JP5994581B2 - 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予兆を検出し、この予兆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 relates to a control device and a control method for an internal combustion engine that detects a pre-ignition sign that is one of abnormal combustion of an internal combustion engine and executes predetermined pre-ignition avoidance control in response to the sign detection. .

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予兆を検出し、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 Patent Document 1, a sign of pre-ignition is detected from an ionic current or the like in the combustion chamber, and at the time of detection of this sign, for example, the temperature in the combustion chamber is decreased by increasing the fuel injection amount or retarding the ignition timing, A technique is disclosed in which the occurrence of pre-ignition is avoided in advance.

特開2006−46140号公報JP 2006-46140 A

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。   Under operating conditions where pre-ignition occurs relatively easily, for example when the intake air temperature or cooling water temperature of the internal combustion engine is high, it is easy to shift from the normal combustion state to the pre-ignition occurrence state immediately, and pre-ignition occurs over time. It is difficult to avoid the occurrence of pre-ignition by detecting the sign beforehand.

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.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を検出するプレイグニッション予兆検出手段を有し、プレイグニッションの予兆の検出時に、プレイグニッション回避制御を実行する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes pre-ignition sign detection means for detecting a pre-ignition sign generated in the combustion chamber, and executes pre-ignition avoidance control when the pre-ignition sign is detected.

さらに、内燃機関の運転条件に基づいて、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定する即時プレイグニッション発生条件判定手段を備えており、即時プレイグニッション発生条件であるときは、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御を実行することを特徴としている。   Furthermore, it is provided with an immediate pre-ignition generation condition determining means for determining whether or not it is an immediate pre-ignition generation condition that immediately shifts from normal combustion to pre-ignition based on the operating condition of the internal combustion engine. When it is, it is characterized by performing preliminary preignition suppression control for securing the sign detection period.

また、本発明に係る内燃機関の制御方法は、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の検出時に、プレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御方法において、
内燃機関の運転条件に基づいて、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定し、
即時プレイグニッション発生条件であるときは、プレイグニッションの予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御を実行する、ことを特徴としている。
Further, the control method of an internal combustion engine according to the present invention is a control method of an internal combustion engine that monitors a pre-ignition sign generated in the combustion chamber and executes pre-ignition avoidance control when detecting the pre-ignition sign.
Based on the operating conditions of the internal combustion engine, it is determined whether or not it is an immediate pre-ignition generation condition that immediately shifts from normal combustion to pre-ignition,
When it is an immediate pre-ignition generation condition, preliminary pre-ignition suppression control for securing a pre-ignition sign detection period is executed.

例えば、内燃機関の吸気温、冷却水温、油温などが高いときには、正常燃焼からプレイグニッションへ移行する際の移行期間が非常に短い。本発明では、このような特定の状況を、即時プレイグニッション発生条件であるとして、内燃機関の運転条件に基づいて判定する。内燃機関の運転条件が即時プレイグニッション発生条件である場合には、予兆検出に拘わらずに、予備プレイグニッション抑制制御を実行する。   For example, when the intake air temperature, cooling water temperature, oil temperature, and the like of the internal combustion engine are high, the transition period when shifting from normal combustion to pre-ignition is very short. In the present invention, such a specific situation is determined based on the operating condition of the internal combustion engine, assuming that it is an immediate pre-ignition generation condition. When the operating condition of the internal combustion engine is an immediate pre-ignition generation condition, preliminary pre-ignition suppression control is executed regardless of the sign detection.

予備プレイグニッション抑制制御は、プレイグニッションの予兆検出期間を確保するために正常燃焼からプレイグニッションへの移行をより緩慢とするための制御であり、内燃機関の有効圧縮比の低下、燃料噴射量の増量、筒内への燃料噴射の噴射時期のリタード、冷却装置による内燃機関の冷却能力の強化、内燃機関の回転速度の上昇、補機を介した内燃機関の負荷の抑制、などの一つあるいは複数の組み合わせとして実行される。   The preliminary pre-ignition suppression control is a control for slowing the transition from normal combustion to pre-ignition in order to secure the pre-ignition sign detection period. One of the increase, retard of the injection timing of the fuel injection into the cylinder, enhancement of the cooling capacity of the internal combustion engine by the cooling device, increase of the rotation speed of the internal combustion engine, suppression of the load of the internal combustion engine via the auxiliary machine, It is executed as a plurality of combinations.

これらの手段の多くは、プレイグニッションの回避そのものにも有効であるが、この予備プレイグニッション抑制制御は、プレイグニッションを完全に回避することを目的とするものではなく、プレイグニッションへの移行を緩慢とするためのものであるので、その程度は比較的弱いもので足りる。例えば、内燃機関の有効圧縮比の低下を例にすると、プレイグニッションを回避するために必要な有効圧縮比の低下に比べて、予備プレイグニッション抑制制御として実行される有効圧縮比の低下は、小幅なものとなる。従って、例えば有効圧縮比の低下に伴うトルクの低下は比較的小さい。   Many of these measures are effective for avoiding pre-ignition itself, but this preliminary pre-ignition suppression control is not intended to completely avoid pre-ignition and slows down the transition to pre-ignition. Therefore, a relatively weak level is sufficient. For example, taking a decrease in the effective compression ratio of an internal combustion engine as an example, the decrease in the effective compression ratio executed as the preliminary pre-ignition suppression control is small compared to the decrease in the effective compression ratio necessary to avoid pre-ignition. It will be something. Therefore, for example, the decrease in torque accompanying the decrease in effective compression ratio is relatively small.

そして、このように予備プレイグニッション抑制制御が実行されている下で、仮にプレイグニッションが発生しそうになると、その予兆の検出に応答して、プレイグニッション回避制御が実行される。プレイグニッション回避制御は、例えば、内燃機関の有効圧縮比の低下、燃料噴射量の増量、筒内への燃料噴射の噴射時期のリタード、などを用いることができるが、例えば予備プレイグニッション抑制制御が有効圧縮比の低下であり、予兆検出に応答するプレイグニッション回避制御も有効圧縮比の低下である場合、プレイグニッション回避制御により低下した有効圧縮比は、予備プレイグニッション抑制制御により低下した有効圧縮比よりもさらに低い圧縮比となる。予備プレイグニッション抑制制御を実行していることによって、実際のプレイグニッション発生までに予兆検出期間を確保でき、従って、予兆検出に応答したプレイグニッション回避制御によって、実際のプレイグニッションの発生が回避される。   When pre-ignition suppression control is being executed in this way, if pre-ignition is likely to occur, pre-ignition avoidance control is executed in response to the detection of the sign. Preignition avoidance control can use, for example, reduction of the effective compression ratio of the internal combustion engine, increase of the fuel injection amount, retard of the injection timing of the fuel injection into the cylinder, etc., for example, preliminary preignition suppression control When the pre-ignition avoidance control that responds to the detection of a sign is also a decrease in the effective compression ratio, the effective compression ratio decreased by the pre-ignition avoidance control is the effective compression ratio decreased by the preliminary pre-ignition suppression control. Even lower compression ratio. By executing the preliminary pre-ignition suppression control, the sign detection period can be secured until the actual pre-ignition occurs, and therefore, the occurrence of the actual pre-ignition is avoided by the pre-ignition avoidance control in response to the sign detection. .

