JP4830967B2 - Engine combustion state detection device - Google Patents
Engine combustion state detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4830967B2 JP4830967B2 JP2007127893A JP2007127893A JP4830967B2 JP 4830967 B2 JP4830967 B2 JP 4830967B2 JP 2007127893 A JP2007127893 A JP 2007127893A JP 2007127893 A JP2007127893 A JP 2007127893A JP 4830967 B2 JP4830967 B2 JP 4830967B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- combustion
- engine
- state
- cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、エンジンの燃焼状態検出装置に関するものである。 The present invention relates to an engine combustion state detection apparatus.
従来より、この種の燃焼状態検出装置として、例えば特許文献１に開示されるように、火花点火式エンジンにおいて混合気への点火後に燃焼室に発生するイオン電流を検出し、これに基づいてエンジンの燃焼状態を判定するようにしたものが知られている。
Conventionally, as a combustion state detection device of this type, as disclosed in
すなわち、エンジンの燃焼室において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は、燃焼反応に伴いイオンが発生するから、例えば点火プラグに所定の電圧を付加すれば、イオンを媒体として電流が流れるようになる。このイオン電流は、燃焼が活発なときほど多く流れると考えられる。 That is, after the air-fuel mixture is ignited in the combustion chamber of the engine, ions are generated on the flame surface that expands with the growth of the flame kernel, due to the combustion reaction. For example, if a predetermined voltage is applied to the spark plug, As a medium, current flows. This ion current is considered to flow more as the combustion is more active.
そこで、前記文献に記載のものは、検出したイオン電流に基づいて、燃焼状態を判定するようにしている。
ところで、以前から、１サイクルの間にエンジンの燃焼室に対し複数回の点火を行う多重点火が知られている。そして、本発明者は、この多重点火に関連する各種実験を行った結果、あるサイクルにおいて多重点火を開始してからそのサイクルにおいてイオン電流が検出されるまでの点火回数及び点火期間と、エンジンの燃焼不安定状態（例えば、燃焼速度状態や燃焼変動状態）との間に相関関係が存在することを見出した。 By the way, the multiple ignition which performs ignition several times with respect to the combustion chamber of an engine for one cycle is known from before. And as a result of performing various experiments related to this multiple ignition, the present inventor, as a result, the number of ignitions and the ignition period from the start of multiple ignition in a certain cycle until the detection of ion current in that cycle, It has been found that there is a correlation between an unstable combustion state of the engine (for example, a combustion speed state and a combustion fluctuation state).
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、エンジンの燃焼状態検出装置において、エンジンの燃焼不安定状態を判定することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to determine an unstable combustion state of an engine in an engine combustion state detection device.
第１の発明は、エンジンが所定の運転状態であるときに、１サイクルの間に該エンジンの燃焼室に対し複数回の点火を行う多重点火を実行する点火制御手段と、上記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、上記イオン電流検出手段により検出されたイオン電流に基づいて、上記エンジンの燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、あるサイクルにおいて上記点火制御手段により多重点火を開始してからそのサイクルにおいて上記イオン電流検出手段によりイオン電流が検出されるまでの点火回数及び点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態を判定する燃焼不安定状態判定手段とを備え、上記点火制御手段は、あるサイクルにおいて上記多重点火を開始した後、そのサイクルにおいて上記イオン電流検出手段によりイオン電流が検出されたときには、そのサイクルにおいて上記多重点火を終了するように構成され、上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数及び上記点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器状態のうち少なくとも１つを判定し、該判定結果に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態を判定するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an ignition control means for performing multiple ignition for performing a plurality of ignitions on a combustion chamber of the engine during one cycle when the engine is in a predetermined operating state; An ion current detecting means for detecting the generated ion current; a combustion state determining means for determining the combustion state of the engine based on the ion current detected by the ion current detecting means; and the ignition control means in a certain cycle. Based on at least one of the number of ignitions and the ignition period from when the multiple ignition is started until the ion current is detected by the ion current detecting means in the cycle, the combustion instability that determines the combustion unstable state of the engine is determined. a stable state judging means, the ignition control means, after starting the multiple ignition in a certain cycle, the cycle odor When the ion current is detected by the ion current detection means, the multiple ignition is terminated in the cycle, and the combustion unstable state determination means is at least one of the number of ignitions and the ignition period. And determining at least one of an air-fuel ratio state, a heavy fuel state, an exhaust gas recirculation state, an ignition timing state, and a combustion system device state, and based on the determination result, determines the combustion unstable state of the engine. It is characterized by being comprised so that it may determine .
ところで、エンジンの燃焼状態が不安定であれば、火炎核の成長が遅くなったり、火炎核の成長が不安定になったりし、あるサイクルにおいて多重点火を開始してからそのサイクルにおいてイオン電流が検出されるまでの点火回数が多くなり、その点火期間が長くなる。 By the way, if the combustion state of the engine is unstable, the growth of flame nuclei becomes slow, or the growth of flame nuclei becomes unstable. The number of times of ignition until is detected increases, and the ignition period becomes longer.
従って、本発明のように、あるサイクルにおいて多重点火を開始してからそのサイクルにおいてイオン電流が検出されるまでの点火回数及び点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、エンジンの燃焼不安定状態を判定できる。 Therefore, as in the present invention, the combustion instability state of the engine is determined based on at least one of the number of ignitions and the ignition period from the start of multiple ignition in a certain cycle until the ion current is detected in that cycle. Can be judged.
ところで、イオン電流は点火プラグによる火花放電電流よりも極めて小さいので、点火放電中はイオン電流の検出を行うことができない。そのため、点火を長時間実行すると、イオン電流の検出ウインドウが狭くなり、燃焼状態の判定精度が低下してしまう。 By the way, since the ion current is extremely smaller than the spark discharge current by the spark plug, the ion current cannot be detected during the ignition discharge. Therefore, if ignition is performed for a long time, the ion current detection window is narrowed, and the determination accuracy of the combustion state is lowered.
ここで、本発明によれば、あるサイクルにおいて多重点火を開始した後、そのサイクルにおいてイオン電流が検出されたときには、着火したとして、そのサイクルにおいて多重点火を終了するので、イオン電流の検出ウィンドウを広くでき、燃焼状態の判定精度が低下するのを抑制できる。 Here, according to the present invention, when an ionic current is detected in a certain cycle after the start of multiple ignition in a certain cycle, it is assumed that the ignition has occurred and the multiple ignition is terminated in that cycle. The window can be widened, and the deterioration of the combustion state determination accuracy can be suppressed.
ところで、空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器状態とエンジンの燃焼不安定状態との間には相関関係が存在する。 Incidentally, there is a correlation among the air-fuel ratio state, the heavy fuel state, the exhaust gas recirculation state, the ignition timing state, and the combustion system equipment state and the engine combustion unstable state.
従って、本発明のように、上記点火回数及び上記点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器状態のうち少なくとも１つを判定し、その判定結果に基づいて、エンジンの燃焼不安定状態を判定できる。 Therefore, as in the present invention, at least one of the air-fuel ratio state, the heavy fuel state, the exhaust gas recirculation state, the ignition timing state, and the combustion system device state is based on at least one of the number of ignitions and the ignition period. It is possible to determine the combustion instability state of the engine based on the determination result.
尚、燃焼系機器としては、位相可変機構、タンブルスワールコントロール弁、インジェクタ、可変圧縮機構等が具体的に挙げられる。 Specific examples of the combustion system device include a phase variable mechanism, a tumble swirl control valve, an injector, and a variable compression mechanism.
第２の発明は、上記第１の発明において、上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数及び上記点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態として、該エンジンの燃焼速度状態を判定するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a second invention, in the first invention, the combustion unstable state determination means determines that the engine is in an unstable combustion state based on at least one of the number of times of ignition and the ignition period. It is configured to determine a speed state.
これにより、エンジンの燃焼不安定状態として、エンジンの燃焼速度状態を判定できる。 Thereby, the combustion speed state of the engine can be determined as the combustion unstable state of the engine.
第３の発明は、上記第１の発明において、上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数の変動率及び上記点火期間の変動率のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態として、該エンジンの燃焼変動状態を判定するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention based on the first aspect, the combustion instability state determination means is configured to determine whether the engine is in an unstable combustion state based on at least one of a variation rate of the ignition frequency and a variation rate of the ignition period. As described above, the engine is configured to determine the combustion fluctuation state of the engine.
これにより、エンジンの燃焼不安定状態として、エンジンの燃焼変動状態を判定できる。 Thereby, the engine combustion fluctuation state can be determined as the engine combustion unstable state.
第４の発明は、上記第３の発明において、上記点火回数の変動率及び上記点火期間の変動率のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンをその燃焼変動を抑制するように制御する燃焼変動抑制手段をさらに備えたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, combustion fluctuation suppression that controls the engine to suppress the combustion fluctuation based on at least one of the fluctuation rate of the ignition frequency and the fluctuation ratio of the ignition period. The apparatus further includes means.
これにより、上記点火回数の変動率及び上記点火期間の変動率のうち少なくとも一方に基づいて、エンジンをその燃焼変動を抑制するように制御するので、エンジンの燃焼変動を補正できる。 Thus, since the engine is controlled to suppress the combustion fluctuation based on at least one of the fluctuation rate of the number of ignitions and the fluctuation period of the ignition period, the combustion fluctuation of the engine can be corrected.
