正手段と、気筒内の熱容量を補正する熱容量補正手段と、気筒内圧縮比を補正する圧縮比補正手段のうち少なくとも１つにより、気筒内の状態を変更し、吸気量補正手段は、スロットル弁の開度を変更して気筒内に供給する吸気量を増加させることによって気筒内の状態をプリイグニッションが発生し易い状態に変更し、熱容量補正手段は、ＥＧＲ弁の開度を変更して吸気通路に還流される排気ガス量を増加させて気筒内の熱容量を増大させることによって気筒内の状態をプリイグニッションが発生し易い状態に変更し、圧縮比補正手段は、可変バルブタイミング機構により吸気弁の作動タイミングを制御して気筒内の有効圧縮比を増大させることによって気筒内の状態をプリイグニッションが発生し易い状態に変更することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention detects in-cylinder state changing means for changing the state in a cylinder by controlling the operating state of the vehicle engine, and detects pre-ignition generated in the combustion chamber of the vehicle engine. An in-cylinder state changing means, wherein the in-cylinder state changing means is provided on the condition that the operating state of the vehicular engine is in a low rotation and low load state. The state is configured to be changeable to a state where pre-ignition is more likely to occur, and the pre-ignition detection means is configured so that the in-cylinder state change means changes the state in the cylinder to a state where pre-ignition is more likely to occur. determining the presence or absence of the occurrence of preignition, cylinder state change means, an intake air amount correcting means for correcting the intake air quantity supplied into the cylinder, correcting the heat capacity of the cylinder At least one of the heat capacity correction means and the compression ratio correction means for correcting the in-cylinder compression ratio, and the intake air amount correction means changes the opening of the throttle valve into the cylinder. By increasing the amount of intake air to be supplied, the state in the cylinder is changed to a state in which pre-ignition is likely to occur, and the heat capacity correction means changes the opening of the EGR valve to increase the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage By increasing the heat capacity in the cylinder to change the state in the cylinder to a state in which pre-ignition is likely to occur, the compression ratio correction means controls the operation timing of the intake valve by the variable valve timing mechanism to It is characterized in that the state in the cylinder is changed to a state where pre-ignition is likely to occur by increasing the effective compression ratio .

このように構成された本発明によれば、車両用エンジンの運転状態が低回転且つ低負荷状態のとき、筒内状態変更手段によって、気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更し、このときプリイグニッション検出手段によって、プリイグニッションの発生の有無を判定するように構成されているので、プリイグニッションが発生してもエンジンに対する影響が小さい運転領域において、事前にプリイグニッション発生までの運転マージンの大きさ、すなわちプリイグニッションの発生し易さを検証することができる。
また、本発明によれば、筒内状態変更手段が、吸気量補正手段，熱容量補正手段，圧縮比補正手段の少なくとも何れかで気筒内の状態を変更することにより、プリイグニッションが発生し易い筒内状態を容易に達成することができる。 According to the present invention configured as described above, when the operating state of the vehicle engine is in a low rotation and low load state, the in-cylinder state changing means changes the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur. At this time, since the pre-ignition detection means is configured to determine whether or not the pre-ignition has occurred, even if the pre-ignition occurs, the pre-ignition occurrence is preliminarily performed in the operation region where the influence on the engine is small. It is possible to verify the size of the operating margin, that is, the ease with which pre-ignition occurs.
Further, according to the present invention, the in-cylinder state changing unit changes the in-cylinder state by at least one of the intake air amount correcting unit, the heat capacity correcting unit, and the compression ratio correcting unit, so that pre-ignition is likely to occur. The internal state can be easily achieved.

また、本発明において好ましくは、さらに、燃料が給油されたことを検出する給油検出手段を備え、筒内状態変更手段は、給油検出手段が燃料の給油を検出したとき、気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更するように構成される。このように構成された本発明によれば、使用燃料の違いによるプリイグニッションの発生し易さの影響を、燃料給油時に判定することができる。 In the present invention, it is preferable that fuel supply detection means for detecting that fuel has been supplied is further provided, and the in-cylinder state changing means further determines the state in the cylinder when the fuel supply detection means detects fuel supply. It is configured to change to a state in which pre-ignition is likely to occur. According to the present invention configured as described above, the influence of the ease of occurrence of pre-ignition due to the difference in fuel used can be determined at the time of fuel supply.

また、本発明において好ましくは、筒内状態変更手段は、車両用エンジンの始動時に、気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更するように構成される。このように構成された本発明によれば、エンジン始動毎にプリイグニッションの発生し易さを判定することができる。 In the present invention, preferably, the in-cylinder state changing means is configured to change the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur when the vehicle engine is started. According to the present invention configured as described above, it is possible to determine the ease of occurrence of pre-ignition every time the engine is started.

また、本発明において好ましくは、筒内状態変更手段は、所定の車両走行距離において、気筒内の状態をよりプリイグニッションが発生し易い状態に変更するように構成される。このように構成された本発明によれば、例えばシリンダ内にカーボンが付着する等の、車両の走行距離に関連したエンジンのプリイグニッションの発生のし易さを、車両の走行距離に応じて判定することができる。 In the present invention, preferably, the in-cylinder state changing means is configured to change the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur at a predetermined vehicle travel distance. According to the present invention configured as described above, the ease of occurrence of engine pre-ignition related to the travel distance of the vehicle, such as carbon adhering to the cylinder, is determined according to the travel distance of the vehicle. can do.

また、本発明において好ましくは、プリイグニッション検出手段は、車両用エンジンの燃焼室内のイオンに起因するイオン電流を検出するイオン電流検出手段を備え、プリイグニッション検出手段は、プリイグニッションの発生と点火前におけるイオン電流に基づいて算出される判定値との関係を表す閾値を有しており、点火前におけるイオン電流に基づいて算出した判定値が、閾値以上のときに車両用エンジンの筒内でプリイグニッションが発生していると判定する。
このように構成された本発明によれば、プリイグニッションの発生初期段階でプリイグニッションの発生を検出することができる。 Preferably, in the present invention, the pre-ignition detection means includes ion current detection means for detecting an ion current caused by ions in the combustion chamber of the vehicle engine, and the pre-ignition detection means is configured to generate pre-ignition and before ignition. In the cylinder of the vehicle engine when the determination value calculated based on the ionic current before ignition is equal to or greater than the threshold value. It is determined that an ignition has occurred.
According to the present invention configured as described above, it is possible to detect the occurrence of a pre-ignition at the initial stage of occurrence of the pre-ignition.

本発明の車両用エンジンの制御装置によれば、予めプリイグニッションが発生しても車両用エンジンへの影響が少ない運転領域で、プリイグニッションの発生し易さを検証することができる。 According to the control device for a vehicle engine of the present invention, it is possible to verify the ease of occurrence of pre-ignition in an operation region in which the influence on the vehicle engine is small even if pre-ignition occurs in advance.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態による車両用エンジンの制御装置について説明する。
図１は車両用エンジンの構成を表す図、図２は点火回路の構成図、図３はエンジン気筒内圧力及びイオン電流の変化を表すグラフ、図４はプリイグニッション検出処理の説明図、図５はプリイグニッション発生検証処理のフローチャート、図６はプリイグニッション発生誘発制御処理のフローチャート、図７は改変例に係るプリイグニッション検出処理の説明図である。 Hereinafter, a control device for a vehicle engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a diagram illustrating the configuration of a vehicle engine, FIG. 2 is a configuration diagram of an ignition circuit, FIG. 3 is a graph illustrating changes in engine cylinder pressure and ion current, FIG. 4 is an explanatory diagram of pre-ignition detection processing, and FIG. Is a flowchart of a pre-ignition generation verification process, FIG. 6 is a flowchart of a pre-ignition generation induction control process, and FIG. 7 is an explanatory diagram of a pre-ignition detection process according to a modification.

