JP6429938B1 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の運転状態が定常状態での点火時期学習値算出において、ノック判定閾値の下限クリップ値が弊害となる状況を回避できる内燃機関の制御装置を得る。
【解決手段】点火時期学習値に基づいてノック判定閾値の下限クリップ値を算出する下限クリップ値算出部を備え、運転状態検出部により過渡状態であると判定された場合に、ノック判定閾値に下限クリップ値を適用する。
【選択図】図3A control device for an internal combustion engine capable of avoiding a situation in which a lower limit clip value of a knock determination threshold value is detrimental in calculating an ignition timing learning value when the operation state of the internal combustion engine is in a steady state.
A lower limit clip value calculation unit that calculates a lower limit clip value of a knock determination threshold value based on an ignition timing learned value, and when the operation state detection unit determines that the state is a transient state, the lower limit clip value is determined. Apply clip values.
[Selection] Figure 3
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関で発生するノックを検出する内燃機関のノック検出装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a knock detection device for an internal combustion engine that detects a knock generated in the internal combustion engine.
従来から、内燃機関(以下、エンジンとも称する。)にて発生するノック現象を振動センサにて検出する方法が知られている。これは、エンジンの運転中にノックが発生すると、エンジンやノックの振動モードに応じた固有周波数の振動が発生することを利用して、所定のノック検出ウィンドウにおける固有周波数の振動成分を抽出することでノック検出を行うものである。固有周波数の振動レベルの抽出には、アナログのバンドパスフィルタ回路を用いた方法や、STFT(short-time Fourier transform:短時間フーリエ変換)、DFT(discrete Fourier transform:離散フーリエ変換)などのデジタル信号処理の実施が一般的に知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method for detecting a knock phenomenon occurring in an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) with a vibration sensor is known. This is to extract the vibration component of the natural frequency in the predetermined knock detection window by using the vibration of the natural frequency corresponding to the vibration mode of the engine and the knock when the knock occurs during the operation of the engine. In this case, knock detection is performed. For the extraction of the vibration level of the natural frequency, a digital signal such as a method using an analog band-pass filter circuit, STFT (short-time Fourier transform), DFT (discrete Fourier transform), etc. The implementation of the process is generally known.
そして、例えば実公平6−41151号公報(特許文献1)に開示されているように、振動レベルの抽出により得られた値(以下、ノック信号と称する。)を点火毎にフィルタ処理することでノック信号のフィルタ値を求め、このフィルタ値を基に算出されるノック判定閾値とノック信号とを比較することによりノックの発生を判定する方法がある。この方法では、フィルタ処理にて使用するフィルタ係数を過渡状態時に小さくするように補正することで、過渡状態においてノック信号のフィルタ値に反映させるノック信号の割合を増大させることにより、ノック信号のフィルタ値の追従を早めて、過渡状態でのノック判定の精度を向上させるようにしている。 Then, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 6-41151 (Patent Document 1), a value obtained by extracting the vibration level (hereinafter referred to as a knock signal) is filtered for each ignition. There is a method of determining the occurrence of knock by obtaining a filter value of a knock signal and comparing the knock determination threshold calculated based on the filter value with the knock signal. In this method, the filter coefficient used in the filter processing is corrected so as to be reduced in the transient state, thereby increasing the ratio of the knock signal reflected in the filter value of the knock signal in the transient state, thereby filtering the knock signal. The follow-up of the value is accelerated so that the accuracy of knock determination in a transient state is improved.
