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JP2013160130A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2013160130A
JP2013160130A JP2012022215A JP2012022215A JP2013160130A JP 2013160130 A JP2013160130 A JP 2013160130A JP 2012022215 A JP2012022215 A JP 2012022215A JP 2012022215 A JP2012022215 A JP 2012022215A JP 2013160130 A JP2013160130 A JP 2013160130A
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JP
Japan
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abnormal combustion
fuel injection
injection amount
cycle
detected
Prior art date
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Application number
JP2012022215A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Hayakawa
豊 早川
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
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor 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.)
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Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2012022215A priority Critical patent/JP2013160130A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

【課題】ドライバビリティやエミッションへの影響を少なくしながら異常燃焼の連発を効果的に防止する。
【解決手段】異常燃焼が検知された場合、異常燃焼が検知された後の所定数のサイクルにおいて異常燃焼防止処理を実施する。異常燃焼防止処理とは、異常燃焼が検知されていない通常運転時とは異なる燃料噴射量の設定によって異常燃焼の発生を防止する処理である。本発明では、異常燃焼防止処理における燃料噴射量の設定をサイクル毎に異ならせ、異常燃焼が検知された後の2サイクル目はその他のサイクルよりも異常燃焼の防止効果が大きくなるように燃料噴射量を設定する。例えば、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は燃料噴射量をゼロにし、他のサイクルでは通常運転時よりも燃料噴射量を増量する。
【選択図】図8
An object of the present invention is to effectively prevent repeated abnormal combustion while reducing the influence on drivability and emission.
When abnormal combustion is detected, abnormal combustion prevention processing is performed in a predetermined number of cycles after the abnormal combustion is detected. The abnormal combustion prevention process is a process for preventing the occurrence of abnormal combustion by setting a fuel injection amount that is different from that during normal operation in which abnormal combustion is not detected. In the present invention, the setting of the fuel injection amount in the abnormal combustion prevention process is varied for each cycle, and the fuel injection is performed so that the second cycle after the abnormal combustion is detected is more effective in preventing abnormal combustion than the other cycles. Set the amount. For example, the fuel injection amount is set to zero in the second cycle after the abnormal combustion is detected, and the fuel injection amount is increased in the other cycles as compared with the normal operation.
[Selection] Figure 8

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、異常燃焼の連発を防止する機能を備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and in particular, relates to a control device for an internal combustion engine having a function of preventing repeated abnormal combustion.

ノッキングやプレイグといった異常燃焼は、内燃機関の出力を低下させるだけでなくその耐久性にも悪影響を及ぼす。このため、異常燃焼の発生を防止することは内燃機関の制御上重要な課題であって、今日までに様々な解決策が提案されている。例えば、下記の特許文献1には、異常燃焼が検知された場合に燃料噴射量を増量することが記載されている。また、特許文献8には、異常燃焼が検知された場合に燃料カットを実施することが記載されている。その他の特許文献2−7にも、異常燃焼の発生の防止に関連する技術が記載されている。   Abnormal combustion, such as knocking and pre-ignition, not only lowers the output of the internal combustion engine but also adversely affects its durability. For this reason, preventing the occurrence of abnormal combustion is an important issue in the control of an internal combustion engine, and various solutions have been proposed to date. For example, Patent Document 1 below describes increasing the fuel injection amount when abnormal combustion is detected. Patent Document 8 describes that a fuel cut is performed when abnormal combustion is detected. Other Patent Documents 2-7 also describe techniques related to prevention of abnormal combustion.

特開2011−163322号公報JP 2011-163322 A 特開2001−152918号公報JP 2001-152918 A 特開2004−124887号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-124887 特開2010−077908号公報JP 2010-0777908 A 特開2008−303832号公報JP 2008-303832 A 特開2011−190729号公報JP 2011-190729 A 特開2009−030541号公報JP 2009-030541 A 特開2011−085098号公報JP 2011-085098 A

ところで、異常燃焼が一回発生すると、その後続けて異常燃焼が発生する場合がある。これを異常燃焼の連発という。異常燃焼の発生によって筒内に付着したデポジットが剥離し、その一部が次回のサイクル以降も筒内に残って着火源となることで異常燃焼の連発が起きるものと考えられる。異常燃焼の発生を防ぐ方法としては、前述のように、燃料噴射量を増量したり燃料カットを実施したりすることが有効である。ただし、そのような処理を連続して実施する場合には、ドライバビリティやエミッション性能の低下を招いたり、触媒の床温を上昇させてその劣化を早めたりする等の背反も生じることになる。よって、燃料噴射量の増量や燃料カットによって異常燃焼の連発を防ぐ上では、ドライバビリティやエミッション性能への影響を如何にして少なくするかが課題である。   By the way, when abnormal combustion occurs once, abnormal combustion may occur subsequently. This is called repeated abnormal combustion. It is considered that deposits attached to the inside of the cylinder are peeled off due to the occurrence of abnormal combustion, and a part of the deposit remains in the cylinder after the next cycle and becomes an ignition source, thereby causing a series of abnormal combustion. As a method for preventing the occurrence of abnormal combustion, it is effective to increase the fuel injection amount or to perform fuel cut as described above. However, when such a process is continuously performed, there is a contradiction such as a decrease in drivability and emission performance, or an increase in the catalyst bed temperature to accelerate the deterioration. Therefore, how to reduce the influence on drivability and emission performance is a problem in preventing the continuous combustion of abnormal combustion by increasing the fuel injection amount or cutting the fuel.