本発明によれば、あるサイクルにおいて多重点火を開始してからそのサイクルにおいてイオン電流が検出されるまでの点火回数及び点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、エンジンの燃焼不安定状態を判定できる。 According to the present invention, the unstable combustion state of the engine can be determined based on at least one of the number of ignitions and the ignition period from the start of multiple ignition in a certain cycle until the detection of an ionic current in that cycle. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（エンジンの概略構成）
図１は、本発明に係る燃焼状態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（気筒）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直墳ガソリンエンジンである。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
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、その各先端の電極が燃焼室６に臨む一方、該各点火プラグ７の基端部はそれぞれ点火回路８に接続されている。この点火回路８には、図２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（点火制御手段、燃焼状態判定手段、燃焼不安定状態判定手段、燃焼変動抑制手段）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。この例では点火回路８にイオン電流検出回路３３（イオン電流検出手段）が接続されていて、イオン電流を検出できるようになっているが、これについては後述する。
The
また、シリンダヘッド４には、燃焼室６に臨んで開口するように、各シリンダ２毎に吸気ポート９及び排気ポート１０がそれぞれ２つずつ形成され、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及び排気弁１１，１２，…（吸排気バルブ）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
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燃焼系機器としての位相可変機構１３（Variable Valve Timing 以下、ＶＶＴともいう）が取り付けられており、このＶＶＴ１３によって、吸気弁１１のリフトカーブＩｎが進角側、遅角側に変更されるようになっている。これに伴い排気弁１２のリフトカーブＥｘとのオーバーラップ期間が変化し、これにより、燃焼室６に残留する既燃ガス（以下、内部ＥＧＲ）の量も変化するようになる。
Further, in this example, a phase variable mechanism 13 (combustion system device) that can continuously change the phase relative to the rotation of the crankshaft within a predetermined angle range (for example, 40 to 60 ° CA) on the camshaft on the intake side. Variable valve timing (hereinafter also referred to as VVT) is attached, and the lift curve In of the intake valve 11 is changed to the advance side and the retard side by this
前記シリンダヘッド４の一側（同図の左側）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とが配設されている。同図には示さないが、吸気通路１５の吸気マニホールドの各分岐通路はそれぞれ二股に分かれていて、その各二股通路がそれぞれ吸気ポート９に接続されている。そして、各二股通路のうち一方には、各シリンダ２毎に燃焼室６内の吸気流動の強さを調整する燃焼系機器としてのタンブルスワールコントロール弁（以下、ＴＳＣＶ）１４が設けられている。さらに、シリンダヘッド４には、各シリンダ２毎に燃料を燃焼室６内に直接噴射供給する複数のインジェクタ（燃焼系機器）１９，１９，…（図には１つのみ示す）が設けられている。
An intake passage 15 is disposed on one side of the cylinder head 4 (left side in the figure) so that the downstream end communicates with the intake port 9. The upstream end of the intake passage 15 is connected to an
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。同図には示さないが、排気通路２０の排気マニホールドの各分岐通路は二股に分かれていて、その各二股通路がそれぞれ排気ポート１０に接続されている。
On the other hand, on the opposite side of the cylinder head 4 (the right side in FIG. 1), an
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（以下、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
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
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
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、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し、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するとともに、各シリンダ２毎のＴＳＣＶ１４に対し燃焼室６内の吸気流動の強さ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、噴射タイミング及び噴射圧力を制御するためのパルス信号を出力し、ＥＧＲ弁２５に対し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の信号を出力する。
The
また、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する。この実施形態のＰＣＭ３０は、エンジン１が通常の運転状態にあるときには、１サイクルの間に燃焼室６内の混合気に対し１回の点火を行う通常点火を実行するようになっている。
The
一方、この実施形態のＰＣＭ３０は、エンジン１が多重点火運転モードにあるなど、エンジン１が所定の運転状態にあるときには、１サイクルの間に燃焼室６内の混合気に対し複数回の点火を行う多重点火を実行するようになっている。
On the other hand, when the
さらに、ＰＣＭ３０は、あるサイクルにおいて多重点火を開始した後、そのサイクルにおいてイオン電流検出回路３３によりイオン電流が検出されたときには、混合気が着火したとして、そのサイクルにおいて多重点火を終了するようになっている。言い換えると、ＰＣＭ３０は、あるサイクルにおいて多重点火を開始した後、そのサイクルにおいてイオン電流検出回路３３により検出されたイオン電流値が混合気が着火したのに相当する予め設定された閾値を超えたときには、そのサイクルにおいて多重点火を終える。
Further, after starting the multiple ignition in a certain cycle, when the ion current is detected by the ion
図３は、あるサイクルにおいて多重点火をイオン電流検出後に終了した場合における各種パラメーターの一例を示す図であり、（ａ）は、イグニッションコイル８ｂの２次側の二次電流値を示す図であり、（ｂ）は、点火プラグ７周囲のイオン濃度を示す図であり、（ｃ）は、イオン電流の検出値を示す図である。この例では、３回目の点火後、イオン電流が検出されている。そして、イオン電流検出直後に多重点火を停止している。つまり、４回目以降の点火を止めている。尚、この例では、イオン電流検出後すぐに多重点火を終了しているが、イオン電流検出後、点火をさらに数回実施した後、多重点火を終えてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of various parameters when multiple ignition is terminated after ion current detection in a certain cycle, and (a) is a diagram showing a secondary current value on the secondary side of the
また、この実施形態のＰＣＭ３０は、あるサイクルにおいて多重点火を開始した後、そのサイクルにおいて該点火回数が予め設定された所定回数に達したときには、そのサイクルにおいてイオン電流検出回路３３によりイオン電流が検出されていなくても、そのサイクルにおいて多重点火を終了するようになっている。
Further, the
図４は、あるサイクルにおいて多重点火を所定回数到達後に終了した場合における各種パラメーターの一例を示す図であり、（ａ）は、イグニッションコイル８ｂの２次側の二次電流値を示す図であり、（ｂ）は、点火プラグ７周囲のイオン濃度を示す図であり、（ｃ）は、イオン電流の検出値を示す図である。この例では、１２回目（所定回数）の点火後、多重点火を停止している。つまり、１３回目以降の点火を止めている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of various parameters when multiple ignition is finished after reaching a predetermined number of times in a certain cycle, and (a) is a diagram showing secondary current values on the secondary side of the
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、着火後に燃焼室６に発生するイオン電流をシリンダ２毎に検出し、これによりシリンダ２毎に燃焼室６内の燃焼状態（例えば、失火状態やノッキング状態）を判定するようにしており、その判定結果に応じた制御を行ったりするようにしている。
In the
また、この実施形態のエンジン１では、あるサイクルにおいて多重点火を開始してからそのサイクルにおいてイオン電流検出回路３３によりイオン電流が検出されるまでの点火回数又は点火期間をシリンダ２毎に検出し、これにより後述する空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器のばらつき状態などを判定し、その判定結果に基づいてシリンダ２毎に燃焼室６内の燃焼不安定状態（例えば、燃焼速度状態や燃焼変動状態）を判定するようにしており、その判定結果に応じた制御を行ったりするようにしている。
In the
以下、図３及び図４に加え、図５のフローチャートを参照しながら、１サイクルにおける点火回数検出制御の手順について説明する。まず、ステップＳＡ１では、エンジン１が前記所定の運転状態にあるときに、多重点火を開始すると共に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nidを初期化して１にする。次に、ステップＳＡ２では、点火を１回実施する。
Hereinafter, the procedure of the ignition number detection control in one cycle will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 in addition to FIG. 3 and FIG. First, in step SA1, when the
そして、ステップＳＡ３では、その点火の終了後にイオン電流を検出したか否かを判定する。ステップＳＡ３の判定結果がＮＯの場合（つまり、イオン電流を検出していない場合）はステップＳＡ４に進み、ＹＥＳの場合（つまり、イオン電流を検出した場合）はステップＳＡ７に進む。 In step SA3, it is determined whether or not an ionic current has been detected after the end of the ignition. If the determination result in step SA3 is NO (that is, if no ionic current is detected), the process proceeds to step SA4. If YES (that is, if an ionic current is detected), the process proceeds to step SA7.
ステップＳＡ４では、多重点火の点火回数が規定回数（所定回数）に達したか否かを判定する。ステップＳＡ４の判定結果がＹＥＳの場合（つまり、規定回数に達した場合）はステップＳＡ５に進み、多重点火中にイオン電流を検出しなかった（想定外）として、点火回数nidを９９９９９とし、その後、ステップＳＡ７に進む。一方、ステップＳＡ４の
判定結果がＮＯの場合（つまり、規定回数に達していない場合）はステップＳＡ６に進み、現在の点火回数nidに１を加えて新たな点火回数nidを算出し、その後、ステップＳＡ２に戻って点火をもう１回実施する。
In step SA4, it is determined whether or not the number of times of multiple ignition has reached a specified number (predetermined number). If the determination result in step SA4 is YES (that is, if the specified number of times has been reached), the process proceeds to step SA5, and the ion number nid is set to 99999, assuming that no ionic current was detected during multiple ignition (unexpected). Thereafter, the process proceeds to step SA7. On the other hand, if the determination result in step SA4 is NO (that is, if the specified number of times has not been reached), the process proceeds to step SA6 to add 1 to the current ignition number nid to calculate a new ignition number nid, and then step Return to SA2 and perform another ignition.
そして、ステップＳＡ７では、多重点火を終了すると共に、算出した点火回数nidを記憶した後、エンドに進む。 In step SA7, the multiple ignition is terminated and the calculated number of times of ignition nid is stored, and then the process proceeds to the end.
次に、図３及び図４に加え、図６のフローチャートを参照しながら、１サイクルにおける点火期間検出制御の手順について説明する。まず、ステップＳＢ１では、エンジン１が前記所定の運転状態にあるときに、多重点火を開始すると共に、多重点火開始時刻tigstartを求める。次に、ステップＳＢ２では、点火を１回実施する。
Next, the procedure of the ignition period detection control in one cycle will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 in addition to FIG. 3 and FIG. First, in step SB1, when the
そして、ステップＳＢ３では、その点火の終了後にイオン電流を検出したか否かを判定する。ステップＳＢ３の判定結果がＮＯの場合（つまり、イオン電流を検出していない場合）はステップＳＢ４に進み、ＹＥＳの場合（つまり、イオン電流を検出した場合）はステップＳＢ６に進む。 In step SB3, it is determined whether or not an ionic current has been detected after the end of the ignition. If the determination result in step SB3 is NO (that is, if no ionic current is detected), the process proceeds to step SB4. If YES (that is, if an ionic current is detected), the process proceeds to step SB6.
ステップＳＢ４では、多重点火の点火回数が規定回数（所定回数）に達したか否かを判定する。ステップＳＢ４の判定結果がＹＥＳの場合（つまり、規定回数に達した場合）はステップＳＢ５に進んでイオン電流の検出を続行し、イオン電流を検出したらステップＳＢ６に進む。尚、多重点火開始時刻tigstartから所定時間経過した場合は、失火したとして、エンドに進む。 In step SB4, it is determined whether or not the number of times of multiple ignition has reached a specified number (predetermined number). If the determination result in step SB4 is YES (that is, if the specified number of times has been reached), the process proceeds to step SB5 to continue the detection of the ion current, and if the ion current is detected, the process proceeds to step SB6. When a predetermined time has elapsed from the multiple ignition start time tigstart, it is determined that a misfire has occurred and the process proceeds to the end.
一方、ステップＳＢ４の判定結果がＮＯの場合（つまり、規定回数に達していない場合）はステップＳＢ２に戻り、点火をもう１回実施する。 On the other hand, when the determination result of step SB4 is NO (that is, when the specified number of times has not been reached), the process returns to step SB2, and ignition is performed once more.
そして、ステップＳＢ６では、イオン電流検出開始時刻tiddetctを求める。次に、ステップＳＢ７では、イオン電流検出開始時刻tiddetctと多重点火開始時刻tigstartとの差tidを算出する。それから、ステップＳＢ８では、多重点火を終了すると共に、算出した点火期間tidを記憶した後、エンドに進む。 In step SB6, the ion current detection start time tiddetct is obtained. Next, in step SB7, a difference tid between the ion current detection start time tiddetct and the multiple ignition start time tigstart is calculated. Then, in step SB8, the multiple ignition is terminated and the calculated ignition period tid is stored, and then the process proceeds to the end.
（イオン電流による燃焼状態の判定）
以下、検出したイオン電流値から燃焼状態を判定す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。
(Determination of combustion state by ion current)
Hereinafter, the concept of determining the combustion state 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. 2, the ion current is detected in the
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 illustrated example, the ion
そうして検出されるイオン電流の値は、前記図３（ｃ）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６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 thus detected changes with the progress of the crank angle after ignition as schematically shown in FIG. 3 (c), and the waveform usually has two peaks in the first half and the latter half. Appears. 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. Are strongly influenced by the speed of the gas and the flow strength of the
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６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６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。
On the other hand, the ionic current represented by the peaks in the latter half is not the ions (radicals) generated by the combustion reaction itself as described above, but NOx present in the burned gas is thermally ionized as the temperature of the
ところで、燃焼室６が失火状態にあるときには、燃焼室６においてイオンが発生しないから、イオン電流が検出されない。よって、この特質に基づいて、失火を検出するようにしている。例えば、あるサイクルにおいて多重点火の点火回数が所定回数に達した後も、そのサイクルにおいてイオン電流が検出されないときには、燃焼室６が失火状態であると判定する。
By the way, when the
さらに、燃焼室６にノッキングが発生したときには、イオン電流波形にノッキング波形が重畳する。そこで、この特性に基づいて、ノッキングを検出するようにしている。
Furthermore, when knocking occurs in the
（点火回数又は点火期間による空燃比の推定）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidから、空燃比を求める考え方について説明する。空燃比がリッチであれば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なくなり、点火期間tidが短くなる。一方、空燃比がリーンであれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、空燃比を推定することができる。
(Estimation of air-fuel ratio by number of ignitions or ignition period)
First, the concept of determining the air-fuel ratio from the number of ignitions nid or the ignition period tid from the start of multiple ignition to the detection of ion current will be described. If the air-fuel ratio is rich, the growth of flame nuclei is accelerated, the number of ignitions nid is reduced, and the ignition period tid is shortened. On the other hand, if the air-fuel ratio is lean, the growth of the flame kernel is delayed, the number of times of ignition nid is increased, and the ignition period tid is lengthened. Therefore, the air-fuel ratio can be estimated by looking at the number of ignitions nid and the ignition period tid.
図７は、点火回数nid又は点火期間tidの変化に対応する空燃比AFRの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nidが少ないほど、又は点火期間tidが短いほど空燃比AFRがリッチになっており、点火回数nidが多いほど、又は点火期間tidが長いほど空燃比AFRがリーンになっており、点火回数nid又は点火期間tidと空燃比AFRとの間の関係は、略線形である。 FIG. 7 is experimental data showing changes in the air-fuel ratio AFR corresponding to changes in the number of ignitions nid or the ignition period tid. According to this, the air-fuel ratio AFR becomes richer as the ignition number nid is smaller or the ignition period tid is shorter, and the air-fuel ratio AFR becomes leaner as the ignition number nid is larger or the ignition period tid is longer. The relationship between the number of ignitions nid or the ignition period tid and the air-fuel ratio AFR is substantially linear.
