JP2013015105A - Knock determination apparatus for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set a fuel injection timing to proper timing according to various requests, while improving engine knock detection accuracy.SOLUTION: Vibration strength (for example, a peak hold value or the like of an output signal of a knock sensor 27) during a predetermined knock determination period is calculated and vibration strength in a fuel injection valve noise period (a period including noise due to operation of a fuel injection valve 21) is calculated. Thereafter, on the basis of larger vibration strength of the vibration strength in the knock determination period and the vibration strength in the fuel injection valve noise period, a knock determination value is calculated to perform knock determination. Thereby, it is possible to prevent error determination that determines a state where vibration strength is increased by fuel injection valve noise (noise due to operation of the fuel injection valve 21) as occurrence of a knock, and the fuel injection timing can be set to proper timing according to various requests since the fuel injection timing is not required to be changed according to the knock determination period.

Description

本発明は、内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいてノックの有無を判定する内燃機関のノック判定装置に関する発明である。   The present invention relates to a knock determination device for an internal combustion engine that determines the presence or absence of knock based on an output signal of a knock sensor that detects knock vibration of the internal combustion engine.

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ノックの有無を判定するシステムにおいて、燃料噴射弁の動作等によって発生するノイズの影響でノック検出精度が低下することを防止する技術として、例えば、特許文献1(特開2004−251218号公報)に記載されているように、燃料噴射弁の動作によるノイズ発生期間がノック判定期間と重ならないように燃料噴射時期をノック判定期間に応じて設定するようにしたものがある。   In a system for determining the presence or absence of a knock based on an output signal of a knock sensor during a predetermined knock determination period, as a technique for preventing a decrease in knock detection accuracy due to the influence of noise generated by the operation of a fuel injection valve, for example, As described in JP-A-2004-251218, the fuel injection timing is set according to the knock determination period so that the noise generation period due to the operation of the fuel injection valve does not overlap with the knock determination period. There is something to do.

また、特許文献2(特開2009−257121号公報)に記載されているように、吸気バルブや排気バルブの閉弁によるノイズと、燃料噴射弁の動作によるノイズのうちの少なくともどちらか一方がノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳するように可変動弁機構や燃料噴射弁を制御するようにしたものもある。   Further, as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-257121), at least one of noise due to closing of the intake valve and exhaust valve and noise due to operation of the fuel injection valve is knocked. In some cases, the variable valve mechanism and the fuel injection valve are controlled so as to be superimposed on the output signal of the knock sensor during the determination period.

特開2004−251218号公報JP 2004-251218 A 特開2009−257121号公報JP 2009-257121 A

しかし、上記特許文献1の技術では、ノック検出精度を向上させるために、燃料噴射弁の動作によるノイズ発生期間がノック判定期間と重ならないように燃料噴射時期を変化させるため、燃料噴射時期をノック検出精度向上以外の各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定できないという欠点がある。   However, in the technique of Patent Document 1, in order to improve the knock detection accuracy, the fuel injection timing is changed so that the noise generation period due to the operation of the fuel injection valve does not overlap with the knock determination period. There is a drawback in that it cannot be set at an appropriate time according to various requirements other than improvement in detection accuracy (for example, fuel saving, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.).

また、上記特許文献2の技術では、ノック検出精度を向上させるために、吸気バルブや排気バルブの閉弁によるノイズや燃料噴射弁の動作によるノイズがノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳するように可変動弁機構や燃料噴射弁を制御してバルブタイミングや燃料噴射時期を変化させるため、バルブタイミングや燃料噴射時期をノック検出精度向上以外の各種要求に応じた適正時期に設定できないという欠点がある。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, in order to improve knock detection accuracy, noise due to closing of the intake valve and exhaust valve and noise due to operation of the fuel injection valve are superimposed on the output signal of the knock sensor during the knock determination period. As described above, the valve timing and fuel injection timing are changed by controlling the variable valve mechanism and the fuel injection valve, so that the valve timing and fuel injection timing cannot be set to the appropriate timing according to various requirements other than the improvement of knock detection accuracy. There is.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ノック検出精度を向上させながら、燃料噴射時期又はバルブタイミングを各種要求に応じた適正時期に設定することができる内燃機関のノック判定装置を提供することにある。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a knock determination device for an internal combustion engine that can set the fuel injection timing or the valve timing to an appropriate timing according to various requirements while improving knock detection accuracy. It is in.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、ノック判定手段は、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、燃料噴射弁の動作によるノイズを含む期間(以下「噴射弁ノイズ期間」という)における振動強度を算出し、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしたものである。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 calculates a vibration intensity based on an output signal of a knock sensor that detects knock vibration of an internal combustion engine, compares the vibration intensity with a knock determination value, and knocks In the knock determination device of the internal combustion engine provided with the knock determination means for determining the presence or absence of the engine, the knock determination means calculates the vibration intensity in a predetermined knock determination period and includes a period including noise due to the operation of the fuel injection valve (hereinafter, “ The vibration intensity in the "injection valve noise period" is calculated, and the knock determination value is calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period. is there.

この構成では、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行うことができるため、噴射弁ノイズ(燃料噴射弁の動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができる。しかも、燃料噴射時期をノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、燃料噴射時期を各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。   In this configuration, since the knock determination value can be calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period, the knock determination can be performed. A state in which the vibration intensity is increased due to noise caused by the operation of the injection valve can be prevented from being erroneously determined as knock occurrence (with knock), and knock detection accuracy can be improved. In addition, since it is not necessary to change the fuel injection timing according to the knock determination period, the fuel injection timing can be set to an appropriate time according to various demands (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.). it can.

また、常にノック判定期間における振動強度に基づいてノック判定値を算出するシステムでは、燃料噴射時期の変化によって噴射弁ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときに、ノック判定値が安定するまではノック検出精度が低下する可能性があるが、本発明は、ノック判定期間と噴射弁ノイズ期間とがオーバーラップしているか否か(つまり噴射弁ノイズがノック判定期間に入っているか否か)に拘らず、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を設定することができるため、燃料噴射時期の変化によって噴射弁ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   In addition, in a system that always calculates the knock determination value based on the vibration intensity in the knock determination period, the knock determination is performed when the injection valve noise enters the knock determination period or exits from the knock determination period due to a change in the fuel injection timing. Although the knock detection accuracy may decrease until the value stabilizes, the present invention determines whether or not the knock determination period and the injection valve noise period overlap (that is, the injection valve noise enters the knock determination period). The knock determination value can be set based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period regardless of whether the fuel injection timing is changed. Even when the injection valve noise enters or exits the knock determination period, the knock determination value is maintained at an appropriate level. Bets can be, it is possible to ensure the knock detection accuracy during transients.

一般に、噴射弁ノイズ(燃料噴射弁の動作によるノイズ)には、燃料噴射弁の開弁動作(例えば開弁時の弁体の着座)によって発生する開弁ノイズと、燃料噴射弁の閉弁動作(例えば閉弁時の弁体の着座)によって発生する閉弁ノイズがあるが、閉弁ノイズよりも開弁ノイズの方が振動強度が大きくなる傾向がある。   In general, the injection valve noise (noise due to the operation of the fuel injection valve) includes the valve opening noise generated by the valve opening operation of the fuel injection valve (for example, the seating of the valve body when the valve is opened), and the valve closing operation of the fuel injection valve. Although there is valve closing noise that occurs due to (for example, the seating of the valve body when the valve is closed), the valve opening noise tends to have a greater vibration intensity than the valve closing noise.

そこで、請求項2のように、噴射弁ノイズ期間を、燃料噴射弁の開弁動作によって発生する開弁ノイズと閉弁動作によって発生する閉弁ノイズのうちの少なくとも開弁ノイズを含む期間(つまり開弁ノイズと閉弁ノイズの両方を含む期間又は開弁ノイズのみを含む期間)に設定するようにすると良い。このようにすれば、燃料噴射弁の閉弁ノイズよりも振動強度が大きい開弁ノイズの振動強度を考慮したノック判定値を設定することができ、燃料噴射弁の開弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを防止することができる。   Therefore, as in claim 2, the injection valve noise period is a period including at least the valve opening noise among the valve opening noise generated by the valve opening operation of the fuel injection valve and the valve closing noise generated by the valve closing operation (that is, It is preferable to set a period including both valve opening noise and valve closing noise or a period including only valve opening noise. In this way, it is possible to set a knock determination value in consideration of the vibration intensity of the valve opening noise whose vibration intensity is larger than the valve closing noise of the fuel injector, and the vibration intensity increases due to the valve opening noise of the fuel injector. It is possible to prevent erroneous determination of a knocked state as a knock occurrence.