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、ドライバビリティやエミッション性能への影響を少なくしながら異常燃焼の連発を効果的に防止することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device for an internal combustion engine that can effectively prevent repeated abnormal combustion while reducing the influence on drivability and emission performance. Objective.

図1は、異常燃焼発生後のサイクル数によって異常燃焼が再度発生する確率がどのように変化するかについて調べた結果を示すグラフである。前述のように、異常燃焼の発生が起きる原因は最初の異常燃焼で剥離したデポジットであるから、筒内に残存する剥離デポジットが多いサイクルほど、つまり、最初の異常燃焼に近いサイクルほど、異常燃焼が再度発生する確率は高くなる。ただし、最初の異常燃焼の次のサイクル、つまり、1サイクル目は、筒内に残存する剥離デポジットは多いものの、着火する条件がまだ整っていないために異常燃焼の発生確率はあまり高くない。このため、図1に示すように、異常燃焼の発生確率は2サイクル目において急激に増大し、3サイクル目以降は徐々に低下することになる。つまり、異常燃焼の発生確率は、異常燃焼が検知された後の2サイクル目においてピークとなる。   FIG. 1 is a graph showing the results of examining how the probability that abnormal combustion will occur again changes depending on the number of cycles after the occurrence of abnormal combustion. As described above, the cause of the occurrence of abnormal combustion is the deposit that peeled off at the first abnormal combustion, so the cycle with more peeled deposits remaining in the cylinder, that is, the cycle closer to the first abnormal combustion, the abnormal combustion Is likely to occur again. However, in the next cycle after the first abnormal combustion, that is, the first cycle, although there are many peeling deposits remaining in the cylinder, the probability of abnormal combustion is not so high because the conditions for ignition are not yet established. For this reason, as shown in FIG. 1, the occurrence probability of abnormal combustion increases rapidly in the second cycle, and gradually decreases after the third cycle. That is, the occurrence probability of abnormal combustion peaks in the second cycle after abnormal combustion is detected.

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであって、本発明が提供する制御装置は以下の動作を行うように構成される。   The present invention has been made based on such knowledge, and the control device provided by the present invention is configured to perform the following operations.

本発明が提供する制御装置は、異常燃焼をサイクル毎に検知する。そして、異常燃焼が検知された場合、異常燃焼が検知された後の所定数のサイクルにおいて異常燃焼防止処理を実施する。異常燃焼防止処理とは、異常燃焼が検知されていない通常運転時とは異なる燃料噴射量の設定によって異常燃焼を防止する処理を意味する。本制御装置は、異常燃焼防止処理における燃料噴射量の設定をサイクル毎に異ならせ、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は他のサイクルよりも異常燃焼の防止効果が大きくなるように燃料噴射量を設定する。   The control device provided by the present invention detects abnormal combustion for each cycle. When abnormal combustion is detected, abnormal combustion prevention processing is performed in a predetermined number of cycles after the abnormal combustion is detected. The abnormal combustion prevention process means a process for preventing abnormal combustion by setting a fuel injection amount that is different from that during normal operation in which abnormal combustion is not detected. This control device varies the fuel injection amount setting in the abnormal combustion prevention process for each cycle, and the second cycle after the detection of abnormal combustion is such that the effect of preventing abnormal combustion is greater than that of other cycles. Set the injection amount.

異常燃焼の連発が発生する確率は、最初の異常燃焼の発生から2サイクル目がピークであることから、このサイクルにおける異常燃焼の防止効果が大きくなるように燃料噴射量を設定することで、異常燃焼の連発を効果的に防止することができる。また、異常燃焼の発生確率が比較的低いその他のサイクルでは、2サイクル目よりも異常燃焼の防止効果が小さくなるように燃料噴射量を設定することで、ドライバビリティやエミッション性能への影響を少なくすることができる。   The probability of the occurrence of repeated abnormal combustion is the peak in the second cycle after the first abnormal combustion. Therefore, by setting the fuel injection amount so that the effect of preventing abnormal combustion in this cycle is increased, Combustion of combustion can be effectively prevented. In other cycles where the probability of occurrence of abnormal combustion is relatively low, the effect on drivability and emission performance is reduced by setting the fuel injection amount so that the effect of preventing abnormal combustion is smaller than in the second cycle. can do.

