JP5640970B2

JP5640970B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP5640970B2
Application number: JP2011286439A
Authority: JP
Inventors: 矢口　寛; 寛矢口; 村上　元一; 元一村上; 将之井元
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP2013133801A

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の制御を実行するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus suitable for executing control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.

従来、例えば特許文献１に開示されているように、筒内圧センサを備えた内燃機関が知られている。また、本公報には、エンジンの着火前に所定クランク角度における筒内圧力の変化の標準偏差を算出し、標準偏差が標準偏差閾値以上で、かつ、基準クランク角度と上死点とにおける筒内圧力の差圧を算出し、差圧をエンジンによって駆動される被駆動機側の負荷率で除した負荷率筒内差圧が負荷率筒内差圧閾値以上であるときにプレイグニッションが発生していると判定することが開示されている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, an internal combustion engine including an in-cylinder pressure sensor is known. This publication also calculates the standard deviation of the change in in-cylinder pressure at a predetermined crank angle before the ignition of the engine, and the standard deviation is equal to or greater than the standard deviation threshold and the in-cylinder at the reference crank angle and top dead center. Pre-ignition occurs when the in-cylinder differential pressure that is calculated by calculating the differential pressure and dividing the differential pressure by the load factor on the driven machine driven by the engine is equal to or greater than the in-cylinder differential pressure threshold. It is disclosed that it is determined.
The applicant has recognized the following documents including the above-mentioned documents as related to the present invention.

特開２００９−１３３２８４号公報JP 2009-133284 A 特開２０１０−１０６７４２号公報JP 2010-106742 A 特開２０１０−０７１１９７号公報JP 2010-071197 A 特開平８−２１８９３３号公報JP-A-8-218933

ところで、プレイグニッション等の異常燃焼時には、通常燃焼時に比べて筒内圧が異常に高くなり、ピストンの温度が上昇する。ピストン強度の保証の観点から、プレイグニッション発生時の最大筒内圧を精度高く計測できることが求められる。一般に筒内圧センサにより計測されるが、筒内圧センサにデポジットが付着すると、センサのゲインが上方又は下方に変化するため、計測値が実際の筒内圧に比べて高くなる場合や低くなる場合が生じる。 By the way, during abnormal combustion such as pre-ignition, the in-cylinder pressure becomes abnormally higher than during normal combustion, and the temperature of the piston rises. From the viewpoint of guaranteeing piston strength, it is required that the maximum in-cylinder pressure when pre-ignition occurs can be measured with high accuracy. Generally, it is measured by the in-cylinder pressure sensor. However, if deposit is attached to the in-cylinder pressure sensor, the gain of the sensor changes upward or downward, so the measured value may be higher or lower than the actual in-cylinder pressure. .

上記特許文献１の構成のように筒内圧センサの出力値を用いて計測した筒内圧を用いてプレイグ検知等を行う場合、筒内圧センサにデポジットが付着した場合、センサの出力精度や応答性が低下し、プレイグニッション発生時の最大筒内圧を精度高く計測できなくなるおそれがある。 As in the configuration of the above-mentioned Patent Document 1, in the case of performing pre-age detection using the in-cylinder pressure measured using the output value of the in-cylinder pressure sensor, when deposits are attached to the in-cylinder pressure sensor, the output accuracy and responsiveness of the sensor are The maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition may not be measured with high accuracy.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内圧センサの劣化前後において共通する関係を用いることで、筒内圧センサが劣化した場合であっても、プレイグニッション発生時の実際の最大筒内圧を精度高く算出することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By using a common relationship before and after the deterioration of the in-cylinder pressure sensor, even when the in-cylinder pressure sensor is deteriorated, the pre-ignition occurs. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of calculating the actual maximum in-cylinder pressure with high accuracy.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の筒内圧を計測する筒内圧センサと、
所定運転状態での通常燃焼時において劣化前の前記筒内圧センサにより計測された第１通常最大筒内圧と、劣化後の前記筒内圧センサにより計測された第２通常最大筒内圧とを記憶する記憶手段と、
前記所定運転状態においてプレイグニッションが発生した場合に、劣化後の前記筒内圧センサにより計測された第２プレイグ最大筒内圧と、前記第２通常最大筒内圧との圧力比を算出する圧力比算出手段と、
前記第１通常最大筒内圧と前記圧力比とに基づいて、プレイグニッション発生時の実際の最大筒内圧である第１プレイグ最大筒内圧を算出する第１プレイグ最大筒内圧算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An in-cylinder pressure sensor for measuring the in-cylinder pressure of the internal combustion engine;
A memory for storing a first normal maximum in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor before deterioration and a second normal maximum in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor after deterioration during normal combustion in a predetermined operation state. Means,
Pressure ratio calculation means for calculating a pressure ratio between the second pre-maximum in-cylinder pressure measured by the deteriorated in-cylinder pressure sensor and the second normal maximum in-cylinder pressure when pre-ignition occurs in the predetermined operation state. When,
First preg maximum in-cylinder pressure calculating means for calculating a first preg maximum in-cylinder pressure that is an actual maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition based on the first normal maximum in-cylinder pressure and the pressure ratio; It is characterized by.

