JP6496613B2 - Spark plug insulator tip temperature estimation system - Google Patents

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Description

本発明は、点火プラグの碍子先端温度推定システムに関し、特にエンジン運転状態に則した碍子先端温度を推定する点火プラグの碍子先端温度推定システムに関する。   The present invention relates to an insulator tip temperature estimation system for an ignition plug, and more particularly to an insulator tip temperature estimation system for an ignition plug that estimates an insulator tip temperature in accordance with an engine operating state.

従来、エンジンにおいて、高負荷領域で点火プラグの碍子先端温度が高温、例えば１０００℃以上になると、碍子先端が熱源となって火花が飛ばなくても点火するプレイグニション（早期着火）が発生することが知られている。このプレイグニションの発生により出力低下を起し、更に点火プラグの電極の溶損、碍子の破損を招くことが懸念される。この対策としてプレイグニション発生頻度が高い運転領域では、燃料噴射量の増加や、燃料噴射時期及び点火時期をリタードしてプレイグニッションが発生しないようにしている。   Conventionally, in an engine, when the insulator tip temperature of the spark plug is high, for example, 1000 ° C. or higher in a high load region, preignition (early ignition) is generated that ignites even if a spark does not fly because the insulator tip becomes a heat source. It has been known. Due to the occurrence of preignition, the output is lowered, and there is a concern that the electrode of the spark plug may be melted and the insulator may be damaged. As a countermeasure, in an operation region where the pre-ignition occurrence frequency is high, an increase in the fuel injection amount or a retarded fuel injection timing and ignition timing is prevented so that pre-ignition does not occur.

一方、近年、燃費やエミッションを改善する観点から、エンジンの高圧縮化や、制御空燃比を理論空燃比に移行するストイキ化が必要になり、エンジンの高圧縮化やストイキ化に伴ってプレイグニションの発生頻度が高くなる傾向がある。   On the other hand, in recent years, from the viewpoint of improving fuel economy and emissions, it has become necessary to increase the compression of the engine and to make the stoichiometric transition from the controlled air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. The frequency of occurrence tends to increase.

この対策として、例えば、特許文献１に開示される技術では、吸気温度と、吸気管圧力と、エンジン回転数等をパラメータとし、予め実験などで設定された推定プラグ温度マップを参照して点火プラグの温度を推定し、この推定されたプラグ温度とプレイグニッション限界温度マップによるプレイグニッション限界温度との温度差に基づき点火時期を遅角することで燃焼温度を低下させてプレイグニッションの発生を回避する。   As a countermeasure, for example, in the technique disclosed in Patent Document 1, the ignition plug, the intake pipe pressure, the engine speed and the like are used as parameters, and an ignition plug is referred to by referring to an estimated plug temperature map set in advance through experiments or the like. The combustion temperature is reduced by avoiding the occurrence of pre-ignition by retarding the ignition timing based on the temperature difference between the estimated plug temperature and the pre-ignition limit temperature based on the pre-ignition limit temperature map. .

特許文献２に開示される技術では、高負荷で高回転の運転状態から高負荷で低回転に急激に変化した際に、燃料噴射量を増量することで、プレイグニッションの発生を防止する。   In the technique disclosed in Patent Document 2, when a sudden change is made from a high load and high rotation operation state to a high load and low rotation, the fuel injection amount is increased to prevent the occurrence of pre-ignition.

特許文献３に開示される技術では、排気弁が開となる気筒の排気行程時に燃料を噴射する燃料噴射弁制御部を備え、吸気温度とエンジン回転数及びエンジン水温等による補正係数によって圧縮時の筒内温度を推定する筒内温度推定部と、筒内温度推定部が推定した圧縮時の筒内温度がプレイグニッションが発生すると予測される温度より高いと判定した際に、吸気行程時に燃料噴射弁から燃料を噴射させることで気筒内の温度を低下させてプレイグニッションの発生を防止する。   The technique disclosed in Patent Document 3 includes a fuel injection valve control unit that injects fuel during an exhaust stroke of a cylinder in which an exhaust valve is opened, and is compressed by a correction coefficient based on an intake air temperature, an engine speed, an engine water temperature, and the like. In-cylinder temperature estimator that estimates the in-cylinder temperature, and fuel injection during the intake stroke when it is determined that the in-cylinder temperature during compression estimated by the in-cylinder temperature estimator is higher than the temperature at which pre-ignition is expected to occur. By injecting fuel from the valve, the temperature in the cylinder is lowered to prevent the occurrence of pre-ignition.

特許文献４に開示される技術では、中心電極の温度に応じた電気信号を発する温度センサが内蔵された点火プラグを備え、点火時期を進角させた後、点火プラグの中心電極の温度が所定温度を超えた時に点火時期を遅角させて所定温度と碍子温度を比較する。そして遅角後の中心電極温度が所定温度より低いときにはプレイグニッションが発生しておらず、遅角後の碍子温度が所定温度以上であるとこにはプレイグニッションが発生したとみなす。   The technique disclosed in Patent Document 4 includes a spark plug with a built-in temperature sensor that emits an electrical signal corresponding to the temperature of the center electrode, and after the ignition timing is advanced, the temperature of the center electrode of the spark plug is predetermined. When the temperature is exceeded, the ignition timing is retarded and the predetermined temperature is compared with the insulator temperature. When the delayed center electrode temperature is lower than the predetermined temperature, no pre-ignition occurs, and it is considered that pre-ignition has occurred when the insulator temperature after the retard is equal to or higher than the predetermined temperature.

特開平４−１９１４６４号公報JP-A-4-191464 特開平９−１９１４６４号公報JP-A-9-191464 特開２０１３−２４１９２４号公報JP 2013-241924 A 特開平１１−３６９６５号公報JP 11-36965 A

上記特許文献１においては、吸気温度、吸気管圧力、エンジン回転数等をパラメータとして推定プラグ温度マップを参照してプラグ温度を推定し、プレイグニッション限界温度マップのプレイグニッション限界温度との温度差に基づき点火時期を遅角することでプレイグニッションの発生を防止している。しかし、プラグ温度推定のパラメータとなる吸気温度、吸気管圧力及びエンジン回転数はエンジンの運転状態、例えば負荷や回転等により刻々変化することから点火プラグの温度がエンジン運転状態に応じて種々変化し、点火プラグ碍子先端温度の推定精度が低下することが懸念される。   In Patent Document 1, the plug temperature is estimated with reference to the estimated plug temperature map using the intake air temperature, intake pipe pressure, engine speed, etc. as parameters, and the temperature difference between the pre-ignition limit temperature map and the pre-ignition limit temperature is calculated. Based on this, the ignition timing is retarded to prevent the occurrence of pre-ignition. However, since the intake air temperature, intake pipe pressure, and engine speed, which are parameters for estimating the plug temperature, change every moment depending on the engine operating state, for example, load and rotation, the spark plug temperature varies depending on the engine operating state. There is a concern that the estimation accuracy of the spark plug insulator tip temperature is lowered.

特許文献２では、高回転の運転状態から低回転に急激に変化した際に、燃料噴射量を増量することでプレイグニッションの発生を防止している。   In Patent Document 2, the occurrence of pre-ignition is prevented by increasing the fuel injection amount when there is a sudden change from a high rotation operation state to a low rotation.

