JP2012225268A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動レベル抽出部により抽出した振動レベルに対してフィルタ処理を施すとともに、フィルタ処理後の振動レベルを算出するフィルタ処理部と、ノック制御部により所定値以上のリタード補正がなされたときに、フィルタ処理後の振動レベルと異常着火判定値とを比較し、フィルタ処理後の振動レベルが前記異常着火判定値以上であると判定された場合には、内燃機関に異常着火が発生したと判定して異常着火を抑制する方向に燃焼制御部を補正制御する異常着火抑制制御部を備えた。
【選択図】図3
Description
差に基づいて異常着火の発生を判断する方法(例えば、特許文献3参照)や、所定のレベル以上の異常振動を検出していない時間間隔が所定間隔より短い状態が継続した場合に異常着火の発生を判断する方法(例えば、特許文献4参照)が提案されている。
と、前記検出した内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を制御する燃焼制御部と、前記内燃機関のシリンダブロックに取り付けられ、前記内燃機関の振動を検出する振動センサと、前記内燃機関の所定のクランク角範囲の間に前記振動センサにより検出された前記振動に於ける所定周波数範囲の振動レベルを抽出する振動レベル抽出部と、前記抽出した振動レベルとノック判定値とを比較し、前記振動レベルが前記ノック判定値以上であると判定された場合は、前記内燃機関にノックが発生したと判定して前記内燃機関の点火時期をリタード補正してノックを抑制するノック制御部とを有する内燃機関の制御装置であって、前記振動レベル抽出部により抽出した振動レベルに対してフィルタ処理を施すとともに、前記フィルタ処理後の振動レベルを算出するフィルタ処理部と、前記ノック制御部により所定値以上のリタード補正がなされたときに、前記フィルタ処理後の振動レベルと異常着火判定値とを比較し、前記フィルタ処理後の振動レベルが前記異常着火判定値以上であると判定された場合には、前記内燃機関に異常着火が発生したと判定して前記異常着火を抑制する方向に前記燃焼制御部を補正制御する異常着火抑制制御部とを備えたことを特徴とする。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態1による内燃機関のノック制御装置について詳細に説明する。図1は、この発明の実施の形態1による内燃機関のノック制御装置を適用した内燃機関を概略的に示す構成図である。尚、自動車等車両用の内燃機関は、通常、複数のシリンダ及びピストンを備えているが、図1では説明の便宜上、一つのシリンダ及びピストンのみを示している。
た吸入空気流量と、インマニ圧センサ6により測定されたインマニ圧と、スロットル開度センサ3により測定された電子制御式スロットルバルブ2の開度と、クランク角センサ11a及びカム角センサ11bから出力され、クランク軸及びカム軸に設けられたプレートのエッジに同期したパルスと、ノックセンサ12により測定された内燃機関の振動波形と、アクセル開度センサ13により測定されたアクセル開度は、電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)14に入力される。
(After Top Death Center)、を夫々意味する。
にバイアスされた状態でA/D変換部402に入力されるノックセンサ信号の例を示している。
ゲイン設定例
GAIN=2.0倍・・・回転速度2000[r/min]以下
GAIN=1.0倍・・・回転速度2000〜4000[r/min]
GAIN=0.5倍・・・回転速度4000[r/min]以上
ゲイン設定例
GAIN=GAINLOW(0.5倍)・・・GAINCNT≠0
ゲイン補正後A/D変換値=[A/D変換値]÷[ゲイン(GAIN)]
・・・・・・式(1)
VBGL(n)=K×VBGL(n−1)+(1−K)×Vp(n)
・・・・・・式(2)
ここに、VBGL(n):フィルタ値、Vp(n):振動レベル、K:フィルタ係数、
n:現行程、n−1:前行程
VTH(n)=min{VBGL(n)×Kth+Vofs, VTHmax}
・・・・・・式(3)
ここに、Kth:ノック判定値係数、Vofs:ノック判定値オフセット、
VTHmax:ノック判定値上限値
VTH(n)=min{VBGL(n)+Kth×Vsigma(n),VTHmax}
・・・・・・式(4)
ここに、Vsigma(n):振動レベルの標準偏差、
Kth:ノック判定値係数(例えば「3」)
VK(n)=max{Vp(n)−VTH(n),0}/VTH(n)
・・・・・・式(5)
ここに、VK(n):ノック強度
(VK(n)>0の時にノック有りと判定する)
ΔθR(n)=−VK(n)×Kg ・・・・・・式(6)
ここに、ΔθR(n):1点火毎のリタード量[degCA BTDC]、
Kg:リタード量反映係数(Kg>0)
θR(n)=min{max{θR(n−1)+ΔθR(n)+Ka,θRmax},0}
・・・・・・式(7)
ここに、θR(n):リタード補正量[degCA BTDC]、
Ka:進角復帰定数、
θRmax:最大リタード補正量[degCA BTDC]
を実施する。
n)に乗算することで実施される。
Vpcf(n)=KF×Vpcf(n−1)+(1−KF)×Vpc(n)
・・・・・・式(8)
ここに、Vpcf(n):フィルタ後補正後振動レベル、
Vpc(n):補正後振動レベル、KF:フィルタ係数
τ=−Δt/ln(KF) ・・・・・・式(9)
ここに、Δt:処理周期、ln:自然対数