また、初期の燃焼速度は、空燃比以外にも、その温度や新気と合わせたシリンダ２への吸気充填量、燃焼室６内の流動強さ、さらには燃焼室６の温度等の影響を受けるから、点火回数nid又は点火期間tidに基づいて空燃比を定量的に求めようとすれば、それ以外に、エンジンの運転状態も加味する必要がある。
In addition to the air-fuel ratio, the initial combustion speed is affected by the temperature, the amount of intake air charged into the
そこで、この実施形態では、図８に一例を示すように、エンジン１の負荷（同図では充填効率ｃｅ）と回転数ｎｅと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）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７のように点火回数nid又は点火期間tid及び空燃比の相関を表すデータを実験により求める。 Therefore, in this embodiment, as shown in an example in FIG. 8, in the engine operation region defined by the load of the engine 1 (the charging efficiency ce in FIG. 8) and the rotational speed ne, a plurality of appropriate intervals are provided. Set a grid point (x, y). Then, in the engine operating state corresponding to each grid point, data representing the correlation between the number of times of ignition nid or the ignition period tid and the air-fuel ratio is obtained by experiments as shown in FIG.
そうして求めた実験データを整理して、点火回数nid又は点火期間tidから空燃比を求めるための演算マップを作成し、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点火回数nid又は点火期間tidに基づき、そのときのエンジン運転状態に対応する演算マップを参照して、空燃比を定量的に求めることができ、それによって燃焼速度状態を判定することができる。
The experimental data thus obtained is organized, and a calculation map for determining the air-fuel ratio from the number of ignitions nid or the ignition period tid is created and electronically stored in the memory of the
尚、前記図８における格子点（ｘ，ｙ）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、例えば点火時期、気筒間ばらつき、外気温、エンジン水温、大気圧、ＶＶＴ１３の作動状態等に応じて、点火回数nid又は点火期間tidやこれにより求めた空燃比を補正するようにしてもよい。
The engine operating state corresponding to the grid point (x, y) in FIG. 8 may be handled by data interpolation. Further, for example, ignition timing, cylinder-to-cylinder variation, outside air temperature, engine water temperature, atmospheric pressure, Depending on the operating state of the
（空燃比の気筒間分配の異常診断）
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、空燃比の気筒間分配（気筒間ばらつき）の異常判定を行う手順を図９のフローチャートに示す。図示の如くスタート後のステップＳＣ１で異常判定の実行が指示された後の、ステップＳＣ２では、異常判定の実行条件が成立したか否かを判定する。ここでの実行条件には、エンジン水温、エンジン回転数及び充填効率が所定の範囲であるか否か、並びにＥＧＲ実行中であるか否か、等が含まれる。条件が成立したのＹＥＳのときにはステップＳＣ３に移行する一方、成立していないのＮＯのときにはステップＳＣ２を繰り返す。
(Abnormal diagnosis of distribution of air-fuel ratio between cylinders)
Next, a flow chart of FIG. 9 shows a procedure for performing abnormality determination of the air-fuel ratio distribution (cylinder variation) using the number of times of ignition nid or the ignition period tid from the start of multiple ignition to the detection of ion current. As shown in the figure, in step SC2 after the execution of abnormality determination is instructed in step SC1 after the start, it is determined whether or not an abnormality determination execution condition is satisfied. The execution conditions here include whether or not the engine water temperature, the engine speed and the charging efficiency are within a predetermined range, whether or not EGR is being executed, and the like. When the condition is satisfied, the process proceeds to step SC3. When the condition is not satisfied, the process repeats step SC2.
ステップＳＣ３では、各気筒の点火回数nid又は点火期間tidと、エンジン運転状態（ｃｅ、ｎｅ）とに基づいて、上述したように演算マップを参照等して、各気筒の空燃比を推定する。 In step SC3, the air-fuel ratio of each cylinder is estimated by referring to the calculation map as described above based on the number of times of ignition nid or the ignition period tid of each cylinder and the engine operating state (ce, ne).
続くステップＳＣ４では、空燃比の推定ばらつきを考慮して、各気筒の空燃比を必要回数だけ推定したか否かを判定し、推定できたのＹＥＳのときにはステップＳＣ５に移行する一方、推定できていないのＮＯのときにはステップＳＣ４に戻って、空燃比の推定を継続する。 In the next step SC4, it is determined whether or not the air-fuel ratio of each cylinder has been estimated a required number of times in consideration of the estimation variation of the air-fuel ratio. If NO, the process returns to step SC4 and the estimation of the air-fuel ratio is continued.
ステップＳＣ５では、気筒毎に、複数回推定した空燃比の平均を計算すると共に、その各気筒の空燃比の平均値に基づいて空燃比の気筒間分配の程度を計算する。ここで、空燃比の気筒間分配の程度は、例えば標準偏差や上限値／下限値の差等の、評価指標によって計算すればよい。そうして、続くステップＳＣ６で、その空燃比の気筒間分配が予め設定した異常基準以下であるか否かを判定する。異常基準以下であるのＹＥＳのときにはステップＳＣ７に移行して正常判定を行う一方、異常基準よりも大きいのＮＯのときにはステップＳＣ８に移行して異常判定を行う。 In step SC5, the average of the air-fuel ratio estimated multiple times is calculated for each cylinder, and the degree of distribution of the air-fuel ratio between the cylinders is calculated based on the average value of the air-fuel ratio of each cylinder. Here, the degree of distribution of the air-fuel ratio between the cylinders may be calculated by an evaluation index such as a standard deviation or an upper limit / lower limit difference. Then, in the following step SC6, it is determined whether or not the air-fuel ratio distribution between the cylinders is below a preset abnormality criterion. When YES is below the abnormality criterion, the routine proceeds to step SC7 to determine normality, while when NO is greater than the abnormality criterion, the routine proceeds to step SC8 to determine abnormality.
このフローによって、例えば各気筒の吸気弁１１の開閉タイミングのずれ等によって生じる吸入空気量のばらつきや、各気筒のインジェクタ１９の燃料噴射量のばらつき等によって生じる、空燃比の気筒間分配のずれを把握することができる。
With this flow, for example, variations in intake air amount caused by deviations in the opening / closing timing of the intake valve 11 of each cylinder, deviations in fuel injection amount of the
（重質燃料判定）
まず、点火回数nid又は点火期間tidから重質燃料判定を行う考え方について説明する。燃料が軽質燃料であれば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なり、点火期間tidが短くなる。一方、燃料が重質燃料であれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、重質燃料判定を行うことができる。
(Heavy fuel judgment)
First, the concept of performing heavy fuel determination from the number of ignitions nid or the ignition period tid will be described. If the fuel is light fuel, the growth of the flame kernel is accelerated, the number of times of ignition nid is reduced, and the ignition period tid is shortened. On the other hand, if the fuel is heavy fuel, the growth of the flame kernel is slowed, the number of times of ignition nid is increased, and the ignition period tid is lengthened. Therefore, heavy fuel determination can be performed by looking at the number of times of ignition nid and the ignition period tid.
次に、推定した空燃比に基づいて重質燃料判定を行う手順を、図１０のフローチャートに示す。この制御は、燃料が重質燃料であるときに、エンジンの冷間時のドライバビリティの向上を図るために行う制御である。 Next, the procedure for performing heavy fuel determination based on the estimated air-fuel ratio is shown in the flowchart of FIG. This control is performed to improve drivability when the engine is cold when the fuel is heavy fuel.
図示の如くスタート後のステップＳＤ１で重質燃料判定の実行が指示された後の、ステップＳＤ２では、重質判定の実行条件が成立したか否かを判定する。ここでの実行条件には、エンジン水温、エンジン回転数及び充填効率が所定の範囲であるか否か、並びにＥＧＲ実行時であるか否か、等が含まれる。ここで、前述したように、本制御は、エンジンの冷間時のドライバビリティの向上を図るために行う制御であるため、前記実行条件においては、エンジン水温が所定温度以下の条件が含まれる。条件が成立したのＹＥＳのときにはステップＳＤ３に移行する一方、成立していないのＮＯのときにはステップＳＤ２を繰り返す。 As shown in the figure, in step SD2 after the execution of heavy fuel determination is instructed in step SD1 after the start, it is determined whether or not the condition for executing heavy determination is satisfied. The execution conditions here include whether or not the engine water temperature, the engine speed and the charging efficiency are within a predetermined range, whether or not EGR is being executed, and the like. Here, as described above, since this control is performed to improve drivability when the engine is cold, the execution condition includes a condition that the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. When the condition is satisfied, the process proceeds to step SD3. When the condition is not satisfied, the process proceeds to step SD2.
ステップＳＤ３では、各気筒の点火回数nid又は点火期間tidと、エンジン運転状態（ｃｅ、ｎｅ）とに基づいて、上述したように演算マップを参照等して空燃比を推定する。そうして、推定空燃比（例えば全気筒の推定空燃比の平均とすればよい）と、エンジンの運転状態に応じて決定される制御目標の空燃比との差（ΔＡＦＲ）を算出する。 In step SD3, the air-fuel ratio is estimated by referring to the calculation map as described above based on the number of ignitions nid or ignition period tid of each cylinder and the engine operating state (ce, ne). Then, the difference (ΔAFR) between the estimated air-fuel ratio (for example, the average of the estimated air-fuel ratios of all cylinders) and the control target air-fuel ratio determined in accordance with the operating state of the engine is calculated.
続くステップＳＤ４では、空燃比の推定ばらつきを考慮して、空燃比の推定を必要回数だけ行ったか否かを判定し、推定できたのＹＥＳのときにはステップＳＤ５に移行する一方、推定できていないのＮＯのときにはステップＳＤ３に戻って、空燃比の推定及びΔＡＦＲの算出を継続する。 In the following step SD4, it is determined whether or not the estimation of the air-fuel ratio has been performed a required number of times in consideration of the estimation variation of the air-fuel ratio. If YES, the process proceeds to step SD5, but cannot be estimated. If NO, the process returns to step SD3 to continue the estimation of the air-fuel ratio and the calculation of ΔAFR.
ステップＳＤ５では、ΔＡＦＲの平均を算出し、続くステップＳＤ６でそのΔＡＦＲの平均が、予め設定した判定基準以下であるか否かを判定する。判定基準以下のＹＥＳのときにはステップＳＤ７に移行して、通常燃料であると判定する一方、判定基準よりも大きいのＮＯのときにはステップＳＤ８に移行して、重質燃料であると判定する。そうして、ステップＳＤ９において、重質燃料対応制御を実行する。この重質燃料対応制御では、空燃比のリッチ化や点火時期の適正化の制御を行い、それによって燃焼性の悪化を抑制してドライバビリティの悪化を抑制する。 In step SD5, the average of ΔAFR is calculated, and in the subsequent step SD6, it is determined whether or not the average of ΔAFR is equal to or less than a preset criterion. When YES is below the determination criterion, the routine proceeds to step SD7, where it is determined that the fuel is normal fuel, while when NO is greater than the criterion, the routine proceeds to step SD8, where it is determined that the fuel is heavy. Then, in step SD9, heavy fuel handling control is executed. In this heavy fuel handling control, control of enrichment of the air-fuel ratio and optimization of the ignition timing is performed, thereby suppressing deterioration of combustibility and deterioration of drivability.
（点火回数又は点火期間の平均値による外部ＥＧＲ状態の推定）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidから、外部ＥＧＲを求める考え方について説明する。外部ＥＧＲが減れば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なくなり、点火期間tidが短くなる。一方、外部ＥＧＲが増えれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、外部ＥＧＲの状態を把握することができる。
(Estimation of external EGR state based on average number of ignitions or ignition period)
First, the concept of obtaining the external EGR from the number of times of ignition nid from the start of multiple ignition to the detection of ion current or the ignition period tid will be described. If the external EGR is reduced, the growth of the flame kernel is accelerated, the number of times of ignition nid is reduced, and the ignition period tid is shortened. On the other hand, if the external EGR is increased, the growth of the flame kernel is delayed, the number of times of ignition nid is increased, and the ignition period tid is lengthened. Therefore, the state of the external EGR can be grasped by looking at the number of times of ignition nid and the ignition period tid.
図１１は、点火回数nid又は点火期間tidの変化に対応する外部ＥＧＲ率の変化を示した実験データである。これによると、点火回数nidが少ないほど、又は点火期間tidが短いほど外部ＥＧＲ率が低くなっており、点火回数nidが多いほど、又は点火期間tidが長いほど外部ＥＧＲ率が高くなっており、点火回数nid又は点火期間tidと外部ＥＧＲ率との間の関係は、略線形である。 FIG. 11 is experimental data showing a change in the external EGR rate corresponding to a change in the number of times of ignition nid or the ignition period tid. According to this, the external EGR rate is lower as the ignition number nid is smaller or the ignition period tid is shorter, and the external EGR rate is higher as the ignition number nid is larger or the ignition period tid is longer, The relationship between the number of ignitions nid or the ignition period tid and the external EGR rate is substantially linear.
