JP6024520B2 - Knock detection device - Google Patents
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Description
本発明は、動弁機構にローラー付きのカム構造を備えたエンジンにおいて、ノック(ノッキング)の発生を検出するノック検出装置に関する。 The present invention relates to a knock detection device that detects the occurrence of knock (knock) in an engine having a cam structure with a roller in a valve mechanism.
従来、エンジン筒内におけるノックの発生を抑制しながらエンジンの運転状態を制御する技術が開発されている。例えば、火花点火式のエンジンでは、点火時期の進角方向,遅角方向への調節により、ノックが発生しない範囲内でエンジンの出力効率を向上させるノック制御が知られている。また、圧縮点火式のエンジンにおいても、ノックの有無に応じて燃料噴射のタイミングを制御することで、混合気の着火時期を適正化するノック制御が知られている。これらのノック制御では、ノックの度合いを把握するためのセンサーとしてノックセンサーが用いられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for controlling the operating state of an engine while suppressing the occurrence of knock in the engine cylinder has been developed. For example, in a spark ignition type engine, knock control is known that improves the output efficiency of the engine within a range in which knock does not occur by adjusting the ignition timing in the advance direction and retard direction. Also in a compression ignition type engine, knock control is known in which the timing of fuel injection is optimized by controlling the timing of fuel injection in accordance with the presence or absence of knock. In these knock controls, a knock sensor is used as a sensor for grasping the degree of knock.
ノックセンサーは、おもに共振型と非共振型とに大別される。共振型のノックセンサーは、ノック発生時の共鳴振動モードに応じた周波数成分の振動を抽出する。一方、非共振型のノックセンサーは、ノックに伴う振動の加速度を出力する。何れの方式のノックセンサーにおいても、センサーに内蔵された圧電素子の変形量に基づいて、ノックに伴って発生する振動の大きさや加速度が取得される。 Knock sensors are roughly classified into a resonance type and a non-resonance type. The resonance type knock sensor extracts the vibration of the frequency component corresponding to the resonance vibration mode when the knock occurs. On the other hand, the non-resonant type knock sensor outputs the acceleration of vibration accompanying the knock. In any type of knock sensor, the magnitude and acceleration of vibration generated with the knock are acquired based on the deformation amount of the piezoelectric element incorporated in the sensor.
ところで近年、エンジンの動弁機構を構成するカム構造の一つとして、カムローブにローラーを軸支させたものが提案されている。すなわち、カムローブの先端部にローラーを回転自在に取り付けて、このローラーが従動部材(バルブタペットやロッカーアーム,スイングアーム等)に接触しながら回転するように設けたものである(例えば、特許文献1〜3参照)。このようなローラー付きカム構造を適用することで、接触箇所のフリクションを軽減することができ、動弁機構の性能を向上させることができる。 Recently, a cam structure in which a roller is pivotally supported on a cam lobe has been proposed as one of cam structures constituting a valve mechanism of an engine. That is, a roller is rotatably attached to the tip of the cam lobe, and this roller is provided so as to rotate while contacting a driven member (valve tappet, rocker arm, swing arm, etc.) (for example, Patent Document 1). To 3). By applying such a cam structure with a roller, the friction at the contact point can be reduced, and the performance of the valve mechanism can be improved.
しかしながら、動弁機構にローラー付きのカム構造を備えたエンジンにおけるノック制御では、カム構造の正常な作動によって生じる加速度変動とノック振動に伴う加速度変動との判別,切り分けが難しい場合があり、ノックの検出精度を向上させにくいという課題がある。
例えば、特許文献1の技術では、バルブタペットとの接触箇所がベースカムのバルブリフト部からローラー本体に乗り移るときに、バルブ加速度ピークが発生する。このような加速度変動がノックセンサーで検出されると、実際にはノックが発生していないにもかかわらず、ノックが発生したものと判断される可能性がある。この場合、ノックの判定精度が低下するだけでなく、この誤判定によってエンジンの制御性や燃費等が低下しうる。
However, in knock control in an engine having a cam structure with a roller in the valve mechanism, it may be difficult to distinguish and distinguish between acceleration fluctuations caused by normal operation of the cam structure and acceleration fluctuations due to knock vibration. There is a problem that it is difficult to improve detection accuracy.
For example, in the technique of
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、ローラー付きのカム構造を備えたエンジンにおいて、ノックの判定精度を向上させることができるようにしたノック検出装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。 One of the objects of the present invention was devised in view of the problems as described above, and provides a knock detection device capable of improving knock determination accuracy in an engine having a cam structure with a roller. It is to be. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and can also provide a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned as
(1)ここで開示するノック検出装置は、カムシャフトの回転運動を従動部材の往復運動に変換するカムローブと、前記カムローブに軸支されたローラーとを有するローラー付きカム構造の動弁機構を具備したエンジンのノック検出装置である。
前記ノック検出装置は、前記エンジンの振動を検出する検出手段と、前記従動部材との接点が前記ローラー及び前記カムローブの何れか一方から他方へと移動するクランク角範囲を記憶する記憶手段と、を備える。また、前記検出手段で検出された前記振動の大きさに基づき、前記エンジンのノックの有無を判定する判定手段を備える。さらに、前記判定手段は、前記ノックの判定を停止するための条件として、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲内で検出されたことを判定する。
(1) A knock detection device disclosed herein includes a valve-operated mechanism of a cam structure with a roller having a cam lobe for converting a rotational movement of a cam shaft into a reciprocating movement of a driven member, and a roller supported by the cam lobe. The engine knock detection device.
The knock detection device includes detection means for detecting vibrations of the engine, and storage means for storing a crank angle range in which a contact point with the driven member moves from one of the roller and the cam lobe to the other. Prepare. In addition, a determination unit that determines the presence or absence of knocking of the engine based on the magnitude of the vibration detected by the detection unit is provided. Further, the determination unit determines that the vibration detected by the detection unit is detected within the crank angle range as a condition for stopping the knock determination.
例えば、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲内にある場合には、原則的にはその振動をノック判定対象から除外し、前記ノックの判定を停止することが好ましい。つまり、前記従動部材との接点が前記ローラー及び前記カムローブの何れか一方から他方へと移動する「乗り換え範囲」内に含まれる前記振動は、前記ノックの判定対象から除外することが好ましい。 For example, when the vibration detected by the detection means is within the crank angle range, in principle, it is preferable to exclude the vibration from the knock determination target and stop the knock determination. That is, it is preferable that the vibration included in the “transfer range” in which the contact point with the driven member moves from one of the roller and the cam lobe to the other is excluded from the knock determination target.
ただしこれは、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲内にあった場合に、前記判定手段による前記ノックの判定が常に禁止されることを意味しない。一方、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲外にある場合には、前記振動の大きさに基づいてノックの有無を判定することが好ましい。
なお、ここでいう「従動部材」とは前記カムローブに押圧されて移動する部材であり、例えばバルブタペットやロッカー部材(ロッカーアーム,スイングアーム)等を含む。
However, this does not mean that the determination of the knock by the determination unit is always prohibited when the vibration detected by the detection unit is within the crank angle range. On the other hand, when the vibration detected by the detection means is outside the crank angle range, it is preferable to determine the presence or absence of knocking based on the magnitude of the vibration.