は、τ1≦τ2(τ1、τ2は、夫々フィルタ係数K1、K2から算出された時定数)となる。つまり、フィルタ係数K1≦K2の場合、ステップS707で選択されるフィルタ係数K1は、ステップS708で選択されるフィルタ係数K2の場合より、現行程に於ける振動レベルの反映率が大きくなる(フィルタ処理における時定数が小さくなる)といえる。
ードされ、また、点火リタード量が十分にリタードしたかについても判定しているのでこのような誤検出を防ぐことができる。
次に、この発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置について説明する。実施の形態の内燃機関の制御装置は、実施の形態1とほぼ同様のため、明確な違いのある、図3の振動解析部403及び振動レベル抽出部404における処理について、主として説明する。
比が確保できるようになる。
のインパルスノイズb1によるピーク値を含まないようにすることができる。
(1)この発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、前記検出した内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を制御する燃焼制御部と、前記内燃機関のシリンダブロックに取り付けられ、前記内燃機関の振動を検出する振動センサと、前記内燃機関の所定のクランク角範囲の間に前記振動センサにより検出された前記振動に於ける所定周波数範囲の振動レベルを抽出する振動レベル抽出部と、前記抽出した振動レベルとノック判定値とを比較し、前記振動レベルが前記ノック判定値以上であると判定された場合は、前記内燃機関にノックが発生したと判定して前記内燃機関の点火時期をリタード補正してノックを抑制するノック制御部とを有する内燃機関の制御装置であって、前記振動レベル抽出部により抽出した振動レベルに対してフィルタ処理を施すとともに、前記フィルタ処理後の振動レベルを算出するフィルタ処理部と、前記ノック制御部により所定値以上のリタード補正がなされたときに、前記フィルタ処理後の振動レベルと異常着火判定値とを比較し、前記フィルタ処理後の振動レベルが前記異常着火判定値以上であると判定された場合には、前記内燃機関に異常着火が発生したと判定して前記異常着火を抑制する方向に前記燃焼制御部を補正制御する異常着火抑制制御部とを備えたことを特徴とする。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、ノックセンサの出力に基づいて、ノック及び異常着火(プリイグ、ポスイグ)を区別し、それぞれの異常燃焼に適した方法で抑制制御することができるという優れた効果がある。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、ノック判定値が異常着火判定値より小さい値に設定されているため、異常振動が発生した場合、まずノック制御により点火時期がリタード補正されるが、それにもかかわらず異常振動が継続し、フィルタ後振動レベルがノック判定値を上回るレベルの異常振動が発生した場合に、異常着火と判定して異常着火の抑制制御を実行することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、異常振動の頻度が低い場合においてもフィルタ後振動レベルの減衰率を低くすることができるため、高いレベルの異常振動が低い頻度で発生した場合にも異常着火として検出することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、突発的に高いレベルの異常振動が発生した場合に異常着火の誤判定を防止することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、振動レベルの内燃機関の回転速度による差を補正することが可能となり、回転速度が変化した場合においても、異常着火の誤検出を防止することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、振動レベルの気筒間差を補正することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、振動レベルの気筒間差を補正することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、この構成によれば、異常着火を適切に抑制することが可能となる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、この構成によれば、ノックを判定するための振動レベルの抽出方法と、異常着火を判定するための振動レベルの抽出方法とを別設定できるため、それぞれの異常燃焼により適した振動レベルの抽出が実施できる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、この構成によれば、ノックを判定するための振動レベルを抽出するクランク角間より、異常着火を判定するための振動レベルを抽出するクランク角間を広く設定しているため、異常着火を判定するための振動レベルをより正確に検出でき、ノックを判定するための振動レベルにノイズ成分が混入することを防止することができる。
このように構成されたこの発明による内燃機関の制御装置によれば、異常燃焼により振動センサの出力レベルが大きくなった場合においても、電子制御ユニット内のマイクロコンピュータにA/D変換器で取り込む際に、適正なレベルまでゲイン補正して取り込むことが可能となる。
50 エアフィルタ 5 サージタンク
51 インテークマニホールド 2 電子制御式スロットルバルブ
4 エアフローセンサ 3 スロットル開度センサ
6 インテークマニホールド圧力センサ
7 電子制御式VVA 8 インジェクタ
9 点火コイル 10 点火プラグ
11a クランク角センサ11a 11b カム角センサ
12 ノックセンサ 13 アクセル開度センサ
200 排気系 14 電子制御ユニット
300 各種センサ 400 他のコントローラ
500 各種アクチュエータ 141 I/F回路
142 マイクロコンピュータ 401 ノック制御用のI/F回路
402 A/D変換部 412 ゲイン補正部
403 振動解析部 404 振動レベル抽出部
405 ノック判定値演算部 406 ノック判定部
407 ノック強度算出部 408 点火リタード量算出部
409 フィルタ処理部 410 異常着火判定部
411 燃料カット・吸入空気量低減処理部
Claims (11)
- 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記検出した内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関の燃焼状態を制御する燃焼制御部と、
前記内燃機関のシリンダブロックに取り付けられ、前記内燃機関の振動を検出する振動センサと、
前記内燃機関の所定のクランク角範囲の間に前記振動センサにより検出された前記振動に於ける所定周波数範囲の振動レベルを抽出する振動レベル抽出部と、
前記抽出した振動レベルとノック判定値とを比較し、前記振動レベルが前記ノック判定値以上であると判定された場合は、前記内燃機関にノックが発生したと判定して前記内燃機関の点火時期をリタード補正してノックを抑制するノック制御部と、
を有する内燃機関の制御装置であって、
前記振動レベル抽出部により抽出した振動レベルに対してフィルタ処理を施すとともに、前記フィルタ処理後の振動レベルを算出するフィルタ処理部と、
前記ノック制御部により所定値以上のリタード補正がなされたときに、前記フィルタ処理後の振動レベルと異常着火判定値とを比較し、前記フィルタ処理後の振動レベルが前記異常着火判定値以上であると判定された場合には、前記内燃機関に異常着火が発生したと判定して前記異常着火を抑制する方向に前記燃焼制御部を補正制御する異常着火抑制制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記ノック判定値は、前記異常着火判定値より小さい値に設定されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記内燃機関の動作行程に於ける現行程での振動レベルが前行程での前記フィルタ処理後の振動レベル以上である場合には、前記現行程に於ける振動レベルが前記前行程に於けるフィルタ処理後振動レベルより小さい場合に比べて前記現行程に於ける振動レベルの反映率が大きくなるようにフィルタ係数を切換える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理を施す前記振動レベルを上限値で制限するようにした、
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理を施す前記振動レベルを前記内燃機関の回転速度に応じて補正するようにした、
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理後振動レベルを前記内燃機関の気筒毎に算出する構成を含み、
前記異常着火判定値は、前記気筒毎に設定されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィルタ処理部は、前記フィルタ処理後振動レベルを前記内燃機関の気筒毎に算出する構成を含み、
前記異常着火判定値は、前記フィルタ処理を施す前記振動レベルを前記内燃機関の気筒毎に補正されること、
を特徴とする請求項1乃至6のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記異常着火抑制制御部は、前記内燃機関の異常着火の検出したときに、前記内燃機関に供給する燃料のカットと吸入空気量の低減との少なくとも一方により、前記異常着火を抑制する、
ことを特徴とする請求項1乃至7のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記振動レベル抽出部は、前記フィルタ処理部で用いる振動レベルを、前記ノック制御部で用いる振動レベルを抽出するクランク角範囲より広いクランク角範囲で抽出するようにした、
ことを特徴とする請求項1乃至8のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記振動レベル抽出部は、前記フィルタ処理部で用いる振動レベルを所定クランク角範囲に於けるピーク値とし、前記ノック制御部で用いる振動レベルを前記所定クランク角範囲に於ける平均化処理後のピーク値とする、
ことを特徴とする請求項1乃至9のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記振動レベル抽出部は、前記振動センサから出力される信号に対してゲインを可変とし、前記所定値以上の振動レベルを検出した場合に所定期間ゲインを低減させるゲイン補正部を備えている、
ことを特徴とする請求項1乃至10のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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