ただし、過渡状態と判定される同じエンジン回転数または負荷の変化率でも、低速時と高速時では要求されるノック信号のフィルタ値の追従性が異なり、例えばエンジン回転数が低回転から高回転へ変化するが、エンジン回転、負荷がそれほどの過渡状態ではなくても、エンジン回転数が低回転の領域においてはノック信号のフィルタ値の早い追従性が必要となる場合がある。そのような場合に、ノック信号のフィルタ値の早い追従性が必要であるのに、それほどの過渡状態ではないのでフィルタ係数の補正量は小さくて、フィルタ係数の補正が十分ではないために、前記特許文献1の開示技術ではノック信号のフィルタ値の追従遅れによりノックを誤判定する課題が生じる。
However, even with the same engine speed or load change rate determined as a transient state, the followability of the filter signal of the knock signal required at low speed and high speed is different. For example, the engine speed is changed from low to high. Although it changes, even if the engine speed and the load are not so transient, it may be necessary to quickly follow the filter value of the knock signal in the region where the engine speed is low. In such a case, a quick followability of the filter value of the knock signal is necessary, but since it is not so transient, the correction amount of the filter coefficient is small and the correction of the filter coefficient is not sufficient. In the technique disclosed in
これに対して、特開平10−259778号公報(特許文献2)では、ノック判定閾値に下限クリップ値を設定する方法が提案されている。この特許文献2の方法によれば、ノック判定閾値が下限クリップ値(特許文献2中の下限ガードA)未満の場合は、下限クリップ値をノック判定閾値とし、かつフィルタ係数を小さくするようにしている。これにより、ノック判定閾値が下限クリップ値より低い状態から加速する際に、それほどの過渡状態でなくても、ノック信号のフィルタ値の追従性を向上させることができ、ノックを誤判定するのを防止できる。 On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 10-259778 (Patent Document 2) proposes a method of setting a lower limit clip value as a knock determination threshold value. According to the method of Patent Document 2, when the knock determination threshold is less than the lower limit clip value (the lower limit guard A in Patent Document 2), the lower limit clip value is set as the knock determination threshold and the filter coefficient is decreased. Yes. As a result, when accelerating from a state where the knock determination threshold is lower than the lower limit clip value, the followability of the filter value of the knock signal can be improved even if it is not so transient, and the knock is erroneously determined. Can be prevented.
この発明が解決しようとする課題の説明に際し、まずは所定の定常状態における点火時期とノック信号の関係について説明する。
図10は、エンジン回転数と充填効率が概ね一定である所定の定常状態における点火時期とノック信号の関係を示すイメージ図で、横軸は点火時期、縦軸はノック信号を示している。そして、図10の符号aで示す太線はノック信号の平均値(≒ノック信号のフィルタ値)、同図の符号bで示す2点鎖線はノック信号(ノック発生時のノック信号は除く)の上側分布を示し、符号bで示す2点鎖線と符号aで示す平均値の差分はノック信号の上側分布幅を示す。そして、図10の符号cで示す1点鎖線はノック信号の下側分布を示し、符号aで示す平均値と符号cで示す1点鎖線の差分はノック信号の下側分布幅を示している。
In describing the problem to be solved by the present invention, first, the relationship between the ignition timing and the knock signal in a predetermined steady state will be described.
FIG. 10 is an image diagram showing the relationship between the ignition timing and the knock signal in a predetermined steady state where the engine speed and the charging efficiency are substantially constant, where the horizontal axis indicates the ignition timing and the vertical axis indicates the knock signal. 10 indicates the average value of the knock signal (≈the filter value of the knock signal), and the two-dot chain line indicated by the symbol b in FIG. 10 indicates the upper side of the knock signal (excluding the knock signal when the knock occurs). The difference between the two-dot chain line indicated by the symbol b and the average value indicated by the symbol a indicates the upper distribution width of the knock signal. 10 indicates the lower distribution of the knock signal, and the difference between the average value indicated by the reference a and the one-dot chain line indicated by the reference c indicates the lower distribution width of the knock signal. .