Here, the “driven member” is a member that moves while being pressed by the cam lobe, and includes, for example, a valve tappet, a rocker member (rocker arm, swing arm), and the like.
(2)また、前記判定手段が、前記ノックの判定を停止するための条件として、前記検出手段で検出された前記振動が前記エンジンの燃焼サイクルに対応する周期で検出されたことを判定することが好ましい。例えば、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲内にあり、かつ、前記エンジンの燃焼サイクルに対応する周期で検出された場合に、前記ノックの判定を停止することが考えられる。 (2) Further, the determination unit determines that the vibration detected by the detection unit is detected at a period corresponding to the combustion cycle of the engine as a condition for stopping the knock determination. Is preferred. For example, the knock determination may be stopped when the vibration detected by the detection means is within the crank angle range and is detected at a period corresponding to the combustion cycle of the engine.
(3)また、前記検出手段で検出された前記振動に基づき、前記記憶手段に記憶される前記クランク角範囲を学習する学習手段を備えることが好ましい。つまり、前記記憶手段に記憶される前記クランク角範囲は、予め設定された固定範囲ではなく、修正変更可能な可変範囲とすることが好ましい。 (3) It is preferable that learning means for learning the crank angle range stored in the storage means is provided based on the vibration detected by the detection means. That is, it is preferable that the crank angle range stored in the storage unit is not a preset fixed range but a variable range that can be modified.
(4)また、前記学習手段が、前記検出手段で検出された前記振動のうち、前記エンジンの燃焼サイクルに対応する周期で検出された振動に基づき、前記クランク角範囲を学習することが好ましい。
例えば、前記エンジンの燃焼サイクルに対応するクランクタイミングで周期的に振動が検出された場合には、その振動を「乗り換え振動」として学習することが好ましい。つまり、前記エンジンの燃焼サイクルに同期しない振動に関しては、学習対象から除外することが好ましい。
(4) Moreover, it is preferable that the learning means learns the crank angle range based on vibrations detected at a period corresponding to a combustion cycle of the engine among the vibrations detected by the detection means.
For example, when vibration is periodically detected at a crank timing corresponding to the combustion cycle of the engine, it is preferable to learn the vibration as “transfer vibration”. That is, it is preferable to exclude the vibration that is not synchronized with the combustion cycle of the engine from the learning target.
(5)また、前記学習手段は、前記エンジンの負荷が所定負荷未満であるときに、前記クランク角範囲を学習することが好ましい。例えば、前記エンジンの吸気流量,充填効率,アクセル開度等が既定値以下である場合に、前記クランク角範囲を学習することが好ましい。なお、前記エンジンの負荷が小さいほど、ノックが発生しにくくなる。 (5) Moreover, it is preferable that the learning means learns the crank angle range when the engine load is less than a predetermined load. For example, it is preferable to learn the crank angle range when the intake air flow rate, the charging efficiency, the accelerator opening degree, and the like of the engine are below predetermined values. The smaller the engine load, the less likely knocking occurs.
(6)また、前記学習手段は、前記エンジンの回転速度が所定速度未満であるときに、前記クランク角範囲を学習することが好ましい。例えば、前記エンジンのクランク軸の回転速度,カム軸の回転速度等が既定値以下である場合に、前記クランク角範囲を学習することが好ましい。なお、前記エンジンの回転速度が小さいほど、前記検出手段における前記振動の検出精度や、前記記憶手段に記憶される前記クランク角範囲の学習精度が向上する。 (6) Moreover, it is preferable that the learning means learns the crank angle range when the rotational speed of the engine is less than a predetermined speed. For example, it is preferable to learn the crank angle range when the rotational speed of the crankshaft of the engine, the rotational speed of the camshaft, or the like is equal to or less than a predetermined value. In addition, the detection accuracy of the vibration in the detection unit and the learning accuracy of the crank angle range stored in the storage unit are improved as the rotational speed of the engine is smaller.
(7)また、前記動弁機構のバルブの開閉位相を制御する位相制御手段を備え、前記判定手段が、前記位相制御手段で制御された前記開閉位相を考慮して前記ノックの有無を判定することが好ましい。 (7) In addition, phase control means for controlling the opening / closing phase of the valve of the valve mechanism is provided, and the determination means determines the presence or absence of the knock in consideration of the opening / closing phase controlled by the phase control means. It is preferable.
(8)また、前記記憶手段は、前記従動部材との接点が前記ローラー及び前記カムローブの何れか一方から他方へと移動する際に生じる乗り換え振動の波形を記憶することが好ましい。この場合、前記判定手段は、前記検出手段で検出された前記振動の波形から、前記記憶手段に記憶された前記乗り換え振動の波形を差し引いた波形に基づき、前記ノックの有無を判定することが好ましい。
つまり、ある振動が乗り換え範囲内に含まれる場合に、その振動を完全に前記ノックの判定対象から除外するのではなく、乗り換え振動に相当する部分のみを前記ノックの判定対象から除外することが好ましい。
(8) Moreover, it is preferable that the said memory | storage means memorize | stores the waveform of the change vibration which arises when the contact with the said driven member moves from either one of the said roller and the said cam lobe to the other. In this case, it is preferable that the determination unit determines the presence or absence of the knock based on a waveform obtained by subtracting the waveform of the transfer vibration stored in the storage unit from the waveform of the vibration detected by the detection unit. .
That is, when a certain vibration is included in the transfer range, it is preferable not to completely exclude the vibration from the knock determination target, but to exclude only a portion corresponding to the transfer vibration from the knock determination target. .
(9)また、前記判定手段は、前記エンジンの燃焼サイクルから燃焼中の気筒を判定するとともに、気筒毎に前記ノックの有無を判定することが好ましい。 (9) Moreover, it is preferable that the said determination means determines the cylinder in combustion from the combustion cycle of the said engine, and determines the presence or absence of the said knock for every cylinder.
開示のノック検出装置によれば、ローラー及びカムローブの乗り換えに伴う振動が発生するクランク角範囲を除外したノック判定により、ノックの誤検出を低減させることができる。これにより、ノックの判定精度を向上させることができ、延いてはエンジンの制御性や燃費を向上させることができる。 According to the disclosed knock detection device, knock detection can be reduced by knock determination excluding the crank angle range in which vibration occurs due to transfer between the roller and the cam lobe. Thereby, the knocking determination accuracy can be improved, and further, the controllability and fuel consumption of the engine can be improved.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.
