JP4911135B2 - Self-ignition combustion detector - Google Patents

Self-ignition combustion detector Download PDF

Info

Publication number
JP4911135B2
JP4911135B2 JP2008192620A JP2008192620A JP4911135B2 JP 4911135 B2 JP4911135 B2 JP 4911135B2 JP 2008192620 A JP2008192620 A JP 2008192620A JP 2008192620 A JP2008192620 A JP 2008192620A JP 4911135 B2 JP4911135 B2 JP 4911135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
self
ignition
combustion
cylinder pressure
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008192620A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010031696A (en
Inventor
大治 磯部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008192620A priority Critical patent/JP4911135B2/en
Priority to DE102009027634.3A priority patent/DE102009027634B4/en
Publication of JP2010031696A publication Critical patent/JP2010031696A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4911135B2 publication Critical patent/JP4911135B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/021Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an ionic current sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing

Description

本発明は、点火プラグの火花で着火させる火花点火式内燃機関を対象とした、自着火燃焼検出装置に関する。   The present invention relates to a self-ignition combustion detection device for a spark ignition internal combustion engine that is ignited by sparks of a spark plug.

点火プラグの火花で着火させる火花点火式内燃機関において、高圧縮比となるよう設計された近年の内燃機関では、点火プラグにより火花着火する場合よりも早いタイミングで圧縮自着火して燃焼する自着火燃焼の発生が懸念される。この懸念に対し特許文献1では、筒内圧のピーク値が基準値を超えた場合に自着火燃焼が発生していると判定し、このように自着火燃焼の発生を検出した場合には、燃料噴射を禁止する等の制御により自着火燃焼の抑制を図っている。
特開2008−8235号公報
In a spark-ignition internal combustion engine that is ignited by sparks of a spark plug, in a recent internal combustion engine designed to have a high compression ratio, self-ignition that burns by compression self-ignition at a timing earlier than when spark sparks by a spark plug. There is concern about the occurrence of combustion. In response to this concern, in Patent Document 1, it is determined that self-ignition combustion has occurred when the peak value of the in-cylinder pressure exceeds the reference value, and when the occurrence of self-ignition combustion is detected in this way, Suppression of self-ignition combustion is aimed at by control, such as prohibiting injection.
JP 2008-8235 A

ここで、本発明者による各種試験等により、自着火燃焼が一度発生すると、次回の燃焼では燃焼エネルギが大きな自着火燃焼が発生し、その次の燃焼ではさらに燃焼エネルギの大きな自着火燃焼が発生するといったように、自着火燃焼は徐々に増大成長していくことが明らかになった。この増大成長現象を表したのが図2の筒内圧検出値であり、実線L1に示す筒内圧波形が火花着火によるものであり、初回の自着火燃焼では実線L2に示す波形となる。そして、回を増すごとに実線L3,L4,L5,L6,L7と筒内圧は徐々に変化していくことが分かった。   Here, as a result of various tests by the present inventors, once self-ignition combustion occurs, self-ignition combustion with large combustion energy occurs in the next combustion, and self-ignition combustion with larger combustion energy occurs in the next combustion. It was revealed that auto-ignition combustion gradually increased. The in-cylinder pressure detection value of FIG. 2 represents this increased growth phenomenon. The in-cylinder pressure waveform shown by the solid line L1 is due to spark ignition, and the waveform shown by the solid line L2 in the first self-ignition combustion. It was found that the solid lines L3, L4, L5, L6, L7 and the in-cylinder pressure gradually change as the number of turns increases.

しかしながら、実線L7に示される増大現象の後期段階での自着火燃焼では、筒内圧の最大値が正常燃焼時の最大値P1よりも遥かに大きくなっているものの、実線L4,L5に示される初期段階での自着火燃焼では、筒内圧の最大値は正常燃焼時の最大値P1と殆ど同じである。したがって、特許文献1記載の如く筒内圧の最大値が基準値を超えたか否かに基づき自着火燃焼の発生を検出する従来手法では、初期段階での自着火燃焼を検出することができない。   However, in the auto-ignition combustion at the later stage of the increasing phenomenon shown by the solid line L7, the maximum value of the in-cylinder pressure is much larger than the maximum value P1 at the time of normal combustion, but the initial value shown by the solid lines L4 and L5. In the self-ignition combustion at the stage, the maximum value of the in-cylinder pressure is almost the same as the maximum value P1 during normal combustion. Therefore, the conventional method for detecting the occurrence of self-ignition combustion based on whether or not the maximum value of the in-cylinder pressure exceeds the reference value as described in Patent Document 1 cannot detect self-ignition combustion at the initial stage.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、初期段階での自着火燃焼の発生を検出可能にした自着火燃焼検出装置を新規に提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a new self-ignition combustion detection device that can detect the occurrence of self-ignition combustion at an initial stage.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明では、高圧縮比となるよう設計され点火プラグの火花で着火させる火花点火式内燃機関に適用され、前記内燃機関の筒内圧又はその筒内圧と相関のある物理量を筒内圧検出値として取得する筒内圧取得手段と、前記筒内圧取得手段により取得した前記筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点より後に設定された所定の第1期間での値に基づき、自着火燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値が正常燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値と同程度以下である初期段階の自着火燃焼が発生しているか否かを判定する初期自着火判定手段と、を備え、前記初期自着火判定手段は、前記筒内圧検出値のうち前記第1期間での最大値が、自着火なしの燃焼時における前記第1期間での前記筒内圧検出値の最大値よりも高く設定され且つ燃焼が生じていない場合のピストン上死点での前記筒内圧検出値よりも低く設定された第1閾値よりも大きい場合に前記初期段階の自着火燃焼が発生していると判定することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is applied to a spark ignition internal combustion engine that is designed to have a high compression ratio and is ignited by a spark of a spark plug, and the cylinder pressure of the internal combustion engine or a physical quantity correlated with the cylinder pressure is determined as the cylinder pressure. Based on the value in a predetermined first period set after the piston top dead center of the combustion stroke among the in-cylinder pressure acquisition means acquired as a detection value and the in-cylinder pressure detection value acquired by the in-cylinder pressure acquisition means, Initial self-ignition combustion for determining whether or not initial stage self-ignition combustion is occurring, wherein the maximum value of the in-cylinder pressure detection value during self-ignition combustion is less than or equal to the maximum value of the in-cylinder pressure detection value during normal combustion An ignition determination means , wherein the initial auto-ignition determination means detects the in-cylinder pressure in the first period when the maximum value in the first period among the in-cylinder pressure detection values is during combustion without self-ignition. Than the maximum value It is determined that the self-ignition combustion in the initial stage has occurred when it is larger than a first threshold value set lower than the in-cylinder pressure detection value at the piston top dead center when combustion is not set and combustion has not occurred. characterized in that it.

先述した図2に示す筒内圧波形のうち、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1とを比較するにあたり、燃焼行程のピストン上死点TDCより後の所定の第1期間G1での波形を比較すれば違いが認識できることが本発明者の検討により明らかになった。したがって、筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点より後に設定された第1期間での値に基づき、初期段階での自着火燃焼発生有無を判定する上記請求項1記載の発明によれば、初期段階での自着火燃焼の発生を容易に検出することができる。   Among the in-cylinder pressure waveforms shown in FIG. 2 described above, when comparing the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion at the initial stage with the waveform L1 at the time of normal combustion, a predetermined value after the piston top dead center TDC in the combustion stroke. The inventors have clarified that the difference can be recognized by comparing the waveforms in the first period G1. Accordingly, in the invention according to claim 1, wherein the presence or absence of self-ignition combustion at the initial stage is determined based on a value in the first period set after the piston top dead center of the combustion stroke among the in-cylinder pressure detection values. According to this, it is possible to easily detect the occurrence of self-ignition combustion in the initial stage.

さらに、前記初期自着火判定手段は、前記筒内圧検出値のうち前記第1期間での最大値が所定の第1閾値(例えば図2中の符号TH1に示す値)よりも大きい場合に初期段階の自着火燃焼が発生していると判定することを特徴とする。これによれば、例えばピークホールド回路等を用いることにより、初期段階の自着火燃焼発生有無を容易に判定できる。すなわち、図2の例では波形L4に示す初期段階の自着火燃焼を容易に検出できる。 Further , the initial self-ignition determination means is an initial stage when the maximum value in the first period among the in-cylinder pressure detection values is larger than a predetermined first threshold value (for example, a value indicated by symbol TH1 in FIG. 2). It is determined that self-ignition combustion is occurring. According to this, for example, by using a peak hold circuit or the like, it is possible to easily determine whether or not the initial stage ignition combustion has occurred. That is, in the example of FIG. 2, the auto-ignition combustion at the initial stage shown by the waveform L4 can be easily detected.

請求項記載の発明では、前記第1閾値は、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定されることを特徴とする。例えば、クランク軸の回転速度(以下、エンジン回転速度と記載)が高回転である場合や内燃機関の負荷(以下、エンジン負荷と記載)が高負荷である場合には、正常燃焼による筒内圧の波形も全体的に高くなるので、このような場合には自着火初期判定に用いる第1閾値を高くするよう可変設定することが望ましい。これによれば、自着火初期判定の判定精度を向上できる。 According to a second aspect of the present invention, the first threshold value is variably set according to an operating state of the internal combustion engine. For example, when the rotation speed of the crankshaft (hereinafter referred to as engine rotation speed) is high or the load of the internal combustion engine (hereinafter referred to as engine load) is high, the in-cylinder pressure due to normal combustion is reduced. Since the waveform also increases as a whole, in such a case, it is desirable to variably set the first threshold value used for the self-ignition initial determination to be increased. According to this, the determination accuracy of the self-ignition initial determination can be improved.

請求項記載の発明では、前記第1期間は、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the first period is variably set according to an operating state of the internal combustion engine.

筒内圧波形のうち、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1との比較で違いが顕著に現れる第1期間は、内燃機関の運転状態(例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷等)に応じて変化するので、その運転状態に応じて第1期間を可変設定する上記請求項記載の発明によれば、初期自着火判定手段による判定の精度を向上できる。 Among the in-cylinder pressure waveforms, the first period in which the difference between the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage and the waveform L1 at the time of normal combustion appears significantly is the operating state of the internal combustion engine (for example, engine rotation) According to the invention of claim 3 in which the first period is variably set according to the operating state, the accuracy of determination by the initial self-ignition determination means can be improved.