まず、図１及び図２により本実施形態のエンジン１の概略構成を説明する。
エンジン１は、直列多気筒型の火花点火式直墳ガソリンエンジンである。エンジン１は、シリンダブロック２及びその上部に固定されたシリンダヘッド３からなるエンジン本体を有する。シリンダブロック２の上端面に開口するシリンダ４の上端は、シリンダヘッド３の下面により閉塞されている。
シリンダ４内にはピストン５が往復動可能に嵌挿されており、このピストン５の上面とシリンダヘッド３のペントルーフ型の下面（天井面）との間に燃焼室６が区画されている。一方、ピストン５の下方のクランクケース内には、クランク軸（図示せず）が配設され、コネクティングロッドによってピストン５と連結されている。 First, a schematic configuration of the engine 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The engine 1 is an in-line multi-cylinder spark ignition direct gasoline engine. The engine 1 has an engine body including a cylinder block 2 and a cylinder head 3 fixed to the cylinder block 2. The upper end of the cylinder 4 that opens to the upper end surface of the cylinder block 2 is closed by the lower surface of the cylinder head 3.
A piston 5 is fitted into the cylinder 4 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 6 is defined between the upper surface of the piston 5 and a pent roof-type lower surface (ceiling surface) of the cylinder head 3. On the other hand, a crankshaft (not shown) is disposed in the crankcase below the piston 5, and is connected to the piston 5 by a connecting rod.

また、クランク角センサ２６が、エンジン１のシリンダブロック２下部のクランクケース内に設けられている。クランク角センサ２６は、クランク軸の回転角（クランク角）を検出するものであり、クランク軸の端部に一体回転するように取付けられたロータ２７の回転に伴い、その外周部に設けられた凸部の通過に対応して信号を出力する電磁ピックアップコイル等から構成されている。 A crank angle sensor 26 is provided in the crankcase below the cylinder block 2 of the engine 1. The crank angle sensor 26 detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft, and is provided on the outer peripheral portion of the rotor 27 attached so as to rotate integrally with the end portion of the crankshaft. It consists of an electromagnetic pickup coil that outputs a signal corresponding to the passage of the convex portion.

また、冷却水の温度状態を検出する水温センサ２８が、シリンダブロック２のウォータジャケット（図示せず）に臨設されている。さらに、エンジンオイル温度センサ２９が、取付けられている。 Further, a water temperature sensor 28 for detecting the temperature state of the cooling water is provided on a water jacket (not shown) of the cylinder block 2. Further, an engine oil temperature sensor 29 is attached.

点火プラグ７は、各シリンダ４に対応して複数設けられており、点火プラグ７の先端電極が各燃焼室６内に臨むようにシリンダヘッド３に取付けられている。また、点火プラグ７は、それぞれ点火回路８に接続されている。
本実施形態では、点火回路８は、各点火プラグ７にそれぞれ対応して複数設けられているが、これに限らず、複数の点火プラグ７に対応して１つ又は複数設ける構成としてもよい。 A plurality of spark plugs 7 are provided corresponding to each cylinder 4, and are attached to the cylinder head 3 so that the tip electrode of the spark plug 7 faces each combustion chamber 6. In addition, each spark plug 7 is connected to an ignition circuit 8.
In the present embodiment, a plurality of ignition circuits 8 are provided corresponding to the respective spark plugs 7. However, the present invention is not limited to this, and one or a plurality of ignition circuits 8 may be provided corresponding to the plurality of spark plugs 7.

図２に示すように、点火回路８は、パワートランジスタからなるイグナイタ８ａと、一次巻線及び二次巻線からなる点火コイル８ｂと、点火コイル８ｂに接続されたコンデンサ８ｃと、さらにコンデンサ８ｃと接地電位との間に接続されたイオン電流検出回路８ｄとを有している。イオン電流検出回路８ｄは、本発明のイオン電流検出手段に相当する。
各シリンダ４に対応する点火回路８は、ＰＣＭ３０から、点火プラグ７を点火放電させるための制御信号を受けている間、イグナイタ８ａをＯＮにし、これにより点火コイル８ｂに通電する。そして、点火回路８は、所定の通電時間経過後、制御信号を受けなくなるとイグナイタ８ａがＯＦＦとなり、これにより点火コイル８ｂの二次巻線から点火放電電流が流れ、点火プラグ７を点火放電させる。 As shown in FIG. 2, the ignition circuit 8 includes an igniter 8a composed of a power transistor, an ignition coil 8b composed of a primary winding and a secondary winding, a capacitor 8c connected to the ignition coil 8b, and a capacitor 8c. And an ion current detection circuit 8d connected between the ground potential. The ion current detection circuit 8d corresponds to the ion current detection means of the present invention.
The ignition circuit 8 corresponding to each cylinder 4 turns on the igniter 8a while energizing the ignition coil 8b while receiving a control signal for igniting and discharging the spark plug 7 from the PCM 30. When the ignition circuit 8 no longer receives a control signal after a predetermined energization time, the igniter 8a is turned off, whereby an ignition discharge current flows from the secondary winding of the ignition coil 8b, and the ignition plug 7 is ignited. .

また、点火回路８では、この点火放電によってコンデンサ８ｃが充電される。イオン電流検出回路８ｄは、コンデンサ８ｃの充電電荷が放電することにより流れる電流を、イオン電流として検出する。そして、点火回路８は、イオン電流の検出信号をＰＣＭ３０へ出力する。 In the ignition circuit 8, the capacitor 8c is charged by this ignition discharge. The ionic current detection circuit 8d detects the current that flows when the charge of the capacitor 8c is discharged as an ionic current. The ignition circuit 8 outputs an ion current detection signal to the PCM 30.

また、シリンダヘッド３には、各燃焼室６に連通する２つの吸気ポート９及び２つの排気ポート１０が形成されている。そして、吸気ポート９及び排気ポート１０のポート開口部には、電磁式の可変バルブタイミング機構１３ａ，１３ｂ（以下「電磁ＶＶＴ（Variable Valve Timing）」という）によって所定タイミングで独立に開閉動作が行われる吸排気バルブ（吸気弁１１及び排気弁１２）が配設されている。 Further, the cylinder head 3 is formed with two intake ports 9 and two exhaust ports 10 communicating with each combustion chamber 6. In addition, opening and closing operations are independently performed at predetermined timings at port openings of the intake port 9 and the exhaust port 10 by electromagnetic variable valve timing mechanisms 13a and 13b (hereinafter referred to as “electromagnetic VVT (Variable Valve Timing)”). Intake and exhaust valves (intake valve 11 and exhaust valve 12) are provided.

したがって、吸気弁１１及び排気弁１２は、クランク軸と機械的に連繋されておらず、クランク軸の回転位置にかかわらず、吸気側の電磁ＶＶＴ１３ａ及び排気側の電磁ＶＶＴ１３ｂの作動状態変更によって開閉される。すなわち、電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂが消磁されると、吸気弁１１，排気弁１２はそれぞれリターンスプリング（図示せず）によって閉弁され、電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂが励磁されると、吸気弁１１，排気弁１２はそれぞれリターンスプリングに抗して開弁される。 Therefore, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are not mechanically linked to the crankshaft, and are opened and closed by changing the operating state of the intake-side electromagnetic VVT 13a and the exhaust-side electromagnetic VVT 13b regardless of the rotational position of the crankshaft. The That is, when the electromagnetic VVTs 13a and 13b are demagnetized, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are closed by return springs (not shown). When the electromagnetic VVTs 13a and 13b are excited, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are closed. Are opened against the return springs.

吸気弁１１及び排気弁１２は、電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂによって、開閉動作タイミングが進角側及び遅角側に変更可能となっており、これによりオーバーラップ期間が変化し、燃焼室６に残留する既燃ガス（以下「内部ＥＧＲ」という）の量を変化させることができる。 The intake valve 11 and the exhaust valve 12 can be opened and closed by the electromagnetic VVTs 13a and 13b so that the opening / closing operation timing can be changed to the advance side and the retard side, thereby changing the overlap period and remaining in the combustion chamber 6. The amount of the combustion gas (hereinafter referred to as “internal EGR”) can be changed.

シリンダヘッド３の吸気側には、吸気ポート９に連通する吸気通路（吸気マニホールド）１５が配設されている。吸気通路１５は、各シリンダ４に向けて分岐する分岐通路と、この分岐通路からさらに各シリンダ４の２つの吸気ポート９に向けて二股に分岐する二股通路を有している。二股通路のうち一方には、燃焼室６内の吸気流動の強さを調整するタンブルスワールコントロール弁（以下「ＴＳＣＶ」という）１４が設けられている。 An intake passage (intake manifold) 15 communicating with the intake port 9 is disposed on the intake side of the cylinder head 3. The intake passage 15 has a branch passage that branches toward each cylinder 4 and a forked passage that branches from the branch passage toward two intake ports 9 of each cylinder 4. One of the bifurcated passages is provided with a tumble swirl control valve (hereinafter referred to as “TSCV”) 14 for adjusting the strength of the intake air flow in the combustion chamber 6.