更に、請求項3のように、燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射の実行中に噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出する場合には、分割噴射の複数回の噴射のうちのいずれか1回の噴射の噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出するようにしても良い。このようにすれば、分割噴射の実行中でも噴射弁ノイズ期間における振動強度を簡単に算出することができる。   Furthermore, as in claim 3, when the vibration intensity during the injection valve noise period is calculated during the execution of the divided injection in which the fuel is divided into a plurality of times, any of the plurality of divided injections is performed. Alternatively, the vibration intensity during the injection valve noise period of one injection may be calculated. In this way, it is possible to easily calculate the vibration intensity during the injection valve noise period even during the execution of divided injection.

また、請求項4のように、内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、ノック判定手段は、ノック無し状態のときに燃料噴射弁の動作によるノイズ(以下「噴射弁ノイズ」という)の振動強度を学習し、該噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   According to another aspect of the present invention, the knock intensity is calculated based on an output signal of a knock sensor that detects knock vibration of the internal combustion engine, and the presence or absence of knock is determined by comparing the vibration intensity with a knock determination value. In the knock determination device for an internal combustion engine provided with the means, the knock determination means learns the vibration intensity of noise (hereinafter referred to as “injection valve noise”) due to the operation of the fuel injection valve when there is no knock, and the injection valve noise The knock determination value may be calculated based on the learned value of the vibration intensity.

このようにしても、噴射弁ノイズ(燃料噴射弁の動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができると共に、燃料噴射時期をノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、燃料噴射時期を各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。また、噴射弁ノイズがノック判定期間に入っているか否かに拘らず、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を設定することができるため、燃料噴射時期の変化によって噴射弁ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   Even in this case, it is possible to prevent erroneous determination that the vibration intensity is increased due to the injection valve noise (noise due to the operation of the fuel injection valve) as knocking (with knocking), and to improve knock detection accuracy. In addition, since it is not necessary to change the fuel injection timing according to the knock determination period, the fuel injection timing should be set to an appropriate time according to various requirements (for example, fuel economy, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.) Can do. Further, since the knock determination value can be set based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise regardless of whether or not the injection valve noise enters the knock determination period, the injection valve can be changed by changing the fuel injection timing. Even when the noise enters the knock determination period or comes out of the knock determination period, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

この場合、請求項5のように、ノックセンサの出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック無しと判定したときに噴射弁ノイズの振動強度を学習するようにすると良い。このようにすれば、ノックセンサの出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域や周波数帯)でノック無し状態のときに噴射弁ノイズの振動強度を精度良く学習することができる。   In this case, as described in claim 5, it is preferable to learn the vibration intensity of the injection valve noise when it is determined that there is no knock in the operation region or frequency band where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor is large. By doing this, there is no knocking in the operating region and frequency band where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor is large (that is, the operating region and frequency band where the vibration intensity of the injection valve noise is greater than the background level). At this time, the vibration intensity of the injection valve noise can be learned with high accuracy.

更に、請求項6のように、ノックセンサの出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック判定を行う場合に、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いるようにしても良い。このようにすれば、ノックセンサの出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域や周波数帯)でノック判定を行う場合に、噴射弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを確実に防止することができる。   Further, as described in claim 6, when knock determination is performed in an operating region or frequency band where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor is large, the knock calculated based on the learning value of the vibration intensity of the injection valve noise A determination value may be used. In this way, knock determination is performed in an operation region or frequency band where the influence of the injection valve noise is large on the output signal of the knock sensor (that is, an operation region or frequency band where the vibration intensity of the injection valve noise is greater than the background level). In this case, it can be reliably prevented that the state in which the vibration intensity is increased due to the injection valve noise is erroneously determined as knocking.

また、請求項7のように、内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、ノック判定手段は、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、吸気バルブ及び/又は排気バルブの動作によるノイズを含む期間(以下「動弁系ノイズ期間」という)における振動強度を算出し、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   According to another aspect of the present invention, the knock intensity is calculated based on an output signal of a knock sensor that detects knock vibration of the internal combustion engine, and the presence / absence of knock is determined by comparing the vibration intensity with a knock determination value. In the knock determination device for an internal combustion engine provided with the means, the knock determination means calculates a vibration intensity in a predetermined knock determination period and includes a period including noise due to the operation of the intake valve and / or the exhaust valve (hereinafter referred to as “valve valve system”). The vibration determination value in the “noise period” may be calculated, and the knock determination value may be calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve train noise period.

この構成では、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行うことができるため、動弁系ノイズ(吸気バルブや排気バルブの動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができる。しかも、バルブタイミングをノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、バルブタイミングを各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。   In this configuration, since the knock determination value can be calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve noise period, the valve determination noise can be determined. A state in which the vibration intensity is increased due to (noise due to the operation of the intake valve or the exhaust valve) can be prevented from being erroneously determined as knock occurrence (with knock), and knock detection accuracy can be improved. In addition, since it is not necessary to change the valve timing according to the knock determination period, the valve timing can be set to an appropriate time according to various requirements (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.).

また、常にノック判定期間における振動強度に基づいてノック判定値を算出するシステムでは、バルブタイミングの変化によって動弁系ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときに、ノック判定値が安定するまではノック検出精度が低下する可能性があるが、本発明は、ノック判定期間と動弁系ノイズ期間とがオーバーラップしているか否か(つまり動弁系ノイズがノック判定期間に入っているか否か)に拘らず、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を設定することができるため、バルブタイミングの変化によって動弁系ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   In addition, in a system that always calculates the knock determination value based on the vibration intensity during the knock determination period, the knock determination is performed when valve system noise enters the knock determination period or exits from the knock determination period due to a change in valve timing. Although the knock detection accuracy may decrease until the value becomes stable, the present invention determines whether or not the knock determination period and the valve operating noise period overlap (that is, the valve operating noise is the knock determination period). The knock determination value can be set based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve train noise period regardless of whether or not Even when the valve system noise enters or exits the knock determination period due to changes in the Can be lifting, it is possible to ensure the knock detection accuracy during transients.

一般に、吸気バルブや排気バルブは、閉弁動作(例えば閉弁時のバルブの着座)によって発生する閉弁ノイズの振動強度が大きくなる傾向がある。そこで、請求項8のように、動弁系ノイズ期間を、吸気バルブ及び/又は排気バルブの閉弁動作によって発生する閉弁ノイズを含む期間に設定するようにすると良い。このようにすれば、吸気バルブや排気バルブの閉弁ノイズの振動強度を考慮したノック判定値を設定することができ、吸気バルブや排気バルブの閉弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを防止することができる。   In general, the intake valve and the exhaust valve tend to increase the vibration intensity of the valve closing noise generated by the valve closing operation (for example, the seating of the valve when the valve is closed). Therefore, as in claim 8, the valve operating noise period may be set to a period including valve closing noise generated by the valve closing operation of the intake valve and / or the exhaust valve. In this way, it is possible to set a knock determination value that takes into account the vibration intensity of the closing noise of the intake valve or exhaust valve, and knock the state where the vibration intensity has increased due to the closing noise of the intake valve or exhaust valve. It is possible to prevent erroneous determination as occurrence.

また、請求項9のように、内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、ノック判定手段は、ノック無し状態のときに吸気バルブ及び/又は排気バルブの動作によるノイズ(以下「動弁系ノイズ」という)の振動強度を学習し、該動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   According to another aspect of the present invention, the knock intensity is calculated based on an output signal of a knock sensor that detects knock vibration of the internal combustion engine, and the presence or absence of knock is determined by comparing the vibration intensity with a knock determination value. In the knock determination device for an internal combustion engine provided with the means, the knock determination means learns the vibration intensity of noise (hereinafter referred to as “valve system noise”) due to the operation of the intake valve and / or the exhaust valve when there is no knock. The knock determination value may be calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise.

このようにしても、動弁系ノイズ(吸気バルブや排気バルブの動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができると共に、バルブタイミングをノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、バルブタイミングを各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。また、動弁系ノイズがノック判定期間に入っているか否かに拘らず、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を設定することができるため、バルブタイミングの変化によって動弁系ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   Even in this case, it is possible to prevent erroneous determination of knocking (with knocking) as the vibration intensity increases due to valve operating noise (noise due to intake valve or exhaust valve operation), improving knock detection accuracy. Since the valve timing does not need to be changed according to the knock determination period, the valve timing is set to an appropriate time according to various demands (for example, fuel economy, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.) be able to. In addition, the knock determination value can be set based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise regardless of whether or not the valve operating noise has entered the knock determination period. Even when the valve system noise enters or exits the knock determination period, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

この場合、請求項10のように、ノックセンサの出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック無しと判定したときに動弁系ノイズの振動強度を学習するようにすると良い。このようにすれば、ノックセンサの出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域や周波数帯)でノック無し状態のときに動弁系ノイズの振動強度を精度良く学習することができる。   In this case, as described in claim 10, when it is determined that there is no knock in an operation region or frequency band where the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor is large, the vibration intensity of the valve system noise is learned. good. In this way, knocking is performed in an operation region or frequency band where the influence of valve system noise on the output signal of the knock sensor is large (that is, an operation region or frequency band where the vibration intensity of valve system noise is greater than the background level). The vibration intensity of the valve train noise can be learned with high accuracy in the absence state.