また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１プレイグ最大筒内圧及び第２プレイグ最大筒内圧は、プレイグなまし最大筒内圧又はノック波形最大ピーク値であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first preg maximum in-cylinder pressure and the second preg maximum in-cylinder pressure are a pre-annealed maximum in-cylinder pressure or a knock waveform maximum peak value.

また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、プレイグニッションの連発許容回数は前記圧力比に応じて定められていることを特徴とする。 The third invention is characterized in that, in the first or second invention, the allowable number of consecutive preignitions is determined according to the pressure ratio.

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記圧力比は、通常燃焼時の最大筒内圧を単位量としたプレイグニッション発生時の最大筒内圧の大きさであり、
前記連発許容回数は、前記圧力比が大きくなるに従って少なく設定されていることを特徴とする。 Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
The pressure ratio is the magnitude of the maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition with the maximum in-cylinder pressure during normal combustion as a unit amount.
The allowable number of continuous firings is set to be smaller as the pressure ratio becomes larger.

また、第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記連発許容回数は、前記筒内圧センサの劣化前に比して、劣化後の方が少なく設定されていることを特徴とする。 Further, a fifth invention is characterized in that, in the third or fourth invention, the allowable number of continuous firings is set to be smaller after deterioration than before deterioration of the in-cylinder pressure sensor. .

第１又は第２の発明では、プレイグ最大筒内圧と通常最大筒内圧との圧力比が筒内圧センサの劣化前後において共通する点に着目する。そのため、筒内圧センサが劣化した場合であっても、プレイグニッション発生時の実際の最大筒内圧を精度高く算出することができる。 In the first or second invention, attention is paid to the fact that the pressure ratio between the maximum pre-cylinder pressure and the normal maximum cylinder pressure is common before and after the deterioration of the cylinder pressure sensor. Therefore, even when the in-cylinder pressure sensor is deteriorated, the actual maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition can be calculated with high accuracy.

第３の発明によれば、筒内圧センサの劣化前後において変化しない圧力比に応じて連発許容回数が設定されている。そのため、筒内圧センサの劣化後であっても適切に連発許容回数を設定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the permissible number of consecutive firings is set according to the pressure ratio that does not change before and after the deterioration of the in-cylinder pressure sensor. Therefore, even after the in-cylinder pressure sensor is deteriorated, it is possible to appropriately set the allowable number of consecutive firings.

第４の発明によれば、圧力比が大きくなるに従って連発許容回数が少なく設定されているため、ピストンの許容温度を超えない制御が可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, the allowable number of continuous firings is set to be smaller as the pressure ratio increases, so that control that does not exceed the allowable temperature of the piston is possible.

第５の発明によれば、筒内圧センサの劣化による性能悪化分の余裕度を確保することができる。 According to the fifth aspect, it is possible to secure a margin for performance deterioration due to deterioration of the in-cylinder pressure sensor.

本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 通常（正常）燃焼時とプレイグニッション発生時の筒内圧波形をそれぞれ表したＰθ線図である。FIG. 5 is a Pθ diagram representing in-cylinder pressure waveforms during normal (normal) combustion and pre-ignition occurrence, respectively. プレイグニッションが発生する運転領域を表した図である。It is a figure showing the driving | running | working area | region where pre-ignition generate | occur | produces. ピストン設計温度と内燃機関のトルクとの関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between piston design temperature and the torque of an internal combustion engine. プレイグ連発回数と最大筒内圧Ｐｍａｘとの関係でピストンの温度上昇の傾向を表した図である。It is a figure showing the tendency of the temperature rise of a piston by the relationship between the number of times of pre-fire firing and the maximum in-cylinder pressure Pmax. 本発明の実施の形態１においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which ECU performs in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which ECU performs in Embodiment 1 of this invention.

以下、図表を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、図表において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in a figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、過給によるダウンサイジングが図られた内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。筒内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。 Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10 that is downsized by supercharging. A piston 12 is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in the cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０よりも下流側の吸気通路１６には、過給機２２のコンプレッサ２２ａが配置されている。更に、コンプレッサ２２ａよりも下流側の吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。 An air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air sucked into the intake passage 16 is provided in the vicinity of the inlet of the intake passage 16. A compressor 22 a of the supercharger 22 is disposed in the intake passage 16 on the downstream side of the air flow meter 20. Further, an electronically controlled throttle valve 24 is provided in the intake passage 16 on the downstream side of the compressor 22a.

内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁２６、および、混合気に点火するための点火プラグ２８がそれぞれ設けられている。更に、排気通路１８には、過給機２２のタービン２２ｂが配置されている。タービン２２ｂよりも下流側の排気通路１８には、排気ガスを浄化するための触媒３０が配置されている。 Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 26 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 (inside the cylinder) and an ignition plug 28 for igniting the air-fuel mixture. Further, a turbine 22 b of the supercharger 22 is disposed in the exhaust passage 18. A catalyst 30 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 18 on the downstream side of the turbine 22b.

また、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)３２を備えている。ＥＣＵ３２の入力部には、上述したエアフローメータ２０に加え、筒内圧力Ｐを計測するための筒内圧センサ３４、および、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ３６等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ３２の出力部には、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６および点火プラグ２８等の内燃機関１０の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。 Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 32. In addition to the air flow meter 20 described above, the ECU 32 operates the internal combustion engine 10 such as the in-cylinder pressure sensor 34 for measuring the in-cylinder pressure P and the crank angle sensor 36 for detecting the engine speed. Various sensors for detecting the state are connected. Various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 24, the fuel injection valve 26, and the spark plug 28 are connected to the output portion of the ECU 32.