請求項記載の発明では、前記初期自着火判定手段により初期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、自着火燃焼を抑制させるよう前記内燃機関の制御内容を変更する初期自着火抑制手段を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, when the initial self-ignition determining means determines that the initial stage of self-ignition combustion has occurred, the initial content of changing the control content of the internal combustion engine so as to suppress the self-ignition combustion. Self-ignition suppression means is provided.

これによれば、自着火燃焼を初期段階で検出してその自着火燃焼が抑制されるので、増大成長現象により燃焼エネルギの大きな自着火燃焼が発生することを、初期段階で未然に防止できる。   According to this, since auto-ignition combustion is detected in the initial stage and the auto-ignition combustion is suppressed, it is possible to prevent the auto-ignition combustion with a large combustion energy from occurring due to the increased growth phenomenon.

前記初期自着火抑制手段の具体例として、前記初期自着火判定手段により初期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、燃料噴射量を増大させるよう燃料噴射弁の制御内容を変更すること(請求項参照)と、吸気バルブの閉弁時期が吸気行程のピストン下死点よりも遅くなるようバルブタイミング調整装置の制御内容を変更すること(請求項参照)とが挙げられる。 As a specific example of the initial self-ignition suppression means, when the initial self-ignition determination means determines that the initial stage of self-ignition combustion has occurred, the control content of the fuel injection valve is increased so as to increase the fuel injection amount. include changing (see claim 5), and the closing timing of the intake valve changes the control content of the slower as the valve timing control apparatus to the piston bottom dead center of the intake stroke (see claim 6) It is done.

上記請求項記載の如く燃料噴射量を増大させれば、噴射された液体の燃料が気化することにより、その気化熱分だけ気筒内温度を冷却できるので、自着火を容易に抑制できる。また、上記請求項記載の如く吸気バルブの閉弁時期を吸気行程のピストン下死点よりも遅くすれば、ピストンが下死点から上昇して圧縮するにあたり実質的な圧縮期間が短くなるので、自着火を容易に抑制できる。 If the fuel injection amount is increased as in the fifth aspect of the invention , the injected liquid fuel is vaporized, so that the in-cylinder temperature can be cooled by the amount of heat of vaporization, so that self-ignition can be easily suppressed. Further, if the closing timing of the intake valve is made later than the piston bottom dead center of the intake stroke as described in claim 6 , the substantial compression period is shortened when the piston rises from the bottom dead center and compresses. Self-ignition can be easily suppressed.

請求項7,8記載の発明では、前記筒内圧取得手段により取得した前記筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点を少なくとも含む所定の第2期間での最大値が、燃焼が生じていない場合のピストン上死点での前記筒内圧検出値よりも高く設定された第2閾値(例えば図2中の符号TH2に示す値)よりも大きい場合に、自着火燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値が正常燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値と同程度よりも大きい自着火燃焼の後期段階であると判定する後期自着火判定手段を備えることを特徴とする。 In the invention of claim 7,8, wherein, among the cylinder pressure sensing value obtained by the cylinder pressure obtaining means, the maximum value at a predetermined second period including at least the piston top dead center of the combustion stroke, caused combustion The in-cylinder pressure at the time of self-ignition combustion is greater than a second threshold value set higher than the in-cylinder pressure detection value at the piston top dead center when not (for example, a value indicated by reference sign TH2 in FIG. 2). It is provided with late self-ignition determination means for determining that the maximum value of the detected value is a later stage of self-ignition combustion that is larger than the maximum value of the in-cylinder pressure detected value during normal combustion .

先述したように、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1とを比較すると、燃焼行程のピストン上死点TDCより後の第1期間G1で顕著に波形の違いが現れる。これに対し、後期段階での自着火燃焼時の波形L7と正常燃焼時の波形L1とを比較すると、燃焼行程のピストン上死点を含む所定の第2期間G2で顕著に波形の違いが現れる。   As described above, when the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage are compared with the waveform L1 at the time of normal combustion, the waveform is noticeable in the first period G1 after the piston top dead center TDC in the combustion stroke. Differences appear. On the other hand, when the waveform L7 at the time of self-ignition combustion in the later stage is compared with the waveform L1 at the time of normal combustion, a difference in the waveform appears significantly in a predetermined second period G2 including the piston top dead center of the combustion stroke. .

この点に鑑みた上記請求項7,8記載の発明によれば、自着火燃焼の初期段階については、ピストン上死点より後に設定された第1期間での筒内圧検出値に基づき発生有無を判定し、自着火燃焼の後期段階については、ピストン上死点を含む第2期間での筒内圧検出値に基づき発生有無を判定するので、自着火燃焼の後期段階を精度良く検出できるとともに、初期段階及び後期段階のいずれが発生しているかの判別をも精度良く検出できる。 According to the invention described in claim 7, 8, wherein in view of this point, the initial stage of the self-ignition combustion, the occurrence or non-occurrence based on the cylinder pressure sensing value in the first period set after the piston top dead center The second stage of the self-ignition combustion is determined based on the in-cylinder pressure detection value in the second period including the piston top dead center, so that the second stage of the self-ignition combustion can be accurately detected and the initial stage It is possible to accurately detect whether a stage or a late stage has occurred.

なお、後期自着火判定手段による判定で用いる第2閾値は、初期自着火判定手段による判定で用いる第1閾値よりも大きい値に設定することが望ましい。   The second threshold value used in the determination by the late self-ignition determination means is desirably set to a value larger than the first threshold value used in the determination by the initial self-ignition determination means.

さらに請求項記載の発明では、前記後期自着火判定手段により後期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、自着火燃焼を抑制させるよう前記内燃機関の制御内容を変更する後期自着火抑制手段を備え、前記後期自着火抑制手段では、前記初期自着火抑制手段に比べて大きく抑制させる、或いは前記内燃機関の運転を停止させるよう前記変更を行うことを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 8 , when the late-stage self-ignition determining means determines that the late-stage auto-ignition combustion is occurring, the control content of the internal combustion engine is changed so as to suppress the self-ignition combustion. A late-stage self-ignition suppression means is provided, wherein the late-stage self-ignition suppression means performs the change so as to be largely suppressed as compared with the initial self-ignition suppression means or to stop the operation of the internal combustion engine.

先述したように、後期自着火発生時の燃焼エネルギは初期自着火発生時に比べて極めて大きいため、後期自着火発生時には内燃機関の各部位損傷がより一層懸念される。そこで、上記請求項記載の発明では、後期自着火抑制手段では、初期自着火抑制手段に比べて大きく抑制或いは機関運転停止させるので、上記懸念を好適に解消できる。 As described above, since the combustion energy at the time of the late self-ignition is extremely large as compared with the time of the initial self-ignition, the parts of the internal combustion engine are further concerned when the late self-ignition occurs. Therefore, in the invention described in claim 8 , since the late self-ignition suppression means largely suppresses or stops the engine operation as compared with the initial self-ignition suppression means, the above-mentioned concerns can be solved preferably.

前記後期自着火抑制手段の具体例として、請求項記載の如く、吸入空気量に制限をかける、機関回転速度及び負荷に制限をかける、燃料噴射を禁止して内燃機関を運転停止させる、等が挙げられる。これによれば、後期自着火を迅速に回避できるので、前述した内燃機関の各部位損傷の懸念を好適に解消できる。 As specific examples of the late-stage self-ignition suppression means, as described in claim 9 , the intake air amount is limited, the engine rotational speed and the load are limited, the fuel injection is prohibited, and the internal combustion engine is stopped. Is mentioned. According to this, since late self-ignition can be avoided quickly, the above-mentioned concern about damage to each part of the internal combustion engine can be preferably eliminated.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態は、車両に搭載される火花点火式の多気筒4サイクルガソリンエンジンを制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。まず、図1によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。   In this embodiment, a spark ignition type multi-cylinder four-cycle gasoline engine mounted on a vehicle is to be controlled, and electronic control of various actuators in the engine is performed. First, the overall schematic configuration of the engine control system will be described with reference to FIG.

図1に示す火花点火式エンジン(以下、エンジン10という)において、吸気管11の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ12が設けられている。エアフロメータ12の下流側には、DCモータ等のスロットルアクチュエータ13によって開度調節されるスロットルバルブ14が設けられており、該スロットルバルブ14の開度(スロットル開度)はスロットルアクチュエータ13に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。   In the spark ignition engine (hereinafter referred to as the engine 10) shown in FIG. 1, an air flow meter 12 for detecting the intake air amount is provided upstream of the intake pipe 11. A throttle valve 14 whose opening degree is adjusted by a throttle actuator 13 such as a DC motor is provided on the downstream side of the air flow meter 12. The opening degree (throttle opening degree) of the throttle valve 14 is built in the throttle actuator 13. It is detected by the throttle opening sensor.

吸気管11のうちサージタンク部15の下流側には、電磁駆動式のインジェクタ16(燃料噴射弁)が設けられており、該インジェクタ16により吸気管11内に噴射される。つまり、当該エンジン10はポート噴射式である。インジェクタ16に対しては、図示しない高圧ポンプと燃料配管(デリバリパイプ)とを通じて高圧燃料が供給されるようになっている。   An electromagnetically driven injector 16 (fuel injection valve) is provided on the downstream side of the surge tank portion 15 in the intake pipe 11, and is injected into the intake pipe 11 by the injector 16. That is, the engine 10 is a port injection type. High pressure fuel is supplied to the injector 16 through a high pressure pump (not shown) and a fuel pipe (delivery pipe).

また、エンジン10の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ17及び排気バルブ18が設けられており、吸気バルブ17の開動作により吸入空気が燃焼室24内に導入され、排気バルブ18の開動作により燃焼後の排気が排気管に排出される。吸気バルブ17の開閉時期(バルブタイミング)は可変バルブ装置19(バルブタイミング調整装置)により調整可能である。具体的には、可変バルブ装置19はクランク軸20からカム軸21への動力伝達経路に配置されており、クランク軸20の回転角度に対するカム軸21の回転角度の相対位置(位相)を可変とする構造である。   Further, an intake valve 17 and an exhaust valve 18 are respectively provided at the intake port and the exhaust port of the engine 10, and intake air is introduced into the combustion chamber 24 by the opening operation of the intake valve 17, and the opening operation of the exhaust valve 18 is performed. Thus, the exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust pipe. The opening / closing timing (valve timing) of the intake valve 17 can be adjusted by a variable valve device 19 (valve timing adjusting device). Specifically, the variable valve device 19 is disposed in a power transmission path from the crankshaft 20 to the camshaft 21, and the relative position (phase) of the rotation angle of the camshaft 21 with respect to the rotation angle of the crankshaft 20 can be varied. It is a structure to do.