また、初期の燃焼速度は、外部ＥＧＲ以外にも、その温度や新気と合わせたシリンダ２への吸気充填量、燃焼室６内の流動強さ、さらには燃焼室６の温度等の影響を受けるから、点火回数nid又は点火期間tidに基づいて外部ＥＧＲ率を定量的に求めようとすれば、それ以外に、エンジンの運転状態も加味する必要がある。
In addition to the external EGR, the initial combustion speed is affected by the temperature, the amount of intake air charged into the
そこで、この実施形態では、前記図８に一例を示すように、充填効率ｃｅと回転数ｎｅとによって規定されるエンジン運転領域のうち、ＥＧＲ通路２４による排気ガスの還流が行われる範囲において、適当な間隔を空けて複数の格子点（ｘ，ｙ）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１１のように点火回数nid又は点火期間tid及び外部ＥＧＲ率の相関を表すデータを実験により求める。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8 as an example, in the engine operating range defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne, the exhaust gas recirculation through the
そうして求めた実験データを整理して、点火回数nid又は点火期間tidから外部ＥＧＲ率を求めるための演算マップを作成し、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点火回数nid又は点火期間tidに基づき、そのときのエンジン運転状態に対応する演算マップを参照して、外部ＥＧＲ率を定量的に求めることができ、それによって燃焼速度状態を判定することができる。
The calculated experimental data is organized to create a calculation map for obtaining the external EGR rate from the number of times of ignition nid or the ignition period tid, and electronically stored in the memory of the
尚、前記図８における格子点（ｘ，ｙ）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、例えば点火時期、空燃比、気筒間ばらつき、外気温、エンジン水温、大気圧、ＶＶＴ１３の作動状態等に応じて、点火回数nid又は点火期間tidやこれにより求めた外部ＥＧＲ率を補正するようにしてもよい。
The engine operating state corresponding to the grid point (x, y) in FIG. 8 may be dealt with by data interpolation. Further, for example, ignition timing, air-fuel ratio, variation among cylinders, outside air temperature, engine water temperature, Depending on the atmospheric pressure, the operating state of the
次に、点火回数nid又は点火期間tidを用いて、外部ＥＧＲ量を計算する手順を図１２のフローチャートに示す。図示の如くスタート後のステップＳＥ１では、ＥＧＲ実行フラグから外部ＥＧＲが実行されているかどうか判定し、フラグオフで判定がＮＯであればリターンする一方、フラグオンで外部ＥＧＲ実行中であれば、ＹＥＳと判定してステップＳＥ２に進んで、外部ＥＧＲの推定を行うことを示すＥＧＲ推定フラグをオンにして、ステップＳＥ３に進む。 Next, the procedure for calculating the external EGR amount using the number of times of ignition nid or the ignition period tid is shown in the flowchart of FIG. As shown in the figure, in step SE1 after the start, it is determined whether or not the external EGR is executed from the EGR execution flag. If the determination is NO with the flag off, the process returns. If the external EGR is being executed with the flag on, the determination is YES. Then, the process proceeds to step SE2, the EGR estimation flag indicating that the external EGR is estimated is turned on, and the process proceeds to step SE3.
ステップＳＥ３では、全気筒の所定サイクル分の点火回数nid又は点火期間tidの平均を計算すると共に、その点火回数nid又は点火期間tidの平均値と、エンジン運転状態（ｃｅ、ｎｅ）とに基づいて、上述したように演算マップを参照等して、外部ＥＧＲ率を計算する（実ＥＧＲ率の推定）。また、エンジン運転状態に応じてＰＣＭ３０により決定される外部ＥＧＲ率の制御目標値（目標ＥＧＲ率）を、例えばそのＥＧＲ制御のためのマップから読み込む。
In step SE3, the average of the number of ignitions nid or the ignition period tid for a predetermined cycle of all the cylinders is calculated, and based on the average value of the number of ignitions nid or the ignition period tid and the engine operating state (ce, ne). As described above, the external EGR rate is calculated by referring to the calculation map (estimation of the actual EGR rate). Further, the control target value (target EGR rate) of the external EGR rate determined by the
続くステップＳＥ４では、前記ステップＳＥ３で計算した外部ＥＧＲ率の推定値と、エアフローセンサ１７により検出される新気の流量とに基づいて、外部ＥＧＲ量を推定する。この推定ＥＧＲ量IpQ_EGRは、充填効率ｃｅとエンジン回転数ｎｅとを用いれば、Ｋ１を換算係数として、 IpQ_EGR ＝ Ｋ１×ｎｅ×ｃｅ×推定ＥＧＲ率 と表される。また、同様にして目標ＥＧＲ率から目標ＥＧＲ量：目標Q_EGRを計算する。
In subsequent step SE4, the external EGR amount is estimated based on the estimated value of the external EGR rate calculated in step SE3 and the flow rate of fresh air detected by the
そして、続くステップＳＥ５において、前記ステップＳＥ４にて計算した目標ＥＧＲ量が予め設定した基準値Q_EGR・K2以上かどうか比較する（目標Q_EGR≧Q_EGR・K2）。この基準値Q_EGR・K2は、例えばエンジン１の中回転域でＥＧＲ弁２５が８０％開度以上になっている等、比較的多めの外部ＥＧＲ量として設定されており、目標ＥＧＲ量が前記基準値未満で判定がＮＯであれば、前記のように計算した推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量を１組で記憶して（ステップＳＥ６）前記ステップＳＥ３に戻り、その計算及び記憶を繰り返す（ＳＥ３〜ＳＥ６）。
In subsequent step SE5, it is compared whether or not the target EGR amount calculated in step SE4 is equal to or larger than a preset reference value Q_EGR · K2 (target Q_EGR ≧ Q_EGR · K2). The reference value Q_EGR · K2 is set as a relatively large external EGR amount, for example, the
一方、目標ＥＧＲ量が前記基準値以上になってＹＥＳと判定すれば、ステップＳＥ７に進み、ＥＧＲ推定フラグをオフにして、後述の故障診断のフロー（図１４参照）に進む。すなわち、図１３（ａ）に模式的に示すように、車両の走行中にＰＣＭ３０のＰＣＭ３０によりＥＧＲ弁２５の制御が開始され（ＥＧＲ実行フラグオン）、これに伴い前記の如く外部ＥＧＲ量の推定が開始された後、ＥＧＲ弁２５が或る程度大きく開き且つ車速が或る程度高くなれば、同図に一点鎖線で囲む範囲において推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量の組のデータが必要なだけ採取されたと判断して、ＥＧＲ系の故障診断に進むのである。
On the other hand, if the target EGR amount is equal to or greater than the reference value and it is determined YES, the process proceeds to step SE7, the EGR estimation flag is turned off, and the process proceeds to a later-described failure diagnosis flow (see FIG. 14). That is, as schematically shown in FIG. 13 (a), control of the
尚、前記のように目標ＥＧＲ量が基準値以上（目標Q_EGR≧Q_EGR・K2）になっただけでなく、その間に記憶した推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量のデータの組数が所定数以上である場合に、故障診断に進むようにしてもよい。同図（ｂ）については詳しくは後述する。 As described above, the target EGR amount is not less than the reference value (target Q_EGR ≧ Q_EGR · K2), and the number of sets of estimated EGR amount and target EGR amount data stored during that time is not less than a predetermined number. In some cases, the process may proceed to failure diagnosis. FIG. 5B will be described in detail later.
（ＥＧＲ系の故障診断）
次に、前記のようにして得られた推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量のデータに基づいて行うＥＧＲ系の故障診断について、前記図１３（ｂ）を参照して説明する。図示の如く、外部ＥＧＲの流量が少ない低流量点から高流量点まで、目標ＥＧＲ量：目標Q_EGRと推定ＥＧＲ量IpQ_EGRとの相関を表すグラフ（ＥＧＲの流量特性のグラフ）を求めたとき、ＥＧＲ系に何ら故障がなければ、両者は概ね一致し、図に実線で示す直線のグラフのようになる。
(EGR failure diagnosis)
Next, EGR failure diagnosis performed based on the estimated EGR amount and target EGR amount data obtained as described above will be described with reference to FIG. As shown in the figure, when a graph indicating the correlation between the target EGR amount: target Q_EGR and the estimated EGR amount IpQ_EGR (the graph of EGR flow characteristics) is obtained from the low flow point to the high flow point where the flow rate of the external EGR is low. If there is no failure in the system, the two are almost the same, and it looks like a straight line graph indicated by a solid line in the figure.
これに対し、例えば目詰まりによりＥＧＲ通路２４の面積が減少している場合、外部ＥＧＲが小流量であれば目詰まりの影響は現れ難いが、流量が多くなれば、実際の流量、即ち推定ＥＧＲ量IpQ_EGRは徐々に目標Q_EGRよりも少なくなっていき、図に破線で示す曲線のグラフのようになる。また、仮にＥＧＲ弁２５の弁体が固着して動かないときには、目標Q_EGRが変化してもＥＧＲ弁２５が作動せず、実際の流量IpQ_EGRが変化しないから、この場合は図に二点鎖線で示すようになると考えられる。
On the other hand, for example, when the area of the
よって、実際に前記実線や破線、或いは二点鎖線で表されるような流量特性のグラフを求めれば、これによりＥＧＲ系の故障を、前記ＥＧＲ通路２４の目詰まりやＥＧＲ弁２５の固着といった現象にまで区別して、きめ細かく正確に診断することができる。但し、そのためには流量特性を正確に同定する必要があり、推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量のデータを所定組以上、採取することが好ましい。
Therefore, if a flow characteristic graph such as that represented by the solid line, the broken line, or the two-dot chain line is actually obtained, an EGR system failure is caused by this phenomenon, such as clogging of the
すなわち、故障診断の具体的な手順は、図１４のフローチャートに示すように、まず、前記図１２のフローのステップＳＥ７に続くステップＳＥ８において、推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量のデータに基づいて、例えば回帰分析の手法により、図１３（ｂ）に示すような流量特性のグラフを求める。続くステップＳＥ９では、低流量点及び高流量点のそれぞれで、推定ＥＧＲ量及び目標ＥＧＲ量の偏差の目標ＥＧＲ量に対する比率ＱＲ（以下、流量ずれ比率という）を求める。流量ずれ比率ＱＲは、 ＱＲ ＝ (IpQ_EGR／目標Q_EGR)−１ として定義され、その絶対値が大きいほど、実際の外部ＥＧＲ量が制御目標値からずれていることになる。以下、低流量点における流量ずれ比率ＱＲを「ＱＲ低」と、また、高流量点における流量ずれ比率ＱＲを「ＱＲ高」と、それぞれ記す。 That is, as shown in the flowchart of FIG. 14, a specific procedure for failure diagnosis is as follows. First, in step SE8 following step SE7 in the flow of FIG. 12, based on the data of the estimated EGR amount and the target EGR amount, for example, A graph of the flow rate characteristic as shown in FIG. 13B is obtained by the regression analysis method. In subsequent step SE9, the ratio QR (hereinafter referred to as a flow rate deviation ratio) of the deviation between the estimated EGR amount and the target EGR amount with respect to the target EGR amount is obtained at each of the low flow point and the high flow point. The flow rate deviation ratio QR is defined as QR = (IpQ_EGR / target Q_EGR) −1, and the larger the absolute value, the more the actual external EGR amount deviates from the control target value. Hereinafter, the flow rate deviation ratio QR at the low flow point is referred to as “QR low”, and the flow rate deviation ratio QR at the high flow point is referred to as “QR high”.
続いて、ステップＳＥ１０において、まず、低流量点及び高流量点のそれぞれにおける流量ずれ比率（ＱＲ低、ＱＲ高）の絶対値が所定の故障判定値ＱＲLimitを越えているかどうか判定し、いずれも越えていなければ（ＮＯ）、ステップＳＥ１１にて故障なしと判定して、制御終了となる（エンド）。一方、ＱＲ低、ＱＲ高のいずれかの絶対値が故障判定値ＱＲLimitを越えていれば（ＹＥＳ）、ステップＳＥ１２に進んで、今度は、低流量点及び高流量点のそれぞれにおける推定ＥＧＲ量（IpQ_EGR低、IpQ_EGR高）がいずれも零より大きいことを判定する。 Subsequently, in step SE10, first, it is determined whether or not the absolute value of the flow rate deviation ratio (QR low, QR high) at each of the low flow point and the high flow point exceeds a predetermined failure determination value QRLimit. If not (NO), it is determined in step SE11 that there is no failure, and the control ends (end). On the other hand, if the absolute value of either QR low or QR high exceeds the failure determination value QRLimit (YES), the process proceeds to step SE12, and this time, the estimated EGR amount at each of the low flow point and the high flow point ( It is determined that both IpQ_EGR low and IpQ_EGR high) are greater than zero.