また、運転条件が即時プレイグニッション発生条件でない場合には、上記の予備プレイグニッション抑制制御は実行されない。このような条件下で、仮にプレイグニッションが発生しそうになると、やはりその予兆の検出に応答して、有効圧縮比の低下等のプレイグニッション回避制御が実行される。即時プレイグニッション発生条件でない場合には、一般に正常燃焼からプレイグニッションへ移行するまでの期間に時間的余裕があり、従って、予兆検出ならびにこれに応答したプレイグニッション回避制御によるプレイグニッションの回避が可能である。   Further, when the driving condition is not an immediate pre-ignition generation condition, the preliminary pre-ignition suppression control is not executed. Under such conditions, if pre-ignition is likely to occur, pre-ignition avoidance control such as a decrease in the effective compression ratio is executed in response to the detection of the sign. If it is not an immediate pre-ignition occurrence condition, generally there is a time lag in the period from normal combustion to transition to pre-ignition, so it is possible to avoid pre-ignition by predictive detection and pre-ignition avoidance control in response to this. is there.

この発明によれば、内燃機関の運転条件により正常燃焼から急にプレイグニッションへ移行してしまうような場合でも、確実に予兆を検出してプレイグニッションの発生を回避することができる。また同時に、プレイグニッション回避のためのトレードオフとなる例えばトルクの悪化や燃料消費率の悪化などを最小限に抑制することができる。   According to the present invention, even when the normal combustion suddenly shifts to pre-ignition due to the operating condition of the internal combustion engine, it is possible to reliably detect the sign and avoid the occurrence of pre-ignition. At the same time, it is possible to minimize, for example, the deterioration of torque and the deterioration of the fuel consumption rate, which are tradeoffs for avoiding pre-ignition.

この発明を適用した一実施例の内燃機関のシステム構成図。The system block diagram of the internal combustion engine of one Example to which this invention is applied. 内燃機関の冷却装置の説明図。Explanatory drawing of the cooling device of an internal combustion engine. 有効圧縮比の低下を用いた第1実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows 1st Example using the fall of an effective compression ratio. 即時プレイグニッション発生条件判定の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of immediate play ignition generation condition determination. 回転速度に対する水温閾値の特性を示す特性図。The characteristic view which shows the characteristic of the water temperature threshold with respect to a rotational speed. 第1実施例による非即時プレイグニッション発生条件のときの挙動を示したタイムチャート。The time chart which showed the behavior at the time of the non-immediate pre-ignition generation condition by 1st Example. 第1実施例による即時プレイグニッション発生条件のときの挙動を示したタイムチャート。The time chart which showed the behavior at the time of the immediate play ignition generation condition by 1st Example. 燃料増量を用いた第2実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows 2nd Example using fuel increase. 第2実施例による挙動を示したタイムチャート。The time chart which showed the behavior by 2nd Example. 有効圧縮比の低下と燃料増量とを用いた変形例による挙動を示したタイムチャート。The time chart which showed the behavior by the modification using the fall of an effective compression ratio, and fuel increase. 冷却水温低下を用いた第3実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows 3rd Example using cooling water temperature fall. 機関回転速度上昇を用いた第4実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows 4th Example using the engine rotational speed raise. 冷却水温に対する目標の回転速度の特性を示す特性図。The characteristic view which shows the characteristic of the target rotational speed with respect to cooling water temperature.

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予兆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 internal combustion engine 1 to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 is an in-cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine, and includes a fuel injection valve 2 for injecting fuel into the cylinder for each cylinder, and the generated air-fuel mixture. Is equipped with a spark plug 3 for igniting. The spark plug 3 is provided with an ion current sensor 4 for measuring an ion current in the combustion chamber as a pre-ignition sign detection means. The ion current sensor 4 uses the spark plug 3 itself as a detection probe. However, an ion current sensor independent of the spark plug 3 may be used.

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 intake valve 5 and an exhaust valve 7. The intake valve 5 includes a variable valve device 6 that can variably control the opening / closing timing (at least the closing timing) of the intake valve 5. The valve 7 includes a variable valve device 8 that can variably control the opening / closing timing of the exhaust valve 7. These variable valve gears 6 and 8 are controlled by the engine controller 10.

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

上記エンジンコントローラ10には、上記のイオン電流センサ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、等を最適に制御している。   In addition to the ion current sensor 4 described above, the engine controller 10 includes a crank angle sensor 16 for detecting the engine rotational speed, an air flow meter 17 for detecting the intake air amount, an intake air temperature sensor 18 for detecting the intake air temperature, and a cooling function. Detection signals of sensors such as a water temperature sensor 19 that detects a water temperature, an oil temperature sensor 20 that detects a lubricating oil temperature, and an accelerator opening sensor 21 that detects a depression amount of an accelerator pedal operated by a driver are input. Yes. Based on these detection signals, the engine controller 10 optimally controls the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection valve 2, the ignition timing by the spark plug 3, the opening and closing timings of the intake valve 5 and the exhaust valve 7, and the like. .

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 internal combustion engine 1 is configured to drive the drive wheels 27 via a torque converter 25 and a belt type continuously variable transmission (CVT) 26. The transmission ratio of the continuously variable transmission 26 is controlled by the CVT controller 28. The CVT controller 28 is connected to the engine controller 10 via CAN communication.

また、図2は、上記内燃機関1の冷却装置の構成を示している。この冷却装置は、内燃機関1のシリンダブロックやシリンダヘッド内に設けられたウォータジャケット31と、冷却水と外気との熱交換を行うラジエータ32と、内燃機関1の出力によって常時駆動されるウォータポンプ33と、このウォータポンプ33を介してウォータジャケット31内に流入する冷却水の流量を制御する流量コントロールバルブ34と、ウォータジャケット31から流出した冷却水を、その温度に応じてラジエータ32側もしくはバイバス通路36側へ案内するサーモスタット弁35と、を備えている。上記サーモスタット弁35は、冷却水温に応じて機械的に動作する切換弁である。流量コントロールバルブ34は、上記エンジンコントローラ10によって可変的に制御され、これによって、内燃機関1に対する冷却能力を調節することが可能である。   FIG. 2 shows the configuration of the cooling device for the internal combustion engine 1. The cooling device includes a water jacket 31 provided in a cylinder block and a cylinder head of the internal combustion engine 1, a radiator 32 that performs heat exchange between cooling water and outside air, and a water pump that is always driven by the output of the internal combustion engine 1. 33, a flow rate control valve 34 for controlling the flow rate of the cooling water flowing into the water jacket 31 through the water pump 33, and the cooling water flowing out of the water jacket 31 is supplied to the radiator 32 side or the bypass depending on the temperature. And a thermostat valve 35 for guiding to the passage 36 side. The thermostat valve 35 is a switching valve that operates mechanically according to the coolant temperature. The flow rate control valve 34 is variably controlled by the engine controller 10, whereby the cooling capacity for the internal combustion engine 1 can be adjusted.

