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JP2010096060A - Ignition timing controller for internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing controller for internal combustion engine Download PDF

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JP2010096060A
JP2010096060A JP2008266489A JP2008266489A JP2010096060A JP 2010096060 A JP2010096060 A JP 2010096060A JP 2008266489 A JP2008266489 A JP 2008266489A JP 2008266489 A JP2008266489 A JP 2008266489A JP 2010096060 A JP2010096060 A JP 2010096060A
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knock
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Abstract

【課題】EGR装置を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関のノッキングの回避と失火の抑制とを好適に両立させることの可能な技術を提供する。
【解決手段】ノッキングの検出時におけるEGR率(ノックEGR率Rkcs)が境界EGR率Rboを超えている場合に、ノック回避点火時期STkcsが内燃機関の失火しない遅角側の限界点火時期である失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、吸気側VVTに圧縮比を低減させる圧縮比低減制御をノック制御に先行して実行することによって遅角要求量COlagを低減させる(S205)。圧縮比低減制御が実行された場合に、圧縮比の低減により遅角要求量COlagが減少する分だけノック制御に係るノック回避点火時期STkcsを進角側に変更させる(S206)。
【選択図】図7
In an ignition timing control device for an internal combustion engine equipped with an EGR device, there is provided a technique capable of suitably achieving both avoidance of knocking of the internal combustion engine and suppression of misfire.
When the EGR rate at the time of detection of knocking (knock EGR rate Rkcs) exceeds the boundary EGR rate Rbo, the knock avoidance ignition timing STkcs is a misfire that is a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire. It is determined that the ignition timing is set to the retard side relative to the limit ignition timing STmf, and the retard request amount COlag is reduced by executing the compression ratio reduction control for reducing the compression ratio on the intake side VVT prior to the knock control ( S205). When the compression ratio reduction control is executed, the knock avoidance ignition timing STkcs related to the knock control is changed to the advance side by the amount by which the retardation required amount COlag is reduced by the reduction of the compression ratio (S206).
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。   The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine.

内燃機関のノッキングとは、内燃機関の通常の燃焼が火炎伝播により燃焼室内に広がって徐々に燃焼圧が上昇していくのに対して、火炎伝播が届いていない未燃焼混合気が燃焼室内で自然発火を起こす現象である。ノッキングは、点火プラグの電極やピストンの過熱、溶損等の原因となるため、混合気への点火時期を最適化するノック制御が行われる。この種のノック制御としては、例えば特許文献1には、ノッキングが検出された場合に点火時期を遅角側に補正し、ノッキングが検知されていないときには進角側に補正する制御が開示されている。   The knocking of the internal combustion engine means that the normal combustion of the internal combustion engine spreads in the combustion chamber due to the propagation of flame and the combustion pressure gradually increases, whereas the unburned mixture that has not reached the flame propagation in the combustion chamber. It is a phenomenon that causes spontaneous ignition. Knocking causes overheating, melting, etc. of the spark plug electrode and piston, so that knock control is performed to optimize the ignition timing for the air-fuel mixture. As this type of knock control, for example, Patent Document 1 discloses a control that corrects the ignition timing to the retard side when knocking is detected and corrects to the advance side when knocking is not detected. Yes.

ところで、内燃機関の燃費向上を図り、且つNOxの排出を低減する技術として、内燃機関から排気通路に排出された排気の一部を吸気通路に再循環させるEGR( Exaust Gas Recirculation )装置が公知である。上記ノック制御の実行に際して、EGR装置により排気の再循環(以下、EGRともいう)が行われている場合、EGRが行われていない場合に比べて燃焼室内の燃焼温度が低下し、また、燃焼の伝播速度が遅くなる傾向がある。これに関連して、特許文献2には、排気ガスの再循環量(以下、EGRガス量ともいう)に基づいてノック制御に係る点火時期を調整する技術が開示されている。また、特許文献3には、運転状態に応じて算出される点火時期をEGRの有無に応じて所要の進角値をもって進角側へ補正すると共に、その補正された点火時期を、ノッキングが発生し始める限界付近の時期まで所要の遅角値をもって遅角側へ補正する内燃機関の点火時期制御装置が開示されている。さらに、この従来技術では、ノック制御にかかる遅角値を運転状態に応じて算出される最大値の範囲内に制限すると共に、EGRの有無に応じて上記遅角値又は最大値を変更している。   By the way, an EGR (Exaust Gas Recirculation) device that recirculates part of the exhaust discharged from the internal combustion engine to the exhaust passage to the intake passage is known as a technique for improving the fuel efficiency of the internal combustion engine and reducing NOx emission. is there. When the exhaust gas recirculation (hereinafter also referred to as EGR) is performed by the EGR device when the knock control is performed, the combustion temperature in the combustion chamber is lower than that when the EGR is not performed, and the combustion is performed. There is a tendency that the propagation speed of is slow. In relation to this, Patent Document 2 discloses a technique for adjusting an ignition timing related to knock control based on an exhaust gas recirculation amount (hereinafter also referred to as an EGR gas amount). Further, in Patent Document 3, the ignition timing calculated according to the driving state is corrected to the advance side with a required advance value according to the presence or absence of EGR, and the corrected ignition timing is knocked. An ignition timing control device for an internal combustion engine is disclosed that corrects to a retarded angle side with a required retarded angle value until a timing near the limit at which it starts. Further, in this prior art, the retardation value for the knock control is limited within the range of the maximum value calculated according to the driving state, and the retardation value or the maximum value is changed according to the presence or absence of EGR. Yes.

その他の関連技術として、特許文献4には、ノッキングの検出に伴って点火時期を遅角側にリタードし、その後において点火時期を再びリタード前の時期まで進角させる制御を実行する技術が開示されている。この従来技術では、点火時期を再び進角させたときにノッキングが発生しないようなEGRガス量の増加量を算出し、点火時期を進角させる際にEGRガス量を増加させている。また、特許文献5には、いわゆる外部EGRガス量及び内部EGRガス量を制御して、ノッキングを回避するための技術が開示されている。
特開2005−127154号公報 特開2007−16609号公報 特開平8−151971号公報 特開2006−291795号公報 特開2003−328839号公報
As another related technique, Patent Document 4 discloses a technique for executing a control for retarding the ignition timing to the retard side in accordance with the detection of knocking, and then advancing the ignition timing to the timing before the retard again. ing. In this prior art, an increase amount of the EGR gas amount is calculated so that knocking does not occur when the ignition timing is advanced again, and the EGR gas amount is increased when the ignition timing is advanced. Patent Document 5 discloses a technique for avoiding knocking by controlling a so-called external EGR gas amount and internal EGR gas amount.
JP 2005-127154 A JP 2007-16609 A JP-A-8-151971 JP 2006-291895 A JP 2003-328839 A

ここで、EGR装置によって比較的多量のEGRガスが内燃機関に導入されているときにノッキングが検出された場合、単純に点火時期を遅角させるのでは内燃機関の燃焼状態が悪化してしまい、機関が失火する虞がある。本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、EGR装置を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関のノッキングの回避と失火の抑制とを好適に両立させることの可能な技術を提供することである。   Here, if knocking is detected when a relatively large amount of EGR gas is being introduced into the internal combustion engine by the EGR device, simply retarding the ignition timing will deteriorate the combustion state of the internal combustion engine, The engine may be misfired. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suitably achieve both avoidance of knocking of the internal combustion engine and suppression of misfire in the ignition timing control device of the internal combustion engine provided with the EGR device. Is to provide possible technology.

上記した課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用した。
すなわち、本発明における内燃機関の点火時期制御装置は、
内燃機関の混合気に点火する点火装置と、
前記内燃機関の排気通路に排出された排気の一部を吸気通路に再循環させるEGR装置と、
前記内燃機関の圧縮比を変更可能な圧縮比変更手段と、
前記内燃機関の点火時期を、運転状態に応じた基本点火時期に対してEGR率が高いほど大きな進角補正量をもって進角させた点火時期に制御する点火時期制御手段と、
前記内燃機関のノッキングを検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段によってノッキングが検出された場合に、前記内燃機関の点火時期を、現在の点火時期からノッキングの回避に要求される遅角要求量だけ遅角させた時期として設定される所定のノック回避点火時期まで遅角させるノック制御を実行するノック制御手段と、
ノッキングの検出時におけるEGR率が所定の境界EGR率を超えている場合に、前記ノック回避点火時期が前記内燃機関の失火しない遅角側の限界点火時期である所定の失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別し、前記圧縮比変更手段に圧縮比を低減させる圧縮比低減制御を前記ノック制御に先行して実行することによって前記遅角要求量を低減させる先行制御手段と、
前記圧縮比低減制御が実行された場合に、圧縮比の低減により前記遅角要求量が減少する分だけ前記ノック制御に係る前記ノック回避点火時期を進角側に変更させる設定変更手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the ignition timing control device for an internal combustion engine in the present invention is
An ignition device for igniting an air-fuel mixture of an internal combustion engine;
An EGR device for recirculating a part of the exhaust discharged to the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Compression ratio changing means capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine to an ignition timing that is advanced with a larger advance correction amount as the EGR rate is higher than the basic ignition timing according to the operating state;
Knock detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
When knocking is detected by the knock detection means, a predetermined knock that is set as a time when the ignition timing of the internal combustion engine is retarded from the current ignition timing by a retard amount required for avoiding knocking Knock control means for performing knock control to retard the avoidance ignition timing;
When the EGR rate at the time of knocking detection exceeds a predetermined boundary EGR rate, the knock avoidance ignition timing is later than a predetermined misfire limit ignition timing which is a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire. Preceding control means for reducing the retardation request amount by determining that the compression ratio is set to the corner side and executing compression ratio reduction control for reducing the compression ratio in the compression ratio changing means prior to the knock control;
When the compression ratio reduction control is executed, setting changing means for changing the knock avoidance ignition timing related to the knock control to the advance side by the amount by which the required retard amount is reduced due to the reduction of the compression ratio;
It is characterized by providing.

本発明では、混合気への点火時期に係る制御に際して、運転状態に応じた基本点火時期がEGR率に応じた進角補正量をもって進角補正される。これにより、EGR率に応じて混合気の燃焼温度や燃焼の伝播速度が変化しても、点火時期を最大トルクが得られる最適値(例えば、MBT: Minimum spark advance for Best Torque)により近づけることができる。   In the present invention, during the control related to the ignition timing for the air-fuel mixture, the basic ignition timing corresponding to the operating state is advanced with the advance correction amount corresponding to the EGR rate. Thereby, even if the combustion temperature of the air-fuel mixture and the propagation speed of combustion change according to the EGR rate, the ignition timing can be made closer to an optimum value (for example, MBT: Minimum spark advance for Best Torque). it can.

上記のように点火時期が制御される内燃機関において、燃料のオクタン価や吸気温度のばらつき、EGRガス量のばらつきなど、様々な要因によって内燃機関にノッキングが起こる場合がある。本発明では、ノック検出手段によりノッキングが検出された場合、内燃機関の点火時期がノッキングを回避(抑制)するために要求される遅角要求量をもって遅角補正されることで、ノッキングを回避することができる。   In the internal combustion engine in which the ignition timing is controlled as described above, knocking may occur in the internal combustion engine due to various factors such as a variation in fuel octane number, intake air temperature, and EGR gas amount. In the present invention, when knocking is detected by the knock detection means, the ignition timing of the internal combustion engine is retarded with the required amount of retard required to avoid (suppress) knocking, thereby avoiding knocking. be able to.

ここで、失火限界点火時期は、内燃機関が失火しない遅角側の限界点火時期として定義されるところ、この失火限界点火時期はEGR率に概ね相関した値として定まる。より詳しくは、EGR率が高いほど混合気中に占める不活性ガス成分の割合が多くなるため、点火時期が等しい条件下においてはEGR率が高いほど失火しやすくなる。そのため、EGR率が高いほど失火限界点火時期は進角側に移行することになる。   Here, the misfire limit ignition timing is defined as a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire, and the misfire limit ignition timing is determined as a value generally correlated with the EGR rate. More specifically, the higher the EGR rate, the greater the proportion of the inert gas component in the air-fuel mixture. Therefore, the higher the EGR rate, the easier the misfire occurs under the same ignition timing conditions. Therefore, the misfire limit ignition timing shifts to the advance side as the EGR rate increases.

これに対して、EGR率が高いほど点火時期の進角補正量は大きくなるため、内燃機関がいわゆる大量EGRを行っている状態、すなわちEGR率が比較的高く維持されている状態でノッキングが発生すると、ノック制御を行う際の点火時期の目標値であるノック回避点火時期が失火限界点火時期を超えて遅角側に設定される可能性が高くなる。   In contrast, the higher the EGR rate, the larger the ignition timing advance correction amount. Therefore, knocking occurs when the internal combustion engine is performing so-called mass EGR, that is, when the EGR rate is maintained relatively high. Then, there is a high possibility that the knock avoidance ignition timing, which is the target value of the ignition timing when performing the knock control, exceeds the misfire limit ignition timing and is set to the retard side.