本発明が提供する制御装置には、好ましい2つの形態が存在する。第1の形態によれば、制御装置は、異常燃焼が検知された後は通常運転時よりも燃料噴射量を増量し、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は燃料噴射量の増量割合を他のサイクルよりも大きくする。燃料噴射量の増量割合を大きくするほど、気化潜熱による冷却効果が大きくなって異常燃焼の防止効果は大きくなることから、発生確率の高い2サイクル目の異常燃焼を効果的に防止することができる。   There are two preferred configurations for the control device provided by the present invention. According to the first embodiment, the control device increases the fuel injection amount from the normal operation after detecting the abnormal combustion, and increases the fuel injection amount in the second cycle after the abnormal combustion is detected. Is larger than other cycles. As the rate of increase in the fuel injection amount is increased, the cooling effect due to the latent heat of vaporization is increased and the effect of preventing abnormal combustion is increased. Therefore, abnormal combustion in the second cycle having a high probability of occurrence can be effectively prevented. .

一方、第2の形態によれば、制御装置は、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は燃料噴射量をゼロにし、その他のサイクルでは通常運転時よりも燃料噴射量を増量する。燃料噴射量をゼロにすること、すなわち、燃料カットは、燃料噴射量を増量することよりも異常燃焼の防止効果が大きい処理である。この形態によれば、発生確率の高い2サイクル目の異常燃焼を効果的に防止できるだけでなく、着火源となる燃焼状態の剥離デポジットの減少により、その次のサイクル、すなわち、3サイクル目における異常燃焼の発生確率を下げることもできる。   On the other hand, according to the second embodiment, the control device sets the fuel injection amount to zero in the second cycle after the abnormal combustion is detected, and increases the fuel injection amount in the other cycles as compared with the normal operation. Making the fuel injection amount zero, that is, fuel cut, is a process that has a greater effect of preventing abnormal combustion than increasing the fuel injection amount. According to this embodiment, not only the abnormal combustion in the second cycle with a high probability of occurrence can be effectively prevented, but also in the next cycle, that is, the third cycle, due to the reduction of the separation deposit in the combustion state that becomes the ignition source. It is also possible to reduce the probability of occurrence of abnormal combustion.

上述の各形態においては、異常燃焼が検知された後の3サイクル目以降における燃料噴射量の増量割合を後のサイクルほど小さくすることがより好ましい。異常燃焼の発生確率は後のサイクルほど低下することから、燃料噴射量の増量割合も後のサイクルほど小さくすることで、ドライバビリティやエミッション性能への影響をより抑えることができる。   In each of the above-described embodiments, it is more preferable that the increase rate of the fuel injection amount after the third cycle after the abnormal combustion is detected is made smaller as the later cycle. Since the probability of occurrence of abnormal combustion decreases with later cycles, the influence on drivability and emission performance can be further suppressed by reducing the rate of increase of the fuel injection amount with later cycles.

上述の各形態においては、異常燃焼により生じるノックの大きさに応じて、或いは、異常燃焼が検知されたときに計測された筒内圧力に応じて、燃料噴射量の増量を実施するサイクルにおける燃料噴射量の増量割合を変更することがより好ましい。剥離するデポジットの量は、異常燃焼の規模や筒内圧力の大きさによって左右されるからである。また、筒内に付着したデポジット量を推定し、異常燃焼が検知されたときの推定デポジット蓄積量に応じて、燃料噴射量の増量を実施するサイクルにおける燃料噴射量の増量割合を変更することも好ましい。異常燃焼の発生確率は筒内に蓄積されたデポジット量に応じて変化するからである。   In each of the above-described embodiments, the fuel in the cycle in which the fuel injection amount is increased according to the magnitude of knock caused by abnormal combustion or according to the in-cylinder pressure measured when abnormal combustion is detected. It is more preferable to change the increase rate of the injection amount. This is because the amount of deposits to be peeled depends on the scale of abnormal combustion and the magnitude of in-cylinder pressure. It is also possible to estimate the deposit amount adhering to the cylinder and change the fuel injection amount increase rate in the cycle in which the fuel injection amount increase is performed according to the estimated deposit accumulation amount when abnormal combustion is detected. preferable. This is because the probability of occurrence of abnormal combustion changes according to the amount of deposit accumulated in the cylinder.

本発明によれば、ドライバビリティやエミッション性能への影響を少なくしながら異常燃焼の連発を効果的に防止することができる。   According to the present invention, it is possible to effectively prevent repeated abnormal combustion while reducing the influence on drivability and emission performance.

