JP2005146924A - 内燃機関のノッキング判定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 吸気噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを備える内燃機関において、ノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することのできる内燃機関のノッキング判定装置を提供する。
【解決手段】 電子制御装置30は、吸気ポート20aに燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタ22と、燃焼室16に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタ17とを備えた内燃機関11のノッキングを所定のノック判定期間におけるノックセンサ33の出力信号に基づいて判定。このノック判定期間は、各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づき変更される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタと、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタとを備える内燃機関のノッキング判定装置に関するものである。
内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタと、吸気ポートなどの吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタとを備える内燃機関が知られている(特許文献1等)。
この内燃機関では、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射と吸気噴射用インジェクタによる燃料噴射とを機関運転状態に応じて適宜変更することにより、燃費の向上や機関出力の確保等を好適に行うようにしている。
他方、内燃機関では通常、ノッキング発生の有無を判定するノッキング判定が行われ、その結果に応じて点火時期等を調整するノッキング制御が実施されている。このノッキング判定は、シリンダブロック等に配設された振動検出センサであるノックセンサを用いて行われ、各気筒の着火後におけるノックセンサの出力信号に基づき、ノッキング発生の有無が判定される。
特開平7−103048号公報
ところで、上述したような内燃機関において、筒内噴射用インジェクタから燃料が噴射される場合には、吸気噴射用インジェクタから燃料が噴射される場合と比較して燃焼室内の燃料分布に偏りが生じやすくなる。そして燃料分布に偏りが生じている状態で混合気の点火が行われると、燃料濃度の高い部分で急速に燃焼が進むため、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。このように、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射と吸気噴射用インジェクタによる燃料噴射とでは混合気の燃焼速度が変化し、これに応じてノッキングの発生態様、例えばその発生時期やノッキングによる機関振動のレベル等も変化することがある。そのため、上述したような各インジェクタを備える内燃機関で実施されるノッキングの判定結果について、その信頼性が低下するおそれがある。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとを備える内燃機関において、ノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することのできる内燃機関のノッキング判定装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタと、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタとを備えた内燃機関のノッキングを所定のノック判定期間におけるノックセンサの出力信号に基づいて判定する内燃機関のノッキング判定装置において、前記各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づき前記ノック判定期間を変更する判定期間変更手段を備えることをその要旨とする。
同構成では、吸気噴射用インジェクタ及び筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に関連づけて上記ノック判定期間を変更するようにしている。そのため、上記噴射割合の変更に伴ってノッキングの発生時期が変化する場合でも、その変化に追従してノック判定期間は変更されるようになる。従って、上記噴射割合が可変設定される内燃機関のノッキング発生を好適に検出することができ、もってノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することができるようになる。
なお、燃焼室に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射割合が増大するほど混合気の燃焼速度は速くなり、ノッキングの発生時期は早くなる傾向にある。
そこで、上述したような噴射割合に基づくノック判定期間の変更態様としては、請求項2に記載の発明によるように、前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射割合が大きくなるほど前記ノック判定期間の開始時期をより早い時期に変更する、といった構成を採用することにより、ノック判定期間を好適に設定することができるようになる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関のノッキング判定装置において、前記判定期間変更手段は、前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に前記筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳しないように、同筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間に応じて前記ノック判定期間をさらに変更することをその要旨とする。
一般に、内燃機関での燃料噴射を行うインジェクタは、電磁ソレノイドへの通電によりノズルニードルをバルブシートから離間させるように駆動することで、バルブを開いて燃料噴射を開始し、電磁ソレノイドへの通電停止によりノズルニードルをバルブシートに着座させることで、バルブを閉じて燃料噴射を停止する構造となっている。
こうしたインジェクタは、その開閉動作に伴い、例えばノズルニードルのバルブシートへの着座時の着打音などの振動が発生する。そしてそのインジェクタの開閉動作に応じて発生する振動が、動作ノイズとしてノックセンサの出力信号に乗ってしまうことがある。特に筒内噴射用インジェクタは吸気噴射用インジェクタと比較して、ノックセンサにより近い位置に配設されるため、インジェクタの開閉動作により発生する動作ノイズがノックセンサの出力信号に与える影響もより大きくなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定し、実際にはノッキングが発生していなくても、ノッキングが発生していると判定されてしまうおそれがある。
この点、上記請求項3に記載の構成では、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳しないように、同ノック判定期間を燃料噴射期間に関連づけて変更するようにしている。そのため、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に筒内噴射用インジェクタの動作ノイズが乗ってしまうといったことを極力抑えることができ、これにより筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
なお、上記請求項3に記載の構成によるノック判定期間の変更態様としては、請求項4に記載の発明によるように、前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間と前記ノック判定期間とが重ならないように同ノック判定期間を設定する、といった構成を採用することにより、上記ノック判定期間を好適に設定することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関のノッキング判定装置において、前記判定期間変更手段は、前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に前記筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳するように、同筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間に応じて前記ノック判定期間をさらに変更することをその要旨とする。
上述したような筒内噴射用インジェクタの動作ノイズがノッキングの判定に与える悪影響としては、次のようなものもある。すなわち、ノックセンサの出力信号に上記動作ノイズが乗っていない場合には、その出力信号に表れるバックグランドノイズは比較的小さくなっている。ここで筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期が変更されると、場合によっては、動作ノイズがノックセンサの検出信号に乗るようになる。そうした燃料噴射時期の変更直後には、それまでの小さいバックグランドノイズレベルを前提にノック判定が行われる。そのため、筒内噴射用インジェクタの動作ノイズの影響を反映した適正なバックグランドノイズレベルの学習がなされるまでは、ノックセンサの検出信号に表れた動作ノイズをノッキングによるものと誤判定してしまうことがある。
この点、上記請求項5に記載の構成によれば、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳するように、同ノック判定期間を燃料噴射期間に関連づけて変更するようにしている。そのため、燃料噴射時期の変更直後におけるバックグランドノイズの変化を抑えることができ、該動作ノイズの影響を反映した適正なバックグランドノイズレベルの学習が常になされるようになる。そのため、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に筒内噴射用インジェクタの動作ノイズが乗っている場合であっても、この動作ノイズをノッキングによるものと誤判定してしまうといったことが抑制される。従って同構成によっても、筒内噴射用インジェクタの動作により発生する動作ノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
なお、上記請求項5に記載の構成によるノック判定期間の変更態様としては、請求項6に記載の発明によるように、前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間全てと前記ノック判定期間の少なくとも一部とが重なるように同ノック判定期間を設定する、といった構成を採用することにより、上記ノック判定期間を好適に設定することができる。
請求項7に記載の発明は、内燃機関の吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタと、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタとを備えた内燃機関のノッキングをノックセンサの出力信号と所定のノック判定レベルとの比較に基づいて判定する内燃機関のノッキング判定装置において、前記各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づき前記ノック判定レベルを変更する判定レベル変更手段を備えることをその要旨とする。
同構成では、吸気噴射用インジェクタ及び筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に関連づけて上記ノック判定レベルを変更するようにしている。そのため、上記噴射割合の変更に伴ってノッキングによる機関振動のレベルが変化する場合でも、その変化に追従してノック判定レベルは設定される。従って、上記噴射割合が可変設定される内燃機関のノッキング発生を好適に検出することができ、もってノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することができるようになる。
ここで、上述したように燃焼室に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。このように燃焼速度が速くなるとシリンダブロック等の振動が増大するため、ノックセンサの出力信号も大きくなる。従って、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射割合が増大するほどノックセンサの出力信号は大きくなる傾向にあり、これに起因して、例えば前述したようなバックグランドノイズレベルの増大をノッキングによるものと誤判定するなどといった不具合が生じるおそれがある。
そこで、上述したような噴射割合に基づくノック判定レベルの変更態様としては、請求項8に記載の発明によるように、前記判定レベル変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射割合が大きくなるほど前記ノック判定レベルを増大させる、といった構成を採用することにより、ノック判定レベルを好適な値に設定することができるようになる。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の内燃機関のノッキング判定装置において、前記判定レベル変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの動作により発生するノイズのレベルを超えるように前記ノック判定レベルをさらに変更することをその要旨とする。
上述したように、筒内噴射用インジェクタが動作するときには振動が発生し、この振動による動作ノイズがノックセンサの出力信号に乗ってしまうことがある。そのため、筒内噴射用インジェクタの動作により発生する振動の影響を考慮することなくノック判定レベルを設定すると、上記動作ノイズをノッキング発生による振動として誤検出してしまうおそれがある。
この点、上記請求項9に記載の構成では、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射が行われるときには、筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズのレベルを超えるように上記ノック判定レベルが変更される。そのため、筒内噴射用インジェクタの動作ノイズをノッキング発生の振動として誤検出してしまうといったことを回避することができ、これにより筒内噴射用インジェクタの動作により発生するノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
(第1の実施形態)
以下、この発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置を具体化した第1の実施形態について、図1〜図8を併せ参照して説明する。
図1は、本実施形態にかかる内燃機関のノッキング判定装置が適用される内燃機関11の概略構成を示している。
同図1に示されるように、この装置は、4サイクルの多気筒内燃機関11を中心として構成されている。この内燃機関11は、複数の気筒12(図1ではそのうちの1つのみを図示)内にピストン13を備えている。ピストン13は、内燃機関11の出力軸であるクランクシャフト15にコンロッド14を介して連結され、そのコンロッド14によりピストン13の往復運動がクランクシャフト15の回転運動に変換されるようになっている。
上記各気筒12内にあってピストン13の上方には、燃焼室16が区画形成されている。この燃焼室16には、筒内噴射用インジェクタ17が各気筒12ごとに取り付けられている。筒内噴射用インジェクタ17には、周知の燃料供給機構を通じて所定の高圧燃料が供給されている。そして、この筒内噴射用インジェクタ17の開弁駆動により、燃料が燃焼室16内に直接噴射供給される。
また、燃焼室16には、その内部に形成される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行う点火プラグ18が取り付けられている。この点火プラグ18による上記混合気への点火タイミングは同点火プラグ18の上方に設けられたイグナイタ19によって調整される。
更に、上記燃焼室16には、吸気通路20及び排気通路21が連通されている。そして、燃焼室16と吸気通路20との連通部分、すなわち吸気ポート20aには、同吸気ポート20aに燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタ22がこれも各気筒ごとに設けられている。この吸気噴射用インジェクタ22には、周知の機構を通じて所定圧の燃料が供給されている。なお、この所定圧は上記筒内噴射用インジェクタ17に供給される燃料の圧力よりも低く設定されている。そして、この吸気噴射用インジェクタ22の開弁駆動に伴って、燃料が吸気ポート20aに噴射される。また、吸気通路20には燃焼室16に導入される空気量を調量するスロットルバルブが設けられている。ちなみに、吸気通路20及び吸気ポート20aは内燃機関11の吸気系を構成している。
内燃機関11の機関制御は、電子制御装置30により行われている。電子制御装置30は、機関制御に係る各種処理を実施する中央演算処理装置(CPU)、制御用のプログラムや機関制御に必要な情報を記憶するメモリ、筒内噴射用インジェクタ17や吸気噴射用インジェクタ22の駆動回路、並びにイグナイタ19等の駆動回路等を備えて構成されている。
電子制御装置30には、機関運転状態を検出する各種のセンサが接続されている。例えばクランクセンサ31によっては、機関出力軸であるクランクシャフト15の回転角が、ひいては機関回転速度NEが検出される。またアクセルセンサ32によって、アクセル操作量ACCPが検出される。更に気筒12を構成するシリンダブロックに配設されたノックセンサ33によっては、各気筒の燃焼室16内からシリンダブロックに伝達された振動が検出される。
これ以外にも、電子制御装置30には、吸入空気量を検出するエアフロメータや機関冷却水の温度を検出する水温センサ等、機関制御に必要なセンサの検出信号が入力されている。そして電子制御装置30は、そうした各種センサの検出信号によって把握される内燃機関11の運転状況に応じて、燃料噴射制御や点火時期制御を始めとする各種機関制御を実施する。
次に、電子制御装置30による内燃機関11の燃料噴射制御について説明する。
まずはじめに、本実施形態における燃料噴射の制御態様を図2に示す。同図2に示すように、本実施形態では、内燃機関11の機関回転速度NE及び機関負荷Lによって吸気噴射用インジェクタ22を用いるか、筒内噴射用インジェクタ17を用いるか、あるいはこれら双方を用いるかが設定される。なお、ここで内燃機関11の機関負荷Lとは、例えば同内燃機関11の1回転あたりの吸入空気量等によって定義される量である。
同図2に示すように、本実施形態では、内燃機関11の各回転速度において、スロットルバルブを全開〜略全開としたときの負荷である最大の負荷(最大吸入空気量)の領域で、上記筒内噴射用インジェクタ17を用いて燃焼室16に燃料を供給する「筒内噴射」を実施する。なお、本実施形態における「筒内噴射」では、吸気行程中に筒内噴射用インジェクタ17から燃料が噴射され、その燃焼形態としては基本的に均質燃焼とされる。また、スロットルバルブの開度が全閉から中間の開度となるときの負荷である低負荷から中負荷の内燃機関11の運転領域においては、上記吸気噴射用インジェクタ22を用いて燃焼室16に燃料を供給する「ポート噴射」を実施する。そして、これらの間の領域においては、上記筒内噴射用インジェクタ17及び上記吸気噴射用インジェクタ22の双方を用いて燃焼室16に燃料を供給する「ポート+筒内噴射」を実施する。
このように本実施形態では、機関運転状態に応じて噴射形態を変更することにより、混合気の均質性確保と高負荷領域での内燃機関11の出力向上とを図っている。
すなわち、吸気噴射用インジェクタ22を用いると筒内噴射用インジェクタ17を用いる場合と比較して混合気の均質性を促進しやすい。このため、低負荷から中負荷の運転領域においては、吸気噴射用インジェクタ22を用いることで、混合気の均質性を確保することができる。一方、筒内噴射用インジェクタ17を用いて燃料噴射を行う場合には吸気噴射用インジェクタ22を用いて燃料噴射を行う場合と比較して、気化潜熱により混合気の温度を低下させすい。このため、高負荷運転領域においては、筒内噴射用インジェクタ17を用いることで吸気の充填効率が増大され、機関出力の向上が図られる。
次に、本実施形態にかかる燃料噴射制御の処理手順について、図3を参照して説明する。ちなみに、図3に示す処理は、所定周期で繰り返し実行される処理である。
まずステップS100では、アクセル操作量ACCPや吸入空気量、及び機関回転速度NE等から算出される機関負荷L等に基づいて基本燃料噴射量Qbが算出される。ここでの燃料噴射量の算出は、電子制御装置30のメモリにあらかじめ記憶された噴射量算出用の演算マップを参照して行われる。
ステップS110では、吸気噴射用インジェクタ22と筒内噴射用インジェクタ17とのそれぞれにより上記燃焼室16に供給される燃料の比率、すなわち各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合を定めるポート噴射用噴射割合Rpと筒内噴射用噴射割合Rdとが機関運転状態に基づいて設定される。これら噴射割合は、先の図2に示した「ポート噴射」の領域では「Rp=1、Rd=0」となり、「筒内噴射」の領域では「Rp=0、Rd=1」となり、「ポート+筒内噴射」の領域では「0<Rp<1、0<Rd<1、Rp+Rd=1」を満たす範囲内で可変設定される。
ステップS120では、ポート噴射用噴射割合Rp及び基本燃料噴射量Qbに基づいて次式(1)から、吸気噴射用インジェクタ22によるポート噴射用最終燃料噴射量Qpが算出される。なお、補正係数Kは内燃機関11の冷却水温や空燃比制御等に基づいて設定される各種補正項である。