そこで、上記構成においては、ノッキングの検出時におけるEGR率(以下、ノックEGR率という)が境界EGR率を超えている場合に、ノック回避点火時期が失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別することとした。この境界EGR率は、EGR率の
増加に伴い、ノック回避点火時期が失火限界点火時期に比べて進角側の時期から遅角側の時期へと切り替わるときのEGR率である。言い換えると、境界EGR率はノック回避点火時期の設定値が失火限界点火時期と一致するときのEGR率に該当する。この構成によれば、ノック制御をそのまま実行してしまうと内燃機関が失火する虞があるか否かをノックEGR率に基づいて容易に判別することができる。
Therefore, in the above configuration, when the EGR rate at the time of knocking detection (hereinafter referred to as the knock EGR rate) exceeds the boundary EGR rate, the knock avoidance ignition timing is set to be retarded from the misfire limit ignition timing. It was decided to determine. This boundary EGR rate is an EGR rate when the knock avoidance ignition timing is switched from the advance timing to the retard timing as compared to the misfire limit ignition timing as the EGR rate increases. In other words, the boundary EGR rate corresponds to the EGR rate when the set value of the knock avoidance ignition timing coincides with the misfire limit ignition timing. According to this configuration, it is possible to easily determine whether or not the internal combustion engine may misfire if the knock control is executed as it is based on the knock EGR rate.

そして、ノック回避点火時期が失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別した場合、この構成では圧縮比低減制御がノック制御に先立って実行されるので、燃焼室での燃焼を緩慢にすることができる。その結果、ノッキング強度が低減されることにより、上記遅角要求量を低減させることができる。   If it is determined that the knock avoidance ignition timing is set to be retarded from the misfire limit ignition timing, the compression ratio reduction control is executed prior to the knock control in this configuration, so the combustion in the combustion chamber is slowed down. Can be. As a result, the required amount of retardation can be reduced by reducing the knocking strength.

ここで、ノック回避点火時期の設定値は、圧縮比低減制御の実行によって遅角要求量が減少する分だけ進角側に変更される。そのため、設定変更手段による変更後におけるノック回避点火時期を少なくとも失火限界点火時期まで進角するように遅角要求量の低減量を調節すると良い。すなわち、変更後におけるノック回避点火時期が失火限界点火時期と一致し(同位相となり)、又は該失火限界点火時期に比べて進角側となるように圧縮低減制御に係る圧縮比の低減量を調節すると良い。これにより、ノックEGR率の大小に関わらず、ノッキングの迅速な回避と内燃機関の失火の抑制とを好適に両立することができる。   Here, the set value of the knock avoidance ignition timing is changed to the advance side by the amount by which the required retard amount is reduced by executing the compression ratio reduction control. For this reason, it is preferable to adjust the reduction amount of the retard required amount so that the knock avoidance ignition timing after the change by the setting changing means is advanced to at least the misfire limit ignition timing. That is, the amount of reduction in the compression ratio related to the compression reduction control is set so that the knock avoidance ignition timing after the change coincides with the misfire limit ignition timing (becomes the same phase) or is advanced relative to the misfire limit ignition timing. Adjust it. Thereby, irrespective of the magnitude of the knock EGR rate, quick avoidance of knocking and suppression of misfire of the internal combustion engine can both be suitably achieved.

また、他の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、
内燃機関の混合気に点火する点火装置と、
前記内燃機関の排気通路に排出された排気の一部を吸気通路に再循環させるEGR装置と、
前記内燃機関の点火時期を、運転状態に応じた基本点火時期に対してEGR率が高いほど大きな進角補正量をもって進角させた点火時期に制御する点火時期制御手段と、
前記内燃機関のノッキングを検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段によってノッキングが検出された場合に、前記内燃機関の点火時期を、現在の点火時期からノッキングの回避に要求される遅角要求量だけ遅角させた時期として設定される所定のノック回避点火時期まで遅角させるノック制御を実行するノック制御手段と、
ノッキングの検出時におけるEGR率が所定の境界EGR率を超えている場合に、前記ノック回避点火時期が前記内燃機関の失火しない遅角側の限界点火時期である所定の失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別し、前記EGR装置にEGR率を低減させるEGR率低減制御を前記ノック制御に先行して実行することによって前記失火限界点火時期を遅角側に移行させる先行制御手段と、
前記EGR率低減制御が実行された場合に、EGR率の低減により前記進角補正量が減少する分だけ前記ノック制御に係る前記ノック回避点火時期の設定値を遅角側に変更する設定変更手段と、
を備えることを特徴とする。
An ignition timing control device for an internal combustion engine according to another invention is
An ignition device for igniting an air-fuel mixture of an internal combustion engine;
An EGR device for recirculating a part of the exhaust discharged to the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine to an ignition timing that is advanced with a larger advance correction amount as the EGR rate is higher than the basic ignition timing according to the operating state;
Knock detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
When knocking is detected by the knock detection means, a predetermined knock that is set as a time when the ignition timing of the internal combustion engine is retarded from the current ignition timing by a retard amount required for avoiding knocking Knock control means for performing knock control to retard the avoidance ignition timing;
When the EGR rate at the time of knocking detection exceeds a predetermined boundary EGR rate, the knock avoidance ignition timing is later than a predetermined misfire limit ignition timing which is a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire. Prior control means for determining that the angle is set to the corner side and causing the EGR device to shift the misfire limit ignition timing to the retard side by executing EGR rate reduction control for reducing the EGR rate prior to the knock control. When,
When the EGR rate reduction control is executed, setting change means for changing the set value of the knock avoidance ignition timing related to the knock control to the retard side by the amount by which the advance correction amount is reduced by the reduction of the EGR rate. When,
It is characterized by providing.

本発明では、ノック回避点火時期が失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別した場合、EGR率低減制御がノック制御に先立って実行される。このように、EGR率を低減させることによって失火限界点火時期をEGR率の低減量に応じて遅角側に移行させることができる。また、EGR率低減制御によってEGR率が低減されると、EGR率の低減前に比べて混合気の燃焼速度が増加するため、EGR率低減制御の実行後におけるEGR率に対応する進角補正量は少なくなる。これに対して、この構成では、進角補正量の減少量に応じてノック回避点火時期の設定値が遅角側に変更されるので、ノック回避点火時期をノッキングの回避に適正な値へと変更することができる。   In the present invention, when it is determined that the knock avoidance ignition timing is set to be retarded from the misfire limit ignition timing, the EGR rate reduction control is executed prior to the knock control. Thus, by reducing the EGR rate, the misfire limit ignition timing can be shifted to the retard side according to the amount of reduction in the EGR rate. Further, when the EGR rate is reduced by the EGR rate reduction control, the combustion speed of the air-fuel mixture increases compared to before the EGR rate is reduced. Therefore, the advance correction amount corresponding to the EGR rate after the execution of the EGR rate reduction control Will be less. On the other hand, in this configuration, the set value of the knock avoidance ignition timing is changed to the retard side in accordance with the amount of decrease in the advance correction amount, so that the knock avoidance ignition timing is set to an appropriate value for avoiding knocking. Can be changed.

ここで、EGR率低減制御を実行した場合における進角補正量の減少量と、失火限界点
火時期の遅角側への移行量との関係について着目すると、進角補正量の減少量に比べて失火限界点火時期の移行量の方が大きくなる。すなわち、EGR率の単位低減量当たりにおける進角補正量の減少量よりも失火限界点火時期の移行量の方が大きくなる。
Here, focusing on the relationship between the amount of decrease in the advance correction amount when the EGR rate reduction control is executed and the amount of shift to the retard side of the misfire limit ignition timing, compared to the amount of decrease in the advance correction amount The shift amount of the misfire limit ignition timing becomes larger. That is, the shift amount of the misfire limit ignition timing is larger than the decrease amount of the advance correction amount per unit reduction amount of the EGR rate.

従って、EGR率低減制御にかかるEGR率の低減量を調節することにより、設定変更手段による変更後のノック回避点火時期とEGR率の低減後における失火限界点火時期との関係を容易に調整することができる。ここで、設定変更手段による変更後のノック回避点火時期がEGR率の低減後における失火限界点火時期と一致し(同位相となり)、又は変更後のノック回避点火時期がEGR率の低減後における失火限界点火時期に比べて進角側となるようにEGR率低減制御に係るEGR率の低減量を調節すると良い。これにより、ノックEGR率の大小に関わらず、ノッキングの迅速な回避と内燃機関の失火の抑制とを好適に両立することができる。   Therefore, the relationship between the knock avoidance ignition timing after the change by the setting changing means and the misfire limit ignition timing after the reduction of the EGR rate can be easily adjusted by adjusting the amount of reduction of the EGR rate related to the EGR rate reduction control. Can do. Here, the knock avoidance ignition timing after the change by the setting changing means coincides (becomes the same phase) as the misfire limit ignition timing after the EGR rate is reduced, or the knock avoidance ignition timing after the change is the misfire after the EGR rate is reduced. It is preferable to adjust the amount of EGR rate reduction related to the EGR rate reduction control so that it is on the advance side compared to the limit ignition timing. Thereby, irrespective of the magnitude of the knock EGR rate, quick avoidance of knocking and suppression of misfire of the internal combustion engine can both be suitably achieved.

また、先行制御手段は、設定変更手段による変更後のノック回避点火時期とEGR率の低減後における失火限界点火時期とが一致する(同位相となる)ようにEGR率の低減量を調節すると、より好適である。これによれば、ノック制御の実行に際してEGRが停止されたり、EGR率が著しく低下させられることがない。つまり、ノッキングの回避と失火の抑制とを両立しつつ、EGR率を可及的に高く維持することができる。従って、EGRによる内燃機関の燃費向上に係る効果を最大限に享受することができる。   In addition, when the advance control means adjusts the amount of reduction in the EGR rate so that the knock avoidance ignition timing after the change by the setting change means matches the misfire limit ignition timing after the EGR rate is reduced (same phase), More preferred. According to this, the EGR is not stopped or the EGR rate is not significantly reduced when the knock control is executed. That is, it is possible to maintain the EGR rate as high as possible while achieving both avoidance of knocking and suppression of misfire. Therefore, the effect relating to the improvement of the fuel consumption of the internal combustion engine by EGR can be enjoyed to the maximum extent.

また、内燃機関の圧縮比を変更可能な圧縮比変更手段を更に備え、先行制御手段は、EGR率低減制御と併せて、圧縮比変更手段に圧縮比を低減させる圧縮比低減制御を実行することによって遅角要求量を低減させ、設定変更手段は、ノック回避点火時期を、EGR率の低減によって進角補正量が低減する分だけ遅角側に変更させ、且つ、圧縮比の低減によって遅角要求量が低減する分だけ進角側に変更させても良い。   Further, the apparatus further comprises compression ratio changing means capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine, and the preceding control means executes compression ratio reduction control for reducing the compression ratio by the compression ratio changing means together with the EGR rate reduction control. The setting change means changes the knock avoidance ignition timing to the retard side by the amount by which the advance correction amount is reduced by reducing the EGR rate, and retards by reducing the compression ratio. The advance amount may be changed by an amount corresponding to a reduction in the required amount.

かかる構成においては、先行制御手段は、EGR率低減制御及び圧縮比低減制御の実行に際して、設定変更手段による変更後のノック回避点火時期がEGR率の低減後における失火限界点火時期と一致し(同位相となり)、又は変更後のノック回避点火時期がEGR率の低減後における失火限界点火時期に比べて進角側となるようにEGR率の低減量及び圧縮比の低減量を調節する。これにより、ノックEGR率の大小に関わらず、ノッキングの迅速な回避と内燃機関の失火の抑制とを好適に両立することができる。また、この構成によれば、EGR率の低減量と圧縮比の低減量とを調節する際の自由度を高めることができる。   In such a configuration, when the EGR rate reduction control and the compression ratio reduction control are executed, the preceding control unit matches the knock avoidance ignition timing after the change by the setting change unit with the misfire limit ignition timing after the EGR rate is reduced (same as above). The EGR rate reduction amount and the compression ratio reduction amount are adjusted such that the knock avoidance ignition timing after the change or the changed knock avoidance ignition timing is more advanced than the misfire limit ignition timing after the EGR rate reduction. Thereby, irrespective of the magnitude of the knock EGR rate, quick avoidance of knocking and suppression of misfire of the internal combustion engine can both be suitably achieved. Moreover, according to this structure, the freedom degree at the time of adjusting the reduction amount of an EGR rate and the reduction amount of a compression ratio can be raised.

また、圧縮比変更手段は、内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁装置を有し、先行制御手段は、圧縮比低減制御に際して、可変動弁装置に吸気弁の閉弁時期を変更させることによって内燃機関の有効圧縮比を低減させても良い。有効圧縮比は、吸気弁の閉弁時におけるシリンダ容積を燃焼室容積(ピストンが上死点にある時のシリンダ容積)によって除した値である。その他、圧縮比変更手段は、内燃機関の機械圧縮比を変更可能な機構であっても良い。なお、機械圧縮比は、ピストンが下死点にある時のシリンダ容積を燃焼室容積で除した値である。   Further, the compression ratio changing means has a variable valve operating device capable of changing the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine, and the preceding control means is arranged to close the intake valve in the variable valve operating device during the compression ratio reduction control. The effective compression ratio of the internal combustion engine may be reduced by changing the timing. The effective compression ratio is a value obtained by dividing the cylinder volume when the intake valve is closed by the combustion chamber volume (cylinder volume when the piston is at top dead center). In addition, the compression ratio changing means may be a mechanism capable of changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine. The mechanical compression ratio is a value obtained by dividing the cylinder volume when the piston is at the bottom dead center by the combustion chamber volume.

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。   The means for solving the problems in the present invention can be combined as much as possible.