エンジン10のシリンダヘッドには各気筒に対して点火プラグ22が取り付けられており、点火プラグ22には、点火コイル23等を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ22の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室24内において燃料が着火されて燃焼に供される。   A spark plug 22 is attached to each cylinder in the cylinder head of the engine 10, and a high voltage is applied to the spark plug 22 through an ignition coil 23 and the like at a desired ignition timing. By applying this high voltage, a spark discharge is generated between the opposing electrodes of each spark plug 22, and the fuel is ignited in the combustion chamber 24 and used for combustion.

エンジン10のシリンダブロックには、燃焼室24内の圧力を検出する筒内圧センサ25、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ26、エンジンの所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ27等が取り付けられている。そして、エンジン制御を司る電子制御ユニット(以下、ECU40という)には、これらのセンサ25,26,27や前述したエアフロメータ12による検出信号が入力される。また、車両ドライバによるアクセル操作量を検出するためのアクセルセンサ等、エンジン10の運転状態や車両の各種情報が符号28に示す如くECU40に入力される。   The cylinder block of the engine 10 includes an in-cylinder pressure sensor 25 that detects the pressure in the combustion chamber 24, a cooling water temperature sensor 26 that detects the temperature of engine cooling water, and a predetermined crank angle of the engine (for example, at a cycle of 30 ° CA). A crank angle sensor 27 and the like for outputting a rectangular crank angle signal are attached. Then, detection signals from these sensors 25, 26, 27 and the above-described air flow meter 12 are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU 40) that controls the engine. Further, the operation state of the engine 10 and various information on the vehicle, such as an accelerator sensor for detecting the accelerator operation amount by the vehicle driver, is input to the ECU 40 as indicated by reference numeral 28.

ECU40は、CPU42(図6参照)、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、上記各種センサ12,25〜28等の検出信号に応じてインジェクタ16の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ22の点火時期、スロットルバルブ14の開度等を制御するとともに、可変バルブ装置19の油圧アクチュエータ29の作動を制御することで吸気バルブ17の開閉時期を適宜制御する。   The ECU 40 is composed mainly of a microcomputer comprising a CPU 42 (see FIG. 6), ROM, RAM, etc., and detects various sensors 12, 25-28, etc. by executing various control programs stored in the ROM. In accordance with the signal, the fuel injection amount and fuel injection timing of the injector 16, the ignition timing of the spark plug 22, the opening degree of the throttle valve 14, and the like are controlled, and the operation of the hydraulic actuator 29 of the variable valve device 19 is controlled. The opening / closing timing of the valve 17 is appropriately controlled.

ところで、エンジン10を高圧縮比となるよう設計している場合には、燃焼室24の温度が高温になってくると、点火プラグ22により火花着火する場合よりも早いタイミングで圧縮自着火して燃焼する自着火燃焼の発生が懸念される。そして、図2を用いて先述したように、筒内圧センサ25にて検出された筒内圧の波形は、自着火燃焼が一度発生すると、L2,L3,L4,L5,L6,L7と徐々に変化していき、燃焼エネルギが徐々に増大するよう自着火燃焼の態様は増大成長していく。   By the way, when the engine 10 is designed to have a high compression ratio, when the temperature of the combustion chamber 24 becomes high, compression ignition is performed at an earlier timing than when spark ignition is performed by the spark plug 22. There is concern about the occurrence of self-ignition combustion. As described above with reference to FIG. 2, the in-cylinder pressure waveform detected by the in-cylinder pressure sensor 25 gradually changes to L2, L3, L4, L5, L6, and L7 once self-ignition combustion occurs. Thus, the self-ignition combustion mode grows and grows so that the combustion energy gradually increases.

ECU40は、このような初期段階での自着火燃焼L4,L5の発生有無と、後期段階での自着火燃焼L7の発生有無とを検出する。以下、自着火燃焼の発生有無を判定する手順を説明する。図3は、この判定を実行するECU40のマイコンによるベースルーチン処理の手順を示しており、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期(例えばCPU42が行う演算周期)毎又は所定のクランク角度毎に繰り返し実行される。なお、図3の処理を実行する時のECU40は自着火燃焼検出装置に相当する。   The ECU 40 detects whether or not the self-ignition combustion L4 and L5 is generated in the initial stage and whether or not the self-ignition combustion L7 is generated in the late stage. Hereinafter, a procedure for determining whether self-ignition combustion has occurred will be described. FIG. 3 shows a procedure of base routine processing by the microcomputer of the ECU 40 that executes this determination. After starting with the ignition switch being turned on as a trigger, each predetermined cycle (for example, a calculation cycle performed by the CPU 42) or It is repeatedly executed at every predetermined crank angle. In addition, ECU40 when performing the process of FIG. 3 is corresponded to a self-ignition combustion detection apparatus.

先ず、ベースルーチン処理である図3のステップS1においてプログラムの初期化が行われ、続くステップS2は、初期段階での自己着火を検出するための自己着火検出ゲート(以下、CIゲートと記載)を設定する、自己着火検出ゲートルーチンである。このCIゲートは、筒内圧センサ25の検出値(筒内圧検出値CP)のうち以下に説明する所定の第1期間G1で検出された値のみを抽出するためのゲートである。   First, the program is initialized in step S1 of FIG. 3 as the base routine process, and the subsequent step S2 is a self-ignition detection gate (hereinafter referred to as a CI gate) for detecting self-ignition in the initial stage. This is a self-ignition detection gate routine to be set. The CI gate is a gate for extracting only a value detected in a predetermined first period G1, which will be described below, from a detection value (in-cylinder pressure detection value CP) of the in-cylinder pressure sensor 25.

ここで、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1とを比較するにあたり、クランク角のうち、燃焼行程でのピストン30の上死点TDCより後の第1期間G1での波形を比較すれば違いが認識できることは先述した通りである。そして、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1との比較で違いが顕著に現れる第1期間G1は、エンジン10の運転状態(例えば、エンジン回転速度Neや吸気量Ga等)に応じて変化する。そこで上記ステップS2では、その運転状態に応じて所定期間G1が可変設定されるよう、CIゲートを設定する。   Here, in comparing the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage and the waveform L1 at the time of normal combustion, the first of the crank angles after the top dead center TDC of the piston 30 in the combustion stroke is compared. As described above, the difference can be recognized by comparing the waveforms in the period G1. The first period G1 in which the difference is noticeable in the comparison between the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion at the initial stage and the waveform L1 at the time of normal combustion is the operating state of the engine 10 (for example, the engine speed Ne or It varies according to the intake air amount Ga). Therefore, in step S2, the CI gate is set so that the predetermined period G1 is variably set according to the operation state.

続くステップS3(初期自着火判定手段)は、ステップS2にて設定されたCIゲートにより抽出された筒内圧検出値CPに基づき、初期段階での自己着火が発生したか否かを判定する為の、自己着火初期段階判定ルーチンである。続くステップS4(後期自着火判定手段)は、燃焼行程でのピストン30の上死点を少なくとも含む所定の第2期間G2に検出された筒内圧検出値CPに基づき、後期段階での自己着火が発生したか否かを判定する為の、自己着火後期段階判定ルーチンである。   The subsequent step S3 (initial self-ignition determination means) is for determining whether or not self-ignition has occurred in the initial stage based on the in-cylinder pressure detection value CP extracted by the CI gate set in step S2. This is a self-ignition initial stage determination routine. In the subsequent step S4 (late self-ignition determination means), self-ignition in the later stage is performed based on the in-cylinder pressure detection value CP detected in the predetermined second period G2 including at least the top dead center of the piston 30 in the combustion stroke. It is a self-ignition late stage determination routine for determining whether or not it has occurred.

続くステップS5(初期自着火抑制手段,後期自着火抑制手段)は、ステップS3で自己着火発生と判定された場合に、その自己着火燃焼を抑制するようエンジンの制御内容を変更する為の、自己着火抑制ルーチンである。ステップS5によるルーチン処理が終了した後は、ステップS1での初期化処理を避け、ステップS2以降の処理を繰り返し実行する。   Subsequent step S5 (initial self-ignition suppression means, late self-ignition suppression means) is a self-ignition for changing the control content of the engine so as to suppress the self-ignition combustion when it is determined in step S3 that self-ignition has occurred. This is an ignition suppression routine. After the routine processing in step S5 is completed, the initialization processing in step S1 is avoided, and the processing after step S2 is repeatedly executed.

次に、上記ステップS2による自己着火検出ゲートルーチンの詳細を、図4を用いて説明する。自己着火検出ゲートルーチンS2はTDC毎(ピストン上死点位置に相当するクランク角毎)に実行するルーチンである。   Next, details of the self-ignition detection gate routine in step S2 will be described with reference to FIG. The self-ignition detection gate routine S2 is a routine executed every TDC (every crank angle corresponding to the piston top dead center position).

先ずステップS201にて、クランク角センサ27から出力される検出信号に基づき算出された、エンジン回転速度Neを読み込む。次にステップS202にて、エアフロメータ12から出力される検出信号に基づき算出された、吸入空気の質量流量(吸気量Ga)を読み込む。次にステップS203にて、冷却水温センサ26から出力される検出信号に基づき算出された、エンジン冷却水温THwを読み込む。   First, in step S201, the engine speed Ne calculated based on the detection signal output from the crank angle sensor 27 is read. Next, in step S202, the mass flow rate (intake air amount Ga) of the intake air calculated based on the detection signal output from the air flow meter 12 is read. Next, in step S203, the engine coolant temperature THw calculated based on the detection signal output from the coolant temperature sensor 26 is read.

続くステップS204では、ステップS203で読み込んだエンジン冷却水温THwが、所定の水温αより高いか否かを判定する。ここで、THw≦αの場合には、エンジン10の暖機状態が不充分であるため燃焼も緩慢であり、自己着火が発生する可能性は極めて低い。そこで、THw≦αと判定された場合(S204:NO)には、続くステップS205において、自己着火検出ゲート(CIゲート)に対して設定されたON/OFFタイミングをイニシャルセットする。そのため、ステップS3による自己着火燃焼の発生有無判定は実質的に実行されないこととなる。   In subsequent step S204, it is determined whether or not the engine coolant temperature THw read in step S203 is higher than a predetermined water temperature α. Here, in the case of THw ≦ α, the warm-up state of the engine 10 is insufficient, so that the combustion is slow and the possibility of occurrence of self-ignition is extremely low. Therefore, when it is determined that THw ≦ α (S204: NO), in the subsequent step S205, the ON / OFF timing set for the self-ignition detection gate (CI gate) is initially set. Therefore, the presence / absence determination of the self-ignition combustion in step S3 is not substantially executed.