更に、請求項11のように、ノックセンサの出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック判定を行う場合に、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いるようにしても良い。このようにすれば、ノックセンサの出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域や周波数帯)でノック判定を行う場合に、動弁系ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを確実に防止することができる。   Further, as described in claim 11, when knock determination is performed in an operation region or frequency band where the influence of valve operating noise on the output signal of the knock sensor is large, calculation is performed based on a learned value of the vibration intensity of valve operating noise. The knock determination value may be used. In this way, knocking is performed in an operation region or frequency band where the influence of valve system noise on the output signal of the knock sensor is large (that is, an operation region or frequency band where the vibration intensity of valve system noise is greater than the background level). When the determination is made, it is possible to reliably prevent a state in which the vibration intensity is increased due to the valve operating noise from being erroneously determined as knocking.

図1は本発明の実施例1におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine control system in Embodiment 1 of the present invention. 図2は実施例1のノック判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing of the knock determination routine of the first embodiment. 図3はノック判定期間の一例を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing an example of the knock determination period. 図4は噴射弁ノイズとノックの波形及び振動強度を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the injection valve noise, the knock waveform, and the vibration intensity. 図5は実施例2のノック判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the processing flow of the knock determination routine according to the second embodiment. 図6は実施例3のノック判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating the processing flow of the knock determination routine according to the third embodiment. 図7は実施例4のノック判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating the processing flow of the knock determination routine according to the fourth embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。   Hereinafter, some embodiments embodying the mode for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施例1を図1乃至図4に基づいて説明する。
内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11 that is an internal combustion engine, and an air flow meter 14 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. A throttle valve 16 whose opening is adjusted by a motor 15 and a throttle opening sensor 17 for detecting the opening (throttle opening) of the throttle valve 16 are provided on the downstream side of the air flow meter 14.

更に、スロットルバルブ16の下流側には、サージタンク18が設けられ、このサージタンク18に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ19が設けられている。また、サージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド20が設けられ、エンジン11の各気筒には、それぞれ筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁21が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ22が取り付けられ、各気筒の点火プラグ22の火花放電によって筒内の混合気に着火される。   Further, a surge tank 18 is provided on the downstream side of the throttle valve 16, and an intake pipe pressure sensor 19 for detecting the intake pipe pressure is provided in the surge tank 18. The surge tank 18 is provided with an intake manifold 20 that introduces air into each cylinder of the engine 11, and each cylinder of the engine 11 is provided with a fuel injection valve 21 that directly injects fuel into the cylinder. Yes. An ignition plug 22 is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of the ignition plug 22 of each cylinder.

また、エンジン11には、吸気バルブ30のバルブタイミング(開閉タイミング)を変化させる吸気側の可変バルブタイミング装置32と、排気バルブ31のバルブタイミングを変化させる排気側の可変バルブタイミング装置33とが設けられている。   Further, the engine 11 is provided with an intake side variable valve timing device 32 that changes the valve timing (opening / closing timing) of the intake valve 30 and an exhaust side variable valve timing device 33 that changes the valve timing of the exhaust valve 31. It has been.

一方、エンジン11の排気管23には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられ、この排出ガスセンサ24の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒25が設けられている。   On the other hand, the exhaust pipe 23 of the engine 11 is provided with an exhaust gas sensor 24 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting the air-fuel ratio or rich / lean of the exhaust gas. A catalyst 25 such as a three-way catalyst for purifying gas is provided.

また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ26や、ノック振動を検出するノックセンサ27が取り付けられている。また、クランク軸28の外周側には、クランク軸28が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ29が取り付けられ、このクランク角センサ29の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。   Further, a cooling water temperature sensor 26 for detecting the cooling water temperature and a knock sensor 27 for detecting knock vibration are attached to the cylinder block of the engine 11. A crank angle sensor 29 that outputs a pulse signal every time the crankshaft 28 rotates by a predetermined crank angle is attached to the outer peripheral side of the crankshaft 28, and the crank angle and the engine are determined based on the output signal of the crank angle sensor 29. The rotation speed is detected.

これら各種センサの出力は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)34に入力される。このECU34は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御する。   Outputs of these various sensors are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 34. The ECU 34 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium) to thereby determine the fuel injection amount and the ignition timing according to the engine operating state. The throttle opening (intake air amount) and the like are controlled.

また、ECU34は、ノックセンサ27の出力信号に基づいて振動強度を算出し、その振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定する。そして、ノック有りと判定したときに点火時期を遅角側に補正してノックを抑制し、ノック無しと判定したときに点火時期を進角側に補正するというノック制御を行うことで、点火時期をノック限界付近に進角させてエンジン出力や燃費を向上させるようにしている。   Further, the ECU 34 calculates the vibration intensity based on the output signal of the knock sensor 27 and compares the vibration intensity with the knock determination value to determine the presence or absence of knock. When it is determined that there is a knock, the ignition timing is corrected to the retard side to suppress the knock, and when it is determined that there is no knock, the ignition timing is corrected to the advance side to perform the ignition control. Is advanced to near the knock limit to improve engine output and fuel efficiency.

その際、本実施例1では、ECU34により後述する図2のノック判定ルーチンを実行することで、次のようにしてノック判定を行う。   At this time, in the first embodiment, the ECU 34 executes a knock determination routine of FIG. 2 described later, thereby performing the knock determination as follows.

まず、ノックセンサ27の出力信号に基づいて、所定のノック判定期間(図3参照)における振動強度を算出すると共に、燃料噴射弁21の動作によるノイズを含む期間(以下「噴射弁ノイズ期間」という)における振動強度を算出する。この場合、振動強度として、例えば、ノックセンサ27の出力信号のピークホールド値(最大値)を算出する。或は、振動強度として、ノックセンサ27の出力信号の積分値(面積)、軌跡長等を算出するようにしても良い。   First, based on the output signal of the knock sensor 27, the vibration intensity in a predetermined knock determination period (see FIG. 3) is calculated, and a period including noise due to the operation of the fuel injection valve 21 (hereinafter referred to as “injection valve noise period”). ) Is calculated. In this case, for example, the peak hold value (maximum value) of the output signal of the knock sensor 27 is calculated as the vibration intensity. Alternatively, an integrated value (area) of the output signal of the knock sensor 27, a trajectory length, or the like may be calculated as the vibration intensity.

この後、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を選択して対数変換する。この対数変換後の振動強度のデータを統計的に処理して振動強度分布を判定し、この振動強度分布の中央値VMEDと標準偏差SGMを算出し、中央値VMEDに標準偏差SGMのu倍(例えば3倍)の値を加算してノック判定値を求める。   Thereafter, the larger one of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period is selected and logarithmically converted. The vibration intensity data after logarithmic transformation is statistically processed to determine the vibration intensity distribution, the median value VMED and the standard deviation SGM of this vibration intensity distribution are calculated, and the median value VMED is u times the standard deviation SGM ( For example, the knock determination value is obtained by adding three times the value.

ノック判定値=VMED+u×SGM
ここで、u値は、例えば「3」に設定するが、振動強度分布の分布状態、要求されるノック検出感度、エンジン運転状態等に基づいて補正するようにしても良い。
Knock judgment value = VMED + u × SGM
Here, the u value is set to “3”, for example, but may be corrected based on the distribution state of the vibration intensity distribution, the required knock detection sensitivity, the engine operating state, and the like.

この後、対数変換後の振動強度をノック判定値と比較し、対数変換後の振動強度がノック判定値よりも大きい場合にはノック有りと判定し、対数変換後の振動強度がノック判定値以下の場合にはノック無しと判定する。ここで、ノック判定値と比較する対数変換後の振動強度は、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良いが、ノック判定期間における振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良い。   After this, the vibration intensity after logarithmic conversion is compared with the knock determination value. If the vibration intensity after logarithmic conversion is larger than the knock determination value, it is determined that there is a knock, and the vibration intensity after logarithmic conversion is equal to or less than the knock determination value. In the case of, it is determined that there is no knock. Here, the vibration intensity after logarithmic conversion to be compared with the knock determination value may be logarithmically converted between the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period. Although it is good, you may make it use what carried out logarithmic conversion of the vibration intensity | strength in a knock determination period.