本発明によれば、EGR装置を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関のノッキングの回避と失火の抑制とを好適に両立させることができる。   According to the present invention, in an ignition timing control device for an internal combustion engine provided with an EGR device, it is possible to suitably achieve both avoidance of knocking of the internal combustion engine and suppression of misfire.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are intended to limit the technical scope of the invention only to those unless otherwise specified. is not.

図1は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は、4つのシリンダ(気筒)2を有する車両駆動用の火花点火内燃機関(ガソリンエンジン)である。シリンダ2内には、ピストン3が摺動自在に設けられている。このピストン3は、コンロッド4を介してクランクシャフト5に接続されており、ピストン3の往復運動に伴ってクランクシャフト5が回転する。シリンダ2内上部の燃焼室6には吸気ポート7と排気ポート8とが接続されている。吸気ポート7及び排気ポート8の燃焼室6への開口部は、それぞれ吸気弁9及び排気弁10によって開閉される。また、吸気弁9の開閉は吸気側カム11の回転駆動によって制御される。排気弁10の開閉は排気側カム12の回転駆動によって制御される。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 is a spark ignition internal combustion engine (gasoline engine) for driving a vehicle having four cylinders (cylinders) 2. A piston 3 is slidably provided in the cylinder 2. The piston 3 is connected to a crankshaft 5 via a connecting rod 4, and the crankshaft 5 rotates as the piston 3 reciprocates. An intake port 7 and an exhaust port 8 are connected to the combustion chamber 6 in the upper part of the cylinder 2. The openings of the intake port 7 and the exhaust port 8 to the combustion chamber 6 are opened and closed by an intake valve 9 and an exhaust valve 10, respectively. The opening and closing of the intake valve 9 is controlled by the rotational drive of the intake side cam 11. Opening and closing of the exhaust valve 10 is controlled by rotational driving of the exhaust side cam 12.

各シリンダ2には、燃焼室6内の混合気へと点火する点火プラグ15が設けられている。この点火プラグ15は、スパーク(火花)を発生させる電極部が燃焼室6に臨んで設置されており、スパークを発生させることで燃焼室6内の混合気に点火する。本実施例においては点火プラグ15が本発明における点火装置に相当する。尚、点火プラグ15に対する印加電圧は、図示しない点火コイルによって供給される。   Each cylinder 2 is provided with a spark plug 15 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 6. The spark plug 15 has an electrode portion that generates sparks (sparks) facing the combustion chamber 6 and ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 by generating sparks. In this embodiment, the spark plug 15 corresponds to the ignition device in the present invention. The voltage applied to the spark plug 15 is supplied by an ignition coil (not shown).

吸気ポート7には、該吸気ポート7内に燃料を噴射する燃料噴射弁18が設けられている。また、吸気ポート7は吸気通路19に接続され、排気ポート8は排気通路20に接続されている。吸気通路19には、該吸気通路19内を流通する新気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ21が設けられている。また、エアフローメータ21よりも下流側の吸気通路19には、該吸気通路19内を流通する新気の流量を調節するスロットル弁22が設けられている。また、排気通路20には排気浄化装置(例えば、三元触媒等)23が設けられている。   The intake port 7 is provided with a fuel injection valve 18 that injects fuel into the intake port 7. The intake port 7 is connected to the intake passage 19, and the exhaust port 8 is connected to the exhaust passage 20. The intake passage 19 is provided with an air flow meter 21 that outputs an electric signal corresponding to the mass of fresh air flowing through the intake passage 19. A throttle valve 22 that adjusts the flow rate of fresh air flowing through the intake passage 19 is provided in the intake passage 19 on the downstream side of the air flow meter 21. The exhaust passage 20 is provided with an exhaust purification device (for example, a three-way catalyst) 23.

上記構成における内燃機関1の吸気系では、吸気通路19を流れる新気がスロットル弁22によって流量を調節され、吸気ポート7内において燃料噴射弁18から噴射された燃料とともに混合気を形成する。この混合気は各シリンダ2に導入され、点火プラグ16により着火されることによって燃焼する。その結果、ピストン3が往復運動することによってクランクシャフト5が回転し、内燃機関1の駆動力が得られる。   In the intake system of the internal combustion engine 1 having the above-described configuration, the flow rate of fresh air flowing through the intake passage 19 is adjusted by the throttle valve 22 and forms an air-fuel mixture together with the fuel injected from the fuel injection valve 18 in the intake port 7. This air-fuel mixture is introduced into each cylinder 2 and combusted by being ignited by the spark plug 16. As a result, when the piston 3 reciprocates, the crankshaft 5 rotates and the driving force of the internal combustion engine 1 is obtained.

また、上記構成における内燃機関1の排気系によれば、排気弁10が排気ポート8を開くことにより排気ガスが排気通路20へと排出される。そして、この排気ガスは、該排気ガス中に含まれる有害物質が該排気浄化装置23にて浄化された後、図示しないマフラーを介して大気中へと放出される。   Further, according to the exhaust system of the internal combustion engine 1 having the above configuration, the exhaust valve 10 opens the exhaust port 8 so that the exhaust gas is discharged into the exhaust passage 20. The exhaust gas is discharged into the atmosphere through a muffler (not shown) after the harmful substances contained in the exhaust gas are purified by the exhaust gas purification device 23.

さらに、内燃機関1は、排気通路20に排出された排気ガスの一部を吸気通路19に再循環させる排気ガス再循環装置(EGR装置)25を備える。このEGR装置25は、EGR通路26、EGR弁27、EGRクーラ28により構成される。EGR通路26は、排気浄化装置23よりも上流側の排気通路20及びスロットル弁22よりも下流側の吸気通路19を接続している。また、EGR弁27はEGR通路26に設けられ、該EGR通路26内を流通する再循環ガス(EGRガス)の流量を調節する。また、EGRクーラ28は、EGR通路26に設けられ、該EGR通路26内を流通するEGRガスを冷却する。ここで、EGR弁27が開弁されると、排気通路20を流れる排気ガスの一部がEGR
通路26を介して吸気通路19へと再循環する。このEGRガスは、吸気通路19を流れる新気と混ざりつつ各シリンダ2に導入される。EGRガスには、水や二酸化炭素のように、自らが燃焼することなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれている。そのため、EGRガスを混合気中に含有させると、混合気の燃焼温度が低くなり、以って窒素酸化物(NOx)の発生量が低減される。また、EGRガスを混合気中に含有させると、燃料消費率を向上させる効果も期待できる。
Furthermore, the internal combustion engine 1 includes an exhaust gas recirculation device (EGR device) 25 that recirculates a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage 20 to the intake passage 19. The EGR device 25 includes an EGR passage 26, an EGR valve 27, and an EGR cooler 28. The EGR passage 26 connects the exhaust passage 20 upstream of the exhaust purification device 23 and the intake passage 19 downstream of the throttle valve 22. The EGR valve 27 is provided in the EGR passage 26 and adjusts the flow rate of the recirculation gas (EGR gas) flowing through the EGR passage 26. The EGR cooler 28 is provided in the EGR passage 26 and cools the EGR gas flowing through the EGR passage 26. Here, when the EGR valve 27 is opened, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 20 becomes EGR.
The air is recirculated to the intake passage 19 through the passage 26. The EGR gas is introduced into each cylinder 2 while being mixed with fresh air flowing through the intake passage 19. The EGR gas contains an inert gas component that does not burn itself and has a high heat capacity, such as water and carbon dioxide. Therefore, when the EGR gas is contained in the air-fuel mixture, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered, thereby reducing the amount of nitrogen oxide (NOx) generated. Further, when EGR gas is contained in the air-fuel mixture, an effect of improving the fuel consumption rate can be expected.

内燃機関1には、内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU30が併設されている。このECU30は、CPUの他、各種のプログラム及びマップを記憶するROM、RAM等を備えており、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御する。また、内燃機関1には、アクセル開度センサ32、クランクポジションセンサ33、ノックセンサ34が設けられている。アクセル開度センサ32は、アクセルペダル31の操作量(アクセル開度)に応じた電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ33は、クランクシャフト5の回転角を検出するセンサである。また、ノックセンサ34は、ノッキングが発生したときに発生する振動を検出してその振動の大きさに応じたノック信号KCSを出力するセンサである。   The internal combustion engine 1 is provided with an ECU 30 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. In addition to the CPU, the ECU 30 includes a ROM, a RAM, and the like that store various programs and maps, and controls the operating condition of the internal combustion engine 1 according to the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request. The internal combustion engine 1 is provided with an accelerator opening sensor 32, a crank position sensor 33, and a knock sensor 34. The accelerator opening sensor 32 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal 31. The crank position sensor 33 is a sensor that detects the rotation angle of the crankshaft 5. The knock sensor 34 is a sensor that detects vibration generated when knocking occurs and outputs a knock signal KCS corresponding to the magnitude of the vibration.

内燃機関1にノッキングが発生するとシリンダ2内では高周波の圧力振動(例えば、5〜9kHz)が発生し、この圧力振動がシリンダブロックに伝わる。ノックセンサ34は、圧電素子によりシリンダブロックに伝わる振動を検出し、この振動を電気信号に変換する。なお、ノッキングの強さ(ノッキング強度)は、圧力振動の振幅を検出することによって推定することができる。   When knocking occurs in the internal combustion engine 1, high-frequency pressure vibration (for example, 5 to 9 kHz) is generated in the cylinder 2, and this pressure vibration is transmitted to the cylinder block. Knock sensor 34 detects the vibration transmitted to the cylinder block by the piezoelectric element, and converts this vibration into an electric signal. The knocking strength (knocking strength) can be estimated by detecting the amplitude of pressure vibration.

上述したエアフローメータ21、アクセル開度センサ32、クランクポジションセンサ33、ノックセンサ34は電気配線を介してECU30と接続され、これら各種センサの出力信号がECU30に入力される。例えば、ECU30は、アクセル開度センサ32及びクランクポジションセンサ33の出力信号に基づいて内燃機関1の機関負荷LE及び機関回転数NEを算出する。また、点火プラグ15、燃料噴射弁18、スロットル弁22、EGR弁27が電気配線を介してECU30と接続されており、これらの各種装置が内燃機関1の運転状態に応じてECU30により制御される。   The air flow meter 21, the accelerator opening sensor 32, the crank position sensor 33, and the knock sensor 34 described above are connected to the ECU 30 via electrical wiring, and output signals from these various sensors are input to the ECU 30. For example, the ECU 30 calculates the engine load LE and the engine speed NE of the internal combustion engine 1 based on the output signals from the accelerator opening sensor 32 and the crank position sensor 33. Further, the spark plug 15, the fuel injection valve 18, the throttle valve 22, and the EGR valve 27 are connected to the ECU 30 through electric wiring, and these various devices are controlled by the ECU 30 according to the operating state of the internal combustion engine 1. .

本実施例では、内燃機関1の運転状態(機関負荷LE及び機関回転数NE)毎に、EGR率[シリンダ2内に導入される全吸気量(新気量+EGRガス量)に対するEGRガス量の割合]の目標値が予め設定されている。このEGR率の目標値(以下、目標EGR率という)は、NOx発生量の低減、燃費消費率の向上を実現させる観点から、内燃機関1の運転状態毎にその最適値が予め実験等により求められており、ECU30はEGR率が目標EGR率に一致するようにEGR弁27の開度を制御する。   In this embodiment, for each operating state of the internal combustion engine 1 (engine load LE and engine speed NE), the EGR gas amount relative to the EGR rate [total intake air amount introduced into the cylinder 2 (new air amount + EGR gas amount)). The target value of [Ratio] is preset. The target value of the EGR rate (hereinafter referred to as the target EGR rate) is obtained in advance through experiments or the like in advance for each operating state of the internal combustion engine 1 from the viewpoint of realizing a reduction in NOx generation and an improvement in the fuel consumption rate. The ECU 30 controls the opening degree of the EGR valve 27 so that the EGR rate matches the target EGR rate.

本実施例における内燃機関1の点火時期(混合気への点火時期)STは、ECU30によって制御される。点火時期STは、内燃機関1の運転状態及びEGR率(目標EGR率)に応じて、該内燃機関1が最大トルクを得られるMBT( Minimum advance for Best Torque)となるように制御される。具体的には、点火時期STは、内燃機関1の運転状態(機関負荷LE、機関回転数NE)をパラメータとして設定される基本点火時期STbを、EGR率が高いほど大きな値として設定されるEGR進角補正量COadをもって進角側に補正した時期に制御される。なお、上記基本点火時期STbは、例えば、EGRを実行しないときの内燃機関1の運転状態に応じたMBTの値を採用することができる。   The ignition timing (ignition timing for the air-fuel mixture) ST of the internal combustion engine 1 in this embodiment is controlled by the ECU 30. The ignition timing ST is controlled so as to be an MBT (Minimum Advance for Best Torque) that allows the internal combustion engine 1 to obtain a maximum torque in accordance with the operating state of the internal combustion engine 1 and the EGR rate (target EGR rate). Specifically, the ignition timing ST is set such that the basic ignition timing STb, which is set with the operating state of the internal combustion engine 1 (engine load LE, engine speed NE) as a parameter, is set to a larger value as the EGR rate is higher. It is controlled at a time when the advance angle correction amount COad is corrected to the advance angle side. As the basic ignition timing STb, for example, a value of MBT according to the operating state of the internal combustion engine 1 when EGR is not executed can be adopted.