一方、THw>αの場合には、自己着火が発生する可能性が高いため、続くステップS206,S207において、CIゲートのON/OFFタイミングを設定することで、ステップS3による自己着火燃焼の発生有無判定を実行させる。ON/OFFタイミングは、エンジン運転状態(ここではエンジン回転速度Ne及び吸気量Ga)に基づき設定される。   On the other hand, when THw> α, there is a high possibility that self-ignition will occur. In subsequent steps S206 and S207, whether or not self-ignition combustion occurs in step S3 by setting the ON / OFF timing of the CI gate Make a decision. The ON / OFF timing is set based on the engine operating state (here, the engine rotation speed Ne and the intake air amount Ga).

図4中のマップM1は、Ne及びGaに対するCIゲートの最適ONタイミングが記憶されたマップであり、マップM2は、Ne及びGaに対するCIゲートの最適OFFタイミングが記憶されたマップである。つまり、初期段階での自着火燃焼時の波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1との比較で違いが顕著に現れる第1期間G1は、Ne及びGaに応じて変化するので、そのNe及びGaに応じて前記違いが顕著に現れる最適な第1期間G1を予め試験等により取得しておき、その取得した最適値をマップM1,M2に記憶させている。   A map M1 in FIG. 4 is a map in which the optimal ON timing of the CI gate for Ne and Ga is stored, and a map M2 is a map in which the optimal OFF timing of the CI gate for Ne and Ga is stored. That is, the first period G1 in which the difference is noticeable in the comparison between the waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage and the waveform L1 at the time of normal combustion changes according to Ne and Ga. The optimal first period G1 in which the difference is noticeable according to Ga is acquired in advance by a test or the like, and the acquired optimal values are stored in the maps M1 and M2.

そして、前記ステップS206,S207では、ステップS201,S202で読み込んだNe及びGaに基づき前記マップM1,M2を参照して、最適ONタイミング(A)と最適OFFタイミング(B)を算出する。これらの算出が為されると、図4に示す本ルーチンを終了する。   In steps S206 and S207, the optimum ON timing (A) and the optimum OFF timing (B) are calculated with reference to the maps M1 and M2 based on Ne and Ga read in steps S201 and S202. When these calculations are made, this routine shown in FIG. 4 is terminated.

次に、自己着火を検出する為の検出範囲(第1期間G1)を指定するCIゲートの生成プロセスを、図5に示すタイムチャートを用いて説明する。   Next, a CI gate generation process for designating a detection range (first period G1) for detecting self-ignition will be described with reference to a time chart shown in FIG.

先ず、TDCのタイミングt1で、前記ステップS206で算出したONタイミング(A)までの時間を、計時手段であるタイマAにセットし、タイマAによる計時を開始する。その後、タイマAによる計時カウントがONタイミング(A)となった時、CIゲートをONするとともに、前記ステップS207で算出したOFFタイミング(B)までの時間を、計時手段であるタイマBにセットし、タイマBによる計時を開始する。その後、タイマBによる計時カウントがOFFタイミング(B)となった時、CIゲートをOFFし、CIゲートを生成する。   First, at the TDC timing t1, the time until the ON timing (A) calculated in step S206 is set in the timer A which is the time measuring means, and the time measurement by the timer A is started. Thereafter, when the timing count by the timer A reaches the ON timing (A), the CI gate is turned ON, and the time until the OFF timing (B) calculated in step S207 is set in the timer B which is the timing means. Then, the timer B starts timing. Thereafter, when the time count by the timer B reaches the OFF timing (B), the CI gate is turned OFF to generate the CI gate.

次に、筒内圧CPを検出して初期段階での自己着火燃焼を検出する為のハード構成を、図6のブロック図を用いて説明する。   Next, a hardware configuration for detecting the in-cylinder pressure CP and detecting self-ignition combustion in the initial stage will be described with reference to the block diagram of FIG.

ECU40内には、図6に示すA/Dコンバータ41、CPU42、ゲート回路43、ピークホールド回路44等が備えられている。そして、エンジン回転速度Ne、吸気量Ga、冷却水温THw等のエンジン10の運転情報(検出信号)は、各種センサ27,12,26からA/Dコンバータ41を介して、或いは直接に、CPU42に入力される。また、筒内圧センサ25から出力される筒内圧信号CPは、ゲート回路43を介してピークホールド回路44に取り込まれ、ピークホールド信号CPPKHがCPU42に入力される構成となっている。   In the ECU 40, an A / D converter 41, a CPU 42, a gate circuit 43, a peak hold circuit 44, and the like shown in FIG. 6 are provided. The operation information (detection signal) of the engine 10 such as the engine rotation speed Ne, the intake air amount Ga, the cooling water temperature THw, etc. is sent from the various sensors 27, 12, 26 to the CPU 42 via the A / D converter 41 or directly. Entered. The in-cylinder pressure signal CP output from the in-cylinder pressure sensor 25 is taken into the peak hold circuit 44 via the gate circuit 43, and the peak hold signal CPPKH is input to the CPU.

ゲート回路43は、CPU42より指示されたゲートON時のみ、筒内圧信号CPをピークホールド回路に入力させるよう機能する。ピークホールド回路44は、ゲート開区間中(つまり第1期間G1)に入力される筒内圧信号CPの最大値を抽出して、CPU42に出力する。   The gate circuit 43 functions to input the in-cylinder pressure signal CP to the peak hold circuit only when the gate is instructed by the CPU 42. The peak hold circuit 44 extracts the maximum value of the in-cylinder pressure signal CP input during the gate opening period (that is, the first period G1), and outputs it to the CPU 42.

このゲート開区間におけるピークホールド値CPPKHの状態を、図7のタイムチャートを用いて説明する。ゲート回路43は、CIゲートのONしている区間をゲート開区間(第1期間G1)として設定し、ピークホールド回路44は、ゲート開区間の筒内圧CPよりピーク圧力をホールドし、そのホールド値をピークホールド値CPPKHとしてCPU42に出力する。CPU42は、入力されたピークホールド値CPPKHが所定の第1閾値TH1より大きい場合に、初期段階の自己着火が発生していると判定する。   The state of the peak hold value CPPKH in this gate open section will be described using the time chart of FIG. The gate circuit 43 sets the section where the CI gate is ON as the gate opening section (first period G1), and the peak hold circuit 44 holds the peak pressure from the in-cylinder pressure CP of the gate opening section, and the hold value Is output to the CPU 42 as the peak hold value CPPKH. When the input peak hold value CPPKH is greater than the predetermined first threshold value TH1, the CPU 42 determines that the initial stage of self-ignition has occurred.

図7中の1点鎖線は自己着火なしの場合の筒内圧CP及びピークホールド値CPPKHの変化を示し、図7中の実線は初期段階の自己着火ありの場合における両値CP,CPPKHの変化を示す。CPPKH>TH1であり初期段階の自己着火が発生していると判定した時には初期自己着火発生フラグXCIを1にセットする。   The one-dot chain line in FIG. 7 shows changes in the in-cylinder pressure CP and the peak hold value CPPKH when there is no self-ignition, and the solid line in FIG. 7 shows changes in both values CP and CPPKH when there is self-ignition in the initial stage. Show. When it is determined that CPPKH> TH1 and the initial stage of self-ignition has occurred, the initial self-ignition generation flag XCI is set to 1.

図7の最上段に示す筒内圧CPの波形のうち、初期段階での自着火燃焼時の実線に示す波形と、1点鎖線に示す正常燃焼時の波形との比較で違いが顕著に現れる期間は、エンジン10の運転状態(例えば、エンジン回転速度Neや吸気量Ga)に応じて変化するので、その運転状態に応じてゲート開区間(第1期間G1)を可変設定する。   Of the waveform of the in-cylinder pressure CP shown in the uppermost stage of FIG. 7, a period in which a difference is noticeable in comparison between the waveform shown by the solid line during the auto-ignition combustion in the initial stage and the waveform during normal combustion shown by the one-dot chain line Changes according to the operating state of the engine 10 (for example, the engine rotational speed Ne and the intake air amount Ga), so that the gate opening section (first period G1) is variably set according to the operating state.

また、初期段階での自着火燃焼が発生している場合には、第1期間G1での筒内圧CPが全体的に高くなるものの、そのピークホールド値CPPKHは、ピストン30の圧縮によるTDC時の筒内圧CPよりは低くなっている場合がある。その為、第1閾値TH1を、燃焼が生じていない場合のTDC時の筒内圧CPより低い値に設定している。   In addition, when self-ignition combustion occurs in the initial stage, the in-cylinder pressure CP in the first period G1 increases as a whole, but the peak hold value CPPKH is equal to that at the time of TDC due to the compression of the piston 30. It may be lower than the in-cylinder pressure CP. For this reason, the first threshold value TH1 is set to a value lower than the in-cylinder pressure CP at the time of TDC when combustion does not occur.

図8は、前述した初期段階での自己着火の発生有無を判定する、図3のベースルーチンにおけるステップS3の処理を示すフローチャートであり、本ルーチンは、CIゲートのOFFタイミング毎に実行されるルーチンである。   FIG. 8 is a flowchart showing the process of step S3 in the base routine of FIG. 3 for determining whether or not self-ignition has occurred in the above-described initial stage. This routine is executed every time the CI gate is turned OFF. It is.

先ずステップS301(筒内圧取得手段)にて、CIゲートの開区間(第1期間G1)でのピークホールド値CPPKHを読み込む。本実施形態での第1期間G1は、例えばATDC30℃A〜90℃Aに設定されている。   First, in step S301 (in-cylinder pressure acquisition means), the peak hold value CPPKH in the CI gate open section (first period G1) is read. The first period G1 in this embodiment is set to, for example, ATDC 30 ° C. A to 90 ° C. A.