次に、上記の構成におけるプレイグニッション回避のための制御について説明する。   Next, control for avoiding preignition in the above configuration will be described.

図3は、制御の第1実施例を示すフローチャートである。この処理は、内燃機関1の運転中に繰り返し実行されるものであって、まずステップ1では、そのときの内燃機関1の運転条件に基づき、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定する。ステップ1の具体的な処理は後述する。   FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment of control. This process is repeatedly executed while the internal combustion engine 1 is in operation. First, in step 1, an immediate pre-ignition occurs in which the normal combustion immediately shifts to the pre-ignition based on the operation conditions of the internal combustion engine 1 at that time. It is determined whether or not the condition is satisfied. Specific processing of Step 1 will be described later.

ステップ1で即時プレイグニッション発生条件でないと判定した場合には、ステップ4へ進み、プレイグニッションの予兆(あるいは実際のプレイグニッション発生)を検出したか否かを判定する。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。   If it is determined in step 1 that the condition is not an immediate pre-ignition occurrence condition, the process proceeds to step 4 to determine whether or not a pre-ignition sign (or actual pre-ignition occurrence) has been detected. The ionic current generated in the combustion chamber correlates with the combustion state or combustion pressure in the combustion chamber.For example, the occurrence of pre-ignition can be detected from the generation start time or peak time, and before the actual pre-ignition occurs. , You can grasp the signs.

ステップ4でプレイグニッションの予兆がなければ、ステップ1に戻る。従って、プレイグニッションの予兆が検出されない限りは、ステップ1,4の処理を繰り返し、プレイグニッションの予兆の監視を継続的に行うこととなる。   If there is no sign of pre-ignition in step 4, the process returns to step 1. Therefore, unless a pre-ignition sign is detected, the processes in steps 1 and 4 are repeated, and the pre-ignition sign is continuously monitored.

ステップ4でプレイグニッションの予兆が検出されると、ステップ5へ進み、プレイグニッション回避制御として、吸気弁5の閉時期(IVC)を下死点から比較的大きく遅角させる。これにより、有効圧縮比が低下し、圧縮端温度が下がることによってプレイグニッション発生が回避される。   When a pre-ignition sign is detected in step 4, the process proceeds to step 5 where the closing timing (IVC) of the intake valve 5 is retarded relatively large from the bottom dead center as pre-ignition avoidance control. As a result, the effective compression ratio is reduced, and the occurrence of pre-ignition is avoided by lowering the compression end temperature.

なお、有効圧縮比の低下は、可変動弁装置6により吸気弁5の閉時期を下死点よりも進角させる(いわゆる早閉じ)ことによっても実現でき、さらには、機械的圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を利用して行うことも可能である。   The reduction in the effective compression ratio can also be realized by advancing the closing timing of the intake valve 5 with respect to the bottom dead center (so-called premature closing) by the variable valve device 6, and further, the mechanical compression ratio can be varied. It is also possible to use a variable compression ratio mechanism.

一方、ステップ1において即時プレイグニッション発生条件であると判定した場合には、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御として、有効圧縮比の低下を行う。具体的には、ステップ2で、予兆検出期間を確保するために必要な目標とする吸気弁閉時期を、そのときの水温および吸気温に基づいて演算する。そして、ステップ3で、この目標の吸気弁閉時期となるように可変動弁装置6を制御する。   On the other hand, if it is determined in step 1 that the immediate pre-ignition occurrence condition is satisfied, the effective compression ratio is reduced as preliminary pre-ignition suppression control for securing the sign detection period. Specifically, in step 2, the target intake valve closing timing necessary for securing the sign detection period is calculated based on the water temperature and the intake air temperature at that time. In step 3, the variable valve gear 6 is controlled so that the target intake valve closing timing is reached.

ステップ3に続くステップ4は前述した通りであり、ステップ4においてプレイグニッションの予兆が検出されない限りは、ステップ1〜ステップ4の処理を繰り返し、予備プレイグニッション抑制制御として有効圧縮比を低下させた状態のまま、プレイグニッションの予兆の監視を継続的に行うこととなる。   Step 4 following Step 3 is the same as described above, and unless a pre-ignition sign is detected in Step 4, the processing of Step 1 to Step 4 is repeated, and the effective compression ratio is reduced as preliminary pre-ignition suppression control. The pre-ignition sign is continuously monitored.

そして、ステップ4においてプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ5へ進み、前述したように、吸気弁閉時期を下死点から比較的大きく遅角させ、プレイグニッションの発生を回避する。   When a pre-ignition sign is detected in step 4, the process proceeds to step 5 and, as described above, the intake valve closing timing is retarded by a relatively large amount from the bottom dead center to avoid the occurrence of pre-ignition.

本実施例では、プレイグニッションの予兆検出に応答して実行されるプレイグニッション回避制御と、プレイグニッションが急に生じやすい即時プレイグニッション発生条件のときに継続的に行われる予備プレイグニッション抑制制御と、の双方が、同じ有効圧縮比の低下として実行されるが、後者の予備プレイグニッション抑制制御によって与えられる有効圧縮比は、前者のプレイグニッション回避制御によって与えられる有効圧縮比よりも高い圧縮比である。つまり、プレイグニッション回避制御では、プレイグニッション発生を回避するに十分な比較的低い有効圧縮比となるのに対し、予備プレイグニッション抑制制御では、仮にプレイグニッションが発生したとしてもその移行が緩慢となれば足りるため、比較的高い有効圧縮比に設定されるのである。   In this embodiment, pre-ignition avoidance control that is executed in response to detection of a pre-ignition sign, pre-pre-ignition suppression control that is continuously performed when an immediate pre-ignition occurrence condition in which pre-ignition is likely to occur suddenly, and Both are executed as the same effective compression ratio reduction, but the effective compression ratio given by the latter preliminary preignition suppression control is higher than the effective compression ratio given by the former preignition avoidance control. . In other words, in pre-ignition avoidance control, the effective compression ratio is relatively low enough to avoid occurrence of pre-ignition, whereas in preliminary pre-ignition suppression control, even if pre-ignition occurs, the transition is slow. Therefore, a relatively high effective compression ratio is set.

