JP4952554B2 - Ignition timing control device and ignition timing control method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御方法に関し、特に、内燃機関の振動の強度に関する値と判定値とを比較した結果に応じて点火時期を制御する技術に関する。 The present invention relates to an ignition timing control device and an ignition timing control method for an internal combustion engine, and more particularly, to a technique for controlling an ignition timing according to a result of comparing a value related to a vibration intensity of an internal combustion engine and a determination value.
従来より、ノッキング(ノック)の有無を判定する様々な方法が提案されている。たとえば、内燃機関より検出される振動の強度が、ノック判定値より大きいか否かによりノッキングの発生を判定する技術がある。しかしながら、内燃機関において検出される振動の強度は、内燃機関およびノックセンサなどの経年変化により変化し得る。また、内燃機関において検出される振動の強度は、内燃機関の個体毎に異なり得る。そのため、ノッキングの有無を精度よく判定するには、内燃機関において実際に検出される強度に応じてノック判定値を補正することが望ましい。 Conventionally, various methods for determining the presence or absence of knocking (knocking) have been proposed. For example, there is a technique for determining the occurrence of knocking based on whether or not the intensity of vibration detected from an internal combustion engine is greater than a knock determination value. However, the intensity of vibration detected in the internal combustion engine can change due to aging of the internal combustion engine and the knock sensor. In addition, the intensity of vibration detected in the internal combustion engine may be different for each individual internal combustion engine. Therefore, in order to accurately determine the presence or absence of knocking, it is desirable to correct the knock determination value according to the intensity actually detected in the internal combustion engine.
特開2007−198313号公報(特許文献1)は、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値に応じて判定値を決定する内燃機関の点火時期制御装置を開示する。特許文献1に記載の点火時期制御装置は、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するためのノック強度算出部と、ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期を制御するための制御部と、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を、複数の点火サイクルにおいて検出するための検出部と、強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための判定部と、ノッキングの発生頻度と内燃機関の回転数とに基づいて、判定値を決定するための決定部とを含む。
Japanese Patent Laying-Open No. 2007-198313 (Patent Document 1) discloses an ignition timing control device for an internal combustion engine that determines a determination value according to an intensity value related to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine. An ignition timing control device described in
この公報に記載の点火時期制御装置によれば、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度が算出され、ノック強度と予め定められた判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期が制御される。内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度が判定される。ノッキングの発生頻度と内燃機関の回転数とに基づいて、判定値が決定される。たとえば、ノッキングの発生頻度が高いと判定された場合は、判定値が小さくなるように決定される。逆に、ノッキングの発生頻度が低いと判定された場合は、判定値が大きくなるように決定される。また、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値が点火時期を適切に制御できる値により大きく近づくように決定される。これにより、ノッキングの発生頻度と内燃機関の回転数とに基づいて判定値を決定し、点火時期を適切に制御することができる。その結果、点火時期を適切に制御することができる。
しかしながら、ノッキングがほとんど発生しない運転状態においては、ノッキングの発生頻度を正しく得ることができない。そのため、特開2007−198313号公報に記載の点火時期制御装置のように、判定値をノッキングの発生頻度に応じて補正することができない。そのため、判定値が必要以上に小さい場合があり得る。判定値が必要以上に小さいと、ノッキングとは異なる要因による小さな強度の振動が検出された場合でも、点火時期が誤って遅角され得る。特に、ノッキングが発生しない運転状態からノッキングが発生し得る運転状態に移行する際に、ノッキングが発生していない場合でもあっても、点火時期が誤って遅角され得る。ノッキングが発生し得る運転状態においては、ノッキングが発生しない運転状態に比べて、ノッキングに起因しない振動が大きくなり得るからである。 However, in an operating state where knocking hardly occurs, the frequency of occurrence of knocking cannot be obtained correctly. Therefore, the determination value cannot be corrected according to the occurrence frequency of knocking as in the ignition timing control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-198313. For this reason, the determination value may be smaller than necessary. If the determination value is smaller than necessary, the ignition timing may be erroneously retarded even when a small intensity vibration due to a factor different from knocking is detected. In particular, when shifting from an operation state in which knocking does not occur to an operation state in which knocking can occur, the ignition timing can be erroneously retarded even when knocking has not occurred. This is because, in an operating state where knocking can occur, vibrations not caused by knocking can be larger than in an operating state where knocking does not occur.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、点火時期を精度よく制御することができる内燃機関の点火時期制御装置および点火時期制御方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ignition timing control device and an ignition timing control method for an internal combustion engine that can accurately control the ignition timing. is there.
第1の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、内燃機関の振動の強度を検出するための手段と、検出された強度に応じて、内燃機関の振動の強度に関する値を算出するための算出手段と、内燃機関の振動の強度に関する値と比較される判定値を設定するための設定手段と、内燃機関の運転状態に応じて点火時期を設定するための手段と、内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期を、内燃機関の振動の強度に関する値および判定値を比較した結果に応じて補正することにより制御するための制御手段とを備える。設定手段は、内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、判定値を補正するための補正手段を含む。第6の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第1の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。 An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a first aspect of the invention is a means for detecting the vibration intensity of the internal combustion engine, and for calculating a value related to the vibration intensity of the internal combustion engine according to the detected intensity. A calculating means; a setting means for setting a judgment value to be compared with a value relating to the intensity of vibration of the internal combustion engine; a means for setting an ignition timing in accordance with an operating state of the internal combustion engine; and an operating state of the internal combustion engine And a control means for controlling the ignition timing set according to the control by correcting the ignition timing according to the result of comparing the value related to the vibration intensity of the internal combustion engine and the determination value. The setting means includes correction means for correcting the determination value when the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is equal to or less than a predetermined difference. An internal combustion engine ignition timing control method according to a sixth aspect of the invention has the same requirements as the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the first aspect of the invention.