続くステップS302(初期自着火判定手段)では、CPPKH>TH1であるか否かを判定する。CPPKH≦TH1である場合には初期段階の自己着火が発生していないと判定して、ステップS303にて初期自己着火発生フラグXCIをゼロにセットする。一方、CPPKH>TH1である場合には初期段階の自己着火が発生していると判定して、ステップS304にて初期自己着火発生フラグXCIを1にセットする。ステップS303,S304の処理後、本ルーチンを終了する。   In subsequent step S302 (initial self-ignition determination means), it is determined whether or not CPPKH> TH1. If CPPKH ≦ TH1, it is determined that the initial stage self-ignition has not occurred, and the initial self-ignition occurrence flag XCI is set to zero in step S303. On the other hand, if CPPKH> TH1, it is determined that the initial stage of self-ignition has occurred, and the initial self-ignition occurrence flag XCI is set to 1 in step S304. After the processing of steps S303 and S304, this routine is terminated.

図2を用いて先述したように、自着火燃焼が一度発生すると、自着火燃焼を抑制するようエンジン10の制御内容を変更しなければ、自着火燃焼は徐々に増大成長していく。図9は、このように増大成長した後期段階での自己着火の発生有無を判定する、図3のベースルーチンにおけるステップS4の処理を示すフローチャートであり、本ルーチンは、1燃焼サイクル毎に実行されるルーチンである。   As described above with reference to FIG. 2, once the self-ignition combustion occurs, the self-ignition combustion gradually increases and grows unless the control content of the engine 10 is changed so as to suppress the self-ignition combustion. FIG. 9 is a flowchart showing the process of step S4 in the base routine of FIG. 3 for determining whether or not self-ignition has occurred in the late stage of the increased growth as described above. This routine is executed for each combustion cycle. Routine.

先ずステップS401にて、燃焼行程のピストン上死点TDCを含む所定の第2期間G2(図2参照)での筒内圧CPのピークホールド値CPPKHaを読み込む。本実施形態での第2期間G2は、例えばBTDC30℃A〜ATDC90℃Aに設定されている。   First, in step S401, the peak hold value CPPKHa of the in-cylinder pressure CP in a predetermined second period G2 (see FIG. 2) including the piston top dead center TDC in the combustion stroke is read. The second period G2 in the present embodiment is set to, for example, BTDC 30 ° C. A to ATDC 90 ° C. A.

続くステップS402(後期自着火判定手段)では、ピークホールド値CPPKHaが所定の第2閾値TH2より大きいか否かを判定する。なお、第2閾値TH2は第1閾値TH1よりも高い値に設定されている。また、第2閾値TH2は燃焼が生じていない場合のTDC時の筒内圧CPより高い値に設定されている。   In subsequent step S402 (late self-ignition determination means), it is determined whether or not the peak hold value CPPKHa is larger than a predetermined second threshold value TH2. The second threshold TH2 is set to a value higher than the first threshold TH1. Further, the second threshold value TH2 is set to a value higher than the in-cylinder pressure CP at the time of TDC when combustion does not occur.

CPPKHa≦TH2である場合には後期段階の自己着火が発生していないと判定して、ステップS403にて後期自己着火発生フラグXCIaをゼロにセットする。一方、CPPKHa>TH2である場合には後期段階の自己着火が発生していると判定して、ステップS404にて後期自己着火発生フラグXCIaを1にセットする。ステップS403,S404の処理後、本ルーチンを終了する。   If CPPKHa ≦ TH2, it is determined that late-stage self-ignition has not occurred, and the later-stage self-ignition occurrence flag XCIa is set to zero in step S403. On the other hand, if CPPKHa> TH2, it is determined that late-stage self-ignition has occurred, and the later-stage self-ignition occurrence flag XCIa is set to 1 in step S404. After the processing of steps S403 and S404, this routine is terminated.

次に、図3に示すベースルーチン中、ステップS5の自己着火抑制ルーチンの詳細について説明する。   Next, details of the self-ignition suppression routine of step S5 in the base routine shown in FIG. 3 will be described.

自己着火抑制ルーチンS5では、自着火を抑制するようエンジン制御内容を変更するにあたり、初期自着火が検出された場合(XCI=1)と後期自着火が検出された場合(XCIa=1)とで異なる手法で自着火抑制を図っている。つまり、後期自着火発生時には、初期自着火発生時に比べて即座に自着火を抑制することが要求される。そこで、後期自着火発生時における自着火抑制では、クランク軸20等の損傷を回避すべくエンジン10をリンプホーム運転(縮退運転)させる、或いはエンジン10の駆動を停止させる。リンプホーム運転の具体例としてはスロットルバルブ14の開度を所定開度以下(例えばアイドル運転時の開度)に制限することや、エンジン回転速度Neや吸気量Gaが所定値以下となるように制限することが挙げられる。また、エンジン駆動停止の具体例としては燃料噴射を停止させることが挙げられる。   In the self-ignition suppression routine S5, when changing the engine control content so as to suppress self-ignition, when initial self-ignition is detected (XCI = 1) and when late self-ignition is detected (XCIa = 1). We try to suppress self-ignition by different methods. That is, when late self-ignition occurs, it is required to suppress self-ignition more immediately than when initial self-ignition occurs. Therefore, in the self-ignition suppression at the time of the late self-ignition, the engine 10 is limp home operation (degeneration operation) or the drive of the engine 10 is stopped in order to avoid damage to the crankshaft 20 or the like. As a specific example of the limp home operation, the opening of the throttle valve 14 is limited to a predetermined opening or less (for example, the opening during idle operation), or the engine rotational speed Ne or the intake air amount Ga is set to a predetermined value or less. Limiting can be mentioned. Further, as a specific example of engine drive stop, stopping fuel injection can be mentioned.

一方、初期自着火発生時における自着火抑制の手法については、図10のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、図10に示す本ルーチンは、TDC毎に実行されるルーチンである。 先ずステップS501にてエンジン回転速度Neを読み込み、続くステップS502にて吸気量Gaを読み込む。次に、可変バルブ装置19による吸気バルブ17の開弁期間を制御するにあたり、その開閉期間の目標値(最終VVT進角値TVVT)を、以降のステップS503〜S510により算出する。   On the other hand, a method of suppressing self-ignition when initial self-ignition occurs will be described below using the flowchart of FIG. Note that this routine shown in FIG. 10 is a routine executed for each TDC. First, in step S501, the engine speed Ne is read, and in the subsequent step S502, the intake air amount Ga is read. Next, when controlling the valve opening period of the intake valve 17 by the variable valve device 19, the target value (final VVT advance value TVVT) of the opening / closing period is calculated by the following steps S503 to S510.

先ずステップS503では、ステップS501,S502で読み込んだ回転速度Ne及び吸気量Gaに基づき、可変バルブ装置19による開弁ベース進角値TVVTBを算出する。具体的には、Ne,Gaにて決まる運転領域毎に予め設定した最適開弁タイミングをマップM3(図10参照)に記憶させておき、そのマップM3から読み込んだ値(C)を開弁ベース進角値TVVTBとして設定する。   First, in step S503, the valve opening base advance value TVVTB by the variable valve device 19 is calculated based on the rotational speed Ne and the intake air amount Ga read in steps S501 and S502. Specifically, the optimal valve opening timing preset for each operation region determined by Ne and Ga is stored in the map M3 (see FIG. 10), and the value (C) read from the map M3 is stored in the valve opening base. Set as advance value TVVTB.

なお、本実施形態にかかるエンジン10は高圧縮比に設定されている為、吸気の充填効率並びに、自己着火発生回避を考慮して、マップM3に記憶された最適開弁タイミングは設定されている。すなわち、VVT進角値TVVTを進角させるほど吸気充填効率は向上するが、その背反として自己着火が発生しやすくなる。よって、自己着火が発生しない程度の限界までVVT進角値TVVTを進角させるよう、先述の最適開弁タイミングは設定されている。   Since the engine 10 according to the present embodiment is set to a high compression ratio, the optimum valve opening timing stored in the map M3 is set in consideration of the charging efficiency of intake air and the avoidance of the occurrence of self-ignition. . That is, the intake charge efficiency increases as the VVT advance value TVVT is advanced, but self-ignition tends to occur as a contradiction. Therefore, the above-described optimum valve opening timing is set so that the VVT advance value TVVT is advanced to a limit that does not cause self-ignition.

次に、ステップS504において、初期自己着火発生フラグXCIに基づき初期段階の自己着火が発生しているか否かを判定する。XCI=1であり初期自己着火発生有りと判定された場合には、続くステップS505にて、VVT遅角ディザ量DCRVTAを算出する。DCRVTAは、エンジン10の運転状態(ここではNe及びGa)に応じてVVT遅角スピードを変更できるよう、Ne,Gaにて決まる運転域毎に予め設定した最適ディザ量をマップM4(図10参照)に記憶させておき、そのマップM4から読み込んだ値(D)をVVT遅角ディザ量DCRVTAとして設定する。   Next, in step S504, based on the initial self-ignition generation flag XCI, it is determined whether or not initial stage self-ignition has occurred. If XCI = 1 and it is determined that initial self-ignition has occurred, the VVT retarded dither amount DCRVTA is calculated in the following step S505. The DCRVTA is a map M4 (see FIG. 10) showing an optimum dither amount set in advance for each operation region determined by Ne and Ga so that the VVT retardation speed can be changed according to the operation state of the engine 10 (Ne and Ga in this case). ) And the value (D) read from the map M4 is set as the VVT retarded dither amount DCRVTA.

続くステップS506ではVVT補正量TDCRVVTを算出する。具体的には、以下の式1に示すように、前回算出したTDCRVVTに自己着火補正DCRVTAを加えることで今回のTDCRVVTを算出する。これにより、VVT進角値TVVTが遅角側の安全サイドに設定変更され、自己着火が抑制されることとなる。   In the subsequent step S506, the VVT correction amount TDCRVVT is calculated. Specifically, as shown in Equation 1 below, the current TDCRVVT is calculated by adding the self-ignition correction DCRVTA to the previously calculated TDCRVVT. As a result, the VVT advance value TVVT is changed to the retard-side safety side, and self-ignition is suppressed.

TDCRVVT=TDCRVVT(i−1)+DCRVTA…(式1)
次に、ステップS507にてVVT補正量ガードの上限値GDCRVTMAXを求める。具体的には、Ne,Gaにて決まる運転領域毎に予め設定した最適上限値をマップM5(図10参照)に記憶させておき、そのマップM5から読み込んだ値(E)を上限値GDCRVTMAXとして設定する。また、続くステップS508では、VVT補正量ガードの下限値GDCRVTMINを求める。ここでは、エンジン運転領域に拘わらずGDCRVTMINをゼロに設定する。
TDCRVVT = TDCRVVT (i−1) + DCRVTA (Formula 1)
Next, in step S507, an upper limit value GDCRVTMAX of the VVT correction amount guard is obtained. Specifically, the optimum upper limit value set in advance for each operation region determined by Ne and Ga is stored in the map M5 (see FIG. 10), and the value (E) read from the map M5 is used as the upper limit value GDCRVTMAX. Set. In subsequent step S508, the lower limit value GDCRVTMIN of the VVT correction amount guard is obtained. Here, GDCRVTMIN is set to zero regardless of the engine operating region.

