JP4720721B2

JP4720721B2 - Ignition timing detection device

Info

Publication number: JP4720721B2
Application number: JP2006301882A
Authority: JP
Inventors: 博英阿部
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2008115817A

Description

本発明は、点火時期のＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）に対するずれを検出する点火時期検出装置に関する。 The present invention relates to an ignition timing detection device that detects a deviation of the ignition timing from MBT (Minimum advance for the Best Torque).

エンジンの制御として、所定の運転状態では、最大トルクが得られる最適点火時期、つまりＭＢＴとなるように点火時期を制御することが行われている。こうした制御においてはＭＢＴは基準エンジンに従って予め設定されている。ところが、例えばエンジン機差等の影響により点火時期がずれることで、点火時期をＭＢＴに設定していたとしても実際はＭＢＴからずれてしまう場合がある。 As a control of the engine, in a predetermined operating state, the ignition timing is controlled so as to be the optimum ignition timing at which the maximum torque is obtained, that is, MBT. In such control, the MBT is preset according to the reference engine. However, for example, the ignition timing may deviate from the MBT even if the ignition timing is set to MBT due to the ignition timing deviating due to an engine difference or the like.

そこで、例えば特許文献１には、燃焼室内で発生するイオン電流を、イオン電流検出回路によって検出すると共に、その検出したイオン電流波形における最大値と圧縮上死点との差に基づいてＭＢＴを検出し、制御点火時期とＭＢＴとのずれを判定する装置が開示されている。
特開平６−３４４９０号公報 Therefore, for example, in Patent Document 1, an ionic current generated in the combustion chamber is detected by an ionic current detection circuit, and MBT is detected based on a difference between the maximum value in the detected ionic current waveform and the compression top dead center. An apparatus for determining the difference between the control ignition timing and the MBT is disclosed.
JP-A-6-34490

ところで、前記イオン電流検出回路によって検出されるイオン電流の波形には、例えば図２(b)に示すように、前半及び後半の２つの山が現れる。ここで、前半の山は、主に着火後の火炎面に発生するイオンを媒体とするイオン電流の変化を表すものと考えられる一方、後半の山の示すイオン電流は、燃焼の進行による燃焼室の温度上昇に伴い、既燃ガス中に存在するＮＯｘが熱電離して発生するイオンを媒体とするものと考えられる。 Incidentally, in the waveform of the ion current detected by the ion current detection circuit, for example, as shown in FIG. 2B, two peaks in the first half and the second half appear. Here, the first half of the mountain is considered to represent changes in the ion current mainly using ions generated on the flame surface after ignition, while the second half of the peak represents the ionic current indicated by the combustion process. As the temperature rises, it is considered that NOx present in the burned gas uses ions generated by thermal ionization as a medium.

前記特許文献に開示された装置は、その後半の山のピーク（最大値）を検出することによってＭＢＴを検出しているが、例えば排気ガス還流量が多い運転領域、負荷が低い運転領域、又は空燃比がリーン側に設定された運転領域等では、燃焼が緩慢になることで後半の山は消滅してしまう。そのため、前記の装置では、後半の山が消滅してしまう運転領域ではＭＢＴを検出することができない。つまり、特許文献に開示された点火時期検出装置は、限られた運転領域でしかＭＢＴを検出することができないという不都合がある。 The apparatus disclosed in the above-mentioned patent document detects MBT by detecting the peak (maximum value) of the latter half of the apparatus. For example, the operating region where the exhaust gas recirculation amount is large, the operating region where the load is low, or In the operating region where the air-fuel ratio is set to the lean side, the latter mountain disappears due to slow combustion. Therefore, in the above-described apparatus, MBT cannot be detected in the operation region where the latter half of the mountain disappears. That is, the ignition timing detection device disclosed in the patent document has a disadvantage that it can detect MBT only in a limited operating region.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、イオン電流検出手段によって検出されるイオン電流に基づいて点火時期のＭＢＴからのずれを判定する上で、エンジンの広い運転領域において、その判定を可能にすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to determine the deviation of the ignition timing from the MBT based on the ion current detected by the ion current detection means. This is to enable the determination in a wide driving range.

本願発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、前記イオン電流波形の前半の山の形状に基づいて、設定されている点火時期とＭＢＴとのずれを判定することができることを見出して、本願発明を完成するに至ったものである。 The inventor of the present application has found that the deviation between the set ignition timing and MBT can be determined based on the shape of the first half of the ionic current waveform as a result of studying to solve the above problem. The present invention has been completed.

すなわち、本発明の一側面によると、点火時期検出装置は、所定のエンジン運転状態においては点火時期をＭＢＴに設定して点火を行う点火手段と、前記エンジンの燃焼室内に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、前記点火時期がＭＢＴに設定されている条件下において、前記燃焼室における点火後、圧縮上死点付近までの期間に亘って前記イオン電流検出手段によって検出されたクランク角の進行に対するイオン電流の波形形状に基づいて、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定する判定手段と、を備える。 That is, according to one aspect of the present invention, the ignition timing detection device detects an igniting means that performs ignition by setting the ignition timing to MBT in a predetermined engine operating state, and an ionic current generated in the combustion chamber of the engine. And the crank angle detected by the ion current detection means over a period from the ignition in the combustion chamber to the vicinity of the compression top dead center under the condition that the ignition timing is set to MBT. Determination means for determining whether or not the set ignition timing is deviated from MBT based on the waveform shape of the ionic current with respect to the progression of.

前述したように、イオン電流検出手段によって検出されるイオン電流の波形において、前半の山は、主に着火後の火炎面に発生するイオンを媒体とするイオン電流の変化を表すものと考えられ、この前半の山は、後半の山とは異なり、例えば排気ガス還流量が多い運転領域、負荷が低い運転領域、又は空燃比がリーン側に設定された運転領域等でも消滅しない。 As described above, in the waveform of the ion current detected by the ion current detection means, the first half of the peak is considered to represent a change in the ion current mainly using ions generated on the flame surface after ignition, Unlike the mountain in the latter half, the mountain in the first half does not disappear, for example, in the operation region where the exhaust gas recirculation amount is large, the operation region where the load is low, or the operation region where the air-fuel ratio is set to the lean side.

そのため、燃焼室における点火後、圧縮上死点付近までの期間に亘ってイオン電流検出手段によって検出されたクランク角の進行に対するイオン電流の波形形状に基づいて、設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定することによって、広い運転領域で、点火時期のＭＢＴに対するずれを判定することが可能になる。 Therefore, the ignition timing that has been set is determined from the MBT based on the waveform shape of the ion current with respect to the progress of the crank angle detected by the ion current detection means over the period from the ignition in the combustion chamber to the vicinity of the compression top dead center. By determining whether or not there is a deviation, it is possible to determine the deviation of the ignition timing from the MBT in a wide operating range.

ここで、前記判定手段による具体的な判定手法としては、次のようにしてもよい。つまり、前記イオン電流の波形形状に関連する評価指標を設定すると共に、点火時期毎に、当該点火時期がＭＢＴであるときの前記評価指標の値であるＭＢＴ値を予め設定しておく。そして、前記判定手段は、検出されたイオン電流値に基づいて前記評価指標の値を算出すると共に、その算出した評価指標の値を前記ＭＢＴ値と比較することによって、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定する、としてもよい。 Here, a specific determination method by the determination unit may be as follows. That is, an evaluation index related to the waveform shape of the ion current is set, and an MBT value that is a value of the evaluation index when the ignition timing is MBT is set in advance for each ignition timing. The determination means calculates the value of the evaluation index based on the detected ion current value, and compares the calculated evaluation index value with the MBT value, thereby setting the set ignition timing. It may be determined whether or not is deviated from the MBT.

つまり、点火時期がＭＢＴであるときの評価指標の値であるＭＢＴ値を、予め実験結果等に基づき設定しておけば、検出されたイオン電流値に基づいて前記評価指標の値を算出したときに、その算出した評価指標とＭＢＴ値とが異なっていれば、設定されている点火時期がＭＢＴからずれていると判定することが可能になる。従って、この構成により、点火時期がＭＢＴからずれているか否かを精度よく判定することが可能になる。 In other words, if the MBT value, which is the value of the evaluation index when the ignition timing is MBT, is set in advance based on experimental results and the like, the value of the evaluation index is calculated based on the detected ion current value If the calculated evaluation index is different from the MBT value, it can be determined that the set ignition timing is deviated from the MBT. Therefore, this configuration makes it possible to accurately determine whether the ignition timing is deviated from MBT.

前記評価指標としては、例えば前記イオン電流波形における前半の山のピークが発生するクランク角位置としてもよい。また例えば、イオン電流波形に含まれるノイズ成分によって前半の山のピークのクランク角位置が正確に検出することが困難な場合には、点火終了から圧縮上死点付近までの特定期間全体に亘って検出されたイオン電流値を積算し、その総積算値の所定割合までが積算されたクランク角位置を、前記評価指標とすることもできる。 The evaluation index may be, for example, a crank angle position where a peak of the first half of the ion current waveform occurs. Further, for example, when it is difficult to accurately detect the crank angle position of the peak of the first half due to the noise component included in the ion current waveform, the entire peak period is over a specific period from the end of ignition to the vicinity of the compression top dead center. A crank angle position where the detected ion current values are integrated and up to a predetermined ratio of the total integrated value is integrated can be used as the evaluation index.

前記ＭＢＴ値はさらに、前記エンジンの運転状態毎に設定されている、ことが好ましい。エンジンの運転状態（例えば充填効率ｃｅ及び回転数ｎｅ等）に応じてＭＢＴは変化するため、エンジンの運転状態毎にＭＢＴ値を設定しておくことによって、広い運転状態に亘って、設定されている点火時期の、ＭＢＴに対するずれが判定可能になる。 It is preferable that the MBT value is further set for each operating state of the engine. Since the MBT changes according to the engine operating state (for example, the charging efficiency ce and the rotational speed ne), it is set over a wide operating state by setting the MBT value for each engine operating state. The deviation of the ignition timing from the MBT can be determined.

前記点火時期検出装置は、前記判定手段によって前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれていると判定されたときに、点火時期がＭＢＴとなるように、前記点火手段による点火時期を補正する点火時期補正手段をさらに備える、としてもよい。 The ignition timing detection device corrects the ignition timing by the ignition means so that the ignition timing becomes MBT when the determination means determines that the set ignition timing is deviated from MBT. A time correction unit may be further provided.