ＥＣＵ３２は、それらのセンサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って上記各種のアクチュエータを駆動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。例えば、クランク角センサ３６により検出されるエンジン回転数と、エアフローメータ２０により検出される吸入空気量とに基づいて燃料噴射量を算出し、クランク角に基づいて燃料噴射時期、点火時期等を決定した後、燃料噴射弁２６及び点火プラグ２８を駆動する。 The ECU 32 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by driving the various actuators according to a predetermined program based on the sensor outputs. For example, the fuel injection amount is calculated based on the engine speed detected by the crank angle sensor 36 and the intake air amount detected by the air flow meter 20, and the fuel injection timing, ignition timing, etc. are determined based on the crank angle. After that, the fuel injection valve 26 and the spark plug 28 are driven.

［プレイグニッションの発生を考慮したピストン強度の保証］
図２は、通常（正常）燃焼時とプレイグニッション発生時の筒内圧波形を表したＰθ線図である。図２は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内圧Ｐの変化を表した図である。図２に示すように、異常燃焼としてプレイグニッション（以下、単に「プレイグ」と略する）が発生した場合には、通常燃焼時よりも早いタイミングで筒内圧Ｐが急激に高くなる。その結果、プレイグ発生時には、１サイクル中の最大筒内圧が通常燃焼時よりも高い値を示すようになる。 [Guaranteed piston strength considering pre-ignition]
FIG. 2 is a Pθ diagram showing in-cylinder pressure waveforms during normal (normal) combustion and pre-ignition. FIG. 2 is a diagram showing a change in the in-cylinder pressure P from the compression stroke to the expansion stroke. As shown in FIG. 2, when pre-ignition (hereinafter simply referred to as “pre-ignition”) occurs as abnormal combustion, the in-cylinder pressure P increases rapidly at a timing earlier than that during normal combustion. As a result, when pre-ignition occurs, the maximum in-cylinder pressure during one cycle shows a higher value than during normal combustion.

波形４０、４２、４４は、それぞれ劣化前の筒内圧センサ３４により計測された波形である。波形４０は通常燃焼時の筒内圧波形、波形４２はプレイグ発生時のノック波形、波形４４は、プレイグ発生時のなまし筒内圧波形を表している。プレイグ発生時のなまし筒内圧波形は、高周波で大きく振動するノック波形を平滑化処理（なまし処理）した波形である。図２には、プレイグなまし最大筒内圧Ｐｍａｘと、ノック波形最大ピーク値Ｐｓ＿ｍａｘが表されている。 Waveforms 40, 42, and 44 are waveforms measured by the in-cylinder pressure sensor 34 before deterioration. A waveform 40 represents an in-cylinder pressure waveform at the time of normal combustion, a waveform 42 represents a knock waveform at the time of occurrence of pre-ignition, and a waveform 44 represents an annealed in-cylinder pressure waveform at the time of occurrence of pre-ignition. The smoothed in-cylinder pressure waveform at the time of occurrence of pre-ignition is a waveform obtained by smoothing (smoothing) a knock waveform that vibrates greatly at a high frequency. FIG. 2 shows a pre-annealing maximum in-cylinder pressure Pmax and a knock waveform maximum peak value Ps_max.

ところで、筒内圧センサ３４には経時変化等によりデポジットが付着する。デポジットが付着すると筒内圧センサ３４による計測値（電圧）が上方又は下方に変化する。図２の波形５０、５２、５４は、それぞれデポジット付着による劣化後の筒内圧センサ３４により計測された波形である。波形５０は通常燃焼時の筒内圧波形、波形５２はプレイグ発生時のノック波形、波形５４はプレイグ発生時のなまし筒内圧波形を表している。波形４０〜４４と、波形５０〜５４とを比較して分かるように、図２に示す例では、デポジット付着後の計測値は、デポジット付着前に比して低下している。 By the way, deposits adhere to the in-cylinder pressure sensor 34 due to changes over time. When the deposit adheres, the measured value (voltage) by the in-cylinder pressure sensor 34 changes upward or downward. Waveforms 50, 52, and 54 in FIG. 2 are waveforms measured by the in-cylinder pressure sensor 34 after deterioration due to deposit adhesion. A waveform 50 represents an in-cylinder pressure waveform at the time of normal combustion, a waveform 52 represents a knock waveform at the time of occurrence of pre-ignition, and a waveform 54 represents an annealed in-cylinder pressure waveform at the time of occurrence of pre-ignition. As can be seen by comparing the waveforms 40 to 44 and the waveforms 50 to 54, in the example shown in FIG. 2, the measured value after deposit deposition is lower than that before deposit deposition.

図３は、プレイグニッションが発生する運転領域を表した図である。また、図４は、ピストン設計温度と内燃機関１０のトルクとの関係を表した図である。尚、図４中におけるＡ〜Ｃのトルク値は、図３中のエンジン回転数ＮＥ_１におけるトルク値と対応したものである。 FIG. 3 is a diagram illustrating an operation region where pre-ignition occurs. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the piston design temperature and the torque of the internal combustion engine 10. Note that the torque values A to C in FIG. 4 correspond to the torque values at the engine speed NE_1 in FIG.