この構成によると、内燃機関の振動の強度に応じて、内燃機関の振動の強度に関する値が算出される。内燃機関の振動の強度に関する値と比較される判定値が設定される。内燃機関の点火時期は、内燃機関の運転状態に応じて設定される。内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期は、内燃機関の振動の強度に関する値および判定値を比較した結果に応じて補正することにより制御される。たとえば、内燃機関の振動の強度に関する値および判定値を比較した結果、ノッキングが発生したと考えられる場合には、点火時期が遅角される。内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、判定値が補正される。これにより、ノッキングが発生しない運転状態において、判定値を補正することができる。そのため、たとえば、ノッキングが発生しない運転状態からノッキングが発生し得る運転状態に移行する前に、ノッキングが発生し得る運転状態において好ましい判定値になるように、予め判定値を補正することができる。その結果、点火時期を精度よく制御することができる内燃機関の点火時期制御装置もしくは点火時期制御方法を提供することができる。 According to this configuration, the value related to the vibration intensity of the internal combustion engine is calculated according to the vibration intensity of the internal combustion engine. A determination value to be compared with a value related to the intensity of vibration of the internal combustion engine is set. The ignition timing of the internal combustion engine is set according to the operating state of the internal combustion engine. The ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine is controlled by correcting the ignition timing according to the result of comparing the value related to the vibration intensity of the internal combustion engine and the determination value. For example, if it is considered that knocking has occurred as a result of comparing the value relating to the vibration intensity of the internal combustion engine and the judgment value, the ignition timing is retarded. When the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is equal to or less than a predetermined difference, the determination value is corrected. Thereby, the determination value can be corrected in an operation state in which knocking does not occur. Therefore, for example, before shifting from an operation state in which knocking does not occur to an operation state in which knocking can occur, the determination value can be corrected in advance so that a preferable determination value is obtained in the operation state in which knocking can occur. As a result, it is possible to provide an ignition timing control device or ignition timing control method for an internal combustion engine that can accurately control the ignition timing.
第2の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第1の発明の構成に加え、補正手段は、内燃機関の運転状態が予め定められた運転状態であって、かつ内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、判定値を補正するための手段を有する。第7の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第2の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。 In the ignition timing control device for an internal combustion engine according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the correction means is an operation state in which the operation state of the internal combustion engine is predetermined and the operation of the internal combustion engine is When the difference between the ignition timing set according to the state and the corrected ignition timing is equal to or less than a predetermined difference, a means for correcting the determination value is provided. The ignition timing control method for an internal combustion engine according to the seventh invention has the same requirements as the ignition timing control device for the internal combustion engine according to the second invention.
この構成によると、内燃機関の運転状態が予め定められた運転状態であって、かつ内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、判定値が補正される。これにより、内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差に応じて判定値を補正する運転状態を、たとえば、ノッキングが発生しない運転状態のみに限定することができる。そのため、不要な処理を省くことができる。 According to this configuration, the operation state of the internal combustion engine is a predetermined operation state, and the difference between the ignition timing set according to the operation state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is equal to or less than the predetermined difference. If it is, the determination value is corrected. Accordingly, the operating state in which the determination value is corrected according to the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is limited to, for example, only the operating state where knocking does not occur. it can. Therefore, unnecessary processing can be omitted.
第3の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第2の発明の構成に加え、設定手段は、内燃機関の運転状態が予め定められた運転状態であって、かつ内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差より大きい場合、判定値の補正を停止するための手段を含む。第8の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第3の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。 In the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the setting means is an operation state in which the operation state of the internal combustion engine is predetermined, and the operation of the internal combustion engine. When a difference between the ignition timing set according to the state and the corrected ignition timing is larger than a predetermined difference, a means for stopping correction of the determination value is included. An internal combustion engine ignition timing control method according to an eighth aspect of the invention has the same requirements as the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the third aspect of the invention.
この構成によると、内燃機関の運転状態が予め定められた運転状態であって、かつ内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差より大きい場合、判定値の補正が停止される。たとえば、ノッキングが発生しない運転状態において点火時期の補正量が大きい場合、何等かの不具合が発生していると考えられるため、判定値の補正が停止される。これにより、判定値を誤って補正することを防止することができる。 According to this configuration, the operating state of the internal combustion engine is a predetermined operating state, and the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is based on the predetermined difference. If it is larger, correction of the judgment value is stopped. For example, if the correction amount of the ignition timing is large in an operating state in which knocking does not occur, it is considered that some malfunction has occurred, and thus correction of the determination value is stopped. Thereby, it can prevent correcting a judgment value accidentally.
第4の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第1または2の発明の構成に加え、設定手段は、内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差より大きい場合、判定値の補正を停止するための手段を含む。第9の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第4の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。 In the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the setting means includes an ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and a corrected ignition timing. If the difference is larger than a predetermined difference, means for stopping correction of the determination value is included. An ignition timing control method for an internal combustion engine according to a ninth aspect has the same requirements as the ignition timing control apparatus for an internal combustion engine according to the fourth aspect.
この構成によると、内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差より大きい場合、判定値の補正が停止される。これにより、判定値を誤って補正することを防止することができる。 According to this configuration, when the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is greater than a predetermined difference, correction of the determination value is stopped. Thereby, it can prevent correcting a judgment value accidentally.
第5の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加え、算出手段は、内燃機関の振動の強度が大きいほどより大きくなるように内燃機関の振動の強度に関する値を算出するための手段を含む。制御手段は、内燃機関の振動の強度に関する値が判定値より大きい場合、点火時期を遅角するための手段を含む。補正手段は、判定値が大きくなるように補正するための手段を有する。第10の発明に係る内燃機関の点火時期制御方法は、第5の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置と同様の要件を備える。 In the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects of the invention, the calculation means increases the intensity of the vibration of the internal combustion engine such that the calculation means increases. Means for calculating a value relating to the intensity of the vibration. The control means includes means for retarding the ignition timing when the value relating to the vibration intensity of the internal combustion engine is larger than the determination value. The correcting means has means for correcting the determination value so as to increase. An internal combustion engine ignition timing control method according to a tenth aspect of the invention has the same requirements as the internal combustion engine ignition timing control apparatus according to the fifth aspect of the invention.
この構成によると、内燃機関の振動の強度が大きいほどより大きくなるように内燃機関の振動の強度に関する値が算出される。内燃機関の振動の強度に関する値が判定値より大きい場合、点火時期が遅角される。これにより、ノッキングが発生した場合に、ノッキングを抑制することができる。内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および補正された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、判定値が大きくなるように補正される。これにより、点火時期を遅角し難くすることができる。そのため、不必要に点火時期が遅角される頻度を少なくすることができる。その結果、点火時期を精度よく制御することができる。 According to this configuration, the value related to the vibration intensity of the internal combustion engine is calculated so as to increase as the vibration intensity of the internal combustion engine increases. When the value relating to the vibration intensity of the internal combustion engine is larger than the determination value, the ignition timing is retarded. Thereby, when knocking occurs, knocking can be suppressed. When the difference between the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine and the corrected ignition timing is equal to or less than a predetermined difference, the determination value is corrected so as to increase. This makes it difficult to retard the ignition timing. Therefore, it is possible to reduce the frequency that the ignition timing is retarded unnecessarily. As a result, the ignition timing can be accurately controlled.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置を搭載した車両のエンジン100について説明する。このエンジン100には複数の気筒が設けられる。本実施の形態に係る点火時期制御装置は、たとえばエンジンECU(Electronic Control Unit)200が実行するプログラムにより実現される。なお、エンジンECU200により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
With reference to FIG. 1, an
エンジン100は、エアクリーナ102から吸入された空気とインジェクタ104から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ106により点火して燃焼させる内燃機関である。
点火時期は、エンジン100の運転状態に応じて設定される。以下、エンジン100の運転状態に応じて設定される点火時期を基本点火時期とも記載する。ノッキングが発生した場合などには、点火時期は基本点火時期から遅角される。
The ignition timing is set according to the operating state of
混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン108が押し下げられ、クランクシャフト110が回転する。燃焼後の混合気(排気ガス)は、三元触媒112により浄化された後、車外に排出される。エンジン100に吸入される空気の量は、スロットルバルブ114により調整される。吸気バルブ116が開いた際に燃焼室に混合気が導入される。排気バルブ118が開いた際に燃焼室から排気ガスが排出される。
When the air-fuel mixture burns, the
エンジン100は、エンジンECU200により制御される。エンジンECU200には、ノックセンサ300と、水温センサ302と、タイミングロータ304に対向して設けられたクランクポジションセンサ306と、スロットル開度センサ308と、車速センサ310と、イグニッションスイッチ312と、エアフローメータ314とが接続されている。
ノックセンサ300は、エンジン100のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ300は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ300は、エンジン100の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ300は、電圧を表わす信号をエンジンECU200に送信する。水温センサ302は、エンジン100のウォータージャケット内の冷却水の温度を検出し、検出結果を表わす信号を、エンジンECU200に送信する。
タイミングロータ304は、クランクシャフト110に設けられており、クランクシャフト110と共に回転する。タイミングロータ304の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ306は、タイミングロータ304の突起に対向して設けられている。タイミングロータ304が回転すると、タイミングロータ304の突起と、クランクポジションセンサ306とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ306のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ306は、起電力を表わす信号を、エンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角およびクランクシャフト110の回転数を検出する。
The
スロットル開度センサ308は、スロットル開度を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。車速センサ310は、車輪(図示せず)の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ312は、エンジン100を始動させる際に、運転者によりオン操作される。エアフローメータ314は、エンジン100に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。
エンジンECU200は、電源である補機バッテリ320から供給された電力により作動する。エンジンECU200は、各センサおよびイグニッションスイッチ312から送信された信号、ROM(Read Only Memory)202に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。
本実施の形態において、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号およびクランク角に基づいて、予め定められたノック検出ゲート(予め定められた第1クランク角から予め定められた第2クランク角までの区間)におけるエンジン100の振動の波形(以下、振動波形と記載する)を検出し、検出された振動波形に基づいて、エンジン100にノッキングが発生したか否かを判定する。本実施の形態におけるノック検出ゲートは、燃焼行程において上死点(0度)から90度までである。なお、ノック検出ゲートはこれに限らない。
In the present embodiment,
ノッキングが発生した場合、図2に示すように、エンジン100には、周波数帯A〜Cに含まれるの周波数の振動が発生する。そこで、本実施の形態においては、周波数帯A〜Cを含む広域の周波数帯Dにおける振動が検出される。
When knocking occurs, as shown in FIG. 2, vibration of a frequency included in frequency bands A to C is generated in
図3に示すように、エンジンECU200は、A/D(アナログ/デジタル)変換部400と、バンドパスフィルタ410と、積算部420とを含む。
As shown in FIG. 3,
A/D変換部400は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。バンドパスフィルタ410は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Dの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ410により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Dの振動のみが抽出される。
The A /
積算部420は、バンドパスフィルタ410により選別された信号、すなわち振動の強度を、クランク角度で5度分づつ積算した積算値(以下、5度積算値とも記載する)を算出する。これにより、図4に示すように、周波数帯Dの振動波形が検出される。
The integrating
検出された振動波形は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす(振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす)相関係数Kを算出するために用いられる。図5に示すように、隣接するクランク角の強度に比べて大きく、かつそのような強度の中で最大の強度のクランク角、すなわち強度がピークになるクランク角以降のクランク角の範囲において、検出された振動波形とノック波形モデルとを比較することにより、相関係数Kが算出される。 The detected vibration waveform is used to calculate a correlation coefficient K that represents the degree to which the vibration waveform is similar to the knock waveform model (represents the difference between the shape of the vibration waveform and the shape of the knock waveform model). As shown in FIG. 5, it is detected in the range of the crank angle after the crank angle at which the strength is the largest, that is, the crank angle at which the strength is peak, which is larger than the strength of the adjacent crank angle. The correlation coefficient K is calculated by comparing the generated vibration waveform with the knock waveform model.
ノック波形モデルは、ノッキングが発生した場合のエンジン100の振動波形の基準として定められる。本実施の形態において、ノック波形モデルの強度は、振動波形と比較する度に設定される。より具体的には、ノック波形モデルにおける強度の最大値が、振動波形において、隣接する強度に比べて大きい強度(強度のピーク値)と同じになるように設定される。
The knock waveform model is determined as a reference for the vibration waveform of
一方、最大値以外の強度は、エンジン回転数NEおよびエンジン100の負荷に応じて設定される。より具体的には、隣接するクランク角における強度の減衰率が、エンジン回転数NEおよびエンジン100の負荷をパラメータに有するマップに従って設定される。
On the other hand, the intensity other than the maximum value is set according to the engine speed NE and the load of the
たとえば、25%の減衰率で、クランク角で20度分の強度を設定する場合、図6に示すように、25%ずつ強度が減少する。なお、ノック波形モデルの強度を設定する方法はこれに限らない。 For example, when an intensity of 20 degrees is set as the crank angle with an attenuation rate of 25%, the intensity decreases by 25% as shown in FIG. The method for setting the strength of the knock waveform model is not limited to this.
振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値(ズレ量)をクランク角ごと(5度ごと)に算出することにより、相関係数Kが算出される。なお、5度以外のクランク角ごとに振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値を算出するようにしてもよい。 The correlation coefficient K is calculated by calculating the absolute value (deviation amount) of the difference between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model for each crank angle (every 5 degrees). The absolute value of the difference between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model may be calculated for each crank angle other than 5 degrees.
振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度とのクランク角ごとの差の絶対値をΔS(I)(Iは自然数)とおく。図7において斜線で示すように、ノック波形モデルの振動の強度を合計した値、すなわち、ノック波形モデルの面積をSとおく。相関係数Kは、下記の式(1)を用いて算出される。 The absolute value of the difference for each crank angle between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model is set to ΔS (I) (I is a natural number). As indicated by hatching in FIG. 7, a value obtained by summing the vibration intensities of the knock waveform model, that is, the area of the knock waveform model is S. The correlation coefficient K is calculated using the following equation (1).
K=(S−ΣΔS(I))/S・・・(1)
ΣΔS(I)は、ΔS(I)の総和である。なお、相関係数Kの算出方法はこれに限らない。
K = (S−ΣΔS (I)) / S (1)
ΣΔS (I) is the sum of ΔS (I). Note that the method of calculating the correlation coefficient K is not limited to this.
本実施の形態においては、相関係数Kの他、ノック強度Nが算出される。ノック強度Nは、図8において斜線で示すように、振動波形における強度(5度積算値)を合計した90度積算値lpkknkを用いて算出される。なお、90度積算値lpkknkの代わりに、振動波形における最大の強度を用いるようにしてもよい。 In the present embodiment, in addition to correlation coefficient K, knock magnitude N is calculated. Knock intensity N is calculated using 90 degree integrated value lpkknk obtained by summing up the intensity (5 degree integrated value) in the vibration waveform, as indicated by hatching in FIG. Note that the maximum intensity in the vibration waveform may be used instead of the 90-degree integrated value lpkknk.
エンジン100にノッキングが発生していない状態におけるエンジン100の振動の強度を表わす値をBGL(Back Ground Level)と表わす。ノック強度Nは、下記の式(2)を用いて算出される。
A value representing the intensity of vibration of
N=lpkknk/BGL・・・(2)
なお、ノック強度Nの算出方法はこれに限らない。ノック強度Nを算出する際、90度積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。BGLは、各90度積算値lpkknkが検出された頻度(回数、確率ともいう)を表わす頻度分布において、標準偏差σと係数(たとえば「1」)との積を、中央値VMEDから減算した値として算出される。なお、BGLの算出方法はこれに限らず、BGLをROM202に記憶しておくようにしてもよい。また、頻度分布を作成する際、90度積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。
N = lpkknk / BGL (2)
The method for calculating knock magnitude N is not limited to this. When calculating knock magnitude N, a logarithmic conversion value of 90-degree integrated value lpkknk is used. BGL is a value obtained by subtracting the product of standard deviation σ and a coefficient (for example, “1”) from median value VMED in a frequency distribution representing the frequency (number of times, also called probability) at which each 90-degree integrated value lpkknk is detected. Is calculated as Note that the BGL calculation method is not limited to this, and the BGL may be stored in the
本実施の形態においては、振動波形の形状に基づいて算出される相関係数Kおよび振動波形の強度に基づいて算出されるノック強度Nを用いて、ノッキングが発生したか否かが1点火毎に判定される。ノッキングが発生したか否かは気筒毎に判定される。相関係数Kがしきい値K(1)以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。 In the present embodiment, whether or not knocking has occurred is determined for each ignition using the correlation coefficient K calculated based on the shape of the vibration waveform and the knock intensity N calculated based on the strength of the vibration waveform. Is determined. Whether or not knocking has occurred is determined for each cylinder. If correlation coefficient K is equal to or greater than threshold value K (1) and knock magnitude N is equal to or greater than determination value VJ, it is determined that knocking has occurred. Otherwise, it is determined that knocking has not occurred.
ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。 If it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded by a predetermined amount. If it is determined that knocking has not occurred, the ignition timing is advanced by a predetermined amount.
エンジン100もしくは車両の出荷時において、ROM202に記憶される判定値VJ(出荷時における判定値VJの初期値)には、予め実験などにより定められる値が用いられる。ところが、ノックセンサ300の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン100で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、判定値VJを補正し、実際に検出される強度に応じた判定値VJを用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。そこで、本実施の形態においては、予め定められた点火サイクル毎、たとえば200点火サイクル毎に、判定値VJが補正される。
When the
図9を参照して、エンジンECU200の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
The function of
エンジンECU200は、点火時期設定部500と、クランク角検出部600と、強度検出部602と、波形検出部604と、相関係数算出部606と、90度積算値算出部608と、算出部610と、判定部612と、点火時期制御部614と、判定値設定部700とを備える。
点火時期設定部500は、エンジン100の運転状態に応じて基本点火時期を設定する。基本点火時期は、図10に示すように、エンジン回転数NEおよび負荷KLをパラメータとして有するマップに従って設定される。
Ignition
本実施の形態においては、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さい運転状態(運転領域)において、MBT(Minimum advance for Best Torque)が基本点火時期として設定される。エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さい運転状態では、ノッキングがほとんど発生しないからである。なお、MBTとは、エンジン100の出力が最大になる点火時期を示す。
In the present embodiment, MBT (Minimum advance for Best Torque) in an operating state (operating region) where engine speed NE is smaller than threshold value NE (0) and load KL is smaller than threshold value KL (0). ) Is set as the basic ignition timing. This is because knocking hardly occurs when the engine speed NE is smaller than the threshold value NE (0) and the load KL is smaller than the threshold value KL (0). MBT represents an ignition timing at which the output of
負荷KLは、エアフローメータ314により検出された吸入空気量およびエンジン回転数NEなどに基づいて算出される。なお、負荷KLを算出する方法は周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。
The load KL is calculated based on the intake air amount detected by the
クランク角検出部600は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。
The crank
強度検出部602は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、ノック検出ゲートにおける振動の強度を検出する。振動の強度は、クランク角に対応させて検出される。また、振動の強度は、ノックセンサ300の出力電圧値で表される。なお、ノックセンサ300の出力電圧値と対応した値で振動の強度を表してもよい。
Based on the signal transmitted from
波形検出部604は、振動の強度をクランク角で5度分づつ積算することにより、ノック検出ゲートにおける振動波形を検出する。
The
相関係数算出部606は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす(振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす)相関係数Kを算出する。
The correlation
90度積算値算出部608は、振動波形における強度(5度積算値)を合計した90度積算値lpkknkを算出する。
The 90-degree integrated
算出部610は、90度積算値lpkknkを用いて、ノック強度Nを算出する。判定部612は、相関係数Kおよびノック強度Nを用いて、ノッキングが発生したか否かを1点火毎に判定する。相関係数Kがしきい値K(1)以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。
点火時期制御部614は、ノッキングが発生したか否かに応じて点火時期を補正することにより制御する。ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。点火時期は、たとえば、MBTから遅角制限値までの範囲で進角されたり、遅角されたりする。すなわち、最も進角された場合、点火時期はMBTである。最も遅角された場合、点火時期は遅角制限値である。
The ignition
判定値設定部700は、ノック強度Nと比較される判定値VJを設定する。判定値設定部700は、頻度分布作成部702と、第1補正部711と、第2補正部712と、第3補正部713と、停止部714とを含む。
Determination
頻度分布作成部702は、図11に示すように、各点火サイクルにおいて算出された90度積算値lpkknkの頻度分布を作成する。頻度分布を作成する際には、90度積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。
As shown in FIG. 11, the frequency
頻度分布においては、図11に示すように、90度積算値lpkknkの中央値VMEDおよび標準偏差σが算出される。本実施の形態においては、複数(たとえば200点火サイクル)の90度積算値lpkknkに基づいて算出される中央値および標準偏差と近似した中央値VMEDおよび標準偏差σが、以下の算出方法により1点火サイクルごとに算出される。 In the frequency distribution, as shown in FIG. 11, median value VMED and standard deviation σ of 90-degree integrated value lpkknk are calculated. In the present embodiment, median value VMED and standard deviation σ approximated to median value and standard deviation calculated based on a plurality of (for example, 200 ignition cycles) 90 degree integrated value lpkknk are set to 1 ignition by the following calculation method. Calculated for each cycle.
今回算出された90度積算値lpkknkが前回算出された中央値VMEDよりも大きい場合、前回算出された中央値VMEDに予め定められた値C(1)を加算した値が、今回の中央値VMEDとして算出される。逆に、今回算出された90度積算値lpkknkが前回算出された中央値VMEDよりも小さい場合、前回算出された中央値VMEDから予め定められた値C(2)(たとえばC(2)はC(1)と同じ値)を減算した値が、今回の中央値VMEDとして算出される。 When the 90 degree integrated value lpkknk calculated this time is larger than the median value VMED calculated last time, a value obtained by adding a predetermined value C (1) to the median value VMED calculated last time is the current median value VMED. Is calculated as On the other hand, when the 90-degree integrated value lpkknk calculated this time is smaller than the median value VMED calculated last time, a predetermined value C (2) (for example, C (2) is C) from the median value VMED calculated last time. A value obtained by subtracting (the same value as (1)) is calculated as the current median value VMED.
今回算出された90度積算値lpkknkが、前回算出された中央値VMEDよりも小さく、かつ前回算出された中央値VMEDから前回算出された標準偏差σを減算した値よりも大きい場合、前回算出された標準偏差σから予め定められた値C(3)を2倍した値を減算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。逆に、今回算出された90度積算値lpkknkが、前回算出された中央値VMEDよりも大きい場合、または前回算出された中央値VMEDから前回算出された標準偏差σを減算した値よりも小さい場合、前回算出された標準偏差σに予め定められた値C(4)(たとえばC(4)はC(3)と同じ値)を加算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。なお、中央値VMEDおよび標準偏差σの算出方法はこれに限定されない。また、中央値VMEDおよび標準偏差σの初期値は、予め設定された値であってもよいし、「0」であってもよい。 When the 90 degree integrated value lpkknk calculated this time is smaller than the median value VMED calculated last time and larger than the value obtained by subtracting the standard deviation σ calculated last time from the median value VMED calculated last time, it is calculated last time. A value obtained by subtracting a value obtained by doubling a predetermined value C (3) from the standard deviation σ is calculated as the current standard deviation σ. Conversely, when the 90-degree integrated value lpkknk calculated this time is larger than the median value VMED calculated last time, or smaller than the value obtained by subtracting the standard deviation σ calculated last time from the median value VMED calculated last time A value obtained by adding a predetermined value C (4) (for example, C (4) is the same value as C (3)) to the previously calculated standard deviation σ is calculated as the current standard deviation σ. In addition, the calculation method of median value VMED and standard deviation (sigma) is not limited to this. Further, the initial values of median value VMED and standard deviation σ may be preset values or “0”.
中央値VMEDおよび標準偏差σを用いて、ノック判定レベルVKDが算出される。図11に示すように、中央値VMEDに係数U(Uは定数で、たとえばU=3)と標準偏差σとの積を加算した値が、ノック判定レベルVKDとなる。なお、ノック判定レベルVKDの算出方法はこれに限らない。 Knock determination level VKD is calculated using median value VMED and standard deviation σ. As shown in FIG. 11, a value obtained by adding the product of coefficient U (U is a constant, for example, U = 3) and standard deviation σ to median value VMED is knock determination level VKD. The method for calculating knock determination level VKD is not limited to this.
係数Uは、実験などより得られたデータや知見から求められた係数である。U=3とした場合のノック判定レベルVKDよりも大きい90度積算値lpkknkが、実際にノッキングが発生した点火サイクルにおける90度積算値lpkknkと略一致する。なお、係数Uに「3」以外の値を用いるようにしてもよい。 The coefficient U is a coefficient obtained from data or knowledge obtained through experiments or the like. The 90-degree integrated value lpkknk, which is larger than the knock determination level VKD when U = 3, substantially matches the 90-degree integrated value lpkknk in the ignition cycle in which knocking actually occurs. A value other than “3” may be used as the coefficient U.
第1補正部711は、ノック判定レベルVKDよりも大きい90度積算値lpkknkの割合(頻度)としてカウントされるノック占有率KCがしきい値KC(0)以上である場合、予め定められた補正量A(1)だけ小さくなるように、判定値VJを補正する。また、第1補正部711は、ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも小さい場合、予め定められた補正量A(2)だけ大きくなるように判定値VJを補正する。
The
第2補正部712は、予め定められた回数の点火サイクル(たとえば200点火サイクル)中、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)以上である場合、予め定められた補正量A(3)だけ大きくなるように判定値VJを補正する。
第2補正部712は、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さい運転状態において、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)以上である場合、判定値VJを補正する。
The
第3補正部713は、基本点火時期と補正された点火時期、すなわち実際の点火時期との差(基本点火時期−補正後の点火時期)がしきい値ΔCA以下である場合、予め定められた補正量A(4)だけ大きくなるように判定値VJを補正する。より具体的には、予め定められた回数の点火サイクル(たとえば200点火サイクル)での、基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCA以下である場合、判定値VJが補正される。
The
また、第3補正部713は、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さい運転状態において、基本点火時期と補正された点火時期との差がしきい値ΔCA以下である場合、判定値VJを補正する。
Further, the
停止部714は、基本点火時期と補正された点火時期との差がしきい値ΔCAより大きい場合、判定値VJの補正を停止する。より具体的には、予め定められた回数の点火サイクル(たとえば200点火サイクル)での、基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCAより大きい場合、判定値VJの補正が停止される。
また、停止部714は、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さい運転状態において、基本点火時期と補正された点火時期との差がしきい値ΔCAより大きい場合、判定値VJの補正を停止する。
図12および図13を参照して、エンジンECU200が実行するプログラムの制御構造について説明する。
A control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。S102にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、クランク角に対応させて、エンジン100の振動の強度を検出する。
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
S104にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300の出力電圧値(振動の強度を表わす値)を、クランク角で5度ごとに(5度分だけ)積算した5度積算値を算出することにより、エンジン100の振動波形を検出する。
In S104,
S106にて、エンジンECU200は、相関係数Kを算出する。S108にて、エンジンECU200は、90度積算値lpkknkを算出する。S110にて、エンジンECU200は、ノック強度Nを算出する。
In S106,
S120にて、エンジンECU200は、相関係数Kがしきい値K(1)以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であるか否かを判定する。相関係数Kがしきい値K(1)以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると(S120にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS126に移される。
In S120,
S122にて、エンジンECU200は、エンジン100にノッキングが発生したと判定する。S124にて、エンジンECU200は、点火時期を遅角する。S126にて、エンジンECU200は、エンジン100にノッキングが発生していないと判定する。S128にて、エンジンECU200は、点火時期を進角する。
In S122,
図13を参照して、S200にて、エンジンECU200は、前回判定値VJを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であるか否かを判定する。前回判定値VJを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であると(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、処理はS240に移される。
Referring to FIG. 13, in S200,
S202にて、エンジンECU200は、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さいか否かを判定する。エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さいと(S202にてYES)、処理はS210に移される。もしそうでないと(S202にてNO)、処理はS230に移される。
In S202,
S210にて、エンジンECU200は、予め定められた回数の点火サイクル中、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)以上であるか否かを判断する。判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)以上であると(S210にてYES)、処理はS212に移される。もしそうでないと(S212にてNO)、処理はS220に移される。
In S210,
S212にて、エンジンECU200は、補正量A(3)だけ大きくなるように判定値VJを補正する。
In S212,
S220にて、エンジンECU200は、基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCA以下であるか否かを判断する。基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCA以下であると(S220にてYES)、処理はS222に移される。もしそうでないと(S220にてNO)、処理はS224に移される。
In S220,
S222にて、エンジンECU200は、補正量A(4)だけ大きくなるように判定値VJを補正する。S224にて、エンジンECU200は、判定値VJの補正を停止する。
In S222,
S230にて、エンジンECU200は、ノック占有率KCに応じて判定値VJを補正する。ノック占有率KCがしきい値KC(0)以上である場合、予め定められた補正量A(1)だけ小さくなるように、判定値VJが補正される。ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも小さい場合、予め定められた補正量A(2)だけ大きくなるように判定値VJが補正される。
In S230,
S240にて、エンジンECU200は、90度積算値lpkknkの頻度分布を作成(更新)する。すなわち、中央値VMED、標準偏差σおよびノック判定レベルVKDが設定(更新)される。その後、処理はS100に戻される。
In S240,
なお、S100〜S240の処理を行なう順序は、図12および図13に示す順序に限らない。S100〜S240の処理を、図12および図13に示す順序とは異なる順序で実行するようにしてもよい。S202の処理をS220の直前に行なうようにしてもよい。 In addition, the order which performs the process of S100-S240 is not restricted to the order shown in FIG. 12 and FIG. You may make it perform the process of S100-S240 in the order different from the order shown in FIG. 12 and FIG. The process of S202 may be performed immediately before S220.
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるエンジンECU200の動作について説明する。
An operation of
エンジン100の運転中、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角が検出される(S100)。ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、クランク角に対応させて、エンジン100の振動の強度が検出される(S102)。ノックセンサ300の出力電圧値をクランク角で5度ごとに積算した5度積算値を算出することにより、エンジン100の振動波形が検出される(S104)。
During operation of
ノッキングが発生したか否かを波形の形状に基づいて判定するため、ノック波形モデルを用いて相関係数Kが算出される(S106)。さらに、ノッキングに起因して発生した振動が振動波形に含まれるか否かを強度に基づいて判定するため、90度積算値lpkknkが算出される(S108)。90度積算値lpkknkをBGLで除算することにより、ノック強度Nが算出される(S110)。 In order to determine whether knocking has occurred or not based on the shape of the waveform, a correlation coefficient K is calculated using a knock waveform model (S106). Further, in order to determine whether or not the vibration generated due to knocking is included in the vibration waveform based on the strength, a 90-degree integrated value lpkknk is calculated (S108). Knock strength N is calculated by dividing 90-degree integrated value lpkknk by BGL (S110).
相関係数Kがしきい値K(1)以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上である場合(S120にてYES)、検出された波形の形状がノッキングによる波形の形状に類似しており、かつ振動の強度が大きいといえる。すなわち、ノッキングが発生した可能性が非常に高いといえる。この場合、エンジン100にノッキングが発生したと判定される(S122)。ノッキングを抑制するために、点火時期が遅角される(S124)。 When correlation coefficient K is equal to or greater than threshold value K (1) and knock intensity N is equal to or greater than determination value VJ (YES in S120), the detected waveform shape is similar to the waveform shape due to knocking. It can be said that the vibration strength is high. That is, it is very likely that knocking has occurred. In this case, it is determined that knocking has occurred in engine 100 (S122). In order to suppress knocking, the ignition timing is retarded (S124).
一方、相関係数Kがしきい値K(1)よりも小さい場合、またはノック強度Nが判定値VJよりも小さい場合、エンジン100にノッキングが発生していないと判定される(S126)。この場合、点火時期が進角される(S128)。 On the other hand, when correlation coefficient K is smaller than threshold value K (1), or when knock magnitude N is smaller than determination value VJ, it is determined that knocking has not occurred in engine 100 (S126). In this case, the ignition timing is advanced (S128).
ところで、エンジン100もしくは車両の出荷時において、ROM202に記憶される判定値VJ(出荷時における判定値VJの初期値)には、予め実験などにより定められる値が用いられる。ところが、ノックセンサ300の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン100で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、判定値VJを補正し、実際に検出される強度に応じた判定値VJを用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。
By the way, when the
そこで、本実施の形態においては、90度積算値lpkknkの頻度分布を用いて判定値VJが補正される。前回判定値VJを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数より少ないと(S200にてNO)、90度積算値lpkknkを用いて、90度積算値lpkknkの頻度分布が作成される(S240)。その結果、中央値VMED、標準偏差σおよびノック判定レベルVKDが設定される。 Therefore, in the present embodiment, determination value VJ is corrected using the frequency distribution of 90-degree integrated value lpkknk. If the number of ignition cycles after correcting the previous determination value VJ is less than a predetermined number (NO in S200), a 90-degree integrated value lpkknk frequency distribution is created using the 90-degree integrated value lpkknk. (S240). As a result, median value VMED, standard deviation σ, and knock determination level VKD are set.
前回判定値VJを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数以上であると(S200にてYES)、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さいか否かが判定される(S202)。 If the number of ignition cycles after correcting the previous determination value VJ is equal to or greater than a predetermined number (YES in S200), engine speed NE is smaller than threshold value NE (0) and load KL Is smaller than the threshold value KL (0) (S202).
エンジン回転数NEがしきい値NE(0)以上である場合、もしくは負荷KLがしきい値KL(0)以上である場合(S202にてNO)、ノック占有率KCに応じて判定値VJが補正される(S230)。 When engine speed NE is equal to or greater than threshold value NE (0), or when load KL is equal to or greater than threshold value KL (0) (NO in S202), determination value VJ is set according to knock occupancy KC. It is corrected (S230).
ノック占有率KCがしきい値KC(0)以上である場合、補正量A(1)だけ小さくなるように、判定値VJが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定し易くすることができる。そのため、点火時期を遅角する頻度を多くすることができる。その結果、ノッキングが発生する回数を低減することができる。 When knock occupancy KC is equal to or greater than threshold value KC (0), determination value VJ is corrected so as to decrease by correction amount A (1). Thereby, it can be easily determined that knocking has occurred. Therefore, the frequency of retarding the ignition timing can be increased. As a result, the number of times that knocking occurs can be reduced.
ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも小さい場合、補正量A(2)だけ大きくなるように判定値VJが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定され難くすることができる。そのため、点火時期を進角する頻度を多くすることができる。その結果、エンジン100の出力を高めることができる。
When knock occupancy KC is smaller than threshold value KC (0), determination value VJ is corrected so as to increase by correction amount A (2). Thereby, it can be made difficult to determine that knocking has occurred. For this reason, the frequency at which the ignition timing is advanced can be increased. As a result, the output of
ところで、エンジン100の運転状態が低負荷低回転である場合、ノッキングはほとんど発生しない。したがって、エンジン100の運転状態が低負荷低回転である場合には、ノック占有率KCを利用した判定値VJの補正を行なうことができない。
By the way, when the operating state of the
そこで、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さいと(S202にてYES)、ノック占有率KCを用いずに判定値VJが補正される。 Therefore, when engine speed NE is smaller than threshold value NE (0) and load KL is smaller than threshold value KL (0) (YES in S202), determination value VJ is not used without knock occupancy KC. It is corrected.
予め定められた回数の点火サイクル中、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)以上であると(S210にてYES)、エンジン100自体の機械振動に対して判定値VJが低いといえる。この場合、補正量A(3)だけ大きくなるように判定値VJが補正される(S212)。
If the number of 90-degree integrated values lpkknk greater than determination value VJ is equal to or greater than threshold value C (0) during the predetermined number of ignition cycles (YES in S210), mechanical vibrations of
なお、エンジン回転数NEがしきい値NE(0)より小さく、かつ負荷KLがしきい値KL(0)より小さいと(S202にてYES)、ノッキングがほとんど発生しない。そのため、判定値VJが大きくなるように補正された結果、点火時期が進角される頻度が多くなっても、問題はない。 If engine speed NE is smaller than threshold value NE (0) and load KL is smaller than threshold value KL (0) (YES in S202), knocking hardly occurs. Therefore, there is no problem even if the frequency at which the ignition timing is advanced is increased as a result of the correction so that the determination value VJ is increased.
ところで、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数を用いて判定値VJを補正すると、図14に示すように、エンジン回転数NEが低いほど判定値VJが低くなり得る。ノッキングがほとんど発生しないため、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkが検出されない場合があり得るからである。 By the way, when the determination value VJ is corrected using the number of 90-degree integrated values lpkknk larger than the determination value VJ, as shown in FIG. 14, the lower the engine speed NE, the lower the determination value VJ. This is because knocking hardly occurs, and therefore, the 90-degree integrated value lpkknk larger than the determination value VJ may not be detected.
判定値VJが小さい値のまま、エンジン100自体の機械振動が大きくなる運転状態へ変化すると、ノッキングが発生していないにもかかわらず、ノッキングが発生したと誤判定し得る。この場合、点火時期が誤って遅角される。
If the determination value VJ remains small and changes to an operating state in which mechanical vibration of the
そこで、予め定められた回数の点火サイクル中、判定値VJより大きい90度積算値lpkknkの数がしきい値C(0)より少ないと(S210にてNO)、基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCA以下であるか否かが判定される(S220)。 Therefore, during the predetermined number of ignition cycles, if the number of 90-degree integrated values lpkknk greater than determination value VJ is less than threshold value C (0) (NO in S210), ignition is corrected to the basic ignition timing. It is determined whether or not the average value of the difference from the time is equal to or less than a threshold value ΔCA (S220).
基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCA以下であると(S220にてYES)、ノッキングがほとんど発生しない状態であるといえる。この場合、補正量A(4)だけ大きくなるように判定値VJが補正される(S222)。 If the average difference between the basic ignition timing and the corrected ignition timing is equal to or smaller than threshold value ΔCA (YES in S220), it can be said that knocking hardly occurs. In this case, the determination value VJ is corrected so as to increase by the correction amount A (4) (S222).