ここで、EGR率が高いほど混合気の燃焼温度は低く、且つ燃焼速度は遅くなるため、混合気の燃焼が緩慢となる。本実施例では、EGR率が高いほどEGR進角補正量COadが大きな値として設定される。そのため、多量のEGRガスが導入されることによって
混合気の燃焼伝播が遅くなっても、点火時期STを好適にMBTへと近づけることができる。本実施例においては、EGR進角補正量COadが本発明における進角補正量に相当する。また、内燃機関1の運転状態及びEGR率に応じて点火時期STを制御するECU30が本発明における点火時期制御手段に相当する。
Here, the higher the EGR rate, the lower the combustion temperature of the air-fuel mixture and the lower the combustion speed, so that the air-fuel mixture burns slowly. In the present embodiment, the EGR advance correction amount COad is set to a larger value as the EGR rate is higher. For this reason, even if the combustion propagation of the air-fuel mixture is delayed by introducing a large amount of EGR gas, the ignition timing ST can be suitably brought close to MBT. In this embodiment, the EGR advance angle correction amount COad corresponds to the advance angle correction amount in the present invention. The ECU 30 that controls the ignition timing ST in accordance with the operating state of the internal combustion engine 1 and the EGR rate corresponds to the ignition timing control means in the present invention.

ここで、燃料(ガソリン)のオクタン価や吸気温度のばらつき、EGRガスの導入量のばらつきなどに起因して内燃機関1にノッキングが発生する場合がある。このノッキングは、火炎伝播が届いていない未燃焼混合気が燃焼室6内で自然発火を起こす現象であり、点火プラグ15の電極やピストン3の過熱等を招く虞がある。そこで、ECU30は、ノックセンサ34の出力するノック信号KCSに基づいて、内燃機関1に発生するノッキングを検出する。本実施例においてはノックセンサ34及びECU30が本発明におけるノック検出手段に相当する。   Here, knocking may occur in the internal combustion engine 1 due to variations in the octane number of fuel (gasoline), intake air temperature, variations in the amount of EGR gas introduced, and the like. This knocking is a phenomenon in which the unburned mixture to which flame propagation does not reach causes spontaneous ignition in the combustion chamber 6 and may cause overheating of the electrode of the spark plug 15 and the piston 3. Therefore, the ECU 30 detects knocking occurring in the internal combustion engine 1 based on the knock signal KCS output from the knock sensor 34. In this embodiment, the knock sensor 34 and the ECU 30 correspond to the knock detection means in the present invention.

ECU30がノッキングを検出すると、点火時期STを遅角側に補正してノッキングを回避(抑制)するノック制御が実行される。より詳しくは、ECU30は、ノック信号KCSに基づき、ノッキングの回避に要求される遅角要求量COlagを設定する。そして、点火時期STを、現在の制御値から遅角要求量COlagだけ遅角させた時期として設定されるノック回避点火時期STkcsまで遅角させる。本実施例においては、ノック制御を実行するECU30が本発明におけるノック制御手段に相当する。なお、遅角要求量COlagの設定値は一定値とすることもできるし、ノッキング強度(ノッキングの強さの程度)が高いほど遅角要求量COlagを大きな値として設定することもできる。   When the ECU 30 detects knocking, knocking control is executed to avoid (suppress) knocking by correcting the ignition timing ST to the retard side. More specifically, the ECU 30 sets the retardation request amount COlag required for avoiding knocking based on the knock signal KCS. Then, the ignition timing ST is retarded to a knock avoidance ignition timing STkcs that is set as a timing that is retarded by the retardation request amount COlag from the current control value. In the present embodiment, the ECU 30 that executes knock control corresponds to the knock control means in the present invention. The set value of the retard required amount COlag can be a constant value, or the retard required amount COlag can be set to a larger value as the knocking strength (degree of knocking strength) is higher.

図2は、本実施例における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。図中の実線STは点火時期STとEGR率との関係を表す。一点鎖線STkcsは、ノック回避点火時期STkcsとEGR率との関係を表す。二点鎖線STmfは、失火限界点火時期STmfとEGR率との関係を表す。この図における遅角要求量COlagはEGR率に関わらず略一定である。失火限界点火時期STmfとは、内燃機関1に失火が生じない遅角側の限界点火時期として定義される。ここで、失火限界点火時期STmfとEGR率との関係には概ね相関があるという知見が本願発明者の鋭意研究により得られている。EGR率が高いほど混合気中に占める不活性ガス成分の割合が多くなるため、点火時期STが等しい条件下においてはEGR率が高いほど失火しやすくなる。つまり、図示のように、EGR率が高いほど失火限界点火時期STmfは進角側に移行する。   FIG. 2 is a map showing the relationship between the EGR rate and each of the ignition timing ST, knock avoidance ignition timing STkcs, and misfire limit ignition timing STmf in the present embodiment. The solid line ST in the figure represents the relationship between the ignition timing ST and the EGR rate. A one-dot chain line STkcs represents the relationship between the knock avoidance ignition timing STkcs and the EGR rate. A two-dot chain line STmf represents the relationship between the misfire limit ignition timing STmf and the EGR rate. The retardation request amount COlag in this figure is substantially constant regardless of the EGR rate. The misfire limit ignition timing STmf is defined as the retarded limit ignition timing at which no misfire occurs in the internal combustion engine 1. Here, knowledge that the relationship between the misfire limit ignition timing STmf and the EGR rate is generally correlated has been obtained by earnest research by the present inventors. The higher the EGR rate, the greater the proportion of the inert gas component in the air-fuel mixture. Therefore, under conditions where the ignition timing ST is equal, the higher the EGR rate, the easier the misfire. That is, as shown in the figure, the misfire limit ignition timing STmf shifts to the advance side as the EGR rate increases.

ここで、EGR率に応じた点火時期STと失火限界点火時期STmfとの関係に着目すると、EGR率が低いときには双方の位相差は比較的大きい。そして、EGR率の増加に従って双方の位相差が徐々に減少していく。従って、点火時期STを遅角要求量COlagによって遅角補正したノック回避点火時期STkcsと失火限界点火時期STmfとを対比すると、EGR率が低いときと高いときとでは双方の位相関係が逆転する。すなわち、図中の横軸に示す符号Rboのように、EGR率の増加に従って、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfを基準として進角側の時期(領域)から遅角側の時期(領域)へと切り替わるときのEGR率(以下、境界EGR率という)が存在する。この境界EGR率Rboは、ノック回避点火時期STkcsと失火限界点火時期STmfとが一致するときのEGR率ということができる。   Here, focusing on the relationship between the ignition timing ST corresponding to the EGR rate and the misfire limit ignition timing STmf, when the EGR rate is low, the phase difference between the two is relatively large. Then, both phase differences gradually decrease as the EGR rate increases. Therefore, when the knock avoidance ignition timing STkcs obtained by retarding the ignition timing ST with the retardation request amount COlag and the misfire limit ignition timing STmf are compared, the phase relationship between the two is reversed when the EGR rate is low and high. That is, as indicated by the symbol Rbo shown on the horizontal axis in the figure, as the EGR rate increases, the knock avoidance ignition timing STkcs is changed from the advance side timing (region) to the retard side timing (region) with reference to the misfire limit ignition timing STmf ( There is an EGR rate (hereinafter referred to as a boundary EGR rate) when switching to (region). This boundary EGR rate Rbo can be said to be the EGR rate when the knock avoidance ignition timing STkcs and the misfire limit ignition timing STmf coincide.

ノッキングの検出時におけるEGR率(以下、ノックEGR率Rkcsという)に着目すると、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rbo以下である場合には、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも進角側の時期、或いは同位相の時期として設定される。例えば、図2の横軸に示した符号R1は境界EGR率Rboに比べて小さい。そのため、ノックEGR率RkcsがR1のときに対応する点火時期ST、ノ
ック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々を符号ST1、STkcs1、STmf1で表すと、STkcs1はSTmf1よりも進角側の時期として設定される。この場合、ノック制御の実行に際して点火時期STをST1からSTkcs1まで遅角させても内燃機関1が失火する虞はない。
Focusing on the EGR rate at the time of knock detection (hereinafter referred to as the knock EGR rate Rkcs), when the knock EGR rate Rkcs is equal to or less than the boundary EGR rate Rbo, the knock avoidance ignition timing STkcs advances from the misfire limit ignition timing STmf. It is set as the time on the corner side or the same phase. For example, the symbol R1 shown on the horizontal axis in FIG. 2 is smaller than the boundary EGR rate Rbo. Therefore, when the ignition timing ST, the knock avoidance ignition timing STkcs, and the misfire limit ignition timing STmf corresponding to the knock EGR rate Rkcs being R1 are represented by the symbols ST1, STkcs1, and STmf1, STkcs1 is more advanced than STmf1. Set as time. In this case, there is no possibility that the internal combustion engine 1 will misfire even if the ignition timing ST is retarded from ST1 to STkcs1 when the knock control is executed.

一方、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboよりも高い場合には、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側の時期として設定される。例えば、横軸に示した符号R2は境界EGR率Rboに比べて大きい。そのため、ノックEGR率RkcsがR2のときに対応する点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々を符号ST2、STkcs2、STmf2で表すと、STkcs2はSTmf2よりも遅角側の時期として設定される。この場合、ノック制御の実行に際して点火時期STをST2からSTkcs2まで遅角させると内燃機関1が失火する可能性が高まり、ノッキングの回避と失火の抑制とを両立することが難しくなる。   On the other hand, when knock EGR rate Rkcs is higher than boundary EGR rate Rbo, knock avoidance ignition timing STkcs is set as a timing retarded from misfire limit ignition timing STmf. For example, the symbol R2 shown on the horizontal axis is larger than the boundary EGR rate Rbo. Therefore, when the ignition timing ST, the knock avoidance ignition timing STkcs, and the misfire limit ignition timing STmf corresponding to the knock EGR rate Rkcs being R2 are represented by the symbols ST2, STkcs2, and STmf2, STkcs2 is more retarded than STmf2. Set as time. In this case, if the ignition timing ST is retarded from ST2 to STkcs2 when the knock control is executed, the possibility that the internal combustion engine 1 misfires increases, and it becomes difficult to achieve both avoidance of knocking and suppression of misfire.

そこで、本実施例ではノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合には、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、EGR装置25にEGR率を低減させるEGR率低減制御をノック制御に先行して実行する。その結果、EGR率の低減後における失火限界点火時期STmfをEGR率の低減量に応じて遅角側に移行させることができる。すなわち、EGR率の低減後における失火限界点火時期STmfは、EGR率の低減前におけるSTmf2を起点とし、二点鎖線STmf上をEGR率の低減量に応じただけ遅角側に推移する。   Therefore, in this embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo, it is determined that the knock avoidance ignition timing STkcs is set to be retarded from the misfire limit ignition timing STmf, and the EGR device 25 EGR rate reduction control for reducing the EGR rate is executed prior to knock control. As a result, the misfire limit ignition timing STmf after the reduction of the EGR rate can be shifted to the retard side according to the reduction amount of the EGR rate. That is, the misfire limit ignition timing STmf after the reduction of the EGR rate starts from STmf2 before the reduction of the EGR rate, and shifts on the two-dot chain line STmf to the retard side according to the amount of reduction of the EGR rate.

EGR率低減制御によってEGR率が低減されると、EGR率の低減前に比べて混合気の燃焼速度が増加するため、その影響を考慮してノック回避点火時期STkcsの設定値を変更する必要がある。EGR率の低減後においては、そのEGR率に対応するEGR進角補正量COadがEGR率の低減前に比べて減少するからである。そこで、本実施例では、ノック回避点火時期STkcsの設定値を変更する処理(以下、この処理を「設定値変更処理」という)が行われる。本実施例における設定値変更処理は、EGR率の低減によってEGR進角補正量COadが減少する分だけ遅角側に変更することとした。ここで、設定値変更処理においてノック回避点火時期STkcsを変更する際の目標となる点火時期を、「設定変更時目標点火時期STt」と称する。この設定変更時目標点火時期STtは、STkcs2を起点として一点鎖線STkcs上を遅角側に向かって推移し、その変化量はEGR率の低減量に応じて決定づけられる。   When the EGR rate is reduced by the EGR rate reduction control, the combustion speed of the air-fuel mixture increases compared to before the reduction of the EGR rate. Therefore, it is necessary to change the set value of the knock avoidance ignition timing STkcs in consideration of the influence. is there. This is because after the EGR rate is reduced, the EGR advance correction amount COad corresponding to the EGR rate is reduced compared to before the EGR rate is reduced. Therefore, in this embodiment, a process of changing the set value of knock avoidance ignition timing STkcs (hereinafter, this process is referred to as “set value change process”) is performed. In the present embodiment, the setting value changing process is changed to the retard side by the amount that the EGR advance correction amount COad is reduced by the reduction of the EGR rate. Here, the target ignition timing when changing the knock avoidance ignition timing STkcs in the set value changing process is referred to as “target change timing ignition timing STt”. This setting change target ignition timing STt changes from STkcs2 to the retarded side on the one-dot chain line STkcs, and the amount of change is determined according to the reduction amount of the EGR rate.

