JP2015083814A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の気筒におけるノッキングの有無を感知し、ノッキングが起こらないように内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that senses the presence or absence of knocking in a cylinder of an internal combustion engine and controls the internal combustion engine so that knocking does not occur.
振動式のノックセンサを介して気筒におけるノッキングの発生を感知し、ノッキングが起こらなくなるまで点火タイミングを遅角させるとともに、ノッキングが起こらない限りにおいて点火タイミングを進角させるノックコントロールシステムが公知である(例えば、下記特許文献を参照)。 There is a known knock control system that detects the occurrence of knocking in a cylinder via a vibration type knock sensor, retards the ignition timing until knocking does not occur, and advances the ignition timing unless knocking occurs ( For example, see the following patent document).
通常、ノックセンサは内燃機関のシリンダブロックに一個設置されており、複数の気筒の各々で発生する振動をこの一個のノックセンサで検出している。 Usually, one knock sensor is installed in a cylinder block of an internal combustion engine, and vibration generated in each of a plurality of cylinders is detected by this one knock sensor.
個々の気筒とノックセンサとの相対的な位置関係、とりわけ各気筒からノックセンサまでの距離は均一ではない。各気筒からノックセンサに伝わる振動の伝搬特性も一様ではなく、気筒によってノックセンサで検出される振動の強度に差が生じる。換言すれば、気筒毎にノックセンサの検出感度は異なっている。 The relative positional relationship between the individual cylinders and the knock sensor, in particular, the distance from each cylinder to the knock sensor is not uniform. The propagation characteristics of the vibration transmitted from each cylinder to the knock sensor are not uniform, and a difference occurs in the intensity of vibration detected by the knock sensor depending on the cylinder. In other words, the detection sensitivity of the knock sensor is different for each cylinder.
複数の気筒にそれぞれ供給される吸気、即ち新気及びEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガスは、各気筒に向かって枝分かれする吸気マニホルドを通じて分配され、各気筒に充填される。だが、この吸気の分配の際に、気筒間で差が生じる。つまり、各気筒に充填される吸気の量やそのEGR率(吸気に占めるEGRガスの割合)が、気筒間で少なからずばらつく。 The intake air supplied to each of the plurality of cylinders, that is, fresh air and EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is distributed through an intake manifold that branches toward each cylinder, and is filled in each cylinder. However, there is a difference between the cylinders when this intake air is distributed. That is, the amount of intake air that is filled in each cylinder and its EGR rate (the ratio of EGR gas to the intake air) vary somewhat between the cylinders.
吸気量及びEGR率は、気筒におけるノッキングの発生リスクに影響を及ぼす。そのため、ある気筒ではノッキングが発生していなくとも、他の気筒では高頻度でノッキングが発生するというようなことが起こる。 The intake air amount and the EGR rate affect the risk of occurrence of knocking in the cylinder. For this reason, even if knocking does not occur in a certain cylinder, knocking occurs frequently in other cylinders.
にもかかわらず、現状では、全気筒について一律に点火タイミングを決定しており、ノック発生リスクの高い気筒におけるノッキングの沈静化が遅れたり、ノック発生リスクに乏しい気筒の点火タイミングを不必要に遅角して出力及び燃費性能の低下を招いたりしていた。 Nonetheless, at present, the ignition timing is determined uniformly for all cylinders, and the slowdown of knocking in cylinders with a high risk of knocking is delayed, or the ignition timing of cylinders with low risk of knocking is delayed unnecessarily. In some cases, the output and the fuel efficiency were reduced.
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の各気筒におけるノッキングを適切に抑制することを所期の目的する。 An object of the present invention is to appropriately suppress knocking in each cylinder of an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
本発明では、複数の気筒の各々におけるノッキングの発生の有無を感知し、ノッキングが発生した場合にノッキングを抑制するための補正制御を実施するものであって、気筒毎に検出した筒内圧に基づき、前記補正制御による補正量を調整する内燃機関の制御装置を構成した。 In the present invention, the presence or absence of knocking in each of the plurality of cylinders is sensed, and correction control is performed to suppress knocking when knocking occurs, based on the in-cylinder pressure detected for each cylinder. The control device for the internal combustion engine is configured to adjust the correction amount by the correction control.