[1.装置構成]
本実施形態のノック検出装置は、図1に示す火花点火式のエンジン10に適用される。ここでは、多気筒のエンジン10に設けられた複数のシリンダーのうちの一つを示す。エンジン10のシリンダーヘッドには、吸気ポート11及び排気ポート12が設けられ、各々のポート11,12におけるシリンダー側の開口端には吸気弁,排気弁が設けられる。以下、これらの吸気弁,排気弁を総称してバルブ13と呼ぶ。また、吸気ポート11の上流側には吸気通路23(インマニ,吸気管等)が接続され、排気ポート12の下流側には排気通路24(エキマニ,排気管等)が接続される。
[1. Device configuration]
The knock detection device of the present embodiment is applied to the spark
シリンダーの頂部には、点火プラグ14がその先端をシリンダー側に突出させた状態で設けられる。また、吸気ポート11内には、燃料を噴射するインジェクター15が設けられる。点火プラグ14による点火時期及びインジェクター15から噴射される燃料量は、後述するエンジン制御装置1によって制御される。
A
シリンダーヘッドの上部には、各バルブ13の動作を制御するDOHC(Double Over Head Camshaft)方式の動弁機構が設けられる。この動弁機構は、ローラー付きのカム構造を備えた動弁機構であり、図2(a),(b)に示すように、中空円筒状のカムシャフト17に固定されたカムローブ18と、カムローブ18に軸支されたローラー20とを有する。なお、本実施形態のカム構造で駆動される従動部材は、バルブ13の上端部に冠着されたタペット16であるが、このタペット16の代わりに、バルブ13の上端部を上下方向に揺動させるロッカーアーム,スイングアーム等のアーム部材を用いた動弁機構としてもよい。
A DOHC (Double Over Head Camshaft) type valve operating mechanism for controlling the operation of each
カムローブ18は、カムシャフト17の回転運動をタペット16及びバルブ13の往復運動に変換する板状部材である。カムローブ18のプロファイルはほぼ卵形であり、円盤状のベース円部18aと、ベース円部18aの外縁を部分的に拡径方向へと膨出させてなるバルブリフト部18bとを一体形成した形状を持つ。また、バルブリフト部18bの先端側には、板厚方向の中間部分をベース円部18a側に向かって欠成してなる欠成部が設けられ、その内部にローラー20がシャフト21を中心として回転可能に軸支される。なお、シャフト21の回転軸C2(すなわち、ローラー20の回転軸)は、カムシャフト17の回転軸C1(すなわち、カムローブ18の回転軸)と平行に配置される。
The
カムローブ18をカムシャフト17の回転軸C1方向に眺めたときにローラー20が軸支される位置は、ローラー20の輪郭がカムローブ18の先端側の輪郭よりも外側に突出するように設定される。また、ベース円部18aの半径は、バルブ13が閉鎖状態であるときのタペット16の上面からカムシャフト17の回転軸C1までの距離よりも僅かに小さく設定される。したがって、例えばバルブリフト部18bが回転軸C1よりも上方に位置する状態では、ベース円部18aとタペット16との間に隙間が形成され、タペット16とカムローブ18とが非接触とされる。
The position where the
これにより、バルブ13はスプリング22の付勢力を受けて上方に押圧され、バルブ13の閉鎖状態が維持される。一方、カムローブ18が回転してバルブリフト部18bとタペット16とが接触し始めると、タペット16が下方に押圧されて、バルブ13が開放され始める。なお、本実施形態のカム構造によるバルブ13の開閉動作の詳細に関しては後述する。
As a result, the
また、このエンジン10の動弁機構には、吸排気系の各バルブ13の開閉タイミングを個別に変化させるVVT(Variable Valve Timing)機能を持った可変動弁装置19(位相制御手段)が付設される。可変動弁装置19は、エンジン10のクランク軸の回転位相に対するカムシャフト17又はカムローブ18の回転位相を変更する機能を持ち、すなわち、バルブ13の開閉位相を制御する機能を持つ。
The valve mechanism of the
以下、基準となるカムシャフト17の回転角から実際のカムシャフト17の回転角がどの程度進角,遅角しているかを示す回転角変化量のことを、位相角θVVTと呼ぶ。この位相角θVVTは、バルブタイミングの制御量に対応するパラメーターである。可変動弁装置19で制御される位相角θVVTの情報は、随時、エンジン制御装置1に伝達される。
Hereinafter, the amount of change in the rotation angle that indicates how much the actual rotation angle of the
図1に示すように、エンジン10のシリンダーブロックの外表面には、エンジン10の振動を検出するノックセンサー25(検出手段)が取り付けられる。このノックセンサー25は、例えば圧電素子の変形量に応じた電気信号を出力する非共振型の加速度センサーであり、シリンダーブロックの振動の加速度Kを検出する。ここで検出された加速度Kの情報は、エンジン制御装置1に伝達される。
As shown in FIG. 1, a knock sensor 25 (detection means) that detects vibration of the
また、エンジン10の運転状態に対応した情報を取得するためのその他のセンサーとして、クランク角センサー26,エアフローセンサー27,アクセル開度センサー28等が設けられる。クランク角センサー26は、エンジン10のクランク軸の角度(クランク角θ)及びその回転速度Neを取得するものであり、エアフローセンサー27は、吸気通路23を通過する吸気流量Qを検出するものである。また、アクセル開度センサー28は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量をアクセル開度Aとして検出するものである。これらのクランク角θ,回転速度Ne,吸気流量Q,アクセル開度Aの各情報は、エンジン制御装置1に伝達される。なお、吸気流量Q及びアクセル開度Aの情報は、エンジン10の負荷に対応するパラメーターとして取り扱われる。
Further, as other sensors for acquiring information corresponding to the operating state of the
[2.カム構造の動作]
図3(a),(b)は、可変動弁装置19での位相角θVVTがゼロの状態(標準的なバルブタイミングでバルブ13を駆動している状態)における、カムシャフト17の回転角に対するバルブ13のバルブリフト量,加速度の関係を例示するグラフである。例えば、バルブリフト部18bが回転軸C1の上方側から下方側へと移動する過程において、カムローブ18とタペット16とが最初に接触するのは、ベース円部18aとバルブリフト部18bとの境界近傍である。
[2. Operation of cam structure]
3A and 3B show the rotation angle of the
カムローブ18とタペット16とが接触すると、タペット16がカムローブ18のバルブリフト部18bによって下方に押圧され、バルブリフト量が増加し始める。続いて、カムローブ18が回転するに連れてタペット16が下降し、バルブリフト量が増加する。これに伴い、バルブ13の加速度が急激に上昇し、図3(b)中に記号P1で示す加速度ピークが発生する。この加速度ピークP1のグラフ形状は、バルブリフト部18bのプロファイル形状に応じた滑らかな曲線形状であって、例えばノックセンサー25で検出可能な大きさの振動はほぼ発生しない。
When the
カムローブ18がさらに回転すると、バルブリフト部18b及びローラー20の双方がタペット16に接触した状態となり、図3中にP2で示す加速度ピークが発生する。この加速度ピークP2のグラフ形状は、ローラー20とタペット16との衝突に起因するやや不連続的な傾向を持った曲線形状であって、ノックセンサー25で検出可能な大きさの振動を発生させうる。
When the