設定されている点火時期がＭＢＴからずれているときには、そのずれが無くなるように点火時期が補正される、つまり点火時期がＭＢＴに正確に設定されることで、燃費向上、エミッション性の向上及びドライバビリティの向上が図られる。 When the set ignition timing deviates from the MBT, the ignition timing is corrected so as to eliminate the deviation, that is, the ignition timing is accurately set to the MBT, thereby improving fuel consumption, improving emission characteristics, and driving the driver. This improves the performance.

前記イオン電流検出手段は、前記エンジンの気筒毎に備えられ、前記判定手段は、前記気筒毎に、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定し、前記点火時期補正手段は、前記気筒毎に、点火時期がＭＢＴとなるように、前記点火手段による点火時期を補正するとして、前記点火時期検出装置は、前記点火時期補正手段による補正後において、ＭＢＴが気筒間でばらついているときに、当該ばらつき状態に応じて前記気筒毎に空燃比を補正する空燃比補正手段をさらに備える、としてもよい。 The ion current detection means is provided for each cylinder of the engine, and the determination means determines whether the set ignition timing is deviated from MBT for each cylinder, and the ignition timing correction means. The ignition timing detection device corrects the ignition timing by the ignition means so that the ignition timing becomes MBT for each cylinder, and the ignition timing detection device varies the MBT between cylinders after correction by the ignition timing correction means. In addition, an air-fuel ratio correction unit that corrects the air-fuel ratio for each cylinder according to the variation state may be further provided.

気筒毎に点火時期を補正した場合に、例えば空燃比の気筒間分配やＥＧＲの気筒間分配等に起因して、気筒間の燃焼ばらつきが生じ、それによってＭＢＴが気筒間でばらつく場合がある。その場合は、気筒毎に空燃比を補正することによって気筒間の燃焼ばらつきが低減、又は無くなり、気筒間のトルクばらつきが抑制される。 When the ignition timing is corrected for each cylinder, for example, due to the air-fuel ratio distribution between cylinders, the EGR cylinder-to-cylinder distribution, and the like, combustion variation among cylinders may occur, and thereby MBT may vary between cylinders. In that case, by correcting the air-fuel ratio for each cylinder, the combustion variation between the cylinders is reduced or eliminated, and the torque variation between the cylinders is suppressed.

以上説明したように、本発明によれば、燃焼室における点火後、圧縮上死点付近までの期間に亘って検出されたクランク角の進行に対するイオン電流の波形形状に基づいて、設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定するため、広い運転状態に亘って、点火時期のＭＢＴに対するずれを判定することができる。 As described above, according to the present invention, it is set based on the waveform shape of the ionic current with respect to the progress of the crank angle detected over the period from the ignition in the combustion chamber to the vicinity of the compression top dead center. Since it is determined whether or not the ignition timing is deviated from the MBT, it is possible to determine the deviation of the ignition timing from the MBT over a wide operating state.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

（エンジンの概略構成）
図１は、本発明に係る検出装置を備えた実施形態のエンジン１を模式的に示し、この例ではエンジン１は、複数のシリンダ２，２，…（図には１つのみ示す）が直列に配置された火花点火式エンジンである。図示の如く、シリンダ２の上端はシリンダブロック３の上端面に開口し、そこに載置されたシリンダヘッド４の下面により閉塞されている。シリンダ２内にはピストン５が往復動可能に嵌挿されていて、このピストン５の上面とシリンダヘッド４の下面との間に燃焼室６が区画される。一方、ピストン５の下方のクランクケース内には、図示しないがクランク軸が配設され、コネクティングロッドによってピストン５と連結されている。 (Schematic configuration of the engine)
FIG. 1 schematically shows an engine 1 of an embodiment provided with a detection device according to the present invention. In this example, the engine 1 includes a plurality of cylinders 2, 2,... (Only one is shown in the figure) in series. Is a spark ignition type engine. As shown in the figure, the upper end of the cylinder 2 opens at the upper end surface of the cylinder block 3 and is closed by the lower surface of the cylinder head 4 mounted thereon. A piston 5 is fitted in the cylinder 2 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 6 is defined between the upper surface of the piston 5 and the lower surface of the cylinder head 4. On the other hand, a crankshaft (not shown) is disposed in the crankcase below the piston 5 and is connected to the piston 5 by a connecting rod.

前記シリンダヘッド４には各シリンダ２毎に点火プラグ７が配設され、その先端の電極が燃焼室６に臨むように配置される一方、該点火プラグ７の基端部は点火回路８に接続されている。この点火回路８には、図２(a)にのみ示すが、パワートランジスタからなるイグナイタ８ａとイグニッションコイル８ｂとが含まれており、後述のＰＣＭ３０からの制御信号を受けて各シリンダ２毎に所定のタイミング（点火時期）で点火プラグ７に通電するようになっている。この例では各点火回路８にイオン電流検出回路３３が接続されていて、同図(b)のようにシリンダ２毎にイオン電流を検出することができるようになっているが、これについては後述する。 The cylinder head 4 is provided with an ignition plug 7 for each cylinder 2 and is arranged so that the electrode at the tip thereof faces the combustion chamber 6, while the base end portion of the ignition plug 7 is connected to the ignition circuit 8. Has been. The ignition circuit 8 includes an igniter 8a composed of a power transistor and an ignition coil 8b, as shown only in FIG. 2 (a), and receives a control signal from a PCM 30 (to be described later) for each cylinder 2. The ignition plug 7 is energized at this timing (ignition timing). In this example, an ion current detection circuit 33 is connected to each ignition circuit 8 so that an ion current can be detected for each cylinder 2 as shown in FIG. To do.

また、シリンダヘッド４には、各シリンダ２毎の燃焼室６に臨んで開口するように吸気ポート９及び排気ポート１０がそれぞれ形成され、その各ポート開口部にはそれぞれカム軸により開閉されるように吸気弁１１及び排気弁１２が配設されている。同図には示さないが、カム軸は、吸気側及び排気側に１本ずつ設けられていて、共通のカムチェーンによりクランク軸に駆動連結されており、このクランク軸の回転に同期して吸気側及び排気側のカム軸がそれぞれ回転されることにより、吸気及び排気弁１１，１２がそれぞれ所定のタイミングで開閉されるようになっている。 The cylinder head 4 is formed with an intake port 9 and an exhaust port 10 so as to open toward the combustion chamber 6 for each cylinder 2, and each port opening is opened and closed by a cam shaft. In addition, an intake valve 11 and an exhaust valve 12 are arranged. Although not shown in the figure, one camshaft is provided on each of the intake side and the exhaust side, and is connected to the crankshaft by a common cam chain. The intake shaft is synchronized with the rotation of the crankshaft. The intake and exhaust valves 11 and 12 are opened and closed at predetermined timings by rotating the side and exhaust side camshafts, respectively.

また、この例では前記吸気側のカム軸に、クランク軸の回転に対する位相を所定の角度範囲（例えば４０〜６０°ＣＡ）内で連続的に変更可能な位相可変機構１３（Variable Valve Timing 以下、ＶＶＴともいう）が付設されており、このＶＶＴ１３によって、吸気弁１１のリフトカーブが進角側、遅角側に変更されるようになっている。このことで吸気の充填効率を高めることができ、また、排気弁１２のリフトカーブとのオーバーラップ期間を調整して、燃焼室６に残留する既燃ガス（内部ＥＧＲ）の量を変化させることもできる。 Further, in this example, a phase variable mechanism 13 (Variable Valve Timing or less) capable of continuously changing the phase with respect to the rotation of the crankshaft within a predetermined angle range (for example, 40 to 60 ° CA) is applied to the intake-side camshaft. VVT) is attached, and the lift curve of the intake valve 11 is changed to the advance side and the retard side by this VVT 13. As a result, the charging efficiency of the intake air can be increased, and the amount of burnt gas (internal EGR) remaining in the combustion chamber 6 can be changed by adjusting the overlap period with the lift curve of the exhaust valve 12. You can also.

さらに、シリンダヘッド４の一側（図１の左側）には、下流端が吸気ポート９に連通するように吸気通路１５が配設されている。この吸気通路１５の上流端は外部から導入される新気を濾過するためのエアクリーナ１６に接続されており、そこから下流側に向かって順に、吸気流量を検出するエアフローセンサ１７と、電動モータ１８ａにより駆動されて吸気通路１５を絞るスロットル弁１８と、各シリンダ２毎に燃料を噴射供給する４つのインジェクタ１９，１９，…（図には１つのみ示す）とが配設されている。 Further, an intake passage 15 is disposed on one side of the cylinder head 4 (left side in FIG. 1) so that the downstream end communicates with the intake port 9. The upstream end of the intake passage 15 is connected to an air cleaner 16 for filtering fresh air introduced from the outside. From there, an air flow sensor 17 for detecting the intake flow rate in order toward the downstream side, and an electric motor 18a. Are provided with throttle valves 18 that throttle the intake passage 15 and four injectors 19, 19,... (Only one is shown in the drawing) for injecting fuel into each cylinder 2.

一方、シリンダヘッド４の反対側（図１の右側）には、排気ポート１０に連通して各シリンダ２内の燃焼室６から既燃ガス（排気ガス）を排出するように、排気通路２０が配設されている。この排気通路２０には上流側から順に、排気ガス中の酸素濃度を基に混合気の空燃比を検出するための酸素濃度センサ（以下、Ｏ2センサ）２１と、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ２２とが配設されている。 On the other hand, on the opposite side of the cylinder head 4 (the right side in FIG. 1), an exhaust passage 20 communicates with the exhaust port 10 and exhausts burnt gas (exhaust gas) from the combustion chamber 6 in each cylinder 2. It is arranged. In this exhaust passage 20, in order from the upstream side, an oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as O2 sensor) 21 for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and a catalyst for purifying the exhaust gas A converter 22 is provided.