続くステップS509では、ステップS506で算出したVVT補正量TDCRVVTを、ステップS507,S508で設定した上限値GDCRVTMAX及び下限値GDCRVTMINでガードする。つまり、ステップS506で算出したTDCRVVTがGDCRVTMAXより大きい場合にはTDCRVVTの値をGDCRVTMAXとし、ステップS506で算出したTDCRVVTがGDCRVTMINより小さい場合にはTDCRVVTの値をGDCRVTMINとする。   In subsequent step S509, the VVT correction amount TDCRVVT calculated in step S506 is guarded with the upper limit value GDCRVTMAX and the lower limit value GDCRVTMIN set in steps S507 and S508. That is, when TDCRVVT calculated in step S506 is larger than GDCRVTMAX, the value of TDCRVVT is set to GDCRVTMAX, and when TDCRVVT calculated in step S506 is smaller than GDCRVTMIN, the value of TDCRVVT is set to GDCRVTMIN.

次に、ステップS510にて最終VVT進角値TVVTを算出する。具体的には、以下の式2に示すように、ステップS503で算出したベース進角値TVVTBから、ステップS509で設定したTDCRVVTを減算することで、最終VVT進角値であるTVVTを算出する。つまり、TDCRVVTによりベース進角値TVVTBは遅角側に補正される。   Next, in step S510, a final VVT advance value TVVT is calculated. Specifically, as shown in Expression 2 below, the final VVT advance value TVVT is calculated by subtracting the TDCRVVT set in step S509 from the base advance value TVVTB calculated in step S503. That is, the base advance value TVVTB is corrected to the retard side by TDCRVVT.

TVVT=TVVTB−TDCRVVT…(式2)
仮に、ステップS504にて自己着火の発生が無いと判定されれば(XCI=0)ば、ステップS511にてVVT進角ディザ量DCRVTSを算出する。これはステップS505にて算出した方法と同様に、運転域毎にマップ算出する。そして、続くステップS512ではステップS506と同様にVVT補正量TDCRVVTを算出する。具体的には、以下の式3に示すように、前回算出したTDCRVVTから進角補正DCRVTSを減算することで今回のTDCRVVTを算出する。これにより、VVT進角値TVVTが進角側に設定変更され、吸気の充填効率向上が促進されることとなる。
TVVT = TVVTB−TDCRVVT (Formula 2)
If it is determined in step S504 that no self-ignition has occurred (XCI = 0), the VVT advance dither amount DCRVTS is calculated in step S511. Similar to the method calculated in step S505, the map is calculated for each driving region. In subsequent step S512, the VVT correction amount TDCRVVT is calculated in the same manner as in step S506. Specifically, as shown in Equation 3 below, the current TDCRVVT is calculated by subtracting the advance angle correction DCRVTS from the previously calculated TDCRVVT. As a result, the VVT advance value TVVT is changed to the advance side, and the improvement in the charging efficiency of the intake air is promoted.

TDCRVVT=TDCRVVT(i−1)+DCRVTS…(式3)
次に、図10の処理により、最終VVT進角値であるTVVTがどのように変化するかを、図11のタイムチャートを用いて説明する。
TDCRVVT = TDCRVVT (i−1) + DCRVTS (Formula 3)
Next, how the TVVT that is the final VVT advance value changes by the process of FIG. 10 will be described with reference to the time chart of FIG.

図11中の最上段は、燃焼行程のピストン上死点TDCの出現タイミングt1〜t8を表しており、燃焼行程毎に取得した筒内圧CPの波形を図11中の最下段に示す。そして、図中の符号(1)〜(8)は、第1閾値TH1に基づく初期自着火発生有無の判定が為されるタイミングを表しており、この判定はTDC毎に実行される。   The uppermost stage in FIG. 11 represents the appearance timings t1 to t8 of the piston top dead center TDC in the combustion stroke, and the waveform of the in-cylinder pressure CP obtained for each combustion stroke is shown in the lowermost stage in FIG. Reference numerals (1) to (8) in the drawing represent timings at which the presence / absence of the initial self-ignition is determined based on the first threshold value TH1, and this determination is performed for each TDC.

図11の例では、判定(1)〜(4)において初期段階での自着火燃焼が発生していると判定されており、したがって、t1〜t4の期間は、自着火発生検出期間として初期自己着火発生フラグXCIをセット(XCI=1)し続ける。そして、XCI=1にセットされた時点から、VVT進角値TVVTは、TDC毎に遅角ディザ量(DCRVTA)だけベース値TVVTBより遅角し続ける。そのため、吸気バルブ17の閉弁時期が吸気行程のピストン下死点よりも遅く設定されている場合において、その閉弁時期を遅角させるほど、ピストンが下死点から上昇して圧縮するにあたり実質的な圧縮期間が短くなるので、筒内圧CPは減少し、自着火燃焼は抑制されていく。   In the example of FIG. 11, it is determined in the determinations (1) to (4) that self-ignition combustion at the initial stage has occurred, and therefore the period from t1 to t4 is the initial self-ignition occurrence detection period. Continue to set the ignition occurrence flag XCI (XCI = 1). From the time when XCI = 1 is set, the VVT advance value TVVT continues to be retarded from the base value TVVTB by the retarded dither amount (DCRVTA) for each TDC. Therefore, in the case where the closing timing of the intake valve 17 is set later than the bottom dead center of the piston in the intake stroke, the piston rises from the bottom dead center and compresses as the closing timing is delayed. Since the compression period becomes shorter, the in-cylinder pressure CP decreases and self-ignition combustion is suppressed.

その後、自着火燃焼の発生が無くなったと判定した時点(判定(5)による判定時点)から、初期自己着火発生フラグXCIをゼロに設定するとともに、VVT進角値TVVTは、TDC毎に進角ディザ量(DCRVTS)だけベース値TVVTBより進角し続ける。以上により、初期段階の自着火燃焼の発生有無に応じて、VVT進角/遅角を繰返すようフィードバック制御が為されるので、自着火発生の限界までVVT進角値TVVTを進角させて内燃機関10の実圧縮を高めることができ、自己着火が発生しない程度の限界まで高効率で燃焼させる。   Thereafter, the initial self-ignition generation flag XCI is set to zero from the time point when it is determined that the occurrence of self-ignition combustion has ceased (the time point determined by determination (5)), and the VVT advance value TVVT is set to advance dither for each TDC. Continue to advance from the base value TVVTB by an amount (DCRVTS). As described above, the feedback control is performed so as to repeat the VVT advance / retard according to whether or not the autoignition combustion in the initial stage is generated. Therefore, the VVT advance value TVVT is advanced to the limit of the autoignition occurrence, and the internal combustion is performed. The actual compression of the engine 10 can be increased, and the engine 10 is burned with high efficiency up to the limit where self-ignition does not occur.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)初期段階での自着火燃焼時の筒内圧波形L4,L5と正常燃焼時の波形L1とを比較するにあたり、燃焼行程のピストン上死点TDCより後の第1期間G1での波形を比較すれば違いが認識できるとの知見に基づき、その第1期間G1における筒内圧CPのピークホールド値CPPKHを検出し、CPPKH>TH1である場合に初期段階での自着火燃焼が発生していると判定する。よって、初期段階での自着火燃焼の発生を容易に検出することができる。   (1) In comparing the in-cylinder pressure waveforms L4 and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage and the waveform L1 at the time of normal combustion, the waveform in the first period G1 after the piston top dead center TDC in the combustion stroke is shown. Based on the knowledge that the difference can be recognized by comparison, the peak hold value CPPKH of the in-cylinder pressure CP in the first period G1 is detected, and when CPPKH> TH1, self-ignition combustion occurs in the initial stage. Is determined. Therefore, it is possible to easily detect the occurrence of self-ignition combustion in the initial stage.

(2)初期自着火発生有無の判定に用いる第1閾値TH1や第1期間G1の設定を、エンジン10の運転状態(例えば、エンジン回転速度Neや吸気量Ga等)に応じて可変させるので、自着火初期判定の判定精度を向上できる。   (2) Since the setting of the first threshold value TH1 and the first period G1 used to determine whether or not initial self-ignition has occurred is varied according to the operating state of the engine 10 (for example, the engine speed Ne, the intake air amount Ga, etc.) The determination accuracy of the self-ignition initial determination can be improved.

(3)ここで、後期段階での自着火発生時の筒内圧波形L7と正常燃焼時の筒内圧波形L1とを比較すると、第1期間G1だけを比較すると両波形L7,L1には違いが殆ど現れない。よって、第1期間G1のピークホールド値CPPKHによれば初期自着火は検出できるものの後期自着火の検出は困難である。そこで本実施形態では、ステップS3による初期自着火発生有無の判定とは別に、ステップS4による後期段階での自着火発生有無を判定している。そして、燃焼行程のピストン上死点TDCを含む第2期間G2での波形を比較すれば両波形L7,L1の違いが認識できるとの知見に基づき、その第2期間G2における筒内圧CPのピークホールド値CPPKHaを検出し、CPPKHa>TH2である場合に後期段階での自着火燃焼が発生していると判定する。よって、初期自着火燃焼のみならず後期自着火燃焼の発生をも容易に検出することができる。   (3) Here, when comparing the in-cylinder pressure waveform L7 at the time of self-ignition in the latter stage and the in-cylinder pressure waveform L1 at the time of normal combustion, if only the first period G1 is compared, there is a difference between the two waveforms L7 and L1. It hardly appears. Therefore, although the initial self-ignition can be detected according to the peak hold value CPPKH in the first period G1, it is difficult to detect the late self-ignition. Therefore, in this embodiment, apart from the determination of whether or not initial self-ignition has occurred in step S3, whether or not self-ignition has occurred in the later stage in step S4 is determined. Then, based on the knowledge that the difference between the two waveforms L7 and L1 can be recognized by comparing the waveforms in the second period G2 including the piston top dead center TDC of the combustion stroke, the peak of the in-cylinder pressure CP in the second period G2 A hold value CPPKHa is detected, and when CPPKHa> TH2, it is determined that self-ignition combustion is occurring in the later stage. Therefore, it is possible to easily detect not only the initial self-ignition combustion but also the late self-ignition combustion.