図4は、上記ステップ1の即時プレイグニッション発生条件判定の処理の流れを示すフローチャートであって、ステップ11では、内燃機関1の回転速度が所定の回転速度閾値以下であること、および、内燃機関1の充填効率(負荷)が所定の充填効率閾値以上であること、の2つの条件が同時に成立しているか否かを判定する。つまり、低速高負荷域であるかどうか判定している。なお、充填効率は、例えば内燃機関1のサイクル毎の吸入空気量によって示される。   FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the process for determining the immediate pre-ignition occurrence condition in Step 1 above. In Step 11, the rotational speed of the internal combustion engine 1 is equal to or lower than a predetermined rotational speed threshold, and the internal combustion engine. It is determined whether or not the two conditions that the charging efficiency (load) of 1 is equal to or greater than a predetermined charging efficiency threshold are satisfied simultaneously. That is, it is determined whether it is a low speed and high load range. Note that the charging efficiency is indicated by, for example, the intake air amount for each cycle of the internal combustion engine 1.

ステップ11でYESであればステップ12へ進み、内燃機関1の回転速度に基づいて、水温閾値、油温閾値、吸気温閾値、をそれぞれ求める。図5は、一例として、回転速度と水温閾値との関係を示しており、図示するように、基本的に、回転速度が高いほど、水温閾値が高く与えられる。これは、プレイグニッション発生が、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、回転速度が高いほどプレイグニッションが発生しにくいことを考慮したものである。油温閾値および吸気温閾値についても、図示はしないが、同様の傾向となる。なお、回転速度のみならず内燃機関1の負荷を考慮して各閾値を決定するようにしてもよい。この場合は、負荷が高いほどプレイグニッションが発生しやすいので、各閾値は、高負荷ほど低い値となる。   If “YES” in the step 11, the process proceeds to a step 12, and a water temperature threshold value, an oil temperature threshold value, and an intake air temperature threshold value are obtained based on the rotational speed of the internal combustion engine 1, respectively. FIG. 5 shows the relationship between the rotation speed and the water temperature threshold as an example. As shown in the figure, basically, the higher the rotation speed, the higher the water temperature threshold. This is because the occurrence of pre-ignition greatly depends on the in-cylinder temperature and the time of exposure to the in-cylinder temperature (that is, the engine rotation speed), and the higher the rotation speed, the less pre-ignition occurs. is there. Although not illustrated, the oil temperature threshold value and the intake air temperature threshold value have the same tendency. Each threshold value may be determined in consideration of not only the rotational speed but also the load of the internal combustion engine 1. In this case, pre-ignition is more likely to occur as the load is higher, and thus each threshold value is lower as the load is higher.

ステップ13では、そのときの冷却水温、潤滑油温、吸気温を、上記のように決定した水温閾値、油温閾値、吸気温閾値、とそれぞれ比較する。そして、冷却水温が水温閾値以上であること、潤滑油温が油温閾値以上であること、吸気温が吸気温閾値以上であること、の3つの条件が同時に成立しているか否かを判定し、YESであれば、ステップ14へ進み、即時プレイグニッション発生条件であると判定(つまり判定フラグをONとする)する。   In step 13, the cooling water temperature, the lubricating oil temperature, and the intake air temperature at that time are respectively compared with the water temperature threshold value, the oil temperature threshold value, and the intake air temperature threshold value determined as described above. Then, it is determined whether or not the following three conditions are satisfied: the cooling water temperature is equal to or higher than the water temperature threshold, the lubricating oil temperature is equal to or higher than the oil temperature threshold, and the intake air temperature is equal to or higher than the intake temperature threshold. If YES, the process proceeds to step 14, and it is determined that the immediate play ignition generation condition is satisfied (that is, the determination flag is set to ON).

このように、図4の実施例では、機関回転速度、負荷(充填効率)、冷却水温、潤滑油温、吸気温、の5つの要素から、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定している。なお、本発明においては、即時プレイグニッション発生条件の判定は、必ずしもこの5つの要素に限定されるものではなく、いずれかの要素を省略してもよく、逆に、他の別の要素を付加してさらに総合的に判断するようにしてもよい。   As described above, in the embodiment of FIG. 4, an immediate pre-ignition occurs that immediately shifts from normal combustion to pre-ignition from the five elements of engine speed, load (charging efficiency), cooling water temperature, lubricating oil temperature, and intake air temperature. It is determined whether or not the condition is met. In the present invention, the determination of the immediate pre-ignition occurrence condition is not necessarily limited to these five elements, any element may be omitted, and conversely, another other element is added. Then, it may be determined more comprehensively.

次に、図6および図7のタイムチャートに基づいて、上記実施例の作用を説明する。   Next, based on the time charts of FIGS. 6 and 7, the operation of the above embodiment will be described.

図6は、ステップ1において即時プレイグニッション発生条件ではないと判定された状況下でのプレイグニッション発生時の挙動を示している。   FIG. 6 shows the behavior when pre-ignition occurs under the situation where it is determined in step 1 that the condition is not an immediate pre-ignition occurrence condition.

同図の下段は、吸気弁閉時期(IVC)を示している。中段は、即時プレイグニッション発生条件の判定フラグのON・OFFを示している。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、これが早期であるほどプレイグニッション発生とみなされる。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。   The lower part of the figure shows the intake valve closing timing (IVC). The middle row shows ON / OFF of the determination flag of the immediate play ignition occurrence condition. The upper part shows the ion current detection timing after the ignition timing as one parameter indicating the occurrence or sign of pre-ignition. The earlier this is, the more pre-ignition is considered. In the illustrated example, for easy understanding, the ion current detection timing is simply divided into the normal combustion region, the pre-ignition sign region, and the pre-ignition occurrence region.

即時プレイグニッション発生条件でなくとも、何らかの要因で筒内温度の上昇などによりプレイグニッションが発生することはある。このような場合、回避制御を行わないものとすると、同図に、「回避制御なし」として示す線のように、正常燃焼領域からプレイグニッション予兆領域を経てプレイグニッション発生へと移行する。   Even if it is not an immediate pre-ignition generation condition, pre-ignition may occur due to an increase in the in-cylinder temperature due to some factor. In such a case, assuming that avoidance control is not performed, a transition is made from the normal combustion region to the preignition occurrence through the preignition predictive region as shown by a line indicated as “no avoidance control” in FIG.

これに対し、本実施例では、時刻t1においてプレイグニッションの予兆が検出され、これに基づいて、若干の遅れの後に、吸気弁閉時期が遅角(プレイグニッション回避に十分なレベルまで遅角)し、有効圧縮比が低下するので、図示するように、プレイグニッション発生が未然に回避される。可変動弁装置6による有効圧縮比の低下は、一般に機械的な遅れもあり、応答性は必ずしも高くないが、即時プレイグニッション発生条件以外の条件では、予兆検出からプレイグニッション発生までに多少の余裕があることから、十分に対応でき、プレイグニッションの回避が可能である。   On the other hand, in the present embodiment, a pre-ignition sign is detected at time t1, and based on this, the intake valve closing timing is retarded after a slight delay (retarded to a level sufficient to avoid pre-ignition). In addition, since the effective compression ratio is reduced, the occurrence of pre-ignition is avoided as shown in the figure. The decrease in the effective compression ratio due to the variable valve gear 6 is generally due to mechanical delay, and the responsiveness is not necessarily high. Therefore, it is possible to cope sufficiently and avoid pre-ignition.