また、前記Ｏ2センサ２１よりも上流側の排気通路２０には、排気ガスの一部を吸気通路１５に還流するための排気還流通路２４（以下、ＥＧＲ通路）が分岐接続されていて、このＥＧＲ通路２４の下流端が前記スロットル弁１８よりも下流側の吸気通路１５に連通している。このＥＧＲ通路２４の下流端寄りには開度調節可能な電気式の流量制御弁２５（以下、ＥＧＲ弁）が配設されていて、ＥＧＲ通路２４を還流される排気ガス（外部ＥＧＲ）の流量を調節するようになっている。 Further, an exhaust gas recirculation passage 24 (hereinafter referred to as an EGR passage) for recirculating a part of the exhaust gas to the intake air passage 15 is branched and connected to the exhaust passage 20 upstream of the O2 sensor 21. The downstream end of the passage 24 communicates with the intake passage 15 on the downstream side of the throttle valve 18. An electric flow control valve 25 (hereinafter referred to as an EGR valve) whose opening degree can be adjusted is disposed near the downstream end of the EGR passage 24, and the flow rate of the exhaust gas (external EGR) recirculated through the EGR passage 24. Is to adjust.

さらにまた、エンジン１のシリンダブロック３下部のクランクケース内には、クランク軸の回転角（クランク角）を検出する電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ２６が設けられている。このクランク角センサ２６は、クランク軸の端部に一体に回転するように取り付けられたロータ２７の回転に伴い、その外周部に設けられた凸部の通過に対応して信号を出力する電磁ピックアップコイル２６からなる。また、シリンダブロック３のウォータジャケット（図示せず）には、冷却水の温度状態を検出する水温センサ２８が臨設されている。 Furthermore, a crank angle sensor 26 comprising an electromagnetic pickup or the like for detecting the rotation angle (crank angle) of the crankshaft is provided in the crankcase below the cylinder block 3 of the engine 1. The crank angle sensor 26 is an electromagnetic pickup that outputs a signal corresponding to the passage of a convex portion provided on the outer peripheral portion thereof as the rotor 27 attached so as to rotate integrally with the end portion of the crankshaft is rotated. It consists of a coil 26. Further, a water temperature sensor 28 for detecting the temperature state of the cooling water is provided on the water jacket (not shown) of the cylinder block 3.

前記エアフローセンサ１７、Ｏ2センサ２１、クランク角センサ２６、水温センサ２８等からの出力信号は、それぞれＰＣＭ（Power-train Control Module）３０に入力されるようになっている。このＰＣＭ３０は、周知の如くＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース回路等を備えており、前記各センサ以外に、少なくとも、吸気側カム軸の回転角（回転位置）を検出するカム角センサ３１と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ３２と、からそれぞれ出力される信号を受け入れる。 Output signals from the airflow sensor 17, the O2 sensor 21, the crank angle sensor 26, the water temperature sensor 28, etc. are input to a PCM (Power-train Control Module) 30, respectively. As is well known, the PCM 30 includes a CPU, ROM, RAM, an I / O interface circuit, etc. In addition to the sensors, a cam angle sensor 31 that detects at least the rotation angle (rotation position) of the intake camshaft. And an accelerator opening sensor 32 that detects the amount of operation of the accelerator pedal, respectively, to receive signals output from the accelerator pedal.

そして、ＰＣＭ３０は、前記各センサ等から入力した信号に基づいてエンジン１の運転状態を判定し、これに応じてエンジン１の運転制御を行うようになっている。すなわち、ＰＣＭ３０は、点火回路８に対し各シリンダ２毎の点火時期の制御信号を出力し、ＶＶＴ１３に対し吸気弁１１の作動タイミングを制御するための信号を出力するとともに、スロットル弁１８に対し吸気流量を制御するための信号を出力し、さらに、各シリンダ２毎のインジェクタ１９，１９，…に対し燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するためのパルス信号を出力する。また、ＰＣＭ３０は、ＥＧＲ通路２４によって吸気系に環流する排気ガス（外部ＥＧＲ）の量を制御するために、ＥＧＲ弁２５に対し制御信号を出力する。 The PCM 30 determines the operating state of the engine 1 based on the signals input from the sensors and controls the operation of the engine 1 accordingly. That is, the PCM 30 outputs an ignition timing control signal for each cylinder 2 to the ignition circuit 8, outputs a signal for controlling the operation timing of the intake valve 11 to the VVT 13, and intakes the throttle valve 18. A signal for controlling the flow rate is output, and a pulse signal for controlling the fuel injection amount and the injection timing is output to the injectors 19, 19,... For each cylinder 2. Further, the PCM 30 outputs a control signal to the EGR valve 25 in order to control the amount of exhaust gas (external EGR) that circulates to the intake system through the EGR passage 24.

そして、この実施形態のエンジン１では、上述の如く点火回路８に接続したイオン電流検出回路３３によって、点火後に燃焼室６に発生するイオン電流をシリンダ２毎に検出し、これにより設定されている点火時期（制御点火時期）がＭＢＴからずれているか否かを判定する（以下、これをＭＢＴモニタという）と共に、制御点火時期がＭＢＴからずれていると判定されたときには、点火時期がＭＢＴとなるように、点火時期を補正する制御を行うようにしている。 In the engine 1 of this embodiment, the ion current generated in the combustion chamber 6 after ignition is detected for each cylinder 2 by the ion current detection circuit 33 connected to the ignition circuit 8 as described above, and is set by this. It is determined whether or not the ignition timing (control ignition timing) deviates from MBT (hereinafter referred to as MBT monitor), and when it is determined that the control ignition timing deviates from MBT, the ignition timing becomes MBT. Thus, control for correcting the ignition timing is performed.

（イオン電流に基づくＭＢＴモニタ）
まず、検出したイオン電流値からＭＢＴ（点火時期）と相関の高い評価値Ｉｐ（以下、イオンパラメータという）を求める考え方について説明する。イオン電流は、従来より、燃焼に伴い発生するイオンが媒体となって発生するものと考えられており、この実施形態では、前記図２(a)に示すように、エンジン１の点火回路８にイオン電流検出回路３３が接続されている。 (MBT monitor based on ion current)
First, the concept of obtaining an evaluation value Ip (hereinafter referred to as ion parameter) having a high correlation with MBT (ignition timing) from the detected ion current value will be described. Conventionally, the ion current is considered to be generated using ions generated by combustion as a medium. In this embodiment, as shown in FIG. An ion current detection circuit 33 is connected.

図の例ではイオン電流検出回路３３は、イグニッションコイル８ｂの２次側が接地される点火プラグ７とは反対側の端部に直列に接続された電源コンデンサ３３ａと、検出回路３３ｂとからなり、イグナイタ８ａの作動によって点火プラグ７に通電される際（点火）に電源コンデンサ３３ａに蓄えられた電荷と、その後、燃焼室６において発生したイオンとで回路が構成されて電流が流れ、この電流を検出回路３３ｂが検出するようになっている。検出回路３３ｂからの信号はＰＣＭ３０へ出力される。 In the example shown in the figure, the ion current detection circuit 33 includes a power supply capacitor 33a connected in series to the end opposite to the ignition plug 7 where the secondary side of the ignition coil 8b is grounded, and a detection circuit 33b. When the spark plug 7 is energized by the operation of 8a (ignition), a circuit is constituted by the electric charge stored in the power supply capacitor 33a and the ions generated in the combustion chamber 6, and a current flows, and this current is detected. The circuit 33b detects it. A signal from the detection circuit 33b is output to the PCM 30.

そうして検出されるイオン電流の値は、同図(b)に模式的に示すように点火後のクランク角の進行に伴い変化し、その波形には通常、前半及び後半の２つの山が現れる。前半の山に表されるイオン電流は、混合気が着火した後に、火炎核の成長に伴い拡大する火炎面に存在するイオン（ラジカル）を媒体とするものと考えられ、これは、特に初期燃焼の速度や燃焼室の流動強さの影響を強く受ける。すなわち、前半の山は、初期燃焼が活発であるほど急峻になり、そのピークが進角する。 The value of the ion current detected in this manner changes with the progress of the crank angle after ignition as schematically shown in FIG. 4B, and the waveform usually has two peaks in the first half and the second half. appear. The ionic current represented in the first half of the mountain is thought to be based on ions (radicals) present on the flame surface that expand as the flame nuclei grow after the mixture has ignited. It is strongly influenced by the speed of the combustion chamber and the flow strength of the combustion chamber. That is, the first half of the mountain becomes steeper as the initial combustion becomes active, and its peak advances.

一方、後半の山に表されるイオン電流は、前記のように燃焼反応そのものによって発生するイオン（ラジカル）の他に、燃焼室の温度上昇に伴い既燃ガス中に存在するＮＯｘが熱電離して発生するイオンをも媒体とするものと考えられ、そのピークは、燃焼室の温度が最高になるクランク角位置に現れて、全体として燃焼が活発であるほど高くなり、それが緩慢なほど低くなる。また、ＥＧＲ量が多い運転領域、負荷が低い運転領域、又は空燃比がリーン側に設定された運転領域等では、燃焼が全体として緩慢になることに伴い後半の山はそのピークが消滅する。 On the other hand, the ion current expressed in the latter half of the mountain is not only ions (radicals) generated by the combustion reaction itself as described above, but also NOx present in the burned gas is thermally ionized as the temperature of the combustion chamber rises. It is thought that the generated ions are also used as a medium, and the peak appears at the crank angle position where the temperature of the combustion chamber becomes the highest, and as a whole, the higher the combustion is, the lower the lower it is. . Further, in the operation region where the EGR amount is large, the operation region where the load is low, or the operation region where the air-fuel ratio is set to the lean side, the peak of the latter half of the mountain disappears as the combustion slows down as a whole.

そこで、この実施形態では、図３に模式的に示すように、点火終了から圧縮上死点付近（圧縮上死点前後±１０％程度の任意のクランク角位置）までの特定の期間に検出されたイオン電流値を積算し、その総積算値（図に斜線を入れて示す範囲の面積に相当する）の所定割合（例えば５０％）までが積算されたクランク角位置を、イオン電流の立ち上がり特性を表す評価値、即ちイオンパラメータＩｐとして用いるようにしている。尚、この積算率５０％のクランク角は、初期燃焼の進行度合い（燃焼割合）５％前後のクランク角に相当する。ここで、前記積算率は、５０％に限らず、任意の率で設定することが可能であり、例えば積算率１０％や２５％、又は９０％であってもよい。 Therefore, in this embodiment, as schematically shown in FIG. 3, it is detected during a specific period from the end of ignition to the vicinity of the compression top dead center (arbitrary crank angle position around ± 10% around the compression top dead center). Ion current values are integrated, and the crank angle position where up to a predetermined percentage (for example, 50%) of the total integrated value (corresponding to the area of the hatched area in the figure) is integrated is determined as the rise characteristic of the ionic current. Is used as an evaluation value, i.e., an ion parameter Ip. The crank angle of 50% integration rate corresponds to a crank angle of about 5% of initial combustion progress (combustion rate). Here, the integration rate is not limited to 50%, and can be set at an arbitrary rate. For example, the integration rate may be 10%, 25%, or 90%.