(4)初期自着火燃焼を検出した場合には、可変バルブ装置19による吸気バルブ17の開弁期間を遅角させることにより圧縮行程における実質的な圧縮期間を短くして筒内圧CPを減少させる。よって、自着火燃焼を容易に抑制できる。   (4) When initial self-ignition combustion is detected, by delaying the valve opening period of the intake valve 17 by the variable valve device 19, the substantial compression period in the compression stroke is shortened to reduce the in-cylinder pressure CP. . Therefore, self-ignition combustion can be easily suppressed.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiments, and the characteristic configurations of the respective embodiments may be arbitrarily combined. In addition, each of the above embodiments may be modified as follows.

・ここで、初期段階での自着火燃焼時の筒内圧波形L3,L4,L5は、TDCにてピークP1が出現した後、再度ピークPE3,PE4,PE5が出現する(図2参照)。そして、その再度ピークPE3,PE4,PE5の出現時期は、自着火燃焼が増大成長するにつれて早くなり、後期段階では再度ピークPE7はTDC近傍まで早くなり、ピークP1は再度ピークPE7が重畳することにより出現しなくなる、との知見を得た。   Here, in the in-cylinder pressure waveforms L3, L4, and L5 at the time of self-ignition combustion in the initial stage, after the peak P1 appears at TDC, the peaks PE3, PE4, and PE5 appear again (see FIG. 2). Then, the appearance time of the peaks PE3, PE4, and PE5 again becomes earlier as the auto-ignition combustion increases and grows, and in the latter stage, the peak PE7 is again advanced to the vicinity of the TDC, and the peak P1 is superimposed again by the peak PE7. The knowledge that it does not appear was obtained.

したがって、図8に示す上記実施形態では、第1期間G1における筒内圧CPのピークホールド値CPPKHに基づき初期自着火発生有無を判定しているのに対し、上記知見に鑑みて、第1期間G1における筒内圧CPのピーク出現時期、つまり再度ピークPE3,PE4,PE5の出現時期を検出し、そのピーク出現時期が所定時期より早い場合に初期自着火発生有りと判定するようにしてもよい。   Therefore, in the embodiment shown in FIG. 8, whether or not initial self-ignition has occurred is determined based on the peak hold value CPPKH of the in-cylinder pressure CP in the first period G1, but in view of the above knowledge, the first period G1 It is also possible to detect the peak appearance time of the in-cylinder pressure CP, that is, the appearance time of the peaks PE3, PE4, and PE5 again, and determine that the initial self-ignition has occurred when the peak appearance time is earlier than the predetermined time.

・また、第1期間G1における筒内圧CPのピークホールド値CPPKH(最大値)に基づき初期自着火発生有無を判定することに替え、第1期間G1における筒内圧波形の積算値(面積)、つまり、第1期間G1における時々の筒内圧CPを積算して得られた値に基づき初期自着火発生有無を判定するようにしてもよい。   In addition, instead of determining whether or not initial self-ignition has occurred based on the peak hold value CPPKH (maximum value) of the in-cylinder pressure CP in the first period G1, the integrated value (area) of the in-cylinder pressure waveform in the first period G1, that is, The occurrence of initial self-ignition may be determined based on the value obtained by integrating the in-cylinder pressure CP in the first period G1.

・ここで、点火プラグ22の両電極には、燃焼室24での燃焼発生に伴いイオン電流が流れる。このイオン電流は、燃焼による火炎が大きいほど多く流れるので、イオン電流は筒内圧と相関があると言える。したがって、図1に示す上記実施形態では、筒内圧センサ25により検出した筒内圧CPに基づき初期自着火有無を判定しているが、上述したイオン電流を検出するイオン電流検出回路45(図1参照)を設け、検出したイオン電流に基づき初期自着火有無を判定するようにしてもよい。なお、イオン電流検出値の波形は、図2及び図7に例示される筒内圧CPの波形と同様の波形となる。よって、第1期間G1での筒内圧波形に基づく初期自着火有無の判定手法と同様の手法により、イオン電流波形に基づき初期自着火有無を判定できる。   Here, an ion current flows through both electrodes of the spark plug 22 as combustion occurs in the combustion chamber 24. Since this ion current flows more as the flame caused by combustion increases, it can be said that the ion current has a correlation with the in-cylinder pressure. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the presence or absence of the initial self-ignition is determined based on the in-cylinder pressure CP detected by the in-cylinder pressure sensor 25. However, the ion current detection circuit 45 (see FIG. 1) that detects the ionic current described above. ) To determine whether or not initial self-ignition is based on the detected ion current. The waveform of the detected ion current value is the same as the waveform of the in-cylinder pressure CP exemplified in FIGS. Therefore, the presence / absence of initial self-ignition can be determined based on the ion current waveform by a method similar to the method for determining the presence / absence of initial self-ignition based on the in-cylinder pressure waveform in the first period G1.

・図1に示す上記実施形態では、可変バルブ装置19による吸気バルブ17の開弁期間を遅角させることにより自着火燃焼の抑制を図っているが、本発明はこのような初期自着火抑制手段に限定されるものではなく、例えば、インジェクタ16からの燃料噴射量を増量させることで、噴射された液体の燃料が気化することによる気筒内温度の低下を図り、自着火燃焼の抑制を図るようにしてもよい。或いは、排気の一部を吸気に循環させるEGRシステムが搭載されたエンジンにおいて、そのEGR量を増大させることで燃焼温度低下を図り、自着火燃焼の抑制を図るようにしてもよい。或いは、燃料を燃焼室24へ直接噴射する直噴エンジンの場合において、圧縮行程中での燃料噴射時期を遅角させることで燃焼温度低下を図り、自着火燃焼の抑制を図るようにしてもよい。   In the above-described embodiment shown in FIG. 1, self-ignition combustion is suppressed by retarding the valve opening period of the intake valve 17 by the variable valve device 19, but the present invention is such initial self-ignition suppression means. For example, by increasing the amount of fuel injected from the injector 16, the in-cylinder temperature is lowered due to vaporization of the injected liquid fuel, and self-ignition combustion is suppressed. It may be. Alternatively, in an engine equipped with an EGR system that circulates a part of the exhaust gas into the intake air, the combustion temperature may be lowered by increasing the EGR amount to suppress self-ignition combustion. Alternatively, in the case of a direct injection engine that directly injects fuel into the combustion chamber 24, the combustion temperature may be lowered by retarding the fuel injection timing during the compression stroke so as to suppress self-ignition combustion. .

本発明の一実施形態にかかる、エンジン制御システムの全体概略構成を示す図。The figure which shows the whole schematic structure of the engine control system concerning one Embodiment of this invention. 筒内圧変化を示す図であり、自着火燃焼が徐々に増大成長していく様子を説明する図。It is a figure which shows an in-cylinder pressure change, and is a figure explaining a mode that self-ignition combustion increases and grows gradually. 初期自着火燃焼の発生有無を判定するベースルーチン処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the base routine process which determines the presence or absence of generation | occurrence | production of initial stage self-ignition combustion. 図3のステップS2における自己着火検出ゲートルーチンの詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the self-ignition detection gate routine in step S2 of FIG. 自着火を検出する為の検出範囲(第1期間G1)を指定するCIゲートの生成プロセスを説明するタイムチャート。The time chart explaining the production | generation process of CI gate which designates the detection range (1st period G1) for detecting self-ignition. 筒内圧CPを検出して初期段階での自己着火燃焼を検出する為のハード構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration for detecting in-cylinder pressure CP and detecting self-ignition combustion at an initial stage. ゲート開区間(第1期間G1)におけるピークホールド値CPPKHの状態変化を示すタイムチャート。The time chart which shows the state change of the peak hold value CPPKH in a gate open area (1st period G1). 図3のステップS3における初期自着火判定ルーチンの詳細を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing details of an initial self-ignition determination routine in step S <b> 3 of FIG. 3. 図3のステップS4における後期自着火判定ルーチンの詳細を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing details of a late self-ignition determination routine in step S4 of FIG. 3. 図3のステップS5における自己着火抑制ルーチンの詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the self-ignition suppression routine in step S5 of FIG. 可変バルブ装置による吸気バルブ開弁期間の進角値TVVTの補正による変化の状態を示すタイムチャート。The time chart which shows the state of the change by correction | amendment of the advance value TVVT of the intake valve opening period by a variable valve apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

19…可変バルブ装置(バルブタイミング調整装置)、40…ECU(自着火燃焼検出装置)、G1…第1期間、G2…第2期間、S3,S302…初期自着火判定手段、S301…筒内圧取得手段、S4,S402…後期自着火判定手段、S5…初期自着火抑制手段,後期自着火抑制手段、TH1…第1閾値、TH2…第2閾値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Variable valve apparatus (valve timing adjustment apparatus), 40 ... ECU (self-ignition combustion detection apparatus), G1 ... 1st period, G2 ... 2nd period, S3, S302 ... Initial self-ignition judgment means, S301 ... In-cylinder pressure acquisition Means, S4, S402 ... Late autoignition determination means, S5 ... Initial autoignition suppression means, Late autoignition suppression means, TH1 ... First threshold, TH2 ... Second threshold.