続いて、バルブリフト部18bがタペット16の表面から離れ、ローラー20のみがタペット16に接触した状態となる。このとき、バルブ13の加速度は負の値となり、バルブ13の移動速度が徐々に減少する。また、ローラー20との接触部分におけるタペット16の法線がシャフト21の回転軸C2を通る状態となるまでカムローブ18が回転したときに、バルブ13のバルブリフト量が最大となる。これ以降は、バルブリフト量が徐々に減少するとともに、上記の二つの加速度ピークP1,P2と同様の加速度ピークが逆の順序で発生することになる。
Subsequently, the
すなわち、バルブリフト部18b及びローラー20の双方が再びタペット16に接触したときには、図3中にP3で示す加速度ピークが発生する。この加速度ピークP3は、バルブリフト部18bとタペット16との衝突に起因するものであり、前述の加速度ピークP2と同様にノックセンサー25で検出可能な大きさの振動を発生させうる。
That is, when both the
その後、ローラー20がタペット16の表面から離れ、バルブリフト部18bのみがタペット16に接触した状態となる。このとき、バルブリフト部18bのプロファイル形状に応じてバルブリフト量が減少し、これに伴う加速度ピークP4が生じる。また、バルブリフト量がゼロに漸近するに連れて、バルブ13の加速度もゼロに向かって収束する。なお、加速度ピークP4は、加速度ピークP1と同様に滑らかな曲線を描いて変動する。したがってこのとき、ノックセンサー25で検出可能な大きさの振動は、ほぼ発生しない。
Thereafter, the
なお、カムシャフト17は複数気筒の複数バルブを駆動する複数のカムローブ18を有するが、個々のカムローブ18のバルブリフト部18bとローラー20の位置精度は厳密には異なる。このため、バルブリフト部18bとローラー20の位置精度により加速度ピークP1〜P4は個々の気筒毎,カムローブ18毎に異なる。
The
[3.エンジン制御装置]
図1に示すように、本実施形態のエンジン10には、エンジン制御装置1が設けられる。エンジン制御装置1は、例えばマイクロプロセッサやCPU,ROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。このエンジン制御装置1は、エンジン10に関する点火系,燃料系,吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置(ECU)であり、エンジン10の各シリンダーに供給される空気量や燃料噴射量、各シリンダーの点火時期等を制御する。
[3. Engine control unit]
As shown in FIG. 1, an
本実施形態のエンジン制御装置1では、ノックの発生を抑制しながらエンジン10の運転状態を制御するノック制御が実施される。このノック制御では、ノックセンサー25で検出された加速度Kの情報に基づき、エンジン10のノックに由来する周波数の振動が発生したか否かが判定され、すなわちノックの有無が判定される。このような判定は、エンジン10の気筒毎に実施される。また、ノックが発生したと判定された場合には、その気筒の点火プラグ14での点火時期が遅角方向に制御され、ノックが発生していないと判定された場合には、再びノックが発生しない程度まで点火時期が進角方向に制御される。このような制御により、過大なノックが発生しない点火時期範囲内で良好な出力効率を得ることのできる点火時期が設定される。
In the
ところで、上記のエンジン10は、ローラー付きのカム構造を備えた動弁機構を具備したエンジン10であって、図3(b)中に符号P2,P3に示すように、ノックセンサー25で検出可能な大きさの振動が発生しうる。すなわち、タペット16の接触対象となる部材がバルブリフト部18b及びローラー20の何れか一方から他方へと乗り換えられる際にエンジン10が僅かに振動し、この振動が誤ってノックによる振動であると判断される可能性がある。本実施形態のエンジン制御装置1は、このようなノックの誤判定を防止するためのノック制御及び学習制御を実施する。以下、タペット16がバルブリフト部18b,ローラー20と衝突する際に生じる振動のことを「乗り換え振動」と呼ぶ。
By the way, the
図1に示すように、エンジン制御装置1には、記憶部2,学習部3,ノック判定部4,点火時期制御部5が設けられる。これらの各要素に含まれる諸機能は、電子回路(ハードウェア)によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしてもよい。
As shown in FIG. 1, the
記憶部2(記憶手段)は、乗り換え振動に関する情報を記憶するものであり、クランク角範囲記憶部2aと振動波形記憶部2bとが設けられる。
クランク角範囲記憶部2aは、乗り換え振動が生じるタイミング(期間)を気筒毎に記憶するものである。ここでは、タペット16との接点がカムローブ18のバルブリフト部18b及びローラー20の何れか一方から他方へと移動するクランク角θの範囲が「乗り換え範囲」として記憶される。
The storage unit 2 (storage unit) stores information related to transfer vibration, and includes a crank angle
The crank angle
この乗り換え範囲には、バルブリフト部18b及びローラー20の双方がタペット16に接触する瞬間のクランク角(乗り換え振動が発生する時刻に対応するクランク角)が含まれる。本実施形態では、乗り換え振動に対応する加速度Kの情報が試験,実験を通して予め測定されており、例えば図3(b)中の加速度ピークP2,P3のそれぞれについて、バルブ13の加速度が所定値以上となるクランク角θの範囲(θ1≦θ≦θ2,θ3≦θ≦θ4)が乗り換え範囲としてクランク角範囲記憶部2aに気筒毎,カムローブ18毎に記憶される。ただし、ここでいう「予め測定された加速度に基づく乗り換え範囲のデータ」は初期値としてのデータであって、後述する学習制御によって変更,修正,更新可能である。
This change range includes the crank angle at the moment when both the
乗り換え範囲の設定は、エンジン10や可変動弁装置19の形式に応じて多様に考えられる。例えば、一つの気筒についての吸気弁,排気弁がそれぞれ一個ずつ設けられているエンジン10の場合、それぞれの弁の乗り換え振動に対応する二つの期間を設定すればよい。一方、一つの気筒に複数の吸気弁を備えたエンジン10において、それぞれの吸気弁の開閉タイミングが異なる場合には、弁毎の乗り換え振動に対応する期間を設定すればよい。
Various setting of the transfer range can be considered according to the type of the
振動波形記憶部2bは、乗り換え振動の波形を気筒毎に記憶するものである。ここでは、クランク角範囲記憶部2aが記憶する乗り換え範囲を定義域とした加速度Kの波形(エンジンブロックの振動の加速度Kの波形)が記憶される。例えば、図4(a)に示すように、乗り換え範囲の一つであるθ1≦θ≦θ2での加速度Kの振動波形が記憶される。同様に、θ3≦θ≦θ4での加速度Kの振動波形も記憶される。ここに記憶される加速度Kの振動波形は、前述の加速度ピークP2,P3のそれぞれに対応するものである。
The vibration
学習部3(学習手段)は、ノックセンサー25で検出された加速度Kの情報に基づく学習により、記憶部2が記憶している情報を気筒毎に修正して実情に沿った情報へと変化させるものである。ここでは、クランク角範囲記憶部2aに記憶された乗り換え範囲と、振動波形記憶部2bに記憶された加速度Kの振動波形との両方が学習の対象とされる。学習部3には、学習条件判定部3a,乗り換え振動学習部3bが設けられる。
The learning unit 3 (learning unit) corrects the information stored in the
学習条件判定部3aは、学習を行うためのエンジン10の運転状態を判定するものである。ここでは、例えば以下の全ての条件が成立するか否かが判定される。
学習条件1.エンジン10の回転速度Neが所定速度Ne0以下である
学習条件2.エンジン10の負荷が所定値以下である
学習条件3.前回の燃焼サイクルにおける乗り換え範囲内(又はその近傍)で