図４は、前記イオン電流の総積算値に対して５０％までが積算されたクランク角位置をイオンパラメータＩｐとして、所定のエンジン運転状態においてＥＧＲ率を変化させた場合の、点火時期（Igt）に対するイオンパラメータＩｐの関係を示す実験データである。尚、以下において、イオンパラメータＩｐ及び点火時期Igtはそれぞれ、ＡＴＤＣで表すものとする。 FIG. 4 shows the ignition timing (Igt) when the EGR rate is changed in a predetermined engine operating condition with the crank angle position where up to 50% of the total integrated value of the ion current is integrated as the ion parameter Ip. It is an experimental data which shows the relationship of the ion parameter Ip with respect to. In the following, the ion parameter Ip and the ignition timing Igt are each represented by ATDC.

同図において、ＥＧＲ率が一定の場合には、点火時期の遅角に伴いイオンパラメータＩｐの値も遅角するため、各ＥＧＲ率一定のラインは同図において右上がりになると共に、ＥＧＲ率が高まるほど燃焼が緩慢になることから、同一の点火時期に対しては、ＥＧＲ率が高まるほど、イオンパラメータＩｐの値は遅角する。 In the figure, when the EGR rate is constant, the value of the ion parameter Ip is also retarded as the ignition timing is retarded, so each EGR rate constant line rises to the right in the figure and the EGR rate is Since combustion increases more slowly, the value of the ion parameter Ip is retarded as the EGR rate increases for the same ignition timing.

また、同図において「ＭＢＴ」と示すラインは、各運転状態において、点火時期がＭＢＴであるときのイオンパラメータＩｐの値を示しており、ＭＢＴであるときのイオンパラメータＩｐの値は、ＥＧＲ率に拘わらず、ほぼ一定のクランク角位置に存在していることがわかる。尚、ＭＢＴラインは、点火時期の変化に対して非線形性を有する。 Further, in the figure, the line indicated as “MBT” indicates the value of the ion parameter Ip when the ignition timing is MBT in each operation state, and the value of the ion parameter Ip when the ignition timing is MBT is the EGR rate. Despite this, it can be seen that the crank angle exists at a substantially constant crank angle position. The MBT line has non-linearity with respect to changes in ignition timing.

従って、各点火時期に対し、その点火時期がＭＢＴであるときのイオンパラメータ（Ｉｐmbt、以下、ＭＢＴ値と呼ぶ）を予め設定しておくことによって、エンジンの運転時にイオン電流検出回路３３によって検出されたイオン電流から算出したイオンパラメータＩｐと、予め設定しているＭＢＴ値Ｉｐmbtとを比較することによって、制御点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定する、つまりＭＢＴモニタを行うことが可能である。 Accordingly, for each ignition timing, an ion parameter (Ipmbt, hereinafter referred to as MBT value) when the ignition timing is MBT is set in advance, so that it is detected by the ion current detection circuit 33 during engine operation. By comparing the ion parameter Ip calculated from the ion current and the MBT value Ipmbt set in advance, it is possible to determine whether or not the control ignition timing is deviated from the MBT, that is, to perform MBT monitoring. is there.

ここで、初期燃焼の立ち上がりは、その温度や新気と合わせたシリンダ２への吸気充填量、空燃比等の影響を受けるから、ＭＢＴ値は、エンジンの運転状態毎に設定しておく必要がある。 Here, since the start of the initial combustion is affected by the temperature, the intake charge amount to the cylinder 2 combined with the fresh air, the air-fuel ratio, etc., the MBT value must be set for each engine operating state. is there.

そこで、この実施形態では、図５(a)に一例を示すように、基準エンジンを用いた実験により、エンジン１の負荷（同図では充填効率ｃｅ）と回転数ｎｅと空燃比ＡＦＲによって規定されるエンジン運転領域において、適当な間隔を空けて複数の格子点（ｘ，ｙ，ｚ）を設定する。そして、この各格子点毎に対応するエンジン運転状態において、前記図４のように、ＥＧＲ率を変化させて、各点火時期に対するＭＢＴ値Ｉｐmbtのデータを実験により求める。また、各点火時期におけるＭＢＴライン付近の勾配ΔIp／ΔIgt（ＥＧＲ率一定のラインの勾配）も実験により求める。 Therefore, in this embodiment, as shown in an example in FIG. 5 (a), it is defined by the load of the engine 1 (the charging efficiency ce in the figure), the rotational speed ne, and the air-fuel ratio AFR by an experiment using the reference engine. A plurality of grid points (x, y, z) are set at appropriate intervals in the engine operation region. Then, in the engine operating state corresponding to each grid point, as shown in FIG. 4, the EGR rate is changed, and the data of the MBT value Ipmbt for each ignition timing is obtained by experiment. Further, the gradient ΔIp / ΔIgt (the gradient of the line with a constant EGR rate) near the MBT line at each ignition timing is also obtained by experiments.

そうして求めた実験データを整理して、図５(b)のように点火時期（Igt-1，Igt-2，…，Igt-a）に対するＭＢＴ値Ｉｐmbt及び勾配ΔIp／ΔIgtを設定したテーブルを作成し、ＰＣＭ３０のメモリに電子的に格納する。こうすれば、エンジン１の運転中に検出したイオン電流値から前記イオンパラメータＩｐを算出すると共に、そのときのエンジン運転状態に対応するテーブルを参照して、このイオンパラメータＩｐと、ＭＢＴ値Ｉｐmbtとを比較することにより、制御点火時期がＭＢＴに対してずれているか否かを判定することができる。 The experimental data thus obtained is organized, and a table in which the MBT value Ipmbt and the gradient ΔIp / ΔIgt with respect to the ignition timing (Igt-1, Igt-2,..., Igt-a) are set as shown in FIG. Is stored electronically in the memory of the PCM 30. In this way, the ion parameter Ip is calculated from the ion current value detected during operation of the engine 1, and the ion parameter Ip, the MBT value Ipmbt, and the table corresponding to the engine operating state at that time are referred to. It is possible to determine whether or not the control ignition timing is deviated from MBT.

尚、前記図５(a)における格子点（ｘ，ｙ，ｚ）の間に相当するエンジン運転状態についてはデータ補間により対応すればよく、さらに、例えば外気温、エンジン水温、大気圧、ＶＶＴ１３の作動状態等に応じて、イオンパラメータＩｐや、ＭＢＴ値Ｉｐmbt及び勾配ΔIp／ΔIgtを補正するようにしてもよい。 Incidentally, the engine operating state corresponding to the grid points (x, y, z) in FIG. 5 (a) may be handled by data interpolation. Further, for example, the outside air temperature, engine water temperature, atmospheric pressure, VVT 13 The ion parameter Ip, the MBT value Ipmbt, and the gradient ΔIp / ΔIgt may be corrected according to the operating state or the like.

また、ここでは、エンジンの運転領域を、充填効率ｃｅと回転数ｎｅと空燃比ＡＦＲとによって規定して、複数の格子点（ｘ，ｙ，ｚ）毎に対応するエンジン運転状態においてＭＢＴ値Ｉｐmbt及び勾配ΔIp／ΔIgtを求めているが、これとは異なり、例えばエンジンの運転領域を、充填効率ｃｅと回転数ｎｅとによって規定して、複数の格子点（ｘ，ｙ）毎に対応するエンジン運転状態においてＭＢＴ値Ｉｐmbt及び勾配ΔIp／ΔIgtを求めるようにしてもよい。この場合は、例えばそのときの空燃比に応じて、ＭＢＴ値Ｉｐmbt及び勾配ΔIp／ΔIgtを適宜補正するようにすればよい。 Further, here, the engine operating region is defined by the charging efficiency ce, the rotational speed ne, and the air-fuel ratio AFR, and the MBT value Ipmbt in the engine operating state corresponding to each of the plurality of grid points (x, y, z). And the gradient ΔIp / ΔIgt are obtained, but unlike this, for example, the engine operating region is defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne, and the engine corresponds to each of a plurality of grid points (x, y). The MBT value Ipmbt and the gradient ΔIp / ΔIgt may be obtained in the operating state. In this case, for example, the MBT value Ipmbt and the gradient ΔIp / ΔIgt may be corrected as appropriate according to the air-fuel ratio at that time.

次に、図６〜８を参照して、前記のようにイオン電流の検出値からイオンパラメータＩｐを求めると共に、このイオンパラメータＩｐに基づくＭＢＴモニタの手順を具体的に説明する。まず、図６は、イオン電流の検出値からイオンパラメータＩｐを計算する手順のフローチャートであり、例えばＭＢＴモニタの実行フラグがオンされているときに、各シリンダ２の燃焼サイクル毎に実行される。 Next, referring to FIGS. 6 to 8, the ion parameter Ip is obtained from the detected value of the ion current as described above, and the procedure of the MBT monitor based on the ion parameter Ip will be specifically described. First, FIG. 6 is a flowchart of a procedure for calculating the ion parameter Ip from the detected value of the ion current. For example, this is executed for each combustion cycle of each cylinder 2 when the execution flag of the MBT monitor is turned on.

図示のスタート後のステップＳＡ１では、点火後、少なくともクランク角センサ２６及びイオン電流検出回路３３からの信号を入力して、点火ノイズがなくなったかどうか、すなわち点火終了かどうか判定し、この判定がＮＯであればリターンする一方、判定がＹＥＳで点火終了であればステップＳＡ２に進んで、検出したイオン電流値をクランク角と対応付けてメモリに記憶した後、ステップＳＡ３に進む。 In step SA1 after the start shown in the figure, after ignition, at least signals from the crank angle sensor 26 and the ion current detection circuit 33 are input to determine whether or not ignition noise has disappeared, that is, whether or not the ignition has ended. If the determination is YES and ignition ends, the process proceeds to step SA2, and the detected ionic current value is stored in the memory in association with the crank angle, and then the process proceeds to step SA3.