Qp=Rp×Qb×K …(1)

ステップS130では、筒内噴射用噴射割合Rd及び基本燃料噴射量Qbに基づいて次式(2)から、筒内噴射用インジェクタ17による筒内噴射用最終燃料噴射量Qdが算出される。なお、補正係数Kは内燃機関11の冷却水温や空燃比制御等に基づいて設定される各種補正項である。

Qd=Rd×Qb×K …(2)

この式(2)に示されるように、筒内噴射用噴射割合Rdが大きくなるほど、筒内噴射用インジェクタ17から噴射される燃料噴射量は増大される。
ステップS140では、機関回転速度NE、機関負荷L等に基づいて吸気噴射用インジェクタ22の燃料噴射時期が算出される。ここで算出される燃料噴射時期は、各気筒で吸気噴射用インジェクタ22から燃料噴射を開始させる時期を、各気筒の圧縮上死点を基準とするクランク角で表したものである。また、上記算出されたポート噴射用最終燃料噴射量Qp、及び機関回転速度NEに基づいて、その算出された燃料噴射量分の燃料の吸気噴射用インジェクタ22からの噴射に必要な期間(クランク角)が算出される。ここでの燃料噴射時期及び噴射期間の算出についても、基本燃料噴射量Qbと同様に、電子制御装置30のメモリにあらかじめ記憶された噴射時期及び噴射期間算出用の演算マップを参照して行われる。
ステップS150では、機関回転速度NE、機関負荷L等に基づいて筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射時期が算出される。ここで算出される燃料噴射時期も、各気筒で筒内噴射用インジェクタ17から燃料噴射を開始させる時期を、各気筒の圧縮上死点を基準とするクランク角で表したものである。また、上記算出された筒内噴射用最終燃料噴射量Qd、及び機関回転速度NEに基づいて、その算出された燃料噴射量分の燃料の筒内噴射用インジェクタ17からの噴射に必要な期間(クランク角)が算出される。ここでの燃料噴射時期及び噴射期間の算出についても、基本燃料噴射量Qbと同様に、電子制御装置30のメモリにあらかじめ記憶された噴射時期及び噴射期間算出用の演算マップを参照して行われる。
ステップS160では、各インジェクタ毎に算出された燃料噴射時期及び燃料噴射期間に基づいて、燃料噴射信号が気筒毎に生成され、各気筒に対応して設けられた吸気噴射用インジェクタ22及び筒内噴射用インジェクタ17にその燃料噴射信号が各々出力される。なお、この燃料噴射信号は、燃料噴射時期により示される時期から燃料噴射期間により示される期間オンとなる。
燃料噴射信号がオンになると、吸気噴射用インジェクタ22や筒内噴射用インジェクタ17の電磁ソレノイドへの通電が開始され、それにより発生する電磁吸引力によりノズルニードルがバルブシートから離間されるように駆動される。これにより、吸気噴射用インジェクタ22や筒内噴射用インジェクタ17の噴口が開かれて燃料噴射が開始される。一方、燃料噴射信号がオフにされると、電磁ソレノイドへの通電が停止され、ノズルニードルがバルブシートに着座される。これにより噴口が閉ざされ、燃料噴射が停止される。
こうして燃料噴射信号がオンとされている期間、吸気噴射用インジェクタ22や筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射が行われる。そしてこれにより、各気筒の燃焼室16には、機関運転状況に応じた適切な時期に、適切な量の燃料が噴射供給されるようになる。
次に、電子制御装置30による内燃機関11の点火時期制御について説明する。
電子制御装置30は上記ノックセンサ33の検出結果に基づいて、各気筒でのノッキング発生の有無を判定するノック判定を行い、その結果に応じて点火時期を調整するノック制御を実施している。
詳しくは、ノック判定においてノッキングの発生有りとの判定がなされると、最終点火時期AOPを所定量遅角させ、ノッキングの発生無しとの判定がなされると、最終点火時期AOPを徐々に進角させる。最終点火時期AOPは、各気筒で点火を実施させる時期を、各気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角(BTDC)で表したものであり、次式(3)に基づいて算出される。

AOP=ABASE−(AKMAX−AGKNK+AKCS) …(3)
AOP:最終点火時期
ABASE:基本点火時期
AKMAX:最大遅角量
AGKNK:ノッキング学習量
AKCS:フィードバック補正量

式(3)において、基本点火時期ABASEは、ノッキングが発生しないといった前提条件のもとで、最大機関出力が得られる点火時期である。また最大遅角量AKMAXは、基本点火時期ABASEについてこれをノッキングの発生が確実に防止できる遅角側の時期に補正するための補正量である。これら基本点火時期ABASE及び最大遅角量AKMAXは、機関回転速度NE及び機関負荷L等といった機関運転状態に基づいて設定される。
また、式(3)において、フィードバック補正量AKCS及びノッキング学習量AGKNKは、ノッキングの発生に応じて同ノッキングを抑制すべく最終点火時期AOPを遅角補正する補正量であって、ノッキング発生の有無に応じて増減する値である。
上記フィードバック補正量AKCSは、ノッキング発生有りのときには最終点火時期AOPを遅角側に移行させるように変更され、ノッキング発生無しのときには最終点火時期AOPを進角側に移行させるように変更される。
一方、ノッキング学習量AGKNKは、上記フィードバック補正量AKCSが予め定められた所定範囲内に収束するように変更される。そして、フィードバック補正量AKCSが上記所定範囲に対して最終点火時期AOPを遅角させる側に外れていれば、ノッキング学習量AGKNKは最終点火時期AOPを遅角側に移行させるように変更される。また、フィードバック補正量AKCSが上記所定範囲に対して最終点火時期AOPを進角させる側に外れていれば、ノッキング学習量AGKNKは最終点火時期AOPを進角側に移行させるように変更される。
電子制御装置30は、こうして算出される最終点火時期AOPにより示される時期にオンとなる点火信号を各気筒のイグナイタ19に出力し、点火を実施する。これにより、ノッキングの発生限界近傍に点火時期が調整される。
次に、上記ノック制御におけるノック判定の処理手順を図4に示す。同図4に示される一連の処理は、機関始動後にノック制御の開始条件が成立したときから開始される。
このノック判定処理が開始されると、まずステップS400において、ゲート信号のオン時期及びオフ時期が設定される。ゲート信号は、ノック判定にかかるノックセンサ33の出力信号についてサンプリングを実施する期間を決定する信号で、ノック判定は、ゲート信号がオンとなっている期間のノックセンサ33の出力信号を参照して行われる。すなわち、ここでは、ゲート信号がオンとなっている期間が、ノックセンサ33の出力信号に基づくノック判定が行われる「ノック判定期間」となっている。ちなみにゲート信号のオン時期及びオフ時期は、各気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角(ATDC)で表される。
ここでのゲート信号のオン時期及びオフ時期の設定は、電子制御装置30のメモリに予め記憶された判定期間算出用の演算マップを参照して行われる。この判定期間算出用の演算マップは、機関回転速度NEと機関負荷Lとの二次元マップとして設定されている。この判定期間算出用の演算マップの設定態様については後述する。
ノック判定期間の設定がなされると、以下のステップS410〜ステップS460の処理を通じて、気筒毎にノック判定が実施される。本実施形態では、ノック判定期間におけるノックセンサ33の出力信号のピークホールド値VKPEAK(最大値)に基づいてノック判定が行われる。そしてそのピークホールド値VKPEAKの対数変換値LVPKが図5に示すような正規分布を示すとの前提に基づき、今回サンプリングされた対数変換値LVPKのその分布内での位置によりノッキング発生の有無の判定を行うノック判定方式が採用されている。
さて、ゲート信号がオンとされ、ノック判定用のゲートがオープンされると(ステップS410:YES)、対象となる気筒のノックセンサ33の出力信号についてそのピークホールドが開始される(ステップS420)。すなわち、ゲート信号がオンとされてからのノックセンサ33の出力信号の最大値であるピークホールド値VKPEAKが求められる。
ゲート信号がオフとされて同ゲートがクローズされると(ステップS430:YES)、その時点でのピークホールド値VKPEAK、すなわちノック判定期間におけるノックセンサ33の出力信号の最大値が読み込まれる(ステップS440)。
そしてそのピークホールド値VKPEAKに基づいて、ノック判定レベルが更新される(ステップS450)。ここでのノック判定レベルの更新は、以下の態様で行われる。
まず、今回サンプリングされたピークホールド値VKPEAKの対数変換値LVpkに基づき、その対数変換値LVpkの分布傾向を示す分布パラメータ、すなわち先の図5に示される分布中央値Vm及び標準偏差値SGMの更新が行われる。ここでは、それらの更新は、次式(4)〜式(7)に基づき行われる。すなわちここでは、分布中央値Vm及び標準偏差値SGMの更新前の値を、今回サンプリングされたピークホールド値VKPEAKの対数変換値LVpkとの対比に基づき増減することで、分布中央値Vm及び標準偏差値SGMが概算により求められている。

(LVpk>Vmのとき)
Vm ← Vm+ΔM …(4)

(LVpk≦Vmのとき)
Vm ← Vm−ΔM …(5)

(Vm−SGM<LVpk<Vmのとき:LVpkが図5に示す領域Aにあるとき)
SGM ← SGM−2・ΔS …(6)

(LVpk≦Vm−SGM、またはLVpk≧Vmのとき:LVpkが図5に示す領域Bにあるとき)
SGM ← SGM+ΔS …(7)

なお、分布中央値Vmの更新量ΔMは、今回サンプリングされた対数変換値LVpkと更新前の分布中央値Vmとの差を所定値n1(例えば「4」)で除算した値とされている。また標準偏差値SGMの更新量ΔSは、分布中央値Vmの更新量ΔMを所定値n2(例えば「8」)で除算した値とされている。
ノック判定レベルVkdは、こうして更新される分布中央値Vm及び標準偏差値SGMに基づき次式(8)より求められる。