図7は、ステップ1において即時プレイグニッション発生条件であると判定された状況下でのプレイグニッション発生時の挙動を示している。   FIG. 7 shows the behavior at the time of occurrence of pre-ignition under the condition determined in step 1 as the immediate pre-ignition generation condition.

図中の「比較例」として示すものは、予兆検出に対しプレイグニッション回避制御として有効圧縮比の低下は行うものの、予備プレイグニッション抑制制御は行わない場合の挙動を示している。図示するように、即時プレイグニッション発生条件の場合、つまり低速高負荷域であって吸気温等が高い場合は、プレイグニッション発生時に、正常燃焼からプレイグニッションに直ちに移行する。従って、予兆検出は困難であり、例えば、プレイグニッションが実際に発生した時点t1’でプレイグニッション発生が検出され、これに応答して有効圧縮比の低下などの処理が実行されることとなる。そのため、プレイグニッション発生を未然に回避することはできない。   What is shown as a “comparative example” in the figure shows the behavior in the case where the effective pre-ignition suppression control is not performed although the effective compression ratio is reduced as pre-ignition avoidance control for sign detection. As shown in the drawing, in the case of the immediate pre-ignition generation condition, that is, in the low-speed and high-load region and the intake air temperature is high, the normal combustion is immediately shifted to the pre-ignition when the pre-ignition occurs. Therefore, it is difficult to detect the sign. For example, the occurrence of pre-ignition is detected at a time point t1 'when the pre-ignition actually occurs, and in response thereto, processing such as reduction of the effective compression ratio is executed. Therefore, the occurrence of pre-ignition cannot be avoided in advance.

これに対し、本実施例では、図7下段に示すように、即時プレイグニッション発生条件と判定された段階で予備プレイグニッション抑制制御として吸気弁閉時期が遅角され、有効圧縮比が低下している。そのため、プレイグニッションが発生しようとしたときに、正常燃焼から比較的緩やかにプレイグニッション発生へと移行することになり、図示するように、プレイグニッション予兆領域に比較的長く留まるので、予兆検出期間が確実に確保される。従って、前述した図6の場合と同様に、時刻t1においてプレイグニッションの予兆が検出され、これに基づいて、若干の遅れの後に、吸気弁閉時期が遅角(プレイグニッション回避に十分なレベルまで遅角)し、有効圧縮比が低下することで、図示するように、プレイグニッション発生が未然に回避される。   On the other hand, in this embodiment, as shown in the lower part of FIG. 7, the intake valve closing timing is retarded as preliminary pre-ignition suppression control at the stage determined as the immediate pre-ignition occurrence condition, and the effective compression ratio is reduced. Yes. Therefore, when pre-ignition is about to occur, normal combustion will shift to pre-ignition generation relatively slowly, and as shown in the figure, the pre-ignition sign region remains relatively long, so the sign detection period is Secured surely. Accordingly, as in the case of FIG. 6 described above, a pre-ignition sign is detected at time t1, and based on this, after a slight delay, the intake valve closing timing is delayed (to a level sufficient to avoid pre-ignition). As shown in the figure, preignition can be avoided beforehand by reducing the effective compression ratio.

このように、本実施例では、プレイグニッションが急激に発生するような状況下でも、予兆検出に基づいてプレイグニッション発生を確実に回避することができる。また、予備プレイグニッション抑制制御としての有効圧縮比の低下は比較的小さいので、トルクの低下ならびに燃費の悪化を最小限にとどめることができる。なお、有効圧縮比の低下による排気エミッションの悪化はない。   Thus, in the present embodiment, it is possible to reliably avoid the occurrence of pre-ignition based on the sign detection even under a situation where the pre-ignition occurs abruptly. Further, since the decrease in the effective compression ratio as the preliminary preignition suppression control is relatively small, it is possible to minimize the decrease in torque and the deterioration in fuel consumption. There is no deterioration in exhaust emission due to a decrease in the effective compression ratio.

次に、図8は、制御の第2実施例を示すフローチャートである。ステップ21は、即時プレイグニッション発生条件の判定であり、前述した図3のステップ1と同じものである。ステップ24も前述した図3のステップ4と特に変わりがない。   Next, FIG. 8 is a flowchart showing a second embodiment of control. Step 21 is a determination of an immediate pre-ignition generation condition, which is the same as step 1 in FIG. Step 24 is not particularly different from Step 4 in FIG.

ステップ21で即時プレイグニッション発生条件であると判定した場合には、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御として、燃料噴射量の増量補正を行う。具体的には、ステップ22で、予兆検出期間を確保するために必要な目標とする燃料増量(例えば増量補正係数)を、そのときの水温および吸気温に基づいて演算する。そして、ステップ23で、この目標の燃料増量を実現するように、燃料噴射弁2を駆動制御する。   If it is determined in step 21 that the immediate pre-ignition generation condition is satisfied, the fuel injection amount increase correction is performed as preliminary pre-ignition suppression control for securing the sign detection period. Specifically, in step 22, a target fuel increase (for example, an increase correction coefficient) necessary for securing the sign detection period is calculated based on the water temperature and the intake air temperature at that time. In step 23, the fuel injection valve 2 is driven and controlled so as to realize the target fuel increase.

このように燃料噴射量を増量することで、燃料気化熱により筒内が冷却され、プレイグニッション発生が抑制される。従って、正常燃焼からプレイグニッション発生への移行が緩慢となり、予兆検出期間を確保することができる。   By increasing the fuel injection amount in this manner, the inside of the cylinder is cooled by the heat of fuel vaporization, and the occurrence of pre-ignition is suppressed. Therefore, the transition from normal combustion to occurrence of pre-ignition becomes slow, and the sign detection period can be secured.

ステップ24においてプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ25へ進み、プレイグニッション回避制御を実行する。この実施例では、プレイグニッション回避制御も燃料噴射量の増量補正によって行う。具体的には、プレイグニッション発生を回避し得るレベルまで、燃料噴射量を増量する。   If a pre-ignition sign is detected in step 24, the process proceeds to step 25, and pre-ignition avoidance control is executed. In this embodiment, the preignition avoidance control is also performed by increasing the fuel injection amount. Specifically, the fuel injection amount is increased to a level that can avoid the occurrence of pre-ignition.