図３に示すように、過給によるダウンサイジングが図られた内燃機関１０の低回転高負荷（トルク）領域は、プレイグが発生し易い運転領域（プレイグ発生域）となる。ピストン１２の温度は、負荷（トルク）が高くなるほど高くなる。このため、図４に示すように、ピストン設計温度（より具体的には、ピストン１２の代表部位（例えば、頂部）の設計温度）は、トルクが高くなるほど、高くなるように設定（想定）されている。また、図４に示すように、所定のピストン強度を保証するためのピストン許容温度Ｔｍａｘは、プレイグの発生をも考慮して、ピストン設計温度に対して余裕をもった値として設定されている。 As shown in FIG. 3, the low rotation high load (torque) region of the internal combustion engine 10 in which downsizing by supercharging is performed is an operation region (preg generation region) in which the preagle is likely to occur. The temperature of the piston 12 increases as the load (torque) increases. For this reason, as shown in FIG. 4, the piston design temperature (more specifically, the design temperature of the representative portion (for example, the top) of the piston 12) is set (assumed) to increase as the torque increases. ing. Further, as shown in FIG. 4, the allowable piston temperature Tmax for guaranteeing a predetermined piston strength is set as a value having a margin with respect to the piston design temperature in consideration of the occurrence of pre-ignition.

図５は、プレイグ連発回数と最大筒内圧Ｐｍａｘとの関係でピストン１２の温度上昇の傾向を表した図である。プレイグが発生すると、ピストン１２の温度が上昇する。発生したプレイグが単発であったなら、ピストン１２の温度は上昇しても直ぐに元の値に戻る。しかしながら、プレイグが連続的に発生する場合には、ピストン１２の温度が上昇していくことになる。より具体的には、図５に示すように、プレイグ連発回数が増えるにつれ、ピストン１２の温度が上昇していく。また、プレイグ発生時の最大筒内圧が高いほど、ピストン１２の温度上昇率ΔＴが高くなる。尚、ここでいう連続的なプレイグとは、同一気筒において、複数のサイクルに渡って継続的に発生するプレイグのことである。 FIG. 5 is a diagram showing a tendency of the temperature increase of the piston 12 in relation to the number of pre-ignition times and the maximum in-cylinder pressure Pmax. When pre-ignition occurs, the temperature of the piston 12 rises. If the generated plague is a single shot, even if the temperature of the piston 12 rises, it immediately returns to its original value. However, when pre-ignition occurs continuously, the temperature of the piston 12 rises. More specifically, as shown in FIG. 5, the temperature of the piston 12 rises as the number of pre-ignitions increases. Moreover, the temperature increase rate ΔT of the piston 12 increases as the maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of the pre-ignition increases. The continuous plague here refers to a plague that continuously occurs over a plurality of cycles in the same cylinder.

プレイグ発生域（図３）は高負荷領域である。このため、プレイグ発生域において継続的に運転された場合には、ピストン１２の温度は元々高くなり易い。そのような場合においてプレイグが連発すると、ピストン１２の温度が所定のピストン許容温度Ｔｍａｘ（図４）を超えて上昇し、ピストン強度の保証が難しくなるおそれがある。 The plague generation area (FIG. 3) is a high load area. For this reason, when continuously operated in the pre-gage generation region, the temperature of the piston 12 tends to be high originally. In such a case, if the pre-ignition is repeated, the temperature of the piston 12 rises beyond a predetermined piston allowable temperature Tmax (FIG. 4), and it may be difficult to guarantee the piston strength.

［実施の形態１の特徴的処理］
表１は、所定運転状態における実際の筒内圧と、デポジット付着前後の筒内圧センサ３４による計測値との関係を示す表である。表１における数値は本発明の説明の都合上、一例を示したものであり、これに限られるものではない。また、以下、デポジット付着後の計測値がデポジット付着前に比して低くなる例について説明するが、これに限られるものではなく、上述したように計測値が高くなる場合であっても同様である。 [Characteristic Processing of First Embodiment]
Table 1 is a table showing the relationship between the actual in-cylinder pressure in a predetermined operation state and the measured values by the in-cylinder pressure sensor 34 before and after deposit adhesion. The numerical values in Table 1 show an example for convenience of explanation of the present invention, and the present invention is not limited to this. Hereinafter, an example in which the measured value after deposit is lower than that before deposit will be described. However, the present invention is not limited to this example, and the same applies even when the measured value is increased as described above. is there.

表１の例では、ａに示すように、通常燃焼時の実際の最大筒内圧が８ＭＰａである場合、筒内圧センサ３４による計測値は、デポジット付着前は８ＭＰａであるが、デポジット付着後は６ＭＰａに低下している。同様にｂ、ｃに示すプレイグなまし最大筒内圧、ノック波形最大ピーク値についても、デポジット付着後は計測値が低下している。なお、プレイグによる最大筒内圧は、同一運転状態においても予期できない着火時期の違い等により変化する。表１はデポジット付着前後で同様のプレイグが発生した場合の一例である。 In the example of Table 1, as shown in a, when the actual maximum in-cylinder pressure during normal combustion is 8 MPa, the measured value by the in-cylinder pressure sensor 34 is 8 MPa before deposit deposition, but 6 MPa after deposit deposition. It has dropped to. Similarly, with respect to the pre-annealing maximum in-cylinder pressure and the knock waveform maximum peak value shown in b and c, the measured values are reduced after deposit deposition. Note that the maximum in-cylinder pressure due to the Plague changes due to an unexpected ignition timing difference even in the same operating state. Table 1 shows an example of the case where the same paging occurs before and after deposit adhesion.