一方、基本点火時期と補正された点火時期との差の平均値がしきい値ΔCAより大きいと(S220にてNO)、低負荷低回転の状態においてノッキングが発生していると判定されている。この場合、何等かの不具合が発生している可能性がある。したがって、判定値VJの補正が停止される(S224)。これにより、判定値VJを誤って補正することを防止することができる。 On the other hand, if the average value of the difference between the basic ignition timing and the corrected ignition timing is greater than threshold value ΔCA (NO in S220), it is determined that knocking has occurred in the low load and low rotation state. . In this case, some trouble may have occurred. Therefore, the correction of the determination value VJ is stopped (S224). As a result, it is possible to prevent the determination value VJ from being erroneously corrected.
以上のように、本実施の形態に係る点火時期制御装置によれば、エンジンの振動の強度に応じたノック強度Nが算出される。ノック強度Nが判定値VJ以上である場合に点火時期が遅角される。エンジンの運転状態に応じて定められる基本点火時期と、ノッキングの有無に応じて補正された点火時期との差のがしきい値ΔCA以下であると、ノック強度Nと比較される判定値VJが補正される。これにより、ノッキングが発生しない運転状態において、判定値を予め補正することができる。そのため、たとえば、ノッキングが発生しない運転状態からノッキングが発生し得る運転状態に移行する前に、ノッキングが発生し得る運転状態において好ましい判定値になるように、予め判定値を補正することができる。その結果、点火時期を精度よく制御することができる。 As described above, according to the ignition timing control apparatus of the present embodiment, knock magnitude N corresponding to the intensity of engine vibration is calculated. When the knock magnitude N is greater than or equal to the determination value VJ, the ignition timing is retarded. If the difference between the basic ignition timing determined according to the operating state of the engine and the ignition timing corrected according to the presence or absence of knocking is equal to or less than a threshold value ΔCA, a determination value VJ to be compared with the knock intensity N is It is corrected. Thus, the determination value can be corrected in advance in an operation state in which knocking does not occur. Therefore, for example, before shifting from an operation state in which knocking does not occur to an operation state in which knocking can occur, the determination value can be corrected in advance so that a preferable determination value is obtained in the operation state in which knocking can occur. As a result, the ignition timing can be accurately controlled.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 エンジン、104 インジェクタ、106 点火プラグ、110 クランクシャフト、116 吸気バルブ、118 排気バルブ、200 エンジンECU、202 ROM、300 ノックセンサ、302 水温センサ、304 タイミングロータ、306 クランクポジションセンサ、308 スロットル開度センサ、310 車速センサ、312 イグニッションスイッチ、314 エアフローメータ、320 補機バッテリ、400 A/D変換部、410 バンドパスフィルタ、420 積算部、500 点火時期設定部、600 クランク角検出部、602 強度検出部、604 波形検出部、606 相関係数算出部、608 90度積算値算出部、610 算出部、612 判定部、614 点火時期制御部、700 判定値設定部、702 頻度分布作成部、711 第1補正部、712 第2補正部、713 第3補正部、714 停止部。 100 engine, 104 injector, 106 spark plug, 110 crankshaft, 116 intake valve, 118 exhaust valve, 200 engine ECU, 202 ROM, 300 knock sensor, 302 water temperature sensor, 304 timing rotor, 306 crank position sensor, 308 throttle opening Sensor, 310 Vehicle speed sensor, 312 Ignition switch, 314 Air flow meter, 320 Auxiliary battery, 400 A / D converter, 410 Band pass filter, 420 Accumulator, 500 Ignition timing setting unit, 600 Crank angle detector, 602 Strength detection Unit, 604 waveform detection unit, 606 correlation coefficient calculation unit, 608 90-degree integrated value calculation unit, 610 calculation unit, 612 determination unit, 614 ignition timing control unit, 700 determination value setting unit, 7 2 frequency distribution creation unit, 711 first correcting unit, 712 second corrector, 713 third correction unit, 714 stop.
Claims (8)
前記内燃機関の振動の強度が大きいほどより大きくなるように前記内燃機関の振動の強度に関する値を算出するための算出手段と、
前記内燃機関の振動の強度に関する値と比較される判定値を設定するための設定手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて点火時期を設定するための手段と、
前記内燃機関の振動の強度に関する値が前記判定値より大きい場合、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期を遅角するための制御手段とを備え、
前記設定手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および前記遅角された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、前記判定値が大きくなるように補正するための補正手段を含む、内燃機関の点火時期制御装置。 Means for detecting the intensity of vibration of the internal combustion engine;
Calculating means for calculating a value related to the vibration intensity of the internal combustion engine so as to increase as the vibration intensity of the internal combustion engine increases ;
Setting means for setting a determination value to be compared with a value related to the intensity of vibration of the internal combustion engine;
Means for setting the ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine;
Control means for retarding the ignition timing set according to the operating state of the internal combustion engine when a value related to the intensity of vibration of the internal combustion engine is greater than the determination value;
The setting means corrects the determination value to be larger when a difference between an ignition timing set according to an operating state of the internal combustion engine and the retarded ignition timing is equal to or less than a predetermined difference. An ignition timing control device for an internal combustion engine, including correction means for
前記内燃機関の振動の強度が大きいほどより大きくなるように前記内燃機関の振動の強度に関する値を算出するステップと、
前記内燃機関の振動の強度に関する値と比較される判定値を設定するステップと、
前記内燃機関の運転状態に応じて点火時期を設定するステップと、
前記内燃機関の振動の強度に関する値が前記判定値より大きい場合、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期を遅角するステップとを備え、
前記判定値を設定するステップは、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された点火時期および前記遅角された点火時期の差が予め定められた差以下である場合、前記判定値が大きくなるように補正するステップを含む、内燃機関の点火時期制御方法。 Detecting the intensity of vibration of the internal combustion engine;
Calculating a value relating to the vibration intensity of the internal combustion engine such that the larger the vibration intensity of the internal combustion engine is,
Setting a determination value to be compared with a value related to the intensity of vibration of the internal combustion engine;
Setting the ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine;
Wherein if the intensity value is greater than the determination value related to the vibration of the internal combustion engine, and a step of retarding the ignition timing set in accordance with the operating state of the internal combustion engine,
The step of setting the determination value increases the determination value when a difference between an ignition timing set according to an operating state of the internal combustion engine and the retarded ignition timing is equal to or less than a predetermined difference. A method for controlling the ignition timing of an internal combustion engine, including the step of correcting as described above .
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