本実施例では、プレイグニッションの予兆検出に応答して実行されるプレイグニッション回避制御と、プレイグニッションが急に生じやすい即時プレイグニッション発生条件のときに継続的に行われる予備プレイグニッション抑制制御と、の双方が、同じ燃料噴射量の増量補正として実行されるが、前述した実施例と同様に、プレイグニッション回避制御では、プレイグニッション発生を回避するに十分なレベルの比較的多量の燃料増量となるのに対し、予備プレイグニッション抑制制御では、仮にプレイグニッションが発生したとしてもその移行が緩慢となれば足りるため、比較的少量の燃料増量となる。   In this embodiment, pre-ignition avoidance control that is executed in response to detection of a pre-ignition sign, pre-pre-ignition suppression control that is continuously performed when an immediate pre-ignition occurrence condition in which pre-ignition is likely to occur suddenly, and Both are executed as an increase correction of the same fuel injection amount. However, as in the above-described embodiment, the preignition avoidance control provides a relatively large amount of fuel increase at a level sufficient to avoid the occurrence of preignition. On the other hand, in the pre-ignition suppression control, even if pre-ignition occurs, it is sufficient that the transition is slow, so that a relatively small amount of fuel is increased.

図9は、この第2実施例の場合の挙動を示しており、特に、前述した図7と同様に、ステップ21において即時プレイグニッション発生条件であると判定された状況下でのプレイグニッション発生時の挙動を示している。   FIG. 9 shows the behavior in the case of the second embodiment. In particular, in the same manner as in FIG. 7 described above, when the pre-ignition occurs under the condition determined in step 21 as the immediate pre-ignition generation condition. Shows the behavior.

予備プレイグニッション抑制制御を行わない場合は、図中に比較例として示すように正常燃焼から急激にプレイグニッションに移行してしまうが、本実施例では、図下段に示すように、即時プレイグニッション発生条件と判定された段階で、予備プレイグニッション抑制制御として、比較的少量の燃料増量が実行される。従って、プレイグニッションが発生する場合に、正常燃焼からプレイグニッション発生までの移行が緩慢となる。   When preliminary pre-ignition suppression control is not performed, as shown in the figure as a comparative example, normal combustion suddenly shifts to pre-ignition, but in this embodiment, immediate pre-ignition occurs as shown in the lower part of the figure. When the condition is determined, a relatively small amount of fuel increase is executed as the preliminary preignition suppression control. Therefore, when pre-ignition occurs, the transition from normal combustion to the occurrence of pre-ignition becomes slow.

図示例では、時刻t1でプレイグニッションの予兆が検出され、これに応答して燃料がさらに(プレイグニッションを回避し得るレベルまで)増量される。なお、燃料増量は機械的な遅れはないので、図示するように比較的高い応答性で実行される。   In the illustrated example, a pre-ignition sign is detected at time t1, and in response thereto, the fuel is further increased (to a level at which pre-ignition can be avoided). In addition, since there is no mechanical delay, the fuel increase is executed with a relatively high response as shown in the figure.

従って、前述した第1実施例と同様に、プレイグニッションが急激に発生するような状況下でも、予兆検出に基づいてプレイグニッション発生を確実に回避することができる。また、予備プレイグニッション抑制制御としての燃料増量は比較的少量であるので、燃費の悪化は最小限にとどめることができる。   Therefore, similarly to the first embodiment described above, it is possible to reliably avoid the occurrence of pre-ignition based on the sign detection even in a situation where the pre-ignition occurs abruptly. Further, since the fuel increase amount as the preliminary preignition suppression control is relatively small, the deterioration of the fuel consumption can be minimized.

なお、燃料増量に代えて(あるいは燃料増量に加えて)、筒内への燃料噴射時期のリタードによって予備プレイグニッション抑制制御およびプレイグニッション回避制御を実現することも可能である。燃料噴射時期をリタードして圧縮上死点に近付けると、燃料気化熱による筒内温度低下効果がより遅い時期に得られ、圧縮端温度が低下する。これにより、予兆検出期間の確保ならびにプレイグニッション回避が可能である。なお、1サイクル当たりに複数回噴射する場合には、最後の噴射の噴射時期のみをリタードさせるようにしてもよい。   Note that it is also possible to realize preliminary preignition suppression control and preignition avoidance control by retarding the fuel injection timing into the cylinder instead of (or in addition to) the fuel increase. When the fuel injection timing is retarded to approach the compression top dead center, the in-cylinder temperature lowering effect due to fuel vaporization heat is obtained at a later time, and the compression end temperature decreases. As a result, it is possible to secure the sign detection period and avoid pre-ignition. In addition, when injecting several times per cycle, you may make it retard only the injection timing of the last injection.

この場合、ステップ22では、予兆検出期間を確保するために必要な目標とする燃料噴射時期(換言すればリタード量)を、そのときの水温および吸気温に基づいて演算し、ステップ23で、この目標の燃料噴射時期を実現するように、燃料噴射弁2を駆動制御する。そして、プレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ25では、プレイグニッション発生を回避し得るレベルまで、燃料噴射時期をさらにリタードすることとなる。   In this case, in step 22, the target fuel injection timing (in other words, the retard amount) necessary to secure the sign detection period is calculated based on the water temperature and intake air temperature at that time, and in step 23, The fuel injection valve 2 is driven and controlled so as to achieve the target fuel injection timing. When a pre-ignition sign is detected, in step 25, the fuel injection timing is further retarded to a level at which pre-ignition can be avoided.

ところで、上記の第1実施例および第2実施例では、いずれも、予備プレイグニッション抑制制御とプレイグニッション回避制御とが同一の種類の制御(つまり有効圧縮比の低下や燃料増量)によって実現されているが、本発明はこのような方式に限定されるものではなく、予備プレイグニッション抑制制御とプレイグニッション回避制御とを異種の制御でもって行うことも可能である。図10は、このような変形例を示しており、ここでは、即時プレイグニッション発生条件時の予備プレイグニッション抑制制御として第1実施例と同様に有効圧縮比の低下(吸気弁閉時期の遅角)を実行し、予兆検出に応答するプレイグニッション回避制御として第2実施例と同様に燃料噴射量の増量補正を実行する。なお、図中に「第1実施例」として示す線は、第1実施例のようにプレイグニッション回避制御も有効圧縮比の低下による場合の特性である。   By the way, in both the first embodiment and the second embodiment, the preliminary preignition suppression control and the preignition avoidance control are realized by the same type of control (that is, reduction in effective compression ratio and increase in fuel). However, the present invention is not limited to such a method, and the preliminary preignition suppression control and the preignition avoidance control can be performed using different types of control. FIG. 10 shows such a modification. Here, as the pre-pre-ignition suppression control in the immediate pre-ignition occurrence condition, the effective compression ratio is lowered (the retard of the intake valve closing timing) as in the first embodiment. ) And an increase correction of the fuel injection amount is executed as in the second embodiment as preignition avoidance control responding to the sign detection. In addition, the line shown as "1st Example" in a figure is a characteristic in the case of preignition avoidance control by the fall of an effective compression ratio like 1st Example.