また、吸気通路１５には、その上流端とＴＳＣＶ弁１４との間に、上流側からエアクリーナ１６と、吸気流量を検出するエアフローセンサ１７と、電動モータ１８ａにより駆動されて吸気通路１５を絞るスロットル弁１８とが配設されている。また、吸気通路１５には、エアクリーナ１６付近に吸気温度センサ２３が設けられている。
さらに、シリンダヘッド３には、各シリンダ４に対応して、燃料を各燃焼室６内に直接噴射供給する複数のインジェクタ（筒内用燃料弁）１９が設けられている。 The intake passage 15 has an air cleaner 16 from the upstream side, an air flow sensor 17 for detecting the intake flow rate, and a throttle that throttles the intake passage 15 by an electric motor 18a between the upstream end of the intake passage 15 and the TSCV valve 14. A valve 18 is provided. In addition, an intake air temperature sensor 23 is provided in the vicinity of the air cleaner 16 in the intake passage 15.
Further, the cylinder head 3 is provided with a plurality of injectors (in-cylinder fuel valves) 19 corresponding to the respective cylinders 4 for directly injecting fuel into the respective combustion chambers 6.

また、シリンダヘッド３の排気側には、各燃焼室６から既燃ガス（排気ガス）を排出するための排気通路（排気マニホールド）２０が、排気ポート１０に連通して配設されている。排気通路２０は、吸気通路１５と同様に、分岐通路及び二股通路を有しており、各二股通路がそれぞれ排気ポート１０に接続されている。
この排気通路２０には、上流側から排気ガス中の酸素濃度を基に混合気の空燃比を検出するための酸素濃度センサ（以下「Ｏ₂センサ」という）２１と、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ２２とが配設されている。 An exhaust passage (exhaust manifold) 20 for discharging burned gas (exhaust gas) from each combustion chamber 6 is disposed on the exhaust side of the cylinder head 3 so as to communicate with the exhaust port 10. Like the intake passage 15, the exhaust passage 20 has a branch passage and a bifurcated passage, and each bifurcated passage is connected to the exhaust port 10.
The exhaust passage 20 is provided with an oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as “O ₂ sensor”) 21 for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the oxygen concentration in the exhaust gas from the upstream side, and for purifying the exhaust gas. The catalytic converter 22 is disposed.

また、排気通路２０には、Ｏ₂センサ２１よりも上流側に排気還流通路２４（以下「ＥＧＲ通路」という）の一端が分岐接続されている。このＥＧＲ通路２４の他端は、スロットル弁１８よりも下流側で吸気通路１５に連通されている。このＥＧＲ通路２４には開度調節可能な電気式の流量制御弁２５（以下「ＥＧＲ弁」という）が配設されており、ＥＧＲ弁２５によってＥＧＲ通路２４を還流される排気ガス（以下「外部ＥＧＲ」という）の流量を調節することができるようになっている。 Further, one end of an exhaust gas recirculation passage 24 (hereinafter referred to as “EGR passage”) is branchedly connected to the exhaust passage 20 upstream of the O ₂ sensor 21. The other end of the EGR passage 24 communicates with the intake passage 15 on the downstream side of the throttle valve 18. The EGR passage 24 is provided with an electric flow control valve 25 (hereinafter referred to as “EGR valve”) whose opening degree can be adjusted, and exhaust gas (hereinafter referred to as “external”) that is recirculated through the EGR passage 24 by the EGR valve 25. EGR ")) can be adjusted.

ＰＣＭ（Power-train Control Module）３０は、周知の如くＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース回路等を備えて構成されている。ＰＣＭ３０には、エアフローセンサ１７、Ｏ₂センサ２１、クランク角センサ２６、水温センサ２８、エンジンオイル温度センサ２９、吸気温度センサ２３、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ３２、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３３、車両の給油口に取付けられたフィラーキャップの開閉状態を検出するフィラーキャップセンサ３４、点火回路８等の出力信号が入力される。 As is well known, a PCM (Power-train Control Module) 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O interface circuit, and the like. The PCM 30 includes an air flow sensor 17, an O ₂ sensor 21, a crank angle sensor 26, a water temperature sensor 28, an engine oil temperature sensor 29, an intake air temperature sensor 23, an accelerator opening sensor 32 that detects an operation amount of an accelerator pedal, and an engine speed. The engine rotation speed sensor 33 for detecting the output, the filler cap sensor 34 for detecting the open / closed state of the filler cap attached to the fuel filler of the vehicle, the output signal of the ignition circuit 8 and the like are input.

そして、ＰＣＭ３０は、上記センサ等の出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を判定し、これに応じてエンジン１の運転制御を行うようになっている。すなわち、ＰＣＭ３０は、内部ＥＧＲの量を変更するために電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂに対し吸気弁１１，排気弁１２の作動タイミングを制御するための信号を出力し、スロットル弁１８に対し吸気流量を制御するための信号を出力し、各シリンダ４のＴＳＣＶ１４に対し燃焼室６内の吸気流動の強さを制御するための信号を出力し、各シリンダ４のインジェクタ１９に対し燃料噴射量及び噴射時期を制御するためのパルス信号を出力し、ＥＧＲ弁２５に対しＥＧＲ通路２４によって吸気系に環流する排気ガス（外部ＥＧＲ）の量を制御するための信号を出力し、点火回路８に対し所定タイミングで点火プラグ７を点火放電させるための制御信号を出力する。 The PCM 30 determines the operating state of the engine 1 based on the output signals from the sensors and the like, and controls the operation of the engine 1 according to this. That is, the PCM 30 outputs a signal for controlling the operation timing of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 to the electromagnetic VVTs 13a and 13b in order to change the amount of internal EGR, and controls the intake flow rate to the throttle valve 18. A signal for controlling the strength of the intake air flow in the combustion chamber 6 to the TSCV 14 of each cylinder 4, and the fuel injection amount and the injection timing to the injector 19 of each cylinder 4 are controlled. A signal for controlling the amount of exhaust gas (external EGR) circulating to the intake system through the EGR passage 24 to the EGR valve 25, and igniting the ignition circuit 8 at a predetermined timing. A control signal for igniting and discharging the plug 7 is output.

また、ＰＣＭ３０は、後述するプリイグニッション発生誘発制御の開始条件として、燃料が給油されたことをフィラーキャップセンサ３４の脱着によって判定する。ＰＣＭ３０及びフィラーキャップセンサ３４は、本発明の給油検出手段に相当する。 In addition, the PCM 30 determines that fuel has been supplied by detaching the filler cap sensor 34 as a start condition for preignition generation induction control described later. The PCM 30 and the filler cap sensor 34 correspond to an oil supply detection unit of the present invention.

上述のプリイグニッション発生検証処理は、プリイグニッションが発生しても影響が小さい運転領域で事前にプリイグニッション発生までの運転マージン（各運転パラメータのプリイグニッション発生までの余裕）の大きさ、すなわちプリイグニッションの発生し易さを判定し、この判定に基づいてエンジン１の運転制御設定をよりプリイグニッションが発生し難い設定に変更するものである。プリイグニッション発生検証処理には、プリイグニッション発生誘発制御処理、プリイグニッション検出制御処理、プリイグニッション抑制制御処理が含まれる。 The pre-ignition occurrence verification process described above is a pre-ignition size of operation margin (pre-ignition occurrence of each operation parameter) until the pre-ignition occurrence in advance in the operation region where the influence is small even if the pre-ignition occurs. Is determined, and based on this determination, the operation control setting of the engine 1 is changed to a setting in which pre-ignition is less likely to occur. The pre-ignition generation verification process includes a pre-ignition generation induction control process, a pre-ignition detection control process, and a pre-ignition suppression control process.