特許文献３に開示される技術では、排気弁が開となる気筒の排気行程時に燃料を噴射する燃料噴射弁制御部を備え、吸気温度とエンジン回転数及びエンジン水温等による補正係数によって圧縮時の筒内温度を推定し、圧縮時の筒内温度がプレイグニッションが発生すると予測される温度より高いと判定すると燃料噴射弁から燃料を噴射させてプレイグニッションの発生を防止している。   The technique disclosed in Patent Document 3 includes a fuel injection valve control unit that injects fuel during an exhaust stroke of a cylinder in which an exhaust valve is opened, and is compressed by a correction coefficient based on an intake air temperature, an engine speed, an engine water temperature, and the like. If the in-cylinder temperature is estimated and it is determined that the in-cylinder temperature during compression is higher than the temperature at which pre-ignition is predicted to occur, fuel is injected from the fuel injection valve to prevent the occurrence of pre-ignition.

これら特許文献２及び３においては、エンジン回転数の急減や筒内温度により発するプレイグニッションの発生を防止するものであり、より高精度でプレイグニッション発生を判定するには、プレイグニッションの直接の発生要因となる点火プラグの碍子先端の温度に基づき判定することが好ましい。   In these Patent Documents 2 and 3, it is intended to prevent the occurrence of pre-ignition caused by a sudden decrease in engine speed or in-cylinder temperature. In order to determine the occurrence of pre-ignition with higher accuracy, direct occurrence of pre-ignition is performed. It is preferable to make a determination based on the temperature of the insulator tip of the spark plug as a factor.

特許文献４によると、中心電極の温度を検知する温度センサが内蔵された点火プラグによる温度検知によりプレイグニッションの発生有無が判定される。しかし、中心電極の温度を検知する温度センサを内蔵した点火プラグは極めて高価である。   According to Patent Document 4, the presence or absence of pre-ignition is determined by temperature detection using a spark plug incorporating a temperature sensor for detecting the temperature of the center electrode. However, a spark plug incorporating a temperature sensor for detecting the temperature of the center electrode is extremely expensive.

かかる点に鑑みてなされる本発明の目的は、点火プラグの碍子先端温度をエンジン運転状態に則して高精度に推定し得る点火プラグの碍子先端温度推定システムを提供することにある。   An object of the present invention made in view of this point is to provide a spark plug insulator tip temperature estimation system capable of accurately estimating the insulator tip temperature of a spark plug according to the engine operating state.

上記目的を達成する請求項１に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムは、エンジン運転状態に基づいて基本点火プラグ碍子先端温度を設定する基本温度設定手段と、前記基本点火プラグ先端温度設定後のエンジン運転状態に基づいて、予め設定されたプラグ碍子先端温度マップを参照して該マップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定するマップ上温度設定手段と、前記設定したマップ上の点火プラグ碍子先端温度と前記設定した基本点火プラグ碍子先端温度との温度差分値を算出する差分値算出手段と、エンジン運転状態変化に応じて変化する各要素の状態を運転状態検出手段で検出した検出値を基に温度補正係数を算出する補正係数算出手段と、前記温度差分値に前記温度補正係数を乗じて前記温度差分値を補正する差分値補正手段と、前記設定した基本点火プラグ碍子先端温度に前記補正した温度差分値を加算して点火プラグ碍子先端温度を推定する点火プラグ先端温度推定手段とを備えたことを特徴とする。   The spark plug insulator tip temperature estimation system according to claim 1, which achieves the above object, includes a basic temperature setting means for setting a basic spark plug insulator tip temperature based on an engine operating state, and after the basic spark plug tip temperature is set. A temperature setting means on the map for setting the spark plug insulator tip temperature on the map with reference to a preset plug insulator tip temperature map based on the engine operating state of the engine, and the spark plug insulator tip on the set map Based on a difference value calculation means for calculating a temperature difference value between the temperature and the set basic spark plug insulator tip temperature, and a detection value obtained by detecting the state of each element that changes in response to a change in the engine operation state by the operation state detection means. A correction coefficient calculating means for calculating a temperature correction coefficient and a difference value correction means for correcting the temperature difference value by multiplying the temperature difference value by the temperature correction coefficient. When, characterized in that a spark plug tip temperature estimating means for estimating an addition to the spark plug insulator tip temperature the temperature difference value the corrected basic ignition plug insulator tip temperature as the setting.

これによると、エンジン運転状態を基に基本となる点火プラグ碍子先端温度を設定し、しかる後、エンジン運転状態に基づいてプラグ碍子先端温度マップを参照してマップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定し、この設定した点火プラグ碍子先端温度と基本点火プラグ碍子先端温度の温度差分値をエンジン運転状態変化に則して変化する各要素の状態を運転状態検出手段で検出した検出値を基に算出した温度補正係数で補正することでより、エンジン運転状態に即して補正された高精度の温度差分値が得られ、この補正した温度差分値を基本点火プラグ碍子先端温度に加算することでエンジン運転状態に則した高精度の点火プラグ碍子先端温度が推定できる。例えば、プレイグニッションの発生要因となる点火プラグのプラグ碍子先端の温度を高精度で推定することで、プレイグニッション発生を回避するエンジン制御、例えば、燃料噴射量の増加や、燃料噴射時期及び点火時期のリタードが最適なタイミングでの制御可能になり、不確定の燃料噴射量をなくし、不用意な動力低下や燃費の悪化が防止できる。更に、不確定な燃料噴射時期やバルブタイミングのリタードを回避することで、動力低下や燃費悪化が改善でき、かつ排気温度の上昇が抑制できる。   According to this, the basic spark plug insulator tip temperature is set based on the engine operating state, and then the spark plug insulator tip temperature on the map is set by referring to the plug insulator tip temperature map based on the engine operating state. The temperature difference between the set spark plug insulator tip temperature and the basic spark plug insulator tip temperature is calculated based on the detected values detected by the operating state detection means for the state of each element that changes in accordance with changes in the engine operating state. By correcting with the corrected temperature correction coefficient, a highly accurate temperature difference value corrected in accordance with the engine operating state is obtained, and the engine is obtained by adding this corrected temperature difference value to the basic spark plug insulator tip temperature. Highly accurate spark plug insulator tip temperature can be estimated in accordance with operating conditions. For example, engine control that avoids the occurrence of pre-ignition by accurately estimating the temperature of the tip of the plug insulator of the spark plug that causes pre-ignition, such as an increase in fuel injection amount, fuel injection timing and ignition timing The retard can be controlled at the optimum timing, the indeterminate amount of fuel injection is eliminated, and inadvertent power reduction and fuel consumption deterioration can be prevented. Furthermore, by avoiding indefinite fuel injection timing and valve timing retard, power reduction and fuel consumption deterioration can be improved, and an increase in exhaust temperature can be suppressed.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムにおいて、前記マップ上温度設定手段は、エンジン運転状態に基づくエンジン回転数及び筒内圧をパラメータとして、予め設定されたプラグ碍子先端温度マップを参照して該マップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the spark plug insulator tip temperature estimating system according to the first aspect, the on-map temperature setting means is preset with the engine speed and the in-cylinder pressure based on the engine operating condition as parameters. The spark plug insulator tip temperature on the map is set with reference to the plug insulator tip temperature map.

これによると、点火プラグ碍子先端温度となるエンジン運転状態に基づくエンジン回転数及び筒内圧をパラメータとしてプラグ碍子先端温度マップを参照することで点火プラグ碍子先端温度が設定できる。   According to this, the spark plug insulator tip temperature can be set by referring to the plug insulator tip temperature map using the engine speed and the in-cylinder pressure based on the engine operating state as the spark plug insulator tip temperature as parameters.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムにおいて、前記運転状態検出手段は、エアフローセンサ、水温センサ、油温センサ、ノックセンサ、吸気温センサのうちの少なくとも複数のセンサを含み、該各センサの検出値を基に、予め設定されたプラグ碍子先端温度補正マップを参照して前記温度補正係数となる温度影響係数を算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the spark plug insulator tip temperature estimating system according to the first or second aspect, the operating state detecting means includes an air flow sensor, a water temperature sensor, an oil temperature sensor, a knock sensor, and an intake air temperature sensor. And calculating a temperature influence coefficient serving as the temperature correction coefficient with reference to a preset plug insulator tip temperature correction map based on a detection value of each sensor. To do.