また、図10において、IG2は、エンジン制御定数を適合する際の標準条件(オクタン価、吸気温、エンジン油温、水温など)においてノックが発生し始める点火時期を示している。そして、IG1は、前記標準条件よりも低オクタン価、高吸気温、高エンジン油温、水温などの条件であってノックが発生し始める点火時期がIG2よりも遅角側に位置する場合の点火時期である。また、IG3は、前記標準条件よりも高オクタン価、低吸気温、低エンジン油温、水温などの条件であってノックが発生し始める点火時期がIG2よりも進角側に位置する場合の点火時期である。 Further, in FIG. 10, IG2 indicates an ignition timing at which knocking begins to occur under standard conditions (octane number, intake air temperature, engine oil temperature, water temperature, etc.) when the engine control constant is adapted. IG1 is an ignition timing when the ignition timing at which knocking begins to occur on the retard side of IG2 under conditions such as a lower octane number, a higher intake air temperature, a higher engine oil temperature, and a water temperature than the standard conditions. It is. In addition, IG3 is an ignition timing when the ignition timing at which knocking begins to occur on the more advanced side than IG2 under conditions such as a higher octane number, lower intake air temperature, lower engine oil temperature, and water temperature than the standard conditions. It is.
ノック信号の平均値および上側分布幅について、図10に示すように、IG2の場合に対してIG1の場合の方がノック信号の平均値および上側分布幅は小さくなり、また、IG2の場合に対してIG3の場合の方がノック信号の平均値および上側分布幅は大きくなる。なお、ノックが発生し始める点火時期については、一般的に知られている点火時期学習値を用いればよく、例えば、定常状態における所定サイクル間の点火遅角量(本明細書では負値とする)の平均値を算出し、所定サイクル間の点火遅角量の平均値がゼロであれば点火時期学習値は正値方向(点火進角側)に更新し、所定サイクル間の点火遅角量の平均値が所定値より小さければ負値方向(点火遅角側)に更新する方法がある。 As shown in FIG. 10, the average value and the upper distribution width of the knock signal are smaller in the case of IG1 than in the case of IG2, and the average value and the upper distribution width of the knock signal are smaller than those in the case of IG2. In the case of IG3, the average value of the knock signal and the upper distribution width are larger. For the ignition timing at which knocking starts to occur, a generally known ignition timing learning value may be used. For example, the ignition delay amount during a predetermined cycle in a steady state (in this specification, a negative value is used). ), The ignition timing learning value is updated in the positive value direction (ignition advance side) if the average value of the ignition delay amount during a predetermined cycle is zero, and the ignition delay amount during the predetermined cycle is updated. If the average value is smaller than a predetermined value, there is a method of updating in the negative value direction (ignition retarding side).
ここで、ノック判定閾値を、ノック信号の平均値とノック信号の上側分布幅を基に算出するものとし、ノック判定閾値の下限クリップ値はノック信号の上側分布幅に適用する場合を考えると、ノック発生時のノック信号の検出を阻害しないことを考慮して、ノック判定閾値の下限クリップ値は、図10のノック信号の上側分布幅よりも僅かに大きい値に設定し、そして点火時期学習値に応じて可変とすることが望ましいと考えられる。 Here, assuming that the knock determination threshold is calculated based on the average value of the knock signal and the upper distribution width of the knock signal, and the lower limit clip value of the knock determination threshold is applied to the upper distribution width of the knock signal, In consideration of not inhibiting the detection of the knock signal when the knock occurs, the lower limit clip value of the knock determination threshold is set to a value slightly larger than the upper distribution width of the knock signal in FIG. 10, and the ignition timing learning value It is considered desirable to be variable depending on the situation.
しかしながら、前記特許文献2では、ノック判定閾値の下限クリップ値は定数であり、何らかのパラメータに応じて可変とする内容は考慮されていない。よって、例えば図10のIG2の場合に基づいてノック判定閾値の下限クリップ値を設定した場合には、下記の課題が生じる。 However, in Patent Document 2, the lower limit clip value of the knock determination threshold is a constant, and the contents that can be changed according to some parameter are not considered. Therefore, for example, when the lower limit clip value of the knock determination threshold is set based on the case of IG2 in FIG.