プリイグニッション発生誘発制御では、ＰＣＭ３０は、通常は燃焼室６でプリイグニッションが発生しない運転領域において、プリイグニッションが発生し易い方向にシリンダ４内の状態を変更する処理を行う。このプリイグニッション発生誘発制御は、プリイグニッションが発生し難い運転領域、且つ、仮にプリイグニッションが発生してもエンジン１に大きな影響を及ぼさない運転領域である、低回転且つ低負荷状態において、所定条件が満たされるときに実行されるようになっている。 In the pre-ignition generation induction control, the PCM 30 performs a process of changing the state in the cylinder 4 in a direction in which pre-ignition is likely to occur in an operation region where the pre-ignition does not normally occur in the combustion chamber 6. This pre-ignition generation inducing control is an operation region in which pre-ignition is difficult to occur, and an operation region in which even if pre-ignition occurs does not significantly affect the engine 1, in a low rotation and low load state, a predetermined condition To be executed when is satisfied.

そして、このプリイグニッション発生誘発制御による変更後の運転状態は、好適には、正常燃焼が行われる範囲の運転状態で、プリイグニッションが発生する臨界状態に近い筒内状態となるように設定される。したがって、エンジン１が性能劣化せずに正常に作動している場合には、プリイグニッションは発生しない。 The operating state after the change by the pre-ignition generation inducing control is preferably set so as to be an in-cylinder state close to a critical state where pre-ignition occurs in an operating state in a range where normal combustion is performed. . Therefore, when the engine 1 is operating normally without performance deterioration, pre-ignition does not occur.

ここで、上述のエンジン１の性能劣化とは、プリイグニッションの発生を促進させる状況の進行、又はプリイグニッション発生までの運転マージンの減少を指しており、具体的には、例えばシリンダ４にカーボンが付着することによる実質的な圧縮比の増大や、設定されたオクタン価よりも低いオクタン価の燃料が使用されることである。 Here, the above-described performance deterioration of the engine 1 refers to the progress of the situation that promotes the occurrence of pre-ignition, or the reduction of the operating margin until the occurrence of pre-ignition. The increase in the compression ratio due to adhesion and the use of a fuel having an octane number lower than the set octane number.

プリイグニッション発生誘発制御は、具体的には、吸気量補正手段としてのスロットル弁１８を開方向動作させて、通常よりもシリンダ４内に供給する吸気量を増加させる吸気量補正制御と、熱容量補正手段としてのＥＧＲ弁２５及び電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂにより外部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲ量を増加させてシリンダ４内の熱容量を増大させる熱容量補正制御と、圧縮比補正手段としての電磁ＶＶＴ１３ａによりシリンダ４内の圧縮比を増大させる有効圧縮比補正制御を含んでいる。ＰＣＭ３０は、本発明の筒内状態変更手段に相当する。 Specifically, the pre-ignition generation inducing control includes an intake air amount correction control in which a throttle valve 18 as an intake air amount correcting means is operated in an opening direction to increase the intake air amount supplied into the cylinder 4 more than usual, and a heat capacity correction. Heat capacity correction control for increasing the heat capacity in the cylinder 4 by increasing the external EGR amount and the internal EGR amount by the EGR valve 25 and the electromagnetic VVTs 13a, 13b as means, and compression in the cylinder 4 by the electromagnetic VVT 13a as the compression ratio correction means Includes effective compression ratio correction control to increase the ratio. The PCM 30 corresponds to the in-cylinder state changing means of the present invention.

また、プリイグニッション検出制御では、ＰＣＭ３０は、点火回路８からのイオン電流検出信号により、シリンダ４内でのプリイグニッションの発生を検出する処理を行う。ＰＣＭ３０及び点火回路８は、本発明のプリイグニッション検出手段に相当する。
ＰＣＭ３０は、筒内状態変更手段としてプリイグニッション発生誘発制御を実行し、さらにプリイグニッション検出手段としてプリイグニッションの発生の有無を検出する。このとき、プリイグニッションの発生が検出されると、ＰＣＭ３０は、エンジン１がプリイグニッションの発生し易い状態に性能劣化等していると判定する。 Further, in the pre-ignition detection control, the PCM 30 performs processing for detecting the occurrence of pre-ignition in the cylinder 4 based on the ion current detection signal from the ignition circuit 8. The PCM 30 and the ignition circuit 8 correspond to the pre-ignition detection means of the present invention.
The PCM 30 executes pre-ignition generation induction control as in-cylinder state changing means, and further detects whether or not pre-ignition has occurred as pre-ignition detection means. At this time, if the occurrence of pre-ignition is detected, the PCM 30 determines that the performance of the engine 1 has deteriorated to a state where pre-ignition is likely to occur.

このプリイグニッションの発生の検出に応じて、ＰＣＭ３０は、プリイグニッション抑制制御を行う。
プリイグニッション抑制制御は、具体的には、プリイグニッションの発生を判定した後に、例えば、インジェクタ１９からの燃料噴射量増等による空燃比のリッチ化制御、点火回路８による点火時期の遅角（リタード）制御、ＥＧＲ弁２５の閉方向動作による外部ＥＧＲ量の低減又は禁止制御、電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂによる吸気弁１１及び排気弁１２の動作タイミング変更に基づく内部ＥＧＲ量の低減制御、さらに電磁ＶＶＴ１３ａによる吸気弁１１の閉動作時期変更に基づく有効圧縮比低下制御である。 In response to the detection of the occurrence of this pre-ignition, the PCM 30 performs pre-ignition suppression control.
Specifically, the pre-ignition suppression control is performed, for example, after the occurrence of pre-ignition is determined, for example, air-fuel ratio enrichment control by increasing the fuel injection amount from the injector 19 or the like, retarding the ignition timing by the ignition circuit 8 (retard) ) Control, control for reducing or prohibiting external EGR amount by closing operation of EGR valve 25, control for reducing internal EGR amount based on operation timing change of intake valve 11 and exhaust valve 12 by electromagnetic VVTs 13a, 13b, and intake by electromagnetic VVT 13a This is effective compression ratio lowering control based on a change in the closing operation timing of the valve 11.

エンジン１がプリイグニッションの発生し易い状態に性能劣化している場合には、プリイグニッション発生までの運転マージンが小さくなる。このため、通常の設定モードで運転していると、プリイグニッションが発生してしまうおそれがある。
しかしながら、本実施形態では、上述のプリイグニッション発生検証処理を行うことにより、予めプリイグニッション発生誘発制御によりエンジン１がプリイグニッション発生に関して性能劣化していることを検出し、プリイグニッション抑制制御により設定モードをプリイグニッションが起こり難いように補正する。これにより、プリイグニッションの発生を抑制して、エンジン１への影響を防止することができる。 When the performance of the engine 1 is deteriorated so that pre-ignition is likely to occur, the operation margin until the pre-ignition occurs becomes small. For this reason, when operating in the normal setting mode, pre-ignition may occur.
However, in this embodiment, by performing the above-described pre-ignition generation verification process, it is detected in advance that the engine 1 has deteriorated in performance regarding pre-ignition generation by pre-ignition generation induction control, and the setting mode is performed by pre-ignition suppression control. To prevent pre-ignition. Thereby, generation | occurrence | production of a preignition can be suppressed and the influence on the engine 1 can be prevented.

次に、図３及び図４により、本実施形態のプリイグニッションの検出の概要を説明する。
図３は、圧縮行程及び膨張行程における燃焼室内圧力のクランク角に対する変化の概要（同図（Ａ））とイオン電流のクランク角に対する変化の概要（同図（Ｂ））を示している。図３では、一点鎖線が正常燃焼時の変化、実線が異常燃焼時（プリイグニッション発生時）の変化を表す。 Next, the outline of detection of the pre-ignition according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows the outline of the change in the combustion chamber pressure with respect to the crank angle in the compression stroke and the expansion stroke (FIG. 3A) and the outline of the change in the ion current with respect to the crank angle (FIG. 3B). In FIG. 3, the alternate long and short dash line represents the change during normal combustion, and the solid line represents the change during abnormal combustion (when pre-ignition occurs).