前記ステップＳＥ１２で判定がＮＯであれば、後述のステップＳＥ１６に進む一方、判定がＹＥＳであればステップＳＥ１３に進み、今度は低流量点及び高流量点における推定ＥＧＲ量が概ね同じ値かどうか比較する（IpQ_EGR低≒IpQ_EGR高？）。この判定がＮＯであれば、即ち両者の値が所定以上、異なっていれば、流量特性は前記図９（ｂ）に破線で示すようになっており、ステップＳＥ１４に進んで目詰まりによるＥＧＲ通路面積の減少と判定する。 If the determination in step SE12 is NO, the process proceeds to step SE16, which will be described later. If the determination is YES, the process proceeds to step SE13, which compares whether the estimated EGR amounts at the low flow point and the high flow point are approximately the same. (IpQ_EGR low ≒ IpQ_EGR high?) If this determination is NO, that is, if both values are different from each other by a predetermined value or more, the flow rate characteristic is as shown by the broken line in FIG. 9B, and the process proceeds to step SE14 and the EGR path due to clogging. It is determined that the area is reduced.
一方、前記ステップＳＥ１３の判定がＹＥＳでであれば、目標ＥＧＲ量：目標Q_EGRが低流量点から高流量点まで変化しても実際の外部ＥＧＲ量は殆ど変化していないということであり、流量特性は同図に二点鎖線で示すようになっているから、ステップＳＥ１５に進んでＥＧＲ弁２５の固着と判定する。尚、それらのいずれでもない場合、即ち、前記ステップＳＥ１２にてＮＯと判定して進んだステップＳＥ１６では、実際の外部ＥＧＲ量が零若しくは負値であるから、ＥＧＲ通路２４の閉塞やイオン電流検出回路３３の異常等、その他の故障と判定する。
On the other hand, if the determination in step SE13 is YES, it means that even if the target EGR amount: target Q_EGR changes from the low flow point to the high flow point, the actual external EGR amount hardly changes. Since the characteristic is indicated by a two-dot chain line in the figure, the process proceeds to step SE15 to determine that the
そして、前記ステップＳＥ１４〜１６のいずれかからステップＳＥ１７に進み、前記のように判定した故障について例えば音声により、或いは画面表示により乗員に報知して、制御終了となる（エンド）。こうしてＥＧＲ系の故障をその現象毎に区別して、効果的な診断及び報知が行われる。 Then, the process proceeds from any one of the steps SE14 to SE17 to the step SE17, where the failure determined as described above is notified to the occupant, for example, by voice or screen display, and the control is ended (END). In this way, effective diagnosis and notification are performed by distinguishing EGR system faults for each phenomenon.
（点火回数又は点火期間の平均値によるＭＢＴの推定）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidから、最大トルクが得られる最適点火時期、つまりＭＢＴを求める考え方について説明する。ＭＢＴが遅角すれば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なくなり、点火期間tidが短くなる。一方、ＭＢＴが進角すれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、ＭＢＴを推定することができる。尚、以下において、点火時期はＡＴＤＣで表すものとする。
(Estimation of MBT by the average number of ignition times or ignition periods)
First, the concept of obtaining the optimum ignition timing at which the maximum torque can be obtained, that is, MBT, from the number of ignitions nid from the start of multiple ignition to the detection of ion current or the ignition period tid will be described. If MBT is retarded, the growth of flame kernels is accelerated, the number of times of ignition nid is reduced, and the ignition period tid is shortened. On the other hand, if the MBT is advanced, the growth of the flame kernel is delayed, the number of times of ignition nid is increased, and the ignition period tid is increased. Therefore, MBT can be estimated by looking at the number of times of ignition nid and the ignition period tid. In the following, the ignition timing is represented by ATDC.
図１５は、点火回数nid又は点火期間tidの変化に対応するＭＢＴの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nidが少ないほど、又は点火期間tidが短いほどＭＢＴが遅角しており、点火回数nidが多いほど、又は点火期間tidが長いほどＭＴＢが進角しており、点火回数nid又は点火期間tidとＭＢＴとの間の関係は、略線形である。 FIG. 15 is experimental data showing a change in MBT corresponding to a change in the number of times of ignition nid or the ignition period tid. According to this, the smaller the number of ignitions nid or the shorter the ignition period tid, the more retarded the MBT, and the larger the number of ignitions nid or the longer the ignition period tid, the more advanced the MTB. The relationship between nid or ignition period tid and MBT is substantially linear.
また、初期の燃焼速度は、ＭＢＴ以外にも、その温度や新気と合わせたシリンダ２への吸気充填量、燃焼室６内の流動強さ、さらには燃焼室６の温度等の影響を受けるから、点火回数nid又は点火期間tidに基づいてＭＴＢを定量的に求めようとすれば、それ以外に、エンジンの運転状態も加味する必要がある。
In addition to the MBT, the initial combustion speed is affected by the temperature, the amount of intake air charged into the
そこで、この実施形態では、前記図８に一例を示すように、充填効率ｃｅと回転数ｎｅと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）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１５のように点火回数nid又は点火期間tid及びＭＴＢの相関を表すデータを実験により求める。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8 as an example, in the engine operation region defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne, a plurality of grid points (x, y) are provided at appropriate intervals. Set. Then, in the engine operation state corresponding to each grid point, data representing the correlation between the number of times of ignition nid or the ignition period tid and MTB is obtained by experiments as shown in FIG.
そうして求めた実験データを整理して、点火回数nid又は点火期間tidからＭＢＴを求めるための演算マップを作成し、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点火回数nid又は点火期間tidに基づき、そのときのエンジン運転状態に対応する演算マップを参照して、ＭＴＢを定量的に求めることができ、それによって燃焼速度状態を判定することができる。
The experimental data thus obtained is organized, and a calculation map for obtaining MBT from the ignition number nid or the ignition period tid is created and electronically stored in the memory of the
尚、前記図８における格子点（ｘ，ｙ）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、例えば点火時期、空燃比、気筒間ばらつき、外気温、エンジン水温、大気圧、ＶＶＴ１３の作動状態等に応じて、点火回数nid又は点火期間tidやこれにより求めた空燃比を補正するようにしてもよい。
The engine operating state corresponding to the grid point (x, y) in FIG. 8 may be dealt with by data interpolation. Further, for example, ignition timing, air-fuel ratio, variation among cylinders, outside air temperature, engine water temperature, Depending on the atmospheric pressure, the operating state of the
（点火時期をＭＢＴに一致させるためのフィードバック制御）
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、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手順を図１６のフローチャートに示す。尚、この制御は、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)
Next, when there is a deviation from the MBT of the control ignition timing using the ignition number nid or the ignition period tid from the start of multiple ignition to the detection of the ionic current, the deviation amount is not determined, and the deviation is determined by feedback control. FIG. 16 is a flowchart showing a procedure for changing the ignition timing so as to eliminate this. This control may be performed for each cylinder of the
まず、ステップＳＦ１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ＳＦ２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ＳＦ２で処理を実行する（続行する）のＹＥＳのときにはステップＳＦ３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 SF1, a flag for executing the MBT feedback control is set, and in the subsequent step SF2, 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 SF2, the process proceeds to step SF3. If NO in step SF2, the control is terminated.
ステップＳＦ３では、全気筒の所定サイクル分の点火回数nid又は点火期間tidの平均を計算すると共に、その点火回数nid又は点火期間tidの平均値と、エンジン運転状態（ｃｅ、ｎｅ）とに基づいて、上述したように演算マップを参照等して、推定ＭＢＴ値Igtを求める。また、ＰＣＭ３０に予め記憶されているテーブルから、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ＳＦ５又はＳＦ６で変更した制御点火時期）に対応するＭＢＴ値Igtｃを得て、推定ＭＢＴ値IgtとＭＢＴ値Igtｃとの差ΔIgtを算出する（ΔIgt＝Igt−Igtｃ）。
In step SF3, the average of the number of ignitions nid or the ignition period tid for a predetermined cycle of all the cylinders is calculated, and based on the average value of the number of ignitions nid or the ignition period tid and the engine operating state (ce, ne). As described above, the estimated MBT value Igt is obtained by referring to the calculation map. Further, from the table stored in the
続くステップＳＦ４では、ステップＳＦ３で算出した差ΔIgt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ＳＦ５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ＳＦ６に移行する。 In the following step SF4, it is determined whether or not the difference ΔIgt calculated in step SF3 is larger than 0, that is, whether or not the control ignition timing Igtc is shifted to the retard side with respect to MBT. If YES, the process moves to step SF5, while if not shifted to the retard side (shifted to the advance side or MBT), the process moves to step SF6.
ステップＳＦ５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ＳＦ２に戻る。一方、ステップＳＦ６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ＳＦ２に戻る。 In step SF5, 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 SF2. On the other hand, in step SF6, 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 SF2.
この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り、それによって燃費を改善する。 By performing this control, the control ignition timing Igtc converges in the vicinity of MBT, thereby improving fuel efficiency.
尚、この実施形態では、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しているが、制御点火時期のＭＢＴからのずれ量を判定して、そのずれ量がなくなるように点火時期を補正してもよい。 In this embodiment, when the control ignition timing deviates from the MBT, the amount of deviation is not determined, and the ignition timing is changed by feedback control so that the deviation is eliminated. The amount of deviation from the MBT may be determined, and the ignition timing may be corrected so that the amount of deviation is eliminated.
（点火回数又は点火期間の平均値によるＴＳＣＶ開度の推定）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidからＴＳＣＶ１４の開度を求める考え方について説明する。ＴＳＣＶ１４の開度が小さくなれば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なくなり、点火期間tidが短くなる。一方、ＴＳＣＶ１４の開度が大きくなれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、ＴＳＣＶ開度を推定することができる。
(Estimation of TSCV opening by the average number of ignitions or ignition period)
First, the concept of obtaining the opening of the
図１７は、ＴＳＣＶ１４の開度の変化に対応する点火回数nid又は点火期間tidの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nidが少ないほど、又は点火期間tidが短いほどＴＳＣＶ開度が小さくなっており、点火回数nidが多いほど、又は点火期間tidが長いほどＴＳＣＶ開度が大きくなっており、点火回数nid又は点火期間tidとＴＳＣＶ開度との間の関係は、略線形である。
FIG. 17 is experimental data showing changes in the number of ignitions nid or the ignition period tid corresponding to changes in the opening of the
また、初期の燃焼速度は、ＴＳＣＶ１４の開度（燃焼室６内の流動強さ）以外にも、その温度や新気と合わせたシリンダ２への吸気充填量、燃焼室６の温度等の影響を受けるから、点火回数nid又は点火期間tidに基づいてＴＳＣＶ開度を定量的に求めようとすれば、それ以外に、エンジンの運転状態も加味する必要がある。
In addition to the opening of the TSCV 14 (flow strength in the combustion chamber 6), the initial combustion speed is influenced by the temperature, the intake charge amount into the
そこで、この実施形態では、前記図８に一例を示すように、充填効率ｃｅと回転数ｎｅと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）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１７のように点火回数nid又は点火期間tid及びＴＳＣＶ１４の開度の相関を表すデータを実験により求める。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8 as an example, in the engine operation region defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne, a plurality of grid points (x, y) are provided at appropriate intervals. Set. Then, in the engine operating state corresponding to each grid point, data representing the correlation between the number of times of ignition nid or the ignition period tid and the opening of the
そうして求めた実験データを整理して、点火回数nid又は点火期間tidからＴＳＣＶ１４の開度を求めるための演算マップを作成し、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点火回数nid又は点火期間tidに基づき、そのときのエンジン運転状態に対応する演算マップを参照して、ＴＳＣＶ開度を定量的に求めることができ、それによって燃焼速度状態を判定することができる。
The experimental data thus obtained is organized to create a calculation map for determining the opening of the
尚、前記図８における格子点（ｘ，ｙ）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、例えば点火時期、空燃比、ＥＧＲ率、気筒間ばらつき、外気温、エンジン水温、大気圧、ＶＶＴ１３の作動状態等に応じて、点火回数nid又は点火期間tidやこれにより求めた空燃比を補正するようにしてもよい。また、場合によってはＴＳＣＶ開度の推定時にＥＧＲを停止してもよい。
Incidentally, the engine operating state corresponding to the grid point (x, y) in FIG. 8 may be dealt with by data interpolation. Further, for example, ignition timing, air-fuel ratio, EGR rate, inter-cylinder variation, outside air temperature, Depending on the engine water temperature, the atmospheric pressure, the operating state of the
（ＴＳＣＶ開度を制御ＴＳＣＶ開度に一致させるためのフィードバック制御）
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、制御ＴＳＣＶ開度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ＴＳＣＶ開度を変更する手順を図１８のフローチャートに示す。尚、この制御は、エンジン１の気筒毎に行ってもよい。
(Feedback control to make the TSCV opening coincide with the control TSCV opening)
Next, when there is a deviation from the control TSCV opening using the number of times of ignition nid or the ignition period tid from the start of multiple ignition to the detection of the ionic current, the deviation amount is not determined by feedback control without judging the deviation amount. The procedure for changing the TSCV opening so as to disappear is shown in the flowchart of FIG. This control may be performed for each cylinder of the
まず、ステップＳＧ１では、ＴＳＣＶ開度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ＳＧ２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、空燃比変動が大きくなった、燃料カットに入った、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ＳＧ２で処理を実行する（続行する）のＹＥＳのときにはステップＳＧ３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 SG1, a flag for executing feedback control of the TSCV opening is set, and in subsequent step SG2, it is determined whether or not to execute the process (continue). Here, specific conditions for not executing (stopping) the processing include that the air-fuel ratio fluctuation has increased, the fuel cut has been started, and that it is necessary to stop this control by performing other processing. It is mentioned in. If YES in step SG2, the process proceeds to step SG3. If NO in step SG2, the control is terminated as it is.