Claims (9)

高圧縮比となるよう設計され点火プラグの火花で着火させる火花点火式内燃機関に適用され、
前記内燃機関の筒内圧又はその筒内圧と相関のある物理量を筒内圧検出値として取得する筒内圧取得手段と、
前記筒内圧取得手段により取得した前記筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点より後に設定された所定の第1期間での値に基づき、自着火燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値が正常燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値と同程度以下である初期段階の自着火燃焼が発生しているか否かを判定する初期自着火判定手段と、
を備え
前記初期自着火判定手段は、前記筒内圧検出値のうち前記第1期間での最大値が、自着火なしの燃焼時における前記第1期間での前記筒内圧検出値の最大値よりも高く設定され且つ燃焼が生じていない場合のピストン上死点での前記筒内圧検出値よりも低く設定された第1閾値よりも大きい場合に前記初期段階の自着火燃焼が発生していると判定することを特徴とする自着火燃焼検出装置。
Designed to have a high compression ratio and applied to spark ignition internal combustion engines that are ignited by sparks from spark plugs,
In-cylinder pressure acquisition means for acquiring a cylinder internal pressure of the internal combustion engine or a physical quantity correlated with the cylinder internal pressure as a cylinder internal pressure detection value;
Of the in-cylinder pressure detection values acquired by the in-cylinder pressure acquisition means, the in-cylinder pressure detection value at the time of self-ignition combustion is based on a value in a predetermined first period set after the piston top dead center of the combustion stroke . Initial self-ignition determination means for determining whether or not initial-stage self-ignition combustion in which the maximum value is equal to or less than the maximum value of the in-cylinder pressure detection value during normal combustion ;
Equipped with a,
The initial self-ignition determination means sets the maximum value in the first period among the in-cylinder pressure detection values higher than the maximum value of the in-cylinder pressure detection value in the first period during combustion without self-ignition. And when it is larger than the first threshold value set lower than the detected cylinder pressure at the piston top dead center when combustion is not occurring, it is determined that the auto-ignition combustion in the initial stage has occurred. A self-ignition combustion detector characterized by the above.
前記第1閾値は、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定されることを特徴とする請求項に記載の自着火燃焼検出装置。 The self-ignition combustion detection apparatus according to claim 1 , wherein the first threshold value is variably set according to an operating state of the internal combustion engine. 前記第1期間は、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の自着火燃焼検出装置。 3. The self-ignition combustion detection apparatus according to claim 1, wherein the first period is variably set according to an operating state of the internal combustion engine. 前記初期自着火判定手段により初期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、自着火燃焼を抑制させるよう前記内燃機関の制御内容を変更する初期自着火抑制手段を備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1つに記載の自着火燃焼検出装置。 Comprising initial self-ignition suppression means for changing the control content of the internal combustion engine to suppress self-ignition combustion when the initial self-ignition determination means determines that initial stage self-ignition combustion has occurred. The self-ignition combustion detection device according to any one of claims 1 to 3 . 前記初期自着火抑制手段は、前記初期自着火判定手段により初期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、燃料噴射量を増大させるよう燃料噴射弁の制御内容を変更することを特徴とする請求項に記載の自着火燃焼検出装置。 The initial self-ignition suppression means changes the control content of the fuel injection valve so as to increase the fuel injection amount when it is determined by the initial self-ignition determination means that the initial stage self-ignition combustion has occurred. The self-ignition combustion detection apparatus according to claim 4 . 前記内燃機関には、吸気バルブの閉弁時期を変更可能なバルブタイミング調整装置が搭載されており、
前記初期自着火抑制手段は、前記初期自着火判定手段により初期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、前記吸気バルブの閉弁時期が吸気行程のピストン下死点よりも遅くなるよう前記バルブタイミング調整装置の制御内容を変更することを特徴とする請求項又はに記載の自着火燃焼検出装置。
The internal combustion engine is equipped with a valve timing adjusting device capable of changing the closing timing of the intake valve,
The initial self-ignition suppression means, when the initial self-ignition determination means determines that the initial stage self-ignition combustion has occurred, the closing timing of the intake valve is higher than the piston bottom dead center of the intake stroke. 6. The self-ignition combustion detection device according to claim 4 or 5 , wherein the control content of the valve timing adjustment device is changed so as to be delayed.
前記筒内圧取得手段により取得した前記筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点を少なくとも含む所定の第2期間での最大値が、燃焼が生じていない場合のピストン上死点での前記筒内圧検出値よりも高く設定された第2閾値よりも大きい場合に、自着火燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値が正常燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値と同程度よりも大きい自着火燃焼の後期段階であると判定する後期自着火判定手段を備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1つに記載の自着火燃焼検出装置。 Among the in-cylinder pressure detection values acquired by the in-cylinder pressure acquisition means, the maximum value in a predetermined second period including at least the piston top dead center of the combustion stroke is the piston top dead center when combustion has not occurred. The maximum value of the in-cylinder pressure detection value at the time of self-ignition combustion is approximately the same as the maximum value of the in-cylinder pressure detection value at the time of normal combustion when greater than a second threshold value set higher than the in-cylinder pressure detection value. self-ignition combustion detection apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in that also comprises a late self-ignition determination means determines that the later stages of high self-ignition combustion. 前記筒内圧取得手段により取得した前記筒内圧検出値のうち、燃焼行程のピストン上死点を少なくとも含む所定の第2期間での最大値が、燃焼が生じていない場合のピストン上死点での前記筒内圧検出値よりも高く設定された第2閾値よりも大きい場合に、自着火燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値が正常燃焼時における前記筒内圧検出値の最大値と同程度よりも大きい自着火燃焼の後期段階であると判定する後期自着火判定手段と、
前記後期自着火判定手段により後期段階の自着火燃焼が発生していると判定された場合に、自着火燃焼を抑制させるよう前記内燃機関の制御内容を変更する後期自着火抑制手段と、
を備え、
前記後期自着火抑制手段では、前記初期自着火抑制手段に比べて大きく抑制させる、或いは前記内燃機関の運転を停止させるよう前記変更を行うことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の自着火燃焼検出装置。
Among the in-cylinder pressure detection values acquired by the in-cylinder pressure acquisition means, the maximum value in a predetermined second period including at least the piston top dead center of the combustion stroke is the piston top dead center when combustion has not occurred. The maximum value of the in-cylinder pressure detection value at the time of self-ignition combustion is approximately the same as the maximum value of the in-cylinder pressure detection value at the time of normal combustion when greater than a second threshold value set higher than the in-cylinder pressure detection value. A later- stage self-ignition determination means for determining that it is a later stage of the larger self-ignition combustion,
Late auto-ignition suppression means for changing the control content of the internal combustion engine to suppress self-ignition combustion when it is determined by the late auto-ignition determination means that late-stage auto-ignition combustion has occurred,
With
In the late ignition suppression means, greatly inhibited in comparison with the initial self-ignition suppression means, or any one of claims 4-6, wherein: performing the change so as to stop the operation of the internal combustion engine The self-ignition combustion detector described in 1.
前記後期自着火抑制手段は、前記内燃機関の燃焼室への吸入空気量に制限をかけるよう制御内容を変更、又は前記内燃機関の機関回転速度及び負荷に制限をかけるよう制御内容を変更、又は燃料噴射を禁止して前記内燃機関を運転停止させるよう制御内容を変更することを特徴とする請求項に記載の自着火燃焼検出装置。 The late self-ignition suppression means changes the control content to limit the intake air amount into the combustion chamber of the internal combustion engine, or changes the control content to limit the engine rotation speed and load of the internal combustion engine, or 9. The self-ignition combustion detection apparatus according to claim 8 , wherein the control content is changed so that fuel injection is prohibited and the operation of the internal combustion engine is stopped.
JP2008192620A 2008-07-25 2008-07-25 Self-ignition combustion detector Active JP4911135B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008192620A JP4911135B2 (en) 2008-07-25 2008-07-25 Self-ignition combustion detector
DE102009027634.3A DE102009027634B4 (en) 2008-07-25 2009-07-10 Compression ignited combustion detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008192620A JP4911135B2 (en) 2008-07-25 2008-07-25 Self-ignition combustion detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010031696A JP2010031696A (en) 2010-02-12
JP4911135B2 true JP4911135B2 (en) 2012-04-04

Family

ID=41428911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008192620A Active JP4911135B2 (en) 2008-07-25 2008-07-25 Self-ignition combustion detector

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4911135B2 (en)
DE (1) DE102009027634B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6088209B2 (en) * 2012-11-06 2017-03-01 ダイハツ工業株式会社 Control device for internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859310A1 (en) 1998-12-22 2000-06-29 Bosch Gmbh Robert Engine control device
JP3951515B2 (en) * 1999-09-13 2007-08-01 日産自動車株式会社 Compression self-ignition internal combustion engine
JP3965905B2 (en) * 2000-12-05 2007-08-29 日産自動車株式会社 Compression self-ignition internal combustion engine
JP2005180356A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Toyota Motor Corp Compensating gear and compensating method of crank angle sensor
DE102004037131A1 (en) 2004-07-30 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Device and method for controlling an internal combustion engine
JP2006291903A (en) * 2005-04-13 2006-10-26 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP4905175B2 (en) * 2006-03-31 2012-03-28 マツダ株式会社 Spark ignition gasoline engine
JP4793295B2 (en) * 2006-03-31 2011-10-12 マツダ株式会社 Spark ignition gasoline engine
US7484498B2 (en) 2006-03-31 2009-02-03 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine
JP2008008235A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Toyota Motor Corp Stop/start control device of internal combustion engine
JP4788554B2 (en) * 2006-09-29 2011-10-05 マツダ株式会社 Spark ignition direct injection gasoline engine
JP4816383B2 (en) * 2006-09-29 2011-11-16 マツダ株式会社 Spark ignition direct injection gasoline engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009027634A1 (en) 2010-01-28
DE102009027634B4 (en) 2022-03-17
JP2010031696A (en) 2010-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9194313B2 (en) Spark-ignition engine and method of controlling the spark-ignition engine
US8046156B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine
JP5565364B2 (en) Method for detecting abnormal combustion in spark ignition engine and spark ignition engine
JP5423720B2 (en) Control method and control device for spark ignition engine
US7286924B2 (en) Knocking determining apparatus of internal combustion engine
US9702779B2 (en) Engine control device
CN105822438B (en) Method and system for pre-ignition control
JP4873249B2 (en) Control device for vehicle engine
JP4873250B2 (en) Pre-ignition detection device for vehicle engine
JP2010084739A (en) Knocking control device for gas engine
JP2014173560A (en) Ignition control device of internal combustion engine
JP2009287493A (en) Ignition timing control device for internal combustion engine
JP4992782B2 (en) Control device for variable valve mechanism
JP5565370B2 (en) Control method of spark ignition engine and spark ignition engine
JP5459495B2 (en) Control method and control device for spark ignition engine
JP5152103B2 (en) Control device for internal combustion engine
US9291141B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP2012122404A (en) Control system of internal combustion engine
JP5494557B2 (en) Control method of spark ignition engine and spark ignition engine
US10519879B2 (en) Determining in-cylinder pressure by analyzing current of a spark plug
JP4911135B2 (en) Self-ignition combustion detector
JP2012041902A (en) Control device for internal combustion engine
JP5333318B2 (en) Control method and control device for spark ignition engine
JP5429225B2 (en) Spark ignition engine
JP6570504B2 (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110816

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111220

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120102

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4911135

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250