図３（Ａ）の一点鎖線で示すように、正常燃焼時、シリンダ４内の圧力は、クランク角の進角に伴い圧縮行程で徐々に高まり、上死点（ＴＤＣ）付近でピーク（極大値）となる。本実施形態のエンジン１は、高圧縮比タイプのエンジンであり、上死点後に点火プラグ７が点火放電されるように設定期間が設定されている。この設定期間は、エンジン１の運転状態により予め決定される。この点火放電により、燃焼室６内の混合気が燃焼及び膨張して筒内圧力が高まり、再びピークとなり、その後徐々に筒内圧力が減少していく。
なお、本実施形態のエンジン１は、上死点後に点火放電されるように設定されたエンジンであるが、これに限らず、上死点前に点火放電されるように設定されたものであってもよい。 As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3A, during normal combustion, the pressure in the cylinder 4 gradually increases in the compression stroke with the advance of the crank angle, and reaches a peak (maximum value) near the top dead center (TDC). ) The engine 1 of this embodiment is a high compression ratio type engine, and the set period is set so that the spark plug 7 is ignited and discharged after top dead center. This set period is determined in advance by the operating state of the engine 1. Due to this ignition discharge, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is combusted and expanded, and the in-cylinder pressure increases, peaks again, and then the in-cylinder pressure gradually decreases.
The engine 1 of the present embodiment is an engine set to be ignited and discharged after top dead center, but is not limited to this, and is set to be ignited and discharged before top dead center. May be.

また、図３（Ｂ）の一点鎖線で示すように、正常燃焼時、イオン電流は、点火放電が開始されるまでは所定の傾きで増加していき、点火放電後にピークとなる。
なお、本実施形態の構成では、点火プラグ７を用いてイオン電流を検出しており、点火放電中はイオン電流に点火放電電流が載るのでイオン電流のみを検出することはできない。しかしながら、図３では、理解の容易のため、イオン電流のみを図示している。 Further, as indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3B, during normal combustion, the ionic current increases with a predetermined slope until ignition discharge is started, and reaches a peak after ignition discharge.
In the configuration of the present embodiment, the ionic current is detected using the spark plug 7, and during the ignition discharge, the ignition discharge current is placed on the ionic current, so that only the ionic current cannot be detected. However, in FIG. 3, only the ionic current is illustrated for easy understanding.

一方、図３（Ａ）の実線で示すように、プリイグニッションが発生すると、前炎反応により、筒内圧力は上死点前から正常燃焼時よりも大きな変化率で増加する。そして、上死点後、筒内圧力は、点火放電開始前から急速に上昇していき、正常燃焼時よりも早期に且つ大きなピークとなり、その後徐々に減少する。
また、図３（Ｂ）の実線で示すように、プリイグニッション発生時には、前炎反応により、イオン電流は上死点前（点火放電開始前）から正常燃焼時よりも大きな変化率で増加する。そして、イオン電流は、上死点後に正常燃焼時よりも早期に且つ大きなピークとなり、その後徐々に減少する。 On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 3 (A), when pre-ignition occurs, the in-cylinder pressure increases at a larger rate of change than before normal combustion from the top dead center due to the pre-flame reaction. Then, after the top dead center, the in-cylinder pressure rapidly increases before the start of ignition discharge, reaches a large peak earlier than during normal combustion, and then gradually decreases.
Further, as shown by the solid line in FIG. 3B, when pre-ignition occurs, the ion current increases at a larger rate of change from before the top dead center (before starting ignition discharge) than during normal combustion due to the pre-flame reaction. Then, the ion current becomes a large peak earlier than the normal combustion after the top dead center, and then gradually decreases.

このように、プリイグニッション発生時は、正常燃焼時と比較するとイオン電流の変化に相違が生じる。すなわち、プリイグニッション発生時の方が正常燃焼時よりも点火放電開始前のイオン電流の増加率が大きくなる。本実施形態では、この点火放電開始前の所定期間におけるイオン電流の増加率の大きさに基づいてプリイグニッションの発生を判定するようになっている。 As described above, when the pre-ignition occurs, a difference occurs in the change of the ion current as compared with the normal combustion. That is, the rate of increase in ion current before the start of ignition discharge is greater when pre-ignition occurs than when normal combustion is performed. In the present embodiment, the occurrence of pre-ignition is determined based on the magnitude of the increase rate of the ion current in a predetermined period before the start of the ignition discharge.

図４に示すように、本実施形態では、ＰＣＭ３０は、点火放電前の所定クランク角の幅ｄθに対するイオン電流の増加量ｄＩから、判定値である増加率（＝ｄＩ／ｄθ）を算出する。
また、ＰＣＭ３０は、正常燃焼及びプリイグニッションとイオン電流の増加率との関係を表すデータを記憶している。このデータは、予め実験等により設定されたものであり、増加率がプリイグニッション閾値未満の範囲のとき正常燃焼に設定され、増加率がプリイグニッション閾値以上の範囲のときプリイグニッション発生に設定されている。したがって、ＰＣＭ３０は、イオン電流の増加率がいずれの範囲にあるかを判定することにより、その後の燃焼状態が正常燃焼又はプリイグニッションのいずれであるかを決定することができる。 As shown in FIG. 4, in this embodiment, the PCM 30 calculates an increase rate (= dI / dθ), which is a determination value, from an increase amount dI of the ionic current with respect to a predetermined crank angle width dθ before ignition discharge.
The PCM 30 stores data representing the relationship between normal combustion and pre-ignition and the rate of increase of ion current. This data is set in advance by experiments, etc., and is set to normal combustion when the increase rate is less than the pre-ignition threshold, and set to pre-ignition occurrence when the increase rate is greater than or equal to the pre-ignition threshold. Yes. Therefore, the PCM 30 can determine whether the subsequent combustion state is normal combustion or pre-ignition by determining in which range the increase rate of the ion current is.

燃焼状態を決定するためのプリイグニッション閾値は、実験等に基づいて、吸入空気量，吸気温度，エンジン回転数，ＥＧＲ導入量，空燃比，吸排気弁タイミング，エンジン水温等のパラメータのいずれか又はこれらのうちの複数の組み合わせの関数として定義されたものである。定性的には、吸入空気量が大きく、吸気温度が高く、エンジン回転数が低く、ＥＧＲ導入量が大きく、空燃比がリーン、吸排気弁タイミングに起因した圧縮比が大きく，エンジン水温が高いほど異常燃焼が起こり易い。したがって、ＰＣＭ３０は、後述するように、エンジンサイクル毎にセンサからこれらパラメータに関連する値を読み込み、これらパラメータ値に基づいてプリイグニッション閾値を決定する。 The pre-ignition threshold value for determining the combustion state is one of parameters such as intake air amount, intake air temperature, engine speed, EGR introduction amount, air-fuel ratio, intake / exhaust valve timing, engine water temperature based on experiments or the like. It is defined as a function of a plurality of combinations of these. Qualitatively, the larger the intake air amount, the higher the intake air temperature, the lower the engine speed, the greater the EGR introduction amount, the leaner the air-fuel ratio, the greater the compression ratio due to the intake and exhaust valve timing, and the higher the engine water temperature. Abnormal combustion is likely to occur. Therefore, as will be described later, the PCM 30 reads values related to these parameters from the sensor for each engine cycle, and determines a pre-ignition threshold value based on these parameter values.

次に、図５により、本実施形態のプリイグニッション発生検証処理フローについて説明する。図５は、ＰＣＭ３０のプリイグニッション発生検証処理のメインフローである。
まず、ＰＣＭ３０は、上述の各種運転制御パラメータ（エンジン回転数，吸入空気量等）を読み込む（ステップＳ１）。そして、ＰＣＭ３０は、まずこれらのパラメータに基づいて、燃料噴射量及び噴射時期等を設定する（ステップＳ２）。
次いで、ＰＣＭ３０は、読み込んだパラメータ，及びエンジン回転数とエンジン負荷の対応関係を示すデータに基づいて、点火放電時期を設定する（ステップＳ３）。 Next, the pre-ignition occurrence verification processing flow of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a main flow of the pre-ignition generation verification process of the PCM 30.
First, the PCM 30 reads the various operation control parameters (engine speed, intake air amount, etc.) described above (step S1). The PCM 30 first sets the fuel injection amount, the injection timing, and the like based on these parameters (step S2).
Next, the PCM 30 sets the ignition discharge timing based on the read parameters and data indicating the correspondence between the engine speed and the engine load (step S3).