次に、噴射弁ノイズ期間(燃料噴射弁21の動作によるノイズを含む期間)の設定方法について説明する。
図4に示すように、一般に、噴射弁ノイズ(燃料噴射弁21の動作によるノイズ)には、燃料噴射弁21の開弁動作(例えば開弁時の弁体の着座)によって発生する開弁ノイズと、燃料噴射弁21の閉弁動作(例えば閉弁時の弁体の着座)によって発生する閉弁ノイズがあるが、閉弁ノイズよりも開弁ノイズの方が振動強度が大きくなる傾向がある。
Next, a method for setting the injection valve noise period (period including noise due to the operation of the fuel injection valve 21) will be described.
As shown in FIG. 4, in general, the injection valve noise (noise due to the operation of the fuel injection valve 21) includes valve opening noise generated by the valve opening operation of the fuel injection valve 21 (for example, seating of the valve body when the valve is opened). Then, there is valve closing noise generated by the valve closing operation of the fuel injection valve 21 (for example, seating of the valve body at the time of valve closing), but the valve opening noise tends to have a greater vibration intensity than the valve closing noise. .

そこで、本実施例1では、噴射弁ノイズ期間を、燃料噴射弁21の開弁ノイズと閉弁ノイズのうちの少なくとも開弁ノイズを含む(つまり開弁ノイズと閉弁ノイズの両方を含む又は開弁ノイズのみを含む)ように噴射開始後の所定期間に設定する。その際、燃料噴射弁21の噴射開始タイミング(噴射信号のONタイミング)から弁体が着座して開弁ノイズが発生するまでのディレイ時間や、燃料噴射弁21の噴射終了タイミング(噴射信号のOFFタイミング)から弁体が着座して閉弁ノイズが発生するまでのディレイ時間を考慮することで、噴射弁ノイズ期間(開弁ノイズと閉弁ノイズの両方を含む期間又は開弁ノイズのみを含む期間)を適正に設定することができる。   Therefore, in the first embodiment, the injection valve noise period includes at least valve opening noise of the valve opening noise and valve closing noise of the fuel injection valve 21 (that is, includes both valve opening noise and valve closing noise). It is set to a predetermined period after the start of injection so that only valve noise is included. At that time, a delay time from when the injection start timing of the fuel injection valve 21 (ON timing of the injection signal) to when the valve element is seated and valve opening noise is generated, or the injection end timing of the fuel injection valve 21 (OFF of the injection signal) The injection valve noise period (a period that includes both valve opening noise and valve closing noise or a period that includes only valve opening noise) by considering the delay time from when the valve body is seated to when valve closing noise occurs. ) Can be set appropriately.

また、燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射の実行中に噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出する場合には、分割噴射の複数回の噴射のうちのいずれか1回の噴射の噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出する(例えば、燃料を2回に分割して噴射する場合は1回目又は2回目の噴射の噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出する)。このようにすれば、分割噴射の実行中でも噴射弁ノイズ期間における振動強度を簡単に算出することができる。   Further, when the vibration intensity in the injection valve noise period is calculated during the execution of the divided injection in which the fuel is divided into a plurality of times, the injection of any one of the plurality of divided injections is performed. The vibration intensity in the valve noise period is calculated (for example, when the fuel is injected divided into two times, the vibration intensity in the injection valve noise period of the first or second injection is calculated). In this way, it is possible to easily calculate the vibration intensity during the injection valve noise period even during the execution of divided injection.

以上説明した本実施例1のノック判定は、ECU34によって図2のノック判定ルーチンに従って実行される。以下、このルーチンの処理内容を説明する。
図2に示すノック判定ルーチンは、ECU34の電源オン期間中(イグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうノック判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、ノック判定期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出すると共に、ステップ102で、噴射弁ノイズ期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出する。ここで、噴射弁ノイズ期間は、燃料噴射弁21の開弁ノイズと閉弁ノイズの両方を含む期間又は開弁ノイズのみを含む期間に設定する。
The knock determination of the first embodiment described above is executed by the ECU 34 according to the knock determination routine of FIG. The processing contents of this routine will be described below.
The knock determination routine shown in FIG. 2 is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on period of the ECU 34 (while the ignition switch is on), and serves as a knock determination means in the claims. When this routine is started, first, in step 101, the vibration intensity in the knock determination period (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) is calculated, and in step 102, the vibration intensity in the injection valve noise period. (For example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) is calculated. Here, the injection valve noise period is set to a period including both the valve opening noise and the valve closing noise of the fuel injection valve 21 or a period including only the valve opening noise.

この後、ステップ103に進み、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を選択した後、ステップ104に進み、選択した振動強度(つまりノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度)を対数変換する。   Thereafter, the process proceeds to step 103, and after selecting the larger vibration intensity between the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period, the process proceeds to step 104, and the selected vibration intensity (that is, in the knock determination period). The larger one of the vibration intensity and the vibration intensity during the injection valve noise period) is logarithmically converted.

この後、ステップ105に進み、対数変換後の振動強度を統計的に処理して振動強度分布を判定し、この振動強度分布の中央値VMEDと標準偏差SGMを算出し、中央値VMEDに標準偏差SGMのu倍(例えば3倍)の値を加算してノック判定値を求める。
ノック判定値=VMED+u×SGM
Thereafter, the process proceeds to step 105, where the vibration intensity after logarithmic transformation is statistically processed to determine the vibration intensity distribution, the median value VMED and the standard deviation SGM of the vibration intensity distribution are calculated, and the standard deviation is calculated as the median value VMED. A knock determination value is obtained by adding u times (for example, 3 times) of SGM.
Knock judgment value = VMED + u × SGM

この後、ステップ106に進み、対数変換後の振動強度がノック判定値よりも大きいか否かを判定する。ここで、ノック判定値と比較する対数変換後の振動強度は、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良いが、ノック判定期間における振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良い。   Thereafter, the process proceeds to step 106, where it is determined whether or not the vibration intensity after logarithmic conversion is larger than the knock determination value. Here, the vibration intensity after logarithmic conversion to be compared with the knock determination value may be logarithmically converted between the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period. Although it is good, you may make it use what carried out logarithmic conversion of the vibration intensity | strength in a knock determination period.

このステップ106で、対数変換後の振動強度がノック判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ107に進み、ノック有りと判定する。一方、上記ステップ106で、対数変換後の振動強度がノック判定値以下であると判定された場合には、ステップ108に進み、ノック無しと判定する。ECU34は、ノック有りと判定した場合には点火時期を遅角側に補正してノックを抑制し、ノック無しと判定した場合には点火時期を進角側に補正するノック制御を行う。   If it is determined in step 106 that the vibration intensity after logarithmic conversion is larger than the knock determination value, the process proceeds to step 107 and it is determined that there is a knock. On the other hand, if it is determined in step 106 that the vibration intensity after logarithmic conversion is equal to or less than the knock determination value, the process proceeds to step 108 and it is determined that there is no knock. When it is determined that there is a knock, the ECU 34 corrects the ignition timing to the retard side to suppress the knock, and when it is determined that there is no knock, the ECU 34 performs a knock control to correct the ignition timing to the advance side.

以上説明した本実施例1では、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行うようにしたので、噴射弁ノイズ(燃料噴射弁21の動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができる。しかも、燃料噴射時期をノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、燃料噴射時期を各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。   In the first embodiment described above, since the knock determination value is calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the injection valve noise period, the knock determination is performed. A state in which the vibration intensity is increased by the injection valve noise (noise due to the operation of the fuel injection valve 21) can be prevented from being erroneously determined as knock occurrence (with knock), and the knock detection accuracy can be improved. In addition, since it is not necessary to change the fuel injection timing according to the knock determination period, the fuel injection timing can be set to an appropriate time according to various demands (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.). it can.

