JP2013015105A - Knock determination apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (11)
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、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、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、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.
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- 2011-07-05 JP JP2011149447A patent/JP2013015105A/en not_active Withdrawn
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