ところが、プレイグなまし最大筒内圧と通常最大筒内圧との圧力比（ｂ／ａ）の値は、デポジット付着の前後を問わず一定であるという関係を有する。また、ノック波形最大ピーク値と通常最大筒内圧との圧力比（ｃ／ａ）の値も、デポジット付着の前後を問わず一定であるという関係を有する。そこで、本発明では、この関係に着目し、実際の筒内圧と計測値の誤差を補正することとした。 However, the value of the pressure ratio (b / a) between the maximum pre-cylinder in-cylinder pressure and the normal maximum in-cylinder pressure has a relationship that it is constant before and after deposit adhesion. Further, the value of the pressure ratio (c / a) between the maximum peak value of the knock waveform and the normal maximum in-cylinder pressure has a relationship that it is constant regardless of before and after deposit adhesion. Therefore, in the present invention, focusing on this relationship, the error between the actual in-cylinder pressure and the measured value is corrected.

＜フローチャート＞
図６及び図７は、上述の動作を実現するために、ＥＣＵ３２が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、まず、ステップＳ１００において、筒内圧センサ３４のデポジット付着前において、プレイグ発生域内の運転状態毎に通常燃焼時の最大筒内圧（第１通常最大筒内圧）が計測され記憶される。運転状態は、例えばエンジン回転数と負荷率で定まる。なお、これらのセンサ劣化前に計測される第１通常最大筒内圧は、新車時に予めＥＣＵ３２に記憶されていても良い。 <Flowchart>
6 and 7 are flowcharts of a control routine executed by the ECU 32 in order to realize the above-described operation. In the routine shown in FIG. 6, first, in step S100, before the deposit of the in-cylinder pressure sensor 34, the maximum in-cylinder pressure during normal combustion (first normal maximum in-cylinder pressure) is measured and stored for each operating state in the pre-ignition generation region. Is done. The operating state is determined by, for example, the engine speed and the load factor. Note that the first normal maximum in-cylinder pressure measured before sensor deterioration may be stored in the ECU 32 in advance when a new vehicle is used.

ステップＳ１１０において、筒内圧センサ３４のデポジット付着後における通常燃焼時の最大筒内圧（第２通常最大筒内圧）が運転状態毎に計測され記憶される。デポジット付着後であることは、所定期間の経過や計測値の変動履歴に基づいて判断可能である。また、第２通常最大筒内圧は、経時変化を考慮して所定期間経過毎に更新される。 In step S110, the maximum in-cylinder pressure (second normal maximum in-cylinder pressure) during normal combustion after depositing the in-cylinder pressure sensor 34 is measured and stored for each operating state. Whether the deposit is attached can be determined based on the passage of a predetermined period and the variation history of the measured value. Further, the second normal maximum in-cylinder pressure is updated every elapse of a predetermined period in consideration of a change with time.

図６に示すルーチンの実行後、図７に示すルーチンが所定サイクル毎に実行される。
まず、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ３２は、プレイグの発生を検知する。例えば、点火時期のクランク角よりも進角した位置で筒内圧が急上昇している場合に、プレイグの発生を検知することができる。その他、筒内圧をＰ、筒内容積をＶ、筒内ガスの比熱比をκとしたときの発熱量相関値ＰＶ^κが所定の閾値を超えた場合に、プレイグの発生を検知するものであっても良い。 After execution of the routine shown in FIG. 6, the routine shown in FIG. 7 is executed every predetermined cycle.
First, in step S120, the ECU 32 detects the occurrence of pre-ignition. For example, the occurrence of pre-ignition can be detected when the in-cylinder pressure rapidly rises at a position advanced from the crank angle of the ignition timing. In addition, when the in-cylinder pressure is P, the in-cylinder volume is V, and the specific heat ratio of the in-cylinder gas is κ, the occurrence of plague is detected when the calorific value correlation value PV ^κ exceeds a predetermined threshold. May be.

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ３２は、デポジット付着後の筒内圧センサ３４によりプレイグ最大筒内圧（第２プレイグ最大筒内圧）を計測する。プレイグ最大筒内圧としてプレイグなまし最大筒内圧又はノック波形最大ピーク値を用いる。上述したように筒内圧センサ３４にデポジットが付着すると、実際の筒内圧より計測値が低くなる場合や、高くなる場合が生じる。例えば、表１のｂに示すように、プレイグなまし最大筒内圧の実際値１６ＭＰａに対して、計測値１２ＭＰａが計測される。 In step S <b> 130, the ECU 32 measures the Pleig maximum in-cylinder pressure (second Pleig maximum in-cylinder pressure) by the in-cylinder pressure sensor 34 after depositing. As the Pleig maximum in-cylinder pressure, the Pleig annealing maximum in-cylinder pressure or the knock waveform maximum peak value is used. As described above, when deposits adhere to the in-cylinder pressure sensor 34, the measured value may be lower or higher than the actual in-cylinder pressure. For example, as shown in b of Table 1, the measured value 12 MPa is measured with respect to the actual value 16 MPa of the pre-annealing maximum in-cylinder pressure.