本実施例では、EGR率低減制御の実行に際して、設定変更時目標点火時期STtがEGR率の低減後における失火限界点火時期STmfと一致するように(すなわち、同位相となるように)、EGR率の低減量ΔRgが調節される。より具体的には、EGR率低減制御の実行に際して、EGR率がノックEGR率Rkcs(R2)から境界EGR率Rboまで低減するようにEGR率の低減量ΔRgが調節される。これは、設定変更時目標点火時期STtは一点鎖線STkcs上、EGR率の低減後における失火限界点火時期STmfは二点鎖線STmf上を推移するところ、双方の鎖線は境界EGR率Rboにて交差するからである。つまり、EGR率が境界EGR率Rboのときの失火限界点火時期STmfを符号STboにて表すと、上記のようにEGR率の低減量ΔRgを定めれば設定変更時目標点火時期STtがSTboに一致するからである。   In the present embodiment, when executing the EGR rate reduction control, the EGR rate is set so that the target ignition timing STt at the time of setting change matches the misfire limit ignition timing STmf after the EGR rate is reduced (that is, in phase). The amount of reduction ΔRg is adjusted. More specifically, when executing the EGR rate reduction control, the EGR rate reduction amount ΔRg is adjusted so that the EGR rate is reduced from the knock EGR rate Rkcs (R2) to the boundary EGR rate Rbo. This is because the target ignition timing STt at the time of setting change is on the one-dot chain line STkcs, and the misfire limit ignition timing STmf after the reduction of the EGR rate is on the two-dot chain line STmf, and both chain lines intersect at the boundary EGR rate Rbo. Because. That is, when the misfire limit ignition timing STmf when the EGR rate is the boundary EGR rate Rbo is represented by the symbol STbo, if the EGR rate reduction amount ΔRg is determined as described above, the target ignition timing STt at the time of setting change matches STbo. Because it does.

次に、本実施例に係る制御の具体的処理内容について、図3のフローチャートを参照して説明する。図3は、本実施例における制御ルーチンを示したフローチャートである。本制御ルーチンはECU30のROM内に記憶されている実行プログラムであり、内燃機関1の稼働中における一定周期毎にECU30によって実行される。本ルーチンが実行されると、ステップS101では、ノック信号KCSに基づきノッキングが検出されたか否か
が判定される。なお、本ステップにおいて、ノッキングが検出された場合には、ノック信号KCSに基づいて遅角要求量COlagが設定される。この場合、内燃機関1のノッキング強度が高いほど遅角要求量COlagが大きい値として設定される。そして、本ステップにおいてノッキングが検出されたと判定された場合にはステップS102に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦終了する。
Next, specific processing contents of the control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a control routine in the present embodiment. This control routine is an execution program stored in the ROM of the ECU 30 and is executed by the ECU 30 at regular intervals during the operation of the internal combustion engine 1. When this routine is executed, it is determined in step S101 whether knocking has been detected based on the knock signal KCS. If knocking is detected in this step, the retardation request amount COlag is set based on the knock signal KCS. In this case, the retardation required amount COlag is set to a larger value as the knocking strength of the internal combustion engine 1 is higher. If it is determined that knocking has been detected in this step, the process proceeds to step S102, and if not, this routine is temporarily terminated.

ステップS102では、現在の点火時期STから遅角要求量COlagだけ遅角した時期として、ノック回避点火時期STkcsが設定される。続くステップS103では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えているか否かが判定される。ここでは、ノック検出時における目標EGR率の設定値を読み込むことでノックEGR率Rkcsを取得することができる。また、エアフローメータ21の出力値に基づいて算出される吸入新気量、クランクポジションセンサ33の出力値に基づいて算出される機関回転数NE、EGR弁27の開度等からノックEGR率Rkcsを推定しても良い。本ステップにおいて、否定判定(Rkcs≦Rbo)された場合(例えば、Rkcs=R1)には、ステップS104に進む。一方、肯定判定(Rkcs>Rbo)された場合(例えば、Rkcs=R2)には、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、ステップS105に進む。   In step S102, the knock avoidance ignition timing STkcs is set as a timing retarded from the current ignition timing ST by the retard amount COlag. In a succeeding step S103, it is determined whether or not the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo. Here, the knock EGR rate Rkcs can be obtained by reading the set value of the target EGR rate at the time of knock detection. Further, the knock EGR rate Rkcs is calculated from the intake fresh air amount calculated based on the output value of the air flow meter 21, the engine speed NE calculated based on the output value of the crank position sensor 33, the opening degree of the EGR valve 27, and the like. It may be estimated. If a negative determination is made in this step (Rkcs ≦ Rbo) (for example, Rkcs = R1), the process proceeds to step S104. On the other hand, when an affirmative determination is made (Rkcs> Rbo) (for example, Rkcs = R2), it is determined that knock avoidance ignition timing STkcs is set to the retard side with respect to misfire limit ignition timing STmf, and the process proceeds to step S105. .

ステップS104ではノック制御が実行される。すなわち、点火時期STが現在の値(ST1)からステップS102で設定されたノック回避点火時期STkcs(STkcs1)へと変更される。これにより、ノッキングが回避される。なお、STkcs1はSTmf1よりも進角側であり、内燃機関1が失火することがない。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了する。   In step S104, knock control is executed. That is, the ignition timing ST is changed from the current value (ST1) to the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs1) set in step S102. Thereby, knocking is avoided. Note that STkcs1 is on the more advanced side than STmf1, and the internal combustion engine 1 will not misfire. When the processing of this step is finished, this routine is once finished.

ステップS105ではEGR率低減制御が実行される。本ルーチンでは、EGR率低減制御の実行に際して、設定変更時目標点火時期STtがEGR率の低減後における失火限界点火時期STmfと一致するようにEGR率の低減量ΔRgを調節する。すなわち、ECU30はEGR装置25に指令信号を出し、EGR率をノックEGR率Rkcs(R2)から境界EGR率Rboまで低減するようにEGR弁27の開度を減少させる。その結果、EGR率の低減後における失火限界点火時期STmfがSTmf2からSTboまで遅角側に移行する。本実施例では、本ステップの処理(EGR率低減制御)を実行するECU30が本発明における先行制御手段に相当する。   In step S105, EGR rate reduction control is executed. In this routine, when executing the EGR rate reduction control, the EGR rate reduction amount ΔRg is adjusted so that the target ignition timing STt at the time of setting change matches the misfire limit ignition timing STmf after the EGR rate is reduced. That is, the ECU 30 issues a command signal to the EGR device 25 and decreases the opening degree of the EGR valve 27 so that the EGR rate is reduced from the knock EGR rate Rkcs (R2) to the boundary EGR rate Rbo. As a result, the misfire limit ignition timing STmf after the reduction of the EGR rate shifts to the retard side from STmf2 to STbo. In the present embodiment, the ECU 30 that executes the processing of this step (EGR rate reduction control) corresponds to the preceding control means in the present invention.

続くステップS106では、設定値変更処理が実行される。すなわち、ステップS102で設定されたノック回避点火時期STkcs(STkcs2)からEGR進角補正量の低減量ΔCOadだけ遅角させた時期として設定変更時目標点火時期STtを設定する。この設定変更時目標点火時期STtは、STboと一致する。本実施例では、ステップS106の処理(設定値変更処理)を実行するECU30が本発明における設定変更手段に相当する。本ステップの処理が終了すると、ステップS107に進む。   In the subsequent step S106, a set value change process is executed. That is, the target ignition timing STt at the time of setting change is set as a timing delayed from the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs2) set in step S102 by the reduction amount ΔCOad of the EGR advance correction amount. The target ignition timing STt at the time of setting change coincides with STbo. In the present embodiment, the ECU 30 that executes the processing of step S106 (setting value changing processing) corresponds to the setting changing means in the present invention. When the process in this step is completed, the process proceeds to step S107.

ステップS107ではノック制御が実行される。ここでは、点火時期STが現在の値(ST2)からステップS106において設定された設定変更時目標点火時期STtに変更される。これにより、内燃機関1の失火を抑制しつつノッキングが回避される。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了する。   In step S107, knock control is executed. Here, the ignition timing ST is changed from the current value (ST2) to the setting change target ignition timing STt set in step S106. Thereby, knocking is avoided while suppressing misfire of the internal combustion engine 1. When the processing of this step is finished, this routine is once finished.

以上のように、本実施例では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合に、ノック制御に先行してEGR率低減制御と設定値変更処理が実行されるので、ノッキングの迅速な回避と失火の抑制とを好適に両立させることができる。   As described above, in this embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo, the EGR rate reduction control and the set value change process are executed prior to the knock control, so that the quick knocking is performed. And avoiding misfire can be suitably achieved.

また、EGR率低減制御に係る変形例として、設定変更時目標点火時期STtがEGR
率の低減後における失火限界点火時期STmf(STbo)よりも進角側の時期として設定されるように、EGR率の低減量ΔRgを調節することができる。この場合には、EGR率低減制御によってEGR率を境界EGR率Rboよりも低い値まで低減させる。これにより、ノック制御実行時における内燃機関1の失火を確実に抑制できる。しかしながら、設定変更時目標点火時期STtがEGR率の低減後における失火限界点火時期STmfと一致するようにEGR率の低減量ΔRgを調節する方が、内燃機関1の燃費向上を図る上でより好ましい。ノッキングの回避と失火の抑制とを両立可能な範囲内でEGR率を可及的に高く維持できるからである。従って、本実施例にかかる制御によれば、ノックEGR率Rkcsの大きさに関わらずノッキングの回避と失火の抑制とを好適に両立させることができ、且つ、EGRによる燃費向上効果を最大限に享受することができる。
Further, as a modification example related to the EGR rate reduction control, the target ignition timing STt at the time of setting change is EGR.
The reduction amount ΔRg of the EGR rate can be adjusted so as to be set as a timing that is ahead of the misfire limit ignition timing STmf (STbo) after the rate reduction. In this case, the EGR rate is reduced to a value lower than the boundary EGR rate Rbo by the EGR rate reduction control. Thereby, the misfire of the internal combustion engine 1 at the time of knock control execution can be suppressed reliably. However, it is more preferable to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine 1 by adjusting the EGR rate reduction amount ΔRg so that the target ignition timing STt at the time of setting change matches the misfire limit ignition timing STmf after the EGR rate is reduced. . This is because the EGR rate can be maintained as high as possible within a range in which knocking can be avoided and misfire can be suppressed. Therefore, according to the control according to the present embodiment, avoidance of knocking and suppression of misfire can be achieved at the same time regardless of the magnitude of the knock EGR rate Rkcs, and the fuel efficiency improvement effect by EGR is maximized. You can enjoy it.

次に、第2の実施例について説明する。図4は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。図4中、図1と共通する構成要素については同一の参照符号を付すことによってその説明を省略する。本実施例にかかる内燃機関1は、吸気弁9の開閉時期を変更可能な可変動弁装置(以下、吸気側VVTという)13を備える。吸気側VVT13は、吸気側カム11が取り付けられた吸気側カムシャフトに設置される。また、この吸気側VVT13は、ECU30と電気配線を介して接続されておりECU30によって制御される。具体的には、ECU30は、吸気側VVT13にクランクシャフト5に対する吸気側カムシャフトの回転位相を内燃機関1の運転状態に応じて変更させ、吸気弁9の開閉時期を調節する。   Next, a second embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine and its intake and exhaust system according to the present embodiment. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The internal combustion engine 1 according to the present embodiment includes a variable valve gear (hereinafter referred to as an intake side VVT) 13 that can change the opening / closing timing of the intake valve 9. The intake side VVT 13 is installed on the intake side camshaft to which the intake side cam 11 is attached. Further, the intake side VVT 13 is connected to the ECU 30 via electric wiring and is controlled by the ECU 30. Specifically, the ECU 30 adjusts the opening / closing timing of the intake valve 9 by causing the intake side VVT 13 to change the rotational phase of the intake camshaft with respect to the crankshaft 5 according to the operating state of the internal combustion engine 1.

図5は、本実施例における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。図5における符号のうち、図2と同じ符号については同義のため、その説明を省略する。本実施例では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合(Rkcs=R2)にノック制御に先行して実行される制御のみが実施例1と相違するため、その相違点を中心に説明する。   FIG. 5 is a map showing the relationship between the EGR rate and each of the ignition timing ST, knock avoidance ignition timing STkcs, and misfire limit ignition timing STmf in the present embodiment. Among the reference numerals in FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. In the present embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo (Rkcs = R2), only the control that is executed prior to the knock control is different from that in the first embodiment. Explained.

本実施例では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合(Rkcs=R2)、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、実施例1において実行したEGR率低減制御の代わりに内燃機関1の有効圧縮比を低減させる圧縮比低減制御がノック制御に先行して実行される。この圧縮比低減制御もECU30によって実行される制御である。   In this embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo (Rkcs = R2), it is determined that the knock avoidance ignition timing STkcs is set to be retarded from the misfire limit ignition timing STmf. Instead of the EGR rate reduction control executed in Example 1, the compression ratio reduction control for reducing the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is executed prior to the knock control. This compression ratio reduction control is also executed by the ECU 30.

有効圧縮比とは、吸気弁9の閉弁時におけるシリンダ容積を燃焼室6容積(ピストン3が上死点にある時のシリンダ容積)によって除した値である。従って、内燃機関1の有効圧縮比を低減させれば、シリンダ2の圧縮端圧力及び圧縮端温度が低下してノッキングが緩和されることになる。よって、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合にノック制御に先行して圧縮比低減制御を実行することにより、遅角要求量COlagを低減させることができる。   The effective compression ratio is a value obtained by dividing the cylinder volume when the intake valve 9 is closed by the combustion chamber 6 volume (the cylinder volume when the piston 3 is at the top dead center). Therefore, if the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced, the compression end pressure and the compression end temperature of the cylinder 2 are lowered, and knocking is alleviated. Therefore, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo, the retardation request amount COlag can be reduced by executing the compression ratio reduction control prior to the knock control.