これによると、エンジン運転状態により種々変化して点火プラグ碍子先端温度の変化に影響を及ぼす要因となる吸入空気量、冷却水温、ノックの発生、吸気温等を検知するエアフローセンサ、水温センサ、油温センサ、ノックセンサ、吸気温センサ等の検出値をパラメータとしてプラグ碍子先端温度補正マップを参照して温度差分値を補正する温度影響係数を算出し、この温度影響係数を温度差分値に乗じることで運転状態に即した温度差分値に補正され、この補正された温度差分値を基本点火プラグ碍子先端温度に加算することでエンジン運転状態に則した高精度で点火プラグ碍子先端温度が推定できる。   According to this, the air flow sensor, the water temperature sensor, the oil that detects the intake air amount, the cooling water temperature, the occurrence of knocking, the intake air temperature, etc. that change variously depending on the engine operating state and affect the change in the spark plug insulator tip temperature. Using the detected values of the temperature sensor, knock sensor, intake air temperature sensor, etc. as parameters, refer to the plug insulator tip temperature correction map to calculate the temperature influence coefficient that corrects the temperature difference value, and multiply the temperature difference value by this temperature influence coefficient In this way, the temperature difference value is corrected according to the operating state, and the corrected temperature difference value is added to the basic spark plug insulator tip temperature, so that the spark plug insulator tip temperature can be estimated with high accuracy in accordance with the engine operating state.

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムにおいて、前記運転状態検出手段は、排気温度をパラメータとして、予め設定された排気温度補正マップを参照して前記温度補正係数となる排気温度影響係数を算出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the spark plug insulator tip temperature estimation system according to the first or second aspect, the operating state detecting means refers to a preset exhaust temperature correction map using the exhaust temperature as a parameter. Then, an exhaust gas temperature influence coefficient serving as the temperature correction coefficient is calculated.

これによると、エンジン運転状態検出手段を点火プラグ碍子先端温度の変化に影響を及ぼす要因となる排気温度をパラメータとして排気温度補正マップを参照して温度差分値を補正する排気温度影響係数を算出し、この排気温度影響係数を温度差分値に乗じることで運転状態に即した温度差分値に補正され、この補正された温度差分値を基本点火プラグ碍子先端温度に加算することでエンジン運転状態に則した高精度で点火プラグ碍子先端温度が推定できる。   According to this, the exhaust gas temperature influence coefficient for correcting the temperature difference value is calculated by referring to the exhaust gas temperature correction map with the exhaust gas temperature as a parameter that causes the engine operating state detecting means to affect the change in the spark plug insulator tip temperature. By multiplying this exhaust temperature influence coefficient by the temperature difference value, the temperature difference value is corrected according to the operating condition, and this corrected temperature difference value is added to the basic spark plug insulator tip temperature to comply with the engine operating condition. The tip temperature of the spark plug insulator can be estimated with high accuracy.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムにおいて、前記運転状態検出手段は、エンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして区分されたゾーン別に、予め設定された温度閾値を超える回数をカウントし、該カウント数に応じて排気温度影響係数を算出することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the spark plug insulator tip temperature estimating system according to the fourth aspect, the operating state detecting means is preset for each zone divided using the engine speed and the engine load as parameters. The exhaust temperature influence coefficient is calculated according to the number of times exceeding the temperature threshold.

これによると、排気温度を推定するエンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして区分されたゾーン別に、温度閾値を超える回数をカウントして排気温度を算定することで、運転状態に即した温度差分値が得られ、この温度差分値を基本点火プラグ碍子先端温度に加算することでエンジン運転状態に則した高精度の点火プラグ碍子先端温度が推定できる。   According to this, by calculating the exhaust temperature by counting the number of times exceeding the temperature threshold for each zone divided using the engine speed and engine load for estimating the exhaust temperature as parameters, the temperature difference value corresponding to the operating state is obtained. By obtaining this temperature difference value and adding it to the basic spark plug insulator tip temperature, it is possible to estimate the spark plug insulator tip temperature with high accuracy in accordance with the engine operating state.

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システムにおいて、前記推定された点火プラグ碍子先端温度をパラメータとしてプレイグニッション発生限界マップを参照して該推定点火プラグ碍子先端温度が、予め設定されたプレイグニッション発生可能性有無を閾値とする判定値を超えるか否か判定する手段を備えることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the spark plug insulator tip temperature estimation system according to any one of the first to fifth aspects, a pre-ignition occurrence limit map is obtained using the estimated spark plug insulator tip temperature as a parameter. With reference to the above, it is characterized by comprising means for determining whether or not the estimated spark plug insulator tip temperature exceeds a predetermined determination value with the possibility of occurrence of pre-ignition as a threshold.

これによると、高精度で推定された点火プラグ碍子先端温度が予め設定された判定値を超えるか否で、プレイグニッション発生の可能性有無が判定される。これにより、プレイグニッション発生を回避する制御、例えば燃料噴射時期のリタードや点火時期の遅角が適正かつ迅速に制御できる。   According to this, the possibility of occurrence of pre-ignition is determined by whether or not the spark plug insulator tip temperature estimated with high accuracy exceeds a preset determination value. Thereby, control for avoiding the occurrence of pre-ignition, for example, retard of the fuel injection timing and retard of the ignition timing can be controlled appropriately and quickly.

本発明によると、エンジン運転状態を基に基本点火プラグ碍子先端温度を設定し、しかる後、エンジン運転状態に基づいてプラグ碍子先端温度マップを参照してマップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定し、この点火プラグ碍子先端温度と基本点火プラグ碍子先端温度の温度差分値を運転状態に則して補正し、この補正した温度差分値を基本点火プラグ碍子先端温度に加算することで、エンジン運転状態に則した高精度の点火プラグ碍子先端温度が推定できる。   According to the present invention, the basic spark plug insulator tip temperature is set based on the engine operating state, and then the spark plug insulator tip temperature on the map is set by referring to the plug insulator tip temperature map based on the engine operating state. The temperature difference between the spark plug insulator tip temperature and the basic spark plug insulator tip temperature is corrected in accordance with the operating state, and the corrected temperature difference value is added to the basic spark plug insulator tip temperature to Highly accurate spark plug insulator tip temperature in accordance with

実施の形態における点火プラグの碍子先端温度推定システムを備えたエンジンを模式的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing typically an engine provided with an insulator tip temperature estimating system of a spark plug in an embodiment. 点火プラグ碍子先端温度推定システムを実現するためのＥＣＵの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of ECU for implement | achieving a spark plug insulator tip temperature estimation system. プラグ碍子先端温度マップの説明図である。It is explanatory drawing of a plug insulator tip temperature map. 排気温度補正マップの説明図である。It is explanatory drawing of an exhaust temperature correction map. 点火プラグ碍子先端温度推定システムの説明図である。It is explanatory drawing of a spark plug insulator tip temperature estimation system. 点火プラグ碍子先端温度推定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a spark plug insulator tip temperature estimation procedure. エンジン制御の説明図である。It is explanatory drawing of engine control.

本発明の点火プラグの碍子先端温度推定システムの一実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。   An embodiment of an insulator tip temperature estimation system for a spark plug according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は点火プラグ碍子先端温度推定システムを備えたエンジン１の構成例を模式的に示す構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration example of an engine 1 provided with a spark plug insulator tip temperature estimation system.