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ３２は、プレイグの発生が検知された運転状態と同一の運転状態に応じた第２通常最大筒内圧を読み込む。そして、ＥＣＵ３２は、第２通常最大筒内圧と第２プレイグ最大筒内圧との圧力比を算出する。プレイグなまし最大筒内圧を用いる場合には、圧力比（プレイグなまし最大筒内圧／通常最大筒内圧）を算出する。ノック波形最大ピーク値を用いる場合には、圧力比（ノック波形最大ピーク値／通常最大筒内圧）を算出する。 In step S140, the ECU 32 reads the second normal maximum in-cylinder pressure corresponding to the same operation state as the operation state in which the occurrence of pre-ignition is detected. Then, the ECU 32 calculates a pressure ratio between the second normal maximum in-cylinder pressure and the second preg maximum in-cylinder pressure. In the case of using the pre-annealing maximum in-cylinder pressure, the pressure ratio (pre-annealing maximum in-cylinder pressure / normal maximum in-cylinder pressure) is calculated. When the knock waveform maximum peak value is used, the pressure ratio (knock waveform maximum peak value / normal maximum in-cylinder pressure) is calculated.

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ３２は、上述のプレイグの発生が検知された運転状態と同一の運転状態に応じた第１通常最大筒内圧を読み込む。そして、ＥＣＵ３２は、第１通常最大筒内圧にステップＳ１４０で算出した圧力比を乗じる。この計算結果が、実際のプレイグなまし最大筒内圧又はノック波形最大ピーク値（第１プレイグ最大筒内圧）とされる。このように、本ルーチンによれば、実際の筒内圧と計測値との誤差を補正することができ、筒内圧センサが劣化した場合であっても、プレイグニッション発生時の実際の最大筒内圧を精度高く算出することができる。 In step S150, the ECU 32 reads the first normal maximum in-cylinder pressure corresponding to the same operating state as the operating state in which the occurrence of the above-described pre-ignition is detected. Then, the ECU 32 multiplies the first normal maximum in-cylinder pressure by the pressure ratio calculated in step S140. This calculation result is set as the actual pre-annealing maximum in-cylinder pressure or the knock waveform maximum peak value (first pre-ignition maximum in-cylinder pressure). As described above, according to this routine, the error between the actual in-cylinder pressure and the measured value can be corrected, and even if the in-cylinder pressure sensor is deteriorated, the actual maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition is obtained. It is possible to calculate with high accuracy.

尚、上述した実施の形態１においては、筒内圧センサ３４が前記第１の発明における「筒内圧センサ」に、ＥＣＵ３２が前記第１の発明における「記憶手段」に、それぞれ相当している。
また、ここでは、ＥＣＵ３２が、上記ステップＳ１４０の処理を実行することにより前記第１の発明における「圧力比算出手段」が、上記ステップＳ１５０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１プレイグ最大筒内圧算出手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the in-cylinder pressure sensor 34 corresponds to the “in-cylinder pressure sensor” in the first invention, and the ECU 32 corresponds to the “storage means” in the first invention.
Further, here, the ECU 32 executes the process of step S140, so that the “pressure ratio calculating means” in the first invention executes the process of step S150. The “1 plague maximum in-cylinder pressure calculating means” is realized.

実施の形態２．
次に、表２を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を有する。 Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to Table 2. The system of this embodiment has the hardware configuration shown in FIG.

図５について述べたように、プレイグ連発回数が増えるにつれ、ピストン１２の温度が上昇していく。また、プレイグ発生時の最大筒内圧が高いほど、ピストン１２の温度上昇率ΔＴが高くなる。ピストン１２の設計温度を超えないためには、プレイグ発生時の最大筒内圧が高いほど、プレイグ連発許容回数を低く設定する必要がある。ところが、上述したように筒内圧センサ３４にデポジットが付着すると計測値は実際の筒内圧から上方又は下方に変化した値になるため、この計測値をそのまま用いたのでは、プレイグ連発許容回数が実際の筒内圧に応じた値よりも小さく又は大きく設定されてしまい、大きく設定された場合には、ピストンの許容温度を超えてしまう可能性がある。 As described with reference to FIG. 5, the temperature of the piston 12 increases as the number of pre-ignitions increases. Moreover, the temperature increase rate ΔT of the piston 12 increases as the maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of the pre-ignition increases. In order not to exceed the design temperature of the piston 12, it is necessary to set the allowable number of pre-ignition firings lower as the maximum in-cylinder pressure at the time of the occurrence of pre-ignition increases. However, as described above, when deposits are attached to the in-cylinder pressure sensor 34, the measured value becomes a value that changes upward or downward from the actual in-cylinder pressure. If it is set to be smaller or larger than the value corresponding to the in-cylinder pressure, and if it is set larger, the allowable temperature of the piston may be exceeded.