また、本実施例における設定値変更処理は、有効圧縮比の低減により遅角要求量COlagが減少する分だけノック回避点火時期STkcsを進角側に変更させることとした。ここで、圧縮比低減制御による遅角要求量COlagの低減量を「遅角要求低減量ΔCOlag」と称する。そうすると、本実施例における設定変更時目標点火時期STtは、ノック回避点火時期STkcs(STkcs2)から遅角要求低減量ΔCOlagだけ進角側の時期として設定されることになる。   Further, in the setting value changing process in the present embodiment, the knock avoidance ignition timing STkcs is changed to the advance side by the amount that the retard required amount COlag is reduced by reducing the effective compression ratio. Here, the amount of reduction in the required retard amount COlag by the compression ratio reduction control is referred to as “retarded angle required reduction amount ΔCOlag”. Then, the target ignition timing STt at the time of setting change in the present embodiment is set as a timing on the advance side by the retard required reduction amount ΔCOlag from the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs2).

本実施例では、圧縮比低減制御の実行に際して、設定変更時目標点火時期STtが失火
限界点火時期STmf(STmf2)と一致するように(同位相となるように)、遅角要求低減量ΔCOlagの目標値が設定される。そして、圧縮比低減制御を実行したときの遅角要求低減量ΔCOlagがこの目標値となるように、有効圧縮比の低減量Δεeを調節することとした。
In this embodiment, when the compression ratio reduction control is executed, the retardation request reduction amount ΔCOlag is set so that the target ignition timing STt at the time of setting change coincides with the misfire limit ignition timing STmf (STmf2) (so as to be in phase). A target value is set. Then, the effective compression ratio reduction amount Δεe is adjusted so that the retardation required reduction amount ΔCOlag when the compression ratio reduction control is executed becomes the target value.

次に、圧縮比低減制御において内燃機関1の有効圧縮比を低減させる方法について説明する。図6は、吸気側VVT13を作動させて有効圧縮比を低減させる方法を模式化した図である。図中の実線は圧縮比低減制御実行時における吸気弁9の開弁期間を表し、一点鎖線は圧縮比低減制御実行前における吸気弁9の開弁期間を表す。また、図中の符号TDC、BDCの夫々は吸気行程におけるピストン上死点(吸気上死点)、吸気行程におけるピストン下死点(吸気下死点)を表す。また、図中の符号IVO、IVCの夫々は吸気弁9の開弁時期、閉弁時期を表す。   Next, a method for reducing the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 in the compression ratio reduction control will be described. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method of reducing the effective compression ratio by operating the intake side VVT 13. The solid line in the figure represents the valve opening period of the intake valve 9 when the compression ratio reduction control is executed, and the alternate long and short dash line represents the valve opening period of the intake valve 9 before execution of the compression ratio reduction control. In addition, the symbols TDC and BDC in the figure represent the piston top dead center (intake top dead center) in the intake stroke and the piston bottom dead center (intake bottom dead center) in the intake stroke. In addition, reference numerals IVO and IVC in the figure represent the opening timing and closing timing of the intake valve 9, respectively.

ここで、IVCがBDCに近づくほど(双方の位相差が小さいほど)内燃機関1の有効圧縮比は大きくなり、遠ざかるほど(双方の位相差が大きいほど)有効圧縮比が小さくなる。そこで、本実施例における圧縮比低減制御では、圧縮比低減制御実行前に比べてIVCがBDCから遠ざかるように(IVCとBDCとの位相差が増加するように)吸気側VVT13にIVCを変更させ、以って内燃機関1の有効圧縮比を低減させる。図6の例では、圧縮比低減制御実行前におけるIVC(一点鎖線)がBDCよりも遅角側に設定されている。そこで、この場合には圧縮比低減制御実行時にIVCをさらに遅角させることによって、有効圧縮比を低減させることとした。   Here, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 increases as the IVC approaches the BDC (the smaller the phase difference between both), and the effective compression ratio decreases as the distance from the IVC increases (the larger the phase difference between the two). Therefore, in the compression ratio reduction control in the present embodiment, the IVC is changed to the intake side VVT 13 so that the IVC moves away from the BDC (so that the phase difference between the IVC and the BDC increases) compared to before the execution of the compression ratio reduction control. Thus, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced. In the example of FIG. 6, IVC (one-dot chain line) before execution of the compression ratio reduction control is set on the retard side with respect to BDC. Therefore, in this case, the effective compression ratio is reduced by further retarding the IVC when the compression ratio reduction control is executed.

ここで、符号ΔVTlagは、圧縮比低減制御実行前を基準としたときの圧縮比低減制御実行時におけるIVCの遅角量(以下、IVC遅角量という)である。このIVC遅角量ΔVTlagが大きいほど、圧縮比低減制御にかかる有効圧縮比の低減量Δεeを大きくすることができる。なお、圧縮比低減制御実行前におけるIVC(一点鎖線)がBDCよりも進角側に設定される場合には、圧縮比低減制御においてIVCを進角させることができる。このようにIVCを変更しても、圧縮比低減制御実行前に比べてIVCとBDCとの位相差が増加するため、内燃機関1の有効圧縮比が低下するからである。   Here, the symbol ΔVTlag is an IVC retardation amount (hereinafter referred to as an IVC retardation amount) at the time of execution of the compression ratio reduction control with reference to before the execution of the compression ratio reduction control. As the IVC retardation amount ΔVTlag is larger, the effective compression ratio reduction amount Δεe for the compression ratio reduction control can be increased. In addition, when IVC (one-dot chain line) before execution of compression ratio reduction control is set to an advance side with respect to BDC, IVC can be advanced in compression ratio reduction control. This is because even if the IVC is changed in this manner, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced because the phase difference between the IVC and the BDC is increased compared to before the execution of the compression ratio reduction control.

次に、本実施例に係る制御の具体的処理内容について、図7のフローチャートを参照して説明する。図7は、本実施例における制御ルーチンを示したフローチャートである。本制御ルーチンはECU30のROM内に記憶されている実行プログラムであり、内燃機関1の稼働中における一定周期毎にECU30によって実行される。尚、図3における制御ルーチンと同様の処理が行われるステップについては同じステップ番号を付すことでその説明を省略する。   Next, specific processing contents of the control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a control routine in the present embodiment. This control routine is an execution program stored in the ROM of the ECU 30 and is executed by the ECU 30 at regular intervals during the operation of the internal combustion engine 1. In addition, about the step in which the process similar to the control routine in FIG. 3 is performed, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same step number.

本ルーチンにおいては、ステップS103で肯定判定(Rkcs>Rbo)された場合(例えば、Rkcs=R2)、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、ステップS205に進む。ステップS205では、圧縮比低減制御が実行される。すなわち、ノック回避点火時期STkcs(STkcs2)と失火限界点火時期STmf(STmf2)との位相差が算出され、この位相差が遅角要求低減量ΔCOlagの目標値として設定される。そして、遅角要求低減量ΔCOlagの目標値に基づいて圧縮比低減制御にかかる有効圧縮比の低減量Δεeが算出される。遅角要求低減量ΔCOlagの目標値が大きいほど有効圧縮比の低減量Δεeが大きい値に設定される。   In this routine, when an affirmative determination is made in step S103 (Rkcs> Rbo) (for example, Rkcs = R2), it is determined that the knock avoidance ignition timing STkcs is set to be retarded from the misfire limit ignition timing STmf. Proceed to step S205. In step S205, compression ratio reduction control is executed. That is, the phase difference between the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs2) and the misfire limit ignition timing STmf (STmf2) is calculated, and this phase difference is set as the target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag. Then, the effective compression ratio reduction amount Δεe for the compression ratio reduction control is calculated based on the target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag. As the target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag is larger, the effective compression ratio reduction amount Δεe is set to a larger value.

続いて、有効圧縮比の低減量Δεeの設定値に基づいてIVC遅角量ΔVTlagが算出される。そして、ECU30は、吸気側VVT13にIVCを現在の値(位相)からIVC遅角量ΔVTlagだけ遅角させる。その結果、遅角要求量COlagが、遅角要求
低減量ΔCOlagの目標値だけ減少する。本実施例においては、本ステップの処理(圧縮比低減制御)を実行するECU30が本発明における先行制御手段に相当する。
Subsequently, the IVC retardation amount ΔVTlag is calculated based on the set value of the effective compression ratio reduction amount Δεe. Then, the ECU 30 causes the intake side VVT 13 to retard the IVC from the current value (phase) by the IVC retardation amount ΔVTlag. As a result, the retardation request amount COlag is decreased by the target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag. In this embodiment, the ECU 30 that executes the processing of this step (compression ratio reduction control) corresponds to the preceding control means in the present invention.

続くステップS206では、設定値変更処理が実行される。すなわち、ノック回避点火時期STkcs(STkcs2)から遅角要求低減量ΔCOlagだけ進角させた時期として設定変更時目標点火時期STtが設定される。すなわち、設定変更時目標点火時期STtがSTmf2に設定される。本実施例では、ステップS206の処理(設定値変更処理)を実行するECU30が本発明における設定変更手段に相当する。本ステップの処理が終了すると、ステップS107に進む。   In subsequent step S206, a setting value changing process is executed. That is, the setting change target ignition timing STt is set as a timing advanced from the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs2) by the retard required reduction amount ΔCOlag. That is, the target ignition timing STt at the time of setting change is set to STmf2. In the present embodiment, the ECU 30 that executes the processing of step S206 (setting value changing processing) corresponds to the setting changing means in the present invention. When the process in this step is completed, the process proceeds to step S107.

以上のように、本実施例にかかる制御によれば、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合には、ノック制御に先立って内燃機関1の有効圧縮比を低減させることにより遅角要求量COlagを低減させることができる。そして、ノック回避点火時期STkcsの設定値を遅角要求量COlagが低減する分だけ進角側に変更させてからノック制御を実行するため、ノッキングの回避と内燃機関1の失火の抑制とを好適に両立させることができる。   As described above, according to the control according to the present embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced before the knock control. The required corner amount COlag can be reduced. Since the knock control is executed after the set value of the knock avoidance ignition timing STkcs is changed to the advance side by the amount by which the required retard amount COlag is reduced, it is preferable to avoid knocking and suppress misfire of the internal combustion engine 1. Can be compatible.

なお、圧縮比低減制御に係る変形例として、設定変更時目標点火時期STtが失火限界点火時期STmf(STmf2)よりも進角側の時期として設定されるように、有効圧縮比の低減量Δεeを調節することができる。この場合には、遅角要求低減量ΔCOlagの目標値を、ノック回避点火時期STkcs(STkcs2)と失火限界点火時期STmf(STmf2)との位相差よりも大きく設定すれば良い。   As a modified example related to the compression ratio reduction control, the effective compression ratio reduction amount Δεe is set so that the target ignition timing STt at the time of setting change is set as a timing that is ahead of the misfire limit ignition timing STmf (STmf2). Can be adjusted. In this case, the target value of the retard required reduction amount ΔCOlag may be set larger than the phase difference between the knock avoidance ignition timing STkcs (STkcs2) and the misfire limit ignition timing STmf (STmf2).

また、本実施例では、吸気側VVT13に吸気弁9の閉弁時期(IVC)を変更させることによって内燃機関1の有効圧縮比を低減させたが、その代わりに内燃機関1の機械圧縮比を低減させても良いのは勿論である。この機械圧縮比は、ピストン3が下死点にある時のシリンダ2容積を燃焼室6容積(ピストン3が上死点にある時のシリンダ容積)で除した値である。なお、内燃機関1の機械圧縮比を変更する機構としては、クランクケースとシリンダブロックとの相対位置を変更する可変圧縮比機構や、コンロッド4の長さを変更する可変圧縮比機構等を例示することができる。   In this embodiment, the effective compression ratio of the internal combustion engine 1 is reduced by changing the valve closing timing (IVC) of the intake valve 9 in the intake side VVT 13, but instead, the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is increased. Of course, it may be reduced. This mechanical compression ratio is a value obtained by dividing the volume of the cylinder 2 when the piston 3 is at the bottom dead center by the volume of the combustion chamber 6 (the cylinder volume when the piston 3 is at the top dead center). Examples of the mechanism that changes the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 include a variable compression ratio mechanism that changes the relative position between the crankcase and the cylinder block, and a variable compression ratio mechanism that changes the length of the connecting rod 4. be able to.

次に、第3の実施例について説明する。本実施例に係る内燃機関1の概略構成は、図4と同等である。図8は、本実施例における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。図8における符号のうち、図2及び5と同じ符号については同義のため、その説明を省略する。本実施例では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合(Rkcs=R2)にノック制御に先行して実行される制御のみが実施例1及び2と相違するため、その相違点を中心に説明する。   Next, a third embodiment will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine 1 according to this embodiment is the same as that shown in FIG. FIG. 8 is a map showing the relationship between the EGR rate and each of the ignition timing ST, knock avoidance ignition timing STkcs, and misfire limit ignition timing STmf in the present embodiment. Of the reference numerals in FIG. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 5 are synonymous and will not be described. In the present embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo (Rkcs = R2), only the control executed prior to the knock control is different from those in the first and second embodiments. The explanation will be focused on.