エンジン１は４気筒の内燃機関であり、各気筒に点火プラグ１０が配置され、吸気系を構成する吸気管１１がエンジン１の各気筒の燃焼室に連通する吸気マニホールド１２に接続され、この吸気管１１には上流側にエアクリナ１３が配置され、下流側にスロットルボディ１４が配置される。このスロットルボディ１４内にスロットルバルブ１４ａが設けられ、ＥＣＵ５０によってスロットルバルブ１４ａの開度が制御される。   The engine 1 is a four-cylinder internal combustion engine. A spark plug 10 is disposed in each cylinder, and an intake pipe 11 constituting an intake system is connected to an intake manifold 12 communicating with a combustion chamber of each cylinder of the engine 1. In the pipe 11, an air cleaner 13 is disposed on the upstream side, and a throttle body 14 is disposed on the downstream side. A throttle valve 14a is provided in the throttle body 14, and the opening degree of the throttle valve 14a is controlled by the ECU 50.

吸気マニホールド１２には、各気筒に対応して各気筒の図示しない吸気バルブの上流側直近にインジェクタ１５がそれぞれ設けられる。このインジェクタ１５は、ＥＣＵ５０によって燃料噴射量や燃料噴射タイミングが制御される。   The intake manifold 12 is provided with an injector 15 corresponding to each cylinder and immediately upstream of an intake valve (not shown) of each cylinder. The fuel injection amount and fuel injection timing of the injector 15 are controlled by the ECU 50.

また、排気系においてエンジン１の各気筒に接続される排気マニホールド２１が排気管２２に接続され、排気管２２には触媒が収容される触媒ケース２３が設けられる。   Further, an exhaust manifold 21 connected to each cylinder of the engine 1 in the exhaust system is connected to an exhaust pipe 22, and a catalyst case 23 in which a catalyst is accommodated is provided in the exhaust pipe 22.

また、エンジン１は、エンジン運転状態の変化に応じて変化する各要素の状態を検出する運転状態検出手段、例えば吸気温センサ３１、吸気圧センサ３２、エアフローセンサ３３、水温センサ３４、油温センサ３５、クランク角センサ３６、及びノックセンサ３７等の各種センサを有する。   Further, the engine 1 is an operation state detecting means for detecting the state of each element that changes in accordance with a change in the engine operation state, for example, an intake air temperature sensor 31, an intake air pressure sensor 32, an air flow sensor 33, a water temperature sensor 34, an oil temperature sensor. 35, various sensors such as a crank angle sensor 36 and a knock sensor 37.

吸気温センサ３１及び吸気圧センサ３２は、吸気マニホールド１２に取り付けられ、吸気温センサ３１は吸気マニホールド１２内に導入される吸気温度を検出し、その検出値をＥＣＵ５０に出力する。また、吸気圧センサ３２は吸気圧を検出し、その検出値をＥＣＵ５０に出力する。   The intake air temperature sensor 31 and the intake air pressure sensor 32 are attached to the intake manifold 12, and the intake air temperature sensor 31 detects the intake air temperature introduced into the intake manifold 12 and outputs the detected value to the ECU 50. The intake pressure sensor 32 detects the intake pressure and outputs the detected value to the ECU 50.

エアフローセンサ３３は、エアクリナ１３とスロットルボディ１４との間に配置され、エアフローセンサ３３は吸気管１１に導入される空気量を検出する。そして、エアフローセンサ３３は、検出値をＥＣＵ５０に出力する。   The air flow sensor 33 is disposed between the air cleaner 13 and the throttle body 14, and the air flow sensor 33 detects the amount of air introduced into the intake pipe 11. Then, the airflow sensor 33 outputs the detected value to the ECU 50.

水温センサ３４は、エンジン１に取り付けられてエンジン１の冷却水の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ５０に出力する。油温センサ３５は、エンジン１に取り付けられてエンジンオイルの温度を検出し、その検出値をＥＣＵ５０に出力する。   The water temperature sensor 34 is attached to the engine 1 to detect the temperature of the cooling water of the engine 1 and outputs the detected value to the ECU 50. The oil temperature sensor 35 is attached to the engine 1 to detect the temperature of the engine oil, and outputs the detected value to the ECU 50.

クランク角センサ３６は、エンジン１に取り付けられ、クランクシャフトのクランク角及びエンジン回転数を検出し、その検出値をＥＣＵ５０に出力する。   The crank angle sensor 36 is attached to the engine 1, detects the crank angle of the crankshaft and the engine speed, and outputs the detected value to the ECU 50.

ノックセンサ３７は、エンジン１に取り付けられ運転時に発生するノックを検出し、検出値をＥＣＵ５０に出力する。   Knock sensor 37 is attached to engine 1 to detect a knock that occurs during operation, and outputs the detected value to ECU 50.

ＥＣＵ５０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、ＲＯＭには各種処理を実施する制御プログラムが格納され、ＣＰＵはＲＯＭに格納されている各種処理を実現する制御プログラムが格納される。   The ECU 50 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM stores a control program for performing various processes, and the CPU stores a control program for realizing various processes stored in the ROM.

このＥＣＵ５０は、吸気温センサ３１、吸気圧センサ３２、エアフローセンサ３３等の各種センサ等からの検出値を基にエンジン１の運転を制御する。   The ECU 50 controls the operation of the engine 1 based on detection values from various sensors such as the intake air temperature sensor 31, the intake pressure sensor 32, and the air flow sensor 33.

そして、本実施形態ではＥＣＵ５０は、各種センサの検出値を基にエンジン運転状態下における各気筒に配置された点火プラグ１０の碍子先端温度を推定し、かつ点火プラグ１０の碍子先端温度がプレイグニッション発生限界値を超えた場合にはプレイグニッションの発生回避或いは低減のためのエンジン運転制御をする。   And in this embodiment, ECU50 estimates the insulator tip temperature of the spark plug 10 arrange | positioned in each cylinder under an engine operating state based on the detection value of various sensors, and the insulator tip temperature of the spark plug 10 is pre-ignition. When the generation limit value is exceeded, engine operation control is performed to avoid or reduce the occurrence of pre-ignition.

図２は、点火プラグ１０の碍子先端温度を推定及び制御を実現するためのＥＣＵ５０の構成例を示すブロック図であり、図３はプラグ碍子温度マップＭＰａの概要説明図、図４は排気温度補正マップＭＰｃの概要説明図、図５は点火プラグ碍子先端温度推定方法を示すブロック部である。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the ECU 50 for realizing estimation and control of the insulator tip temperature of the spark plug 10, FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of the plug insulator temperature map MPa, and FIG. 4 is an exhaust temperature correction. FIG. 5 is a block diagram showing a spark plug insulator tip temperature estimation method.

ＥＣＵ５０は、エンジン回転数検出部５１、筒内圧検出部５２、プラグ碍子先端温度設定部５３、差分値算出部５４、温度補正係数算出部５５、排気温度補正係数算出部５６、差分値補正部５７、プラグ碍子先端温度推定部５８、プラグ碍子先端温度判定部５９及びプラグ碍子先端温度マップＭＰａ、プラグ碍子先端温度補正マップＭＰｂ、排気温度補正マップＭＰｃ、プレイグニッション発生限界マップＭＰｄ、ＶＶＴタイミングマップＭＰｅ、及び噴射タイミングマップＭＰｆ等の固定データを有している。   The ECU 50 includes an engine speed detection unit 51, an in-cylinder pressure detection unit 52, a plug insulator tip temperature setting unit 53, a difference value calculation unit 54, a temperature correction coefficient calculation unit 55, an exhaust temperature correction coefficient calculation unit 56, and a difference value correction unit 57. , Plug insulator tip temperature estimation unit 58, plug insulator tip temperature determination unit 59 and plug insulator tip temperature map MPa, plug insulator tip temperature correction map MPb, exhaust temperature correction map MPc, pre-ignition occurrence limit map MPd, VVT timing map MPe, And fixed data such as an injection timing map MPf.