次いで、ＰＣＭ３０は、プリイグニッション発生誘発制御の開始条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ４）。本実施形態における開始条件は、今回の運転が給油後最初の運転であることである。例えば、エンジン１が高オクタン価燃料で運転する設定モードに設定されている場合、設定よりも低いオクタン価の燃料が給油されると、この設定モードでは、プリイグニッションが発生し易くなってしまう。すなわち、プリイグニッション発生までの運転マージンが狭くなってしまう。このため、本実施形態では、給油燃料と設定燃料との相違によるプリイグニッション発生までのマージン減少を確認するため、給油後最初の運転時であることを開始条件として、プリイグニッション発生誘発制御を行うように設定されている。 Next, the PCM 30 determines whether or not the start condition for the pre-ignition generation induction control is satisfied (step S4). The starting condition in the present embodiment is that the current operation is the first operation after refueling. For example, when the engine 1 is set to a setting mode in which the engine 1 is operated with high octane number fuel, if fuel having an octane number lower than the setting is supplied, pre-ignition is likely to occur in this setting mode. That is, the operation margin until the pre-ignition occurs is narrowed. For this reason, in this embodiment, in order to confirm a margin decrease until the pre-ignition occurs due to the difference between the fuel supply fuel and the set fuel, the pre-ignition generation induction control is performed with the start condition being the first operation after refueling. Is set to

プリイグニッション発生誘発制御処理では、ＰＣＭ３０は、フィラーキャップセンサ３４からの検出信号によりフィラーキャップの開閉状態を監視し、フィラーキャップの取り外し後、再び装着されたときにフラグをオンにする。そして、ＰＣＭ３０は、このフラグがオンであるときに給油後最初の運転であると判定する。なお、一旦、給油後最初の運転であると判定されたときにフラグはオフに変更される。また、給油後最初の運転であることを、燃料計の増加によって検出してもよい。 In the pre-ignition generation inducing control process, the PCM 30 monitors the open / close state of the filler cap based on the detection signal from the filler cap sensor 34, and turns on the flag when the filler cap is removed and then attached again. Then, the PCM 30 determines that this is the first operation after refueling when this flag is on. Note that the flag is turned off once it is determined that this is the first operation after refueling. Moreover, you may detect that it is the first driving | operation after refueling by the increase in a fuel gauge.

給油後最初の運転でない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、ＰＣＭ３０は処理を終了する。
一方、給油後最初の運転である場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ＰＣＭ３０は、現在の運転状態が所定の低回転且つ低負荷状態であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
現在の運転状態が低回転且つ低負荷状態でない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ＰＣＭ３０は処理を終了する。
一方、現在の運転状態が低回転且つ低負荷状態である場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＰＣＭ３０は、プリイグニッション発生誘発制御を行う（ステップＳ６）。 If it is not the first operation after refueling (step S4; No), the PCM 30 ends the process.
On the other hand, when it is the first operation after refueling (step S4; Yes), the PCM 30 determines whether or not the current operation state is a predetermined low rotation and low load state (step S5).
When the current operation state is not a low rotation and low load state (step S5; No), the PCM 30 ends the process.
On the other hand, when the current operation state is a low rotation and low load state (step S5; Yes), the PCM 30 performs pre-ignition generation induction control (step S6).

ここで、図６に基づいて、本実施形態のプリイグニッション発生誘発制御処理フローについて説明する。この例は、上述の吸気量補正制御と熱容量補正制御とを組み合わせて行う例である。
まず、ＰＣＭ３０は、吸気温度センサ２３からの検出信号に基づいて検出した吸気温度が第１温度閾値α（例えば０℃）よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２１）。
吸気温度が第１温度閾値αよりも低い場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ＰＣＭ３０は、スロットル弁１８を設定開度よりも開方向に作動させて吸気量を増加させ（吸気量補正制御）、プリイグニッションが発生し易い運転領域でエンジン１を運転させる。
一方、吸気温度が第１温度閾値αよりも低くない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ＰＣＭ３０は、吸気温度が第２温度閾値β（例えば４０℃）よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２３）。第２温度閾値βは、第１温度閾値αよりも高い温度に設定されている。 Here, based on FIG. 6, the pre-ignition generation induction control process flow of the present embodiment will be described. This example is an example in which the intake air amount correction control and the heat capacity correction control are combined.
First, the PCM 30 determines whether or not the intake air temperature detected based on the detection signal from the intake air temperature sensor 23 is lower than a first temperature threshold value α (for example, 0 ° C.) (step S21).
When the intake air temperature is lower than the first temperature threshold value α (step S21; Yes), the PCM 30 operates the throttle valve 18 in the opening direction beyond the set opening to increase the intake air amount (intake air amount correction control), and The engine 1 is operated in an operation region where ignition is likely to occur.
On the other hand, when the intake air temperature is not lower than the first temperature threshold value α (step S21; No), the PCM 30 determines whether or not the intake air temperature is higher than the second temperature threshold value β (for example, 40 ° C.) (step S23). ). The second temperature threshold β is set to a temperature higher than the first temperature threshold α.

吸気温度が第２温度閾値βよりも高い場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、ＰＣＭ３０は、外部ＥＧＲ量を増加させるように、ＥＧＲ弁２５の開度を設定開度よりも開方向に変更設定する。また、ＰＣＭ３０は、内部ＥＧＲ量を設定量よりも増加させるように、電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂのタイミングを変更設定する（熱容量補正制御）。これにより、シリンダ４内の熱容量が増大し、プリイグニッションが発生し易い運転領域でエンジン１を運転させることができる。
一方、吸気温度が第２温度閾値βよりも高くない場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ＰＣＭ３０は処理を終了する。 When the intake air temperature is higher than the second temperature threshold value β (step S23; Yes), the PCM 30 changes and sets the opening degree of the EGR valve 25 in the opening direction rather than the set opening degree so as to increase the external EGR amount. Further, the PCM 30 changes and sets the timing of the electromagnetic VVTs 13a and 13b so that the internal EGR amount is increased from the set amount (heat capacity correction control). As a result, the heat capacity in the cylinder 4 increases, and the engine 1 can be operated in an operation region where pre-ignition is likely to occur.
On the other hand, if the intake air temperature is not higher than the second temperature threshold β (step S23; No), the PCM 30 ends the process.

このように、本実施形態のプリイグニッション発生誘発制御では、吸気温度が第１温度閾値αより低い場合、プリイグニッションを発生し易くするためには、ＥＧＲ量を増加させるよりも吸気量を増加させる方が効果的であるので、設定値からの変量が小さくて済むスロットル弁１８を作動させている。
一方、本実施形態のプリイグニッション発生誘発制御では、吸気温度が第２温度閾値βより高い場合、プリイグニッションを発生し易くするためには、吸気量を増加させるよりもＥＧＲ量を増加させる方が効果的であるので、設定値からの変量が小さくて済むＥＧＲ弁２５及び電磁ＶＶＴ１３ａ，１３ｂを作動させている。 As described above, in the pre-ignition generation induction control of the present embodiment, when the intake air temperature is lower than the first temperature threshold value α, in order to easily generate the pre-ignition, the intake air amount is increased rather than increasing the EGR amount. Since this is more effective, the throttle valve 18 that requires a small amount of variation from the set value is operated.
On the other hand, in the pre-ignition generation induction control of the present embodiment, when the intake air temperature is higher than the second temperature threshold value β, in order to easily generate the pre-ignition, it is better to increase the EGR amount than to increase the intake air amount. Since it is effective, the EGR valve 25 and the electromagnetic VVTs 13a and 13b that require a small amount of variation from the set value are operated.

なお、吸気量補正制御での吸気量の増加量、及び熱容量補正制御での外部ＥＧＲ量と内部ＥＧＲ量の増加量は、その時の運転状態においてプリイグニッションが発生する臨界運転領域付近となるように、ＰＣＭ３０が内部データを参照して決定する。
また、本実施形態では、吸気温度が第１温度閾値α以上で第２温度閾値β以下の場合は、プリイグニッションを発生し易くする処理を行わないようになっているが、これに限らず、吸気量補正制御及び熱容量補正制御の少なくとも一方を行うようにしてもよい。 It should be noted that the intake air amount increase amount in the intake air amount correction control and the external EGR amount and the internal EGR amount increase amount in the heat capacity correction control are in the vicinity of the critical operation region where pre-ignition occurs in the operation state at that time. , The PCM 30 determines with reference to the internal data.
Further, in the present embodiment, when the intake air temperature is equal to or higher than the first temperature threshold value α and equal to or lower than the second temperature threshold value β, the process for easily generating the pre-ignition is not performed. At least one of intake air amount correction control and heat capacity correction control may be performed.