異常燃焼発生後のサイクル数によって異常燃焼が再度発生する確率がどのように変化するかについて調べた結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having investigated about the probability that abnormal combustion will generate | occur | produce again by the number of cycles after generation | occurrence | production of abnormal combustion. 本発明の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine system with which the control apparatus of this invention is applied. 本発明の実施の形態1による異常燃焼の連発防止のための燃料噴射制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fuel-injection control for the continuous combustion prevention of the abnormal combustion by Embodiment 1 of this invention. ノック或いは筒内圧力の大きさと増量係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the magnitude | size of a knock or in-cylinder pressure, and an increase coefficient. 負荷と回転数からデポジットの蓄積量/剥離量を計算するためのマップのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the map for calculating the accumulation amount / peeling amount of a deposit from a load and rotation speed. 負荷と回転数からデポジットの蓄積量を推定する制御のイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the control which estimates the accumulation | storage amount of a deposit from a load and rotation speed. デポジットの蓄積量と増量係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the accumulation amount of a deposit, and an increase coefficient. 本発明の実施の形態2による異常燃焼の連発防止のための燃料噴射制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fuel-injection control for the continuous combustion prevention of the abnormal combustion by Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、実施の形態1及び後述する実施の形態2において本発明の制御装置が適用される自動車用のエンジンシステムの構成を示す図である。このエンジンシステムに備えられる内燃機関は、ターボ過給機38付きのガソリンエンジン(以下、単にエンジンという)10である。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an automobile engine system to which the control device of the present invention is applied in Embodiment 1 and Embodiment 2 described later. An internal combustion engine provided in this engine system is a gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 with a turbocharger 38.

エンジン10は、各気筒に吸入される空気が流れる吸気通路18と、各気筒から排出された排気ガスが流れる排気通路20とを備えている。吸気通路10にはターボ過給機38のコンプレッサ38bが備えられている。吸気通路18においてコンプレッサ38bの下流にはスロットル弁22が設けられている。一方、排気通路20にはターボ過給機38のタービン38aが取り付けられている。排気通路20においてタービン38aの下流には排気ガスを浄化するための触媒装置24が設けられている。   The engine 10 includes an intake passage 18 through which air taken into each cylinder flows, and an exhaust passage 20 through which exhaust gas discharged from each cylinder flows. The intake passage 10 is provided with a compressor 38 b of the turbocharger 38. A throttle valve 22 is provided in the intake passage 18 downstream of the compressor 38b. On the other hand, a turbine 38 a of a turbocharger 38 is attached to the exhaust passage 20. In the exhaust passage 20, a catalyst device 24 for purifying exhaust gas is provided downstream of the turbine 38a.

エンジン10の各気筒の内部にはピストン12が配置されている。気筒内壁とピストン12により燃焼室14が形成されている。各気筒には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁26と、燃焼室14の混合気に点火する点火プラグ28と、吸気通路18と燃焼室14との間を開閉する吸気バルブ30と、排気通路20と燃焼室14との間を開閉する排気バルブ32とが設けられている。なお、図1には便宜上1つの気筒のみが図示されているが、実際にはエンジン10は複数の気筒を備えている。   A piston 12 is disposed inside each cylinder of the engine 10. A combustion chamber 14 is formed by the cylinder inner wall and the piston 12. Each cylinder includes a fuel injection valve 26 that injects fuel into the intake port, an ignition plug 28 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 14, an intake valve 30 that opens and closes between the intake passage 18 and the combustion chamber 14, An exhaust valve 32 that opens and closes between the exhaust passage 20 and the combustion chamber 14 is provided. Although only one cylinder is shown in FIG. 1 for convenience, the engine 10 actually includes a plurality of cylinders.

本エンジンシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備える。ECU50は、エンジンシステム全体を総合制御する制御装置である。ECU50は、本エンジンシステムが備える各種センサの信号を取り込み処理する。センサはエンジンシステムの各所に取り付けられている。例えば、クランク軸16の近傍にはクランク角センサ40が取り付けられ、吸気通路18の入口にはエアフローメータ42が取り付けられている。また、エンジン10のシリンダブロックにはノックセンサ44が取り付けられ、各気筒には筒内圧センサ46が取り付けられている。ECU50は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ECU50によって操作されるアクチュエータには、スロットル弁22、燃料噴射弁26、点火プラグ28などが含まれている。なお、ECU50に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。   The engine system includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The ECU 50 is a control device that comprehensively controls the entire engine system. The ECU 50 captures and processes signals from various sensors included in the engine system. Sensors are installed in various parts of the engine system. For example, a crank angle sensor 40 is attached in the vicinity of the crankshaft 16, and an air flow meter 42 is attached at the inlet of the intake passage 18. A knock sensor 44 is attached to the cylinder block of the engine 10, and an in-cylinder pressure sensor 46 is attached to each cylinder. The ECU 50 processes the signals of the acquired sensors and operates the actuators according to a predetermined control program. The actuator operated by the ECU 50 includes a throttle valve 22, a fuel injection valve 26, a spark plug 28, and the like. There are many actuators and sensors connected to the ECU 50 other than those shown in the figure, but the description thereof is omitted in this specification.