プラグ碍子先端温度マップＭＰａには、図３に示すように、エンジン回転数ＮＥと筒内圧Ｐｉをパラメータとして予め実験等により設定された点火プラグ１０のプラグ碍子先端温度ｔがストアされており、プラグ碍子先端温度ｔはエンジン回転数ＮＥ及び筒内圧Ｐｉの増加に従って上昇し、エンジン回転数ＮＥ及び筒内圧Ｐｉの低下に従って下降する相関関係を有する。すなわちエンジン回転数ＮＥ及び筒内圧Ｐｉをパラメータとしてプラグ碍子先端温度マップＭＰａを参照することでプラグ碍子先端温度マップＭＰａ上の点火プラグ碍子先端温度が設定できる。   In the plug insulator tip temperature map MPa, as shown in FIG. 3, the plug insulator tip temperature t of the spark plug 10 set in advance by experiments or the like using the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi as parameters is stored. The insulator tip temperature t has a correlation that increases as the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi increase, and decreases as the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi decrease. That is, the spark plug insulator tip temperature on the plug insulator tip temperature map MPa can be set by referring to the plug insulator tip temperature map MPa using the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi as parameters.

プラグ碍子先端温度補正マップＭＰｂは、エンジン運転状態に応じて点火プラグ１０のプラグ碍子先端温度Ｔの上昇及び降下に影響する要因となる、例えば、冷却水温、エンジンオイル温、吸気温や吸入空気量等のエンジン運転状態に応じて逐次変化する各要素の状態を運転状態検出手段で検出し、プラグ碍子先端温度に対する温度影響の度合に応じて係数化して総合した補正係数を算出するマップである。本実施の形態ではエアフローセンサ３３、水温センサ３４、油温センサ３５、クランク角センサ３６、吸気温センサ３１等の検出値をプラグ碍子先端温度に対する温度影響に応じてそれぞれ係数化して総合した温度補正係数であって、プラグ碍子先端温度Ｔの上昇或いは降下に影響する度合に応じた温度影響係数Ｋａを算出する。この温度影響係数Ｋａは、予め実験等によって各センサの検出値とプラグ碍子先端温度の上昇に影響する度合を検出して設定される。なお、温度影響係数Ｋａの算出及び設定にあたり上記各センサの検出値に限定されることなく、プラグ碍子先端温度に影響する要素の運転状態における状態を検出する他のセンサの検出値を付加し、或いは上記センサの一部を省略することもできる。   The plug insulator tip temperature correction map MPb is a factor that affects the rise and fall of the plug insulator tip temperature T of the spark plug 10 according to the engine operating state, for example, cooling water temperature, engine oil temperature, intake air temperature, and intake air amount. This is a map for detecting the state of each element that sequentially changes in accordance with the engine operating state such as the above, and calculating a total correction coefficient by detecting the state with the operating state detecting means and converting it into a coefficient according to the degree of temperature influence on the plug insulator tip temperature. In the present embodiment, the temperature correction is performed by integrating the detection values of the air flow sensor 33, the water temperature sensor 34, the oil temperature sensor 35, the crank angle sensor 36, the intake air temperature sensor 31 and the like with coefficients according to the temperature influence on the plug insulator tip temperature. A temperature influence coefficient Ka corresponding to the degree of influence on the rise or fall of the plug insulator tip temperature T is calculated. This temperature influence coefficient Ka is set in advance by detecting the degree of influence on the detection value of each sensor and the rise in the temperature of the plug insulator tip by experiments or the like. In addition, the calculation value of the temperature influence coefficient Ka is not limited to the detection value of each sensor, but the detection value of another sensor that detects the state in the operating state of the element that affects the plug insulator tip temperature is added. Alternatively, a part of the sensor can be omitted.

排気温度補正マップＭＰｃは、エンジン運転状態に応じて逐次変化する排気温度がプラグ１０のプラグ碍子先端温度の上昇及び降下に影響する度合を係数化した補正係数を排気温度影響係数Ｋｂとするものである。例えば図４に示すように、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＥをパラメータとして複数のゾーン、本実施ではＭＡＰ[１]、ＭＡＰ[２]〜ＭＡＰ[６]に区分し、各ゾーン別に所定時間内における排気温度ＴＥが予め設定された閾値ＴＬ、例えば、８００℃以上となる回数をカウントし、そのカウントにより排気温度影影響係数Ｋｂを設定する。すなわち、各ゾーンＭＡＰ[１]、ＭＡＰ[２]〜ＭＡＰ[６]において排気温度ＴＥが閾値ＴＬを超える回数が多い程、気筒内温度が高くなりプラグ碍子先端温度の上昇に大きく影響する度合として排気温度影響係数Ｋｂを設置する。この各ゾーンにおける排気温度影響係数Ｋｂの設定は、予め実験等によってエンジン回転数、エンジン負荷、排気温度等をパラメータとしてプラグ碍子先端の温度上昇に影響を及ぼす度合を数値化して設定される。   The exhaust temperature correction map MPc is an exhaust temperature influence coefficient Kb, which is a correction coefficient obtained by coefficientizing the degree to which the exhaust temperature that changes sequentially according to the engine operating state affects the rise and fall of the plug insulator tip temperature. is there. For example, as shown in FIG. 4, the engine speed NE and the engine load LE are used as parameters, and are divided into a plurality of zones, in this embodiment, MAP [1] and MAP [2] to MAP [6]. The number of times the exhaust gas temperature TE becomes a preset threshold TL, for example, 800 ° C. or more, is counted, and the exhaust gas temperature influence coefficient Kb is set by the count. That is, as the number of times the exhaust temperature TE exceeds the threshold TL in each of the zones MAP [1] and MAP [2] to MAP [6], the temperature inside the cylinder increases and the rise in the temperature of the plug insulator tip is greatly affected. Exhaust temperature influence coefficient Kb is installed. The exhaust temperature influence coefficient Kb in each zone is set in advance by quantifying the degree of influence on the temperature rise of the plug insulator tip using the engine speed, the engine load, the exhaust temperature, and the like as parameters.

プレイグニッション発生限界マップＭＰｄは、点火プラグ碍子先端温度とプレイグニッション発生可能性有無との相関を示すもので、予め実験等により設定されるプレイグニッション発生頻度が高い運転領域とプレイグニッション発生頻度の低い領域とに区分する点火プラグ先端温度の閾値を判定値ＴＰと設定する。例えばプラグ碍子先端温度が１０００℃を超えたあたりからプレイグニッション発生の可能性があり、このプレイグニッション発生限界温度（約１０００℃）を判定値ＴＰと設定する。これによりプラグ碍子先端温度をパラメータとしてプレイグニッション発生限界マップＭＰｄを参照することでプレイグニッション発生可能性の有無が判定でき、点火プラグ碍子先端温度が判定値ＴＰを超えたときはプレイグニッション発生可能性がある状態であると判定される。   The pre-ignition occurrence limit map MPd indicates the correlation between the spark plug insulator tip temperature and the possibility of occurrence of pre-ignition, and is set in advance by an experiment or the like. The pre-ignition occurrence frequency is high and the pre-ignition occurrence frequency is low. The threshold value of the spark plug tip temperature that is divided into regions is set as a determination value TP. For example, there is a possibility that pre-ignition occurs when the plug insulator tip temperature exceeds 1000 ° C., and this pre-ignition occurrence limit temperature (about 1000 ° C.) is set as the determination value TP. Thus, it is possible to determine whether or not there is a possibility of pre-ignition by referring to the pre-ignition occurrence limit map MPd using the plug insulator tip temperature as a parameter. When the spark plug insulator tip temperature exceeds the determination value TP, the possibility of pre-ignition occurrence is determined. It is determined that there is a state.