ステップＳＧ３では、全気筒の所定サイクル分の点火回数nid又は点火期間tidの平均を計算すると共に、その点火回数nid又は点火期間tidの平均値と、エンジン運転状態（ｃｅ、ｎｅ）とに基づいて、上述したように演算マップを参照等して、推定ＴＳＣＶ開度値Gerを求める。また、ＰＣＭ３０に予め記憶されているテーブルから、現在の制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerct（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ＳＧ５又はＳＧ６で変更した制御ＴＳＣＶ開度値）を得て、推定ＴＳＣＶ開度値Gerと制御ＴＳＣＶ目標開度値Gerctとの差ΔGerを算出する（ΔGer＝Ger−Gerｃt）。
In step SG3, the average of the number of ignitions nid or the ignition period tid for a predetermined cycle of all the cylinders is calculated, and based on the average value of the number of ignitions nid or the ignition period tid and the engine operating state (ce, ne). As described above, the estimated TSCV opening value Ger is obtained by referring to the calculation map. Further, from the table stored in the
続くステップＳＧ４では、ステップＳＧ３で算出した差ΔGerが０よりも大きいか否か、つまり、推定ＴＳＣＶ開度値Gerが制御ＴＳＣＶ目標開度値Gerctに対して開側にずれているか否かを判定し、開側にずれているのＹＥＳのときにはステップＳＧ５に移行する一方、開側にずれていない（閉側にずれている、又は開側及び閉側のいずれにもずれていない）のＮＯのときにはステップＳＧ６に移行する。 In the subsequent step SG4, it is determined whether or not the difference ΔGer calculated in step SG3 is larger than 0, that is, whether or not the estimated TSCV opening value Ger is shifted to the open side with respect to the control TSCV target opening value Gerct. If YES, the process proceeds to step SG5, while NO is not shifted to the open side (shifted to the closed side or shifted to either the open side or the closed side). Sometimes the process proceeds to step SG6.
ステップＳＧ５では、現在の制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerctを所定の補正量Gercorr（実験等に基づいて設定すればよく、例えば０．２°程度）だけ開側に変更することによって、新たな制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerctを設定し、ステップＳＧ２に戻る。一方、ステップＳＧ６では、現在の制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerctを所定の補正量Gercorrだけ閉側に変更することによって、新たな制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerctを設定し、ステップＳＧ２に
戻る。尚、推定ＴＳＣＶ開度値Gerを誤判定した場合を想定し、ＴＳＣＶ開度ずれ補正の
総量に上下限（例えば＋５°程度）を設定してもよい。
In step SG5, the current control TSCV opening target value Gerct is changed to the open side by a predetermined correction amount Gercorr (which may be set based on an experiment or the like, for example, about 0.2 °), thereby providing a new control TSCV. The opening target value Gerct is set, and the process returns to step SG2. On the other hand, in step SG6, a new control TSCV opening target value Gerct is set by changing the current control TSCV opening target value Gerct to the closed side by a predetermined correction amount Gercorr, and the process returns to step SG2. Incidentally, assuming that the estimated TSCV opening value Ger is erroneously determined, upper and lower limits (for example, about + 5 °) may be set as the total amount of TSCV opening deviation correction.
この制御を行うことによって、推定ＴＳＣＶ開度値Gerは、制御ＴＳＣＶ開度目標値Gerct付近で収束することになり、それによってＴＳＣＶ１４の機差ばらつきや劣化を補正する。これは特に直墳エンジンに有効である。 By performing this control, the estimated TSCV opening value Ger converges in the vicinity of the control TSCV opening target value Gerct, thereby correcting the machine difference variation and deterioration of the TSCV14. This is particularly effective for straight engines.
尚、この実施形態では、制御ＴＳＣＶ開度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ＴＳＣＶ開度を変更しているが、制御ＴＳＣＶ開度からのずれ量を判定して、そのずれ量がなくなるようにＴＳＣＶ開度を補正してもよい。 In this embodiment, when there is a deviation from the control TSCV opening, the amount of deviation is not determined, and the TSCV opening is changed by feedback control so that the deviation is eliminated. It is also possible to determine the amount of deviation from and to correct the TSCV opening so that the amount of deviation is eliminated.
（点火回数又は点火期間による噴射タイミング・噴射圧力補正制御）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidから、インジェクタ１９の噴射タイミングや噴射圧力を求める考え方について説明する。噴射タイミングや噴射圧力が正常であれば、火炎核の成長が早くなって、点火回数nidが少なくなり、点火期間tidが短くなる。一方、噴射タイミングや噴射圧力が異常であれば、火炎核の成長が遅くなって、点火回数nidが多くなり、点火期間tidが長くなる。従って、点火回数nidや点火期間tidを観れば、噴射タイミングや噴射圧力を推定することができる。
(Injection timing and injection pressure correction control based on number of ignitions or ignition period)
First, the concept of determining the injection timing and injection pressure of the
図１９は、インジェクタ１９の噴射タイミングや噴射圧力の変化に対応する点火回数nid又は点火期間tidの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nidが少ないほど、又は点火期間tidが短いほど噴射タイミングや噴射圧力が正常側になっており、点火回数nidが多いほど、又は点火期間tidが長いほど噴射タイミングや噴射圧力が異常側になっており、噴射タイミング及び噴射圧力にはそれぞれ最適噴射タイミング及び最適噴射圧力がある。よって、エンジン１の運転中に検出した点火回数nid又は点火期間tidに基づき、噴射タイミングや噴射圧力を補正して最適状態にすることができる。
FIG. 19 is experimental data showing changes in the number of times of ignition nid or the ignition period tid corresponding to changes in the injection timing and injection pressure of the
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、インジェクタ１９の噴射タイミング補正制御を行う手順を図２０のフローチャートに示す。尚、この制御は、エンジン１の気筒毎に行ってもよい。
Next, a flowchart of FIG. 20 shows a procedure for performing injection timing correction control of the
まず、ステップＳＨ１では、噴射タイミング補正制御の実行のフラグを立て、処理を実行するか（続行するか）否かを判定し、処理を実行する（続行する）と判定したときにはステップＳＨ２に移行する。ここで、処理を実行しない（中止する）条件としては、空燃比変動が大きくなった、燃料カットに入った、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。 First, in step SH1, a flag for executing the injection timing correction control is set to determine whether or not to execute the process (continue). When it is determined that the process is to be executed (continue), the process proceeds to step SH2. . Here, specific conditions for not executing (stopping) the processing include that the air-fuel ratio fluctuation has increased, the fuel cut has been started, and that it is necessary to stop this control by performing other processing. It is mentioned in.
ステップＳＨ２では、所定サイクルに亘って各サイクルに対し互いに異なる噴射タイミングInjT1〜InjTnを割り振り、サイクル毎に全気筒の点火回数nid1〜nidn又は点火期間tid1〜tidnの平均を求める。この実施形態では、例えば、１回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTと同じ噴射タイミングInjT1を、２回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTを１０°だけ進角した噴射タイミングInjT2を、３回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTを１０°だけ遅角した噴射タイミングInjT3を、４回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTを２０°だけ進角した噴射タイミングInjT4を、５回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTを２０°だけ遅角した噴射タイミングInjT5を、ｎ−１回目のサイクルに対し現在の噴射タイミングInjTをmax°（max＝10n/2）だけ進角した噴射タイミングInjTn-1を、ｎ回目のサイクルを現在の噴射タイミングInjTをmax°だけ遅角した噴射タイミングInjTnを割り振る。 In step SH2, different injection timings InjT1 to InjTn are assigned to each cycle over a predetermined cycle, and the average number of ignition times nid1 to nidn or ignition periods tid1 to tidn of all cylinders is obtained for each cycle. In this embodiment, for example, the same injection timing InjT1 as the current injection timing InjT is set for the first cycle, and the injection timing InjT2 obtained by advancing the current injection timing InjT by 10 ° is set for the second cycle. The injection timing InjT3 obtained by retarding the current injection timing InjT by 10 ° with respect to the current cycle, and the injection timing InjT4 obtained by advancing the current injection timing InjT by 20 ° with respect to the fourth cycle, with respect to the fifth cycle. An injection timing InjT5 obtained by retarding the current injection timing InjT by 20 °, and an injection timing InjTn-1 obtained by advancing the current injection timing InjT by max ° (max = 10n / 2) with respect to the (n−1) th cycle. The injection timing InjTn obtained by retarding the current injection timing InjT by max ° in the nth cycle is allocated.
ステップＳＨ３では、各サイクルの噴射タイミングInjT1〜InjTnと、各サイクルの点火回数nid1〜nidn又は点火期間tid1〜tidnの平均値とから、例えば最小二乗法によって、前記図１９のように近似関数を算出し、この近似関数に基づいて点火回数nid又は点火期間tidが極小となる噴射タイミングInjTminを求める。尚、近似関数は記憶しておく。 In step SH3, an approximate function is calculated from the injection timings InjT1 to InjTn of each cycle and the average number of ignition times nid1 to nidn or ignition period tid1 to tidn of each cycle, for example, as shown in FIG. Then, based on this approximate function, the injection timing InjTmin at which the ignition number nid or the ignition period tid is minimized is obtained. The approximate function is stored.
ステップＳＨ４では、噴射タイミングInjTminが噴射タイミングInjTn-1である、又は噴射タイミングInjTnであるかどうかを判定し、いずれかであれば（ＹＥＳ）、ステップＳＨ５に移行し、いずれでもなければ（ＮＯ）であれば、ステップＳＨ６に移行する。ステップＳＨ５では、噴射タイミングInjTminを新たな噴射タイミングInjTに設定し、ステップＳＨ２に戻る。 In step SH4, it is determined whether or not the injection timing InjTmin is the injection timing InjTn-1 or the injection timing InjTn. If any (YES), the process proceeds to step SH5, and if not (NO). If so, the process proceeds to step SH6. In step SH5, the injection timing InjTmin is set to a new injection timing InjT, and the process returns to step SH2.
ステップＳＨ６では、燃費やエミッションを考慮して、現在のエンジン運転状態に対応する補正量InjTofsを求める。この補正量InjTofsは、図８に一例を示すように、充填効率ｃｅと回転数ｎｅと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設定された複数の格子点（ｘ，ｙ）毎に実験により求められ、ＰＣＭ３０のメモリに電子的に格納されている。
In step SH6, a correction amount InjTofs corresponding to the current engine operating state is obtained in consideration of fuel consumption and emission. As shown in FIG. 8, the correction amount InjTofs is calculated for each of a plurality of grid points (x, y) set at appropriate intervals in the engine operation region defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne. And is electronically stored in the memory of the
ステップＳＨ７では、噴射タイミングInjTminに補正量InjTofsを加えることによって、新たな噴射タイミングInjTを設定し、エンドに移行する。 In step SH7, a new injection timing InjT is set by adding the correction amount InjTofs to the injection timing InjTmin, and the routine proceeds to the end.