本実施の形態においてECU50により実行されるエンジン制御には、異常燃焼の連発を防止するための燃料噴射制御が含まれる。以下、この目的での燃料噴射制御を連発防止制御と称す。本実施の形態の連発防止制御では、ノッキングやプレイグといった異常燃焼が一回発生した後、燃料噴射量を異常燃焼が発生していない通常運転時よりも増量し、その気化潜熱によって燃焼室14内を冷却することによって異常燃焼の再度の発生を防止する。ただし、燃料噴射量を単に増量しただけではドライバビリティやエミッション性能を損なうことになりかねないし、それを恐れて燃料噴射量の増量を抑えた場合には異常燃焼の発生を効果的に防止することができない。   The engine control executed by the ECU 50 in the present embodiment includes fuel injection control for preventing repeated abnormal combustion. Hereinafter, the fuel injection control for this purpose will be referred to as repeated prevention control. In the continuous prevention control of the present embodiment, after an abnormal combustion such as knocking or pre-ignition occurs once, the fuel injection amount is increased from that in the normal operation in which no abnormal combustion occurs, and the inside of the combustion chamber 14 is generated by the latent heat of vaporization. The occurrence of abnormal combustion again is prevented by cooling the. However, simply increasing the fuel injection amount may impair drivability and emission performance, and if the increase in fuel injection amount is suppressed because of this fear, the occurrence of abnormal combustion can be effectively prevented. I can't.

そこで、本実施の形態の連発防止制御では、図3のグラフに示すように、異常燃焼発生後のサイクル数に応じて燃料噴射量の増量係数を変更することにした。増量係数は燃料噴射量の基本量に乗じられる係数であって、燃料噴射量の増量割合を示している。異常燃焼の発生はノックセンサ44が捉えるノック信号から検知することもできるし、筒内圧センサ46によって計測される筒内圧から検知することもできる。   Therefore, in the continuous prevention control of the present embodiment, as shown in the graph of FIG. 3, the fuel injection amount increase coefficient is changed according to the number of cycles after occurrence of abnormal combustion. The increase coefficient is a coefficient that is multiplied by the basic amount of the fuel injection amount, and indicates an increase ratio of the fuel injection amount. The occurrence of abnormal combustion can be detected from a knock signal captured by the knock sensor 44 or can be detected from the in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor 46.

図3のグラフには、増量係数と異常燃焼発生後のサイクル数との関係を示す曲線に加えて、異常燃焼発生後のサイクル数毎の異常燃焼の発生確率が併せて示されている。それらの対比から分かるように、本実施の形態の連発防止制御では、異常燃焼の発生確率の高さに応じて増量係数が変更される。異常燃焼の発生確率は、異常燃焼発生後の1サイクル目は比較的低く、2サイクル目において急激に増大してピークを迎え、3サイクル目以降は徐々に低下する。よって、本実施の形態の連発防止制御による燃料噴射量の増量係数は、異常燃焼が検知された後の1サイクル目は比較的小さい値に抑えられ、2サイクル目において最大値とされ、3サイクル目以降は徐々に小さい値へと変更されていく。このように燃料噴射量の増量係数を設定することにより、ドライバビリティやエミッション性能への影響を少なくしながら異常燃焼の連発を効果的に防止することが可能となる。   In the graph of FIG. 3, in addition to a curve indicating the relationship between the increase coefficient and the number of cycles after occurrence of abnormal combustion, the probability of occurrence of abnormal combustion for each number of cycles after occurrence of abnormal combustion is also shown. As can be seen from these comparisons, in the continuous prevention control of the present embodiment, the increase coefficient is changed according to the high probability of occurrence of abnormal combustion. The probability of occurrence of abnormal combustion is relatively low in the first cycle after the occurrence of abnormal combustion, rapidly increases in the second cycle, reaches a peak, and gradually decreases after the third cycle. Therefore, the increase coefficient of the fuel injection amount by the continuous prevention control of the present embodiment is suppressed to a relatively small value in the first cycle after the abnormal combustion is detected, and is set to the maximum value in the second cycle. After the first, it is gradually changed to a smaller value. By setting the increase coefficient of the fuel injection amount in this way, it is possible to effectively prevent repeated abnormal combustion while reducing the influence on drivability and emission performance.

また、本実施の形態の連発防止制御では、異常燃焼によって生じるノックの大きさに応じて増量係数の設定を変更することが行われる。ノックの大きさは、ノックセンサ44によって得られるノック信号の強度から判断することができる。ノックの大きさは異常燃焼の規模を表している。異常燃焼の規模が大きいほど剥離するデポジットの量は多くなり、デポジットの剥離量が多いほど異常燃焼の発生確率は高くなる。このため、図4に示すように、本実施の形態の連発防止制御によれば、ノックの大きさが大きいときには増量係数は全体的に大きい値に変更され、ノックの大きさが小さいときには増量係数は全体的に小さい値に変更される。   In the repeated prevention control of the present embodiment, the setting of the increase coefficient is changed according to the magnitude of knock caused by abnormal combustion. The magnitude of the knock can be determined from the strength of the knock signal obtained by the knock sensor 44. The magnitude of the knock represents the magnitude of abnormal combustion. The larger the magnitude of abnormal combustion, the greater the amount of deposits that are peeled off, and the greater the amount of deposits peeled, the higher the probability of occurrence of abnormal combustion. Therefore, as shown in FIG. 4, according to the continuous prevention control of the present embodiment, the increase coefficient is changed to a large value as a whole when the magnitude of the knock is large, and the increase coefficient when the magnitude of the knock is small. Is changed to a smaller value overall.