ステップＳＡ３では、予め設定された積算終了点（特定期間の終了点、図３参照）に達したかどうか判定し、積算終了点に達するまではステップＳＡ２に戻って、所定時間間隔（例えば０．１ミリ秒）毎にクランク角位置とイオン電流値とを対応付けてメモリに記憶する一方、積算終了点に達すればステップＳＡ４に進んで、イオンパラメータＩｐの計算を行う。すなわち、それまでに記憶したイオン電流の総積算値を求め、予め設定された所定割合（例えば５０％）までが積算されたクランク角位置を、イオンパラメータＩｐとして特定する。 In step SA3, it is determined whether or not a preset integration end point (end point of the specific period, see FIG. 3) has been reached, and the process returns to step SA2 until the integration end point is reached, for a predetermined time interval (for example, 0. Every 1 millisecond), the crank angle position and the ion current value are associated with each other and stored in the memory. On the other hand, if the integration end point is reached, the process proceeds to step SA4 to calculate the ion parameter Ip. That is, the total accumulated value of the ion current stored so far is obtained, and the crank angle position accumulated up to a predetermined ratio (for example, 50%) set in advance is specified as the ion parameter Ip.

そして、ステップＳＡ５に進み、フラグオンであれば、ステップＳＡ１に戻って前記の手順を継続する（処理を継続）一方、例えばエンジン１の運転状態が変化して、フラグがオフになれば、処理を継続しないＮＯと判定して制御終了となる（エンド）。 Then, the process proceeds to step SA5. If the flag is on, the process returns to step SA1 and the above procedure is continued (continues the process). On the other hand, if the operating state of the engine 1 changes and the flag is turned off, the process is performed. It is determined as NO that does not continue and the control ends (end).

次に、図７に示すフローチャートを参照しながら、前記ＰＣＭ３０によるＭＢＴモニタの手順について説明する。先ず、ステップＳ１１では、ＭＢＴモニタの実行のフラグを立て、続くステップＳ１２では、前記図６のフローのように、現運転状態（エンジン回転数ｎｅ、充填効率ｃｅ、空燃比ＡＦＲ及び制御点火時期Igt０）におけるイオンパラメータＩｐを算出する（Ｉｐ＝Ｉｐ０）と共に、ＰＣＭ３０に予め記憶されているテーブル（図５(b)参照）から、現在の制御点火時期Igt０に対応するＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）を得ておく。 Next, the procedure of MBT monitoring by the PCM 30 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step S11, an MBT monitor execution flag is set. In the subsequent step S12, the current operating state (engine speed ne, charging efficiency ce, air-fuel ratio AFR, and control ignition timing Igt0, as shown in the flow of FIG. 6). ) Is calculated (Ip = Ip0), and an MBT value Ipmbt (Igt0) corresponding to the current control ignition timing Igt0 is obtained from a table stored in advance in the PCM 30 (see FIG. 5B). Keep it.

続くステップＳ１３では、ステップＳ１２で得たイオンパラメータＩｐ０と、ＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）とが等しいか否かを判定し、両者が等しいのＹＥＳのときには、ステップＳ１４に移行して制御点火時期Igt０がＭＢＴに一致している（ＭＢＴ＝Igt０）として制御を終了する。 In the subsequent step S13, it is determined whether or not the ion parameter Ip0 obtained in step S12 is equal to the MBT value Ipmbt (Igt0). If both are equal, the process proceeds to step S14 and the control ignition timing Igt0 is set. The control is terminated as a match with MBT (MBT = Igt0).

一方、ステップＳ１３で、両者が等しくないのＮＯのときには、制御点火時期がＭＢＴからずれているとして、ステップＳ１５に移行する。 On the other hand, if NO in step S13, the control ignition timing is deviated from MBT, and the process proceeds to step S15.

尚、ステップＳ１３では、検出誤差等を考慮して、イオンパラメータＩｐ０と、ＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）との差が所定以下か否かを判定し、所定以下であればステップＳ１４に移行する一方、所定よりも大きいのであればステップＳ１５に移行するようにしてもよい。 In step S13, it is determined whether or not the difference between the ion parameter Ip0 and the MBT value Ipmbt (Igt0) is less than or equal to a predetermined value in consideration of a detection error or the like. If it is larger than the predetermined value, the process may proceed to step S15.

ステップＳ１５以降のステップは、制御点火時期とＭＢＴとのずれ量を判断するためのステップであり、このフローでは、点火時期を計算上で所定角度ずつ変更させながら、そのときの点火時期におけるイオンパラメータＩｐを算出する（予測する）ことによって、前記Ｉｐ０とＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）との差に対応する、制御点火時期とＭＢＴとのずれ量を判定する。 Steps subsequent to step S15 are steps for determining the amount of deviation between the control ignition timing and the MBT. In this flow, while changing the ignition timing by a predetermined angle in the calculation, the ion parameter at the ignition timing at that time is changed. By calculating (predicting) Ip, a deviation amount between the control ignition timing and MBT corresponding to the difference between Ip0 and MBT value Ipmbt (Igt0) is determined.

先ずステップＳ１５では、イオンパラメータＩｐ０が、ＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）よりも大きいか否かを判定する。つまり、制御点火時期がＭＢＴに対して遅角側にずれているか否かを判定する。ステップＳ１５でＹＥＳのとき（遅角側にずれているとき）にはステップＳ１６に移行する一方、ＮＯのとき（進角側にずれているとき）にはステップＳ１９に移行する。 First, in step S15, it is determined whether or not the ion parameter Ip0 is larger than the MBT value Ipmbt (Igt0). That is, it is determined whether or not the control ignition timing is shifted to the retard side with respect to MBT. If YES in step S15 (when shifted to the retard side), the process proceeds to step S16, while if NO (shifted to the advance side), the process proceeds to step S19.

ステップＳ１６では、点火時期を予め設定された計算間隔ΔCA（例えば０．１°ＣＡ）だけ進角側にずらした（点火時期Igt１）と仮定したときの、イオンパラメータの値（Ｉｐ（Igt１））を、テーブルに記憶されているＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt１）及び勾配ΔIp／ΔIgt（Igt１）を利用して算出する。つまり、
Igt１＝Igt１（-1）−ΔCA （但し、Igt１（-1）は前回値であり、初期値はIgt０である）
Ｉｐ（Igt１)＝Ｉｐmbt（Igt１）＋（Igt１−Igt０）・ΔIp／ΔIgt（Igt１）
そうして、続くステップＳ１７において、ステップＳ１６で算出したイオンパラメータＩｐ（Igt１）と、現在の制御点火時期Igt０におけるイオンパラメータＩｐ０とを比較し、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）＜０であるのＹＥＳのときには、ステップＳ１８に移行して、ＭＢＴはIgt１であるとする一方、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）≧０であるのＮＯのときには、ステップＳ１６に戻り、前述の演算及び判定を繰り返す。 In step S16, the value of the ion parameter (Ip (Igt1)) when it is assumed that the ignition timing is shifted to the advance side by a preset calculation interval ΔCA (for example, 0.1 ° CA) (ignition timing Igt1). Is calculated using the MBT value Ipmbt (Igt1) and the gradient ΔIp / ΔIgt (Igt1) stored in the table. That means
Igt1 = Igt1 (−1) −ΔCA (where Igt1 (−1) is the previous value and the initial value is Igt0)
Ip (Igt1) = Ipmbt (Igt1) + (Igt1-Igt0) · ΔIp / ΔIgt (Igt1)
In step S17, the ion parameter Ip (Igt1) calculated in step S16 is compared with the ion parameter Ip0 at the current control ignition timing Igt0, and Ip0−Ip (Igt1) <0 is true. Sometimes, the process proceeds to step S18, and the MBT is assumed to be Igt1. On the other hand, if Ip0−Ip (Igt1) ≧ 0 is NO, the process returns to step S16 to repeat the above calculation and determination.

ここで、ステップＳ１６及びＳ１７における演算及び判定について図８(a)を参照しながら説明する。先ず、現在の運転状態における制御点火時期がIgt０であるときに、検出されたイオンパラメータＩｐ０が、ＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）よりも大きいとする。そして、点火時期をΔCAだけ進角側に変更した点火時期Igt１（１回目）のイオンパラメータＩｐ（Igt１）は、図８(a)からも分かるように、そのときのＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt１）に、ΔCA分の傾き量ΔIp／ΔIgt（Igt１）を加えた値になる（Ｉｐ（Igt１）＝Ｉｐmbt（Igt１）＋（Igt０−Igt１）・ΔIp／ΔIgt（Igt１））。 Here, the calculation and determination in steps S16 and S17 will be described with reference to FIG. First, it is assumed that the detected ion parameter Ip0 is larger than the MBT value Ipmbt (Igt0) when the control ignition timing in the current operating state is Igt0. The ion parameter Ip (Igt1) of the ignition timing Igt1 (first time) obtained by changing the ignition timing to the advance side by ΔCA is the MBT value Ipmbt (Igt1) at that time, as can be seen from FIG. , And a slope amount ΔIp / ΔIgt (Igt1) corresponding to ΔCA (Ip (Igt1) = Ipmbt (Igt1) + (Igt0−Igt1) · ΔIp / ΔIgt (Igt1)).

そして、そのイオンパラメータＩｐ（Igt１）が、制御点火時期のイオンパラメータＩｐ０よりも小さいときには、制御点火時期とＭＢＴとのずれ量が未だ存在しているとして、点火時期をΔCAだけさらに進角側に変更する（点火時期Igt１（２回目））。そうして再び点火時期Igt１（２回目）に対応するイオンパラメータＩｐ（Igt１）を算出して、制御点火時期Ｉｐ０と比較する。図８(a)の例では、２回目のＩｐ（Igt１）が制御点火時期Ｉｐ０を超える（ずれ量が無くなる）ことから、エンジンの当該運転状態におけるＭＢＴは、その２回目の点火時期Igt１であることが判明する。尚、ステップＳ１７の判定としては、算出したＩｐ（Igt１）と制御点火時期のイオンパラメータＩｐ０との大小関係が反転したことを判定すればよいため、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）＜０を判定することになる。 When the ion parameter Ip (Igt1) is smaller than the ion parameter Ip0 of the control ignition timing, it is assumed that there is still a deviation amount between the control ignition timing and MBT, and the ignition timing is further advanced by ΔCA. Change (ignition timing Igt1 (second time)). Then, the ion parameter Ip (Igt1) corresponding to the ignition timing Igt1 (second time) is calculated again and compared with the control ignition timing Ip0. In the example of FIG. 8 (a), since the second Ip (Igt1) exceeds the control ignition timing Ip0 (the deviation amount disappears), the MBT in the operating state of the engine is the second ignition timing Igt1. It turns out. In step S17, it is only necessary to determine that the magnitude relationship between the calculated Ip (Igt1) and the ion parameter Ip0 of the control ignition timing has been reversed. Therefore, it is determined that Ip0−Ip (Igt1) <0. become.