図中のSTt1〜3の夫々は、実施例1〜3における設定変更時目標点火時期STtを示したものである。ここで、実施例1におけるEGR率低減制御では、設定変更時目標点火時期STt(STt1)をEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STbo)と一致させるために、EGR率を境界EGR率Rboまで低減させる必要があった。上述したように、内燃機関1の燃費向上を図るには、EGR率を高く維持することが好ましい。そこで、本実施例では、図示のSTt3のように、EGR率を境界EGR率Rboまで低減させずに、設定変更時目標点火時期STtをEGR率の低減後における失火限界点火時期STmfと一致させる制御を行うこととした。   Each of STt1 to STt3 in the figure indicates the setting change target ignition timing STt in the first to third embodiments. Here, in the EGR rate reduction control in the first embodiment, the EGR rate is set to the boundary EGR rate in order to make the target ignition timing STt (STt1) at the time of setting change coincide with the misfire limit ignition timing STmf (STbo) after the reduction of the EGR rate. It was necessary to reduce to Rbo. As described above, in order to improve the fuel consumption of the internal combustion engine 1, it is preferable to keep the EGR rate high. Therefore, in this embodiment, as shown in STt3 in the figure, the control is performed so that the target ignition timing STt at the time of setting change matches the misfire limit ignition timing STmf after the EGR rate is reduced without reducing the EGR rate to the boundary EGR rate Rbo. It was decided to do.

図9は、本実施例に係る制御内容を説明するための説明図である。図9における符号の
うち、図2、5、8と同じ符号については同義のため、その説明を省略する。本実施例では、ノックEGR率Rkcsが境界EGR率Rboを超えている場合には、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、ノック制御に先行して、EGR率低減制御及び圧縮比低減制御を併せて実行する。この「併せて実行する」とは、EGR率低減制御及び圧縮比低減制御を同時期に実行することに限定されるものではない。つまり、EGR率低減制御及び圧縮比低減制御双方のうち、一方の制御を実行した後に他方の制御を実行しても構わない。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the control contents according to the present embodiment. Among the reference numerals in FIG. 9, the same reference numerals as those in FIGS. In this embodiment, when the knock EGR rate Rkcs exceeds the boundary EGR rate Rbo, it is determined that the knock avoidance ignition timing STkcs is set to the retard side with respect to the misfire limit ignition timing STmf, and the knock control is preceded. Then, the EGR rate reduction control and the compression ratio reduction control are executed together. “To be executed together” is not limited to executing the EGR rate reduction control and the compression ratio reduction control at the same time. In other words, after performing one of the EGR rate reduction control and the compression ratio reduction control, the other control may be executed.

ここで、EGR率低減制御においてEGR率を低減させるときの目標値を「低減時目標EGR率」とする。この図において低減時目標EGR率はR3であり、境界EGR率Rboよりも高く、且つノックEGR率Rkcs(R2)よりも低い値として設定される。ここで、低減時目標EGR率を境界EGR率Rboよりも高い値に設定するのは、低減時目標EGR率が境界EGR率Rbo以下であれば圧縮比低減制御が実行せずに、EGR率低減制御のみを実行すれば良いからである(実施例1参照)。また、低減時目標EGR率をノックEGR率Rkcs(R2)よりも低い値に設定するのは、低減時目標EGR率がノックEGR率Rkcsと一致する場合にはEGR率低減制御が実行されずに圧縮比低減制御のみが実行されるからである(実施例2参照)。   Here, the target value when the EGR rate is reduced in the EGR rate reduction control is referred to as a “reduced target EGR rate”. In this figure, the target EGR rate at the time of reduction is R3, and is set as a value higher than the boundary EGR rate Rbo and lower than the knock EGR rate Rkcs (R2). Here, the target EGR rate at the time of reduction is set to a value higher than the boundary EGR rate Rbo. If the target EGR rate at the time of reduction is equal to or less than the boundary EGR rate Rbo, the compression ratio reduction control is not executed and the EGR rate is reduced. This is because only the control needs to be executed (see Example 1). The reduction target EGR rate is set to a value lower than the knock EGR rate Rkcs (R2) because the EGR rate reduction control is not executed when the reduction target EGR rate matches the knock EGR rate Rkcs. This is because only the compression ratio reduction control is executed (see Example 2).

ここで、EGR率低減制御によってEGR率がR2からR3まで低減されると、失火限界点火時期STmfがSTmf2からSTmf3まで遅角側に移行する。また、EGR率の低減量ΔRg(R2−R3)に応じてEGR進角補正量COadがΔCOlagだけ減少する。   Here, when the EGR rate is reduced from R2 to R3 by the EGR rate reduction control, the misfire limit ignition timing STmf shifts to the retard side from STmf2 to STmf3. Further, the EGR advance angle correction amount COad decreases by ΔCOlag according to the EGR rate reduction amount ΔRg (R2−R3).

また、本実施例における設定値変更処理では、ノック回避点火時期STkcsの設定値(STkcs2)を、EGR率の低減によってEGR進角補正量COadが減少する分(ΔCOad)だけ遅角側に変更させ、且つ、有効圧縮比の低減によって遅角要求量COlagが減少する分(ΔCOlag)だけ進角側に変更させた値として設定変更時目標点火時期STtが設定される。   Further, in the set value changing process in the present embodiment, the set value (STkcs2) of the knock avoidance ignition timing STkcs is changed to the retard side by the amount (ΔCOad) by which the EGR advance correction amount COad is reduced by the reduction of the EGR rate. Further, the target ignition timing STt at the time of setting change is set as a value that is changed to the advance side by the amount (ΔCOlag) by which the retardation required amount COlag is reduced by reducing the effective compression ratio.

そのため、本実施例では、EGR進角補正量の低減量ΔCOadを加味して遅角要求低減量ΔCOlagの目標値を設定することとした。具体的には、ノック回避点火時期STkcsの設定値(STkcs2)とEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)の位相差(図9中、ΔST)に、EGR進角補正量の低減量ΔCOadを加算した値を遅角要求低減量ΔCOlagの目標値として設定する。これにより、設定変更時目標点火時期STt(STt3)をEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)と一致させることができる。   Therefore, in the present embodiment, the target value of the retardation required reduction amount ΔCOlag is set in consideration of the reduction amount ΔCOad of the EGR advance correction amount. Specifically, the EGR advance angle correction amount is reduced to the phase difference (ΔST in FIG. 9) between the set value (STkcs2) of knock avoidance ignition timing STkcs and the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the EGR rate is reduced. A value obtained by adding the amount ΔCOad is set as a target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag. Thereby, the target ignition timing STt (STt3) at the time of setting change can be matched with the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the EGR rate is reduced.

以下、図10は、本実施例における制御ルーチンを示したフローチャートである。本制御ルーチンはECU30のROM内に記憶されている実行プログラムであり、内燃機関1の稼働中における一定周期毎にECU30によって実行される。尚、本ルーチンにおいて、図3、7と同じ処理が行われるステップについては同じ符号を付すことで、その説明を省略する。   FIG. 10 is a flowchart showing a control routine in this embodiment. This control routine is an execution program stored in the ROM of the ECU 30 and is executed by the ECU 30 at regular intervals during the operation of the internal combustion engine 1. In this routine, the same steps as those in FIGS. 3 and 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本ルーチンにおいて、ステップS103で肯定判定(Rkcs>Rbo)された場合(例えば、Rkcs=R2)、ノック回避点火時期STkcsが失火限界点火時期STmfよりも遅角側に設定されると判別し、ステップS301に進む。ステップS301では、低減時目標EGR率(R3)が設定される。この低減時目標EGR率(R3)は、例えばノッキングの検出時における内燃機関1の運転状態に応じて設定することができる。ステップS302では、図8のマップにノックEGR率Rkcs(R2)及び低減時目標EGR率(R3)をパラメータとしてアクセスし、EGR率の低減後における失火限界点火時
期STmf(STmf3)、及びEGR進角補正量の低減量ΔCOadを算出する。また、ノックEGR率Rkcs(R2)から低減時目標EGR率(R3)を減算して、EGR率の低減量ΔRgを算出する。
In this routine, if an affirmative determination is made in step S103 (Rkcs> Rbo) (for example, Rkcs = R2), it is determined that the knock avoidance ignition timing STkcs is set to be retarded from the misfire limit ignition timing STmf. Proceed to S301. In step S301, a target EGR rate for reduction (R3) is set. This reduction target EGR rate (R3) can be set according to, for example, the operating state of the internal combustion engine 1 when knocking is detected. In step S302, the map of FIG. 8 is accessed using the knock EGR rate Rkcs (R2) and the target EGR rate during reduction (R3) as parameters, and the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) and the EGR advance angle after the reduction of the EGR rate. A correction amount reduction amount ΔCOad is calculated. Further, the reduction target EGR rate (R3) is subtracted from the knock EGR rate Rkcs (R2) to calculate a reduction amount ΔRg of the EGR rate.

ステップS303では、ノック回避点火時期STkcsの設定値(STkcs2)とEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)との位相差(ΔST)を算出し、この位相差にEGR進角補正量の低減量ΔCOadを加算した値として、遅角要求低減量ΔCOlagの目標値を設定する。   In step S303, the phase difference (ΔST) between the set value (STkcs2) of the knock avoidance ignition timing STkcs and the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the reduction of the EGR rate is calculated, and the EGR advance angle correction amount is calculated as the phase difference. As a value obtained by adding the reduction amount ΔCOad, the target value of the retardation request reduction amount ΔCOlag is set.

ステップS304では、遅角要求低減量ΔCOlagの目標値に基づいて圧縮比低減制御にかかる有効圧縮比の低減量Δεeが算出される。さらに、算出された有効圧縮比の低減量Δεeに基づいてIVC遅角量ΔVTlagが算出される。   In step S304, a reduction amount Δεe of the effective compression ratio related to the compression ratio reduction control is calculated based on the target value of the retardation required reduction amount ΔCOlag. Further, the IVC retardation amount ΔVTlag is calculated based on the calculated effective compression ratio reduction amount Δεe.

ステップS305では、EGR率低減制御及び圧縮比低減制御が実行される。EGR率低減制御の実行に際しては、ECU30が、EGR率がΔRgだけ低減するように、EGR装置25にEGR弁27の開度を減少させる。これにより、EGR率がR2から低減時目標EGR率(R3)まで低下し、失火限界点火時期STmfがSTmf2からSTmf3へと遅角側に移行する。   In step S305, EGR rate reduction control and compression ratio reduction control are executed. When executing the EGR rate reduction control, the ECU 30 causes the EGR device 25 to reduce the opening of the EGR valve 27 so that the EGR rate is reduced by ΔRg. As a result, the EGR rate decreases from R2 to the target EGR rate during reduction (R3), and the misfire limit ignition timing STmf shifts from STmf2 to STmf3 toward the retard side.

また、圧縮比低減制御の実行に際しては、ECU30が、吸気側VVT13にIVCをIVC遅角量ΔVTlagだけ遅角させる。これにより、遅角要求量COlagが遅角要求低減量ΔCOlagだけ減少する。本実施例においては、本ステップにおいてEGR率低減制御を及び圧縮比低減制御を実行するECU30が本発明における先行制御手段に相当する。   In executing the compression ratio reduction control, the ECU 30 causes the intake side VVT 13 to retard the IVC by the IVC retardation amount ΔVTlag. As a result, the retardation request amount COlag is reduced by the retardation request reduction amount ΔCOlag. In this embodiment, the ECU 30 that executes the EGR rate reduction control and the compression ratio reduction control in this step corresponds to the preceding control means in the present invention.

ステップS306では、設定値変更処理が実行される。すなわち、ノック回避点火時期STkcsの設定値(STkcs2)からEGR進角補正量の低減量ΔCOadだけ遅角させ、且つ、遅角要求低減量ΔCOlagだけ進角させた値として設定変更時目標点火時期STtが設定される。このときの設定変更時目標点火時期STtは、EGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)と一致する。本実施例では、ステップS306の処理(設定値変更処理)を実行するECU30が本発明における設定変更手段に相当する。本ステップの処理が終了すると、ステップS107に進む。   In step S306, a setting value change process is executed. That is, the target ignition timing STt at the time of setting change is set as a value obtained by retarding the set value (STkcs2) of the knock avoidance ignition timing STkcs by the reduction amount ΔCOad of the EGR advance correction amount and by the advance amount by the retardation request reduction amount ΔCOlag. Is set. The target ignition timing STt at the time of setting change at this time coincides with the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the EGR rate is reduced. In the present embodiment, the ECU 30 that executes the processing of step S306 (setting value changing processing) corresponds to the setting changing means in the present invention. When the process in this step is completed, the process proceeds to step S107.

以上のように、本実施例にかかる制御によれば、EGR率低減制御においてEGR率を境界EGR率Rboより高く維持しつつ、且つ有効圧縮比を過度に低下させることなく、ノッキングの回避と内燃機関1の失火の抑制とを好適に抑制することができる。これにより、内燃機関1の燃費、燃焼効率を向上させることができる。   As described above, according to the control according to this embodiment, in the EGR rate reduction control, the EGR rate is maintained higher than the boundary EGR rate Rbo, and knocking is avoided and the internal combustion is performed without excessively reducing the effective compression ratio. It is possible to suitably suppress the misfire of the engine 1. Thereby, the fuel consumption and combustion efficiency of the internal combustion engine 1 can be improved.