また、本実施形態では、プリイグニッション発生誘発制御処理として、吸気量補正制御と熱容量補正制御を行っているが、これに限らず、吸気量補正制御，熱容量補正制御及び上述の電磁ＶＶＴ１３ａによる有効圧縮比補正制御のうちの少なくとも１つ又はこれらを組み合わせて行ってもよい。
また、本実施形態では、吸気温度を用いているが、吸気温度の代わりに水温センサ２８によって検出されたエンジン冷却水の温度を用いてもよい。 In the present embodiment, the intake amount correction control and the heat capacity correction control are performed as the pre-ignition generation induction control process. However, the present invention is not limited to this, and the intake air amount correction control, the heat capacity correction control, and the effective compression by the electromagnetic VVT 13a described above. You may perform at least 1 of ratio correction control, or these in combination.
In this embodiment, the intake air temperature is used, but the temperature of the engine coolant detected by the water temperature sensor 28 may be used instead of the intake air temperature.

メインフローに戻って説明を続ける。ＰＣＭ３０は、点火放電前の所定クランク角範囲でイオン電流を検出・記憶し（ステップＳ７）、これに基づいてイオン電流の変化率（＝ｄＩ／ｄθ）を算出する（ステップＳ８）。そして、ＰＣＭ３０は、上記読み込んだパラメータに基づいてプリイグニッション閾値を決定し、イオン電流の変化率がプリイグニッション閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
なお、ステップＳ７−Ｓ９の処理（プリイグニッション検出制御）は、ステップＳ６の処理（プリイグニッション発生誘発制御）を行った後、所定時間又は所定サイクル経過後に１回又は複数回行うようにしてもよい。 Return to the main flow and continue the explanation. The PCM 30 detects and stores the ion current in a predetermined crank angle range before ignition discharge (step S7), and calculates the ion current change rate (= dI / dθ) based on this (step S8). Then, the PCM 30 determines a pre-ignition threshold based on the read parameter, and determines whether or not the rate of change of the ionic current is equal to or greater than the pre-ignition threshold (step S9).
Note that the processing in steps S7 to S9 (pre-ignition detection control) may be performed once or a plurality of times after a predetermined time or a predetermined cycle has elapsed after performing the processing in step S6 (pre-ignition generation induction control). .

イオン電流の変化率がプリイグニッション閾値以上でない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、正常燃焼状態であるので処理を終了する。
一方、イオン電流の変化率がプリイグニッション閾値以上である場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ＰＣＭ３０は、筒内でプリイグニッションが発生しつつあると判定する（ステップＳ１０）。このプリイグニッションの判定に基づいて、ＰＣＭ３０は、プリイグニッション抑制制御処理を行い（ステップＳ１１）、処理を終了する。このプリイグニッション抑制制御処理では、イオン電流の変化率が大きいほど抑制量を大きくし、プリイグニッション発生までの大きな運転マージンを確保する処理が行われる。これにより、以後のエンジンサイクルでのプリイグニッションの発生を抑制することができる。 If the rate of change of the ion current is not equal to or greater than the pre-ignition threshold (step S9; No), the process ends because it is a normal combustion state.
On the other hand, when the change rate of the ionic current is equal to or higher than the pre-ignition threshold (step S9; Yes), the PCM 30 determines that pre-ignition is occurring in the cylinder (step S10). Based on this determination of pre-ignition, the PCM 30 performs a pre-ignition suppression control process (step S11), and ends the process. In this pre-ignition suppression control process, as the rate of change of the ionic current increases, the suppression amount is increased, and a process of ensuring a large operation margin until the pre-ignition occurs is performed. Thereby, generation | occurrence | production of the pre-ignition in a subsequent engine cycle can be suppressed.

以上のように、本実施形態では、プリイグニッション発生検証処理を行うことにより、予めエンジン１のプリイグニッション発生までの運転マージンが小さくなっていることを検出し、この検出に基づいて、設定モードをプリイグニッションが起こり難いように補正することができる。これにより、プリイグニッションの発生を抑制して、エンジン１への影響を防止することができる。 As described above, in the present embodiment, by performing the pre-ignition occurrence verification process, it is detected in advance that the operation margin until the pre-ignition occurrence of the engine 1 is reduced, and the setting mode is changed based on this detection. Correction can be made so that pre-ignition is unlikely to occur. Thereby, generation | occurrence | production of a preignition can be suppressed and the influence on the engine 1 can be prevented.

上記実施形態は、以下のように改変することができる。
上記実施形態では、給油後最初の運転をプリイグニッション発生誘発制御の開示条件としていたが、これに限らず、エンジン始動をプリイグニッション発生誘発制御の開始条件としてもよい。このように構成すると、エンジン始動毎にプリイグニッションの発生し易さを検証することができる。 The above embodiment can be modified as follows.
In the above embodiment, the first operation after refueling is set as the disclosure condition for the pre-ignition generation induction control. However, the present invention is not limited to this, and the engine start may be set as the start condition for the pre-ignition generation induction control. With this configuration, it is possible to verify the ease of occurrence of pre-ignition every time the engine is started.

また、車両走行距離をプリイグニッション発生誘発制御の開始条件としてもよい。この場合、走行距離メータからの距離信号に基づいて、ＰＣＭ３０が所定距離走行毎にプリイグニッション発生誘発制御を行うようにしてもよいし、複数の設定走行距離に到達する毎にプリイグニッション発生誘発制御を行うようにしてもよい。
また、予め開始時間又は走行時間を複数設定しておき、この設定時間の到来をプリイグニッション発生誘発制御の開始条件としてもよい。 The vehicle travel distance may be used as a start condition for the pre-ignition generation induction control. In this case, based on the distance signal from the mileage meter, the PCM 30 may perform the preignition generation induction control for every predetermined distance of travel, or every time it reaches a plurality of set travel distances, the preignition generation induction control. May be performed.
Alternatively, a plurality of start times or travel times may be set in advance, and the arrival of the set time may be used as a start condition for the pre-ignition generation induction control.

また、上記実施形態では、点火放電前のイオン電流の増加率によってプリイグニッションを判定していたが、これに限らず、イオン電流のピーク時期によってプリイグニッションを判定するように構成してもよい。
図７に示すように、この改変例では、ＰＣＭ３０は、点火放電前のイオン電流のピーク（極大値）をイオン電流の変化から検出する。一点鎖線で示された正常燃焼時のイオン電流の変化では、クランク角Ｐ₁でピークが観測される。一方、実線で示された異常燃焼時のイオン電流の変化では、クランク角Ｐ₁よりも進角したクランク角Ｐ₂でピークが観測される。 Moreover, in the said embodiment, although the preignition was determined with the increase rate of the ionic current before ignition discharge, you may comprise so that not only this but a preignition may be determined with the peak time of an ionic current.
As shown in FIG. 7, in this modification, the PCM 30 detects the peak (maximum value) of the ionic current before ignition discharge from the change in the ionic current. In the change of the ionic current at the time of normal combustion indicated by the one-dot chain line, a peak is observed at the crank angle P ₁ . On the other hand, in the change of the ionic current at the time of abnormal combustion shown by the solid line, a peak is observed at the crank angle P ₂ that is advanced from the crank angle P ₁ .

本改変例では、ＰＣＭ３０は、実験等に基づいてイオン電流のピーク発生時期（クランク角Ｐ₁）を吸入空気量，吸気温度，エンジン回転数，ＥＧＲ導入量，空燃比，吸排気弁タイミング，エンジン水温等のパラメータの関数で定義したデータを記憶している。クランク角Ｐ₁に対する検出したイオン電流のピーク発生時期（クランク角Ｐ₂）の進角量（判定値）が、プリイグニッション閾値（進角量）未満の範囲のとき正常燃焼に設定され、プリイグニッション閾値の範囲のときプリイグニッション発生に設定される。したがって、ＰＣＭ３０は、イオン電流のピーク発生時期がいずれの範囲にあるかを判定することにより、その後の燃焼状態が正常燃焼又はプリイグニッションのうちいずれであるかを決定することができる。 In this modified example, the PCM 30 determines the peak generation timing (crank angle P ₁ ) of the ionic current based on experiments and the like, the intake air amount, intake air temperature, engine speed, EGR introduction amount, air-fuel ratio, intake / exhaust valve timing, engine Stores data defined as a function of parameters such as water temperature. When the advance amount (judgment value) of the detected ion current peak generation time (crank angle P ₂ ) with respect to the crank angle P ₁ is less than the pre-ignition threshold value (advance amount), normal combustion is set and pre-ignition is performed. Pre-ignition generation is set when the value is within the threshold range. Therefore, the PCM 30 can determine whether the subsequent combustion state is normal combustion or pre-ignition by determining in which range the peak generation time of the ion current is.