なお、プレイグニッション回避制御として燃料噴射量の増量補正による場合は、前述したように有効圧縮比の低下に比べて応答性が高いので、予兆の期間が比較的短くでもプレイグニッションの回避が可能である。従って、予備プレイグニッション抑制制御としての有効圧縮比の低下は、第1実施例の場合に比べて、その低下幅が小幅のもので足りる。   In addition, when the fuel injection amount increase correction is used as the preignition avoidance control, the response is higher than the decrease in the effective compression ratio as described above, so it is possible to avoid the preignition even if the predictive period is relatively short. is there. Therefore, the decrease in the effective compression ratio as the preliminary preignition suppression control may be smaller than that in the first embodiment.

次に、図11は、制御の第3実施例を示すフローチャートである。ステップ31は、即時プレイグニッション発生条件の判定であり、前述した図3のステップ1と同じものである。ステップ34も前述した図3のステップ4と特に変わりがない。   Next, FIG. 11 is a flowchart showing a third embodiment of control. Step 31 is a determination of an immediate pre-ignition generation condition, which is the same as step 1 in FIG. Step 34 is not particularly different from Step 4 in FIG.

ステップ31で即時プレイグニッション発生条件であると判定した場合には、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御として、内燃機関1の冷却の強化を行う。具体的には、ステップ32で、予兆検出期間を確保するために必要な目標とする冷却水温を演算する。そして、ステップ33で、この目標の冷却水温を実現するように、冷却装置における流量コントロールバルブ34(図2参照)の開度を制御する。つまり、冷却水の循環量が増大し、より積極的な冷却が行われる。   When it is determined in step 31 that the immediate pre-ignition occurrence condition is satisfied, cooling of the internal combustion engine 1 is enhanced as preliminary pre-ignition suppression control for securing the sign detection period. Specifically, in step 32, the target coolant temperature required to secure the sign detection period is calculated. In step 33, the opening degree of the flow rate control valve 34 (see FIG. 2) in the cooling device is controlled so as to realize the target cooling water temperature. That is, the circulation amount of the cooling water is increased and more active cooling is performed.

このように内燃機関1の温度を低下させることで、プレイグニッション発生が抑制される。従って、正常燃焼からプレイグニッション発生への移行が緩慢となり、予兆検出期間を確保することができる。   Thus, by reducing the temperature of the internal combustion engine 1, the occurrence of pre-ignition is suppressed. Therefore, the transition from normal combustion to occurrence of pre-ignition becomes slow, and the sign detection period can be secured.

ステップ34においてプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ35へ進み、プレイグニッション回避制御を実行する。この実施例では、プレイグニッション回避制御として、有効圧縮比の低下(吸気弁閉時期の遅角)を行う。なお、前述したように燃料増量などの他の手段を適用することも可能である。   If a pre-ignition sign is detected in step 34, the process proceeds to step 35, and pre-ignition avoidance control is executed. In this embodiment, as the preignition avoidance control, the effective compression ratio is reduced (retarding of the intake valve closing timing). As described above, other means such as fuel increase can be applied.

図12は、制御の第4実施例を示すフローチャートである。ステップ41は、即時プレイグニッション発生条件の判定であり、前述した図3のステップ1と同じものである。ステップ44も前述した図3のステップ4と特に変わりがない。   FIG. 12 is a flowchart showing a fourth embodiment of control. Step 41 is a determination of an immediate pre-ignition occurrence condition, which is the same as step 1 in FIG. Step 44 is not particularly different from Step 4 in FIG.

ステップ41で即時プレイグニッション発生条件であると判定した場合には、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御として、内燃機関1の回転速度の上昇を行う。具体的には、ステップ42で、予兆検出期間を確保するために必要な目標とする機関回転速度を機関温度条件に基づいて演算する。そして、ステップ43で、この目標の機関回転速度を実現するように、無段変速機26(図1参照)の変速比を制御する。   If it is determined in step 41 that the immediate pre-ignition generation condition is satisfied, the rotational speed of the internal combustion engine 1 is increased as preliminary pre-ignition suppression control for securing the sign detection period. Specifically, in step 42, a target engine speed necessary for securing the sign detection period is calculated based on the engine temperature condition. In step 43, the gear ratio of the continuously variable transmission 26 (see FIG. 1) is controlled so as to realize the target engine speed.

前述したように、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、回転速度が高いほどプレイグニッションが発生しにくい。従って、変速比の変更により機関回転速度を高めることで、正常燃焼からプレイグニッション発生への移行が緩慢となり、予兆検出期間を確保することができる。   As described above, the occurrence of pre-ignition greatly depends on the in-cylinder temperature and the time exposed to the in-cylinder temperature (that is, the engine rotation speed), and the higher the rotation speed, the less likely the pre-ignition occurs. Therefore, by increasing the engine rotational speed by changing the gear ratio, the transition from normal combustion to pre-ignition generation becomes slow, and the sign detection period can be secured.

図13に示すように、目標とする機関回転速度は、機関温度(例えば冷却水温)に基づいて設定され、機関温度が高いほど高い回転速度となる。   As shown in FIG. 13, the target engine speed is set based on the engine temperature (for example, cooling water temperature), and the higher the engine temperature, the higher the engine speed.

ステップ44においてプレイグニッションの予兆が検出されたら、ステップ45へ進み、プレイグニッション回避制御を実行する。この実施例では、プレイグニッション回避制御として、有効圧縮比の低下(吸気弁閉時期の遅角)を行う。なお、前述したように燃料増量などの他の手段を適用することも可能である。   If a pre-ignition sign is detected in step 44, the process proceeds to step 45, and pre-ignition avoidance control is executed. In this embodiment, as the preignition avoidance control, the effective compression ratio is reduced (retarding of the intake valve closing timing). As described above, other means such as fuel increase can be applied.

機関回転速度の上昇は、内燃機関1によって駆動される補機(オルタネータやエアコンコンプレッサ等)の負荷を低下させることを併用して行ってもよい。例えば、発電トルクの可変制御可能なオルタネータや可変容量コンプレッサを用い、これらの駆動トルクを一時的に低下させることで、内燃機関1の回転速度の上昇が得られる。   The increase in the engine speed may be performed in combination with a reduction in the load of an auxiliary machine (alternator, air conditioner compressor, etc.) driven by the internal combustion engine 1. For example, an alternator capable of variably controlling the power generation torque or a variable displacement compressor is used, and the rotational speed of the internal combustion engine 1 can be increased by temporarily reducing the drive torque.

また、補機の負荷の低下は、変速比の変更と組み合わせずに単独で予備プレイグニッション抑制制御として利用することもできる。すなわち、車両の走行条件を変えずに補機の負荷を低下させれば、必要な内燃機関1のトルクが低下するので、プレイグニッションが緩慢なものとなる。なお、この際の内燃機関1のトルク低下は、スロットル開度の減少のほか、吸気弁閉時期の遅角や点火時期のリタードなどによって行うようにしてもよい。   Further, the reduction in the load on the auxiliary machine can be used alone as the preliminary pre-ignition suppression control without being combined with the change in the gear ratio. That is, if the load on the auxiliary machine is reduced without changing the running conditions of the vehicle, the necessary torque of the internal combustion engine 1 is reduced, so that the pre-ignition becomes slow. Note that the torque reduction of the internal combustion engine 1 at this time may be performed not only by reducing the throttle opening but also by retarding the intake valve closing timing, retarding the ignition timing, or the like.