一方、ステップＳ１５で制御点火時期がＭＢＴに対して進角側にずれているとして移行したステップＳ１９では、点火時期を予め設定された計算間隔ΔCA（例えば０．１°ＣＡ）だけ遅角側にずらした（点火時期Igt１）と仮定したときの、イオンパラメータの値（Ｉｐ（Igt１））を、テーブルに記憶されているＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt１）及び勾配ΔIp／ΔIgt（Igt１）を利用して算出する。つまり、
Igt１＝Igt１（-1）＋ΔCA
Ｉｐ（Igt１)＝Ｉｐmbt（Igt１）−（Igt１−Igt０）・ΔIp／ΔIgt（Igt１）
そうして、続くステップＳ１１０において、ステップＳ１９で算出したイオンパラメータＩｐ（Igt１）と、現在の制御点火時期Igt０に対するイオンパラメータＩｐ０とを比較し、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）＞０であるのＹＥＳのときには、ステップＳ１１１に移行して、ＭＢＴはIgt１であるとする一方、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）≦０であるのＮＯのときには、ステップＳ１９に戻り、前述の演算及び判定を繰り返す。 On the other hand, in step S19, where the control ignition timing is shifted to the advance side with respect to MBT in step S15, the ignition timing is retarded by a preset calculation interval ΔCA (for example, 0.1 ° CA). The value (Ip (Igt1)) of the ion parameter when it is assumed that the ignition timing is shifted (ignition timing Igt1) is calculated using the MBT value Ipmbt (Igt1) and the gradient ΔIp / ΔIgt (Igt1) stored in the table. To do. That means
Igt1 = Igt1 (-1) + ΔCA
Ip (Igt1) = Ipmbt (Igt1) − (Igt1−Igt0) · ΔIp / ΔIgt (Igt1)
Then, in the subsequent step S110, the ion parameter Ip (Igt1) calculated in step S19 is compared with the ion parameter Ip0 with respect to the current control ignition timing Igt0, and Ip0−Ip (Igt1)> 0 is satisfied. Sometimes, the process proceeds to step S111, and the MBT is assumed to be Igt1. On the other hand, if Ip0−Ip (Igt1) ≦ 0 is NO, the process returns to step S19 to repeat the above calculation and determination.

ここで、ステップＳ１９及びＳ１１０における演算及び判定について図８(b)を参照しながら説明する。ここでの演算及び判定は、前記ステップＳ１６及びＳ１７における演算及び判定と逆である。 Here, the calculation and determination in steps S19 and S110 will be described with reference to FIG. The calculation and determination here are the reverse of the calculation and determination in steps S16 and S17.

先ず、現在の運転状態における制御点火時期がIgt０であるときに、検出されたイオンパラメータＩｐ０が、ＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt０）よりも小さいとする。そして、点火時期をΔCAだけ遅角側に変更した点火時期Igt１（１回目）のイオンパラメータＩｐ（Igt１）は、図８(b)からも分かるように、そのときのＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igt１）に、ΔCA分の傾き量ΔIp／ΔIgt（Igt１）を差し引いた値になる（Ｉｐ（Igt１）＝Ｉｐmbt（Igt１）−（Igt１−Igt０）・ΔIp／ΔIgt（Igt１））。 First, it is assumed that the detected ion parameter Ip0 is smaller than the MBT value Ipmbt (Igt0) when the control ignition timing in the current operating state is Igt0. The ion parameter Ip (Igt1) of the ignition timing Igt1 (first time) obtained by changing the ignition timing to the retard side by ΔCA is the MBT value Ipmbt (Igt1) at that time, as can be seen from FIG. 8B. , And a value obtained by subtracting the slope amount ΔIp / ΔIgt (Igt1) for ΔCA (Ip (Igt1) = Ipmbt (Igt1) − (Igt1−Igt0) · ΔIp / ΔIgt (Igt1)).

そして、そのイオンパラメータＩｐ（Igt１）が、制御点火時期のイオンパラメータＩｐ０よりも大きいときには、制御点火時期とＭＢＴとのずれ量が未だ存在しているとして、点火時期をΔCAだけさらに遅角側に変更する（点火時期Igt１（２回目））。そうして再び点火時期Igt１（２回目）に対応するイオンパラメータＩｐ（Igt１）を算出して、制御点火時期Ｉｐ０と比較する。図８(b)の例では、２回目のＩｐ（Igt１）が制御点火時期Ｉｐ０を下回る（ずれ量が無くなる）ことから、エンジンの当該運転状態におけるＭＢＴは、その２回目の点火時期Igt１であることが判明する。尚、ステップＳ１１０の判定としては、算出したＩｐ（Igt１）と制御点火時期のイオンパラメータＩｐ０との大小関係が反転したことを判定すればよいため、Ｉｐ０−Ｉｐ（Igt１）＞０を判定することになる。 When the ion parameter Ip (Igt1) is larger than the ion parameter Ip0 of the control ignition timing, it is assumed that there is still a deviation amount between the control ignition timing and MBT, and the ignition timing is further retarded by ΔCA. Change (ignition timing Igt1 (second time)). Then, the ion parameter Ip (Igt1) corresponding to the ignition timing Igt1 (second time) is calculated again and compared with the control ignition timing Ip0. In the example of FIG. 8B, since the second Ip (Igt1) is lower than the control ignition timing Ip0 (the deviation amount disappears), the MBT in the operating state of the engine is the second ignition timing Igt1. It turns out. In step S110, since it is only necessary to determine that the magnitude relationship between the calculated Ip (Igt1) and the ion parameter Ip0 of the control ignition timing is reversed, it is determined that Ip0-Ip (Igt1)> 0. become.

このようにしてステップＳ１８又はステップＳ１１１において制御点火時期とＭＢＴとのずれ量が判明すれば、そのずれ量が無くなるように、制御点火時期の補正が行われる。 In this way, if the deviation amount between the control ignition timing and the MBT is found in step S18 or step S111, the control ignition timing is corrected so that the deviation amount is eliminated.

このように本実施形態では、燃焼室６における点火後、圧縮上死点付近までの期間に亘ってイオン電流検出回路３３によって検出されたクランク角の進行に対するイオン電流の波形形状に基づいて、制御点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定し、その際にイオン電流波形の後半の山は見ないことで、広い運転領域でＭＢＴモニタが可能になる。 As described above, in the present embodiment, the control is performed based on the waveform shape of the ionic current with respect to the progress of the crank angle detected by the ionic current detection circuit 33 over the period from the ignition in the combustion chamber 6 to the vicinity of the compression top dead center. It is determined whether or not the ignition timing is deviated from MBT, and at that time, the peak of the latter half of the ion current waveform is not seen, so that MBT monitoring can be performed in a wide operation region.

またＭＢＴモニタにおいては、予め実験結果等に基づきＭＢＴ値を設定しておくことによって、制御点火時期がＭＢＴからずれているか否か及び、そのずれ量を精度よく判定することが可能になる。 In the MBT monitor, it is possible to accurately determine whether or not the control ignition timing is deviated from the MBT by setting an MBT value based on an experimental result or the like in advance.

また、前記のＭＢＴ値をエンジンの運転状態（例えば充填効率ｃｅ及び回転数ｎｅ等）毎に設定しておくことによって、広い運転状態に亘ってＭＢＴモニタが可能になる。 Further, by setting the MBT value for each engine operating state (for example, charging efficiency ce and rotation speed ne), MBT monitoring can be performed over a wide operating state.

そうして、制御点火時期がＭＢＴからずれているときには、そのずれが無くなるように点火時期が補正されるため、燃費向上、エミッション性の向上及びドライバビリティの向上を図ることができる。 Thus, when the control ignition timing is deviated from the MBT, the ignition timing is corrected so as to eliminate the deviation, so that it is possible to improve fuel consumption, emission, and drivability.

（点火時期をＭＢＴに一致させるためのフィードバック制御）
図７に示すフローは、制御点火時期のＭＢＴからのずれ量を判定して、そのずれ量が無くなるように点火時期を補正するためのフローであったが、図９に示すフローは、制御点火時期のＭＢＴからずれているときに、そのずれ量は判定せずに、フィードバック制御によりそのずれが無くなるように点火時期を変更するためのフローである。尚、この制御は、後述するように、エンジン１の気筒毎に行ってもよい。 (Feedback control to make ignition timing coincide with MBT)
The flow shown in FIG. 7 is a flow for determining the deviation amount of the control ignition timing from the MBT and correcting the ignition timing so that the deviation amount disappears. However, the flow shown in FIG. This is a flow for changing the ignition timing so that the deviation is eliminated by feedback control without judging the deviation amount when the timing deviates from the MBT. This control may be performed for each cylinder of the engine 1 as will be described later.

先ず、ステップＳ２１では、ＭＢＴのフィードバック制御の実行のフラグを立て、続くステップＳ２２では、処理を実行するか（続行するか）否かを判定する。ここで、処理を実行しない（中止する）条件としては、エンジンの運転状態がＭＢＴ制御を行わない状態である（例えばノーロードかつアイドル状態）、変更した点火時期の制御値（このことについては後述する）がノック限界に入った、燃焼安定性が低下した、及び他の処理を行うことにより本制御を中止する必要がある、等が具体的に挙げられる。ステップＳ２２で処理を実行する（続行する）のＹＥＳのときにはステップＳ２３に移行し、処理を実行しない（中止する）のＮＯのときにはそのまま制御を終了する。 First, in step S21, a flag for executing the MBT feedback control is set, and in the subsequent step S22, it is determined whether or not to execute the process (continue). Here, as a condition for not executing (stopping) the processing, the engine operating state is a state in which MBT control is not performed (for example, no-load and idle state), and the changed ignition timing control value (this will be described later). ) Has entered the knock limit, combustion stability has decreased, and it is necessary to stop this control by performing other processing. If YES in step S22, the process proceeds to step S23. If NO in step S22, the control is terminated as it is.