Vkd=Vm+u×SGM …(8)

なお、このu値は、機関回転速度NE等に基づいて可変設定され、基本的には、上記燃焼室16内における混合気の燃焼圧力が高い状態にあるときほど大きな値が設定される。
そして、ノック判定レベルVkdと上記対数変換値LVpkとの比較を通じて内燃機関11におけるノッキングの発生の有無が判定される(ステップS460)。すなわち、上記対数変換値LVpkが「ノック判定レベルVkd<対数変換値LVpk」といった範囲にある場合には、内燃機関11にノッキングが発生していると判定される。これとは逆に、上記対数変換値LVpkが「ノック判定レベルVkd≧対数変換値LVpk」といった範囲にある場合には、内燃機関11にノッキングが発生していないと判定される。
続いて、本実施形態における上記ノック判定期間の設定態様について説明する。
上述したように、本実施形態における内燃機関11には、吸気噴射用インジェクタ22と筒内噴射用インジェクタ17とが設けられており、これらの噴射割合は機関運転状態に応じて変更される。
ここで、筒内噴射用インジェクタ17から燃料が噴射される場合には、吸気噴射用インジェクタ22から燃料が噴射される場合と比較して燃焼室16内の燃料分布に偏りが生じやすくなる。このように燃料分布に偏りが生じている状態で混合気の点火が行われると、燃料濃度の高い部分で急速に燃焼が進むため、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。このように、筒内噴射用インジェクタ17による燃料噴射と吸気噴射用インジェクタ22による燃料噴射とでは混合気の燃焼速度が変化し、これに応じてノッキングの発生時期も変化するようになる。そこで本実施形態では、このような各インジェクタからの燃料噴射割合の変更に伴うノッキング発生時期の変化に対応させてノック判定期間を変更するようにしている。
図6は、本実施形態におけるノック判定期間の設定処理について、その処理手順を示している。なお、この処理は判定期間変更手段を構成する。
本処理が開始されるとまず、先の図2に示した上記「ポート噴射」の領域に現在の機関運転状態が該当するか否か、すなわち吸気噴射用インジェクタ22からのみ燃料噴射が行われるか否かが判断される(ステップS500)。そして、「ポート噴射」の領域に該当する状態にある旨判断された場合には(ステップS500:YES)、ポート噴射用ノック判定期間Tkdpが設定される(ステップS510)。ここでは、電子制御装置30のメモリに予め記憶されたポート噴射用判定期間算出マップを参照し、機関回転速度NEと機関負荷Lとに基づいてゲート信号のオン時期及びオフ時期の設定が行われる。
一方、現在の機関運転状態が「ポート噴射」の領域に該当しない状態にある旨判断された場合には(ステップS500:NO)、現在の機関運転状態が「ポート+筒内噴射」及び「筒内噴射」の領域のいずれかに該当する状態にあり、燃料噴射態様として、筒内噴射用インジェクタ17から燃料が噴射される状態にある。
ここで、燃焼室16に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が増大するほど混合気の燃焼速度は速くなり、ノッキングの発生時期は早くなる傾向にある。そこで、ステップS500の処理において否定判定されたときには、筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて筒内噴射用ノック判定期間Tkddが設定される(ステップS520)。ここでは、機関回転速度NEと機関負荷Lとに基づき、上記ポート噴射用判定期間設定マップを参照してゲート信号のオン時期及びオフ時期を設定(ポート噴射用ノック判定期間Tkdpを算出)した後、ゲート信号のオン時期が変更され、これが筒内噴射用ノック判定期間Tkddとして設定される。より具体的には「ポート噴射」が行われるときと比較してオン時期がより早い時期になるように、すなわち、オン時期がより進角側の時期になるようにオン時期は設定される。なお、図7に示すように、筒内噴射用噴射割合Rdが大きくなるほど、オン時期はより進角側の時期に変更される。
このように、燃料噴射態様の違いに起因するノッキング発生時期の変化に対応させて、ノック判定期間は変更される。
図8は、本実施形態におけるノック判定期間の設定態様を例示している。なお、同図10において、円A及び円B内に示すノックセンサの出力信号(ノックセンサ信号)は、ノッキング発生時にノックセンサによって検出される出力信号(ノッキング信号)を示している。また、ゲート信号がオンとされている期間がノック判定期間に対応している。
この図8に示されるように、ポート噴射が実行されるときには、この噴射態様に応じたポート噴射用ノック判定期間Tkdpがポート噴射用判定期間設定マップを参照して設定される。そのため、ポート噴射実行時にノッキングが発生した場合には、これに対応するノッキング信号をノック判定期間内で捕らえることができ、上記ノック判定処理によってノッキング有りと判定することができる。
他方、同図8の円B内で示されるように、「燃料噴射態様として、「ポート+筒内噴射」や「筒内噴射」といった噴射態様、すなわち少なくとも筒内噴射が実行されるときには、「ポート噴射」が実施されるときと比較してノッキング発生時期はより進角側の時期に移行することがある。そのため、筒内噴射が実施される場合にポート噴射用ノック判定期間Tkdpを用いてノック判定を行うと、場合によってはポート噴射用ノック判定期間Tkdpの判定開始時期よりも早い時期にノッキングが発生することもある。この場合にはノッキングが発生していても、上記ノック判定処理ではノッキングが発生していないと誤判定されるおそれがある。
この点、本実施形態では上記ノック判定期間設定処理によって、「ポート噴射」が実施されるときのノック判定期間におけるゲート信号のオン時期、すなわちポート噴射用ノック判定期間Tkdpの開始時期が筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて変更され、この変更されたノック判定期間が筒内噴射用ノック判定期間Tkddとして設定される。具体的には筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど、同図8に破線で示すようにゲート信号のオン時期はより早い時期に、換言すればより進角側の時期に変更される。このように、ノッキング発生時期の変化に追従してノック判定期間は可変設定される。そのため、筒内噴射実行時にノッキングが発生した場合には、これに対応するノッキング信号をノック判定期間内で捕らえることができ、上述したような誤判定の発生を抑えることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)吸気噴射用インジェクタ22及び筒内噴射用インジェクタ17から噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づいてノック判定期間を変更するようにしている。そのため、噴射割合の変更に伴ってノッキングの発生時期が変化する場合でも、その変化に追従してノック判定期間は設定されるようになる。従って、上記噴射割合が可変設定される内燃機関のノッキング発生を好適に検出することができ、もってノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することができるようになる。
(2)燃焼室に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が増大するほど混合気の燃焼速度は速くなり、ノッキングの発生時期は早くなる傾向にある。そこで、上記噴射割合に基づくノック判定期間の変更態様として、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が大きくなるほどノック判定期間の開始時期をより早い時期に変更するようにしている。そのため、ノッキング発生時期の変化態様に対応したノック判定期間を好適に設定することができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置を具体化した第2の実施形態について、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1の実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が変更されることによって生じるノッキング発生時期の変化を考慮して、ノック判定期間を設定することにより、ノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制するようにした。
ここで、燃料噴射態様として上記「ポート+筒内噴射」や「筒内噴射」が選択されるとき、すなわち燃料噴射割合が変更されることで少なくとも筒内噴射用インジェクタ17から燃料噴射が実行されるときには、該筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズがノッキングの判定に悪影響を与えるおそれがある。
すなわち、内燃機関での燃料噴射を行うインジェクタの多くは、電磁ソレノイドへの通電によりノズルニードルをバルブシートから離間させるように駆動することで、バルブを開いて燃料噴射を開始し、電磁ソレノイドへの通電停止によりノズルニードルをバルブシートに着座させることで、バルブを閉じて燃料噴射を停止する構造となっている。
こうしたインジェクタでは、ノズルニードルが最大リフトに達したときやバルブシートに着座したときに、すなわち燃料噴射の開始、停止の直後に、ノズルニードルがその開閉動作範囲を制限するストッパやバルブシートに突き当たり、着打音などの振動が発生する。そしてそのインジェクタの開閉動作に応じて発生する振動が、動作ノイズとしてノックセンサの出力信号に乗ってしまうことがある。特に筒内噴射用インジェクタ17は吸気噴射用インジェクタ22と比較して、ノックセンサ33により近い位置に配設されるため、インジェクタの開閉動作により発生する動作ノイズがノックセンサの出力信号に与える影響もより大きくなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定し、実際にはノッキングが発生していなくても、ノッキングが発生していると判定されてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、第1の実施形態で説明した筒内噴射用ノック判定期間Tkddの設定(図6に示したステップS520)に際し、以下のような処理をするようにしている。すなわち、筒内噴射用ノック判定期間Tkddのノックセンサ33の出力信号に筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズが常時重畳しないように、同筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間に応じて筒内噴射用ノック判定期間Tkddをさらに変更するようにしている。より具体的には、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間と筒内噴射用ノック判定期間Tkddとが重ならないように同筒内噴射用ノック判定期間Tkddを設定するようにしている。