また、本実施例では、EGR率の低減量ΔRg及び有効圧縮比の低減量Δεeの調節方法において、EGR率の低減量ΔRgを優先的に設定しておき、設定変更時目標点火時期STt(STt3)をEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)に一致させるために必要な量として有効圧縮比の低減量Δεeを設定しているが、これらの調節方法については適宜変更することができる。例えば、有効圧縮比の低減量Δεeを優先的に設定し、設定変更時目標点火時期STt(STt3)をEGR率の低減後における失火限界点火時期STmf(STmf3)に一致させるために必要な量としてEGR率の低減量ΔRgを設定することができる。   Further, in this embodiment, in the adjustment method of the EGR rate reduction amount ΔRg and the effective compression ratio reduction amount Δεe, the EGR rate reduction amount ΔRg is preferentially set, and the target ignition timing STt (STt3) at the time of setting change is set. ) Is set as an amount necessary to match the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the EGR rate is reduced, but the reduction amount Δεe of the effective compression ratio is set. it can. For example, the effective compression ratio reduction amount Δεe is preferentially set, and the amount necessary for making the setting change target ignition timing STt (STt3) coincide with the misfire limit ignition timing STmf (STmf3) after the EGR rate is reduced. A reduction amount ΔRg of the EGR rate can be set.

また、本実施例に係る制御によれば、有効圧縮比の低減量Δεeを大きくするほどEGR率の低減量ΔRgを小さくすることが可能となり、EGR率の低減量ΔRgを大きくするほど有効圧縮比の低減量Δεeを小さくすることが可能となる。従って、EGR率の低
減量ΔRg及び有効圧縮比の低減量Δεeの組み合わせの自由度を好適に高めることができる。例えば、ノッキングが検出されたときにおける内燃機関1の運転状態や運転条件などに基づき、双方の低減量を適宜調節しても良い。具体的には、内燃機関1の燃費を優先させたい条件下においてはEGR率の低減量ΔRgが少なくなるように調節し、内燃機関1の燃焼効率を優先させたい条件下においては有効圧縮比の低減量Δεeが少なくなるように調節することができる。
Further, according to the control according to the present embodiment, it is possible to reduce the EGR rate reduction amount ΔRg as the effective compression ratio reduction amount Δεe increases, and the EGR rate reduction amount ΔRg as the EGR rate reduction amount ΔRg increases. The amount of reduction Δεe can be reduced. Therefore, the degree of freedom of the combination of the EGR rate reduction amount ΔRg and the effective compression ratio reduction amount Δεe can be suitably increased. For example, the reduction amount of both may be adjusted as appropriate based on the operating state and operating conditions of the internal combustion engine 1 when knocking is detected. Specifically, the EGR rate reduction amount ΔRg is adjusted to be small under the condition where priority is given to the fuel consumption of the internal combustion engine 1, and the effective compression ratio is adjusted under the condition where priority is given to the combustion efficiency of the internal combustion engine 1. The reduction amount Δεe can be adjusted to be small.

実施例1に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to Embodiment 1. FIG. 実施例1における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。3 is a map showing a relationship between an EGR rate and each of an ignition timing ST, a knock avoidance ignition timing STkcs, and a misfire limit ignition timing STmf in the first embodiment. 実施例1における制御ルーチンを示したフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control routine in the first embodiment. 実施例2に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Example 2, and its intake / exhaust system. 実施例2における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。6 is a map showing the relationship between an EGR rate and each of an ignition timing ST, a knock avoidance ignition timing STkcs, and a misfire limit ignition timing STmf in Embodiment 2. 吸気側VVTを作動させて有効圧縮比を低減させる方法を模式化した図である。It is the figure which modeled the method of operating the intake side VVT and reducing an effective compression ratio. 実施例2における制御ルーチンを示したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a control routine in Embodiment 2. 実施例3における点火時期ST、ノック回避点火時期STkcs、失火限界点火時期STmfの夫々とEGR率との関係を示したマップである。7 is a map showing a relationship between an EGR rate and each of an ignition timing ST, a knock avoidance ignition timing STkcs, and a misfire limit ignition timing STmf in Embodiment 3. 実施例3に係る制御内容を説明するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining control contents according to a third embodiment. 実施例3における制御ルーチンを示したフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a control routine in Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・内燃機関
2・・・シリンダ
3・・・ピストン
6・・・燃焼室
5・・・吸気管
9・・・吸気弁
10・・排気弁
13・・可変動弁装置(吸気側VVT)
15・・点火プラグ
18・・燃料噴射弁
19・・吸気通路
20・・排気通路
25・・EGR装置
27・・EGR弁
30・・ECU
34・・ノックセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... Piston 6 ... Combustion chamber 5 ... Intake pipe 9 ... Intake valve 10, ... Exhaust valve 13, ... Variable valve gear (intake side VVT) )
15 .. Spark plug 18 .. Fuel injection valve 19 .. Intake passage 20 .. Exhaust passage 25 .. EGR device 27 .. EGR valve 30 .. ECU
34. ・ Knock sensor

Claims (5)

内燃機関の混合気に点火する点火装置と、
前記内燃機関の排気通路に排出された排気の一部を吸気通路に再循環させるEGR装置と、
前記内燃機関の圧縮比を変更可能な圧縮比変更手段と、
前記内燃機関の点火時期を、運転状態に応じた基本点火時期に対してEGR率が高いほど大きな進角補正量をもって進角させた点火時期に制御する点火時期制御手段と、
前記内燃機関のノッキングを検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段によってノッキングが検出された場合に、前記内燃機関の点火時期を、現在の点火時期からノッキングの回避に要求される遅角要求量だけ遅角させた時期として設定される所定のノック回避点火時期まで遅角させるノック制御を実行するノック制御手段と、
ノッキングの検出時におけるEGR率が所定の境界EGR率を超えている場合に、前記ノック回避点火時期が前記内燃機関の失火しない遅角側の限界点火時期である所定の失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別し、前記圧縮比変更手段に圧縮比を低減させる圧縮比低減制御を前記ノック制御に先行して実行することによって前記遅角要求量を低減させる先行制御手段と、
前記圧縮比低減制御が実行された場合に、圧縮比の低減により前記遅角要求量が減少する分だけ前記ノック制御に係る前記ノック回避点火時期を進角側に変更させる設定変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
An ignition device for igniting an air-fuel mixture of an internal combustion engine;
An EGR device for recirculating a part of the exhaust discharged to the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Compression ratio changing means capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine to an ignition timing that is advanced with a larger advance correction amount as the EGR rate is higher than the basic ignition timing according to the operating state;
Knock detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
When knocking is detected by the knock detection means, a predetermined knock that is set as a time when the ignition timing of the internal combustion engine is retarded from the current ignition timing by a retard amount required for avoiding knocking Knock control means for performing knock control to retard the avoidance ignition timing;
When the EGR rate at the time of knocking detection exceeds a predetermined boundary EGR rate, the knock avoidance ignition timing is later than a predetermined misfire limit ignition timing which is a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire. Preceding control means for reducing the retardation request amount by determining that the compression ratio is set to the corner side and executing compression ratio reduction control for reducing the compression ratio in the compression ratio changing means prior to the knock control;
When the compression ratio reduction control is executed, setting changing means for changing the knock avoidance ignition timing related to the knock control to the advance side by the amount by which the required retard amount is reduced due to the reduction of the compression ratio;
An ignition timing control device for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の混合気に点火する点火装置と、
前記内燃機関の排気通路に排出された排気の一部を吸気通路に再循環させるEGR装置と、
前記内燃機関の点火時期を、運転状態に応じた基本点火時期に対してEGR率が高いほど大きな進角補正量をもって進角させた点火時期に制御する点火時期制御手段と、
前記内燃機関のノッキングを検出するノック検出手段と、
前記ノック検出手段によってノッキングが検出された場合に、前記内燃機関の点火時期を、現在の点火時期からノッキングの回避に要求される遅角要求量だけ遅角させた時期として設定される所定のノック回避点火時期まで遅角させるノック制御を実行するノック制御手段と、
ノッキングの検出時におけるEGR率が所定の境界EGR率を超えている場合に、前記ノック回避点火時期が前記内燃機関の失火しない遅角側の限界点火時期である所定の失火限界点火時期よりも遅角側に設定されると判別し、前記EGR装置にEGR率を低減させるEGR率低減制御を前記ノック制御に先行して実行することによって前記失火限界点火時期を遅角側に移行させる先行制御手段と、
前記EGR率低減制御が実行された場合に、EGR率の低減により前記進角補正量が減少する分だけ前記ノック制御に係る前記ノック回避点火時期の設定値を遅角側に変更する設定変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
An ignition device for igniting an air-fuel mixture of an internal combustion engine;
An EGR device for recirculating a part of the exhaust discharged to the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine to an ignition timing that is advanced with a larger advance correction amount as the EGR rate is higher than the basic ignition timing according to the operating state;
Knock detecting means for detecting knocking of the internal combustion engine;
When knocking is detected by the knock detection means, a predetermined knock that is set as a time when the ignition timing of the internal combustion engine is retarded from the current ignition timing by a retard amount required for avoiding knocking Knock control means for performing knock control to retard the avoidance ignition timing;
When the EGR rate at the time of knocking detection exceeds a predetermined boundary EGR rate, the knock avoidance ignition timing is later than a predetermined misfire limit ignition timing which is a retarded limit ignition timing at which the internal combustion engine does not misfire. Prior control means for determining that the angle is set to the corner side and causing the EGR device to shift the misfire limit ignition timing to the retard side by executing EGR rate reduction control for reducing the EGR rate prior to the knock control. When,
When the EGR rate reduction control is executed, setting change means for changing the set value of the knock avoidance ignition timing related to the knock control to the retard side by the amount by which the advance correction amount is reduced by the reduction of the EGR rate. When,
An ignition timing control device for an internal combustion engine, comprising:
前記先行制御手段は、前記設定変更手段による変更後のノック回避点火時期とEGR率の低減後における失火限界点火時期とが一致するようにEGR率の低減量を調節することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の点火時期制御装置。   The preceding control means adjusts the amount of reduction in the EGR rate so that the knock avoidance ignition timing after the change by the setting changing means matches the misfire limit ignition timing after the EGR rate is reduced. The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 2. 前記内燃機関の圧縮比を変更可能な圧縮比変更手段を更に備え、
前記先行制御手段は、前記EGR率低減制御と併せて、前記圧縮比変更手段に圧縮比を低減させる圧縮比低減制御を実行することによって前記遅角要求量を低減させ、
前記設定変更手段は、前記ノック回避点火時期を、EGR率の低減によって前記進角補正量が低減する分だけ遅角側に変更させ、且つ、圧縮比の低減によって前記遅角要求量が低減する分だけ進角側に変更させることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
A compression ratio changing means capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine;
In addition to the EGR rate reduction control, the preceding control means reduces the retardation request amount by executing compression ratio reduction control that causes the compression ratio change means to reduce the compression ratio,
The setting changing means changes the knock avoidance ignition timing to the retard side by the amount that the advance correction amount is reduced by reducing the EGR rate, and the retard required amount is reduced by reducing the compression ratio. 3. The ignition timing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the ignition timing control apparatus is changed to an advance side by an amount corresponding to the advance angle.
前記圧縮比変更手段は、前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁装置を有し、
前記先行制御手段は、前記圧縮比低減制御に際して、前記可変動弁装置に吸気弁の閉弁時期を変更させることによって前記内燃機関の有効圧縮比を低減させることを特徴とする請求項1又は4に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
The compression ratio changing means has a variable valve gear capable of changing a closing timing of the intake valve of the internal combustion engine,
5. The preceding control means reduces the effective compression ratio of the internal combustion engine by causing the variable valve device to change the closing timing of the intake valve during the compression ratio reduction control. An ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012163002A (en) * 2011-02-03 2012-08-30 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine control device
JP2012225199A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Toyota Motor Corp Spark ignition internal combustion engine
JP2013227915A (en) * 2012-04-25 2013-11-07 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
WO2019003806A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Internal combustion engine control device
CN115822836A (en) * 2022-10-27 2023-03-21 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method and system under full-throttle working condition based on power demand

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6278440A (en) * 1985-10-01 1987-04-10 Toyota Motor Corp Mechanical supercharged engine with variable compression ratio device
JP2001280228A (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Nissan Motor Co Ltd Ignition timing control device for variable valve engine
JP2004156464A (en) * 2002-11-05 2004-06-03 Nissan Motor Co Ltd Compression ratio control device of internal combustion engine
JP2005105837A (en) * 2003-09-26 2005-04-21 Toyota Motor Corp Ignition timing control device for internal combustion engine
JP2008095651A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd Control device for diesel engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6278440A (en) * 1985-10-01 1987-04-10 Toyota Motor Corp Mechanical supercharged engine with variable compression ratio device
JP2001280228A (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Nissan Motor Co Ltd Ignition timing control device for variable valve engine
JP2004156464A (en) * 2002-11-05 2004-06-03 Nissan Motor Co Ltd Compression ratio control device of internal combustion engine
JP2005105837A (en) * 2003-09-26 2005-04-21 Toyota Motor Corp Ignition timing control device for internal combustion engine
JP2008095651A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd Control device for diesel engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012163002A (en) * 2011-02-03 2012-08-30 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine control device
JP2012225199A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Toyota Motor Corp Spark ignition internal combustion engine
JP2013227915A (en) * 2012-04-25 2013-11-07 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
WO2019003806A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Internal combustion engine control device
JP2019007460A (en) * 2017-06-28 2019-01-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for internal combustion engine
US10920683B2 (en) 2017-06-28 2021-02-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for internal combustion engine
CN115822836A (en) * 2022-10-27 2023-03-21 东风汽车集团股份有限公司 Ignition angle control method and system under full-throttle working condition based on power demand

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