ステップＳ２３では、前記図６のフローのように、現運転状態（エンジン回転数ｎｅ、充填効率ｃｅ、空燃比ＡＦＲ及び制御点火時期Igtｃ）におけるイオンパラメータＩｐを算出する（Ｉｐ＝Ｉｐｃ）と共に、ＰＣＭ３０に予め記憶されているテーブル（図５(b)参照）から、現在の制御点火時期Igtｃ（初期値はＰＣＭ３０に記憶されている制御値であり、２回目以降のルーチンにおいては、後述するステップＳ２５又はＳ２６で変更した制御点火時期）に対応するＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igtｃ）を得て、現運転状態におけるイオンパラメータＩｐｃとＭＢＴ値Ｉｐmbt（Igtｃ）との差ΔＩｐｃを算出する（ΔＩｐｃ＝Ｉｐｃ−Ｉｐmbt（Igtｃ））。尚、この制御においては、図５(b)に示すテーブルの、勾配ΔIp／ΔIgtの値は不要である。 In step S23, the ion parameter Ip in the current operation state (engine speed ne, charging efficiency ce, air-fuel ratio AFR and control ignition timing Igtc) is calculated (Ip = Ipc) and PCM30 as in the flow of FIG. From the table stored in advance (see FIG. 5B), the current control ignition timing Igtc (the initial value is the control value stored in the PCM 30. In the second and subsequent routines, step S25 described later is performed. Alternatively, the MBT value Ipmbt (Igtc) corresponding to the control ignition timing changed in S26) is obtained, and the difference ΔIpc between the ion parameter Ipc and the MBT value Ipmbt (Igtc) in the current operating state is calculated (ΔIpc = Ipc−Ipmbt ( Igtc)). In this control, the value of the gradient ΔIp / ΔIgt in the table shown in FIG. 5B is not necessary.

続くステップＳ２４では、ステップＳ２３で算出した差ΔＩｐｃが０よりも大きいか否か、つまり、制御点火時期IgtｃがＭＢＴに対して遅角側にずれているか否かを判定し、遅角側にずれているのＹＥＳのときにはステップＳ２５に移行する一方、遅角側にずれていない（進角側にずれている又はＭＢＴである）のＮＯのときにはステップＳ２６に移行する。つまり、図１０に示すように、制御点火時期Igtｃ１のときには、ΔＩｐｃ１が正であるためステップＳ２５に移行する一方、制御点火時期Igtｃ２のときには、ΔＩｐｃ２が負であるためステップＳ２６に移行することになる。 In the following step S24, it is determined whether or not the difference ΔIpc calculated in step S23 is larger than 0, that is, whether or not the control ignition timing Igtc is shifted to the retard side with respect to the MBT. If YES, the process proceeds to step S25, whereas if NO, the process proceeds to step S26. That is, as shown in FIG. 10, at the control ignition timing Igtc1, ΔIpc1 is positive and thus the process proceeds to step S25. At the control ignition timing Igtc2, ΔIpc2 is negative and therefore the process proceeds to step S26. .

ステップＳ２５では、現在の制御点火時期Igtｃを所定の補正幅Igtcorr（実験等に基づいて設定すればよく、例えば０．２°ＣＡ程度）だけ進角側に変更することによって、新たな制御点火時期Igtｃを設定し、ステップＳ２２に戻る。一方、ステップＳ２６では、現在の制御点火時期Igtｃを所定の補正幅Igtcorrだけ遅角側に変更することによって、新たな制御点火時期Igtｃを設定し、ステップＳ２２に戻る。つまり、図１０に示すように、制御点火時期Igtｃ１のときには、制御点火時期が進角側に変更される一方、制御点火時期Igtｃ２のときには、制御点火時期が遅角側に変更される（同図の矢印参照）。 In step S25, the current control ignition timing Igtc is changed to the advance side by a predetermined correction width Igtcorr (which may be set based on an experiment or the like, for example, about 0.2 ° CA), thereby providing a new control ignition timing. Igtc is set, and the process returns to step S22. On the other hand, in step S26, a new control ignition timing Igtc is set by changing the current control ignition timing Igtc to the retard side by a predetermined correction width Igtcorr, and the process returns to step S22. That is, as shown in FIG. 10, the control ignition timing is changed to the advance side at the control ignition timing Igtc1, while the control ignition timing is changed to the retard side at the control ignition timing Igtc2. See arrow).

このフィードバック制御を行うことによって、制御点火時期Igtｃは、ＭＢＴ付近で収束することになる。 By performing this feedback control, the control ignition timing Igtc converges in the vicinity of MBT.

このように、イオンパラメータＩｐに基づいて制御点火時期がＭＢＴに対してずれていることが判明したときには、前述のフィードバック制御を実行することによって、制御点火時期をＭＢＴにすることが可能になり、その結果、燃費向上、エミッション性の向上及びドライバビリティの向上を図ることができる。 As described above, when it is found that the control ignition timing is deviated from the MBT based on the ion parameter Ip, the control ignition timing can be set to MBT by executing the feedback control described above. As a result, it is possible to improve fuel consumption, emissions, and drivability.

（ＭＢＴの気筒間ばらつき補正）
図９のフローに示すフィードバック制御を気筒毎に行うことによって、気筒毎に点火時期をＭＢＴにすることが可能になる。しかしながら、例えば空燃比の気筒間分配やＥＧＲの気筒間分配等によって、気筒間の燃焼ばらつきが生じ、その結果、ＭＢＴが気筒間でばらつく場合がある。 (MBT cylinder variation correction)
By performing feedback control shown in the flow of FIG. 9 for each cylinder, the ignition timing can be set to MBT for each cylinder. However, for example, combustion variation among cylinders may occur due to, for example, air-fuel ratio distribution between cylinders or EGR cylinder-to-cylinder distribution. As a result, MBT may vary between cylinders.

図１１に示すフローは、気筒毎に点火時期をＭＢＴにした結果として、ＭＢＴの気筒間ばらつきが生じているときに、そのばらつき（燃焼ばらつき）を、気筒毎に空燃比を変更することによって低減、又は無くすための制御に係る。 The flow shown in FIG. 11 reduces the variation (combustion variation) by changing the air-fuel ratio for each cylinder when MBT variation among cylinders occurs as a result of setting the ignition timing to MBT for each cylinder. , Or control to eliminate.

先ずステップＳ３１では、図９に示すフローに従って、気筒毎にフィードバック制御を行い、続くステップＳ３２において、各気筒の制御値は収束したか、換言すれば各気筒の点火時期がＭＢＴになったか否かを判定する。ここでの判定例としては、
（ΔＩｐｃ（−２）−ΔＩｐｃ（−１））×（ΔＩｐｃ（−１）−ΔＩｐｃ）＜０
であるか否かを判定することが挙げられる。ここで、ΔＩｐｃ（−１）は前回値、ΔＩｐｃ（−２）は前々回値である。つまり、例えば図１２に示すように、ΔＩｐｃの正負がルーチン毎に反転するときに各気筒の制御値が収束したと判定すればよい。 First, in step S31, feedback control is performed for each cylinder according to the flow shown in FIG. 9, and in subsequent step S32, whether the control value of each cylinder has converged, in other words, whether the ignition timing of each cylinder has reached MBT. Determine. As an example of judgment here,
(ΔIpc (−2) −ΔIpc (−1)) × (ΔIpc (−1) −ΔIpc) <0
It is mentioned to determine whether it is. Here, ΔIpc (−1) is the previous value, and ΔIpc (−2) is the previous value. That is, for example, as shown in FIG. 12, it may be determined that the control value of each cylinder has converged when the sign of ΔIpc is reversed for each routine.

ステップＳ３２において各気筒の制御値は収束していないのＮＯのときには、ステップＳ３１に戻り、図９に示すフローを繰り返す一方、各気筒の制御値が収束したのＹＥＳのときにはステップＳ３３に移行する。 In step S32, when the control value of each cylinder has not converged, the process returns to step S31, and the flow shown in FIG. 9 is repeated. On the other hand, when the control value of each cylinder has converged, the process proceeds to step S33.

ステップＳ３３では、各気筒のＭＢＴ（ＭＢＴ＊、尚、＊は気筒番号を示す。＊＝１，２，３，…）、つまりフィードバック制御によって収束した各気筒の点火時期の平均値（ＭＢＴave）を算出し、各気筒のＭＢＴの、その平均からのずれ量（ΔＭＢＴ＊）を算出する（ΔＭＢＴ＊＝ＭＢＴ＊−ＭＢＴave）。 In step S33, the MBT of each cylinder (MBT *, where * indicates the cylinder number. * = 1, 2, 3,...), That is, the average value (MBTave) of the ignition timing of each cylinder converged by feedback control. The amount of deviation of the MBT of each cylinder from the average (ΔMBT *) is calculated (ΔMBT * = MBT * −MBTave).

続くステップＳ３４では、各気筒のＭＢＴのずれ量ΔＭＢＴ＊が、０よりも小さい（ΔＭＢＴ＊＜０）か否かを判定し、０よりも小さい気筒についてはステップＳ３５に移行する一方、０以上である気筒についてはステップＳ３６に移行する。 In the following step S34, it is determined whether or not the MBT deviation amount ΔMBT * of each cylinder is smaller than 0 (ΔMBT * <0). For cylinders smaller than 0, the process proceeds to step S35, but is greater than or equal to 0. For a certain cylinder, the process proceeds to step S36.

ステップＳ３５では、当該気筒のＭＢＴが平均よりも進角側にずれている、つまり燃焼状態が平均に比べて遅いとして、空燃比をリッチにして燃焼速さを速めるべく、制御燃焼噴射量InjPulseに所定の補正量（InjPlsecorr)を加える（InjPulse＝InjPulse＋InjPlsecorr）。一方、ステップＳ３６では、当該気筒のＭＢＴが平均よりも遅角側にずれている、つまり燃焼状態が平均に比べて速いとして、空燃比をリーンにして燃焼速さを低下させるべく、制御燃焼噴射量InjPulseに所定の補正量（InjPlsecorr)を差し引く（InjPulse＝InjPulse−InjPlsecorr）。 In step S35, assuming that the MBT of the cylinder is deviated from the average, that is, the combustion state is slower than the average, the control combustion injection amount InjPulse is increased to make the air-fuel ratio rich and increase the combustion speed. A predetermined correction amount (InjPlsecorr) is added (InjPulse = InjPulse + InjPlsecorr). On the other hand, in step S36, the control combustion injection is performed so that the MBT of the cylinder is deviated from the average, that is, the combustion state is faster than the average, and the air-fuel ratio is leaned to reduce the combustion speed. A predetermined correction amount (InjPlsecorr) is subtracted from the amount InjPulse (InjPulse = InjPulse−InjPlsecorr).