特に、何れかの気筒においてノッキングの発生を感知したとき、各気筒の筒内圧を参照し、ある気筒の筒内圧(例えば、ノッキングを起こした気筒の筒内圧、各気筒の筒内圧のうちの最小のもの、または最大のもの等)とこれ以外の基準となる気筒の筒内圧(例えば、各気筒の筒内圧のうちの最小のもの、最大のもの、各気筒の筒内圧の平均値、または中央値等)との差が大きいほど、前記補正制御による補正量を大きくすることが好ましい。 In particular, when the occurrence of knocking is detected in any cylinder, the in-cylinder pressure of each cylinder is referred to, and the in-cylinder pressure of a cylinder (for example, the in-cylinder pressure of the cylinder in which knocking has occurred, the in-cylinder pressure of each cylinder) Cylinder pressure of other cylinders (for example, the minimum or maximum cylinder pressure of each cylinder, the maximum, the average value of the cylinder pressure of each cylinder, or the center) It is preferable to increase the correction amount by the correction control as the difference from the value is larger.
並びに、本発明では、複数の気筒の各々におけるノッキングの発生の有無を感知し、ノッキングが発生した場合にノッキングを抑制するための補正制御を実施するものであって、何れかの気筒においてノッキングの発生を感知したとき、各気筒の筒内圧を参照し、ノッキングが発生した気筒の筒内圧よりも高い筒内圧を持つ気筒に対して前記補正制御を実施する内燃機関の制御装置を構成した。 In addition, in the present invention, the presence or absence of knocking in each of the plurality of cylinders is detected, and correction control is performed to suppress knocking when knocking occurs. A control device for an internal combustion engine that performs the correction control on a cylinder having an in-cylinder pressure higher than the in-cylinder pressure of the cylinder in which knocking has occurred is configured by referring to the in-cylinder pressure of each cylinder when occurrence is detected.
本発明によれば、内燃機関の各気筒におけるノッキングを適切に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, knocking in each cylinder of an internal combustion engine can be suppressed appropriately.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒1(例えば、四気筒。図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type four-stroke engine and includes a plurality of cylinders 1 (for example, four cylinders, one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each
吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。
The
排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。
The
排気通路4における触媒41の上流及び下流には、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ43、44を設置する。空燃比センサ43、44はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよい。本実施形態では、触媒41の上流側及び下流側の各空燃比センサ43、44について、排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力するO2センサを想定している。O2センサ43、44の出力特性は、理論空燃比近傍の範囲では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。
Air-fuel ratio sensors 43 and 44 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage are installed upstream and downstream of the
本実施形態の内燃機関には、外部EGR装置2が付帯している。EGR装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通するEGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。
An
本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
The
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、各気筒1の筒内圧(燃焼室内圧力)を検出する各気筒1毎の圧力センサから出力される筒内圧信号f、各気筒1を包有するシリンダブロックの振動を検出するノックセンサから出力される振動信号g、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号h等が入力される。
The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. The accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount or the opening of the
出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l等を出力する。
From the output interface, the ignition signal i for the igniter of the
ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR率等といった運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、lを出力インタフェースを介して印加する。
The processor of the
本実施形態において、ECU0は、ノックセンサを介して取得される振動信号gを参照し、各気筒1におけるノッキングの有無を判定する。ノック判定にあたり、ECU0は予め、統計処理によりノック判定値を算定しておく。具体的には、ノックが起こっていないと思しき状況下で、気筒1の膨張行程中のシリンダブロックの振動をノックセンサを介してサンプリングし、振動信号gを得る。そして、この振動信号gのサンプリング値のある期間内の時系列から、平均値及び標準偏差、ひいてはノック判定値を算出する。平均値をX、標準偏差をσとおくと、ノック判定値Jは、
J=X+Uσ
として求められる。上式における係数Uは、そのときの運転領域、即ちエンジン回転数及び要求負荷に応じて設定する。係数Uを、空燃比の高低に応じて変えるようにしてもよい。
In the present embodiment, the
J = X + Uσ
As required. The coefficient U in the above equation is set according to the operation region at that time, that is, the engine speed and the required load. The coefficient U may be changed according to the level of the air-fuel ratio.