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
20…油温センサ
26…無段変速機
34…流量コントロールバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Fuel injection valve 4 ... Ion current sensor 6 ... Variable valve apparatus 10 ... Engine controller 18 ... Intake temperature sensor 19 ... Water temperature sensor 20 ... Oil temperature sensor 26 ... Continuously variable transmission 34 ... Flow control valve

Claims (14)

燃焼室内に発生するプレイグニッションの予兆を検出するプレイグニッション予兆検出手段を有し、プレイグニッションの予兆の検出時に、プレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の運転条件に基づいて、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定する即時プレイグニッション発生条件判定手段を備え、即時プレイグニッション発生条件であるときは、予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine, having a pre-ignition sign detection means for detecting a pre-ignition sign generated in the combustion chamber, and executing pre-ignition avoidance control when detecting the pre-ignition sign,
Based on the operating conditions of the internal combustion engine, it is provided with an immediate pre-ignition generation condition determining means for determining whether or not it is an immediate pre-ignition generation condition that immediately shifts from normal combustion to pre-ignition. A control device for an internal combustion engine, which performs preliminary preignition suppression control for securing a sign detection period.
内燃機関の有効圧縮比を変化させる有効圧縮比可変機構を有し、
上記予備プレイグニッション抑制制御は、この有効圧縮比可変機構によって、内燃機関の有効圧縮比を低下させる制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
Having an effective compression ratio variable mechanism for changing the effective compression ratio of the internal combustion engine;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary preignition suppression control includes a control for reducing the effective compression ratio of the internal combustion engine by the effective compression ratio variable mechanism.
上記有効圧縮比可変機構は、吸気弁の閉時期を変更可能な可変動弁機構であり、
上記予備プレイグニッション抑制制御は、有効圧縮比を低下させるために、通常時よりも吸気弁閉時期を下死点から進角側もしくは遅角側に遠ざけることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
The effective compression ratio variable mechanism is a variable valve mechanism that can change the closing timing of the intake valve,
3. The preliminary pre-ignition suppression control according to claim 2, wherein the intake valve closing timing is moved away from the bottom dead center toward the advance side or the retard side from the normal time in order to reduce the effective compression ratio. Control device for internal combustion engine.
上記予備プレイグニッション抑制制御は、内燃機関の燃料噴射量を増量補正する制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary preignition suppression control includes control for increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine. 筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えており、
上記予備プレイグニッション抑制制御は、上記燃料噴射装置の燃料噴射時期をリタードさせる制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
A fuel injection device for injecting fuel into the cylinder;
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary preignition suppression control includes a control for retarding a fuel injection timing of the fuel injection device.
上記予備プレイグニッション抑制制御は、内燃機関の冷却能力を通常時よりも高める制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary preignition suppression control includes control for increasing the cooling capacity of the internal combustion engine as compared with the normal time. 自動変速機を備えた車両用の内燃機関であって、
上記予備プレイグニッション抑制制御は、内燃機関の回転速度が高くなるように上記自動変速機の変速比を通常時よりも大きくする制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine for a vehicle equipped with an automatic transmission,
2. The control of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary pre-ignition suppression control includes a control for increasing a gear ratio of the automatic transmission so as to increase a rotational speed of the internal combustion engine as compared with a normal time. apparatus.
補機負荷を可変制御可能な補機を備え、
上記予備プレイグニッション抑制制御は、上記補機負荷を通常時よりも低くする制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
Equipped with an auxiliary machine that can variably control the auxiliary machine load,
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the preliminary preignition suppression control includes control for reducing the load on the auxiliary machine from a normal time.
内燃機関の有効圧縮比を変化させる有効圧縮比可変機構を有し、
上記プレイグニッション回避制御は、プレイグニッションの予兆検出に応答した有効圧縮比の低下補正からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
Having an effective compression ratio variable mechanism for changing the effective compression ratio of the internal combustion engine;
9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pre-ignition avoidance control includes a reduction correction of an effective compression ratio in response to detection of a pre-ignition sign.
上記プレイグニッション回避制御は、プレイグニッションの予兆検出に応答した燃料噴射量の増量補正からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   9. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pre-ignition avoidance control includes an increase correction of a fuel injection amount in response to detection of a pre-ignition sign. 筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えており、
上記プレイグニッション回避制御は、プレイグニッションの予兆検出に応答した燃料噴射時期のリタードであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
A fuel injection device for injecting fuel into the cylinder;
9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pre-ignition avoidance control is a retard of fuel injection timing in response to detection of a pre-ignition sign.
上記即時プレイグニッション発生条件判定手段は、内燃機関の回転速度が所定の回転速度閾値以下、内燃機関の充填効率が所定の充填効率閾値以上、内燃機関の吸気温が所定の吸気温閾値以上、内燃機関の冷却水温が所定の水温閾値以上、内燃機関の潤滑油温が所定の油温閾値以上、の5つの条件が同時に成立したときに、即時プレイグニッション発生条件であると判定することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The immediate pre-ignition occurrence condition determining means is configured such that the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined rotational speed threshold, the charging efficiency of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined charging efficiency threshold, and the intake air temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined intake temperature threshold. When the five conditions that the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined water temperature threshold and the lubricating oil temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined oil temperature threshold are determined to be immediate pre-ignition generation conditions, The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 11. 上記の吸気温閾値、水温閾値および油温閾値の少なくとも1つは、内燃機関の回転速度もしくは充填効率に基づいて可変的に設定されることを特徴とする請求項12に記載の内燃機関の制御装置。   The control of the internal combustion engine according to claim 12, wherein at least one of the intake air temperature threshold value, the water temperature threshold value, and the oil temperature threshold value is variably set based on the rotational speed or charging efficiency of the internal combustion engine. apparatus. 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の検出時に、プレイグニッション回避制御を実行する内燃機関の制御方法において、
内燃機関の運転条件に基づいて、正常燃焼から直ちにプレイグニッションに移行する即時プレイグニッション発生条件であるか否かを判定し、
即時プレイグニッション発生条件であるときは、プレイグニッションの予兆検出期間を確保するための予備プレイグニッション抑制制御を実行する、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 pre-ignition avoidance control when detecting the pre-ignition sign,
Based on the operating conditions of the internal combustion engine, it is determined whether or not it is an immediate pre-ignition generation condition that immediately shifts from normal combustion to pre-ignition,
A control method for an internal combustion engine, characterized in that preliminary pre-ignition suppression control for ensuring a pre-ignition sign detection period is executed when an immediate pre-ignition occurrence condition is satisfied.
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