ＶＶＴタイミングマップＭＰｅは、可変バルブ機構において吸気側のカムシャフトの位相を変える際のタイミングを制御するための参照マップであって、種々のエンジン運転状態に適した複数のＶＶＴタイミングマップＭＰｅを備え、エンジン運転状態の変化に応じて選択的に切り替えて使用する。   The VVT timing map MPe is a reference map for controlling timing when the phase of the intake camshaft is changed in the variable valve mechanism, and includes a plurality of VVT timing maps MPe suitable for various engine operating conditions. It is used by selectively switching according to changes in the engine operating state.

噴射タイミングマップＭＰｆは、燃料噴射タイミングを制御する参照マップであって、種々のエンジン運転状態に適した複数の噴射タイミングマップＭＰｆを備え、エンジン運転状態の変化に応じて選択的に切り替えて使用される。   The injection timing map MPf is a reference map for controlling the fuel injection timing, and includes a plurality of injection timing maps MPf suitable for various engine operating states, and is selectively used according to changes in the engine operating state. The

図５は点火プラグ碍子先端温度推定システムの説明図、図６は点火プラグ碍子先端温度推定手順を示すフローチャートである。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a spark plug insulator tip temperature estimation system, and FIG. 6 is a flowchart showing a spark plug insulator tip temperature estimation procedure.

図６に示すフローチャーチに従ってＥＣＵ５０の処理内容を説明する。   The processing contents of the ECU 50 will be described according to the flow church shown in FIG.

図６に示すように、先ずステップＳ１０１（基本温度設定手段）では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数検出部５１でクランク角センサ３６の検出値を基にエンジン回転数ＮＥを検出し、かつ筒内圧検出部５２でクランク角センサ３６の検出値に基づくクランクシャフトの回転変動及び回転速度を基に正味平均有効圧（筒内圧）Ｐｉを推定する。   As shown in FIG. 6, first, in step S101 (basic temperature setting means), the ECU 50 detects the engine speed NE based on the detection value of the crank angle sensor 36 by the engine speed detection unit 51 and detects the in-cylinder pressure. The unit 52 estimates the net average effective pressure (in-cylinder pressure) Pi based on the rotational fluctuation and rotational speed of the crankshaft based on the detection value of the crank angle sensor 36.

このエンジン回転数ＮＥ及び筒内圧Ｐｉをパラメータとしてプラグ碍子温度設定部５３でプラグ碍子先端温度マップＭＰａを参照してプラグ碍子先端温度マップＭＰａ上の点火プラグ碍子先端温度Ｔ０を設定する。この点火プラグ碍子先端温度Ｔ０を基本となる点火プラグ碍子先端温度（基本点火プラグ碍子先端温度）としてストアしておく。   Using the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi as parameters, the plug insulator temperature setting section 53 refers to the plug insulator tip temperature map MPa to set the spark plug insulator tip temperature T0 on the plug insulator tip temperature map MPa. The spark plug insulator tip temperature T0 is stored as a basic spark plug insulator tip temperature (basic spark plug insulator tip temperature).

しかる後、次のステップＳ１０２（マップ上温度設定手段）で、エンジン回転数検出部５１において新たにクランク角センサ３６で検出した検出値を基にエンジン回転数ＮＥを検出し、かつ筒内圧検出部５２でクランク角センサ３６の検出値に基づくクランクシャフトの回転変動及び回転速度を基に正味平均有効圧（筒内圧）Ｐｉを推定する。このエンジン回転数ＮＥ及び筒内圧Ｐｉをパラメータとしてプラグ碍子温度設定部５３でプラグ碍子先端温度マップＭＰａを参照してマップ上におけるプラグ碍子先端温度Ｔ１を設定する。   Thereafter, in the next step S102 (on-map temperature setting means), the engine speed NE is detected based on the detection value newly detected by the crank angle sensor 36 in the engine speed detecting unit 51, and the in-cylinder pressure detecting unit. At 52, the net average effective pressure (in-cylinder pressure) Pi is estimated based on the rotational fluctuation and rotational speed of the crankshaft based on the detected value of the crank angle sensor 36. Using the engine speed NE and the in-cylinder pressure Pi as parameters, the plug insulator temperature setting unit 53 refers to the plug insulator tip temperature map MPa to set the plug insulator tip temperature T1 on the map.

ステップＳ１０３（差分値算出手段）では、差分値演算部５４で、基本点火プラグ碍子先端温度Ｔ０に対するプラグ碍子先端温度マット上の点火プラグ碍子先端温度Ｔ１の温度差分値ΔＴ（：Ｔ１−Ｔ０）を算出する。すなわち前回設定された基本プラグ碍子先端温度Ｔ０に対するプラグ碍子先端温度の上昇或いは降下した温度変化量を算出する。   In step S103 (difference value calculation means), the difference value calculation unit 54 calculates the temperature difference value ΔT (: T1-T0) of the spark plug insulator tip temperature T1 on the plug insulator tip temperature mat with respect to the basic spark plug insulator tip temperature T0. calculate. That is, the temperature change amount of the rise or fall of the plug insulator tip temperature with respect to the previously set basic plug insulator tip temperature T0 is calculated.

この温度差分値ΔＴが０（：Ｔ１＝Ｔ０）であるときはプラグ碍子先端温度に変化がなく推移したエンジン運転状態であり、温度差分値ΔＴが０より大（：Ｔ１＞Ｔ０）あるときはプラグ碍子先端温度が上昇するエンジン運転状態、差分値ΔＴが０より小（：Ｔ１＜Ｔ０）であるときはプラグ碍子先端温度が降下するエンジン運転状態となる。   When this temperature difference value ΔT is 0 (: T1 = T0), it is an engine operating state in which the plug insulator tip temperature has not changed, and when the temperature difference value ΔT is greater than 0 (: T1> T0). When the plug insulator tip temperature rises, and when the difference value ΔT is smaller than 0 (: T1 <T0), an engine operation state occurs where the plug insulator tip temperature falls.

ステップＳ１０４（補正値算出手段）では、温度補係数正算出部５５でこのときのプラグ碍子先端温度の上昇及ぶ降下に影響する運転状態の要因情報となるエアフローセンサ３３、エンジン水温センサ３４、油温センサ３５、吸気圧センサ３２及びノックセンサ３６の検出値をパラメータとしてプラグ碍子温度補正マップＭＰｂを参照してエンジン運転状態に応じた温度影響係数Ｋａを算出し、かつステップＳ１０５では排気温度補正係数算出部５６でこのときのエンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＬＥ、排気温度ＴＥ等をパラメータとして排気温度補正マップＭＰｃを参照してエンジン運転状況に応じた排気温度影響係数Ｋｂを算出する。   In step S104 (correction value calculation means), the temperature compensation coefficient positive calculation unit 55 uses the air flow sensor 33, the engine water temperature sensor 34, and the oil temperature as the operating state factor information that affects the rise and fall of the plug insulator tip temperature at this time. The temperature influence coefficient Ka corresponding to the engine operating state is calculated with reference to the plug insulator temperature correction map MPb using the detection values of the sensor 35, the intake pressure sensor 32 and the knock sensor 36 as parameters, and in step S105, the exhaust gas temperature correction coefficient is calculated. The unit 56 calculates the exhaust temperature influence coefficient Kb corresponding to the engine operating condition with reference to the exhaust temperature correction map MPc using the engine speed NE, the engine load LE, the exhaust temperature TE, and the like at this time as parameters.