ノック判定値Jは、各気筒1毎に個別に求めてもよいし、全気筒1で共通のものとしてもよい。ノック判定値Jを各気筒1毎に個別のものとする場合、ある気筒1についてノック判定値Jを求めるときに、その気筒1の膨張行程中に検出された振動信号gのサンプリング値のみを基に平均値X及び標準偏差σを算出して、それらX及びσを上式に代入する。ECU0は、得られた係数U及びノック判定値Jを、メモリに記憶保持する。
The knock determination value J may be obtained individually for each
その上で、ノックセンサが出力する振動信号gの現在のサンプリング値(現在の振動の強度)を、ノック判定値Jと比較する。即ち、気筒1の膨張行程中にノックセンサを介して検出された振動信号gのサンプリング値がノック判定値Jを上回ったならば、当該気筒1にてノッキングが起こったものと判定する。逆に、振動信号gのサンプリング値がノック判定値J以下であるならば、当該気筒1にてノッキングは起こっていないものと判定する。
Then, the current sampling value (current vibration intensity) of the vibration signal g output from the knock sensor is compared with the knock determination value J. That is, if the sampling value of the vibration signal g detected through the knock sensor during the expansion stroke of the
気筒1にてノッキングが発生したことを感知した暁には、ノッキングを抑制するための補正制御を実施する。補正制御は、典型的には点火タイミングの遅角補正である。ノッキングが起こっているのであれば、次回以降の点火の時期を、ノッキングが感知されなくなるまで遅角化してゆく。ノッキングが起こっていないのであれば、次回以降の点火の時期を、ノッキングが感知されるようになる直前まで進角化し、出力トルクの増大及び/または燃費性能の向上を追求する。
Correction control for suppressing knocking is performed on the soot that senses that knocking has occurred in the
尤も、膨張行程中の燃焼やノッキングに起因して発生するシリンダブロックの振動をノックセンサが検出する感度は、現在膨張行程にある気筒1に応じて異なる。ノックセンサは内燃機関のシリンダブロックに一個設置されており、複数の気筒1の各々で発生する振動をおしなべてこの一個のノックセンサで検出している。個々の気筒1とノックセンサとの相対的な位置関係、とりわけ各気筒1からノックセンサまでの距離は均一ではない。各気筒1からノックセンサに伝わる振動の伝搬特性も一様ではなく、気筒1によってノックセンサで検出される振動の強度に差が生じる。
However, the sensitivity with which the knock sensor detects the vibration of the cylinder block caused by combustion or knocking during the expansion stroke differs depending on the
加えて、気筒1からノックセンサに伝わる振動の伝搬特性は、経年変化の影響を受ける。さらに、鋳物のシリンダブロックの特性は、製造地等によっても微細に異なる。
In addition, the propagation characteristics of vibration transmitted from the
気筒1毎に振動の検出感度が異なり、その検出感度には先天的な個体差があり、しかもその検出感度が経年変化する。それ故、ノックセンサによれば、膨張行程にある気筒1においてノッキングが発生したか否かを判定することはできても、当該気筒1にて発生したノッキングの強度の絶対量を精確に知ることは難しい。
The detection sensitivity of vibration is different for each
その上で、ノッキングが発生するリスクは、全ての気筒1で均等ではなく、気筒1毎に相異する。ノック発生リスクの高い気筒1、強度のノックを惹起する気筒1については、点火タイミングの遅角補正量を大きくとる必要がある。他方、ノック発生リスクの低い気筒1、強度のノックを惹起しない気筒1については、点火タイミングの遅角補正量が小さくてよいか、点火タイミングを遅角補正する必要がない。
In addition, the risk of occurrence of knocking is not uniform for all
そこで、本実施形態のECU0は、何れかの気筒1においてノッキングの発生を感知したときに、各気筒1に設けられた筒内圧センサの出力する筒内圧信号fを参照し、気筒1毎に検出される筒内圧に基づいて、気筒1毎の点火タイミングの遅角補正量を調整する。
Therefore, the
各気筒1の点火タイミングを決定するにあたり、ECU0は、ノッキングの発生を感知した気筒1の膨張行程における筒内圧(例えば、圧縮上死点や圧縮上死点から所定クランク角度を経たタイミングでの筒内圧、あるいは膨張行程中の最大筒内圧)と、その他の気筒1の直近(ノッキングの感知直前または直後)の膨張行程における筒内圧(同上)との比較を行う。
In determining the ignition timing of each
図2に示すように、各気筒1の膨張行程における筒内圧が推移したとして、第三気筒(#3)にてノッキングが発生した状況を仮定すると、第二気筒(#2)の筒内圧は第三気筒(#3)の筒内圧よりも高く、第二気筒(#2)にてノッキングが発生するリスクは顕著に高いと考えられる。翻って、第四気筒(#4)及び第一気筒(#1)の筒内圧は第三気筒(#3)の筒内圧よりも低く、第三気筒(#3)及び第二気筒(#2)と比較してノッキングが発生するリスクは低いと考えられる。
As shown in FIG. 2, assuming that the in-cylinder pressure in the expansion stroke of each
各気筒1の点火タイミングの調整の具体的態様は、幾つか考えられる;
<第一の態様>
何れかの気筒1においてノッキングを感知したとき、ノックを起こした気筒1及び当該気筒1よりも筒内圧の高い気筒1について点火タイミングを遅らせ(遅角補正量を増し)、当該気筒1よりも筒内圧の低い気筒1については点火タイミングを進める(遅角補正量を減らす)。
図2に示す筒内圧の推移の例で言えば、第三気筒(#3)及び第二気筒(#2)については次回の点火燃焼機会における点火タイミングをより遅角させる。これにより、第三気筒(#3)におけるノッキングの沈静化を図るとともに、第二気筒(#2)におけるノッキングを予防する。第三気筒(#3)及び第二気筒(#2)の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の増加分は、同じ大きさとしてもよいが、より筒内圧の高い第二気筒(#2)のそれを第三気筒(#3)よりも大きくしてもよいし、逆に、ノッキングを引き起こした第三気筒(#3)のそれを第二気筒(#2)よりも大きくしてもよい。第二気筒(#2)の遅角補正量の増加分を第三気筒(#3)の遅角補正量の増加分よりも大きくする場合には、対象である第二気筒(#2)の筒内圧とノックを起こした第三気筒(#3)の筒内圧との差分の絶対値が大きいほど、第二気筒(#2)の点火タイミングの遅角補正量を大きく増加させることができる。
並びに、第四気筒(#4)及び第一気筒(#1)については、次回の点火燃焼機会における点火タイミングをより進角させる。第四気筒(#4)及び第一気筒(#1)の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分は、同じ大きさとしてもよいが、第一気筒(#1)のそれを第四気筒(#4)よりも大きくしてもよい。換言すれば、対象の気筒1の筒内圧とノックを起こした気筒1の筒内圧との差分の絶対値が大きいほど、対象の気筒1の点火タイミングの遅角補正量を大きく減少させることができる。
点火タイミングの補正の結果、何れの気筒1においてもノッキングの発生が感知されなくなったならば、各気筒1の点火タイミングを進める。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分は、同じ大きさとしてもよいし、筒内圧の小さい気筒1ほど大きくとってもよい。
There are several specific modes of adjusting the ignition timing of each
<First aspect>
When knocking is detected in any one of the
In the example of the transition of the in-cylinder pressure shown in FIG. 2, the ignition timing at the next ignition combustion opportunity is further retarded for the third cylinder (# 3) and the second cylinder (# 2). As a result, knocking in the third cylinder (# 3) is reduced, and knocking in the second cylinder (# 2) is prevented. The amount of change between the ignition timing at the previous ignition combustion opportunity of the third cylinder (# 3) and the second cylinder (# 2) and the ignition timing at the next ignition combustion opportunity, that is, the increment of the retard correction amount is Although it may be the same size, the second cylinder (# 2) with higher in-cylinder pressure may be made larger than the third cylinder (# 3), and conversely, the third cylinder ( # 3) may be made larger than the second cylinder (# 2). When the increase in the retardation correction amount of the second cylinder (# 2) is made larger than the increase in the retardation correction amount of the third cylinder (# 3), the target cylinder 2 (# 2) The larger the absolute value of the difference between the in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure of the third cylinder (# 3) that causes the knock, the greater the retard correction amount of the ignition timing of the second cylinder (# 2).