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、インジェクタ１９の噴射圧力補正制御を行う手順を図２１のフローチャートに示す。尚、この制御は、エンジン１の気筒毎に行ってもよい。
Next, a flowchart of FIG. 21 shows a procedure for performing injection pressure correction control of the
まず、ステップＳＩ１では、噴射圧力補正制御の実行のフラグを立て、処理を実行するか（続行するか）否かを判定し、処理を実行する（続行する）と判定したときにはステップＳＩ２に移行する。ここで、処理の制御を実行しない（中止する）条件としては、空比変動が大きくなった、燃料カットに入った、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。 First, in step SI1, a flag for executing the injection pressure correction control is set to determine whether or not to execute the process (continue), and when it is determined to execute (continue), the process proceeds to step SI2. . Here, the conditions for not executing (stopping) the control of the process include that the air ratio fluctuation has increased, the fuel cut has been started, and that it is necessary to stop this control by performing other processes. Specific examples.
ステップＳＩ２では、所定サイクルに亘って各サイクルに対し異なる噴射圧力InjP1〜InjPnを割り振り、サイクル毎に全気筒の点火回数nid1〜nidn又は点火期間tid1〜tidnの平均を求める。この実施形態では、例えば、１回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPと同じ噴射圧力InjP1を、２回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPを５％だけ高くした噴射圧力InjP2を、３回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPを５％だけ低くした噴射圧力InjP3を、４回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPを１０％だけ高くした噴射圧力InjP4を、５回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPを１０％だけ低くした噴射圧力InjP5を、ｎ−１回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPをmax％（max＝5n/2）だけ高くした噴射圧力InjPn-1を、ｎ回目のサイクルに対し現在の噴射圧力InjPをmax％だけ低くした噴射圧力InjPnを割り振る。 In step SI2, different injection pressures InjP1 to InjPn are assigned to each cycle over a predetermined cycle, and the average number of ignition times nid1 to nidn or ignition periods tid1 to tidn of all cylinders is obtained for each cycle. In this embodiment, for example, the same injection pressure InjP1 as the current injection pressure InjP is set for the first cycle, and the injection pressure InjP2 obtained by increasing the current injection pressure InjP by 5% is set for the second cycle. The injection pressure InjP3 with the current injection pressure InjP lowered by 5% with respect to the cycle, the injection pressure InjP4 with the current injection pressure InjP increased by 10% with respect to the fourth cycle, the current injection with respect to the fifth cycle The injection pressure InjP5 in which the pressure InjP is lowered by 10% is changed to the injection cycle InjPn-1 in which the current injection pressure InjP is increased by max% (max = 5n / 2) with respect to the (n-1) th cycle. Is assigned an injection pressure InjPn which is lower than the current injection pressure InjP by max%.
ステップＳＩ３では、各サイクルの噴射圧力InjP1〜InjPnと、各サイクルの点火回数nid1〜nidn又は点火期間tid1〜tidnの平均値とから、例えば最小二乗法によって、前記図１９のように近似関数を算出し、この近似関数に基づいて点火回数nid又は点火期間tidが極小となる噴射圧力InjPminを求める。尚、近似関数は記憶しておく。 In step SI3, an approximate function is calculated from the injection pressures InjP1 to InjPn of each cycle and the average number of ignition times nid1 to nidn or ignition periods tid1 to tidn of each cycle, for example, as shown in FIG. Then, the injection pressure InjPmin at which the ignition frequency nid or the ignition period tid is minimized is obtained based on this approximate function. The approximate function is stored.
ステップＳＩ４では、噴射圧力InjPminが噴射圧力InjPn-1である、又は噴射圧力InjPnであるかどうかを判定し、いずれかであれば（ＹＥＳ）、ステップＳＩ５に移行し、いずれでもなければ（ＮＯ）であれば、ステップＳＩ６に移行する。ステップＳＩ５では、噴射圧力InjPminを新たな噴射圧力InjPに設定し、ステップＳＩ２に戻る。 In step SI4, it is determined whether or not the injection pressure InjPmin is the injection pressure InjPn-1 or the injection pressure InjPn. If any (YES), the process proceeds to step SI5, and if not (NO) If so, the process proceeds to step SI6. In step SI5, the injection pressure InjPmin is set to a new injection pressure InjP, and the process returns to step SI2.
ステップＳＩ６では、燃費やエミッションを考慮して、現在のエンジン運転状態に対応する補正量InjPofsを求める。この補正量InjPofsは、図８に一例を示すように、充填効率ｃｅと回転数ｎｅと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設定された複数の格子点（ｘ，ｙ）毎に実験により求められ、ＰＣＭ３０のメモリに電子的に格納されている。
In step SI6, a correction amount InjPofs corresponding to the current engine operating state is obtained in consideration of fuel consumption and emission. As shown in FIG. 8, the correction amount InjPofs is calculated for each of a plurality of grid points (x, y) set at appropriate intervals in the engine operation region defined by the charging efficiency ce and the rotational speed ne. And is electronically stored in the memory of the
ステップＳＩ７では、噴射圧力InjPminに補正量InjPofsを加えることによって、新たな噴射圧力InjPを設定し、エンドに移行する。 In step SI7, a new injection pressure InjP is set by adding the correction amount InjPofs to the injection pressure InjPmin, and the routine proceeds to the end.
これらの噴射タイミング補正制御及び噴射圧力補正制御を交互に行うことによって、噴射タイミングInjT及び噴射圧力InjPは、それぞれ最適噴射タイミング及び最適噴射圧力付近で収束することになり、それによってインジェクタ１９の機差ばらつきや劣化を補正する。これは特に直墳エンジンに有効である。 By alternately performing the injection timing correction control and the injection pressure correction control, the injection timing InjT and the injection pressure InjP converge near the optimum injection timing and the optimum injection pressure, respectively. Correct variations and deterioration. This is particularly effective for straight engines.
（点火回数又は点火期間の変動率による高ＥＧＲ制御）
まず、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動から高ＥＧＲ制御を行う考え方について説明する。外部ＥＧＲ率が低くなれば、火炎核の成長が安定して、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動が小さくなる。一方、外部ＥＧＲ率が高くなれば、火炎核の成長が不安定になって、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動が大きくなる。従って、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動を観れば、外部ＥＧＲ率を推定することができる。
(High EGR control based on the number of ignitions or the fluctuation rate of the ignition period)
First, the concept of performing high EGR control from cycle fluctuations of the number of times of ignition nid from the start of multiple ignition to the detection of ion current or the ignition period tid will be described. If the external EGR rate is low, the growth of the flame kernel is stabilized, and the cycle fluctuation of the ignition frequency nid and the ignition period tid is reduced. On the other hand, if the external EGR rate increases, the growth of the flame kernel becomes unstable, and the cycle fluctuation of the number of times of ignition nid and the ignition period tid increases. Therefore, the external EGR rate can be estimated by looking at the cycle fluctuations of the number of times of ignition nid and the ignition period tid.
図２２は、外部ＥＧＲ率の変化の変化に対応する点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovが低いほど外部ＥＧＲ率が低くなっており、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovが高いほど外部ＥＧＲ率が高くなっており、外部ＥＧＲ率と点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovとの間の関係は、略線形である。この実験データを参照して、エンジン１の運転中に検出した点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率に基づき、外部ＥＧＲ率を求めることができ、それによって燃焼変動状態を判定することができる。
FIG. 22 is experimental data showing a change in the cycle variation rate rov of the number of times of ignition nid or the ignition period tid corresponding to the change in the change in the external EGR rate. According to this, the external EGR rate is lower as the cycle fluctuation rate rov of the ignition number nid or the ignition period tid is lower, and the external EGR rate is higher as the cycle variation rate rov of the ignition number nid or the ignition period tid is higher. The relationship between the external EGR rate and the cycle variation rate rov of the ignition number nid or the ignition period tid is substantially linear. With reference to this experimental data, the external EGR rate can be obtained based on the cycle variation rate of the number of times of ignition nid or the ignition period tid detected during operation of the
次に、多重点火開始からイオン電流検出までの点火回数nid又は点火期間tidを用いて、高ＥＧＲ制御を行う手順を図２３のフローチャートに示す。尚、この制御は、エンジン１の気筒毎に行ってもよい。
Next, a flowchart of FIG. 23 shows a procedure for performing high EGR control using the number of times of ignition nid or the ignition period tid from the start of multiple ignition to the detection of ion current. This control may be performed for each cylinder of the
ステップSＪ１では、気筒毎に点火回数nid又は点火期間tidを求め、記憶する。ステップSＪ２では、必要サイクル数に達したか否かを判定し、必要サイクル数に達したのＹＥＳのときにはステップSＪ３に移行する一方、必要サイクル数に達していないのＮＯのときにはステップSＪ１に戻る。 In step SJ1, the number of times of ignition nid or the ignition period tid is obtained and stored for each cylinder. In step SJ2, it is determined whether or not the necessary number of cycles has been reached. If YES, the process proceeds to step SJ3. If NO, the process returns to step SJ1.
ステップSＪ３では、サイクル毎に全気筒の点火回数nid又は点火期間tidの平均を計算
すると共に、その各サイクルの点火回数nid又は点火期間tidの平均値に基づいて点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovを計算する。ここで、サイクル変動率rovは、例えば標準偏差によって計算すればよい。
In step SJ3, the average of the number of ignitions nid or the ignition period tid of all cylinders is calculated for each cycle, and the cycle of the number of ignitions nid or the ignition period tid is calculated based on the average value of the number of ignitions nid or the ignition period tid of each cycle. Calculate the rate of change rov. Here, the cycle variation rate rov may be calculated by, for example, standard deviation.
ステップSＪ４では、ステップSＪ３で計算したサイクル変動率rovが基準サイクル変動
率rovb（実験等に基づいて設定すればよく、例えば充填効率、回転数、点火時期、空燃比、エンジン水温等に応じて、補正するようにしてもよい）以上であるか否かを判定し、基準サイクル変動率rovb以上であるのＹＥＳのときにはステップSＪ５に移行する一方、基
準サイクル変動率rovb以上でない（基準サイクル変動率rovbよりも小さい）のＮＯのときにはステップSＪ６に移行する。
In step SJ4, the cycle fluctuation rate rov calculated in step SJ3 may be set based on the reference cycle fluctuation rate rovb (based on experiments, etc., for example, depending on the charging efficiency, rotation speed, ignition timing, air-fuel ratio, engine water temperature, etc. It is determined whether or not it is equal to or greater than the reference cycle fluctuation rate rovb. If YES, the process proceeds to step SJ5, while it is not equal to or greater than the reference cycle variation rate rovb (reference cycle variation rate rovb). If NO, the process proceeds to step SJ6.
ステップSＪ５では、燃焼変動を抑制するため、現在の外部ＥＧＲ率を所定の補正量Egrcorr（実験等に基づいて設定すればよい）だけ小さくすることによって、新たな外部ＥＧＲ率を設定し、ステップSＪ７に移行する。一方、ステップSＪ６では、外部ＥＧＲ率の上限（実験等に基づいて設定すればよい）を超えない範囲内で、現在の外部ＥＧＲ率を所定の補正量Egrcorrだけ大きくすることによって、新たな外部ＥＧＲ率を設定し、ステップSＪ７に移行する。 In step SJ5, in order to suppress combustion fluctuation, a new external EGR rate is set by reducing the current external EGR rate by a predetermined correction amount Egrcorr (which may be set based on experiments or the like), and step SJ7. Migrate to On the other hand, in step SJ6, a new external EGR rate is increased by increasing the current external EGR rate by a predetermined correction amount Egrcorr within a range not exceeding the upper limit of the external EGR rate (which may be set based on an experiment or the like). The rate is set, and the process proceeds to step SJ7.
ステップSＪ７では、処理を続行するか否かを判定する。ステップSＪ７で処理を続行するのＹＥＳのときにはステップSＪ８に移行し、処理を中止するのＮＯのときにはそのまま制御を終了する。ステップSＪ８では、点火回数nid又は点火期間tidの記憶を消去し、ステップSＪ１に戻る。 In step SJ7, it is determined whether or not to continue the process. If YES in step SJ7, the process proceeds to step SJ8. If NO in step SJ7, the control ends. In step SJ8, the memory of the number of times of ignition nid or the ignition period tid is deleted, and the process returns to step SJ1.
この制御を行うことによって、燃焼安定性（ドライバビリティ）を保てる範囲内で、外部ＥＧＲ率を高めていくことになり、それによって燃費を改善する。 By performing this control, the external EGR rate is increased within a range where combustion stability (drivability) can be maintained, thereby improving fuel efficiency.