特に本実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が開始される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が早くなるように、すなわち、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が開始される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が進角側の時期になるように、ゲート信号のオフ時期を設定するようにしている。なお、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射開始時期は上述した燃料噴射制御(図3)におけるステップS150の処理で算出されており、ここで算出された噴射開始時期よりも進角側の時期をゲートのオフ時期として設定すればよい。ちなみに、燃料噴射開始時期に燃料噴射信号がオンにされると直ちにその動作ノイズがノックセンサの出力信号に乗るわけではなく、上記ノズルニードルがストッパに当接するまでの時間、及びこの当接に伴って発生する振動がノックセンサ33の出力信号に乗るまでの時間等といった応答遅れ時間RTSが存在する場合が多い。このような場合には、燃料噴射の開始時期よりもこの応答遅れ時間RTSを見越した分だけ遅角側にゲート信号のオフ時期を設定することもできる。
図9は、本実施形態におけるノック判定期間の設定態様を例示している。なお、同図9に示す円E内におけるノックセンサの出力信号は、ノッキングの検出対象となっている気筒#Aとは別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射開始直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。また、同図9に示す円F内におけるノックセンサの出力信号は、同別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射終了直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。
この図9に示されるように、本実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が開始される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が早くなるように、同筒内噴射用ノック判定期間Tkddは変更される(同図9に破線で示す)。すなわち、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射が行われるときには、筒内噴射用インジェクタの動作により発生するノイズを避けるように燃料噴射期間に関連づけて筒内噴射用ノック判定期間Tkddが変更される。そのため、ノック判定期間のノックセンサ33の出力信号に筒内噴射用インジェクタ17の動作ノイズが乗ってしまうといったことを極力避けることができる。
従って本実施形態によれば、上記(1)、(2)に記載の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
(3)筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定してしまうといった、筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
(第3の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置を具体化した第3の実施形態について、第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記動作ノイズがノッキングの判定に与える悪影響として、第2の実施形態で説明したような態様の他に、次のようなものもある。すなわち、ノックセンサの出力信号に上記動作ノイズが乗っていない場合には、その出力信号に表れるバックグランドノイズは比較的小さくなっている。ここで筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期が変更されると、場合によっては、動作ノイズがノックセンサの検出信号に乗るようになる。そうした燃料噴射時期の変更直後には、それまでの小さいバックグランドノイズレベルを前提にノック判定が行われる。そのため、筒内噴射用インジェクタの動作ノイズの影響を反映した適正なバックグランドノイズレベルの学習がなされるまでは、ノックセンサの検出信号に表れた動作ノイズをノッキングによるものと誤判定してしまうことがある。
そこで、本実施形態では、第1の実施形態で説明した筒内噴射用ノック判定期間Tkddの設定(図6に示したステップS520)に際し、以下のような処理をするようにしている。すなわち、筒内噴射用ノック判定期間Tkddのノックセンサ33の出力信号に筒内噴射用インジェクタ17の開閉動作により発生するノイズが常時重畳するように、同筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間に応じて筒内噴射用ノック判定期間Tkddをさらに変更するようにしている。すなわち、前記判定期間変更手段は、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間全てと筒内噴射用ノック判定期間Tkddの少なくとも一部とが重なるように同筒内噴射用ノック判定期間Tkddを設定するようにしている。
特に本実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が終了される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が遅くなるように、すなわち、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が終了される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が遅角側の時期になるように、ゲート信号のオフ時期を設定するようにしている。なお、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射終了時期は上述した燃料噴射制御(図3)におけるステップS150の処理で算出される燃料噴射時期及び噴射期間から算出することができ、この算出された終了時期よりも遅角側の時期をゲートのオフ時期として設定すればよい。ちなみに、燃料噴射終了時期に燃料噴射信号がオフにされると直ちにその動作ノイズがノックセンサの出力信号に乗るわけではなく、上記ノズルニードルがバルブシートに着座するまでの時間、及びこの着座に伴って発生する振動がノックセンサ33の出力信号に乗るまでの時間等といった応答遅れ時間RTFが存在する場合が多い。このような場合には、燃料噴射の終了時期よりもこの応答遅れ時間RTFを見越した分だけ遅角側にゲート信号のオフ時期を設定するとよい。
図10は、本実施形態におけるノック判定期間の設定態様を例示している。なお、同図10に示す円E内におけるノックセンサの出力信号は、ノッキングの検出対象となっている気筒#Aとは別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射開始直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。また、同図10に示す円F内におけるノックセンサの出力信号は、同別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射終了直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。
この図10に示されるように、本実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が終了される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの終了時期が遅くなるように同筒内噴射用ノック判定期間Tkddが変更される(同図10に破線で示す)。すなわち、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射が行われるときには、筒内噴射用インジェクタの動作により発生するノイズが必ずノック判定期間のノックセンサ33の出力信号に乗るように、燃料噴射期間に関連づけて筒内噴射用ノック判定期間Tkddが変更される。そのため、上記分布中央値Vm及び標準偏差値SGMの更新、すなわちバックグランドノイズレベルの学習は、動作ノイズの影響を反映した適正な学習が常になされるようになる。従って燃料噴射時期の変更直後におけるバックグランドノイズの変化を抑えることができ、上記ノック判定レベルVkdも動作ノイズの影響が反映された適正な値に設定することができる。
こうしてノック判定期間のノックセンサの出力信号に筒内噴射用インジェクタ17の動作ノイズが乗ってしまう場合であっても、この動作ノイズをノッキングによるものと誤判定してしまうといったことが抑制される。
このように本実施形態によれば、上記(1)、(2)に記載の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
(4)筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定してしまうといった、筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
(第4の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置を具体化した第4の実施形態について、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第1の実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が変更されることによって生じるノッキング発生時期の変化を考慮してノック判定期間を設定することにより、ノッキング発生の有無についての判定結果にかかる信頼性が低下することを抑えるようにした。
これとは別に、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が変更されることによって混合気の燃焼速度が速くなると、混合気の燃焼に伴って発生する振動が大きくなり、機関振動が増大するようになる。そのため、ノックセンサ33によって検出されるバックグランドノイズのレベル、すなわちノッキングが発生していないときにおけるノックセンサ33の出力信号のレベル(以下、出力レベルという)は大きくなる傾向にある。また、バックグランドノイズのレベルが増大する分だけノッキング発生時におけるノックセンサ33の出力レベルも増大する傾向にあり、場合によってはノッキング発生の有無についての判定結果にかかる信頼性が低下するおそれがある。
そこで本実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合に基づいてノック判定期間を変更するのに併せて、前記ノック判定レベルVkdも変更するようにした点において、第1の実施形態と異なる。
以下、そうしたノック判定レベルVkdを変更する処理について図11を併せ参照して説明する。なお、本処理は第1の実施形態において記述したノック判定処理(図4)におけるステップS450の処理の1つとして実行される処理である。また本処理はノック判定レベル変更手段を構成する。
本処理が開始されるとまず、先の図2に示した上記「ポート噴射」の領域に現在の機関運転状態が該当するか否か、すなわち吸気噴射用インジェクタ22からのみ燃料噴射が行われるか否かが判断される(ステップS600)。そして、「ポート噴射」の領域に該当する状態にある旨判断された場合には(ステップS600:YES)、ポート噴射用ノック判定レベルVkdpが設定される(ステップS610)。ここでは、前述した分布中央値Vm、標準偏差値SGM、及びu値に基づき次式(9)よりポート噴射用ノック判定レベルVkdpが求められる。