なお、ノックの大きさに代えて異常燃焼が検知されたときの筒内圧力に応じて増量係数の設定を変更してもよい。異常燃焼の発生時の筒内圧力が大きいほど、剥離するデポジットの量は多くなり、異常燃焼の発生確率も高くなるからである。異常燃焼の発生時の筒内圧力は筒内圧センサ46によって計測することができる。   Note that the setting of the increase coefficient may be changed according to the in-cylinder pressure when abnormal combustion is detected instead of the magnitude of the knock. This is because the greater the in-cylinder pressure at the time of occurrence of abnormal combustion, the greater the amount of deposits that are peeled off, and the higher the probability of occurrence of abnormal combustion. The in-cylinder pressure at the time of occurrence of abnormal combustion can be measured by the in-cylinder pressure sensor 46.

さらに、本実施の形態の連発防止制御では、増量係数の設定を筒内のデポジットの蓄積量に応じて変更することが行われる。筒内にデポジットが多く蓄積されているほど、最初の異常燃焼の発生時に剥離するデポジットの量は多くなり、結果として異常燃焼の発生確率が高くなるからである。デポジットの蓄積量はエンジン10の負荷と回転数の履歴から推定することができる。   Further, in the continuous prevention control of the present embodiment, the setting of the increase coefficient is changed according to the accumulated amount of deposit in the cylinder. This is because the more deposits are accumulated in the cylinder, the more deposits are peeled off when the first abnormal combustion occurs, resulting in a higher probability of abnormal combustion. The accumulated amount of deposit can be estimated from the load and rotation speed history of the engine 10.

ECU50は、図5にイメージを示すようなデポジット蓄積マップを備えている。このマップに示すように、負荷と回転数とによって定義されるエンジン10の運転領域には、デポジットが蓄積される領域とデポジットが剥離する領域とが存在する。デポジット蓄積マップでは、デポジット蓄積領域における単位時間当たり蓄積量が負荷と回転数に関連付けて記憶されるとともに、デポジット剥離領域における単位時間当たり剥離量が負荷と回転数に関連付けて記憶されている。図6は、負荷と回転数からデポジットの蓄積量を推定する制御のイメージを示す図である。この図に示すように、ECU50は、負荷と回転数のそれぞれを一定時間間隔で計測し、計測した負荷と回転数に応じた単位時間当たり蓄積量或いは剥離量をデポジット蓄積マップを用いて算出する。そして、算出した単位時間当たり蓄積量或いは剥離量を積算していくことによって、デポジット蓄積量を常時更新していく。本実施の形態の連発防止制御によれば、図7に示すように、デポジット蓄積量が多いときには増量係数は全体的に大きい値に変更され、デポジット蓄積量が少ないときには増量係数は全体的に小さい値に変更される。   The ECU 50 is provided with a deposit accumulation map as shown in FIG. As shown in this map, there are a region where the deposit is accumulated and a region where the deposit is separated in the operation region of the engine 10 defined by the load and the rotational speed. In the deposit accumulation map, the accumulation amount per unit time in the deposit accumulation area is stored in association with the load and the rotation speed, and the separation amount per unit time in the deposit separation area is stored in association with the load and the rotation speed. FIG. 6 is a diagram showing an image of control for estimating the accumulated amount of deposit from the load and the rotational speed. As shown in this figure, the ECU 50 measures the load and the rotational speed at regular time intervals, and calculates the accumulated amount or peeling amount per unit time according to the measured load and rotational speed using the deposit accumulation map. . Then, by accumulating the calculated accumulation amount or peeling amount per unit time, the deposit accumulation amount is constantly updated. According to the continuous prevention control of the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the deposit accumulation amount is large, the increase coefficient is changed to a large value as a whole, and when the deposit accumulation amount is small, the increase coefficient is generally small. Changed to a value.