今回の燃焼サイクルと同様の加速度Kが検出されている
The learning
Learning conditions The rotational speed Ne of the
Acceleration K similar to the current combustion cycle is detected
学習条件2に係る負荷の大きさの判断手法は種々考えられる。例えば、吸気流量Qが所定量以下である場合や、吸気流量Qに基づいて算出される充填効率Ecが所定値以下である場合、アクセル開度センサー28で検出されたアクセル開度Aが所定開度A0以下である場合等に、学習条件2が成立することとしてもよい。本実施形態では、図5に示すように、エンジン10の回転速度Ne及び負荷の対応関係が規定されたマップを用いて、エンジン10の運転状態が図中に斜線で示す学習領域内に入っている場合に学習条件1,2がともに成立するものと判断する。
Various methods for determining the magnitude of the load related to the
また、学習条件3は、学習対象となる加速度Kの情報が乗り換え振動に対応するものであるか否かを確認するための条件である。乗り換え振動は、エンジン10の燃焼サイクルに対応するサイクルで(カムシャフト17の回転角に対応して)周期的に発生するものであることから、乗り換え範囲内(又はその近傍)で周期性の認められる加速度Kの情報のみを学習対象とする。上記の学習条件1〜3が全て成立したときに、学習条件判定部3aは、エンジン10の運転状態が学習に適した状態であると判断する。
Further, the
乗り換え振動学習部3bは、学習条件判定部3aにおいて学習条件1〜3がともに成立したと判断された場合に、ノックセンサー25から伝達された加速度Kの情報に基づき、乗り換え範囲と加速度Kの振動波形との学習を実施するものである。ここでは、その時点までに実測された情報を記憶部2に記憶されている情報に反映させる学習制御が実施される。
The transfer
例えば、直前の燃焼サイクルで検出された加速度Kの情報から、加速度ピークP2,P3に対応する加速度Kの実測情報が抽出され、その加速度Kが所定値以上となるクランク角θの範囲の実測範囲が演算される。そして、クランク角範囲記憶部2aに記憶されている乗り換え範囲を実測範囲に近づける補正演算が実施される。また、振動波形記憶部2bに記憶されている加速度Kの振動波形を実測情報の振動波形に近づける補正演算が実施される。これにより、エンジン10の作動環境や経年変化による乗り換え振動の特性が精度よく把握される。
For example, actual measurement information of the acceleration K corresponding to the acceleration peaks P2 and P3 is extracted from the information of the acceleration K detected in the immediately preceding combustion cycle, and the actual measurement range of the crank angle θ in which the acceleration K is equal to or greater than a predetermined value. Is calculated. And the correction calculation which brings the transfer range memorize | stored in the crank angle range memory |
ノック判定部4(判定手段)は、ノックセンサー25で検出された加速度Kの情報に基づいて、気筒毎にノックの有無を判定するものである。ノック判定部4は、原則的には、クランク角範囲記憶部2aに記憶された乗り換え範囲内における加速度Kの情報をノック判定から除外する。ただし、ノック判定から除外すべき加速度Kの情報は、乗り換え振動に対応する加速度Kの情報であることから、同一のクランクタイミングで継続的(周期的)に大きな振動を検知した場合に、その大きな振動をノック判定から除外することとする。また、可変動弁装置19で制御されている位相角θVVTがゼロでない場合には、乗り換え振動の発生するクランク角θが位相角θVVTの分だけ変化するため、位相角θVVTを考慮してノック判定から除外するクランク角θの閾値を算出する。
The knock determination unit 4 (determination means) determines the presence or absence of knock for each cylinder based on the information on the acceleration K detected by the
本実施形態のノック判定部4は、例えば以下の判定条件1,2の何れかが成立し、かつ、判定条件3が成立したときに、ノックが発生したと判定する。
判定条件1.加速度Kの判定対象となる部分が、その気筒の乗り換え範囲内
(θ1≦θ≦θ2,θ3≦θ≦θ4)で検出されたものではない
判定条件2.加速度Kの判定対象となる部分が、周期性を持った振動を示していない
判定条件3.判定対象となる加速度Kの大きさが所定値K0以上である
The knock determination unit 4 of the present embodiment determines that a knock has occurred, for example, when any of the following
(Θ 1 ≦ θ ≦ θ 2 , θ 3 ≦ θ ≦ θ 4 ) 2. The part for which the acceleration K is determined does not show periodic vibration. The magnitude of the acceleration K to be judged is greater than or equal to the predetermined value K 0
判定条件1〜3をリアルタイムに判定する場合には、判定条件1の代わりに「その時点でのクランク角θがθ1≦θ≦θ2ではなく、かつ、θ3≦θ≦θ4ではない」ことを判定してもよい。例えば、エンジン10のクランク角θがθ1≦θ≦θ2又はθ3≦θ≦θ4であるときのノックセンサー25の検出信号を無効とし、有効な検出信号から得られる加速度Kの大きさが所定値K0以上である場合に、ノックが発生したと判断することが考えられる。また、エンジン10のクランク角θがθ1≦θ≦θ2又はθ3≦θ≦θ4であるときには、前回の燃焼サイクルにおける乗り換え範囲での加速度Kの変化を参照して、加速度Kが突発的に大きくなった場合(燃焼サイクルに同期する周期性を持たない場合)に、ノックが発生したと判断してもよい。
When the
ノック判定の対象となる気筒は、エンジン10の全気筒としてもよい。あるいは、加速度Kのピーク値が所定値以上である気筒のみを判定対象としてもよい。燃焼中の気筒がどの気筒であるかは、クランク角θ及び点火時期制御部5からの信号により識別可能である。ノック判定部4は、検出された加速度Kが何番気筒のものであるかを判定し、例えば1番気筒の加速度KをK1、2番気筒の加速度KをK2等として、加速度Kが発生したクランク角θ及び気筒番号とともにクランク角範囲記憶部2aに記憶させてもよい。また、各気筒で位相の異なる二つのカムローブ18を設けて、バルブ13の開閉タイミングをずらして気筒内にタンブル流を発生させる場合には、カムローブ18毎に例えば1番気筒の前側のカムローブ18の加速度KであればK1-F、後ろ側はK1-R等として記憶させてもよい。
The cylinders subject to knock determination may be all cylinders of the
ここで判定されたノックの有無の情報は、点火時期制御部5に伝達される。なお、判定条件3の判定対象となる加速度Kとしては、ノックセンサー25で実測された加速度Kをそのまま使用してもよいし、この加速度Kの波形から振動波形記憶部2bに記憶されている乗り換え振動の波形を差し引いたものを使用してもよい。つまり、実測された振動波形から乗り換え振動の波形を減じた上で、その加速度Kの大きさが所定値K0以上である場合に、ノックが発生したと判断してもよい。
Information on the presence or absence of knocking determined here is transmitted to the ignition
点火時期制御部5は、ノック判定部4でノックが発生したと判定されたときに、その気筒についての点火プラグ14での点火時期を遅角方向に移動させる遅角制御を実施するものである。また、点火時期制御部5は、点火時期を遅角方向に制御することによってノックが発生しなくなった場合には、徐々に点火時期を進角方向に移動させる進角制御を実施する。ノックの発生の有無が気筒毎に判定されることから、遅角制御,進角制御も気筒毎に実施されることになる。
When the knock determination unit 4 determines that a knock has occurred, the ignition
遅角制御,進角制御での点火時期の移動量(遅角量,進角量)は、例えばノック判定部4でノックが発生したと判定されたときの加速度Kの絶対値に応じたものとしてもよいし、その時点のエンジン10の回転速度Neや負荷の大きさに応じて予め設定されている所定値としてもよい。
The amount of movement of the ignition timing (retard amount, advance amount) in the retard angle control and the advance angle control corresponds to the absolute value of the acceleration K when the knock determination unit 4 determines that the knock has occurred, for example. Alternatively, it may be a predetermined value set in advance according to the rotational speed Ne of the
[4.フローチャート]
図6は、エンジン制御装置1で実施されるノック制御の手順を例示するフローチャートである。このフローは、予め設定された周期で気筒毎に繰り返し実施される。ノック制御に関するフローは、おもにステップA10〜A80であり、学習制御に関するフローは、おもにステップA40及びA90〜A100である。
[4. flowchart]
FIG. 6 is a flowchart illustrating the procedure of knock control performed by the
ステップA10では、クランク角センサー26,エアフローセンサー27,アクセル開度センサー28の各々で検出されたエンジン10の回転速度Ne,クランク角θ,吸気流量Q,アクセル開度A等の情報がエンジン制御装置1に入力される。また、ステップA20ではノックセンサー25で検出された加速度Kの情報がエンジン制御装置1に入力される。
In step A10, information such as the rotational speed Ne of the
続くステップA30では、ノック判定部4において、その時点でのクランク角θが乗り換え範囲内にあるか(θ1≦θ≦θ2、又はθ3≦θ≦θ4であるか)否かが判定される。このステップでの判定は、上記の判定条件1に対応する。ここで、クランク角θが乗り換え範囲内にない場合には、ステップA60に進んで通常のノック判定が実施される。一方、この条件が成立する場合にはステップA40に進む。
In the subsequent step A30, the knock determination unit 4 determines whether or not the crank angle θ at that time is within the transfer range (whether θ 1 ≦ θ ≦ θ 2 or θ 3 ≦ θ ≦ θ 4 ). Is done. The determination at this step corresponds to the above-described
なお、可変動弁装置19で位相角θVVTがゼロ以外の値に制御されている場合には、クランク角範囲記憶部2aに記憶されている乗り換え範囲とノックセンサー25で検出された加速度Kに対応するクランク角θとが位相角θVVT分だけ相違しているはずである。したがって、ステップA30でのクランク角θの判定では、位相角θVVTのずれが考慮され、クランク角θが乗り換え範囲内にあるか否かが判定されることが好ましい。
When the
前述の通り、カムシャフト17は複数気筒の複数バルブを駆動する複数のカムローブ18を有するが、個々のカムローブ18のバルブリフト部18bとローラー20の位置精度は厳密には異なる。また、各気筒で発生する乗り換え振動のレベルは、気筒毎に異なる。そのため、ステップA30では何番気筒が対象であるか、あるいは、何番目のカムローブ18の乗り換え位置に相当するかを判定し、対象となる気筒やカムローブ18についてのクランク角θが乗り換え範囲内にあるか否かが判定される。
As described above, the
ステップA40では、前回の燃焼サイクルにおける乗り換え範囲でも同様の加速度Kが検出されているか否かが判定される。このステップでの判定は、上記の判定条件2に対応し、エンジン10の燃焼サイクルに対応する周期で発生した振動であるか否かを判断するための判定である。ここで、前回の燃焼サイクルにおける同一クランクタイミングでも同様の加速度Kが検出されている場合には、ステップA50に進んでノック判定が禁止され、続いてステップA90に進む。つまり、乗り換え範囲内(θ1≦θ≦θ2,θ3≦θ≦θ4)で検出された加速度Kのうち、燃焼サイクルに同期する周期性を持った振動は、乗り換え振動であると判断されて、ノック判定から除外される。これにより、ノックの判定精度が向上する。一方、ステップA40の条件が不成立の場合には、ステップA60に進んで通常のノック判定が実施される。
In Step A40, it is determined whether or not the same acceleration K is detected in the transfer range in the previous combustion cycle. The determination in this step is a determination for determining whether or not the vibration is generated in a cycle corresponding to the
この際、ステップA30で識別された気筒毎にノック判定を禁止してもよい。例えば、最も乗り換え時の加速度Kが高い気筒のみノック判定を禁止するなどしてもよい。これにより、「ノック判定を除外するクランク角θが増えると、本来のノック判定できる範囲が過度に限定されること」を防止することができる。
また、気筒毎に乗り換え範囲のクランク角(θ1≦θ≦θ2,θ3≦θ≦θ4)を変更してもよい。各気筒のカムローブ18のバルブリフト部18bとローラー20の位置精度に応じて適切に乗り越え振動を除外し、ノック判定精度を向上できる。
At this time, knock determination may be prohibited for each cylinder identified in step A30. For example, knock determination may be prohibited only for a cylinder having the highest acceleration K at the time of transfer. As a result, it is possible to prevent “when the crank angle θ excluding knock determination increases, the range in which the original knock determination can be performed is excessively limited”.