ところで、空燃比がリッチであったり、燃料が軽質燃料であれば、火炎核の成長が安定して、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動が小さくなる。一方、空燃比がリーンであったり、燃料が重質燃料であれば、火炎核の成長が不安定になって、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動が大きくなる。従って、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動を観れば、空燃比を推定したり、重質燃料判定を行うことができる。 By the way, if the air-fuel ratio is rich or the fuel is light fuel, the growth of the flame kernel is stabilized, and the cycle fluctuation of the number of times of ignition nid and the ignition period tid becomes small. On the other hand, if the air-fuel ratio is lean or the fuel is heavy fuel, the growth of the flame kernel becomes unstable, and the cycle fluctuation of the number of times of ignition nid and the ignition period tid increases. Therefore, the air-fuel ratio can be estimated or the heavy fuel can be determined by looking at the cycle fluctuations of the number of times of ignition nid and the ignition period tid.
図２４は、空燃比AFRの変化の変化に対応する点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovが低いほど空燃比がリッチになっており、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovが高いほど空燃比がリーンになっており、空燃比AFRと点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovとの間の関係は、略線形である。この実験データを参照して、エンジン１の運転中に検出した点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率に基づき、空燃比を求めることができ、それによって燃焼変動状態を判定することができる。
FIG. 24 is experimental data showing a change in the cycle variation rate rov of the number of times of ignition nid or the ignition period tid corresponding to the change in the air-fuel ratio AFR. According to this, the air-fuel ratio becomes richer as the cycle fluctuation rate rov of the ignition frequency nid or the ignition period tid is lower, and the air-fuel ratio becomes leaner as the cycle variation rate rov of the ignition frequency nid or the ignition period tid is higher. The relationship between the air-fuel ratio AFR and the cycle variation rate rov of the ignition frequency nid or the ignition period tid is substantially linear. With reference to this experimental data, the air-fuel ratio can be obtained based on the cycle variation rate of the number of ignitions nid or the ignition period tid detected during the operation of the
そして、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動から空燃比リーン制御を行うことができる。この制御の手順は、前記高ＥＧＲ制御とほぼ同様である。この制御を行うことによって、燃焼安定性（ドライバビリティ）を保てる範囲内で、空燃比をリーンしていくことになり、それによってエンジンの冷間時のエミッションを改善すると共に、リーンバーン運転時のエミッション及び燃費を改善する。 Then, the air-fuel ratio lean control can be performed from the cycle fluctuation of the ignition frequency nid or the ignition period tid. This control procedure is substantially the same as the high EGR control. By performing this control, the air-fuel ratio is leaned within a range where combustion stability (drivability) can be maintained, thereby improving the engine's cold emission and at the time of lean burn operation. Improve emissions and fuel economy.
また、エンジンの冷間始動時の無負荷状態などにおいて点火時期が圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも遅角すれば、火炎核の成長が不安定になって、燃焼安定性が低下し、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動が大きくなる。従って、点火回数nidや点火期間tidのサイクル変動を観れば、燃焼安定性を推定することができる。 In addition, if the ignition timing is retarded from the compression top dead center (TDC) in a no-load state at the time of cold start of the engine, the growth of the flame kernel becomes unstable, the combustion stability is lowered, and the ignition The cycle fluctuation of the number nid and the ignition period tid becomes large. Therefore, combustion stability can be estimated by looking at the cycle fluctuations of the number of ignitions nid and the ignition period tid.
図２５は、点火時期igtの変化に対応する点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovの変化を示した実験データである。これによると、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovが高いほど点火時期igtが進角しており、点火時期igtと点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率rovとの間の関係は、略線形である。この実験データを参照して、エンジン１の運転中に検出した点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動率に基づき、燃焼変動状態を判定することができる。
FIG. 25 is experimental data showing a change in the cycle variation rate rov of the number of times of ignition nid or the ignition period tid corresponding to the change in the ignition timing igt. According to this, the higher the cycle fluctuation rate rov of the ignition number nid or the ignition period tid, the more advanced the ignition timing igt, and the relationship between the ignition timing igt and the cycle fluctuation rate rov of the ignition number nid or the ignition period tid Is substantially linear. With reference to this experimental data, the combustion fluctuation state can be determined based on the cycle fluctuation rate of the ignition number nid or the ignition period tid detected during the operation of the
そして、点火回数nid又は点火期間tidのサイクル変動から冷間時点火時期リタード制御を行うことができる。この制御は、エンジンの冷間時の排気ガス温度を高めるためのものであって、その手順は、前記高ＥＧＲ制御とほぼ同様である。この制御を行うことによって、燃焼安定性（ドライバビリティ）を保てる範囲内で、点火時期を遅角していくことになり、それによってエンジンの冷間時のエミッションを改善する。 Then, the cold point ignition timing retard control can be performed from the cycle fluctuation of the ignition frequency nid or the ignition period tid. This control is for increasing the exhaust gas temperature when the engine is cold, and the procedure is substantially the same as the high EGR control. By performing this control, the ignition timing is retarded within a range in which combustion stability (drivability) can be maintained, thereby improving the engine's cold emission.
（その他の実施形態）
前記実施形態では、多重点火を開始した後、イオン電流が検出されたときには、多重点火を終了しているが、これに限らず、例えば、多重点火を開始した後、点火回数が所定回数に達するまでは、イオン電流が検出されても、多重点火を継続して実行してもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the multiple ignition is terminated when the ionic current is detected after the multiple ignition is started. However, the present invention is not limited to this. For example, after the multiple ignition is started, the number of ignitions is predetermined. Until the number of times is reached, multiple ignition may be continued even if an ion current is detected.
また、前記実施形態では、点火回数nid又は点火期間tidに基づいて燃焼不安定状態を判定しているが、その双方に基づいて燃焼不安定状態を判定してもよい。 In the above embodiment, the combustion unstable state is determined based on the number of times of ignition nid or the ignition period tid, but the combustion unstable state may be determined based on both of them.
また、前記実施形態では、点火回数nid又は点火期間tidに基づいて空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器のばらつき状態を判定しているが、それらのうち少なくとも１つを判定すればよい。 In the above embodiment, the air-fuel ratio state, the heavy fuel state, the exhaust gas recirculation state, the ignition timing state, and the variation state of the combustion system equipment are determined based on the number of times of ignition nid or the ignition period tid. At least one of them may be determined.
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明にかかるエンジンの燃焼状態検出装置は、エンジンの燃焼不安定状態を判定する用途等に適用できる。 As described above, the engine combustion state detection apparatus according to the present invention can be applied to a use for determining an unstable combustion state of an engine.
１ エンジン
６ 燃焼室
７ 点火プラグ
８ 点火回路
１３ ＶＶＴ（燃焼系機器）
１４ ＴＳＣＶ（燃焼系機器）
１９ インジェクタ（燃焼系機器）
３０ ＰＣＭ（点火制御手段、燃焼状態判定手段、燃焼不安定状態判定手段、燃焼変動抑制手段）
３３ イオン電流検出回路（イオン電流検出手段
1
14 TSCV (combustion system equipment)
19 Injector (combustion system equipment)
30 PCM (ignition control means, combustion state determination means, combustion unstable state determination means, combustion fluctuation suppression means)
33 Ion current detection circuit (ion current detection means
Claims (4)
上記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、
上記イオン電流検出手段により検出されたイオン電流に基づいて、上記エンジンの燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、
あるサイクルにおいて上記点火制御手段により多重点火を開始してからそのサイクルにおいて上記イオン電流検出手段によりイオン電流が検出されるまでの点火回数及び点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態を判定する燃焼不安定状態判定手段とを備え、
上記点火制御手段は、あるサイクルにおいて上記多重点火を開始した後、そのサイクルにおいて上記イオン電流検出手段によりイオン電流が検出されたときには、そのサイクルにおいて上記多重点火を終了するように構成され、
上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数及び上記点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、空燃比状態、重質燃料状態、排気ガス還流状態、点火時期状態、及び燃焼系機器状態のうち少なくとも１つを判定し、該判定結果に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態を判定するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼状態検出装置。 Ignition control means for performing multiple ignition for performing ignition a plurality of times for the combustion chamber of the engine during one cycle when the engine is in a predetermined operating state;
Ion current detecting means for detecting ion current generated in the combustion chamber;
Combustion state determination means for determining the combustion state of the engine based on the ion current detected by the ion current detection means;
Combustion of the engine based on at least one of the number of ignitions and the ignition period from the start of multiple ignition by the ignition control means in a certain cycle until the detection of ion current by the ion current detection means in that cycle A combustion unstable state determination means for determining an unstable state ;
The ignition control means is configured to end the multiple ignition in the cycle when the ion current is detected by the ion current detection means in the cycle after starting the multiple ignition in a certain cycle,
The combustion unstable state determination means is at least one of an air-fuel ratio state, a heavy fuel state, an exhaust gas recirculation state, an ignition timing state, and a combustion system equipment state based on at least one of the number of ignitions and the ignition period. An engine combustion state detection device configured to determine one and determine an unstable combustion state of the engine based on the determination result .
上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数及び上記点火期間のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態として、該エンジンの燃焼速度状態を判定するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼状態検出装置。 The engine combustion state detection apparatus according to claim 1,
The combustion instability state determination means is configured to determine a combustion speed state of the engine as a combustion instability state of the engine based on at least one of the number of ignitions and the ignition period. An engine combustion state detection device.
上記燃焼不安定状態判定手段は、上記点火回数の変動率及び上記点火期間の変動率のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンの燃焼不安定状態として、該エンジンの燃焼変動状態を判定するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼状態検出装置。 The engine combustion state detection apparatus according to claim 1,
The combustion unstable state determination means determines the combustion fluctuation state of the engine as the engine combustion unstable state based on at least one of the fluctuation rate of the number of ignitions and the fluctuation rate of the ignition period. An engine combustion state detection device characterized by being configured.
上記点火回数の変動率及び上記点火期間の変動率のうち少なくとも一方に基づいて、上記エンジンをその燃焼変動を抑制するように制御する燃焼変動抑制手段をさらに備えたことを特徴とするエンジンの燃焼状態検出装置。 The combustion state detection apparatus for an engine according to claim 3 ,
Combustion of an engine characterized by further comprising combustion fluctuation suppressing means for controlling the engine so as to suppress the combustion fluctuation based on at least one of the fluctuation rate of the number of ignitions and the fluctuation rate of the ignition period. State detection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007127893A JP4830967B2 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Engine combustion state detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007127893A JP4830967B2 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Engine combustion state detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008280971A JP2008280971A (en) | 2008-11-20 |
| JP4830967B2 true JP4830967B2 (en) | 2011-12-07 |
Family
ID=40141992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007127893A Expired - Fee Related JP4830967B2 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Engine combustion state detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4830967B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4368510B2 (en) * | 1999-10-21 | 2009-11-18 | 株式会社デンソー | Spark ignition device |
| JP2006077762A (en) * | 2004-08-11 | 2006-03-23 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ion current detecting device for internal combustion engine |
-
2007
- 2007-05-14 JP JP2007127893A patent/JP4830967B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008280971A (en) | 2008-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2633208C1 (en) | Controller for internal combustion engine | |
| US9194313B2 (en) | Spark-ignition engine and method of controlling the spark-ignition engine | |
| JP4664395B2 (en) | Engine control device | |
| JP2006046084A (en) | Ignition timing controller for internal combustion engine | |
| KR101035439B1 (en) | Control apparatus and control method of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
| JPWO2013140548A1 (en) | Control device for an internal combustion engine with a supercharger | |
| JPWO2017033644A1 (en) | Internal combustion engine control device | |
| JP2007285194A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP2018044504A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP6001920B2 (en) | Engine combustion control device | |
| JP4830967B2 (en) | Engine combustion state detection device | |
| JP2020037888A (en) | Failure diagnosis device for cylinder internal pressure sensor | |
| JP2010265877A (en) | Fuel injection control device for direct injection type internal combustion engine | |
| JP2006016973A (en) | Control device of cylinder injection internal combustion engine | |
| JP2008115817A (en) | Ignition timing detector | |
| JP4793181B2 (en) | Engine crank angle detector | |
| JP2015014229A (en) | Abnormal combustion avoidance device for internal combustion engine | |
| JP4793172B2 (en) | Engine ignition control device | |
| JP2020037889A (en) | Failure diagnosis device for cylinder internal pressure sensor | |
| JP2018096355A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP2006144672A (en) | Controller and control method for internal combustion engine | |
| JP4715680B2 (en) | Engine air-fuel ratio detection device | |
| JP5565096B2 (en) | Output characteristic measuring method and output characteristic measuring apparatus for air-fuel ratio detecting means | |
| JP5028353B2 (en) | Engine control device | |
| JP2021124071A (en) | Control device of internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110428 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110608 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110823 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110905 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4830967 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |