JP3265999B2 - Knock control device for in-cylinder injection internal combustion engine - Google Patents
Knock control device for in-cylinder injection internal combustion engineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型内燃機
関のノック制御装置に関する。The present invention relates to a knock control device for a direct injection internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】筒内噴射型内燃機関では、例えば、圧縮
行程中に燃料噴射弁からピストン頂部に設けたキャビテ
ィ内に燃料を噴射することで、点火時点において点火プ
ラグの周囲に理論空燃比に近い空燃比の混合気を生成し
燃焼室内で層状燃焼させることにより、全体に希薄な空
燃比でも着火が可能となり、ＣＯやＨＣの排出量が減少
すると共に、アイドル運転時や低負荷走行時の燃費を大
幅に向上させることができる。また、この機関では燃焼
室内に直接燃料を噴射しているので、燃料噴射量を増減
させる際にも吸気管による移送遅れがないため、加減速
レスポンスも非常に良くなる。ところが、機関の全作動
域においてキャビティ内に燃料を噴射すると、要求燃料
噴射量が増大する高負荷運転時には点火プラグの近傍の
空燃比がオーバリッチとなり失火が生じるため、安定し
た運転領域が狭いという問題がある。これは、燃料噴射
弁の単位時間当たりの噴射量や噴射方向を可変にするこ
とが困難であるために、点火プラグ近傍の空燃比をエン
ジンの全作動領域に亘って最適値に保つことができない
ことに起因する。2. Description of the Related Art In a cylinder injection type internal combustion engine, for example, fuel is injected from a fuel injection valve into a cavity provided at the top of a piston during a compression stroke, so that a stoichiometric air-fuel ratio is generated around an ignition plug at the time of ignition. By generating an air-fuel mixture with a close air-fuel ratio and performing stratified combustion in the combustion chamber, ignition is possible even with a lean air-fuel ratio as a whole, reducing CO and HC emissions, as well as during idling and low load driving. Fuel efficiency can be greatly improved. Further, in this engine, since fuel is directly injected into the combustion chamber, there is no transfer delay by the intake pipe even when increasing or decreasing the fuel injection amount, so that the acceleration / deceleration response is very good. However, when fuel is injected into the cavity in the entire operating range of the engine, the air-fuel ratio near the spark plug becomes over-rich during high load operation in which the required fuel injection amount increases, causing misfiring. There's a problem. This is because it is difficult to make the injection amount per unit time or the injection direction of the fuel injection valve variable, so that the air-fuel ratio in the vicinity of the ignition plug cannot be maintained at the optimum value over the entire operation range of the engine. Due to that.
【０００３】このような問題を解決するために、負荷に
応じて圧縮行程噴射モードと吸気行程噴射モードとを切
り換えると共に、燃焼室の形状や燃料噴射弁の噴射方向
等をこれに合わせて設計したものが提案されている（例
えば、特開平５−７９３７０号公報、特開平７−１０２
９７６号公報）。これらのエンジンでは、低負荷運転時
には、圧縮行程中にキャビティ内に燃料を噴射し、点火
プラグの周囲やキャビティ内に理論空燃比に近い空燃比
の混合気を生成し層状燃焼させる。これにより全体とし
て希薄な空燃比でも着火が可能となり、ＣＯやＨＣの排
出量が減少すると共に、アイドル運転時や低負荷走行時
における燃費が大幅に向上する。また、高負荷走行時に
は、吸気行程中にキャビティ外に燃料を噴射し、燃焼室
内に均一な空燃比の混合気を形成させる。これにより、
吸気管噴射型のものと同様に、多量の燃料を予混合燃焼
させることが可能となり、加速時や高速走行時に要求さ
れる出力が確保される。In order to solve such a problem, switching between the compression stroke injection mode and the intake stroke injection mode is performed in accordance with the load, and the shape of the combustion chamber and the injection direction of the fuel injection valve are designed in accordance with the switching. Some have been proposed (for example, JP-A-5-79370, JP-A-7-102).
No. 976). In these engines, during low-load operation, fuel is injected into the cavity during the compression stroke, and a mixture having an air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio is generated around the spark plug and in the cavity to cause stratified combustion. This makes it possible to ignite even with a lean air-fuel ratio as a whole, thereby reducing CO and HC emissions and greatly improving fuel efficiency during idling and low-load driving. In addition, during high load traveling, fuel is injected outside the cavity during the intake stroke to form a mixture having a uniform air-fuel ratio in the combustion chamber. This allows
As in the case of the intake pipe injection type, a large amount of fuel can be premixed and combusted, and the required output during acceleration or high-speed running can be secured.
【０００４】ところで、火花点火式のエンジンでは、点
火時期の設定が出力や燃費等を決定する重要な因子とな
る。即ち、同一条件で混合気を燃焼させる場合、最大ト
ルクを発生する最適点火時期ＭＢＴ（Minimum spark ad
vance for the Best Torque）が一義的に存在し、これ
よりアドバンス（進角）或いはリタード（遅角）させる
と、燃焼圧力の有効利用が図られなくなり、出力も燃費
も低下する。このため、機関の点火時期は、エンジン回
転数と負荷条件等から基本的にノッキングが発生しない
範囲で、ＭＢＴ近傍（特に、高負荷時においてはＭＢＴ
に対して所定量リタードした点火時期）に設定されてい
る。[0004] In a spark ignition type engine, the setting of the ignition timing is an important factor for determining the output, fuel consumption and the like. That is, when the air-fuel mixture is burned under the same conditions, the optimum ignition timing MBT (Minimum spark ad
vance for the Best Torque) exists, and if it is advanced (advanced) or retarded (retarded), the combustion pressure cannot be used effectively, and the output and fuel consumption will decrease. For this reason, the ignition timing of the engine is set near the MBT (especially when the engine is under a high load, the MBT is in a range where knocking does not basically occur due to the engine speed and load conditions, etc.)
The ignition timing is retarded by a predetermined amount.
【０００５】しかしながら、点火時期がＭＢＴ近傍に設
定されているが故にエンジンの個体差や燃料のオクタン
価や機関負荷の急変等に応じてノッキングが発生し易く
なるため、このノッキングを抑制すべく、ノック制御装
置が設けられている。ノック制御装置は、例えば、エン
ジン本体（シリンダブロック）にノックセンサを装着し
てノンキングに起因するエンジンの異常振動を感知し、
当該ノックセンサの出力信号に基づいてバックグランド
レベル（ＢＧＬ）即ち、比較信号（平均値）を演算し、
前記ノックセンサの出力信号が前記ＢＧＬよりも大きい
ときにノックが発生したと判定してエンジン制御パラメ
ータとしての点火時期を遅らせてノッキングの発生を防
止している。However, since the ignition timing is set near the MBT, knocking is likely to occur in response to individual differences in the engine, a sudden change in the octane number of the fuel, a sudden change in the engine load, and the like. A control device is provided. The knock control device, for example, attaches a knock sensor to the engine body (cylinder block) to detect abnormal vibration of the engine caused by non-king,
A background level (BGL), that is, a comparison signal (average value) is calculated based on the output signal of the knock sensor,
When the output signal of the knock sensor is larger than the BGL, it is determined that knock has occurred, and the ignition timing as an engine control parameter is delayed to prevent knock.
【０００６】図４及び図５に、吸気行程中に燃料を噴射
し予混合燃焼を行う吸気行程噴射モード（以下「第１運
転モード」という）と、圧縮行程中に燃料を噴射し層状
燃焼を行う圧縮行程噴射モード（以下「第２運転モー
ド」という）とを有し、第１運転モードと第２運転モー
ドとを運転状態に応じて切り換える４サイクル火花点火
式筒内噴射型内燃機関に上述したノック制御装置を適用
した場合を示す。尚、エンジンは、例えば、４気筒エン
ジンで、＃１、＃３、＃４、＃２気筒の順序で点火され
るものとする。FIGS. 4 and 5 show an intake stroke injection mode (hereinafter, referred to as a "first operation mode") in which fuel is injected during an intake stroke to perform premix combustion, and a stratified combustion is performed by injecting fuel during a compression stroke. A four-stroke spark-ignition in-cylinder injection internal combustion engine having a compression stroke injection mode (hereinafter referred to as a "second operation mode") for switching between a first operation mode and a second operation mode in accordance with an operation state. The case where the knock control device described above is applied is shown. The engine is, for example, a four-cylinder engine and is ignited in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2 cylinders.
【０００７】図４（ａ）は、クランク角センサの出力信
号（ＳＧＴ）を示し、前記点火順序に応じて出力され
る。図４（ｂ）は、例えば、＃１気筒の燃焼圧の変化を
示し、斜線部分においてノックが発生し易い。図４
（ｃ）は、各運転モードにおける＃１〜＃４気筒の燃料
噴射タイミングの一例を示し、実線は、第１運転モード
（吸気行程噴射モード）を、１点鎖線は、第２運転モー
ド（圧縮行程噴射モード）を示している。図４（ｄ）
は、ノックセンサの第１運転モードにおける出力信号
を、図４（ｅ）は、ノックセンサの第２運転モードにお
ける出力信号を示す。そして、ノックセンサのサンプリ
ング期間Ｔは、クランク角信号（ＳＧＴ）のオフ期間と
される。更に、エンジン振動（バルブ開閉、ピストン上
下）がノイズとなるため、確実にノック検出を行うため
にはノックサンプリング期間Ｔを短く、ノック発生期間
のみとすることが好ましい。FIG. 4A shows an output signal (SGT) of the crank angle sensor, which is output according to the ignition order. FIG. 4B shows, for example, a change in the combustion pressure of the # 1 cylinder, and knock is likely to occur in a hatched portion. FIG.
(C) shows an example of the fuel injection timing of the # 1 to # 4 cylinders in each operation mode. The solid line indicates the first operation mode (intake stroke injection mode), and the dashed line indicates the second operation mode (compression). (Stroke injection mode). FIG. 4 (d)
4 shows an output signal of the knock sensor in the first operation mode, and FIG. 4E shows an output signal of the knock sensor in the second operation mode. Then, the sampling period T of the knock sensor is an off period of the crank angle signal (SGT). Further, since the engine vibration (valve opening / closing, piston up / down) causes noise, it is preferable that the knock sampling period T be short and only the knock generation period be used in order to reliably perform knock detection.
【０００８】ノック制御は、図５（第１運転モード時）
に示すように各サンプリング期間Ｔにおけるノックセン
サの出力信号のピーク値をホールドしてＢＧＬとし、ノ
ックセンサの出力信号がこのＢＧＬを超えたときにノッ
クが発生したものと判定し、点火装置の遅角制御を行
い、点火時期を遅らせてノッキングの発生を防止する。The knock control is performed as shown in FIG. 5 (in the first operation mode).
As shown in FIG. 7, the peak value of the output signal of the knock sensor in each sampling period T is held as BGL, and when the output signal of the knock sensor exceeds this BGL, it is determined that knock has occurred, and the ignition device is delayed. Angle control is performed to delay the ignition timing to prevent knocking.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１運転モードと第２運転モードとを運転状態に応じて切
り換える筒内噴射型内燃機関においては、第１運転モー
ドと第２運転モードとでは、インジェクタノイズの影響
により、ノックセンサのノイズレベルが第１運転モード
の方が大きく、第２運転モードとは全く異なる。However, in a direct injection internal combustion engine in which the first operation mode and the second operation mode are switched in accordance with the operation state, the first operation mode and the second operation mode have the following problems. Due to the influence of injector noise, the noise level of the knock sensor is higher in the first operation mode, and is completely different from that in the second operation mode.
【００１０】即ち、図４に示すようにノックセンサのサ
ンプリング期間Ｔの間に、第１運転モードでは＃１〜＃
４気筒の何れかの気筒の燃料噴射弁が作動（実線で示
す）しており、第２運転モードでは何れの気筒の燃料噴
射弁（１点鎖線で示す）も作動していない。このため、
ノックセンサのノイズレベルは、第１運転モードではイ
ンジェクタノイズの影響により大きく、第２運転モード
ではインジェクタノイズの影響を受けること無く第１運
転モード時に比べて遥かに小さい。That is, during the sampling period T of the knock sensor, as shown in FIG.
The fuel injectors of any one of the four cylinders are operating (shown by a solid line), and the fuel injectors of any of the cylinders (shown by a dashed line) are not operating in the second operation mode. For this reason,
The noise level of the knock sensor is large in the first operation mode due to the influence of the injector noise, and is much smaller in the second operation mode than in the first operation mode without being affected by the injector noise.
【００１１】このため、図６に示すようにエンジンが、
第２運転モードから第１運転モードに切り替わる際、Ｂ
ＧＬを運転モード切替時に演算開始したのでは、ノック
センサのノイズレベルが瞬時に切り換わったのに対し第
２運転モードにおけるＢＧＬのレベルが第１運転モード
におけるＢＧＬのレベルまで達しないため、第１運転モ
ードにけるノックセンサの出力がＢＧＬを超えてしま
い、第２運転モードのＢＧＬが第１運転モードのＢＧＬ
のレベルに達するまでの遅れ期間ａをノック発生と誤判
定してしまう。このため実際にはノックが発生していな
いにも拘わらず、ノック制御が実行され、エンジンの出
力が低下するという問題がある。For this reason, as shown in FIG.
When switching from the second operation mode to the first operation mode, B
If the calculation of GL is started when the operation mode is switched, the noise level of the knock sensor is instantaneously switched, but the BGL level in the second operation mode does not reach the BGL level in the first operation mode. The output of the knock sensor in the operation mode exceeds the BGL, and the BGL in the second operation mode is replaced by the BGL in the first operation mode.
Is erroneously determined to be knocking. Therefore, there is a problem that the knock control is executed and the output of the engine is reduced even though the knock has not actually occurred.
【００１２】尚、ノック制御において運転状態に応じて
増幅器のゲインを変える技術が特開平４−１３４１６７
号公報に開示されている。しかしながら、この技術は、
ノック検出の信頼性を高めるための技術であり、上述の
問題を解決するものではない。本発明は、上述の点に鑑
みてなされたもので、主に吸気行程中に燃料を噴射し予
混合燃焼を行う第１運転モードと、主に圧縮行程中に燃
料を噴射し層状燃焼を行う第２運転モードとを有し、第
１運転モードと第２運転モードとを運転状態に応じて切
り換える筒内噴射型内燃機関のノック制御装置におい
て、第２運転モードから第１運転モードに移行するとき
にインジェクタノイズに起因するノックセンサの誤検出
を防止し、エンジン出力の低下を防止するようにした筒
内噴射型内燃機関のノック制御装置を提供することを目
的とする。Japanese Patent Laid-Open No. 4-134167 discloses a technique for changing the gain of an amplifier in knock control in accordance with the operating state.
No. 6,086,045. However, this technology
This is a technique for improving the reliability of knock detection, and does not solve the above-described problem. The present invention has been made in view of the above points, and mainly includes a first operation mode in which fuel is injected during an intake stroke to perform premix combustion and a stratified combustion in which fuel is injected mainly during a compression stroke. A knock control device for an in-cylinder injection internal combustion engine that has a second operation mode and switches between the first operation mode and the second operation mode according to the operation state, and shifts from the second operation mode to the first operation mode. It is an object of the present invention to provide a knock control apparatus for a direct injection internal combustion engine which prevents erroneous detection of a knock sensor sometimes caused by injector noise and prevents a decrease in engine output.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、主に吸気行程中に燃料を噴射し
予混合燃焼を行う第１運転モードと、主に圧縮行程中に
燃料を噴射し層状燃焼を行う第２運転モードとを有し、
前記第１運転モードと第２運転モードとを運転状態に応
じて切り換える筒内噴射型内燃機関のノック制御装置に
おいて、前記内燃機関の振動を検出するノックセンサ
と、前記ノックセンサの出力又は前記ノックセンサの出
力信号に基づき生成されたノック制御用信号の一方に基
づきノック判定用の比較信号を生成する比較信号生成手
段と、前記内燃機関が前記第２運転モードのときに前記
比較信号生成手段による前記比較信号の演算を前記第１
運転モードに対して変える比較信号変更手段と、少なく
とも前記第１運転モードのときに前記ノックセンサの出
力又は前記ノック制御用信号の一方と前記比較信号とを
比較し前記内燃機関にノックが発生しているかを判定す
るノック判定手段と、前記ノック判定手段の出力に応じ
て前記内燃機関のノック発生を抑制するようエンジン制
御パラメータを制御する制御手段とを備え、前記比較信
号変更手段は、前記第２運転モードにおける比較信号
を、前記第１運転モードにおける比較信号の平均の値に
固定することにより、前記第２運転モードから前記第１
運転モードへの移行時のノック誤検出を防止するように
したものである。請求項２の発明では、主に吸気行程中
に燃料を噴射し予混合燃焼を行う第１運転モードと、主
に圧縮行程中に燃料を噴射し層状燃焼を行う第２運転モ
ードとを有し、前記第１運転モードと第２運転モードと
を運転状態に応じて切り換える筒内噴射型内燃機関のノ
ック制御装置において、前記内燃機関の振動を検出する
ノックセンサと、前記ノックセンサの出力又は前記ノッ
クセンサの出力信号に基づき生成されたノック制御用信
号の一方に基づきノック判定用の比較信号を生成する比
較信号生成手段と、前記内燃機関が前記第２運転モード
のときに前記比較信号生成手段による前記比較信号の演
算を前記第１運転モードに対して変える比較信号変更手
段と、少なくとも前記第１運転モードのときに前記ノッ
クセンサの出力又は前記ノック制御用信号の一方と前記
比較信号とを比較し前記内燃機関にノックが発生してい
るかを判定するノック判定手段と、前記ノック判定手段
の出力 に応じて前記内燃機関のノック発生を抑制するよ
うエンジン制御パラメータを制御する制御手段とを備
え、前記比較信号変更手段は、前記第２運転モードにお
ける比較信号を、前記第１運転モードから前記第２運転
モードに移行した際の前記第１運転モードの最終のノッ
クセンサの出力信号に基づいて生成した比較信号に固定
することにより、前記第２運転モードから前記第１運転
モードへの移行時のノック誤検出を防止するようにした
ものである。 請求項３の発明では、主に吸気行程中に燃
料を噴射し予混合燃焼を行う第１運転モードと、主に圧
縮行程中に燃料を噴射し層状燃焼を行う第２運転モード
とを有し、前記第１運転モードと第２運転モードとを運
転状態に応じて切り換える筒内噴射型内燃機関のノック
制御装置において、前記内燃機関の振動を検出するノッ
クセンサと、前記ノックセンサの出力又は前記ノックセ
ンサの出力信号に基づき生成されたノック制御用信号の
一方に基づきノック判定用の比較信号を生成する比較信
号生成手段と、前記内燃機関が前記第２運転モードから
前記第１運転モードへの移行時に前記第１運転モードの
初期の比較信号を補正する比較信号変更手段と、少なく
とも前記第１運転モードのときに前記ノックセンサの出
力又は前記ノック制御用信号の一方と前記比較信号とを
比較し前記内燃機関にノックが発生しているかを判定す
るノック判定手段と、前記ノック判定手段の出力に応じ
て前記内燃機関のノック発生を抑制するようエンジン制
御パラメータを制御する制御手段とを備え、前記比較信
号変更手段は、前記第１運転モードの初期の比較信号を
補正して高くすることにより、前記第２運転モードから
前記第１運転モードへの移行時のノック誤検出を防止す
るようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a first operation mode in which fuel is injected mainly during an intake stroke to perform premixed combustion, and a first operation mode mainly during a compression stroke. A second operation mode in which fuel is injected to perform stratified combustion, and
In the knock control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine switched according to the first operation mode and the second operation mode to the operation state, and the knock sensor for detecting vibration of the internal combustion engine, the output or the previous SL knock sensor Knock sensor output
Comparison signal generation means for generating a knock determination comparison signal based on one of the knock control signals generated based on the force signal; and the comparison signal generation means when the internal combustion engine is in the second operation mode. The signal operation is performed by the first
A comparison signal changing means for changing with respect to an operation mode, and comparing at least one of the output of the knock sensor or the knock control signal with the comparison signal in the first operation mode to generate a knock in the internal combustion engine. It includes a knock determination means for determining whether to have, and control means for controlling the engine control parameters so as to suppress the knocking of the internal combustion engine in accordance with the output of the knock determining means, said comparison signal
Signal change means for comparing the comparison signal in the second operation mode.
To the average value of the comparison signal in the first operation mode.
By fixing, the first operation mode is switched from the second operation mode to the first operation mode.
This is to prevent erroneous knock detection at the time of shifting to the operation mode . In the invention of claim 2, mainly during the intake stroke
A first operation mode in which fuel is injected into the fuel cell to perform premix combustion,
The second operation mode in which fuel is injected during the compression stroke to perform stratified combustion
A first operation mode and a second operation mode.
Of an in-cylinder injection type internal combustion engine
A vibration control device for detecting vibration of the internal combustion engine.
A knock sensor and the output of the knock sensor or the knock
Knock control signal generated based on the output signal of the
Ratio that generates a comparison signal for knock determination based on one of the signals
Comparing the internal combustion engine with the second operation mode
The comparison signal is generated by the comparison signal generating means.
To change the comparison signal with respect to the first operation mode
And the knock at least in the first operation mode.
Sensor output or one of the knock control signals and the knock control signal.
The internal combustion engine is compared with the comparison signal to determine that knock has occurred.
Knock determination means for determining whether knocking has occurred, and the knock determination means
The knocking of the internal combustion engine is suppressed in accordance with the output of the engine.
Control means for controlling engine control parameters.
The comparison signal changing means switches to the second operation mode.
From the first operation mode to the second operation mode.
The final knock of the first operation mode when shifting to the
Fixed to the comparison signal generated based on the output signal of the sensor
By doing so, the first operation is performed from the second operation mode.
Improved to prevent erroneous knock detection when switching to mode.
Things. According to the third aspect of the invention, the fuel is mainly emitted during the intake stroke.
Operation mode in which fuel is injected and premixed combustion is performed,
Second operation mode in which fuel is injected during stratification and stratified combustion is performed
And operating the first operation mode and the second operation mode.
Knock of an in-cylinder injection type internal combustion engine that switches according to the running state
A control device for detecting a vibration of the internal combustion engine;
Sensor and the output of the knock sensor or the knock sensor.
Of the knock control signal generated based on the sensor output signal
A comparison signal for generating a comparison signal for knock determination based on one
Signal generation means, and the internal combustion engine is switched from the second operation mode.
At the time of transition to the first operation mode,
A comparison signal changing means for correcting the initial comparison signal;
Both when the knock sensor is in the first operation mode.
Force or one of the knock control signals and the comparison signal.
To determine whether knock has occurred in the internal combustion engine.
Knock determination means, and according to the output of the knock determination means
Engine control so as to suppress knocking of the internal combustion engine.
And control means for controlling the control parameters.
The signal changing means outputs an initial comparison signal of the first operation mode.
By correcting and increasing, the second operation mode can be
Prevent erroneous knock detection at the time of shifting to the first operation mode
That's what I did.
【００１４】このノック制御装置は、前記ノックセンサ
の出力又は前記ノックセンサの出力信号に基づき生成さ
れたノック制御用信号の一方に基づき比較信号生成手段
によりノック判定用の比較信号を生成し、前記内燃機関
が第２運転モードのときに前記比較信号生成手段による
比較信号の演算を比較信号変更手段により前記第１運転
モードに対して変え、第２運転モードから第１運転モー
ドへの移行時にノックセンサの誤検出を防止してノック
が発生しているかを判定する。そして、ノックが発生し
ているときには内燃機関のノック発生を抑制するよう点
火時期等を制御する。[0014] generation of the basis of this knock control apparatus, an output or an output signal of the knock sensor before Symbol knock sensor
A comparison signal for knock determination is generated by comparison signal generation means based on one of the knock control signals thus obtained, and when the internal combustion engine is in the second operation mode, the calculation of the comparison signal by the comparison signal generation means is changed to a comparison signal. Means for changing from the first operation mode to the first operation mode from the second operation mode.
At the time of shifting to the mode, it is determined whether knocking has occurred by preventing erroneous detection of the knock sensor . Then, when knocking has occurred, the ignition timing and the like are controlled so as to suppress knocking of the internal combustion engine.
【００１５】比較信号変更手段は、好ましくは、第２運
転モードにおける比較信号（ＢＧＬ）を、第１運転モー
ドの比較信号（平均）近傍に値に固定する、或いは、第
１運転モードの最終ノックセンサ出力に基づいて生成さ
れた比較信号（ＢＧＬ）の値に固定する、或いは、第２
運転モードにおける比較信号（ＢＧＬ）に係数（倍数）
を掛けてを補正する。この場合、係数を運転状態に応じ
て可変設定しても良い。或いは、第１運転モード移行時
の初期の比較信号（ＢＧＬ）を補正して信号レベルを高
くする。これにより第２運転モードから第１運転モード
に移行する際にノック誤検出を防止することができる。
尚、エンジン制御パラメータとしては、点火時期の他、
噴射終了時間、空燃比、圧縮比、過給圧等が考えられ
る。Preferably, the comparison signal changing means fixes the comparison signal (BGL) in the second operation mode to a value near the comparison signal (average) in the first operation mode, or the final knock in the first operation mode. Fixed to the value of the comparison signal (BGL) generated based on the sensor output, or
Coefficient (multiple) for comparison signal (BGL) in operation mode
Multiply by to correct. In this case, the coefficient may be variably set according to the operation state. Alternatively, the signal level is increased by correcting the initial comparison signal (BGL) at the time of transition to the first operation mode. Thus, erroneous knock detection can be prevented when shifting from the second operation mode to the first operation mode.
The engine control parameters include ignition timing,
The injection end time, the air-fuel ratio, the compression ratio, the supercharging pressure and the like can be considered.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を実施例
により説明する。図１は、本発明を適用したエンジン制
御システムを示す。図において筒内噴射型内燃機関１
は、例えば、４サイクル火花点火式筒内噴射型直列４気
筒ガソリンエンジン（以下単に「エンジン」という）
で、シリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ３と
電磁式の燃料噴射弁４が取り付けられており、燃焼室５
内に直接燃料が噴射されるようになっている。この燃料
噴射弁４は、図示しない燃料噴射装置に接続されてい
る。シリンダ６内のピストン７の頂面には圧縮行程後期
に燃料噴射弁４からの燃料噴霧が（点火時点において）
点火プラグ３近傍に到達するようにキャビティ８が形成
されている。このエンジン１の圧縮比は、吸気管噴射型
のものに比べ、高く設定されている。また、動弁機構と
しては、ＤＯＨＣ４弁式が採用されており、シリンダヘ
ッド２の上部に吸気弁９、排気弁１０を駆動するカムシ
ャフトが配置されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below by way of examples. FIG. 1 shows an engine control system to which the present invention is applied. In the figure, a direct injection internal combustion engine 1 is shown.
Is, for example, a four-cycle spark ignition in-cylinder in-cylinder in-line four-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as "engine")
The cylinder head 2 is provided with an ignition plug 3 and an electromagnetic fuel injection valve 4 for each cylinder.
The fuel is directly injected into the inside. The fuel injection valve 4 is connected to a fuel injection device (not shown). The fuel spray from the fuel injection valve 4 is applied to the top surface of the piston 7 in the cylinder 6 at the latter stage of the compression stroke (at the time of ignition).
A cavity 8 is formed so as to reach the vicinity of the ignition plug 3. The compression ratio of the engine 1 is set higher than that of the intake pipe injection type. A DOHC 4-valve valve mechanism is adopted as the valve operating mechanism, and a camshaft for driving the intake valve 9 and the exhaust valve 10 is disposed above the cylinder head 2.
【００１７】シリンダヘッド２の上部には、カムシャフ
トの間を抜けるようにして略直立して吸気ポート１１が
形成されており、この吸気ポート１１を通過した吸気流
が、燃焼室５内で後述する逆タンブル流を発生させるよ
うになっている。排気ポート１２は、通常のエンジンと
同様略水平方向に設けられており、ＥＧＲポート１３が
分岐している。水温センサ１４は、ウォータジャケット
に設けられて冷却水の温度を検出し、クランク角センサ
１５は、各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号
（ＳＧＴ）を出力する。ノックセンサ１６は、エンジン
本体所定位置に取り付けられており、当該エンジン１の
ノッキングを感知する。尚、ノックセンサ１６は、複数
の気筒について１つ、又は各気筒毎に取り付けられる。
点火コイル１７は、点火プラグ３に接続されて当該点火
プラグ３に高電圧を出力する。尚、カムシャフトには、
気筒判別信号を出力する気筒判別センサ（図示せず）が
取り付けられており、クランク角信号（ＳＧＴ）がどの
気筒のものか判別される。An intake port 11 is formed in the upper part of the cylinder head 2 so as to be substantially upright so as to pass through the space between the camshafts. To generate a reverse tumble flow. The exhaust port 12 is provided in a substantially horizontal direction similarly to a normal engine, and the EGR port 13 branches. The water temperature sensor 14 is provided in the water jacket to detect the temperature of the cooling water, and the crank angle sensor 15 outputs a crank angle signal (SGT) at a predetermined crank position of each cylinder. Knock sensor 16 is attached to a predetermined position of the engine main body, and detects knocking of engine 1. The knock sensor 16 is attached to one of a plurality of cylinders or for each cylinder.
The ignition coil 17 is connected to the ignition plug 3 and outputs a high voltage to the ignition plug 3. The camshaft has
A cylinder discrimination sensor (not shown) that outputs a cylinder discrimination signal is attached to discriminate which cylinder the crank angle signal (SGT) is for.
【００１８】吸気ポート１１には、サージタンク２０を
有する吸気マニホールド２１を介してエアクリーナ２
２、スロットルボディ２３、アイドルコントロールバル
ブ２４を備えた吸気管２５が接続されている。吸気管２
５にはスロットルボディ２３を迂回して吸気マニホール
ド２１に吸入空気を導入するエアバイパスパイプ２６が
併設され、その途中にエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）２
７が設けられている。スロットルボディ２３にはスロッ
トルバルブ２８、当該スロットルバルブ２８の開度θTH
を検出するスロットルポジションセンサ２９、スロット
ルバルブ２８の全閉状態を検出するアイドルスイッチ３
０が設けられている。また、サージタンク２０には吸気
管圧力Ｐbを検出するブースト圧センサ３１が設けられ
ている。The air cleaner 2 is connected to the intake port 11 via an intake manifold 21 having a surge tank 20.
2. An intake pipe 25 having a throttle body 23 and an idle control valve 24 is connected. Intake pipe 2
5 is provided with an air bypass pipe 26 which bypasses the throttle body 23 and introduces intake air into the intake manifold 21. An air bypass valve (ABV) 2
7 are provided. The throttle body 23 has a throttle valve 28 and an opening degree θTH of the throttle valve 28.
Position sensor 29 for detecting the throttle position and the idle switch 3 for detecting the fully closed state of the throttle valve 28
0 is provided. The surge tank 20 is provided with a boost pressure sensor 31 for detecting the intake pipe pressure Pb.
【００１９】排気ポート１２には、Ｏ2センサ４０が取
り付けられた排気マニホールド４１を介して、三元触媒
４２、マフラ（図示せず）等を備えた排気管４３が接続
されている。ＥＧＲポート１３は、ＥＧＲパイプ４４を
介して吸気マニホールド２１の上流に接続されており、
その途中にＥＧＲバルブ４５が設けられている。電子制
御装置（以下「ＥＣＵ」という）５０は、入出力装置
（図示せず）、制御プログラムや制御マップ等を格納し
ている記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置
（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備え、エンジン１の総
合的な制御を行う。ＥＣＵ５０の入力側には、前述した
各種センサ等からの情報が入力される。ＥＣＵ５０は、
これらの情報に基づき、燃料噴射モードや燃料噴射量を
始めとして、点火時期やＥＧＲガスの導入量等を決定
し、燃料噴射弁４や点火コイル１７、ＥＧＲバルブ４５
等を駆動制御する。尚、ＥＣＵ５０には、上記センサ類
の他、入力側に多数のスイッチやセンサ類が接続され、
出力側に各種の警告灯や機器類（何れも図示せず）が接
続される。An exhaust pipe 43 provided with a three-way catalyst 42, a muffler (not shown) and the like is connected to the exhaust port 12 via an exhaust manifold 41 to which an O 2 sensor 40 is attached. The EGR port 13 is connected upstream of the intake manifold 21 via an EGR pipe 44,
An EGR valve 45 is provided on the way. An electronic control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 50 includes an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) storing a control program and a control map, a central processing unit (CPU), a timer, and the like. A counter and the like are provided, and comprehensive control of the engine 1 is performed. Information from the various sensors described above is input to the input side of the ECU 50. The ECU 50
Based on the information, the fuel injection mode, the fuel injection amount, the ignition timing, the amount of EGR gas introduced, and the like are determined, and the fuel injection valve 4, ignition coil 17, and EGR valve 45 are determined.
And the like. In addition, a number of switches and sensors are connected to the input side of the ECU 50 in addition to the sensors described above.
Various warning lights and devices (all not shown) are connected to the output side.
【００２０】次に、ノック制御装置について説明する。
このノック制御装置は図２に示すように、共振型ノック
センサ１６の出力信号に基づいてノック発生状態を代表
するノック制御用信号を生成するノック信号生成回路１
００、ノックセンサ１６の出力信号又はノック制御用信
号の一方に基づいてノック判定用の比較信号を生成する
比較信号生成回路１０１、エンジン１が第２運転モード
（圧縮行程噴射モード）のときに前記比較信号生成回路
１０１による比較信号の演算を、第１運転モード（吸気
行程噴射モード）に対して変える比較信号変更回路１０
２、第１運転モードのときにノックセンサ１６の出力信
号又はノック制御用信号の一方と比較信号とを比較して
エンジン１にノックが発生しているか否かを判定するノ
ック判定回路（比較回路）１０３、このノック判定回路
１０３の出力信号に応じてエンジン１のノック発生を抑
制するように点火時期を制御する点火時期制御回路１０
４等により構成されている。このうち、比較信号生成回
路１０１、比較信号変更回路１０２、ノック判定回路１
０３、点火時期制御回路１０４は、ＥＣＵ５０内でプロ
グラム処理によりその機能が果たされるようになってい
る。Next, the knock control device will be described.
As shown in FIG. 2, the knock control device generates a knock control signal representing a knock generation state based on an output signal of a resonance type knock sensor 16.
00, a comparison signal generating circuit 101 for generating a comparison signal for knock determination based on one of the output signal of the knock sensor 16 and the knock control signal, when the engine 1 is in the second operation mode (compression stroke injection mode). A comparison signal change circuit 10 that changes the operation of the comparison signal by the comparison signal generation circuit 101 with respect to the first operation mode (the intake stroke injection mode).
2. In a first operation mode, a knock determination circuit (a comparison circuit) that compares one of an output signal of knock sensor 16 or a knock control signal and a comparison signal to determine whether or not knock has occurred in engine 1. 103) An ignition timing control circuit 10 for controlling the ignition timing so as to suppress the occurrence of knocking of the engine 1 in accordance with the output signal of the knock determination circuit 103.
4 and the like. Among them, the comparison signal generation circuit 101, the comparison signal change circuit 102, the knock determination circuit 1
03. The function of the ignition timing control circuit 104 is achieved by program processing in the ECU 50.
【００２１】比較信号変更回路１０２は、第２運転モー
ドの比較信号（ＢＧＬ）を、ＥＣＵ５０内で演算された
第１運転モードでのＢＧＬ（比較信号）の平均値を読み
出してその値に固定してもよく、或いは、第１運転モー
ドでのＢＧＬに近い値をＥＣＵ５０内で予め記憶させて
おき、第２運転モードではその値を読み出して第２運転
モードの比較信号として固定しもよく、或いは、第２運
転モード移行直前のＢＧＬ値を保持してもよい。更に、
第２運転モードのＢＧＬ（比較信号（平均））に係数
（倍数）を掛けて第１運転モードでのＢＧＬと略同じ程
度に補正しもよい。この場合、補正の程度（係数値）を
エンジンの運転状態によって変更するようにしてもよ
い。更に、第１運転モード移行時の初期の比較信号（初
期）を、補正して高くしても良い。この場合比較信号
は、エンジンの回転数−負荷マップにより補正するよう
にしてもよい。これにより第２運転モードから第１運転
モードへの移行時に比較信号も運転モードに対応したレ
ベルに切り換えることができ、ノックを誤検出せず確実
にノック制御を行うことが可能となる。The comparison signal change circuit 102 reads the average value of the BGL (comparison signal) in the first operation mode calculated in the ECU 50 from the comparison signal (BGL) in the second operation mode and fixes it to that value. Alternatively, a value close to BGL in the first operation mode may be stored in the ECU 50 in advance, and the value may be read out in the second operation mode and fixed as a comparison signal in the second operation mode, or Alternatively, the BGL value immediately before shifting to the second operation mode may be held. Furthermore,
The BGL in the second operation mode (comparison signal (average)) may be multiplied by a coefficient (multiple) to correct the BGL to approximately the same level as the BGL in the first operation mode. In this case, the degree of correction (coefficient value) may be changed according to the operating state of the engine. Further, the initial comparison signal (initial) at the time of transition to the first operation mode may be corrected to be higher. In this case, the comparison signal may be corrected using an engine speed-load map. Accordingly, when the second operation mode shifts to the first operation mode, the comparison signal can also be switched to a level corresponding to the operation mode, and knock control can be reliably performed without erroneously detecting knock.
【００２２】次に、エンジン制御の基本的な流れを説明
する。イグニッションキーがスタート操作されると、エ
ンジン１がクランキングされ、同時にＥＣＵ５０による
燃料噴射制御が開始される。この時点では、ＥＣＵ５０
は、第１運転モード（吸気行程噴射モード）を選択し、
比較的リッチな空燃比となるように燃料を噴射する。こ
れは、始動時、特に冷機時には燃料の気化率が低く、第
２運転モード（圧縮行程噴射モード）で噴射を行った場
合、失火や未燃燃料（ＨＣ）の排出が避けられないため
である。ＥＣＵ５０は、始動時にはエアバイパスバルブ
２７を閉弁するため、燃焼室５への吸入空気は、スロッ
トルバルブ２８の隙間や、アイドルコントロールバルブ
２４から供給される。尚、アイドルコントロールバルブ
２４とエアバイパスバルブ２７は、ＥＣＵ５０によりス
ロットルバルブ２８を迂回する吸入空気（バイパスエ
ア）の必要導入量に応じて夫々の開弁量が制御される。Next, a basic flow of engine control will be described. When the ignition key is operated to start, the engine 1 is cranked, and at the same time, the fuel injection control by the ECU 50 is started. At this time, the ECU 50
Selects the first operation mode (intake stroke injection mode),
Fuel is injected so as to have a relatively rich air-fuel ratio. This is because the fuel vaporization rate is low at the time of start-up, particularly at the time of cold operation, and when injection is performed in the second operation mode (compression stroke injection mode), misfire or emission of unburned fuel (HC) is inevitable. . Since the ECU 50 closes the air bypass valve 27 at the time of starting, the intake air to the combustion chamber 5 is supplied from the gap of the throttle valve 28 and the idle control valve 24. The opening amounts of the idle control valve 24 and the air bypass valve 27 are controlled by the ECU 50 in accordance with the required amount of intake air (bypass air) bypassing the throttle valve 28.
【００２３】ＥＣＵ５０は、エンジン１の暖機が終了す
ると、吸気管圧力Ｐbや、スロットル開度θTHから得た
目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転数Ｎeとに基づいて燃
料噴射制御マップから現在の燃料噴射制御領域を検索
し、燃料噴射モードと燃料噴射量と燃料噴射時期とを決
定して、燃料噴射弁４を駆動する。また、ＥＣＵ５０
は、Ｏ2センサ４０が活性化されると、当該Ｏ2センサ４
０の出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御を開始
し、有害排出ガス成分を三元触媒４２により浄化させ
る。ＥＣＵ５０は、エアバイパスバルブ２７やＥＧＲバ
ルブ４５の開閉制御も行う。When the warm-up of the engine 1 is completed, the ECU 50 determines the current fuel from the fuel injection control map based on the intake pipe pressure Pb, the target average effective pressure Pe obtained from the throttle opening θTH, and the engine speed Ne. The fuel injection mode is searched, the fuel injection mode, the fuel injection amount, and the fuel injection timing are determined, and the fuel injection valve 4 is driven. The ECU 50
When the O 2 sensor 40 is activated, the O 2 sensor 4
The air-fuel ratio feedback control is started according to the output voltage of 0, and the harmful exhaust gas component is purified by the three-way catalyst 42. The ECU 50 also controls opening and closing of the air bypass valve 27 and the EGR valve 45.
【００２４】ＥＣＵ５０は、アイドル運転時や低速走行
時等の低負荷域では、第２運転モード（圧縮行程噴射モ
ード）を選択すると共にエアバイパスバルブ２７を開弁
し、リーンな平均空燃比（３０〜４０程度）となるよう
に燃料を噴射させる。この時点では、燃料の気化率が上
昇すると共に吸気ポート１１から流入した吸入空気流が
逆タンブル流を形成するため、燃料噴霧がピストン７の
キャビティ８内に保存される。この結果、点火時点にお
いて点火プラグ３の周囲には理論空燃比近傍の混合気が
層状に形成され、全体としてリーンな空燃比でも着火が
可能となる。これによりＣＯやＨＣの排出量が少量に抑
えられると共に燃費が向上する。また、ＥＣＵ５０は、
この制御領域ではＥＧＲバルブ４５を開弁して燃焼室５
内にＥＧＲガスを導入し、ＮＯxを低減させる。The ECU 50 selects the second operation mode (compression stroke injection mode) and opens the air bypass valve 27 in a low load region such as at the time of idling operation or low-speed running, so that the lean average air-fuel ratio (30 To about 40). At this point, the fuel vaporization rate increases, and the intake air flow flowing from the intake port 11 forms a reverse tumble flow, so that the fuel spray is stored in the cavity 8 of the piston 7. As a result, an air-fuel mixture near the stoichiometric air-fuel ratio is formed in a layer around the spark plug 3 at the time of ignition, and ignition is possible even with a lean air-fuel ratio as a whole. As a result, the amount of CO and HC emissions is reduced to a small amount, and the fuel efficiency is improved. Also, the ECU 50
In this control region, the EGR valve 45 is opened and the combustion chamber 5 is opened.
EGR gas is introduced into the chamber to reduce NOx.
【００２５】ＥＣＵ５０は、定速走行時等の中負荷域
は、その負荷状態やエンジン回転速度Ｎeに応じて、第
１運転モード（吸気行程噴射モード）を選択すると共に
所定の空燃比となるように燃料噴射量を制御する。即
ち、比較的リーンな空燃比（２０〜２３程度）となるよ
うにエアバイパスバルブ２７の開弁量と燃料噴射量とを
制御する。このとき、吸気ポート１１から流入した吸入
空気流が逆タンブル流を形成するため、当該逆タンブル
流による乱れの効果により、リーンな空燃比でも着火が
可能となる。ストイキオフィードバック域では、エアバ
イパスバルブ２７とＥＧＲバルブ４５とを開閉制御する
と共に、Ｏ2センサ４０の出力に応じて空燃比フィード
バック制御を行う。The ECU 50 selects the first operation mode (intake stroke injection mode) in accordance with the load condition and the engine speed Ne in the middle load region such as when traveling at a constant speed, and attains a predetermined air-fuel ratio. Control the fuel injection amount. That is, the opening amount of the air bypass valve 27 and the fuel injection amount are controlled so as to have a relatively lean air-fuel ratio (about 20 to 23). At this time, since the intake air flow flowing from the intake port 11 forms a reverse tumble flow, the effect of the turbulence due to the reverse tumble flow enables ignition even at a lean air-fuel ratio. In the stoichiometric feedback range, the air bypass valve 27 and the EGR valve 45 are controlled to open and close, and the air-fuel ratio feedback control is performed according to the output of the O 2 sensor 40.
【００２６】急加速時や高速走行時等の高負荷域では、
ＥＣＵ５０は、第１運転モード（吸気行程噴射モード）
を選択すると共に、エアバイパスバルブ２７を閉弁し、
スロットル開度θTHやエンジン回転数Ｎe等に応じて、
比較的リッチな空燃比となるように燃料噴射量を制御す
る。このときには圧縮比が高いことや吸入空気流が逆タ
ンブル流を形成することの他、吸気ポート１１が燃焼室
５に対し略直立しているために慣性過給効果によっても
高い出力が得られる。In a high-load region such as during rapid acceleration or high-speed driving,
The ECU 50 operates in the first operation mode (intake stroke injection mode).
And closing the air bypass valve 27,
Depending on the throttle opening θTH, engine speed Ne, etc.,
The fuel injection amount is controlled so as to have a relatively rich air-fuel ratio. At this time, in addition to the high compression ratio and the fact that the intake air flow forms a reverse tumble flow, a high output can be obtained by the inertia supercharging effect because the intake port 11 is substantially upright with respect to the combustion chamber 5.
【００２７】次に、ノック制御について説明する。図２
において、ＥＣＵ５０は、ノックセンサ１６の出力信号
に基づいてノック信号生成回路１００によりノック発生
状態を代表するノック制御用信号を生成する。このノッ
ク制御用信号は、ノック発生状態を検出するための信号
で、ノックセンサ１６の出力信号を加工して（例えば、
非共振型ノックセンサの場合はバンドパスフィルタを通
し、或いは共振型ノックセンサの場合はピークホールド
して）生成する。ＥＣＵ５０は、前記ノックセンサ１６
の出力信号又は、前記ノック制御用信号の一方に基づい
て比較信号生成回路１０１によりノック判定用の比較信
号（ＢＧＬ）を生成する。Next, knock control will be described. FIG.
In the ECU 50, the knock signal generation circuit 100 generates a knock control signal representing a knock generation state based on the output signal of the knock sensor 16. This knock control signal is a signal for detecting a knock occurrence state, and is obtained by processing the output signal of knock sensor 16 (for example,
In the case of a non-resonant knock sensor, the signal is passed through a band-pass filter, or in the case of a resonant knock sensor, peak generation is performed. The ECU 50 controls the knock sensor 16
The comparison signal generation circuit 101 generates a comparison signal (BGL) for knock determination on the basis of one of the output signal of the above and the knock control signal.
【００２８】そして、ＥＣＵ５０は、比較信号変更回路
１０２によりエンジン１が第２運転モードのときに比較
信号生成回路１０１による比較信号（ＢＧＬ）の演算を
行う。この演算は、第１運転モードに対して加工の仕方
を変える。例えば、第２運転モードにおける比較信号
（ＢＧＬ）のレベルを、当該第２運転モードにおけるＢ
ＧＬよりも高いレベルの第１運転モードにおける比較信
号（ＢＧＬ）（平均）近傍の値に固定する。尚、この第
２運転モードにおける比較信号（ＢＧＬ）のレベルとし
ては、前述したように、第１運転モードから第２運転モ
ードに移行した際の第１運転モードの最終のノックセン
サ１６の出力信号に基づいて生成した比較信号に固定し
てもよく、或いは、第２運転モードの比較信号に係数
（倍数）を掛けて補正しても良い（尚、この倍数は、エ
ンジン１の運転状態に応じて変更しても良い）。或い
は、第１運転モード移行時の初期の比較信号を補正して
高くしてもよい。これにより、第２運転モードから第１
運転モードに移行する際に、ノックセンサ出力信号のノ
イズレベルの急激な変化に起因するノック誤検出を防止
することができる。Then, the ECU 50 causes the comparison signal generation circuit 101 to calculate the comparison signal (BGL) by the comparison signal change circuit 102 when the engine 1 is in the second operation mode. This calculation changes the processing method for the first operation mode. For example, the level of the comparison signal (BGL) in the second operation mode is
It is fixed to a value near the comparison signal (BGL) (average) in the first operation mode at a level higher than GL. The level of the comparison signal (BGL) in the second operation mode is, as described above, the output signal of the final knock sensor 16 in the first operation mode when the mode is shifted from the first operation mode to the second operation mode. May be fixed, or may be corrected by multiplying the comparison signal in the second operation mode by a coefficient (multiple) (this multiple depends on the operating state of the engine 1). May be changed). Alternatively, the initial comparison signal at the time of transition to the first operation mode may be corrected to be higher. Thereby, the first operation mode is switched from the second operation mode to the first operation mode.
When shifting to the operation mode, erroneous knock detection due to a sudden change in the noise level of the knock sensor output signal can be prevented.
【００２９】ＥＣＵ５０は、ノック判定回路１０３によ
り第１運転モードのときに前記比較信号生成回路１０１
から出力される比較信号とノックセンサ１６の出力信号
又はノック制御用信号とを比較し、ノックセンサ１６の
出力信号又はノック制御用信号が前記比較信号を超えた
ときにノックが発生したと判定して信号を出力する。点
火時期制御回路１０４は、このノック判定回路１０３か
らの信号によりノック発生を抑制するように点火装置を
制御して点火時期を遅らせる。When the knock determination circuit 103 is in the first operation mode, the ECU 50 performs the comparison signal generation circuit 101
Is compared with the output signal of knock sensor 16 or the signal for knock control, and it is determined that knock has occurred when the output signal of knock sensor 16 or the signal for knock control exceeds the comparison signal. And output a signal. The ignition timing control circuit 104 controls the ignition device so as to suppress the occurrence of knock by the signal from the knock determination circuit 103 to delay the ignition timing.
【００３０】次に、図３に示すフローチャートによりノ
ック制御を説明する。ＥＣＵ５０は、エンジン１の現在
の負荷Ｐe、回転数Ｎeを読み込み（ステップＳ１）、当
該エンジン１が第２運転モードであるか否かを判定し
（ステップＳ２）、第２運転モードのときには、ノック
制御を禁止し（ステップＳ３）、比較信号（ＢＧＬ）の
レベルを所定値（固定値）に設定して（ステップＳ
４）、当該制御を終了する。第２運転モードにおいて
は、ノックが出にくいことを考慮してノック制御を行わ
ない。これにより、ノック制御の簡素化を図ることがで
きる。尚、ステップＳ４において、ＢＧＬの所定値は、
エンジンの運転状態に応じて変えてもよい。また、所定
値は、第１運転モードにおける比較信号（ＢＧＬ）の最
終値でもよい。Next, knock control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The ECU 50 reads the current load Pe and the rotational speed Ne of the engine 1 (step S1), determines whether or not the engine 1 is in the second operation mode (step S2). The control is prohibited (step S3), and the level of the comparison signal (BGL) is set to a predetermined value (fixed value) (step S3).
4), the control ends. In the second operation mode, knock control is not performed in consideration of the fact that knock is unlikely to occur. Thereby, knock control can be simplified. In step S4, the predetermined value of BGL is
It may be changed according to the operating state of the engine. Further, the predetermined value may be a final value of the comparison signal (BGL) in the first operation mode.
【００３１】尚、第２運転モードにおいてノック制御を
行う場合には、比較信号（ＢＧＬ）として当該第２運転
モードにおけるノックセンサ１６の出力信号により生成
される比較信号（ＢＧＬ）をマスキングして使用せず、
前記所定値（第１運転モードにおける比較信号（ＢＧ
Ｌ）（平均）近傍の値、第１運転モードの最終のノック
センサ１６の出力信号に基づいて生成した比較信号等）
を使用することが好ましい。When knock control is performed in the second operation mode, the comparison signal (BGL) generated from the output signal of the knock sensor 16 in the second operation mode is masked and used as the comparison signal (BGL). Without
The predetermined value (the comparison signal (BG in the first operation mode)
L) A value near (average), a comparison signal generated based on the final output signal of knock sensor 16 in the first operation mode, etc.)
It is preferred to use
【００３２】ＥＣＵ５０は、ステップＳ２において、エ
ンジン１が第１運転モードにあると判定されたときノッ
クセンサ１６の出力信号に基づいて比較信号（ＢＧＬ）
を算出し（ステップＳ５）、ノックセンサ１６の出力信
号レベル（Ｋ）が前記算出した比較信号（ＢＧＬ）のレ
ベル（Ｋ0）よりも大きいか否かを判定する（ステップ
Ｓ６）。特に、第２運転モードから第１運転モードに移
行した場合であっても第２運転モードでの比較信号が第
１運転モードでの比較信号近傍の値にしているため、ス
テップＳ６でのノック判定が正確なものとなる。ＥＣＵ
５０は、ノックセンサ１６の出力信号レベル（Ｋ）が比
較信号のレベル（Ｋ0）よりも大きいときには、ノック
が発生したものと判定し、点火時期をリタードして（ス
テップＳ７）当該制御を終了し、ノックセンサ１６の出
力信号レベル（Ｋ）が比較信号のレベル（Ｋ0）よりも
小さいときには、ノックが発生していないものと判定し
て点火時期を徐々に進角させる（ステップＳ８）。When it is determined in step S2 that the engine 1 is in the first operation mode, the ECU 50 compares the comparison signal (BGL) based on the output signal of the knock sensor 16.
Is calculated (step S5), and it is determined whether or not the output signal level (K) of the knock sensor 16 is higher than the calculated level (K0) of the comparison signal (BGL) (step S6). In particular, even when shifting from the second operation mode to the first operation mode, since the comparison signal in the second operation mode has a value near the comparison signal in the first operation mode, the knock determination in step S6 Will be accurate. ECU
If the output signal level (K) of the knock sensor 16 is higher than the level (K0) of the comparison signal, it is determined that knock has occurred, the ignition timing is retarded (step S7), and the control ends. When the output signal level (K) of knock sensor 16 is lower than the level (K0) of the comparison signal, it is determined that knock has not occurred, and the ignition timing is gradually advanced (step S8).
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１運転モードと第２運転モードとを運転状態によって切
り換える筒内噴射型内燃機関において、運転モードによ
ってインジェクタノイズの影響度合いが異なることによ
るノック誤検出を防止することができ、ノック誤検出に
伴う点火時期のリタードに起因するエンジンの出力低下
を確実に防止することができる。As described above, according to the present invention, in a cylinder injection type internal combustion engine that switches between the first operation mode and the second operation mode depending on the operation state, the degree of influence of injector noise differs depending on the operation mode. Erroneous knock detection can be prevented, and a decrease in engine output due to retardation of the ignition timing due to erroneous knock detection can be reliably prevented.
【図１】本発明に係るノック制御装置を適用した筒内噴
射型内勤機関のシステム構成の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a system configuration of a direct injection internal combustion engine to which a knock control device according to the present invention is applied.
【図２】本発明のノック制御装置を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a knock control device according to the present invention.
【図３】本発明のノック制御装置の作動手順を説明する
フローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation procedure of the knock control device of the present invention.
【図４】筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御とノックセ
ンサ出力信号を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing fuel injection control and a knock sensor output signal of a direct injection internal combustion engine.
【図５】図４のタイムチャートに示す内燃機関の第１運
転モードにおけるノックセンサ出力信号とＢＧＬとの関
係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a knock sensor output signal and BGL in the first operation mode of the internal combustion engine shown in the time chart of FIG. 4;
【図６】図４のタイムチャートに示す内燃機関の第２運
転モードから第１運転モードに移行した際のノックセン
サの出力信号及びＢＧＬの変化を示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing changes in the output signal and the BGL of the knock sensor when the internal combustion engine shifts from the second operation mode to the first operation mode shown in the time chart of FIG. 4;
１ エンジン（筒内噴射型内燃機関） ２ シリンダヘッド ３ 点火プラグ ４ 燃料噴射弁 ５ 燃焼室 １５ クランク角センサ １６ ノックセンサ ５０ ＥＣＵ １００ ノック信号生成回路 １０１ 比較信号生成回路 １０２ 比較信号変更回路 １０３ ノック判定回路（比較回路） １０４ 点火時期制御回路 Reference Signs List 1 engine (in-cylinder injection internal combustion engine) 2 cylinder head 3 spark plug 4 fuel injection valve 5 combustion chamber 15 crank angle sensor 16 knock sensor 50 ECU 100 knock signal generation circuit 101 comparison signal generation circuit 102 comparison signal change circuit 103 knock determination Circuit (comparison circuit) 104 Ignition timing control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−14043（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−353243（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215055（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66194（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−103060（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−279729（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 45/00 F02D 41/02 F02D 41/04 F02D 41/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-14043 (JP, A) JP-A-4-353243 (JP, A) JP-A-5-215055 (JP, A) JP-A-6-140 66194 (JP, A) JP-A-7-103060 (JP, A) JP-A-7-279729 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 45/00 F02D 41 / 02 F02D 41/04 F02D 41/34
Claims (3)
焼を行う第１運転モードと、主に圧縮行程中に燃料を噴
射し層状燃焼を行う第２運転モードとを有し、前記第１
運転モードと第２運転モードとを運転状態に応じて切り
換える筒内噴射型内燃機関のノック制御装置において、 前記内燃機関の振動を検出するノックセンサと、 前 記ノックセンサの出力又は前記ノックセンサの出力信
号に基づき生成されたノック制御用信号の一方に基づき
ノック判定用の比較信号を生成する比較信号生成手段
と、 前記内燃機関が前記第２運転モードのときに前記比較信
号生成手段による前記比較信号の演算を前記第１運転モ
ードに対して変える比較信号変更手段と、 少なくとも前記第１運転モードのときに前記ノックセン
サの出力又は前記ノック制御用信号の一方と前記比較信
号とを比較し前記内燃機関にノックが発生しているかを
判定するノック判定手段と、 前記ノック判定手段の出力に応じて前記内燃機関のノッ
ク発生を抑制するようエンジン制御パラメータを制御す
る制御手段とを備え、 前記比較信号変更手段は、前記第２運転モードにおける
比較信号を、前記第１運転モードにおける比較信号の平
均の値に固定することにより、前記第２運転モードから
前記第１運転モードへの移行時のノック誤検出を防止す
る ことを特徴とする筒内噴射型内燃機関のノック制御装
置。A first operation mode in which fuel is injected mainly during an intake stroke to perform premixed combustion; and a second operation mode in which fuel is mainly injected during a compression stroke to perform stratified combustion. First
In the knock control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine which switches in accordance with the operation state operation mode and a second operating mode, the knock sensor for detecting vibration of the internal combustion engine, the output or the knock sensor before Symbol knock sensor Output signal
Comparison signal generation means for generating a comparison signal for knock determination based on one of the knock control signals generated based on the signal, and the comparison signal generated by the comparison signal generation means when the internal combustion engine is in the second operation mode. Comparison signal changing means for changing the calculation of the internal combustion engine with respect to the first operation mode; and comparing the comparison signal with at least one of the output of the knock sensor or the knock control signal in the first operation mode, It includes a knock determination means for determining whether knock has occurred in engine, and control means for controlling the engine control parameters so as to suppress the knocking of the internal combustion engine in accordance with the output of the knock determining means, said comparison signal The changing means is provided in the second operation mode.
The comparison signal is compared with the comparison signal in the first operation mode.
From the second operation mode by fixing the
Prevent erroneous knock detection at the time of shifting to the first operation mode
Knock control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine, characterized in that that.
焼を行う第１運転モードと、主に圧縮行程中に燃料を噴
射し層状燃焼を行う第２運転モードとを有し、前記第１
運転モードと第２運転モードとを運転状態に応じて切り
換える筒内噴射型内燃機関のノック制御装置において、 前記内燃機関の振動を検出するノックセンサと、 前記ノックセンサの出力又は前記ノックセンサの出力信
号に基づき生成されたノック制御用信号の一方に基づき
ノック判定用の比較信号を生成する比較信号生成手段
と、 前記内燃機関が前記第２運転モードのときに前記比較信
号生成手段による前記 比較信号の演算を前記第１運転モ
ードに対して変える比較信号変更手段と、 少なくとも前記第１運転モードのときに前記ノックセン
サの出力又は前記ノック制御用信号の一方と前記比較信
号とを比較し前記内燃機関にノックが発生しているかを
判定するノック判定手段と、 前記ノック判定手段の出力に応じて前記内燃機関のノッ
ク発生を抑制するようエンジン制御パラメータを制御す
る制御手段とを備え、 前記比較信号変更手段は、前記第２運転モードにおける
比較信号を、前記第１運転モードから前記第２運転モー
ドに移行した際の前記第１運転モードの最終のノックセ
ンサの出力信号に基づいて生成した比較信号に固定する
ことにより、前記第２運転モードから前記第１運転モー
ドへの移行時のノック誤検出を防止することを特徴とす
る筒内噴射型内燃機関のノック制御装置。 2. Premixed fuel is injected mainly during the intake stroke.
The first operation mode in which burning is performed, and fuel is injected mainly during the compression stroke
And a second operation mode for performing stratified combustion.
Switching between the operation mode and the second operation mode according to the operation state
A knock control device for an in-cylinder injection internal combustion engine, wherein the knock sensor detects vibration of the internal combustion engine, and an output of the knock sensor or an output signal of the knock sensor.
One of the knock control signals generated based on the
Comparison signal generation means for generating a comparison signal for knock determination
The comparison signal when the internal combustion engine is in the second operation mode.
The calculation of the comparison signal by the signal generation means is performed in the first operation mode.
Comparison signal changing means for changing the knock mode at least in the first operation mode.
One of the knock control signal and the comparison signal.
To determine whether knock has occurred in the internal combustion engine.
Knock determining means for determining, and knocking of the internal combustion engine in accordance with an output of the knock determining means.
Control engine control parameters to suppress
Control means, and the comparison signal changing means includes:
The comparison signal is output from the first operation mode to the second operation mode.
Final knock set in the first operation mode when the
Fixed to the comparison signal generated based on the sensor output signal
Thereby, the first operation mode is changed from the second operation mode.
Erroneous knock detection at the time of transition to
Control device for a direct injection internal combustion engine.
焼を行う第１運転モードと、主に圧縮行程中に燃料を噴
射し層状燃焼を行う第２運転モードとを有し、前記第１
運転モードと第２運転モードとを運転状態に応じて切り
換える筒内噴射型内燃機関のノック制御装置において、 前記内燃機関の振動を検出するノックセンサと、 前記ノックセンサの出力又は前記ノックセンサの出力信
号に基づき生成されたノック制御用信号の一方に基づき
ノック判定用の比較信号を生成する比較信号生成手段
と、 前記内燃機関が前記第２運転モードから前記第１運転モ
ードへの移行時に前記第１運転モードの初期の比較信号
を補正する比較信号変更手段と、 少なくとも前記第１運転モードのときに前記ノックセン
サの出力又は前記ノック制御用信号の一方と前記比較信
号とを比較し前記内燃機関にノックが発生しているかを
判定するノック判定手段と、 前記ノック判定手段の出力に応じて前記内燃機関のノッ
ク発生を抑制するようエンジン制御パラメータを制御す
る制御手段とを備え、 前記比較信号変更手段は、前記第１運転モードの初期の
比較信号を補正して高くすることにより、前記第２運転
モードから前記第１運転モードへの移行時のノック誤検
出を防止することを特徴とする筒内噴射型内燃機関のノ
ック制御装置。 3. Premixed fuel is injected mainly during the intake stroke.
The first operation mode in which burning is performed, and fuel is injected mainly during the compression stroke
And a second operation mode for performing stratified combustion.
Switching between the operation mode and the second operation mode according to the operation state
A knock control device for an in-cylinder injection internal combustion engine, wherein the knock sensor detects vibration of the internal combustion engine, and an output of the knock sensor or an output signal of the knock sensor.
One of the knock control signals generated based on the
Comparison signal generation means for generating a comparison signal for knock determination
The internal combustion engine is switched from the second operation mode to the first operation mode.
The initial comparison signal of the first operation mode at the time of transition to the mode
Comparison signal changing means for correcting the knock at least in the first operation mode.
One of the knock control signal and the comparison signal.
To determine whether knock has occurred in the internal combustion engine.
Knock determining means for determining, and knocking of the internal combustion engine in accordance with an output of the knock determining means.
Control engine control parameters to suppress
Control means, and the comparison signal changing means includes an initial control mode for the first operation mode.
By correcting the comparison signal to be higher, the second operation
Misdetection of knock at the time of shifting from the first operation mode to the first operation mode
Of an in-cylinder injection type internal combustion engine characterized by preventing
Control device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22413696A JP3265999B2 (en) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | Knock control device for in-cylinder injection internal combustion engine |
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|---|---|---|---|
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| JPH1061482A JPH1061482A (en) | 1998-03-03 |
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