また、ノック判定期間と噴射弁ノイズ期間とがオーバーラップしているか否か(つまり噴射弁ノイズがノック判定期間に入っているか否か)に拘らず、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を設定することができるため、燃料噴射時期の変化によって噴射弁ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   Further, regardless of whether or not the knock determination period and the injection valve noise period overlap (that is, whether or not the injection valve noise enters the knock determination period), the vibration intensity and the injection valve noise period in the knock determination period Because the knock determination value can be set based on the larger vibration intensity of the vibration at, when the injection valve noise enters or exits the knock determination period due to changes in the fuel injection timing However, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

また、本実施例1では、噴射弁ノイズ期間を、燃料噴射弁21の少なくとも開弁ノイズを含む期間(つまり開弁ノイズと閉弁ノイズの両方を含む期間又は開弁ノイズのみを含む期間)に設定するようにしたので、燃料噴射弁21の閉弁ノイズよりも振動強度が大きい開弁ノイズの振動強度を考慮したノック判定値を設定することができ、燃料噴射弁21の開弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを防止することができる。   Further, in the first embodiment, the injection valve noise period is set to a period including at least the valve opening noise of the fuel injection valve 21 (that is, a period including both the valve opening noise and the valve closing noise or a period including only the valve opening noise). Since it is set, it is possible to set a knock determination value in consideration of the vibration intensity of the valve opening noise whose vibration intensity is larger than the valve closing noise of the fuel injection valve 21, and vibrate due to the valve opening noise of the fuel injection valve 21. It is possible to prevent a state in which the strength is increased from being erroneously determined as the occurrence of knocking.

次に、図5を用いて本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.

本実施例2では、ECU34により後述する図5のノック判定ルーチンを実行することで、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック無しと判定したとき(ノック無し状態のとき)に噴射弁ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域でノック判定を行う場合に、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしている。   In the second embodiment, the ECU 34 executes a knock determination routine shown in FIG. 5 to be described later, so that the operation region where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, the vibration intensity of the injection valve noise is at the background level). The vibration intensity of the injection valve noise is learned when it is determined that there is no knocking in the operation region where the injection valve noise is larger), and knocking is performed in the operation region where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large. When making the determination, the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise.

図5のノック判定ルーチンでは、まず、ステップ201で、ノック判定期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出した後、ステップ202に進み、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)であるか否かを、例えば、エンジン回転速度が所定値以下の低回転運転領域であるか否かによって判定する。   In the knock determination routine of FIG. 5, first, in step 201, after calculating the vibration intensity (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) in the knock determination period, the process proceeds to step 202 and the output signal of the knock sensor 27 is calculated. It is determined whether or not it is an operation region in which the influence of the injection valve noise is large (that is, an operation region in which the vibration intensity of the injection valve noise is greater than the background level). It is determined by whether or not.

このステップ202で、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)であると判定された場合には、ステップ203に進み、後述する方法で学習した噴射弁ノイズの振動強度の学習値を読み込んだ後、ステップ204に進み、噴射弁ノイズの振動強度の学習値をu倍(例えば3倍)した値をノック判定値として算出する。ここで、u値は、例えば「3」に設定するが、振動強度分布の分布状態、要求されるノック検出感度、エンジン運転状態等に基づいて補正するようにしても良い。   If it is determined in this step 202 that the operation region has a large influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 (that is, the operation region in which the vibration intensity of the injection valve noise is greater than the background level), Proceeding to step 203, after reading a learned value of the vibration intensity of the injection valve noise learned by the method described later, the process proceeds to step 204, and a value obtained by multiplying the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise by u (for example, three times). Calculated as a knock determination value. Here, the u value is set to “3”, for example, but may be corrected based on the distribution state of the vibration intensity distribution, the required knock detection sensitivity, the engine operating state, and the like.

この後、ステップ205に進み、ノック判定期間における振動強度がノック判定値よりも大きいか否かを判定し、振動強度がノック判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ206に進み、ノック有りと判定する。   Thereafter, the process proceeds to step 205, where it is determined whether or not the vibration intensity in the knock determination period is greater than the knock determination value. If it is determined that the vibration intensity is greater than the knock determination value, the process proceeds to step 206. It is determined that there is a knock.

一方、上記ステップ205で、振動強度がノック判定値以下であると判定された場合には、ステップ207に進み、ノック無しと判定した後、ステップ208に進み、噴射弁ノイズの振動強度を次のようにして学習する。所定期間(例えば噴射弁ノイズ期間)における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出する処理を所定回数又は所定サイクル繰り返して、振動強度のデータを統計的に処理して振動強度分布を判定し、この振動強度分布の所定割合点(例えば97%点)の値を噴射弁ノイズの振動強度として学習する。この噴射弁ノイズの振動強度の学習値は、ECU34のバックアップRAM(図示せず)等の書き換え可能な不揮発性メモリ(ECU34の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ)に記憶する。   On the other hand, if it is determined in step 205 that the vibration intensity is equal to or less than the knock determination value, the process proceeds to step 207, and after determining that there is no knock, the process proceeds to step 208, where the vibration intensity of the injection valve noise is determined as follows. To learn. A process for calculating the vibration intensity (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) in a predetermined period (for example, the injection valve noise period) is repeated a predetermined number of times or a predetermined cycle to statistically process the vibration intensity data. The vibration intensity distribution is determined, and the value of a predetermined percentage point (for example, 97% point) of the vibration intensity distribution is learned as the vibration intensity of the injection valve noise. The learned value of the vibration intensity of the injection valve noise is stored in a rewritable nonvolatile memory (a rewritable memory that holds stored data even when the ECU 34 is powered off) such as a backup RAM (not shown) of the ECU 34.

一方、上記ステップ202で、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域ではないと判定された場合には、ステップ209に進み、通常のノック判定を行う。この通常のノック判定では、ノック判定期間における振動強度が通常のノック判定値よりも大きいか否かを判定し、振動強度がノック判定値よりも大きいと判定された場合にはノック有りと判定し、振動強度がノック判定値以下であると判定された場合にはノック無しと判定する。   On the other hand, if it is determined in step 202 that the operating region is not affected by the injection valve noise greatly on the output signal of the knock sensor 27, the routine proceeds to step 209, where normal knock determination is performed. In this normal knock determination, it is determined whether or not the vibration intensity in the knock determination period is larger than the normal knock determination value. If it is determined that the vibration intensity is larger than the knock determination value, it is determined that there is a knock. When it is determined that the vibration intensity is equal to or less than the knock determination value, it is determined that there is no knock.

以上説明した本実施例2では、ノック無し状態のときに噴射弁ノイズの振動強度を学習し、その噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたので、噴射弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができると共に、燃料噴射時期をノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、燃料噴射時期を各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。また、噴射弁ノイズがノック判定期間に入っているか否かに拘らず、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を設定することができるため、燃料噴射時期の変化によって噴射弁ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   In the second embodiment described above, the vibration intensity of the injection valve noise is learned when there is no knock, and the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise. As a result, it is possible to prevent the occurrence of knocking (with knock) from erroneously determining that the vibration intensity has increased due to injection valve noise, improving knock detection accuracy, and setting the fuel injection timing to the knock determination period. Therefore, the fuel injection timing can be set to an appropriate time according to various demands (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.). Further, since the knock determination value can be set based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise regardless of whether or not the injection valve noise enters the knock determination period, the injection valve can be changed by changing the fuel injection timing. Even when the noise enters the knock determination period or comes out of the knock determination period, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

また、本実施例2では、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック無しと判定したとき(ノック無し状態のとき)に噴射弁ノイズの振動強度を学習するようにしたので、噴射弁ノイズの振動強度を精度良く学習することができる。   Further, in the second embodiment, when it is determined that there is no knock in the operation region where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, the operation region where the vibration intensity of the injection valve noise is greater than the background level). Since the vibration intensity of the injection valve noise is learned (when there is no knock), the vibration intensity of the injection valve noise can be learned with high accuracy.

更に、本実施例2では、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域(つまり噴射弁ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック判定を行う場合に、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたので、噴射弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを確実に防止することができる。   Further, in the second embodiment, when the knock determination is performed in the operation region where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, the operation region where the vibration intensity of the injection valve noise is larger than the background level). Since the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learning value of the vibration intensity of the injection valve noise, the state where the vibration intensity is increased due to the injection valve noise is erroneously determined as knock occurrence. It can be surely prevented.

尚、上記実施例2では、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域でノック無しと判定したときに噴射弁ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域でノック判定を行う場合に噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたが、これに限定されず、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい周波数帯(例えば10〜20kHz)でノック無しと判定したときに噴射弁ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい周波数帯でノック判定を行う場合に噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしても良い。   In the second embodiment, the vibration intensity of the injection valve noise is learned when it is determined that there is no knock in the operation region where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large, and the injection with respect to the output signal of the knock sensor 27 is performed. When knock determination is performed in an operation region where the influence of valve noise is large, knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learning value of the vibration intensity of the injection valve noise, but is not limited thereto, When it is determined that there is no knock in a frequency band (for example, 10 to 20 kHz) where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 is large, the vibration intensity of the injection valve noise is learned, and the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27 The knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise when knock determination is performed in the frequency band where the influence of There may also be to perform the knock determination.

また、ノックセンサ27の出力信号に対する噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯であるか否かに拘らず、噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしても良い。   Further, the knock determination value calculated based on the learning value of the vibration intensity of the injection valve noise is used regardless of whether or not the operation region or frequency band is greatly affected by the injection valve noise on the output signal of the knock sensor 27. You may make it perform knock determination.

また、上記各実施例1,2では、燃料噴射弁21の開弁ノイズや閉弁ノイズの振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしたが、これに限定されず、燃料噴射弁の動作によって開弁ノイズや閉弁ノイズよりも振動強度が大きいノイズが発生する場合には、そのノイズの振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   Further, in each of the first and second embodiments, the knock determination value is calculated based on the vibration intensity of the valve opening noise or the valve closing noise of the fuel injection valve 21. However, the present invention is not limited to this. When noise having a greater vibration intensity than valve opening noise or valve closing noise is generated by the operation, the knock determination value may be calculated based on the vibration intensity of the noise.

次に、図6を用いて本発明の実施例3を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.

本実施例3では、ECU34により後述する図6のノック判定ルーチンを実行することで、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、吸気バルブ30や排気バルブ31の動作によるノイズを含む期間(以下「動弁系ノイズ期間」という)における振動強度を算出し、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行うようにしている。   In the third embodiment, the ECU 34 executes a knock determination routine of FIG. 6 to be described later, thereby calculating the vibration intensity in a predetermined knock determination period and a period including noise due to the operation of the intake valve 30 and the exhaust valve 31 ( (Hereinafter referred to as “valve system noise period”), and the knock determination value is calculated based on the larger one of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve noise period. Knock determination is performed.

一般に、吸気バルブ30や排気バルブ31は、閉弁動作(例えば閉弁時のバルブの着座)によって発生する閉弁ノイズの振動強度が大きくなる傾向があるため、本実施例3では、動弁系ノイズ期間を、吸気バルブ30の閉弁ノイズを含む期間と排気バルブ31の閉弁ノイズを含む期間の両方に設定するようにしている。尚、排気バルブ31の閉弁ノイズよりも吸気バルブ30の閉弁ノイズの方がノック判定に及ぼす影響が大きい場合には、動弁系ノイズ期間を吸気バルブ30の閉弁ノイズを含む期間のみに設定するようにしても良い。一方、吸気バルブ30の閉弁ノイズよりも排気バルブ31の閉弁ノイズの方がノック判定に及ぼす影響が大きい場合には、動弁系ノイズ期間を排気バルブ31の閉弁ノイズを含む期間のみに設定するようにしても良い。   In general, the intake valve 30 and the exhaust valve 31 tend to increase the vibration intensity of the valve closing noise generated by the valve closing operation (for example, the seating of the valve when the valve is closed). The noise period is set to both a period including the valve closing noise of the intake valve 30 and a period including the valve closing noise of the exhaust valve 31. If the valve closing noise of the intake valve 30 has a greater influence on the knock determination than the valve closing noise of the exhaust valve 31, the valve operating noise period is limited to a period including the valve closing noise of the intake valve 30 only. You may make it set. On the other hand, when the valve closing noise of the exhaust valve 31 has a greater influence on the knock determination than the valve closing noise of the intake valve 30, the valve operating noise period is set to only the period including the valve closing noise of the exhaust valve 31. You may make it set.

図6のノック判定ルーチンでは、まず、ステップ301で、ノック判定期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出すると共に、ステップ302で、動弁系ノイズ期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出する。ここで、動弁系ノイズ期間は、吸気バルブ30の閉弁ノイズを含む期間と排気バルブ31の閉弁ノイズを含む期間の両方又は一方に設定する。   In the knock determination routine of FIG. 6, first, in step 301, the vibration intensity in the knock determination period (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) is calculated, and in step 302, the vibration in the valve train noise period. The intensity (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) is calculated. Here, the valve operating noise period is set to one or both of a period including the valve closing noise of the intake valve 30 and a period including the valve closing noise of the exhaust valve 31.

この後、ステップ303に進み、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を選択した後、ステップ304に進み、選択した振動強度(つまりノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度)を対数変換する。   Thereafter, the process proceeds to step 303, and after selecting the larger vibration intensity between the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve train noise period, the process proceeds to step 304 and the selected vibration intensity (that is, the knock determination period). Logarithm conversion is performed on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the valve system noise period and the vibration intensity in the valve system noise period.

この後、ステップ305に進み、対数変換後の振動強度を統計的に処理して振動強度分布を判定し、この振動強度分布の中央値VMEDと標準偏差SGMを算出し、中央値VMEDに標準偏差SGMのu倍(例えば3倍)の値を加算してノック判定値を求める。
ノック判定値=VMED+u×SGM
Thereafter, the process proceeds to step 305, the vibration intensity after logarithmic transformation is statistically processed to determine the vibration intensity distribution, the median value VMED and the standard deviation SGM of the vibration intensity distribution are calculated, and the standard deviation is calculated as the median value VMED. A knock determination value is obtained by adding u times (for example, 3 times) of SGM.
Knock judgment value = VMED + u × SGM

この後、ステップ306に進み、対数変換後の振動強度がノック判定値よりも大きいか否かを判定する。ここで、ノック判定値と比較する対数変換後の振動強度は、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良いが、ノック判定期間における振動強度を対数変換したものを用いるようにしても良い。   Thereafter, the process proceeds to step 306, where it is determined whether the vibration intensity after logarithmic conversion is larger than the knock determination value. Here, the vibration intensity after logarithmic conversion to be compared with the knock determination value is obtained by logarithmically converting the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve train noise period, whichever is larger. Alternatively, a logarithmically converted vibration intensity in the knock determination period may be used.

このステップ306で、対数変換後の振動強度がノック判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ307に進み、ノック有りと判定する。一方、上記ステップ306で、対数変換後の振動強度がノック判定値以下であると判定された場合には、ステップ308に進み、ノック無しと判定する。   If it is determined in step 306 that the vibration intensity after logarithmic conversion is larger than the knock determination value, the process proceeds to step 307 and it is determined that there is a knock. On the other hand, if it is determined in step 306 that the vibration intensity after logarithmic conversion is equal to or smaller than the knock determination value, the process proceeds to step 308 and it is determined that there is no knock.

以上説明した本実施例3では、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を算出してノック判定を行うようにしたので、動弁系ノイズ(吸気バルブ30や排気バルブ31の動作によるノイズ)によって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができる。しかも、バルブタイミングをノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、バルブタイミングを各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。   In the third embodiment described above, the knock determination value is calculated based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the knock determination period and the vibration intensity in the valve train noise period, so that the knock determination is performed. In addition, it is possible to prevent erroneous determination that the vibration intensity is increased due to valve operating noise (noise due to the operation of the intake valve 30 or the exhaust valve 31) as knocking (with knocking), and to improve knock detection accuracy. it can. In addition, since it is not necessary to change the valve timing according to the knock determination period, the valve timing can be set to an appropriate time according to various requirements (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.).

また、ノック判定期間と動弁系ノイズ期間とがオーバーラップしているか否か(つまり動弁系ノイズがノック判定期間に入っているか否か)に拘らず、ノック判定期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいてノック判定値を設定することができるため、バルブタイミングの変化によって動弁系ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   Further, regardless of whether or not the knock determination period and the valve train noise period overlap (that is, whether or not the valve train noise enters the knock determination period), the vibration intensity and the valve train in the knock determination period The knock determination value can be set based on the larger vibration intensity of the vibration intensity in the system noise period, so when the valve system noise enters the knock determination period due to the change in valve timing or from the knock determination period Even when it comes out, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

また、本実施例3では、動弁系ノイズ期間を、吸気バルブ30や排気バルブ31の閉弁ノイズを含む期間に設定するようにしたので、吸気バルブ30や排気バルブ31の閉弁ノイズの振動強度を考慮したノック判定値を設定することができ、吸気バルブ30や排気バルブ31の閉弁ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを防止することができる。   In the third embodiment, since the valve operating noise period is set to a period including the closing noise of the intake valve 30 and the exhaust valve 31, the vibration of the closing noise of the intake valve 30 and the exhaust valve 31 is set. A knock determination value considering the strength can be set, and a state in which the vibration intensity is increased due to valve closing noise of the intake valve 30 or the exhaust valve 31 can be prevented from being erroneously determined as knocking.

次に、図7を用いて本発明の実施例4を説明する。但し、前記実施例3と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例3と異なる部分について説明する。   Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. However, description of substantially the same parts as in the third embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the third embodiment will be mainly described.

本実施例4では、ECU34により後述する図7のノック判定ルーチンを実行することで、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック無しと判定したとき(ノック無し状態のとき)に動弁系ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域でノック判定を行う場合に、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしている。   In the fourth embodiment, the ECU 34 executes a knock determination routine of FIG. 7 to be described later, so that the operation region where the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, the vibration intensity of the valve system noise is reduced). When it is determined that there is no knocking in the operation region where the ground level is larger) (when knocking is not performed), the vibration intensity of the valve train noise is learned, and the influence of the valve train noise on the output signal of the knock sensor 27 is large. When the knock determination is performed in the operation region, the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise.

図7のノック判定ルーチンでは、まず、ステップ401で、ノック判定期間における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出した後、ステップ402に進み、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)であるか否かを、例えば、エンジン回転速度が所定値以下の低回転運転領域であるか否かによって判定する。   In the knock determination routine of FIG. 7, first, in step 401, the vibration intensity in the knock determination period (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) is calculated, and then the process proceeds to step 402 to output the output signal of the knock sensor 27. For example, whether the engine rotation speed is lower than a predetermined value or not is an operation region where the influence of the valve system noise is large (that is, an operation region where the vibration intensity of the valve system noise is greater than the background level). Judgment is made based on whether or not the vehicle is in the operating region.

このステップ402で、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)であると判定された場合には、ステップ403に進み、後述する方法で学習した動弁系ノイズの振動強度の学習値を読み込んだ後、ステップ404に進み、動弁系ノイズの振動強度の学習値をu倍(例えば3倍)した値をノック判定値として算出する。   When it is determined in step 402 that the operating region is greatly affected by the valve operating noise on the output signal of the knock sensor 27 (that is, the operating region in which the vibration intensity of the valve operating noise is greater than the background level). Advances to step 403, reads the learned value of the vibration intensity of the valve system noise learned by the method described later, and then proceeds to step 404 to set the learned value of the vibration intensity of the valve system noise u times (for example, 3 times). ) Is calculated as a knock determination value.

この後、ステップ405に進み、ノック判定期間における振動強度がノック判定値よりも大きいか否かを判定し、振動強度がノック判定値よりも大きいと判定された場合には、ステップ406に進み、ノック有りと判定する。   Thereafter, the process proceeds to step 405, where it is determined whether or not the vibration intensity in the knock determination period is greater than the knock determination value. If it is determined that the vibration intensity is greater than the knock determination value, the process proceeds to step 406. It is determined that there is a knock.

一方、上記ステップ405で、振動強度がノック判定値以下であると判定された場合には、ステップ407に進み、ノック無しと判定した後、ステップ408に進み、動弁系ノイズの振動強度を次のようにして学習する。所定期間(例えば動弁系ノイズ期間)における振動強度(例えばノックセンサ27の出力信号のピークホールド値等)を算出する処理を所定回数又は所定サイクル繰り返して、振動強度のデータを統計的に処理して振動強度分布を判定し、この振動強度分布の所定割合点(例えば97%点)の値を動弁系ノイズの振動強度として学習する。この動弁系ノイズの振動強度の学習値は、ECU34のバックアップRAM等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。   On the other hand, if it is determined in step 405 that the vibration intensity is equal to or less than the knock determination value, the process proceeds to step 407, and after determining that there is no knock, the process proceeds to step 408, where the vibration intensity of the valve operating noise is set to the following. Learn like this. The vibration intensity data is statistically processed by repeating the process of calculating the vibration intensity (for example, the peak hold value of the output signal of the knock sensor 27) in a predetermined period (for example, valve system noise period) a predetermined number of times or a predetermined cycle. Then, the vibration intensity distribution is determined, and the value of a predetermined percentage point (for example, 97% point) of the vibration intensity distribution is learned as the vibration intensity of the valve operating noise. The learned value of the vibration intensity of the valve system noise is stored in a rewritable nonvolatile memory such as a backup RAM of the ECU 34.

一方、上記ステップ402で、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域ではないと判定された場合には、ステップ409に進み、通常のノック判定を行う。   On the other hand, if it is determined in step 402 that the operating region is not greatly affected by the valve train noise on the output signal of the knock sensor 27, the process proceeds to step 409, where normal knock determination is performed.

以上説明した本実施例4では、ノック無し状態のときに動弁系ノイズの振動強度を学習し、その動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたので、動弁系ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生(ノック有り)と誤判定することを防止でき、ノック検出精度を向上させることができると共に、バルブタイミングをノック判定期間に応じて変化させる必要がないため、バルブタイミングを各種要求(例えば、燃費節減、排気エミッション低減、オイル希釈防止等)に応じた適正時期に設定することができる。また、動弁系ノイズがノック判定期間に入っているか否かに拘らず、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいてノック判定値を設定することができるため、バルブタイミングの変化によって動弁系ノイズがノック判定期間に入ったときやノック判定期間から出たときでも、ノック判定値を適正レベルに維持することができ、過渡時のノック検出精度を確保することができる。   In the fourth embodiment described above, the vibration intensity of the valve operating noise is learned in the knock-free state, and the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination that knocking occurs (with knocking) when the vibration intensity has increased due to valve operating system noise, improving knock detection accuracy and knocking the valve timing. Since there is no need to change according to the determination period, the valve timing can be set to an appropriate time according to various requirements (for example, fuel consumption reduction, exhaust emission reduction, oil dilution prevention, etc.). In addition, the knock determination value can be set based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise regardless of whether or not the valve operating noise has entered the knock determination period. Even when the valve system noise enters or exits the knock determination period, the knock determination value can be maintained at an appropriate level, and the knock detection accuracy at the time of transition can be ensured.

また、本実施例4では、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック無しと判定したとき(ノック無し状態のとき)に動弁系ノイズの振動強度を学習するようにしたので、動弁系ノイズの振動強度を精度良く学習することができる。   Further, in the fourth embodiment, it is determined that there is no knock in the operation region where the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, the operation region where the vibration intensity of the valve system noise is greater than the background level). Since the vibration intensity of the valve operating noise is learned when the engine is knocked (when there is no knock), the vibration intensity of the valve operating noise can be learned with high accuracy.

更に、本実施例4では、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域(つまり動弁系ノイズの振動強度がバックグランドレベルよりも大きくなる運転領域)でノック判定を行う場合に、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたので、動弁系ノイズによって振動強度が大きくなった状態をノック発生と誤判定することを確実に防止することができる。   Furthermore, in the fourth embodiment, the knock determination is performed in an operation region where the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor 27 is large (that is, an operation region where the vibration intensity of the valve system noise is greater than the background level). In this case, since the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve system noise, the state in which the vibration intensity is increased due to the valve system noise is mistaken as a knock occurrence. It is possible to reliably prevent the determination.

尚、上記実施例4では、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域でノック無しと判定したときに動弁系ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域でノック判定を行う場合に動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしたが、これに限定されず、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい周波数帯でノック無しと判定したときに動弁系ノイズの振動強度を学習し、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい周波数帯でノック判定を行う場合に動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしても良い。   In the fourth embodiment, when it is determined that there is no knock in the operation region where the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor 27 is large, the vibration intensity of the valve system noise is learned and the output signal of the knock sensor 27 is detected. When knock determination is performed in an operating region where the influence of valve system noise is large, knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of vibration intensity of valve system noise. Without being limited thereto, the vibration intensity of the valve system noise is learned when it is determined that there is no knock in a frequency band in which the influence of the valve system noise on the output signal of the knock sensor 27 is large, and the valve system for the output signal of the knock sensor 27 is determined. When knock determination is performed in a frequency band where the influence of noise is large, the knock determination is performed using the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise. It may be.

また、ノックセンサ27の出力信号に対する動弁系ノイズの影響が大きい運転領域や周波数帯であるか否かに拘らず、動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いてノック判定を行うようにしても良い。   In addition, the knock determination value calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve operating noise is used regardless of whether the operating range or the frequency band is greatly affected by the valve operating noise on the output signal of the knock sensor 27. It may be used to make a knock determination.

また、上記各実施例3,4では、吸気バルブ30や排気バルブ31の閉弁ノイズの振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしたが、これに限定されず、吸気バルブや排気バルブの動作によって閉弁ノイズよりも振動強度が大きいノイズが発生する場合には、そのノイズの振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   In each of the third and fourth embodiments, the knock determination value is calculated based on the vibration intensity of the closing noise of the intake valve 30 and the exhaust valve 31. However, the present invention is not limited to this, and the intake valve and the exhaust valve are not limited thereto. When noise having a vibration intensity larger than the valve closing noise is generated by the above operation, the knock determination value may be calculated based on the vibration intensity of the noise.