Further, the crank angle (θ 1 ≦ θ ≦ θ 2 , θ 3 ≦ θ ≦ θ 4 ) of the transfer range may be changed for each cylinder. According to the positional accuracy of the
ステップA60では、ノック判定部4において、エンジン10のノックが発生したか否かが判定される。ここでは例えば、加速度Kの大きさが所定値K0以上の振動が認められるか否かが判定される。このステップでの判定は、上記の判定条件3に対応する。ここで、加速度Kが所定値K0以上である場合には、ノックが発生したものと判断されて、ステップA70に進む。一方、加速度Kが所定値K0未満である場合には、ノックが発生していないものと判断されて、ステップA80に進む。
In step A60, the knock determination unit 4 determines whether or not the
なお、ステップA60において、加速度Kの振動波形〔図4(b)中に実線で示す〕から振動波形記憶部2bに記憶された乗り換え振動の波形を差し引いたもの〔図4(b)中に破線で示す〕を算出し、これに基づいてノックが発生したか否かを判定してもよい。すなわち、実測した振動から乗り換え振動を減じた振動波形のピーク値が所定値K0以上である場合には、乗り換え振動とほぼ同時にノックも発生したものと判断してもよい。
In step A60, the vibration waveform of acceleration K (indicated by a solid line in FIG. 4B) is subtracted from the waveform of the transfer vibration stored in the vibration
ステップA70では、点火時期制御部5において遅角制御が実施される。ここでは、点火プラグ14での点火時期がリタード方向に制御される。これにより、次回以降の燃焼サイクルではノックが発生しにくくなる。一方、ステップA80では、点火時期制御部5において進角制御が実施され、点火時期がアドバンス方向に制御される。この進角制御は、遅角制御によるリタード量を減少させる(点火時期を元に戻す)ように機能する。例えば、前回の演算周期で遅角制御が実施されてノックが発生しなくなると、その点火時期を少しずつ進角させるように働く。なお、それまでに遅角制御が実施されていない場合には、進角制御を実施しなくてもよい。上記のステップA70,A80を実行した後は、そのままこのフローを終了する。
In step A70, the ignition
ステップA90では、学習条件判定部3aにおいて、エンジン10の運転状態が学習領域内にあるか否かが判定される。このステップでの判定は、上記の学習条件1及び学習条件2に対応する。ここで、エンジン10の運転状態が学習領域外にある場合には、そのままこのフローを終了する。また、学習条件3はステップA40の判定ですでに成立しているものと判断され、ステップA90の条件が成立する場合にはステップA100に進む。
In step A90, the learning
ステップA100では、乗り換え振動学習部3bにおいて、乗り換え範囲と加速度Kの振動波形との学習が実施される。これにより、記憶部2に記憶されている乗り換え範囲の閾値θ1,θ2,θ3,θ4に実測情報が反映されるとともに、実際の乗り換え振動に対応する加速度Kの振動波形が学習される。なお、可変動弁装置19で位相角θVVTがゼロ以外の値に制御されている場合には、位相角θVVTのずれを考慮した学習が実施される。
In step A100, the transfer
[5.作用,効果]
(1)このような制御により、上記のエンジン制御装置1におけるノック制御では、乗り換え振動が生じるクランク角θの範囲が「乗り換え範囲」として記憶され、原則的には、乗り換え範囲内で検出された振動がノック判定から除外される。これにより、ノック判定部4が乗り換え振動をノックと間違えることがなくなり、すなわちノックの誤検出を減少させることができるとともに、ノックの判定精度を向上させることができる。また、ノックの誤検出が減少することから、エンジン10の制御性や燃費を向上させることができる。
[5. Action, effect]
(1) With such control, in the knock control in the
(2)また、上記のノック制御では、乗り換え範囲内で検出された振動が、エンジン10の燃焼サイクルに対応するような周期性を持った振動であるか否かが判定される。これにより、乗り換え範囲内で検出された振動が乗り換え振動であるか否かを精度よく把握することができ、乗り換え振動とノック振動との判別精度を向上させることができる。したがって、ノックの誤検出を減少させることができるとともに、ノックの判定精度を向上させることができる。
(2) Further, in the knock control described above, it is determined whether or not the vibration detected in the transfer range is a vibration having periodicity corresponding to the combustion cycle of the
(3)また、上記のエンジン制御装置1では、実測された振動の加速度Kの情報に基づき、クランク角範囲記憶部2aに記憶される乗り換え範囲が学習され、実情に沿った情報へと更新される。これにより、エンジン10の作動環境や経年変化による乗り換え振動の特性の変化を精度よく把握することができ、ノックの誤検出をさらに減少させることができ、ノックの検出精度を向上させることができる。
(3) Further, in the
(4)さらに、上記のエンジン制御装置1では、ノックセンサー25で検出される振動のうち、エンジン10の燃焼サイクルに対応するサイクルで周期的に発生した振動が「乗り換え振動」とみなされて、その乗り換え振動に基づく学習制御が実施される。このように、エンジン10の燃焼サイクルと振動の発生サイクルとを対応させるという制御構成により、クランク角範囲記憶部2aに記憶される乗り換え範囲の学習精度を高めることができ、ノックの検出精度を向上させることができる。
(4) Further, in the
(5)また、このような学習制御の実施条件に関して、上記のエンジン制御装置1では、図5に示すように、比較的ノックが発生しにくい低負荷の運転領域が学習領域として設定されている。これにより、学習精度をさらに向上させることができ、ノックの検出精度を向上させることができる。
(5) Further, regarding the execution conditions for such learning control, in the above-described
(6)同様に、上記のエンジン制御装置1では、図5に示すように、エンジン10の回転速度が低回転の運転領域が学習領域として設定されている。エンジン10の回転速度が低いほど、クランク角センサー26におけるクランク角θの検出精度が向上する。したがって、乗り換え範囲の閾値θ1,θ2,θ3,θ4の値をより正確なものとすることができ、ノックの検出精度を向上させることができる。
(6) Similarly, in the
(7)また、上記のエンジン制御装置1では、可変動弁装置19で制御される位相角θVVTを考慮して、ノック判定から除外するクランク角θの閾値が算出される。例えば、位相角θVVTがゼロであるときの乗り換え範囲が「θ1≦θ≦θ2」とすると、位相角θVVTがθVVT1に制御された場合には乗り換え範囲が「θ1−θVVT1≦θ≦θ2−θVVT1」に変更される。このように、位相角θVVTに応じてノック判定条件を変更することで、可変動弁装置19の作動状態や位相角θVVTの大小に関わらず、精度よくノックを検出することができる。
(7) In the
(8)また、上記のエンジン制御装置1では、図4(b)に示すように、加速度Kの振動波形から乗り換え振動の波形を差し引いたものを算出し、これに基づいてノックが発生したか否かを判定することも可能である。このような手法によれば、乗り換え振動とほぼ同時にノックが発生したような場合であっても、そのノックの発生を精度よく発見することができる。したがって、ノックの判定精度を向上させることができる。
(8) Further, in the
(9)また、ノック判定から除外されるクランク角θの範囲は、気筒毎に設定され、それぞれの気筒での乗り換えタイミングや実際に発生した加速度Kに応じて個々に学習される。このように、気筒毎にマスキングされるタイミングを調整することで、ノック制御が実施される範囲を可能な限り拡大することができ、ノックの検出精度を高めることができる。
さらに、同一気筒内に回転位相の異なるカムローブ18が設けられている場合には、カムローブ18毎に乗り換え範囲をノック判定から除外することで、ノックの検出精度を高めることができる。
(9) In addition, the range of the crank angle θ excluded from the knock determination is set for each cylinder, and is individually learned in accordance with the transfer timing in each cylinder and the actually generated acceleration K. In this way, by adjusting the masking timing for each cylinder, the range in which knock control is performed can be expanded as much as possible, and the detection accuracy of knock can be increased.