ECU50は、増量係数の値をサイクル数、ノックの大きさ(或いは筒内圧力)及びデポジット蓄積量に関連付けたマップを有し、異常燃焼が検知されてから所定数のサイクルが経過するまでは、このマップを用いて燃料噴射量の計算に使用する増量係数の値を決定する。   The ECU 50 has a map that associates the value of the increase coefficient with the number of cycles, the magnitude of knock (or in-cylinder pressure), and the accumulated amount of deposit, and until a predetermined number of cycles elapse after the abnormal combustion is detected. Using this map, the value of the increase coefficient used for calculating the fuel injection amount is determined.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について図を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態は実施の形態1とは連発防止制御の内容に違いがある。本実施の形態の連発防止制御では、図8のグラフに示すように、異常燃焼が検知された後の2サイクル目において燃料噴射量をゼロにすること、すなわち、燃料カットが行われる。異常燃焼発生後の2サイクル目は異常燃焼の発生確率が最大となるが、燃料カットを行えばそのサイクルにおける異常燃焼の発生を確実に防止することができる。ただし、燃料カットは燃料噴射量を増量するよりも異常燃焼の防止効果は大きいものの、それを長く続けると触媒装置24を劣化させてしまうしドライバビリティへの影響も大きい。よって、燃料カットの実行は異常燃焼の発生確率が最大となる2サイクル目に限定され、その他のサイクルでは燃料噴射量の増量によって異常燃焼の発生を防止することが行われる。   This embodiment is different from the first embodiment in the content of the continuous prevention control. In the continuous prevention control of the present embodiment, as shown in the graph of FIG. 8, the fuel injection amount is made zero, that is, the fuel cut is performed in the second cycle after the abnormal combustion is detected. In the second cycle after occurrence of abnormal combustion, the probability of occurrence of abnormal combustion is maximized. However, if fuel cut is performed, occurrence of abnormal combustion in that cycle can be reliably prevented. However, although the fuel cut is more effective in preventing abnormal combustion than increasing the fuel injection amount, if it is continued for a long time, the catalyst device 24 is deteriorated and the drivability is greatly affected. Therefore, the execution of the fuel cut is limited to the second cycle in which the occurrence probability of abnormal combustion is maximized, and in other cycles, the occurrence of abnormal combustion is prevented by increasing the fuel injection amount.

異常燃焼が検知された後の1サイクル目と3サイクル目以降は、実施の形態1の場合と同様、燃料噴射量の増量係数が通常運転時よりも大きい値に設定される。ただし、異常燃焼が検知された後の3サイクル目における増量係数の値は、実施の形態1のそれよりも小さい値に設定される。2サイクル目で燃料カットが実行されることにより、3サイクル目は着火源となる燃焼状態の剥離デポジットが少なくなるからである。図8のグラフには、増量係数と異常燃焼発生後のサイクル数との関係を示す曲線に加えて、2サイクル目に燃料カットを実行した場合のサイクル数ごとの異常燃焼の発生確率が併せて示されている。図8と図3との対比から分かるように、本来3サイクル目は2サイクル目の次に異常燃焼の発生確率が高いが、2サイクル目で燃料カットを実行することにより、3サイクル目の異常燃焼の発生確率を大きく低下させることができる。   In the first cycle and after the third cycle after the abnormal combustion is detected, the increase coefficient of the fuel injection amount is set to a larger value than in the normal operation, as in the first embodiment. However, the value of the increase coefficient in the third cycle after the abnormal combustion is detected is set to a value smaller than that of the first embodiment. This is because the fuel cut is executed in the second cycle, so that the separation deposit in the combustion state that becomes the ignition source is reduced in the third cycle. In the graph of FIG. 8, in addition to the curve showing the relationship between the increase coefficient and the number of cycles after occurrence of abnormal combustion, the probability of occurrence of abnormal combustion for each number of cycles when the fuel cut is executed in the second cycle is also shown. It is shown. As can be seen from the comparison between FIG. 8 and FIG. 3, in the third cycle, the probability of abnormal combustion is the second highest after the second cycle, but by performing the fuel cut in the second cycle, The probability of occurrence of combustion can be greatly reduced.

以上述べたように、本実施の形態の連発防止制御によれば、発生確率の高い2サイクル目の異常燃焼を燃料カットによって効果的に防止できるだけでなく、着火源となる燃焼状態の剥離デポジットの減少により、2サイクル目の次に異常燃焼の発生確率が高い3サイクル目における異常燃焼の発生確率を下げることもできる。異常燃焼の発生確率が下がれば、その分、燃料噴射量の増量を抑えることができるので、ドライバビリティやエミッション性能への影響をより少なくすることができる。   As described above, according to the repetitive prevention control of the present embodiment, not only the abnormal combustion in the second cycle with a high probability of occurrence can be effectively prevented by the fuel cut, but also the separation deposit in the combustion state that becomes the ignition source As a result of the decrease, the probability of occurrence of abnormal combustion in the third cycle, which has the highest probability of occurrence of abnormal combustion next to the second cycle, can also be lowered. If the occurrence probability of abnormal combustion decreases, the increase in the fuel injection amount can be suppressed correspondingly, so that the influence on drivability and emission performance can be further reduced.

なお、本実施の形態の連発防止制御では、実施の形態1と同様に、異常燃焼によって生じるノックの大きさに応じて、或いは、異常燃焼が検知されたときの筒内圧力に応じて、1サイクル目及び3サイクル目以降の増量係数の設定を変更することが行われる。また、実施の形態1と同様に、1サイクル目及び3サイクル目以降の増量係数の設定を筒内のデポジットの蓄積量に応じて変更することも行われる。   In the repeated prevention control of the present embodiment, as in the first embodiment, 1 according to the magnitude of knock caused by abnormal combustion or according to the in-cylinder pressure when abnormal combustion is detected. The setting of the increase coefficient in the cycle and the third and subsequent cycles is changed. Further, similarly to the first embodiment, the setting of the increase coefficient in the first cycle and the third and subsequent cycles is also changed according to the accumulated amount of deposit in the cylinder.

その他.
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、本発明はガソリンエンジン以外のエンジン、例えばディーゼルエンジンにも適用することができるし、過給エンジンではなく自然吸気エンジンにも適用することができる。
Others.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention can be applied to an engine other than a gasoline engine, for example, a diesel engine, and can be applied not only to a supercharged engine but also to a naturally aspirated engine.

10 ガソリンエンジン
14 燃焼室
26 燃料噴射弁
44 ノックセンサ
46 筒内圧センサ
50 ECU
10 Gasoline Engine 14 Combustion Chamber 26 Fuel Injection Valve 44 Knock Sensor 46 In-Cylinder Pressure Sensor 50 ECU

Claims (7)

異常燃焼を検知する検知手段と、
異常燃焼が検知された場合、異常燃焼が検知された後の所定数のサイクルにおいて、異常燃焼が検知されていない通常運転時とは異なる燃料噴射量の設定によって異常燃焼の発生を防止する処理(以下、異常燃焼防止処理)を実施する異常燃焼防止手段とを備え、
前記異常燃焼防止手段は、前記異常燃焼防止処理における燃料噴射量の設定をサイクル毎に異ならせ、異常燃焼が検知された後の2サイクル目はその他のサイクルよりも異常燃焼の防止効果が大きくなるように燃料噴射量を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
Detection means for detecting abnormal combustion;
When abnormal combustion is detected, in a predetermined number of cycles after abnormal combustion is detected, processing for preventing occurrence of abnormal combustion by setting a fuel injection amount different from that during normal operation in which abnormal combustion is not detected ( And an abnormal combustion prevention means for carrying out abnormal combustion prevention processing)
The abnormal combustion prevention means varies the fuel injection amount setting in the abnormal combustion prevention processing for each cycle, and the second cycle after the abnormal combustion is detected has a greater effect of preventing abnormal combustion than the other cycles. A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel injection amount is set as described above.
前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は燃料噴射量をゼロにし、その他のサイクルでは通常運転時よりも燃料噴射量を増量する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。   The abnormal combustion preventing means sets the fuel injection amount to zero in the second cycle after the abnormal combustion is detected, and increases the fuel injection amount in other cycles than in the normal operation. The internal combustion engine control device described. 前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼が検知された後は通常運転時よりも燃料噴射量を増量し、異常燃焼が検知された後の2サイクル目は燃料噴射量の増量割合を他のサイクルよりも大きくする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。   The abnormal combustion preventing means increases the fuel injection amount from the normal operation after detecting the abnormal combustion, and increases the fuel injection amount increase ratio from the other cycles in the second cycle after the abnormal combustion is detected. 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein 前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼が検知された後の3サイクル目以降における燃料噴射量の増量割合を後のサイクルほど小さくしていくことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の制御装置。   4. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the abnormal combustion preventing means reduces the increase rate of the fuel injection amount after the third cycle after the abnormal combustion is detected, as the subsequent cycle becomes smaller. Control device. 前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼により生じるノックの大きさに応じて、燃料噴射量の増量を実施するサイクルにおける燃料噴射量の増量割合を変更することを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   5. The fuel injection amount increase ratio in a cycle in which the fuel injection amount is increased according to the magnitude of a knock caused by the abnormal combustion. 5. A control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記制御装置は筒内圧力を計測する手段をさらに備え、
前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼が検知されたときに計測された筒内圧力に応じて、燃料噴射量の増量を実施するサイクルにおける燃料噴射量の増量割合を変更することを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The control device further includes means for measuring an in-cylinder pressure,
The abnormal combustion preventing means changes a fuel injection amount increase ratio in a cycle in which the fuel injection amount is increased in accordance with an in-cylinder pressure measured when abnormal combustion is detected. Item 5. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 2 to 4.
前記制御装置は筒内に蓄積されたデポジットの量を推定する手段をさらに備え、
前記異常燃焼防止手段は、異常燃焼が検知されたときの推定デポジット蓄積量に応じて、燃料噴射量の増量を実施するサイクルにおける燃料噴射量の増量割合を変更することを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
The control device further comprises means for estimating the amount of deposit accumulated in the cylinder,
3. The abnormal combustion preventing means changes a fuel injection amount increase rate in a cycle in which the fuel injection amount increase is performed according to an estimated deposit accumulation amount when abnormal combustion is detected. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
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