［実施の形態２の特徴的処理］
そこで、本実施の形態では、上述した実施の形態１により、筒内圧センサ３４にデポジットが付着した後であっても実際の最大筒内圧を精度高く算出し、この実際の最大筒内圧に応じたプレイグ連発許容回数を設定できるようにした。特に、本発明では、実施の形態１で述べた、筒内圧センサ３４の劣化前後で変化しない圧力比（プレイグ最大筒内圧／通常最大筒内圧）に着目する。この圧力比に応じてプレイグ連発許容回数を設定することで、センサ劣化前後によらずにプレイグ連発許容回数を適切に設定することが可能となる。 [Characteristic Processing of Embodiment 2]
Therefore, in the present embodiment, the actual maximum in-cylinder pressure is calculated with high accuracy even after deposit is attached to the in-cylinder pressure sensor 34 according to the above-described first embodiment, and the actual maximum in-cylinder pressure is determined. Added the ability to set the number of times that the Plague can be fired. In particular, in the present invention, attention is paid to the pressure ratio (preg maximum in-cylinder pressure / normal maximum in-cylinder pressure) described in the first embodiment which does not change before and after the deterioration of the in-cylinder pressure sensor 34. By setting the allowable number of pre-fired firings according to this pressure ratio, it is possible to appropriately set the permitted number of pre-fired firings regardless of sensor deterioration.

表２は、筒内圧センサ３４のデポジット付着前後におけるプレイグ連発許容回数の修正手法について説明するための表である。表２における数値は本発明の説明の都合上、一例を示したものであり、これに限られるものではない。また、以下、デポジット付着後の計測値がデポジット付着前に比して低くなる例について説明するが、これに限られるものではなく、上述したように計測値が高くなる場合であっても同様である。 Table 2 is a table for explaining a technique for correcting the allowable number of pre-fires before and after deposit adhesion of the in-cylinder pressure sensor 34. The numerical values in Table 2 show an example for convenience of description of the present invention, and the present invention is not limited to this. Hereinafter, an example in which the measured value after deposit is lower than that before deposit will be described. However, the present invention is not limited to this example, and the same applies even when the measured value is increased as described above. is there.

表２に示すように、プレイグは、同一運転状態においても、着火時期等により最大筒内圧が変化する。図２には、実際の最大筒内圧が１０、１２、１４、１６ＭＰａである場合の一例が示されている。例えば、デポジット付着前にプレイグなまし最大筒内圧１２ＭＰａが計測された場合の連発許容回数は７回であるが、デポジット付着後に１２ＭＰａが計測された場合の連発許容回数は５回であり、単に計測値を用いたのでは、適切な連発許容回数が設定できない。そこで、本発明では、上記圧力比に着目して、実施の形態１の手法により精度高く実際の最大筒内圧（デポジット付着前に計測されたプレイグなまし最大筒内圧）を算出する。これにより、センサ劣化後であっても実際の最大筒内圧に応じた連発許容回数を適切に設定することが可能となる。 As shown in Table 2, the maximum in-cylinder pressure varies depending on the ignition timing and the like even in the same operating state. FIG. 2 shows an example where the actual maximum in-cylinder pressure is 10, 12, 14, 16 MPa. For example, the maximum allowable in-cylinder pressure of 12 MPa is measured 7 times before deposit adhesion, but the allowable continuous number of times when 12 MPa is measured after deposit is 5 times. If the value is used, it is not possible to set an appropriate number of continuous permissible times. Therefore, in the present invention, paying attention to the above pressure ratio, the actual maximum in-cylinder pressure (pre-annealing maximum in-cylinder pressure measured before deposit adhesion) is calculated with high accuracy by the method of the first embodiment. Thereby, even after the sensor is deteriorated, it is possible to appropriately set the permissible number of consecutive firings according to the actual maximum in-cylinder pressure.

また、本発明では、筒内圧センサ３４の劣化前後でプレイグなまし最大筒内圧と通常最大筒内圧と圧力比が変化しない関係に着目し、この圧力比に応じて連発許容回数を設定することで、センサの劣化前後によらず好適なプレイグ連発許容回数を設定することが可能となる。 Further, in the present invention, attention is paid to the relationship in which the pre-annealing maximum in-cylinder pressure, the normal maximum in-cylinder pressure, and the pressure ratio do not change before and after the deterioration of the in-cylinder pressure sensor 34, and by setting the allowable number of consecutive firings according to this pressure ratio. Therefore, it is possible to set a suitable allowable number of pre-ignition continuous firings regardless of the deterioration of the sensor.

ところで、上述した実施の形態２のシステムにおいては、圧力比を、プレイグなまし最大筒内圧と通常最大筒内圧との比としているが、ノック波形最大ピーク値と通常最大筒内圧との比としても良い。なお、この点は実施の形態３でも同様である。 By the way, in the system of the second embodiment described above, the pressure ratio is the ratio between the pre-annealed maximum in-cylinder pressure and the normal maximum in-cylinder pressure, but the ratio between the knock waveform maximum peak value and the normal maximum in-cylinder pressure is also used. good. This point is the same as in the third embodiment.

実施の形態３．
次に、表３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を有する。 Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to Table 3. The system of this embodiment has the hardware configuration shown in FIG.