そうして、ステップＳ３７では、処理を続行するか否かを判定する。ここで、処理を続行しない条件としては、前記図９のフローと同様に、エンジンの運転状態がＭＢＴ制御を行わない状態になった（例えばノーロードかつアイドル状態）、変更した点火時期の制御値がノック限界に入った、燃焼安定性が低下した、及び他の処理を行うことにより本制御を中止する必要がある、が具体的に挙げられる。ステップＳ３７で処理を続行するのＹＥＳのときにはステップＳ３１に戻る一方、処理を続行しないのＮＯのときにはそのまま終了する。 In step S37, it is determined whether or not to continue the process. Here, as a condition for not continuing the processing, as in the flow of FIG. 9 described above, the engine operating state has become a state in which MBT control is not performed (for example, no-load and idle state), and the control value of the changed ignition timing is Specific examples include that the knock limit has been reached, combustion stability has decreased, and that it is necessary to stop this control by performing other processing. If YES in step S37, the process returns to step S31. If NO in step S37, the process ends.

このように、気筒毎に点火時期を補正した場合に、気筒間の燃焼ばらつきが生じてＭＢＴが気筒間でばらついた場合は、気筒毎に空燃比を補正することによって、その気筒間の燃焼ばらつきが低減、又は無くなり、気筒間のトルクばらつきを抑制することができる。 As described above, when the ignition timing is corrected for each cylinder and the combustion variation between the cylinders occurs and the MBT varies among the cylinders, the combustion variation among the cylinders is corrected by correcting the air-fuel ratio for each cylinder. Is reduced or eliminated, and torque variation between cylinders can be suppressed.

尚、図１１のフローにおいて、空燃比を大幅に変更することはエミッション性の低下を招くことから、変更を許容することができる上限空燃比及び下限空燃比を予め設定しておき、ステップＳ３５又はＳ３６において燃焼噴射量の補正を行った場合に、その上限空燃比及び下限空燃比を超えてしまうときには、燃焼噴射量の補正を中止するようにしてもよい。 In the flow of FIG. 11, drastically changing the air-fuel ratio causes a decrease in emissions. Therefore, an upper limit air-fuel ratio and a lower limit air-fuel ratio that can be allowed to be changed are set in advance, and step S35 or When the combustion injection amount is corrected in S36, if the upper limit air-fuel ratio and the lower limit air-fuel ratio are exceeded, the correction of the combustion injection amount may be stopped.

前記実施形態では、イオンパラメータＩｐとして、点火終了から点火圧縮上死点付近までの特定期間に亘って検出されたイオン電流値を積算し、その総積算値の所定割合までが積算されたクランク角位置をイオンパラメータＩｐとしているが、これに代えて、例えばイオン電流波形における前半の山のピークのクランク角位置を、イオンパラメータＩｐとしてもよい。尚、点火時期がＭＢＴ付近に設定されている場合、前記の積算割合５０％のクランク角位置と、前半の山のピークのクランク角位置とはほぼ一致するという特徴がある。 In the above-described embodiment, as the ion parameter Ip, the ion current values detected over a specific period from the end of ignition to the vicinity of ignition compression top dead center are integrated, and the crank angle is integrated up to a predetermined ratio of the total integrated value. Although the position is the ion parameter Ip, instead, for example, the crank angle position of the peak of the first half of the ion current waveform may be used as the ion parameter Ip. Note that when the ignition timing is set in the vicinity of MBT, the crank angle position with the integrated rate of 50% and the crank angle position of the peak of the first half of the peak are almost the same.

以上説明したように、本発明は、エンジンの広い運転状態にわたって、制御点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定することができるから、例えば自動車等に搭載されるエンジンのＭＢＴをモニタする装置として有用である。 As described above, the present invention can determine whether or not the control ignition timing is deviated from the MBT over a wide operating state of the engine. Therefore, for example, an apparatus for monitoring the MBT of an engine mounted on an automobile or the like. Useful as.

本発明の実施形態に係る点火時期検出装置を備えたエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine provided with the ignition timing detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. （ａ）イオン電流検出回路の構成、（ｂ）イオン電流検出回路の出力信号の一例である。(A) Configuration of ion current detection circuit, (b) An example of an output signal of the ion current detection circuit. イオンパラメータの定義を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the definition of an ion parameter typically. 所定の運転状態における点火時期とイオンパラメータとの関係を示す実験結果のグラフ図である。It is a graph of the experimental result which shows the relationship between the ignition timing in a predetermined driving | running state, and an ion parameter. エンジンの運転領域に格子点を設定したイメージ図(a)と、その各格子点毎に対応するエンジン運転状態において、点火時期とＭＢＴ値と勾配との関係を示すテーブル(b)とを模式的に示す説明図である。A schematic diagram (a) in which grid points are set in the engine operating region, and a table (b) showing the relationship between the ignition timing, MBT value, and gradient in the engine operating state corresponding to each grid point, are schematically shown. It is explanatory drawing shown. イオンパラメータの計算の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of calculation of an ion parameter. ＭＢＴモニタの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a MBT monitor. 制御点火時期とＭＢＴとのずれ量を算出するための考え方を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the idea for calculating the deviation | shift amount of a control ignition timing and MBT. ＭＢＴのフィードバック制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the feedback control of MBT. 点火時期の補正方向（進角側又は遅角側）を決定する考え方を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the idea of determining the correction direction (advance side or retard side) of ignition timing. ＭＢＴの気筒間ばらつきを補正する制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure which correct | amends the dispersion | variation between cylinders of MBT. フィードバック制御が収束した状態の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state which feedback control converged.

符号の説明Explanation of symbols

１エンジン
３０ＰＣＭ（点火手段、判定手段、点火時期補正手段、空燃比補正手段）
３３イオン電流検出回路（イオン電流検出手段）
６燃焼室
７点火プラグ（点火手段）
８点火回路（点火手段） 1 engine 30 PCM (ignition means, determination means, ignition timing correction means, air-fuel ratio correction means)
33 Ion current detection circuit (ion current detection means)
6 Combustion chamber 7 Spark plug (ignition means)
8 Ignition circuit (ignition means)

Claims

所定のエンジン運転状態においては点火時期をＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）に設定して点火を行う点火手段と、
前記エンジンの燃焼室内に発生するイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記点火時期がＭＢＴに設定されている条件下において、前記燃焼室における点火終了から、圧縮上死点を中心とした所定範囲内のクランク角位置までの特定期間に亘って前記イオン電流検出手段によって検出されたクランク角の進行に対するイオン電流の波形形状に基づいて、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、前記点火終了から前記特定期間全体に亘って検出されたイオン電流値を積算し、その総積算値の所定割合までが積算されたクランク角位置を評価指標として、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かの判定を行う点火時期検出装置。 Ignition means for igniting with the ignition timing set to MBT (Minimum advance for the Best Torque) in a predetermined engine operating state;
Ion current detection means for detecting ion current generated in the combustion chamber of the engine;
Under the condition that the ignition timing is set to MBT, the ion current detection means performs a specific period from the end of ignition in the combustion chamber to a crank angle position within a predetermined range centered on compression top dead center . Determination means for determining whether or not the set ignition timing is deviated from MBT based on the waveform shape of the ion current with respect to the progress of the detected crank angle ,
The determination means integrates the ion current values detected over the entire specified period from the end of the ignition, and the crank angle position obtained up to a predetermined percentage of the total integrated value is set as the evaluation index. An ignition timing detection device for determining whether or not the ignition timing being deviated from MBT .

請求項１に記載の点火時期検出装置において、
点火時期毎に、当該点火時期がＭＢＴであるときの前記評価指標の値であるＭＢＴ値が予め設定されており、
前記判定手段は、検出されたイオン電流値に基づいて前記評価指標の値を算出すると共に、その算出した評価指標の値を前記ＭＢＴ値と比較することによって、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定する点火時期検出装置。 In the ignition timing detection device according to claim 1,
For each ignition timing, an MBT value that is a value of the evaluation index when the ignition timing is MBT is preset,
The determination means calculates the value of the evaluation index based on the detected ion current value, and compares the calculated evaluation index value with the MBT value, whereby the set ignition timing is determined as MBT. An ignition timing detection device for determining whether or not the engine is deviated from.

請求項２に記載の点火時期検出装置において、
前記ＭＢＴ値はさらに、前記エンジンの運転状態毎に設定されている点火時期検出装置。 In the ignition timing detection device according to claim 2,
The MBT value is an ignition timing detection device further set for each operating state of the engine.

請求項１に記載の点火時期検出装置において、
前記判定手段によって前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれていると判定されたときに、点火時期がＭＢＴとなるように、前記点火手段による点火時期を補正する点火時期補正手段をさらに備える点火時期検出装置。 In the ignition timing detection device according to claim 1,
Ignition further comprising ignition timing correction means for correcting the ignition timing by the ignition means so that the ignition timing becomes MBT when the determination means determines that the set ignition timing is deviated from MBT. Time detection device.

請求項４に記載の点火時期検出装置において、
前記イオン電流検出手段は、前記エンジンの気筒毎に備えられ、
前記判定手段は、前記気筒毎に、前記設定されている点火時期がＭＢＴからずれているか否かを判定し、
前記点火時期補正手段は、前記気筒毎に、点火時期がＭＢＴとなるように、前記点火手段による点火時期を補正し、
前記点火時期補正手段による補正後において、ＭＢＴが気筒間でばらついているときに、当該ばらつき状態に応じて前記気筒毎に空燃比を補正する空燃比補正手段をさらに備える点火時期検出装置。 In the ignition timing detection device according to claim 4,
The ion current detection means is provided for each cylinder of the engine,
The determination means determines whether or not the set ignition timing is deviated from MBT for each of the cylinders;
The ignition timing correction means corrects the ignition timing by the ignition means so that the ignition timing is MBT for each cylinder.
An ignition timing detection device further comprising air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio for each cylinder according to the variation state when MBT varies between cylinders after correction by the ignition timing correction means.