Vkdp=Vm+u×SGM …(9)

なお、u値は機関回転速度NE等に基づいて可変設定される値であり、これによりポート噴射用ノック判定レベルVkdpは、ポート噴射実行時におけるノッキングの発生を適切に判定することのできる値に設定される。
一方、現在の機関運転状態が「ポート噴射」の領域に該当しない状態にある旨判断された場合には(ステップS600:NO)、現在の機関運転状態が「ポート+筒内噴射」及び「筒内噴射」の領域のいずれかに該当する状態にあり、燃料噴射態様として、筒内噴射用インジェクタ17から燃料が噴射される状態にある。
ここで、燃焼室16に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が増大するほど混合気の燃焼速度は速くなり、これによって上述したようにノックセンサ33の出力レベルは増大するようになる。
そこで、ステップS600の処理において否定判定されたときには、筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて筒内噴射用ノック判定レベルVkddが設定される(ステップS620)。ここでは、上記式(9)に基づいて算出されるポート噴射用ノック判定レベルVkdpを筒内噴射用噴射割合Rdに対応させて補正することにより、筒内噴射用ノック判定レベルVkddが設定される。具体的には、ポート噴射用ノック判定レベルVkdpと補正値αとに基づき、次式(10)から筒内噴射用噴射割合Rdが算出される。