In addition, for the fourth cylinder (# 4) and the first cylinder (# 1), the ignition timing at the next ignition combustion opportunity is further advanced. The amount of change between the ignition timing at the previous ignition combustion opportunity of the fourth cylinder (# 4) and the first cylinder (# 1) and the ignition timing at the next ignition combustion opportunity, that is, the decrease in the retard correction amount is Although it may be the same size, that of the first cylinder (# 1) may be larger than that of the fourth cylinder (# 4). In other words, the larger the absolute value of the difference between the in-cylinder pressure of the
As a result of correcting the ignition timing, if the occurrence of knocking is not detected in any
<第二の態様>
何れかの気筒1においてノッキングを感知したとき、ノックを起こした気筒1及び当該気筒1よりも筒内圧の高い気筒1について点火タイミングを遅らせるが、当該気筒1よりも筒内圧の低い気筒1については点火タイミングを変化させない。現にノックを起こした気筒1よりも筒内圧の低い気筒1は、ノッキングを起こすまでには至っていないと想像されるので、当該気筒1の点火タイミングはできる限り遅角せずにおいて機関出力及び燃費性能を稼ぐ意図である。
図2に示す筒内圧の推移の例で言えば、第三気筒(#3)及び第二気筒(#2)については次回の点火燃焼機会における点火タイミングをより遅角させるが、第四気筒(#4)及び第一気筒(#1)については次回の点火燃焼機会における点火タイミングを前回のそれから変化させない。その余の点は、第一の態様と同様とする。
点火タイミングの補正の結果、何れの気筒1においてもノッキングの発生が感知されなくなったならば、各気筒1の点火タイミングを進める。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分は、同じ大きさとしてもよいし、筒内圧の小さい気筒1ほど大きくとってもよい。
<Second aspect>
When knocking is detected in any one of the
In the example of the transition of the in-cylinder pressure shown in FIG. 2, for the third cylinder (# 3) and the second cylinder (# 2), the ignition timing at the next ignition combustion opportunity is delayed more, but the fourth cylinder ( For # 4) and the first cylinder (# 1), the ignition timing at the next ignition combustion opportunity is not changed from the previous one. The other points are the same as in the first embodiment.
As a result of correcting the ignition timing, if the occurrence of knocking is not detected in any
<第三の態様>
何れかの気筒1においてノッキングを感知したとき、全ての気筒1について点火タイミングを遅らせる。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の増加分を、筒内圧が大きい気筒1ほど大きくとる。
図2に示す筒内圧の推移の例で言えば、第二気筒(#2)の点火タイミングが最も大きく遅角し、次いで第三気筒(#3)の点火タイミングが大きく進角し、三番目に第四気筒(#4)の点火タイミングが遅角する。相対的に、第一気筒(#1)の点火タイミングが最も早くなる。
点火タイミングの補正の結果、何れの気筒1においてもノッキングの発生が感知されなくなったならば、各気筒1の点火タイミングを進める。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分は、同じ大きさとしてもよいし、筒内圧の小さい気筒1ほど大きくとってもよい。
<Third embodiment>
When knocking is detected in any
In the example of the transition of the in-cylinder pressure shown in FIG. 2, the ignition timing of the second cylinder (# 2) is retarded the most, then the ignition timing of the third cylinder (# 3) is greatly advanced, and the third In addition, the ignition timing of the fourth cylinder (# 4) is retarded. In comparison, the ignition timing of the first cylinder (# 1) is the earliest.