ステップＳ１０６（差分値補正手段）では、差分値補正部５７においてステップＳ１０３で算出した温度差分値ΔＴ（：Ｔ１−Ｔ０）にステップＳ１０５で算出した影響補正係数Ｋａ及びステップＳ１０６で算出した排気温度影響係数Ｋｂを乗ずる（ΔＴ×Ｋａ×Ｋｂ）。これにより、前回設定した基本プラグ碍子先端温度Ｔ０から後に設定されるプラグ碍子温度マップＭＰａ上におけるプラグ碍子先端温度Ｔ１に移行する際に実際にエンジン運転状態におけるプラグ碍子先端温度に影響する温度要因に従って補正されて温度差分値ΔＴがエンジン運転状態の則した温度差分値ΔＴ１（：ΔＴ×Ｋａ×Ｋｂ）に補正される。   In step S106 (difference value correction means), the difference value correction unit 57 calculates the temperature difference value ΔT (: T1−T0) calculated in step S103 to the influence correction coefficient Ka calculated in step S105 and the exhaust temperature influence calculated in step S106. Multiply by the coefficient Kb (ΔT × Ka × Kb). Thus, according to the temperature factor that actually affects the plug insulator tip temperature in the engine operating state when shifting from the previously set basic plug insulator tip temperature T0 to the plug insulator tip temperature T1 on the plug insulator temperature map MPa set later. The temperature difference value ΔT is corrected to a temperature difference value ΔT1 (: ΔT × Ka × Kb) that complies with the engine operating state.

次のステップＳ１０７（点火プラグ先端温度推定手段）では、プラグ碍子先端温度推定部５８で基本点火プラグ碍子先端温度Ｔ０にステップＳ１０６で補正された温度差分値ΔＴ１を積算して点火プラグのプラグ碍子先端温度Ｔを推定する（Ｔ＝Ｔ０＋ΔＴ１）。この点火プラグ碍子先端温度Ｔは、基準となる基本点火プラグ碍子先端温度Ｔ０に、プラグ碍子先端温度マップＭＰａ上の点火プラグ碍子先端温度Ｔ１と基本点火プラグ碍子先端温度Ｔ０との温度差分値ΔＴをエンジン運転状態に則した補正係数（温度影響係数Ｋａ、排気温度影響係数Ｋｂ）で補正した温度差分値ΔＴ１を積算することでエンジン運転状態に則し、極めて高精度に推定される。   In the next step S107 (ignition plug tip temperature estimating means), the plug insulator tip temperature estimating unit 58 adds the temperature difference value ΔT1 corrected in step S106 to the basic spark plug insulator tip temperature T0, and the plug insulator tip end of the spark plug. The temperature T is estimated (T = T0 + ΔT1). This spark plug insulator tip temperature T is obtained by adding a temperature difference value ΔT between the spark plug insulator tip temperature T1 and the basic spark plug insulator tip temperature T0 on the plug insulator tip temperature map MPa to the reference basic spark plug insulator tip temperature T0. By integrating the temperature difference value ΔT1 corrected by the correction coefficient (temperature influence coefficient Ka, exhaust temperature influence coefficient Kb) according to the engine operation state, it is estimated with extremely high accuracy according to the engine operation state.

次のステップＳ１０８（プレイグニッション発生可能性判断手段）では、ステップＳ１０７で推定された点火プラグ碍子先端温度Ｔをパラメータとしてプレイグニッション発生限度マップＭＰｄを参照しプレイグニッション発生可能性の有無を判定する。すなわち、推定された点火プラグ碍子先端温度Ｔが判定値ＴＰ（約１０００℃）を超えたときはプレイグニッションの発生可能性がある状態と判定される。   In the next step S108 (pre-ignition occurrence possibility determination means), the presence or absence of the occurrence of pre-ignition is determined with reference to the pre-ignition occurrence limit map MPd using the spark plug insulator tip temperature T estimated in step S107 as a parameter. That is, when the estimated spark plug insulator tip temperature T exceeds the determination value TP (about 1000 ° C.), it is determined that there is a possibility of pre-ignition.

このプログラムは所定周期毎に実行されるルーチンでありステップＳ１０２からステップＳ１０８が繰り返され、推定される点火プラグ碍子先端温度Ｔはエンジン運転状態に応じて逐次更新される。   This program is a routine executed at predetermined intervals. Steps S102 to S108 are repeated, and the estimated spark plug insulator tip temperature T is sequentially updated according to the engine operating state.

ステップＳ１０８で点火プラグ碍子先端温度Ｔが基準値ＴＰを超えたと判定された後は、プレイグニッションの発生を抑制するエンジン運転制御が行われる。このエンジン運転制御の一例を、図７を参照して説明する。   After it is determined in step S108 that the spark plug insulator tip temperature T has exceeded the reference value TP, engine operation control for suppressing the occurrence of pre-ignition is performed. An example of this engine operation control will be described with reference to FIG.

ステップＳ１０８で点火プラグ碍子先端温度Ｔが基準値ＴＰ（約１０００℃）を超えると判定すると、ＥＣＵ５０は、燃焼温度を抑制して点火プラグ碍子先端温度の上昇を抑制しかつ降下を図る手段として、例えばバルブタイミングを制御するＶＶＴタイミングマップＭＰｅを切り替えて吸気バルブのバルブタイミングを可変制御（バルブオーバラップを短く制御）し、或いは噴射タイミングＭＰｆを切り替えて燃料噴射時期をリタード（遅角）制御してプレイグニッションの発生を回避する。   If it is determined in step S108 that the spark plug insulator tip temperature T exceeds the reference value TP (about 1000 ° C.), the ECU 50 suppresses the combustion temperature, suppresses the rise of the spark plug insulator tip temperature, and lowers the temperature. For example, the VVT timing map MPe for controlling the valve timing is switched to variably control the valve timing of the intake valve (the valve overlap is controlled to be short), or the injection timing MPf is switched to retard the fuel injection timing. Avoid pre-ignition.

更に、ノックセンサ３７がノックを検知した際には、プレイグニッションが発生した可能性が高いことから、燃料噴射量の増加や、点火時期をリタードしてプレイグニッションの発止を回避する。   Further, when the knock sensor 37 detects a knock, there is a high possibility that preignition has occurred. Therefore, an increase in the fuel injection amount or ignition timing is retarded to avoid the preignition from being stopped.

従って、本実施の形態によると、プレイグニッションの発生の要因となる点火プラグの碍子先端温度Ｔをエンジン運転状態に即して高精度で推定でき、プレイグニッションの発生を回避すべく、燃料噴射量の増加や、燃料噴射時期及び点火時期の最適な制御が可能になり、不確定の燃料噴射量をなくし、不用意な動力低下や燃費の悪化が防止できる。更に、不確実な燃料噴射時期やバルブタイミングのリタードを回避することで、動力低下や燃費悪化及び排気温度の上昇が抑制できる。   Therefore, according to the present embodiment, the insulator tip temperature T of the spark plug that causes pre-ignition can be estimated with high accuracy according to the engine operating state, and the fuel injection amount is avoided in order to avoid the occurrence of pre-ignition. And an optimal control of the fuel injection timing and ignition timing can be achieved, and an uncertain fuel injection amount can be eliminated, and an inadvertent power reduction and fuel consumption deterioration can be prevented. Furthermore, by avoiding uncertain fuel injection timing and retarded valve timing, it is possible to suppress power reduction, fuel consumption deterioration and exhaust temperature increase.