Vkdd=Vkdp+α …(10)

なお、図12に示すように、補正値αは筒内噴射用噴射割合Rdが大きくなるほど大きい値に設定される。これにより、筒内噴射用噴射割合Rdが大きくなるほど筒内噴射用ノック判定レベルVkddは増大される。
ちなみに、ノッキングの発生が検出されると点火時期は遅角補正されるのであるが、この遅角補正に伴って機関出力は低下するため、規模の小さいノッキングが発生している場合には、これをノッキング有りと判定しないようにした方が機関出力を確保する上では有利となる。そこで、上記ポート噴射用ノック判定レベルVkdp、及び筒内噴射用ノック判定レベルVkddはそれぞれ可能な限り大きい値が設定される。
このように、燃料噴射態様の違いに起因するノックセンサ33の出力レベルの変化に対応させてノック判定レベルは変更される。
図13は、本実施形態におけるノック判定レベルの設定態様を例示している。なお、同図13において、円A及び円B内に示すノックセンサ33の出力信号は、ノッキング発生時にノックセンサ33によって検出される出力信号(ノッキング信号)を示している。
この図13に示されるように、ポート噴射が実行されるときには、その噴射態様に応じたポート噴射用ノック判定レベルVkdpが設定され、第1の実施形態において記述したノック判定処理(図4)におけるステップS460の処理を通じて、ノッキング発生の有無についての判定がなされる。
他方、燃料噴射態様として、「ポート+筒内噴射」や「筒内噴射」といった噴射態様、すなわち少なくとも筒内噴射が実行されるときには、「ポート噴射」が行われるときと比較して、ノッキング信号やバックグランドノイズのレベルが増大することがある。そのため、筒内噴射が実施される場合にポート噴射用ノック判定レベルVkdpを用いてノック判定を行うと、例えば次のような不具合が生じるおそれがある。
すなわち、同図13に円C内で示すように、バックグランドノイズのレベルがポート噴射用ノック判定レベルVkdpを超える場合には、ノッキングが発生していなくても、上記ノック判定処理ではノッキングが発生していると誤判定されるおそれがある。
また、バックグランドノイズのレベル増大に伴ってノッキング信号のレベルも増大するため、規模の小さいノッキングが発生した場合であっても、ノッキング信号としてはある程度レベルの大きいノッキング信号が出力される。そのため、同図13に円B内で示すように、このような状況で発生したノッキング信号のレベルがポート噴射用ノック判定レベルVkdpを超える場合には、規模の大きいノッキングが発生していないにもかかわらず、ノッキングが発生していると判定され、点火時期の遅角補正による機関出力の低下等を招くおそれがある。
この点、本実施形態では上記ノック判定レベル変更処理によって、筒内噴射用噴射割合Rdに基づきノック判定レベルが可変設定され、筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど、同図13に破線で示すように筒内噴射用ノック判定レベルVkddはより大きい値に変更される。すなわち、ノックセンサ33の出力レベルの変化に追従して筒内噴射用ノック判定レベルVkddは設定される。そのため、上述したようなバックグランドノイズをノッキング信号として検出する、あるいは規模の小さいノッキングであってもノッキング発生有りとして判定してしまう等といった、ノックキング発生の有無に関する誤判定の発生を抑えることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、上記(1)、(2)に記載の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
(5)吸気噴射用インジェクタ22及び筒内噴射用インジェクタ17から噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づいてノック判定レベルを変更するようにしている。そのため、噴射割合の変更に伴ってノックセンサ33の出力信号のレベルが変化する場合でも、その変化に追従してノック判定レベルは設定されるようになる。従って、上記噴射割合が可変設定される内燃機関のノッキング発生を好適に検出することができ、もってノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することができるようになる。
(6)燃焼室に直接噴射される燃料量が増大するほど、混合気の燃焼速度は速くなる傾向にある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が増大するほど混合気の燃焼速度は速くなり、ノックセンサ33の出力信号のレベルは増大する傾向にある。そこで、上記噴射割合に基づくノック判定レベルの変更態様として、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が大きくなるほど筒内噴射用ノック判定レベルVkddをより大きい値に変更するようにしている。そのため、ノックセンサ33の出力信号のレベルについてその変化態様に対応したノック判定レベルを好適に設定することができるようになる。
(第5の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置を具体化した第5の実施形態について、第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第4の実施形態では、筒内噴射用インジェクタ17からの燃料噴射割合が変更されることによって生じるノックセンサ33の出力レベルの変化を考慮して、ノック判定レベルを設定することにより、ノッキングの判定結果にかかる信頼性の低下を抑制するようにした。
ここで上述したように、筒内噴射用インジェクタ17が開閉動作するときには、その動作に伴って発生するノイズがノックセンサ33の出力信号に乗ってしまうことがある。そのため、筒内噴射用インジェクタ17の開閉動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定し、実際にはノッキングが発生していなくても、ノッキングが発生していると判定されてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では、第4の実施形態で説明した筒内噴射用のノック判定レベルの設定(図11に示したステップS620)に際し、筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズのレベルを超えるように筒内噴射用ノック判定レベルVkdd’を設定するようにしている。
具体的には、先の図12に示したように、筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて設定される補正値αに対し、下限値αMINを設定し、同下限値αMIN以下に補正値αが設定されないようにしている。そして、この下限値αMINは、筒内噴射用インジェクタ17の動作に伴って発生する動作ノイズのレベルから所定レベルだけ大きい値に筒内噴射用ノック判定レベルVkdd’が設定されるように、予めの実験等から求められた最適な値が設定されている。ちなみに、上記動作ノイズのレベルは筒内噴射用インジェクタ17に供給される燃料の圧力によって変化し、燃料圧力が増大するほどそのレベルは増大する傾向にある。そこで、この燃料圧力に基づいて下限値αMINを可変設定するようにしてもよい。
図14は、本実施形態における筒内噴射用ノック判定レベルVkdd’の設定態様を例示している。なお、同図14に示す円E内におけるノックセンサの出力信号は、ノッキングの検出対象となっている気筒#Aとは別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射開始直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。また、同図14に示す円F内におけるノックセンサの出力信号は、同別の気筒#Bに設けられた筒内噴射用インジェクタ17の噴射終了直後に発生した動作ノイズが、ノックセンサの出力信号に乗っている状態を例示している。
この図14に示されるように、筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて筒内噴射用ノック判定レベルVkddを設定する場合において、上記動作ノイズの発生を考慮することなく、その判定レベルを設定すると、同図14の円E及び円Fに示されるように、動作ノイズのレベルが筒内噴射用ノック判定レベルVkddを超えてしまうおそれがある。この場合には、ノッキング発生していなくても、上記ノック判定処理によってノッキング発生有りとの誤判定がなされてしまう。
一方、本実施形態では、同図14に破線で示すように、動作ノイズのレベルを超えるように筒内噴射用ノック判定レベルVkdd’は設定される。そのため、筒内噴射用インジェクタ17の動作によってノイズが発生する場合であっても、この動作ノイズのレベルが筒内噴射用ノック判定レベルVkdd’を超えることはなく、もって上記誤判定の発生が抑制される。
以上、説明したように本実施形態によれば、上記(1)、(2)、(5)、(6)に記載の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
(7)筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生する振動をノッキングによるものと誤判定してしまうといった、同筒内噴射用インジェクタ17の動作により発生するノイズがノッキングの判定に与える悪影響を好適に抑制することができるようになる。
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上述したように、筒内噴射用インジェクタ17から燃料噴射が実施される際には、気化潜熱により混合気の温度が低下するようになるため、ノッキングの発生も抑制されるようになる。そのため、点火時期をそれ以上進角させるとノッキングが発生する限界の点火時期、すなわちノック限界もより進角側に移行するようになる。そこで、上記点火時期制御にて設定される最終点火時期AOPについて、筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど、より進角側の値に設定されるようにその設定態様を変更することにより、機関出力をより好適に向上させることができる。これは例えば、以下の(a)、(b)に記載するような態様で実施することができる。
(a)筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど基本点火時期ABASEをより進角側の値に設定する。
(b)筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど最大遅角量AKMAXをより小さい値に変更する。
なお、ノック限界の変化に対応した上記基本点火時期ABASEや最大遅角量AKMAX等が設定されれば、上記ノッキング学習量AGKNKは筒内噴射用噴射割合Rdが変化しても基本的には同じ値を用いることができる。ただし、内燃機関の環境条件等に起因して同じ値を用いることができない場合には、ノッキング学習量AGKNKも筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて変更するようにしてもよい。
・上記ノッキング判定装置によって実行される一処理として、ノックセンサ33の故障等を検出するための異常診断処理を追加するようにしてもよい。これは例えば、ノッキングが発生していないときのノックセンサ33の出力信号、換言すればバックグランドノイズのレベルが所定のフェイル判定値を超えるときに、ノックセンサ33に異常が発生している旨診断するといった態様をもって実施することができる。ここで、上述したように、筒内噴射用インジェクタ17から燃料噴射が実施されるときには、混合気の燃焼速度の増大に起因して上記バックグランドノイズのレベルも大きくなる傾向にある。そこで、筒内噴射用噴射割合Rdが増大するほど上記フェイル判定値がより大きい値に設定されるようにすることで、ノックセンサ33の異常診断に際して、誤診断がなされるといった不具合の発生を抑えることができ、上記異常診断処理を好適に実施することができるようになる。
・上記第4、及び第5の実施形態では第1の実施形態を前提にしていたが、特にノック判定期間を設定することなくノック判定を行う場合であっても、同第4、及び第5の実施形態で説明したノック判定レベルの変更を行うことによって、上記噴射割合が可変設定される内燃機関のノッキング発生を好適に検出することができる。そしてノッキング発生の有無についてその判定結果にかかる信頼性の低下を抑制することができるようになる。
・上記第4の実施形態は、第2の実施形態及び第3の実施形態のいずれかに組み合わせて実施することもできる。同様に、上記第5の実施形態も、第2の実施形態及び第3の実施形態のいずれかに組み合わせて実施することができる。
・上記第2の実施形態では、ノック判定期間の後半部分におけるノックセンサ33の出力信号に上記動作ノイズが乗ってしまう場合について説明した。他方、ノック判定期間の前半部分におけるノックセンサ33の出力信号に上記動作ノイズが乗ってしまうように燃焼噴射期間が設定される場合には、この動作ノイズを避けるべく、以下のようにノック判定期間を変更すればよい。すなわち、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が終了される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの開始時期が遅くなるように(遅角側の時期になるように)、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間に関連づけてゲート信号のオン時期を設定するようにすればよい。なお、この場合にも上述した応答遅れ時間RTFを考慮して筒内噴射用ノック判定期間Tkddの開始時期を設定することにより、より好適な時期を設定することができる。
また、上記第3の実施形態でも、ノック判定期間の後半部分におけるノックセンサ33の出力信号に上記動作ノイズが乗ってしまう場合について説明した。他方、この実施形態においても、ノック判定期間の前半部分におけるノックセンサ33の出力信号に上記動作ノイズが乗ってしまうように燃焼噴射期間が設定される場合には、この動作ノイズが必ずノック判定期間のノックセンサ33の出力信号に乗るように、以下のようにノック判定期間を変更すればよい。すなわち、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射が開始される時期よりも筒内噴射用ノック判定期間Tkddの開始時期が早くなるように(進角側の時期になるように)、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射期間に関連づけてゲート信号のオン時期を設定するようにすればよい。なお、この場合にも上述した応答遅れ時間RTSを考慮し、筒内噴射用インジェクタ17の燃料噴射開始時期から所定の応答遅れ時間が経過した時期に、筒内噴射用ノック判定期間Tkddの開始時期が設定されるようにすることもできる。
・上記筒内噴射用ノック判定期間Tkddは、ポート噴射用ノック判定期間Tkdpを変更して算出するようにした。これに代えて、電子制御装置30のメモリに予め筒内噴射用判定期間算出マップを記憶しておき、筒内噴射用噴射割合Rd、機関回転速度NE及び機関負荷Lに基づき、同マップを参照して直接筒内噴射用ノック判定期間Tkddが算出されるようにしてよい。
また、筒内噴射用ノック判定レベルVkddは、ポート噴射用ノック判定レベルVkdpを変更して算出するようにしたが、これに代えて、上記式(9)におけるu値を筒内噴射用噴射割合Rd及び機関回転速度NE等に応じて設定されるようにし、同式(9)から直接筒内噴射用ノック判定レベルVkddが算出されるようにしてもよい。
・燃料噴射態様として「ポート噴射」及び「筒内噴射」のみを実施する内燃機関であっても、本発明は同様に適用することができる。
・上記内燃機関11における燃焼態様として、筒内噴射用インジェクタ17を利用した成層燃焼を実施するようにしてもよい。この場合には混合気の燃焼速度がさらに速くなるため、上記筒内噴射用噴射割合Rdに基づいて設定される各種値の変更度合をより増大されるようにすることで、成層燃焼を実施する内燃機関のノッキング判定装置として、上記各実施形態及びその変形例を適用することができる。
・上述したように、筒内噴射用噴射割合Rdとポート噴射用噴射割合Rpとはそれらの和が「1」になるように変更される。すなわち、筒内噴射用噴射割合Rdとポート噴射用噴射割合Rpとは互いに負の相関関係にある。従って、上記各実施形態及びその変形例でにおいて、筒内噴射用噴射割合Rdに基づき設定される各種値をポート噴射用噴射割合Rpに基づいて設定するようにしてもよい。
・上記吸気噴射用インジェクタ22は、吸気ポート22aにそれぞれ設けられたインジェクタであったが、これを例えば吸気通路20の途中に設けられるサージタンクに取り付けられるインジェクタとすることもできる。要は、内燃機関の吸気系に燃料を噴射するインジェクタであればよい。
本発明にかかる内燃機関のノッキング判定装置についてその第1の実施形態の全体構成を示す概略図。 同実施形態における内燃機関の運転状態とそのときの燃料の噴射に用いるインジェクタとの関係を示す図。 同実施形態における燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態におけるノック判定の処理手順を示すフローチャート。 ノック判定処理において設定される正規分布の一例を示すグラフ。 同実施形態におけるノック判定期間の設定処理についてその手順を示すフローチャート。 筒内噴射用噴射割合に対するゲート信号のオン時期にかかる変更態様を示すグラフ。 同実施形態におけるノック判定期間の設定態様を示すタイムチャート。 第2の実施形態におけるノック判定期間の設定態様を示すタイムチャート。 第3の実施形態におけるノック判定期間の設定態様を示すタイムチャート。 第4の実施形態におけるノック判定レベルの設定処理についてその手順を示すフローチャート。 筒内噴射用噴射割合と補正量との対応関係を示すグラフ。 同実施形態におけるノック判定レベルの設定態様を示すタイムチャート。 第5の実施形態におけるノック判定レベルの設定態様を示すタイムチャート。
符号の説明
11…内燃機関、12…気筒、13…ピストン、14…コンロッド、15…クランクシャフト、16…燃焼室、17…筒内噴射用インジェクタ、18…点火プラグ、19…イグナイタ、20…吸気通路、20a…吸気ポート、21…排気通路、22…吸気噴射用インジェクタ、30…電子制御装置、31…クランクセンサ、32…アクセルセンサ、33…ノックセンサ。

Claims (9)

  1. 内燃機関の吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタと、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタとを備えた内燃機関のノッキングを所定のノック判定期間におけるノックセンサの出力信号に基づいて判定する内燃機関のノッキング判定装置において、
    前記各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づき前記ノック判定期間を変更する判定期間変更手段を備える
    ことを特徴とする内燃機関のノッキング判定装置。
  2. 前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射割合が大きくなるほど前記ノック判定期間の開始時期をより早い時期に変更する
    請求項1に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  3. 前記判定期間変更手段は、前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に前記筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳しないように、同筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間に応じて前記ノック判定期間をさらに変更する
    請求項1または2に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  4. 前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間と前記ノック判定期間とが重ならないように同ノック判定期間を設定する
    請求項3記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  5. 前記判定期間変更手段は、前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に前記筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズが常時重畳するように、同筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間に応じて前記ノック判定期間をさらに変更する
    請求項1または2に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  6. 前記判定期間変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間全てと前記ノック判定期間の少なくとも一部とが重なるように同ノック判定期間を設定する
    請求項5に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  7. 内燃機関の吸気系に燃料を噴射する吸気噴射用インジェクタと、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタとを備えた内燃機関のノッキングをノックセンサの出力信号と所定のノック判定レベルとの比較に基づいて判定する内燃機関のノッキング判定装置において、
    前記各インジェクタから噴射される燃料噴射量の噴射割合に基づき前記ノック判定レベルを変更する判定レベル変更手段を備える
    ことを特徴とする内燃機関のノッキング判定装置。
  8. 前記判定レベル変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射割合が大きくなるほど前記ノック判定レベルを増大させる
    請求項7に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
  9. 前記判定レベル変更手段は、前記筒内噴射用インジェクタの開閉動作により発生するノイズのレベルを超えるように前記ノック判定レベルをさらに変更する
    請求項8に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7377255B2 (en) 2005-01-04 2008-05-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dual injection type internal combustion engine
JP2010209696A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置および制御方法
US8005607B2 (en) 2005-12-05 2011-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
WO2013065400A1 (ja) * 2011-11-01 2013-05-10 日産自動車株式会社 ノックセンサの故障診断装置及び故障診断方法

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4492421B2 (ja) * 2004-04-21 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
US7703073B2 (en) * 2004-06-08 2010-04-20 Covia Labs, Inc. Device interoperability format rule set and method for assembling interoperability application package
JP4415876B2 (ja) * 2004-07-22 2010-02-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2006037912A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング判定装置
JP4375164B2 (ja) * 2004-08-23 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御方法
JP4270085B2 (ja) 2004-09-14 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US8082735B2 (en) 2005-04-06 2011-12-27 Massachusetts Institute Of Technology Optimized fuel management system for direct injection ethanol enhancement of gasoline engines
US20080060627A1 (en) 2004-11-18 2008-03-13 Massachusetts Institute Of Technology Optimized fuel management system for direct injection ethanol enhancement of gasoline engines
US7314033B2 (en) 2004-11-18 2008-01-01 Massachusetts Institute Of Technology Fuel management system for variable ethanol octane enhancement of gasoline engines
JP4470772B2 (ja) * 2005-03-18 2010-06-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の状態判定装置
JP2006258032A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2006258012A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP4538383B2 (ja) * 2005-06-28 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JP4600181B2 (ja) * 2005-06-28 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JP4390774B2 (ja) 2006-01-27 2009-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
DE102007050618B3 (de) * 2007-10-23 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
WO2010033626A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Institute For Oneworld Health Compounds, compositions and methods comprising imidazole and triazole derivatives
US9157825B2 (en) 2008-05-01 2015-10-13 GM Global Technology Operations LLC Engine knock diagnostic
US8522758B2 (en) 2008-09-12 2013-09-03 Ethanol Boosting Systems, Llc Minimizing alcohol use in high efficiency alcohol boosted gasoline engines
FR2936017B1 (fr) * 2008-09-18 2015-09-04 Inst Francais Du Petrole Procede de controle de la combustion d'un melange carbure pour un moteur a combustion interne a allumage commande, notamment pour un moteur suralimente
JP5182157B2 (ja) * 2009-03-04 2013-04-10 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
JP5198340B2 (ja) * 2009-03-31 2013-05-15 本田技研工業株式会社 エンジンのノック制御装置
JP5167237B2 (ja) * 2009-12-24 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 回転センサの異常判定装置
US9376973B2 (en) 2012-09-10 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Volumetric efficiency determination systems and methods
US9650978B2 (en) 2013-01-07 2017-05-16 GM Global Technology Operations LLC System and method for randomly adjusting a firing frequency of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9382853B2 (en) 2013-01-22 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Cylinder control systems and methods for discouraging resonant frequency operation
US9416743B2 (en) 2012-10-03 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation/deactivation sequence control systems and methods
US10227939B2 (en) 2012-08-24 2019-03-12 GM Global Technology Operations LLC Cylinder deactivation pattern matching
US9534550B2 (en) 2012-09-10 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9719439B2 (en) * 2012-08-24 2017-08-01 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling spark timing when cylinders of an engine are deactivated to reduce noise and vibration
US9726139B2 (en) 2012-09-10 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a firing sequence of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9638121B2 (en) 2012-08-24 2017-05-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for deactivating a cylinder of an engine and reactivating the cylinder based on an estimated trapped air mass
US9458780B2 (en) 2012-09-10 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling cylinder deactivation periods and patterns
US9458778B2 (en) 2012-08-24 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9458779B2 (en) 2013-01-07 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Intake runner temperature determination systems and methods
US9494092B2 (en) 2013-03-13 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting parameters associated with airflow through an engine
US9556784B2 (en) * 2013-03-14 2017-01-31 Ford Global Technologies, Llc Method and system for vacuum control
US9441556B2 (en) 2013-03-15 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Noise updating systems and methods
US9506408B2 (en) 2014-06-02 2016-11-29 Ford Global Technologies, Llc Method of fuel injection for a variable displacement engine
US9441550B2 (en) 2014-06-10 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Cylinder firing fraction determination and control systems and methods
US9341128B2 (en) 2014-06-12 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Fuel consumption based cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9556811B2 (en) 2014-06-20 2017-01-31 GM Global Technology Operations LLC Firing pattern management for improved transient vibration in variable cylinder deactivation mode
CN104132775B (zh) * 2014-07-15 2016-09-21 清华大学 增压汽油机超级爆震试验装置及测试方法
US9617940B2 (en) * 2014-08-14 2017-04-11 General Electric Company Engine diagnostic system and an associated method thereof
US9599047B2 (en) 2014-11-20 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Combination cylinder state and transmission gear control systems and methods
JP6507824B2 (ja) * 2015-04-27 2019-05-08 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
US10337441B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
JP6759718B2 (ja) * 2016-05-27 2020-09-23 三菱自動車工業株式会社 診断装置
US11204011B2 (en) * 2018-05-21 2021-12-21 Ford Global Technologies, Llc Method and system for variable displacement engine knock control
US10975828B2 (en) * 2018-05-21 2021-04-13 Ford Global Technologies, Llc Method and system for adjusting engine knock background noise levels
US10830163B2 (en) * 2018-09-05 2020-11-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for learning contributions to an engine knock background noise level

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5865974A (ja) * 1981-10-15 1983-04-19 Toyota Motor Corp 車両用内燃機関のための点火時期調整方法
DE68925152T2 (de) * 1988-06-14 1996-05-15 Nippon Denso Co Klopfregelung bei Brennkraftmaschinen
JPH05141334A (ja) 1991-11-18 1993-06-08 Nippondenso Co Ltd 内燃機関のノツク制御装置
JPH0791353A (ja) 1993-09-27 1995-04-04 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の点火時期制御装置
JP3175426B2 (ja) 1993-10-06 2001-06-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
JP3317166B2 (ja) 1996-11-26 2002-08-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のノッキング判定装置
US5832880A (en) * 1997-07-28 1998-11-10 Southwest Research Institute Apparatus and method for controlling homogeneous charge compression ignition combustion in diesel engines
US5875743A (en) * 1997-07-28 1999-03-02 Southwest Research Institute Apparatus and method for reducing emissions in a dual combustion mode diesel engine
JP2000130247A (ja) 1998-10-30 2000-05-09 Hitachi Ltd エンジンのノッキング判定装置及び判定方法並びに点火時期制御装置
US6675748B2 (en) * 2000-02-11 2004-01-13 Westport Research Inc. Method and apparatus for fuel injection into an internal combustion engine
DE10191817B4 (de) * 2000-05-08 2008-08-28 Cummins, Inc., Columbus Mehrbetriebsmodus-Motor und Betriebsverfahren
JP2002227697A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の燃料噴射装置
JP2002364448A (ja) * 2001-05-31 2002-12-18 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関のノッキング制御装置
JP3900088B2 (ja) * 2003-02-20 2007-04-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のノック判定期間の設定方法、燃料噴射時期の設定方法、及び内燃機関の制御装置
JP2004278461A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Toyota Motor Corp 内燃機関のノッキング制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7377255B2 (en) 2005-01-04 2008-05-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dual injection type internal combustion engine
US7844389B2 (en) 2005-01-04 2010-11-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dual injection type internal combustion engine
US8005607B2 (en) 2005-12-05 2011-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for controlling ignition timing of internal combustion engine
JP2010209696A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置および制御方法
WO2013065400A1 (ja) * 2011-11-01 2013-05-10 日産自動車株式会社 ノックセンサの故障診断装置及び故障診断方法
JPWO2013065400A1 (ja) * 2011-11-01 2015-04-02 日産自動車株式会社 ノックセンサの故障診断装置及び故障診断方法
US9163577B2 (en) 2011-11-01 2015-10-20 Nissan Motor Co., Ltd. Malfunction diagnosis device and malfunction diagnosis method for knock sensor

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