As a result of correcting the ignition timing, if the occurrence of knocking is not detected in any
<第四の態様>
何れかの気筒1においてノッキングを感知したとき、全ての気筒1について点火タイミングを遅らせる。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の増加分を、全気筒1共通で同じ大きさとする。
点火タイミングの補正の結果、何れの気筒1においてもノッキングの発生が感知されなくなったならば、各気筒1の点火タイミングを進める。このとき、各気筒1の前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分を、筒内圧の小さい気筒1ほど大きくとる。これは、ノッキング発生リスクの比較的低い気筒1、図2に示す筒内圧の推移の例で言えば第四気筒(#4)及び第一気筒(#1)の点火タイミングを、できるだけ早期に進角化する意図である。
<Fourth aspect>
When knocking is detected in any
As a result of correcting the ignition timing, if the occurrence of knocking is not detected in any
<第五の態様>
気筒1においてノッキングを感知したときの、前回の点火燃焼機会における点火タイミングと次回の点火燃焼機会における点火タイミングとの間の変化量、即ち遅角補正量の減少分を、ノッキングが発生した気筒1の筒内圧と最も低い筒内圧との差が大きいほど大きくする。
図2に示す筒内圧の推移の例で言えば、第二気筒(#2)の筒内圧と第一気筒(#1)の筒内圧との乖離が大きいほど、各気筒1の点火タイミングをより大きく遅角させる。これにより、少なくとも、筒内圧が最低の第一気筒(#1)以外の全ての気筒1の点火タイミングが遅くなる(加えて、第一気筒(#1)の点火タイミングを遅くしてもよいことは言うまでもない)。ノッキングを起こした第二気筒(#2)よりも筒内圧の低い第四気筒(#4)の点火タイミングを(必要であれば、さらに第一気筒(#1)の点火タイミングをも)遅角化するのは、同一の内燃機関である以上各気筒1の筒内環境はある程度似通っており、現時点でノッキングを起こしていなくとも何れノッキングを起こす可能性が小さくなく、ノッキングを確実に阻止するために有益であると考えられるからである。
<Fifth aspect>
When the knocking is detected in the
In the example of the transition of the in-cylinder pressure shown in FIG. 2, the ignition timing of each
本実施形態によれば、膨張行程中の筒内圧が高い気筒1、即ちノック発生リスクの高い気筒1について点火タイミングをより遅角化(補正制御の補正量を大きく)し、膨張行程中の筒内圧が低い気筒1、即ちノック発生リスクの低い気筒1について点火タイミングをより進角化(補正制御の補正量を小さく)することで、適切にノッキングを鎮圧しながら、内燃機関の出力及び燃費性能の向上を図ることができる。
According to this embodiment, the ignition timing of the
特に、何れかの気筒においてノッキングの発生を感知したときに各気筒1の筒内圧を参照し、ある気筒1の筒内圧(例えば、ノッキングを起こした気筒1の筒内圧、各気筒1の筒内圧のうちの最小のもの、または最大のもの等)とこれ以外の基準となる気筒1の筒内圧(例えば、各気筒1の筒内圧のうちの最小のもの、最大のもの、各気筒1の筒内圧の平均値、または中央値等)との差が大きいほど、前記補正制御による補正量を大きくする態様をとり得る。この場合、内燃機関の各気筒1の点火タイミングの遅角/進角補正量を、各気筒1の膨張行程における筒内圧力(圧縮上死点や圧縮上死点から所定クランク角度を経たタイミングでの筒内圧、あるいは膨張行程中の最大筒内圧)の相対的な大小関係や差分の大きさに基づいて調整することになる。このようなものであれば、各気筒1の点火タイミングを決定する制御のためのマップデータを予め作成しておく必要がなく、そのようなマップを作成するための工数(気筒1毎のマップ、機種毎のマップ等を作成する手間)を省いてコストを低減させることが可能である。さらには、内燃機関の各気筒1の経年変化にも対処できる。
In particular, when the occurrence of knocking in any cylinder is sensed, the cylinder pressure of each
なお、本発明は以上に詳述した実施形態には限られない。例えば、各気筒1におけるノッキングの発生を感知する手段は、振動式のノックセンサに限定されない。混合気の燃焼の際に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流の信号波形を参照する手法や、気筒1の筒内圧を参照する手法を採用することも可能である。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, the means for detecting the occurrence of knocking in each