プリイグニッションの発生を決定するためのプリイグニッション閾値は、上記実施形態と同様に、吸入空気量，吸気温度，エンジン回転数，ＥＧＲ導入量，空燃比，吸排気弁タイミング，エンジン水温等のパラメータのいずれか又はこれらのうちの複数の組み合わせの関数として定義される。したがって、ＰＣＭ３０は、エンジンサイクル毎にセンサからこれらパラメータに関連する値を読み込み、これらパラメータ値に基づいてプリイグニッション閾値を決定する。 Similar to the above embodiment, the pre-ignition threshold for determining the occurrence of pre-ignition is a parameter such as intake air amount, intake air temperature, engine speed, EGR introduction amount, air-fuel ratio, intake / exhaust valve timing, engine water temperature, etc. It is defined as a function of any one or a combination of these. Therefore, the PCM 30 reads values related to these parameters from the sensor for each engine cycle, and determines a pre-ignition threshold value based on these parameter values.

このように、イオン電流のピーク時期によってプリイグニッションを判定する場合、上記実施形態におけるプリイグニッション発生検証処理では、上記ステップＳ８−Ｓ９の処理を、以下のように置き換えることができる。すなわち、ＰＣＭ３０は、ステップＳ７で検出したイオン電流の値からピーク値を算出し、さらに、このピーク値が発生したクランク角を算出する。そして、ＰＣＭ３０は、そのときのエンジン運転状態で予想される正常燃焼時のピーク発生時期と、このエンジンサイクルで検出したイオン電流のピーク発生時期とから算出したピーク発生時期の進角量（判定値）が、プリイグニッション閾値以上であるか否かを判定する。 As described above, when the pre-ignition is determined based on the peak time of the ion current, in the pre-ignition generation verification process in the above embodiment, the processes in steps S8 to S9 can be replaced as follows. That is, the PCM 30 calculates a peak value from the value of the ion current detected in step S7, and further calculates a crank angle at which this peak value occurs. Then, the PCM 30 determines the advance amount (determination value) of the peak generation time calculated from the peak generation time at the time of normal combustion expected in the engine operating state at that time and the peak generation time of the ion current detected in this engine cycle. ) Is greater than or equal to the pre-ignition threshold.

なお、上記実施形態では、プリイグニッション発生誘発制御を所定の運転状態で一度のみ行うように構成されていたが、これに限らず、複数の運転状態でプリイグニッション発生誘発制御を行うように構成してもよい。このように構成すると、プリイグニッションが発生し易い運転領域を複数のパラメータについて判定することができ、プリイグニッション抑制制御処理をより高い精度で行うことが可能となる。 In the above embodiment, the pre-ignition generation induction control is configured to be performed only once in a predetermined operation state. However, the present invention is not limited to this, and the pre-ignition generation induction control is configured to be performed in a plurality of operation states. May be. If comprised in this way, the driving | operation area | region where a pre-ignition tends to generate | occur | produce can be determined about a some parameter, and it becomes possible to perform a pre-ignition suppression control process with a higher precision.

本発明の実施形態による車両用エンジンの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the vehicle engine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による点火回路の構成図である。It is a block diagram of the ignition circuit by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるエンジン気筒内圧力及びイオン電流の変化を表すグラフである。It is a graph showing the change of the engine cylinder pressure and ion current by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるプリイグニッション検出処理の説明図である。It is explanatory drawing of the pre-ignition detection process by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるプリイグニッション発生検証処理のフローチャートである。It is a flowchart of pre-ignition generation verification processing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるプリイグニッション発生誘発制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of pre-ignition generation induction control processing by an embodiment of the present invention. 本発明の改変例に係るプリイグニッション検出処理の説明図である。It is explanatory drawing of the pre-ignition detection process which concerns on the modification of this invention.

Explanation of symbols

１エンジン
２シリンダブロック
３シリンダヘッド
４シリンダ
５ピストン
６燃焼室
７点火プラグ
８点火回路
８ｄイオン電流検出回路
９吸気ポート
１０排気ポート
１１吸気弁
１２排気弁
１３ａ，１３ｂ可変バルブタイミング機構（電磁ＶＶＴ）
１５吸気通路
１６エアクリーナ
１７エアフローセンサ
１８スロットル弁
１９インジェクタ
２０排気通路
２１Ｏ₂センサ
２３吸気温度センサ
２４排気還流通路（ＥＧＲ通路）
２５流量制御弁（ＥＧＲ弁）
２６クランク角センサ
２８水温センサ
２９エンジンオイル温度センサ
３２アクセル開度センサ
３３エンジン回転数センサ
３４フィラーキャップセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder block 3 Cylinder head 4 Cylinder 5 Piston 6 Combustion chamber 7 Spark plug 8 Ignition circuit 8d Ion current detection circuit 9 Intake port 10 Exhaust port 11 Intake valve 12 Exhaust valve 13a, 13b Variable valve timing mechanism (electromagnetic VVT)
15 Intake passage 16 Air cleaner 17 Air flow sensor 18 Throttle valve 19 Injector 20 Exhaust passage 21 O ₂ sensor 23 Intake temperature sensor 24 Exhaust recirculation passage (EGR passage)
25 Flow control valve (EGR valve)
26 Crank angle sensor 28 Water temperature sensor 29 Engine oil temperature sensor 32 Accelerator opening sensor 33 Engine speed sensor 34 Filler cap sensor

Claims

An in-cylinder state changing means for controlling the operating state of the vehicle engine to change the state in the cylinder, and a pre-ignition detecting means for detecting pre-ignition generated in the combustion chamber of the vehicle engine. A control device of
The in-cylinder state changing means is configured to be able to change the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur on condition that the operating state of the vehicle engine is a low rotation and low load state.
The pre-ignition detection means determines whether or not pre-ignition has occurred in response to the in-cylinder state changing means changing the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur ,
The in-cylinder state changing means includes at least one of an intake air amount correcting means for correcting the intake air amount supplied into the cylinder, a heat capacity correcting means for correcting the heat capacity in the cylinder, and a compression ratio correcting means for correcting the in-cylinder compression ratio. According to one, the state in the cylinder is changed, and the intake air amount correcting means changes the opening of the throttle valve to increase the intake air amount supplied into the cylinder, thereby causing the pre-ignition state in the cylinder. The heat capacity correction means changes the opening of the EGR valve to increase the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage to increase the heat capacity in the cylinder, thereby pre-igniting the state in the cylinder. The compression ratio correction means controls the intake valve operation timing by a variable valve timing mechanism to increase the effective compression ratio in the cylinder. A control device for a vehicle engine, characterized in that changing the state of the cylinder to the state easy preignition has occurred.

Furthermore, a fuel supply detecting means for detecting that the fuel has been supplied is provided,
The in-cylinder state changing means is configured to change the in-cylinder state to a state in which pre-ignition is more likely to occur when the fuel supply detecting means detects fuel supply. The vehicle engine control device according to claim 1.

2. The vehicle engine according to claim 1, wherein the in-cylinder state changing unit is configured to change a state in the cylinder to a state in which pre-ignition is more likely to occur when the vehicle engine is started. Control device.

2. The vehicle engine according to claim 1, wherein the in-cylinder state changing unit is configured to change a state in the cylinder to a state in which pre-ignition is more likely to occur at a predetermined vehicle travel distance. Control device.

The pre-ignition detection means includes ion current detection means for detecting ion current caused by ions in the combustion chamber of the vehicle engine,
The pre-ignition detection means has a threshold value representing a relationship between the occurrence of pre-ignition and a determination value calculated based on the ion current before ignition, and the determination value calculated based on the ion current before ignition is 2. The vehicle engine control device according to claim 1, wherein it is determined that pre-ignition has occurred in the cylinder of the vehicle engine when the threshold value is equal to or greater than the threshold value.