Further, when cam lobes 18 having different rotational phases are provided in the same cylinder, the detection accuracy of knocking can be improved by excluding the transfer range for each
(10)また、乗り換え時の加速度Kを気筒毎に検出し、最も加速度Kが高い気筒のみでのノック判定を禁止するような制御構成とすれば、ノックが実際に発生しているのではないかと疑わしい気筒のみを選択的に判定することができ、ノック判定の除外領域を削減することができる。これにより、エンジン10全体でのノック判定精度を向上させることができる。
(10) If the control configuration is such that the acceleration K at the time of transfer is detected for each cylinder and the knock determination is prohibited only in the cylinder having the highest acceleration K, the knock does not actually occur. Only the suspicious cylinders can be selectively determined, and the knock determination exclusion area can be reduced. Thereby, the knock determination accuracy in the
[6.変形例]
上述の実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ、上述の実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択してもよく、あるいは適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態ではノックセンサー25を備えたエンジン10を例示したが、エンジン10の振動を検出する手段はこれに限定されない。少なくともエンジン10のシリンダーブロックやシリンダーヘッドに作用する振動の変位,速度,加速度等を検出するセンサーが設けられていればよい。この場合、センサーから伝達される検知信号に基づいて、エンジン制御装置1の内部でエンジン10の振動に対応する変位情報,速度情報,加速度情報等を演算するような制御構成としてもよい。つまり、エンジン10の振動を検出する手段がソフトウェアであってもよい。
[6. Modified example]
The above-described embodiment can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof, and each configuration of the above-described embodiment may be selected or combined as appropriate.
For example, although the
また、上述の実施形態のノック制御では、ノックが発生したときに点火プラグ14での点火時期が遅角方向に制御され、ノックが発生していないときに進角方向に制御されているが、具体的な制御手法はこれに限らず種々考えられ、公知のノック制御における制御手法を適用可能である。
In the knock control of the above-described embodiment, when the knock occurs, the ignition timing at the
また、上述の実施形態のクランク角範囲記憶部2aは、乗り換え振動が生じるクランク角θの範囲を乗り換え範囲として記憶しているが、クランク角θの代わりにカム軸の回転角や時間の範囲を記憶するものとしてもよい。少なくとも、乗り換え振動が生じるタイミングに相関するパラメーターの範囲を記憶するものであれば、実測された振動と乗り換え振動とを判別することができる。
In addition, the crank angle
さらに、上述の実施形態では、乗り換え振動の加速度Kの波形を振動波形記憶部2bに記憶させたものを示したが、ここに記憶される振動の波形は加速度Kの波形に限定されない。例えば、振動の変位や速度の波形を記憶させてもよい。なお、振動波形記憶部2bに記憶される振動の波形は、ノックの有無を判定するための加速度Kの実測値から乗り換え振動を除外するための情報であることから、上記の判定条件3に係る判定対象となるパラメーターについての波形を記憶させることが好ましい。
Further, in the above-described embodiment, the waveform of the acceleration K of the transfer vibration is stored in the vibration
なお、上述の実施形態では、火花点火式のエンジン10(例えばガソリンエンジン)に適用されたノック検出装置を示したが、エンジン10の代わりに他の種類,形式の内燃機関(例えば、ディーゼルエンジン)に適用することも可能である。したがって、本実施形態のエンジン制御装置1で判定可能なノックの種類としては、高速ノック(高回転域で発生するノック),低速ノック(低回転域で発生するノック)だけでなく、ディーゼルノック等も挙げることができる。
In the above-described embodiment, the knock detection device applied to the spark ignition type engine 10 (for example, a gasoline engine) is shown, but other types and types of internal combustion engines (for example, diesel engines) are used instead of the
1 エンジン制御装置
2 記憶部(記憶手段)
3 学習部(学習手段)
4 ノック判定部(判定手段)
5 点火時期制御部
10 エンジン
14 点火プラグ
16 タペット
18 カムローブ
18a ベース円部
18b バルブリフト部
19 可変動弁装置(位相制御手段,動弁機構)
20 ローラー
25 ノックセンサー(検出手段)
26 クランク角センサー
DESCRIPTION OF
3 learning part (learning means)
4 knock determination unit (determination means)
DESCRIPTION OF
20
26 Crank angle sensor
Claims (9)
前記エンジンの振動を検出する検出手段と、
前記従動部材との接点が前記ローラー及び前記カムローブの何れか一方から他方へと移動するクランク角範囲を記憶する記憶手段と、
前記検出手段で検出された前記振動の大きさに基づき、前記エンジンのノックの有無を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段が、前記ノックの判定を停止するための条件として、前記検出手段で検出された前記振動が前記クランク角範囲内で検出されたことを判定する
ことを特徴とする、ノック検出装置。 A knock detection device for an engine, comprising: a cam lobe having a cam structure with a roller having a cam lobe for converting the rotational motion of the cam shaft into a reciprocating motion of a driven member; and a roller pivotally supported by the cam lobe.
Detecting means for detecting vibrations of the engine;
Storage means for storing a crank angle range in which a contact point with the driven member moves from one of the roller and the cam lobe to the other;
Determination means for determining the presence or absence of knocking of the engine based on the magnitude of the vibration detected by the detection means,
The knock detection apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines that the vibration detected by the detection unit is detected within the crank angle range as a condition for stopping the determination of the knock.
ことを特徴とする、請求項1記載のノック検出装置。 The determination unit determines that the vibration detected by the detection unit is detected at a period corresponding to a combustion cycle of the engine as a condition for stopping the determination of the knock. The knock detection device according to claim 1.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のノック検出装置。 The knock detection device according to claim 1 or 2, further comprising learning means for learning the crank angle range stored in the storage means based on the vibration detected by the detection means.
ことを特徴とする、請求項3記載のノック検出装置。 The learning means learns the crank angle range based on vibrations detected at a period corresponding to a combustion cycle of the engine among the vibrations detected by the detection means. The knock detection device according to the description.
ことを特徴とする、請求項3又は4記載のノック検出装置。 The knock detection device according to claim 3 or 4, wherein the learning means learns the crank angle range when a load of the engine is less than a predetermined load.
ことを特徴とする、請求項3〜5の何れか1項に記載のノック検出装置。 The knock detection device according to any one of claims 3 to 5, wherein the learning means learns the crank angle range when a rotation speed of the engine is less than a predetermined speed.
前記判定手段が、前記位相制御手段で制御された前記開閉位相を考慮して前記ノックの有無を判定する
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載のノック検出装置。 Phase control means for controlling the opening and closing phase of the valve of the valve mechanism,
The knock detection device according to claim 1, wherein the determination unit determines the presence or absence of the knock in consideration of the opening / closing phase controlled by the phase control unit.
前記判定手段は、前記検出手段で検出された前記振動の波形から、前記記憶手段に記憶された前記乗り換え振動の波形を差し引いた波形に基づき、前記ノックの有無を判定する
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載のノック検出装置。 The storage means stores a waveform of a transfer vibration generated when a contact point with the driven member moves from one of the roller and the cam lobe to the other,
The determination means determines the presence or absence of the knock based on a waveform obtained by subtracting the waveform of the transfer vibration stored in the storage means from the vibration waveform detected by the detection means, The knock detection device according to any one of claims 1 to 7.
ことを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載のノック検出装置。 The knock according to any one of claims 1 to 8, wherein the determination means determines a cylinder in combustion from a combustion cycle of the engine and determines the presence or absence of the knock for each cylinder. Detection device.
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