各気筒1の筒内圧を検出する手段も、圧力センサには限定されない。各気筒1の筒内温(燃焼室内温度)を計測して間接的に各気筒1の筒内圧を知得したり、混合気の燃焼の際に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流の信号波形を参照して当該気筒1の筒内圧を推測したりする手法を採用することも可能である。
The means for detecting the in-cylinder pressure of each
加えて、気筒1におけるノッキングを抑制するための補正制御は、点火タイミングの遅角補正には限定されない。点火タイミングを遅角化することに代えて、またはこれとともに、燃料噴射量を増量補正し、燃料の気化熱を利用して気筒1の燃焼室内温度を低下させるようにしてもよい。この場合、膨張行程中の筒内圧が高い気筒1ほど燃料噴射量の増量分が大きくなる。
In addition, the correction control for suppressing knocking in the
また、気筒1毎に個別に吸気バルブタイミングを調整可能な内燃機関(各気筒1の吸気バルブがECU0により開閉操作し得る電磁ソレノイドバルブであるもの等)にあっては、吸気バルブの開タイミングを遅角補正することで、当該気筒1に充填される吸気量及び燃料噴射量を減量せしめ、以てノッキングを鎮圧することができる。この場合、この場合、膨張行程中の筒内圧が高い気筒1ほど吸気バルブタイミングの進角補正量が大きくなる。
Further, in an internal combustion engine that can individually adjust the intake valve timing for each cylinder 1 (such as one in which the intake valve of each
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
0…制御装置(ECU)
1…気筒
f…筒内圧信号
g…振動信号
0 ... Control unit (ECU)
1 ... Cylinder f ... In-cylinder pressure signal g ... Vibration signal
Claims (3)
気筒毎に検出した筒内圧に基づき、前記補正制御による補正量を調整する内燃機関の制御装置。 Detecting the presence or absence of knocking in each of a plurality of cylinders, and performing correction control to suppress knocking when knocking occurs;
A control apparatus for an internal combustion engine that adjusts a correction amount by the correction control based on an in-cylinder pressure detected for each cylinder.
何れかの気筒においてノッキングの発生を感知したとき、各気筒の筒内圧を参照し、ノッキングが発生した気筒の筒内圧よりも高い筒内圧を持つ気筒に対して前記補正制御を実施する内燃機関の制御装置。 Detecting the presence or absence of knocking in each of a plurality of cylinders, and performing correction control to suppress knocking when knocking occurs;
When the occurrence of knocking is detected in any cylinder, the in-cylinder pressure of each cylinder is referred to, and the correction control is performed for a cylinder having an in-cylinder pressure higher than the in-cylinder pressure of the cylinder in which knocking has occurred. Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013222690A JP2015083814A (en) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=53047524
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015083814A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017198109A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | スズキ株式会社 | Exhaust gas recirculation control device of internal combustion engine |
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2013
- 2013-10-25 JP JP2013222690A patent/JP2015083814A/en active Pending
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