上述した実施の形態２では、実際の最大筒内圧を算出することで、筒内圧センサ３４の劣化後であっても、劣化前と同じ連発許容回数を設定することができる。しかしながら、筒内圧センサ３４が劣化すれば応答性等が悪化する場合もあるため、デポジット付着によりセンサ性能悪化分の余裕を確保することが望ましい。そこで、本実施形態のシステムでは、デポジット付着後はデポジット付着前に比してプレイグ連発許容回数を少なく設定することとした。 In the second embodiment described above, by calculating the actual maximum in-cylinder pressure, even after the in-cylinder pressure sensor 34 is deteriorated, it is possible to set the same allowable number of continuous firings as before the deterioration. However, if the in-cylinder pressure sensor 34 deteriorates, the responsiveness may deteriorate, so it is desirable to secure a margin for sensor performance deterioration by deposit adhesion. Therefore, in the system according to the present embodiment, the number of allowed pre-fires is set to be smaller after depositing than before depositing.

表３は、筒内圧センサ３４のデポジット付着前後におけるプレイグ連発許容回数の修正手法について説明するための表である。表３における数値は本発明の説明の都合上、一例を示したものであり、これに限られるものではない。また、以下、デポジット付着後の計測値がデポジット付着前に比して低くなる例について説明するが、これに限られるものではなく、計測値が高くなる場合であっても同様である。 Table 3 is a table for explaining a technique for correcting the allowable number of pre-fired firings before and after deposit adhesion of the in-cylinder pressure sensor 34. The numerical values in Table 3 show an example for convenience of explanation of the present invention, and the present invention is not limited to this. In the following, an example in which the measured value after deposit deposition is lower than that before deposit deposition will be described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies even when the measured value is increased.

表３の各要素は、デポジット付着後の連発許容回数が異なる点を除き表２と同様である。本実施形態のシステムでは、実施の形態１及び２の処理に加え、表３に示すように実際の最大筒内圧が同一であっても、デポジット付着後の連発許容回数がデポジット付着前よりも少なく設定されている。 Each element of Table 3 is the same as that of Table 2 except that the allowable number of continuous firing after deposit deposition is different. In the system of the present embodiment, in addition to the processing of the first and second embodiments, even if the actual maximum in-cylinder pressure is the same as shown in Table 3, the allowable number of continuous firing after deposit attachment is smaller than before deposit attachment. Is set.

１０内燃機関
１２ピストン
１６吸気通路
２０エアフローメータ
２２、２２ａ、２２ｂ過給機、コンプレッサ、タービン
２４スロットルバルブ
２６燃料噴射弁
２８点火プラグ
３２ＥＣＵ
３４筒内圧センサ
３６クランク角センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 16 Intake passage 20 Air flow meter 22, 22a, 22b Supercharger, compressor, turbine 24 Throttle valve 26 Fuel injection valve 28 Spark plug 32 ECU
34 In-cylinder pressure sensor 36 Crank angle sensor

Claims

内燃機関の筒内圧を計測する筒内圧センサと、
所定運転状態での通常燃焼時において劣化前の前記筒内圧センサにより計測された第１通常最大筒内圧と、劣化後の前記筒内圧センサにより計測された第２通常最大筒内圧とを記憶する記憶手段と、
前記所定運転状態においてプレイグニッションが発生した場合に、劣化後の前記筒内圧センサにより計測された第２プレイグ最大筒内圧と、前記第２通常最大筒内圧との圧力比を算出する圧力比算出手段と、
前記第１通常最大筒内圧と前記圧力比とに基づいて、プレイグニッション発生時の実際の最大筒内圧である第１プレイグ最大筒内圧を算出する第１プレイグ最大筒内圧算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An in-cylinder pressure sensor for measuring the in-cylinder pressure of the internal combustion engine;
A memory for storing a first normal maximum in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor before deterioration and a second normal maximum in-cylinder pressure measured by the in-cylinder pressure sensor after deterioration during normal combustion in a predetermined operation state. Means,
Pressure ratio calculation means for calculating a pressure ratio between the second pre-maximum in-cylinder pressure measured by the deteriorated in-cylinder pressure sensor and the second normal maximum in-cylinder pressure when pre-ignition occurs in the predetermined operation state. When,
Based on the first normal maximum in-cylinder pressure and the pressure ratio, a first preg maximum in-cylinder pressure calculating means for calculating a first preg maximum in-cylinder pressure that is an actual maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition;
A control device for an internal combustion engine, comprising:

前記第１プレイグ最大筒内圧及び第２プレイグ最大筒内圧は、プレイグなまし最大筒内圧又はノック波形最大ピーク値であること、を特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the first Preg maximum in-cylinder pressure and the second Preg maximum in-cylinder pressure are a pre-annealed maximum in-cylinder pressure or a knock waveform maximum peak value.

プレイグニッションの連発許容回数は前記圧力比に応じて定められていること、を特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the allowable number of pre-ignitions is determined according to the pressure ratio.

前記圧力比は、通常燃焼時の最大筒内圧を単位量としたプレイグニッション発生時の最大筒内圧の大きさであり、
前記連発許容回数は、前記圧力比が大きくなるに従って少なく設定されていること、
を特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。 The pressure ratio is the magnitude of the maximum in-cylinder pressure at the time of occurrence of pre-ignition with the maximum in-cylinder pressure during normal combustion as a unit amount.
The allowable number of continuous firings is set to decrease as the pressure ratio increases,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3.

前記連発許容回数は、前記筒内圧センサの劣化前に比して、劣化後の方が少なく設定されていること、を特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関の制御装置。 5. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the permissible number of repeated firings is set to be smaller after the deterioration than before the in-cylinder pressure sensor is deteriorated.