JP6089624B2 - Control device and control method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の異常燃焼の一つであるプレイグニッションの発生もしくはその予兆を検出し、この検出に応答して所定のプレイグニッション回避制御を実行するようにした内燃機関の制御装置および制御方法に関する。 The present invention detects an occurrence or a sign of pre-ignition, which is one of abnormal combustion in an internal combustion engine, and executes a predetermined pre-ignition avoidance control in response to the detection. Regarding the method.
火花点火式の内燃機関においては、点火プラグによる点火前に燃焼室内の混合気が着火するいわゆるプレイグニッションが発生すると、内燃機関の耐久性低下や性能の著しい低下が生じ、好ましくない。 In a spark ignition type internal combustion engine, if so-called pre-ignition occurs in which the air-fuel mixture in the combustion chamber ignites before ignition by the spark plug, the durability and performance of the internal combustion engine are significantly lowered, which is not preferable.
特許文献1には、燃焼室内のイオン電流等から、プレイグニッションの発生そのものの検出に加えて、プレイグニッションの発生前に生じるプレイグニッションの予兆を検出するようにし、この予兆の検出時に、例えば、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによって燃焼室内の温度を低下させ、プレイグニッションの発生を未然に回避するようにした技術が開示されている。
In
また特許文献2には、筒内圧センサが検出する筒内圧変化からプレイグニッションの発生を検出し、プレイグニッションの発生時には、筒内への燃料噴射時期を遅角させることで、燃焼圧力を低下させ、プレイグニッションを抑制する技術が開示されている。ここで、基本噴射時期に対する噴射時期の遅角補正量は、プレイグニッションの発生からプレイグニッションが非検出となるまでサイクル毎に所定量ずつ徐々に増加していく補正分と、機関回転速度と吸入空気量とで定めた学習領域にそれぞれ割り当てられた補正量学習値と、からなる。補正量学習値は、プレイグニッションが発生していない状態で噴射時期を徐々に進角させていったときに、実際にプレイグニッションが発生した段階での噴射時期に基づいて、逐次学習更新される。
In
特許文献1では、予兆検出に基づき実際のプレイグニッションの発生を未然に回避しよとしているが、例えば内燃機関の吸気温や冷却水温が高いときなどプレイグニッションが比較的容易に発生する運転条件の下では、正常燃焼状態からすぐにプレイグニッション発生状態に移行し易く、時間的に、プレイグニッション発生前にその予兆を検出してプレイグニッション発生を回避することが困難である。
In
つまり、正常燃焼状態からプレイグニッション発生までの移行期間が非常に短い状況では、予兆の検出が困難であり、また仮に予兆を検出し得たとしても、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによるプレイグニッション回避が間に合わず、結局、プレイグニッションが発生した後に、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角などによって、その後のプレイグニッションが抑制されるに過ぎない。 In other words, in the situation where the transition period from the normal combustion state to the occurrence of pre-ignition is very short, it is difficult to detect the sign, and even if the sign can be detected, the fuel injection amount is increased or the ignition timing is retarded. The pre-ignition avoidance due to the above is not in time. Eventually, after the pre-ignition occurs, the subsequent pre-ignition is merely suppressed by the increase in the fuel injection amount or the retard of the ignition timing.
また、特許文献2は、実際のプレイグニッションの発生そのものを許容し、補正量学習値を用いて、初期から比較的大幅に噴射時期を遅角させることで、プレイグニッションの早期解消を図っているに過ぎず、プレイグニッションの発生を未然に防止し得るものではない。つまり、特許文献2の学習値は、プレイグニッションが発生したときに与える補正量の学習値であり、プレイグニッションの発生の回避に寄与するものではない。
Further,
本発明は、プレイグニッションが発生し易い条件のときに、プレイグニッションの発生を未然に抑制する内燃機関の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device and control method for an internal combustion engine that suppresses the occurrence of pre-ignition in a condition where pre-ignition is likely to occur.
本発明に係る内燃機関の制御装置ないし制御方法の一つの態様では、燃焼室内でのプレイグニッションに関し、プレイグニッションの発生と、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆と、これらのプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されない正常燃焼と、の少なくとも3つの状態の識別を行い、プレイグニッションの発生を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する。 In one aspect of the control device or control method for an internal combustion engine according to the present invention, the pre-ignition in the combustion chamber, the occurrence of pre-ignition, the pre-ignition that occurs in the combustion chamber, and the occurrence of these pre-ignition At least three states of normal combustion in which no sign is detected are identified, and when the occurrence of pre-ignition is detected, predetermined pre-ignition avoidance control is executed.
ここで、本発明では、少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されている。 Here, in the present invention, a plurality of learning regions are set corresponding to at least the driving conditions that may cause pre-ignition.
そして、上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの直前の制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習する。その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与える。また、当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる。 Then, after the pre-ignition avoidance control is executed, when the normal combustion is restored, the control amount of the pre-ignition avoidance control is gradually decreased, and the control amount immediately before the pre-ignition sign is detected is determined. Learning is performed as a learning value corresponding to the learning region at that time. Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance. In addition, the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas that are determined in advance as learning areas that are more likely to cause pre-ignition than the learning area.
なお、プレイグニッション回避制御としては、内燃機関の有効圧縮比の低下、吸入空気量の抑制、燃料噴射量の増量、筒内への燃料噴射の噴射時期の遅角、内燃機関の回転速度の上昇、などを例示することができるが、これらに限らず、プレイグニッションの抑制に寄与する公知の手段を利用することができる。 The pre-ignition avoidance control includes the reduction of the effective compression ratio of the internal combustion engine, the suppression of the intake air amount, the increase of the fuel injection amount, the retardation of the injection timing of the fuel injection into the cylinder, and the increase of the rotational speed of the internal combustion engine. However, the present invention is not limited thereto, and known means that contribute to suppression of pre-ignition can be used.
また、本発明の第2の態様では、内燃機関の制御装置ないし制御方法は、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を監視し、プレイグニッションの予兆を検出したときに、所定のプレイグニッション回避制御を実行する。 In the second aspect of the present invention, the control device or control method for an internal combustion engine monitors a pre-ignition sign generated in the combustion chamber, and detects a pre-ignition sign when the pre-ignition sign is detected. Execute.
ここで、本発明では、少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されている。 Here, in the present invention, a plurality of learning regions are set corresponding to at least the driving conditions that may cause pre-ignition.
そして、上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習する。その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与える。また、当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる。 Then, the control amount of the pre-ignition avoidance control is gradually increased with respect to the detection of the sign, and the control amount when returning to normal combustion is learned as a learning value corresponding to the learning region at that time. Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance. In addition, the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas that are determined in advance as learning areas that are more likely to cause pre-ignition than the learning area.
すなわち、いずれの態様においても、ある学習領域内での運転中におけるプレイグニッションの発生ないし予兆の検出に伴うプレイグニッション回避制御の制御量の増減の中で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な制御量が、当該学習領域における学習値として得られることとなる。そして、このように学習値が与えられた後は、同じ学習領域内での運転に際して、この学習値による制御量が、実際のプレイグニッションやその予兆の有無に拘わらずに、与えられる。 That is, in any aspect, the occurrence of pre-ignition during driving in a certain learning region or the increase or decrease of the control amount of the pre-ignition avoidance control accompanying the detection of the pre-sign is minimal because no pre-pre-ignition sign occurs. A limited control amount is obtained as a learning value in the learning region. Then, after the learning value is given in this way, a control amount based on the learning value is given regardless of whether or not there is an actual pre-ignition or its sign when driving in the same learning region.
例えば、仮にプレイグニッション回避制御が有効圧縮比の低下であるとすると、ある学習領域内における運転中に実際にプレイグニッションの発生ないし予兆が検出されたときに、プレイグニッション回避の過程の中で、当該学習領域においてプレイグニッションの予兆が生じない程度の有効圧縮比となる制御量を示す学習値が得られる。以後は、当該学習領域においては、プレイグニッションの予兆がなくとも、この学習値に沿った有効圧縮比に制限される。従って、プレイグニッションの発生が懸念される運転条件下において、プレイグニッション発生までのマージンが拡大し、プレイグニッションの発生がより確実にかつ未然に防止される。 For example, if the pre-ignition avoidance control is a decrease in the effective compression ratio, when an occurrence or a sign of pre-ignition is actually detected during driving in a certain learning region, in the process of pre-ignition avoidance, A learning value indicating a control amount that provides an effective compression ratio that does not cause a sign of pre-ignition in the learning region is obtained. Thereafter, in the learning area, even if there is no sign of pre-ignition, the effective compression ratio is limited to the learning value. Therefore, under the driving conditions where the occurrence of pre-ignition is a concern, the margin until the occurrence of pre-ignition is expanded, and the occurrence of pre-ignition is more reliably prevented.
この発明によれば、プレイグニッションの発生が懸念される運転条件に対応した各学習領域について、学習値に基づき、プレイグニッションの予兆が生じない程度の制御量が事前に与えられるので、プレイグニッションの発生を未然に回避することができる。 According to the present invention, for each learning region corresponding to the driving condition in which the occurrence of pre-ignition is concerned, a control amount that does not cause a pre-ignition sign is given in advance based on the learning value. Occurrence can be avoided in advance.
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明が適用された自動車用内燃機関1のシステム構成を示している。この内燃機関1は、筒内直噴型の火花点火式内燃機関であって、各気筒毎に、筒内へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁2を備えているとともに、生成された混合気に点火を行うための点火プラグ3を備えている。上記点火プラグ3には、プレイグニッション検出手段として燃焼室内のイオン電流を測定するイオン電流センサ4が付設されている。なお、このイオン電流センサ4は、点火プラグ3自体を検出プローブとして利用するものであるが、点火プラグ3とは別に独立したイオン電流センサを用いるようにしてもよい。
FIG. 1 shows the system configuration of an automotive
また各気筒は、吸気弁5と排気弁7とを具備しているが、吸気弁5は、該吸気弁5の開閉時期(少なくとも閉時期)を可変制御できる可変動弁装置6を備え、排気弁7は、該排気弁7の開閉時期を可変制御できる可変動弁装置8を備えている。これらの可変動弁装置6,8は、エンジンコントローラ10によって制御されている。
Each cylinder includes an
吸気通路11の上流側には、エンジンコントローラ10からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットル弁12が介装されており、排気通路13から吸気通路11に至る排気還流通路14には、排気還流制御弁15が介装されている。
An electronically controlled
上記エンジンコントローラ10には、上記のイオン電流センサ4のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ16、吸入空気量を検出するエアフロメータ17、吸気温を検出する吸気温センサ18、冷却水温を検出する水温センサ19、潤滑油温を検出する油温センサ20、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ21、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ10は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁2による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ3による点火時期、吸気弁5および排気弁7の開閉時期、スロットル弁12の開度、等を最適に制御している。
In addition to the ion
また、図示例では、内燃機関1の出力軸が、トルクコンバータ25およびベルト式無段変速機(CVT)26を介して駆動輪27を駆動する構成となっている。無段変速機26の変速比は、CVTコントローラ28によって制御される。CVTコントローラ28は、CAN通信を介してエンジンコントローラ10に接続されている。
In the illustrated example, the output shaft of the
上記構成では、イオン電流センサ4によって測定されるイオン電流に基づいて、プレイグニッションが実際に発生しているプレイグニッション発生状態と、プレイグニッションはまだ発生していないものの、その予兆が生じているプレイグニッション予兆状態と、プレイグニッションやその予兆がない正常燃焼状態と、の3つの状態の識別が可能である。燃焼室内で発生するイオン電流は、燃焼室内での燃焼状態ないし燃焼圧に相関し、例えばその発生開始時期やピークの時期などから、プレイグニッションの発生を検出できるほか、実際のプレイグニッション発生前に、その予兆を把握することができる。
In the above configuration, based on the ion current measured by the ion
一方、プレイグニッションの発生やその予兆が検出されたときには、所定のプレイグニッション回避制御が実行される。上記構成では、プレイグニッション回避制御として、例えば、一般に下死点後にある吸気弁閉時期の遅角補正による有効圧縮比の低下、スロットル弁開度の縮小補正による吸気量の低下、筒内に噴射される燃料の増量補正による筒内温度の低下、などが可能である。なお、プレイグニッション発生は、筒内温度とその筒内温度に晒されている時間(つまり機関回転速度)に大きく依存し、回転速度が低いほど、また負荷が高いほど発生し易く、内燃機関の温度(冷却水温、油温等)や吸気温が高いほど発生し易い。 On the other hand, when the occurrence of a pre-ignition or a sign thereof is detected, predetermined pre-ignition avoidance control is executed. In the above configuration, pre-ignition avoidance control includes, for example, a reduction in the effective compression ratio by correction of the retard of the intake valve closing timing, which is generally after bottom dead center, a reduction in the intake amount by correction of the throttle valve opening reduction, and injection into the cylinder. It is possible to reduce the in-cylinder temperature by correcting the increase in the amount of fuel that is generated. The occurrence of pre-ignition greatly depends on the in-cylinder temperature and the time during which it is exposed to the in-cylinder temperature (that is, the engine rotation speed). The lower the rotation speed and the higher the load, the easier the occurrence of pre-ignition. The higher the temperature (cooling water temperature, oil temperature, etc.) and intake air temperature, the more likely it is.
図2および図3は、本発明の要部である学習値の学習処理を示したフローチャートである。ここでは、プレイグニッション回避制御としてスロットル弁開度の縮小補正を用いている。 2 and 3 are flowcharts showing learning value learning processing, which is the main part of the present invention. Here, reduction correction of the throttle valve opening is used as preignition avoidance control.
また本実施例では、複数の学習領域が、内燃機関の回転速度、内燃機関の負荷(アクセルペダル踏込量)、冷却水温、吸気温、の4つのパラメータによって設定されている。詳しくは、図6に模式的に示すように機関回転速度と負荷とに対し学習領域を区画した学習値マップが、各温度条件(冷却水温と吸気温との組み合わせ)毎に設けられている。例えば、「冷却水温TwがTw1≧Tw>Tw2でかつ吸気温TaがTa1≧Ta>Ta2」といった組み合わせ毎に学習値マップを備えている。初期状態では、これらの学習値マップの各領域は未学習であり、ブランクとなっている。なお、機関温度の代表として冷却水温に代えて潤滑油温を用いることも勿論可能である。 In the present embodiment, the plurality of learning regions are set by four parameters: the rotational speed of the internal combustion engine, the load of the internal combustion engine (accelerator pedal depression amount), the coolant temperature, and the intake air temperature. Specifically, as schematically shown in FIG. 6, a learning value map in which a learning region is divided with respect to the engine rotation speed and the load is provided for each temperature condition (combination of cooling water temperature and intake air temperature). For example, a learning value map is provided for each combination of “the cooling water temperature Tw is Tw1 ≧ Tw> Tw2 and the intake air temperature Ta is Ta1 ≧ Ta> Ta2”. In the initial state, each region of these learning value maps is not learned and is blank. Of course, it is possible to use the lubricating oil temperature instead of the cooling water temperature as a representative of the engine temperature.
図2および図3に示す処理は、内燃機関の運転中に繰り返し実行されているものであって、まずステップ1では、プレイグニッションの予兆が検出されたか否かを判定し、ここでNOであれば、さらにステップ2において、実際のプレイグニッションの発生が検出されたか否かを判定する。ステップ2でNOであれば、図3のステップ25におけるキーOFFの判定を経て、一連のルーチンを終了する。つまり、正常燃焼状態でもって運転されている間、プレイグニッションの予兆とプレイグニッションの発生とが継続的に監視される。
The processing shown in FIG. 2 and FIG. 3 is repeatedly executed during operation of the internal combustion engine. First, in
なお、後述するように、このときの運転条件に対応する学習領域に既に学習値が書き込まれている場合(つまり当該学習領域が学習済みである場合)には、この学習値に沿ってスロットル弁開度が縮小補正された状態でもって運転が行われる。 As will be described later, when a learning value has already been written in the learning region corresponding to the driving condition at this time (that is, when the learning region has already been learned), the throttle valve is moved along this learning value. The operation is performed with the opening degree corrected for reduction.
例えば吸気温が高いときなどに急にプレイグニッションが発生する場合、予兆の検出ならびにこの予兆検出に基づくプレイグニッション回避が実質的に間に合わずにプレイグニッションが発生することがある。ステップ2でプレイグニッションの発生を検出したら、ステップ3へ進み、プレイグニッション回避制御として、通常の目標開度に所定の制御量(所定の大きさの開度減少補正量)を加えることで、スロットル弁開度を比較的大きく閉じる。このときの補正後の目標開度は、プレイグニッションを回避し得る吸気量となるスロットル弁開度であって、予め定めた固定値であってもよく、あるいは、運転条件に応じて可変的に設定するようにしてもよい。
For example, when a pre-ignition occurs suddenly when the intake air temperature is high, for example, the detection of the sign and the avoidance of the pre-ignition based on the detection of the sign may not be substantially in time, and the pre-ignition may occur. When the occurrence of pre-ignition is detected in
このようにスロットル弁開度を縮小補正した後、ステップ4へ進み、正常燃焼状態となったかを繰り返し判定する。スロットル弁開度の縮小補正により正常燃焼状態となったことが検出されたら、ステップ5へ進み、学習値の学習のために、スロットル弁開度を所定の微小量だけ増加させる。換言すれば、プレイグニッション回避のための制御量(スロットル弁開度の減少補正量)を一定量減少させる。そして、ステップ6で、プレイグニッションの予兆が検出されたか否か判定し、ここでプレイグニッションの予兆が検出されるまで、ステップ5,6を繰り返し行う。従って、予兆が検出されるまで、スロットル弁開度が徐々に増加(プレイグニッション回避のための制御量が徐々に減少)していく。
After the throttle valve opening is corrected for reduction in this way, the routine proceeds to step 4 where it is repeatedly determined whether a normal combustion state has been reached. If it is detected that the normal combustion state has been achieved by the reduction correction of the throttle valve opening, the routine proceeds to step 5 where the throttle valve opening is increased by a predetermined minute amount in order to learn the learning value. In other words, the control amount for avoiding pre-ignition (throttle valve opening decrease correction amount) is decreased by a certain amount. In
ステップ6でプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ7へ進み、予兆が検出された直前のスロットル弁開度(つまり前回値)を、当該学習領域における学習値として保存する。
If a pre-ignition sign is detected in
一方、比較的緩慢にプレイグニッションが発生しようとする状況では、実際のプレイグニッションの発生の前に、その予兆が検出され得る。ステップ1で予兆を検出したときには、ステップ8へ進み、プレイグニッション回避制御(ここでは学習値の学習制御を兼ねたものとなる)として、スロットル弁開度を所定の微小量だけ減少させる。換言すれば、プレイグニッション回避のための制御量(スロットル弁開度の減少補正量)を一定量増加させる。そして、ステップ9で、プレイグニッションの予兆が解消して正常燃焼状態となったか否か判定し、ここで正常燃焼状態であることが検出されるまで、ステップ8,9を繰り返し行う。従って、正常燃焼状態となるまで、スロットル弁開度が徐々に減少(プレイグニッション回避のための制御量が徐々に増加)していく。
On the other hand, in a situation where pre-ignition is about to occur relatively slowly, the sign can be detected before the actual occurrence of pre-ignition. When a sign is detected in
ステップ9で正常燃焼状態が検出されたら、ステップ10へ進み、当該学習領域において学習値が既に存在するか(つまり学習済か)否かを判定する。既に学習済であれば、学習値は更新せず、図3のステップ25におけるキーOFFの判定へ進む。ステップ10において未学習であると判定した場合には、ステップ11へ進み、そのときのスロットル弁開度(つまり正常燃焼状態に復帰したときのスロットル弁開度)を、当該学習領域における学習値として保存する。
When a normal combustion state is detected in
図3は、上記のステップ7もしくはステップ11において学習値を得た後の学習値の書き込み処理に関するフローチャートであって、ステップ21では、学習値を得たときの学習領域を特定する4つのパラメータ、つまり、回転速度、負荷(アクセルペダル踏込量)、冷却水温、吸気温、を読み込む。
FIG. 3 is a flowchart relating to the learning value writing process after obtaining the learning value in Step 7 or Step 11 above. In
次にステップ22では、これらの4つのパラメータで特定される運転条件が、学習値マップにおける既存の学習領域の外であるか否かを判定する。運転条件が既存の学習領域に含まれている場合には、ステップ22からステップ23へ進み、ステップ21で読み込んだパラメータ(回転速度、負荷、冷却水温、吸気温)に対応する学習領域に、ステップ7もしくはステップ11において得た学習値を書き込む。
Next, in step 22, it is determined whether or not the driving condition specified by these four parameters is outside the existing learning region in the learning value map. If the operation condition is included in the existing learning region, the process proceeds from step 22 to step 23, and the step is performed in the learning region corresponding to the parameters (rotation speed, load, cooling water temperature, intake air temperature) read in
さらにステップ24へ進み、ここでは、学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域で未学習の領域があれば、同じ学習値を書き込む。具体的には、実際の学習が行われたときの回転速度Ne0、負荷TH0、冷却水温Tw0、吸気温Ta0に対し、回転速度がNe0以下、負荷がTH0以上、冷却水温がTw0以上、吸気温がTa0以上、という4つの条件を満たす未学習の学習領域に、同じ学習値を保存する。図6は、この処理の一例を説明するもので、例えば、ある温度条件の下での学習値マップにおいて、領域101で学習値が得られたとすると、これよりも回転速度が低くかつ負荷が大きい領域102〜124の全てに、同じ学習値が反映する。
Further, the process proceeds to step 24, where the same learning value is written if there is an unlearned area in a learning area where the possibility of occurrence of pre-ignition is higher than that in the learning area. Specifically, with respect to the rotational speed Ne0, load TH0, cooling water temperature Tw0, and intake air temperature Ta0 when actual learning is performed, the rotational speed is Ne0 or lower, the load is TH0 or higher, the cooling water temperature is Tw0 or higher, and the intake air temperature. The same learning value is stored in an unlearned learning region that satisfies the four conditions that is equal to or higher than Ta0. FIG. 6 illustrates an example of this processing. For example, if a learning value is obtained in the region 101 in a learning value map under a certain temperature condition, the rotational speed is lower and the load is higher than this. The same learning value is reflected in all of the
なお、一つの実施例では、上記のように領域102〜124の中で未学習の領域のみに学習値の書き込みがなされるが、他の実施例として、学習済の領域に対して、既存の学習値と新たな学習値との大小比較を行い、プレイグニッションをより回避する方向(スロットル弁開度であれば、より小さな開度)に新たな学習値が得られた場合には更新を行うようにしてもよい。
In one embodiment, as described above, the learning value is written only in the unlearned area among the
そして、ステップ25へ進んで、キーOFFであるか否かの判定を行い、キーOFFでなければ、上述した一連のルーチンを繰り返す。キーOFFとなったときには、ステップ26へ進み、各学習領域に書き込まれた学習値を全てリセットする。 Then, the process proceeds to step 25, where it is determined whether or not the key is OFF. If the key is not OFF, the series of routines described above are repeated. When the key is OFF, the process proceeds to step 26, and all the learning values written in each learning area are reset.
従って、キーONからキーOFFまでの1回のトリップにおいては、キーONとなった初期には、いずれの学習領域にも学習値が存在せず、スロットル弁開度は特に制限されない。ある運転条件の下での運転中にプレイグニッションそのものあるいはその予兆が検出されると、上述したようにスロットル弁開度を縮小するプレイグニッション回避制御が実行され、かつその過程の中で、学習値が設定される。この学習値は、前述したように、当該学習領域のほかに、これよりもプレイグニッションの可能性が高い他の学習領域にも反映する。このようにして一部の学習領域に学習値が書き込まれた状態では、以後、その学習領域内に運転条件が入ったときに、学習値に沿ったスロットル弁開度の制限が事前に実行される。従って、一旦プレイグニッションの発生ないし予兆が検出された学習領域(およびこれよりもプレイグニッションの可能性が高い学習領域)では、以後は、プレイグニッションが発生しにくい状態となり、プレイグニッションの発生が未然に防止される。そして、キーOFFとなって1回のトリップが終了すると、学習値はリセットされるので、次回のトリップでは、実際にプレイグニッションの発生や予兆が検出されない限りは、スロットル弁開度の制限が不必要に行われることがない。 Therefore, in one trip from the key ON to the key OFF, there is no learning value in any learning region at the initial stage when the key is ON, and the throttle valve opening is not particularly limited. When preignition itself or a sign thereof is detected during operation under certain operating conditions, preignition avoidance control for reducing the throttle valve opening is executed as described above, and the learning value is obtained during the process. Is set. As described above, this learning value is reflected not only in the learning area but also in other learning areas having a higher possibility of pre-ignition. In the state where the learning value is written in a part of the learning region in this way, thereafter, when the operating condition enters the learning region, the restriction of the throttle valve opening according to the learning value is executed in advance. The Therefore, in the learning area where the occurrence or sign of pre-ignition has been detected (and the learning area where the possibility of pre-ignition is higher), the pre-ignition is less likely to occur thereafter, and the occurrence of pre-ignition has not occurred. To be prevented. When the key is turned off and one trip is completed, the learning value is reset. Therefore, the next trip does not limit the throttle valve opening unless an actual pre-ignition or sign is detected. It is not done as necessary.
一方、ステップ22の判定において、学習値を得た運転条件が学習値マップにおける既存の学習領域の外であれば、ステップ27へ進み、新たな学習領域の追加を行う。即ち、図7に示すように、初期状態では、学習値マップの全域には学習領域は設定されておらず、「初期設定されている学習領域」として図示するように、回転速度および負荷の一部の範囲(プレイグニッションの可能性が高い低速高負荷側の一部領域)に複数の学習領域が設定されている。これは、制御の簡素化ならびにプレイグニッションの可能性が低い領域で不必要なスロットル弁開度の制限を行わないためであるが、このように予め用意された学習領域以外の領域(例えば図7に示す領域201)でプレイグニッション(あるいはその予兆)が検出された場合には、以後のプレイグニッションの再発を回避するために、領域201を新たに学習領域として追加する。
On the other hand, if it is determined in step 22 that the driving condition for obtaining the learning value is outside the existing learning area in the learning value map, the process proceeds to step 27 to add a new learning area. That is, as shown in FIG. 7, in the initial state, no learning area is set in the entire learning value map, and one of the rotational speed and the load is illustrated as illustrated as “initially set learning area”. A plurality of learning areas are set in the part range (partial area on the low speed and high load side where the possibility of pre-ignition is high). This is for simplifying control and not limiting unnecessary throttle valve opening in an area where the possibility of pre-ignition is low. However, an area other than the learning area prepared in advance (for example, FIG. 7). When the pre-ignition (or a sign thereof) is detected in the area 201), the
従って、ステップ27に続くステップ23では、上記のように追加された新たな学習領域に、学習値が書き込まれる。
Therefore, in step 23 following
なお、ステップ27で追加した学習領域の情報は、ステップ25のキーOFF後も保存される。但し、学習領域に対して書き込まれた学習値の値は、前述したように、キーOFFに伴いステップ26においてクリアされる。つまり、プレイグニッションの可能性が実際にあるために実行された領域の追加・拡張(例えば領域201の追加)は、次回のトリップにも有効となる。
Note that the learning area information added in
なお、ステップ24の処理に対応するように、ステップ27において、そのときの運転条件に対応する領域(例えば図7の領域201)に加えて、さらに、これよりもプレイグニッションの可能性が高い領域(例えば図7の領域202,203等)を新たな学習領域として追加するようにしてもよい。このような場合には、ステップ24において、例えば領域201について学習した学習値が他の領域201,203等にも反映することとなる。
In addition to the region corresponding to the operation condition at that time (for example, the
次に、図4は、図2のステップ2〜7に主に対応するプレイグニッション発生時の作用を説明するタイムチャートである。図の上段は、プレイグニッション発生ないし予兆を示す1つのパラメータとして、点火時期後のイオン電流検出タイミングを示しており、プレイグニッションの発生時には、これが早期となる。また、実際のプレイグニッションの発生前に、予兆として、若干早くなる傾向がある。従って、このイオン電流検出タイミングに基づいて、プレイグニッションの発生、予兆、および正常燃焼の識別が可能である。図示例では、理解を容易にするために、イオン電流検出タイミングを、正常燃焼領域、プレイグニッション予兆領域、プレイグニッション発生領域、の3つに単純に分けて示している。また、このタイムチャートの例では、プレイグニッション回避制御として、上述のスロットル弁開度の縮小補正に代えて、可変動弁装置6を介した吸気弁5の閉時期(IVC)の遅角補正を行っており、図4の下段は、その制御量となる遅角補正量を示している。なお、ここでは、通常の吸気弁閉時期が下死点後であることを前提としている。
Next, FIG. 4 is a time chart for explaining the action when pre-ignition occurs mainly corresponding to
図4の例では、正常燃焼状態から比較的急にプレイグニッションが発生しており、従って予兆検出が間に合わずに、時刻t1においてプレイグニッションの発生が検出される。これに伴い、プレイグニッション回避制御として所定量の制御量が与えられ、つまり吸気弁閉時期が所定量だけ遅角する。このときの目標吸気弁閉時期は、プレイグニッション回避に十分なレベルまで遅角したものとなる。機械的な可変動弁機構6の変化速度には限界があるので、図4では、時刻t1以降、遅角補正された目標吸気弁閉時期へ向かって可変動弁機構6が最大速度で動作している状態が示されている。このような吸気弁閉時期の遅角に伴って有効圧縮比が低下するので、プレイグニッションは抑制され、やがて正常燃焼状態に復帰する。
In the example of FIG. 4, preignition has occurred relatively suddenly from the normal combustion state, and therefore the detection of the sign is not in time, and the occurrence of preignition is detected at time t1. Along with this, a predetermined amount of control is given as preignition avoidance control, that is, the intake valve closing timing is retarded by a predetermined amount. The target intake valve closing timing at this time is retarded to a level sufficient to avoid pre-ignition. Since the speed of change of the mechanical
この正常燃焼の検出に伴い、吸気弁閉時期は、その後、逆に徐々に進角される。なお、このときの進角速度は、図示するように、プレイグニッション発生時の遅角速度に比較して緩慢である。このように吸気弁閉時期が徐々に進角していくと、いずれプレイグニッションの予兆が検出される。図示例では、時刻t2において、予兆を検出しており、このときの直前の制御量が学習値として保存される。従って、図4から明らかなように、学習値は、そのときの温度条件を含めた運転条件の下で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な遅角補正量に相当する。 Along with the detection of this normal combustion, the intake valve closing timing is thereafter gradually advanced. It should be noted that the advance speed at this time is slower than the retard speed when the pre-ignition occurs, as shown in the figure. Thus, when the intake valve closing timing is gradually advanced, a pre-ignition sign is detected. In the illustrated example, a sign is detected at time t2, and the control amount immediately before this time is stored as a learned value. Therefore, as is clear from FIG. 4, the learning value corresponds to the minimum amount of retardation correction necessary for preventing the occurrence of pre-ignition under operating conditions including the temperature condition at that time.
以後は、同じ学習領域では、プレイグニッションの発生ないし予兆の有無に拘わらずに、この学習値に基づく遅角補正を加えた状態で運転がなされる。従って、プレイグニッション発生までのマージンが拡大し、プレイグニッションの発生がより確実にかつ未然に防止される。また、仮にプレイグニッションが再度発生しそうになったとしても、予め有効圧縮比が低下していることから、プレイグニッション発生が緩慢なものとなり、予兆の段階で回避することが可能となる。 Thereafter, in the same learning region, the vehicle is operated in a state in which the retardation correction based on the learning value is added regardless of the occurrence of a pre-ignition or the presence or absence of a sign. Accordingly, the margin until the occurrence of pre-ignition is increased, and the occurrence of pre-ignition is prevented more reliably and in advance. Even if pre-ignition is likely to occur again, since the effective compression ratio has been lowered in advance, the occurrence of pre-ignition becomes slow and can be avoided at the sign stage.
次に、図5は、図2のステップ1,8〜11に主に対応するプレイグニッションの予兆検出時の作用を説明するタイムチャートである。この例では、正常燃焼状態から比較的緩慢にプレイグニッションが発生しようとしているため、時刻t1において、プレイグニッションの予兆が検出される。これに伴い、プレイグニッション回避制御として、徐々に吸気弁閉時期が遅角される。なお、このときの遅角速度は、プレイグニッションの予兆から実際のプレイグニッションの発生へ移行することがないように適当に設定される。
Next, FIG. 5 is a time chart for explaining the operation at the time of detecting a pre-ignition sign mainly corresponding to
吸気弁閉時期の遅角補正により、プレイグニッションは抑制され、やがて予兆状態から正常燃焼状態へと復帰する。図示例では、時刻t2において正常燃焼への移行を検出しており、このときの制御量が学習値として保存される。従って、この場合も、得られた学習値は、そのときの温度条件を含めた運転条件の下で、プレイグニッションの予兆が生じないために最小限必要な遅角補正量に相当する。 The pre-ignition is suppressed by correcting the delay of the intake valve closing timing, and eventually returns from the predictive state to the normal combustion state. In the illustrated example, the transition to normal combustion is detected at time t2, and the control amount at this time is stored as a learned value. Accordingly, in this case as well, the obtained learning value corresponds to the minimum amount of retardation correction necessary for preventing the occurrence of pre-ignition under the operating conditions including the temperature condition at that time.
次に、図8および図9に基づいて、学習値の学習処理の途中で運転条件が所定の学習領域の範囲(図7で説明した全体的な学習領域の範囲)から外れた場合を考慮した第2の実施例を説明する。 Next, based on FIG. 8 and FIG. 9, the case where the driving condition deviates from the predetermined learning region range (the entire learning region range described in FIG. 7) during the learning value learning process is considered. A second embodiment will be described.
図8は、この第2の実施例における学習処理の要部を示すフローチャートである。これは、図2におけるステップ5,6の繰り返し処理の間、および、ステップ8,9の繰り返し処理の間に、それぞれ実行されるものであって、ステップ31で、運転条件が学習領域全体の範囲から外れたか否かを判定し、NOであれば、ステップ5,6もしくはステップ8,9の処理を継続する。ステップ31において、運転条件が学習領域全体の範囲から外れた場合には、ステップ32へ進み、その直前の制御量の値と、対応する学習領域(領域101等の個々の学習領域)と、を一時的に記憶する。そして、ステップ33において、学習処理途中の学習領域(記憶した学習領域)に運転条件が再度復帰したか繰り返し判定し、YESであれば、ステップ34へ進んで、ステップ32で記憶していた制御量をセットする。これにより、中断前の値を用いてステップ5,6もしくはステップ8,9の処理が再開される。
FIG. 8 is a flowchart showing the main part of the learning process in the second embodiment. This is executed during the repeated processing of
図9は、このような処理を説明するためのタイムチャートであって、図4の例と同様に、プレイグニッションの発生を検出してプレイグニッション回避制御(ここでは吸気弁閉時期の遅角補正)が実行され、正常燃焼状態に復帰した後に、学習処理として吸気弁閉時期が徐々に進角していくが、その途中の時刻t3において、運転条件の急変により処理が中断している。このような運転条件の変化は、例えば、アクセルペダル開度のOFF操作や、トルクコンバータ25における図示せぬロックアップ機構のロックアップ解除、などによって生じる。そして、時刻t4において、再度同じ学習領域に入ったら、時刻t3における制御量の値を用いて、学習処理を再開する。なお、時刻t3と時刻t4との間では、上段のイオン電流検出タイミングおよび下段の吸気弁閉時期のいずれも不定であるので、図では省略してある。
FIG. 9 is a time chart for explaining such processing. Like the example of FIG. 4, the occurrence of pre-ignition is detected, and pre-ignition avoidance control (here, the correction of the retarded timing of the intake valve closing timing) is performed. ) Is executed and the normal combustion state is restored, and the intake valve closing timing is gradually advanced as a learning process, but the process is interrupted due to a sudden change in operating conditions at time t3. Such a change in operating conditions occurs, for example, when the accelerator pedal opening is turned off or when a lockup mechanism (not shown) in the
この第2の実施例によれば、プレイグニッションやその予兆が実際に検出されたときに、運転条件の急な変化があっても学習を完了させることができ、以後のプレイグニッションの回避に寄与する。 According to the second embodiment, when pre-ignition or a sign thereof is actually detected, learning can be completed even if there is a sudden change in driving conditions, contributing to avoidance of subsequent pre-ignition. To do.
1…内燃機関
2…燃料噴射弁
4…イオン電流センサ
6…可変動弁装置
10…エンジンコントローラ
18…吸気温センサ
19…水温センサ
12…スロットル弁
21…アクセル開度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されており、
上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの直前の制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えるとともに、
当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 Pre-ignition in the combustion chamber can be identified in at least three states: pre-ignition occurrence, pre-ignition signs occurring in the combustion chamber, and normal combustion in which these pre-ignition occurrences or signs are not detected. In the control device for an internal combustion engine that has ignition detection means and executes predetermined pre-ignition avoidance control when occurrence of pre-ignition is detected,
Multiple learning areas are set up corresponding to at least driving conditions that may cause pre-ignition,
After execution of the pre-ignition avoidance control, when normal combustion is restored, the control amount of the pre-ignition avoidance control is gradually decreased, and the control amount immediately before the pre-ignition sign is detected is Learning as a learning value corresponding to the learning area of time,
Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance ,
A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas determined in advance as a learning area having a higher possibility of occurrence of preignition than the learning area .
少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域が設定されており、
上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えるとともに、
当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control apparatus for an internal combustion engine, having a pre-ignition detection means for detecting a pre-ignition sign generated in the combustion chamber, and executing a predetermined pre-ignition avoidance control when detecting the pre-ignition sign,
Multiple learning areas are set up corresponding to at least driving conditions that may cause pre-ignition,
The control amount of the preignition avoidance control is gradually increased with respect to the detection of the sign, and the control amount when returning to normal combustion is learned as a learning value corresponding to the learning region at that time,
Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance ,
A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas determined in advance as a learning area having a higher possibility of occurrence of preignition than the learning area .
少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域を予め設定し、
上記プレイグニッション回避制御の実行後、正常燃焼に復帰したときに、上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に減少させていき、プレイグニッションの予兆が検出されたときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えるとともに、
当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる、ことを特徴とする内燃機関の制御方法。 Regarding pre-ignition in the combustion chamber, at least three states are identified: pre-ignition occurrence, pre-ignition signs occurring in the combustion chamber, and normal combustion in which these pre-ignition occurrences or signs are not detected, In a control method for an internal combustion engine that executes predetermined pre-ignition avoidance control when occurrence of pre-ignition is detected,
A plurality of learning areas are set in advance corresponding to at least driving conditions that may cause pre-ignition,
After the pre-ignition avoidance control is executed, when normal combustion is restored, the control amount of the pre-ignition avoidance control is gradually decreased, and the control amount when the pre-ignition sign is detected is Learning as a learning value corresponding to the learning area,
Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance ,
A control method for an internal combustion engine, characterized in that the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas determined in advance as a learning area having a higher possibility of occurrence of pre-ignition than the learning area .
少なくともプレイグニッションの可能性がある運転条件に対応して複数の学習領域を予め設定し、
上記予兆の検出に対し上記プレイグニッション回避制御の制御量を徐々に増加させていき、正常燃焼に復帰したときの制御量を、そのときの学習領域に対応する学習値として学習し、
その後は、当該学習領域では、上記学習値による制御量を事前に与えるとともに、
当該学習領域よりもプレイグニッションの発生可能性が高い学習領域として予め定めた1つあるいは複数の学習領域に、同じ学習値を反映させる、ことを特徴とする内燃機関の制御方法。 In a control method for an internal combustion engine that monitors a pre-ignition sign generated in a combustion chamber and executes predetermined pre-ignition avoidance control when the pre-ignition sign is detected,
A plurality of learning areas are set in advance corresponding to at least driving conditions that may cause pre-ignition,
The control amount of the preignition avoidance control is gradually increased with respect to the detection of the sign, and the control amount when returning to normal combustion is learned as a learning value corresponding to the learning region at that time,
Thereafter, in the learning area, a control amount based on the learning value is given in advance ,
A control method for an internal combustion engine, characterized in that the same learning value is reflected in one or a plurality of learning areas determined in advance as a learning area having a higher possibility of occurrence of pre-ignition than the learning area .
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