また、上記実施例1と上記実施例3を組み合わせて、ノック判定期間における振動強度と噴射弁ノイズ期間における振動強度と動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの最も大きい振動強度に基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   Further, by combining the first embodiment and the third embodiment, the knock determination is made based on the largest vibration intensity among the vibration intensity in the knock determination period, the vibration intensity in the injection valve noise period, and the vibration intensity in the valve train noise period. A value may be calculated.

また、上記実施例2と上記実施例4を組み合わせて、ノック無し状態のときに噴射弁ノイズの振動強度と動弁系ノイズの振動強度とを学習し、噴射弁ノイズの振動強度の学習値と動弁系ノイズの振動強度の学習値とに基づいてノック判定値を算出するようにしても良い。   In addition, combining the second embodiment and the fourth embodiment, learning the vibration intensity of the injection valve noise and the vibration intensity of the valve system noise when there is no knock, and learning value of the vibration intensity of the injection valve noise; The knock determination value may be calculated based on the learned value of the vibration intensity of the valve train noise.

その他、本発明は、図1に示すような筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。   In addition, the present invention is not limited to the in-cylinder injection engine as shown in FIG. 1, but includes an intake port injection engine, and both an intake port injection fuel injection valve and an in-cylinder injection fuel injection valve. It can also be applied to dual-injection engines.

11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、16…スロットルバルブ、21…燃料噴射弁、22…点火プラグ、23…排気管、27…ノックセンサ、29…クランク角センサ、30…吸気バルブ、31…排気バルブ、34…ECU(ノック判定手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 16 ... Throttle valve, 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Spark plug, 23 ... Exhaust pipe, 27 ... Knock sensor, 29 ... Crank angle sensor, 30 ... Intake valve, 31 ... Exhaust valve, 34 ... ECU (knock determination means)

Claims (11)

内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、
前記ノック判定手段は、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、燃料噴射弁の動作によるノイズを含む期間(以下「噴射弁ノイズ期間」という)における振動強度を算出し、前記ノック判定期間における振動強度と前記噴射弁ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいて前記ノック判定値を算出することを特徴とする内燃機関のノック判定装置。
Knock determination of an internal combustion engine provided with a knock determination means for calculating vibration intensity based on an output signal of a knock sensor for detecting knock vibration of the internal combustion engine and comparing the vibration intensity with a knock determination value to determine the presence or absence of knock In the device
The knock determination means calculates a vibration intensity in a predetermined knock determination period, calculates a vibration intensity in a period including noise due to the operation of the fuel injection valve (hereinafter referred to as “injection valve noise period”), and performs the knock determination period. A knock determination device for an internal combustion engine, wherein the knock determination value is calculated based on a larger vibration intensity between a vibration intensity in the injection valve and a vibration intensity in the injection valve noise period.
前記ノック判定手段は、前記噴射弁ノイズ期間を、前記燃料噴射弁の開弁動作によって発生する開弁ノイズと閉弁動作によって発生する閉弁ノイズのうちの少なくとも開弁ノイズを含む期間に設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノック判定装置。   The knock determination means sets the injection valve noise period to a period including at least valve opening noise among valve opening noise generated by the valve opening operation of the fuel injection valve and valve closing noise generated by the valve closing operation. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記ノック判定手段は、燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射の実行中に前記噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出する場合には、前記分割噴射の複数回の噴射のうちのいずれか1回の噴射の噴射弁ノイズ期間における振動強度を算出す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ノック判定装置。   When the knock determination means calculates the vibration intensity during the injection valve noise period during the execution of the divided injection for dividing and injecting the fuel into a plurality of times, one of the plurality of divided injections is performed. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the vibration intensity in the injection valve noise period of one injection is calculated. 内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、
前記ノック判定手段は、ノック無し状態のときに燃料噴射弁の動作によるノイズ(以下「噴射弁ノイズ」という)の振動強度を学習し、該噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて前記ノック判定値を算出することを特徴とする内燃機関のノック判定装置。
Knock determination of an internal combustion engine provided with a knock determination means for calculating vibration intensity based on an output signal of a knock sensor for detecting knock vibration of the internal combustion engine and comparing the vibration intensity with a knock determination value to determine the presence or absence of knock In the device
The knock determination means learns the vibration intensity of noise (hereinafter referred to as “injection valve noise”) due to the operation of the fuel injection valve when there is no knock, and based on the learned value of the vibration intensity of the injection valve noise, A knock determination apparatus for an internal combustion engine, characterized by calculating a determination value.
前記ノック判定手段は、前記ノックセンサの出力信号に対する前記噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック無しと判定したときに前記噴射弁ノイズの振動強度を学習することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関のノック判定装置。   The knock determination means learns the vibration intensity of the injection valve noise when it is determined that there is no knock in an operating region or frequency band where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor is large. Item 5. The knock determination device for an internal combustion engine according to Item 4. 前記ノック判定手段は、前記ノックセンサの出力信号に対する前記噴射弁ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック判定を行う場合に、前記噴射弁ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いることを特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関のノック判定装置。   When the knock determination means performs a knock determination in an operating region or frequency band where the influence of the injection valve noise on the output signal of the knock sensor is large, a knock calculated based on a learning value of the vibration intensity of the injection valve noise 6. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein a determination value is used. 内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、
前記ノック判定手段は、所定のノック判定期間における振動強度を算出すると共に、吸気バルブ及び/又は排気バルブの動作によるノイズを含む期間(以下「動弁系ノイズ期間」という)における振動強度を算出し、前記ノック判定期間における振動強度と前記動弁系ノイズ期間における振動強度のうちの大きい方の振動強度に基づいて前記ノック判定値を算出することを特徴とする内燃機関のノック判定装置。
Knock determination of an internal combustion engine provided with a knock determination means for calculating vibration intensity based on an output signal of a knock sensor for detecting knock vibration of the internal combustion engine and comparing the vibration intensity with a knock determination value to determine the presence or absence of knock In the device
The knock determination means calculates a vibration intensity during a predetermined knock determination period and calculates a vibration intensity during a period including noise due to the operation of the intake valve and / or the exhaust valve (hereinafter referred to as a “valve system noise period”). A knock determination device for an internal combustion engine, wherein the knock determination value is calculated based on a vibration intensity that is larger of a vibration intensity in the knock determination period and a vibration intensity in the valve train noise period.
前記ノック判定手段は、前記動弁系ノイズ期間を、前記吸気バルブ及び/又は排気バルブの閉弁動作によって発生する閉弁ノイズを含む期間に設定することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関のノック判定装置。   The internal combustion engine according to claim 7, wherein the knock determination means sets the valve operating noise period to a period including valve closing noise generated by valve closing operation of the intake valve and / or the exhaust valve. Engine knock determination device. 内燃機関のノック振動を検出するノックセンサの出力信号に基づいて振動強度を算出し、該振動強度をノック判定値と比較してノックの有無を判定するノック判定手段を備えた内燃機関のノック判定装置において、
前記ノック判定手段は、ノック無し状態のときに吸気バルブ及び/又は排気バルブの動作によるノイズ(以下「動弁系ノイズ」という)の振動強度を学習し、該動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて前記ノック判定値を算出することを特徴とする内燃機関のノック判定装置。
Knock determination of an internal combustion engine provided with a knock determination means for calculating vibration intensity based on an output signal of a knock sensor for detecting knock vibration of the internal combustion engine and comparing the vibration intensity with a knock determination value to determine the presence or absence of knock In the device
The knock determination means learns the vibration intensity of noise (hereinafter referred to as “valve system noise”) due to the operation of the intake valve and / or the exhaust valve when there is no knock, and learns the vibration intensity of the valve system noise. A knock determination device for an internal combustion engine, wherein the knock determination value is calculated based on a value.
前記ノック判定手段は、前記ノックセンサの出力信号に対する前記動弁系ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック無しと判定したときに前記動弁系ノイズの振動強度を学習することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関のノック判定装置。   The knock determination means learns the vibration intensity of the valve operating noise when it is determined that there is no knock in an operating region or frequency band where the influence of the valve operating noise on the output signal of the knock sensor is large. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 9. 前記ノック判定手段は、前記ノックセンサの出力信号に対する前記動弁系ノイズの影響が大きい運転領域又は周波数帯でノック判定を行う場合に、前記動弁系ノイズの振動強度の学習値に基づいて算出したノック判定値を用いることを特徴とする請求項9又は10に記載の内燃機関のノック判定装置。   The knock determination means calculates based on a learning value of the vibration intensity of the valve operating noise when performing knock determination in an operation region or frequency band where the influence of the valve operating noise on the output signal of the knock sensor is large. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 9 or 10, wherein the knock determination value is used.
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