また、点火プラグの温度が適切に制御でき、プラグのくすぶり対策や、点火プラグの寿命予測等が高精度で行える。   Further, the temperature of the spark plug can be appropriately controlled, so that the plug smoldering countermeasure and the life prediction of the spark plug can be performed with high accuracy.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態では点火プラグ先端温度Ｔと算出するにあたり、温度差分値ΔＴをエンジン運転状態に応じて逐次変化する各要素の状態を検出手段での検知を基に設定した温度影響係数Ｋａ及びエンジン運転状況に応じて変化する排気温度を基に設定した排気温度影響係数Ｋｂにより補正したが、一方の補正、例えば排気温度を基に設定した排気温度影響係数Ｋｂによる補正を省略して構成の簡素化を図ることもできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of invention. For example, in the above embodiment, when calculating the spark plug tip temperature T, the temperature influence coefficient Ka, which is set based on the detection by the detection means, the state of each element that sequentially changes the temperature difference value ΔT according to the engine operating state, and Although the correction is made by the exhaust temperature influence coefficient Kb set based on the exhaust temperature that changes according to the engine operating condition, one correction, for example, the correction by the exhaust temperature influence coefficient Kb set based on the exhaust temperature is omitted. Simplification can also be achieved.

１ エンジン
１０ 点火プラグ
３１ 吸気温度センサ
３２ 吸気圧センサ
３３ エアフローセンサ
３４ 水温センサ
３５ 油温センサ
３６ クランク角センサ
３７ ノックセンサ
５０ ＥＣＵ
ＭＰａ プラグ碍子先端温度マップ
ＭＰｂ プラグ碍子先端温度補正マップ
ＭＰｃ 排気温度補正マップ
ＭＰｄ プレイグニッション発生限界マップ
Ｔ 推定点火プラグ碍子先端温度
Ｔ０ 基本点火プラグ碍子先端温度
Ｔ１ プラグ碍子先端温度マップ上の点火プラグ碍子先端温度
ΔＴ 温度差分値
ΔＴ１ 補正された温度差値
Ｋａ 温度影響係数（補正係数）
Ｋｂ 排気温度影響係数（補正係数） 1 Engine 10 Spark plug 31 Intake temperature sensor 32 Intake pressure sensor 33 Air flow sensor 34 Water temperature sensor 35 Oil temperature sensor 36 Crank angle sensor 37 Knock sensor 50 ECU
MPa Plug insulator tip temperature map MPb Plug insulator tip temperature correction map MPc Exhaust temperature correction map MPd Preignition occurrence limit map T Estimated spark plug insulator tip temperature T0 Basic ignition plug insulator tip temperature T1 Spark plug insulator tip on the plug insulator tip temperature map Temperature ΔT Temperature difference value
ΔT1 Corrected temperature difference value Ka Temperature influence coefficient (correction coefficient)
Kb Exhaust temperature influence coefficient (correction coefficient)

Claims (6)

エンジン運転状態に基づいて基本点火プラグ碍子先端温度を設定する基本温度設定手段と、
前記基本点火プラグ先端温度設定後のエンジン運転状態に基づいて、予め設定されたプラグ碍子先端温度マップを参照して該マップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定するマップ上温度設定手段と、
前記設定したマップ上の点火プラグ碍子先端温度と前記設定した基本点火プラグ碍子先端温度との温度差分値を算出する差分値算出手段と、
エンジン運転状態変化に応じて変化する各要素の状態を運転状態検出手段で検出した検出値を基に温度補正係数を算出する補正値算出手段と、
前記温度差分値に前記温度補正係数を乗じて前記温度差分値を補正する差分値補正手段と、
前記設定した基本点火プラグ碍子先端温度に前記補正した温度差分値を加算して点火プラグ碍子先端温度を推定する点火プラグ先端温度推定手段とを備えたことを特徴とする点火プラグの碍子先端温度推定システム。 Basic temperature setting means for setting the basic spark plug insulator tip temperature based on the engine operating state;
Based on the engine operating state after the basic spark plug tip temperature setting, on-map temperature setting means for setting the spark plug insulator tip temperature on the map with reference to a preset plug insulator tip temperature map;
Difference value calculating means for calculating a temperature difference value between the spark plug insulator tip temperature on the set map and the set basic spark plug insulator tip temperature;
Correction value calculating means for calculating a temperature correction coefficient based on the detected value detected by the operating condition detecting means for the state of each element that changes in response to a change in engine operating condition;
Difference value correcting means for correcting the temperature difference value by multiplying the temperature difference value by the temperature correction coefficient;
A spark plug tip temperature estimation means for estimating the spark plug insulator tip temperature by adding the corrected temperature difference value to the set basic spark plug insulator tip temperature to estimate the spark plug insulator tip temperature. system. 前記マップ上温度設定手段は、エンジン運転状態に基づくエンジン回転数及び筒内圧をパラメータとして、予めエンジン回転数及び筒内圧をパラメータとするプラグ碍子先端温度が設定されたプラグ碍子先端温度マップを参照して該マップ上の点火プラグ碍子先端温度を設定することを特徴とする請求項１に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システム。   The on-map temperature setting means refers to a plug insulator tip temperature map in which a plug insulator tip temperature in which the engine speed and the in-cylinder pressure based on the engine operating state are used as parameters and the engine speed and the in-cylinder pressure as parameters are set in advance. 2. The spark plug insulator tip temperature estimation system according to claim 1, wherein the spark plug insulator tip temperature on the map is set. 前記運転状態検出手段は、エアフローセンサ、水温センサ、油温センサ、ノックセンサ、吸気温センサのうちの少なくとも複数のセンサを含み、該各センサの検出値を基に、予め設定されたプラグ碍子先端温度補正マップを参照して前記温度補正係数となる温度影響係数を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システム。   The operating state detection means includes at least a plurality of sensors of an air flow sensor, a water temperature sensor, an oil temperature sensor, a knock sensor, and an intake air temperature sensor, and a plug insulator tip set in advance based on the detection value of each sensor 3. The spark plug insulator tip temperature estimation system according to claim 1, wherein a temperature influence coefficient that is the temperature correction coefficient is calculated with reference to a temperature correction map. 前記運転状態検出手段は、排気温度をパラメータとして、予め設定された排気温度補正マップを参照して前記温度補正係数となる排気温度影響係数を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システム。   3. The exhaust gas temperature influence coefficient that is the temperature correction coefficient is calculated by referring to an exhaust gas temperature correction map that is set in advance using the exhaust gas temperature as a parameter. 3. Spark plug insulator tip temperature estimation system. 前記運転状態検出手段は、エンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして区分されたゾーン別に、予め設定された温度閾値を超える回数をカウントし、該カウント数に応じて排気温度影響係数を算出することを特徴とする請求項４に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システム。   The operating state detecting means counts the number of times exceeding a preset temperature threshold for each zone divided using the engine speed and the engine load as parameters, and calculates an exhaust temperature influence coefficient according to the counted number. 5. The insulator tip temperature estimation system for a spark plug according to claim 4, wherein 前記推定された点火プラグ碍子先端温度をパラメータとしてプレイグニッション発生限界マップを参照して該推定点火プラグ碍子先端温度が、予め設定されたプレイグニッション発生可能性有無を閾値とする判定値を超えるか否か判定する手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火プラグの碍子先端温度推定システム。   Whether or not the estimated spark plug insulator tip temperature exceeds a preset judgment value using the possibility of occurrence of pre-ignition as a threshold with reference to the pre-ignition occurrence limit map using the estimated spark plug insulator tip temperature as a parameter 6. The spark plug insulator tip temperature estimation system according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for determining whether or not.
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