図11は、前記特許文献2などの従来技術において、点火時期学習値が遅角側である場合の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートを示している。タイムチャートは上段、中段、下段の3つを記載している。上段は、横軸が時間、縦軸はエンジン回転数、充填効率などの運転状態値のタイムチャートである。中段は、横軸が時間、縦軸はノック信号のタイムチャートであり、本タイムチャート間に計6発のノックが発生している状態を示している。また、中段の符号dで示す太線はノック信号のフィルタ値、符号eで示す長破線はノック判定閾値を示している。下段は、横軸が時間、縦軸はノック強度のタイムチャートである。ノック強度は、例えば、ノック信号がノック判定閾値を上回る分の値に対して所定のゲインを乗じて算出する。 FIG. 11 is a time chart schematically showing a steady state → transient state → steady state when the ignition timing learning value is on the retard side in the prior art such as Patent Document 2 described above. The time chart describes three parts, an upper stage, a middle stage, and a lower stage. In the upper stage, the horizontal axis is time, and the vertical axis is a time chart of operating state values such as engine speed and charging efficiency. In the middle stage, the horizontal axis is time, and the vertical axis is a knock signal time chart, and shows a state where a total of six knocks are generated between the time charts. In addition, a thick line indicated by a symbol d in the middle stage indicates a filter value of the knock signal, and a long broken line indicated by a symbol e indicates a knock determination threshold. In the lower part, the horizontal axis is time, and the vertical axis is a knock intensity time chart. The knock intensity is calculated, for example, by multiplying a value corresponding to the knock signal exceeding the knock determination threshold by a predetermined gain.
点火時期学習値が遅角側である場合には、本来ならば、例えば図10のIG1に応じたノック判定閾値の下限クリップ値が設定されるべきところで、それよりも大きいIG2に応じたノック判定閾値の下限クリップ値が設定されている。よって、図11の中段、下段に示すとおり、ノック判定閾値の下限クリップ値が大きすぎてノックを検出できない課題が生じる。 If the ignition timing learned value is on the retard side, for example, the lower limit clip value of the knock determination threshold corresponding to IG1 in FIG. 10 should be set, and knock determination corresponding to IG2 larger than that is set. The lower limit clip value of the threshold is set. Therefore, as shown in the middle and lower stages of FIG. 11, there is a problem that the lower limit clip value of the knock determination threshold is too large to detect the knock.
図12は、前記特許文献2などの従来技術において、点火時期学習値が進角側である場合の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートを示している。タイムチャートは図11と同様に上段、中段、下段の3つを記載しており、各タイムチャートの横軸、縦軸等は図11と同様であるが、図12では本タイムチャート間にノックが未発生の状態を示している。 FIG. 12 is a time chart schematically showing a steady state → transient state → steady state when the ignition timing learning value is on the advance side in the prior art such as Patent Document 2 described above. The time chart shows the upper, middle, and lower stages in the same manner as FIG. 11. The horizontal axis and vertical axis of each time chart are the same as those in FIG. 11, but in FIG. Indicates a non-occurring state.
点火時期学習値が進角側である場合には、本来ならば例えば図10のIG3に応じたノック判定閾値の下限クリップ値が設定されるべきところで、それよりも小さいIG2に応じたノック判定閾値の下限クリップ値が設定されている。よって、図12の中段、下段に示すとおり、ノック判定閾値の下限クリップ値が小さすぎてノックを誤検出してしまう課題がある。さらに、ノックが発生した時のノック信号によってノック信号のフィルタ値が不要に上昇させない目的で、ノックが発生したと判定した時のフィルタ係数をノックが発生してないと判定した時のフィルタ係数よりも大きくするようにした場合では、ノックの誤検出によりノック信号のフィルタ値の追従がさらに遅れてしまう課題がある。 When the ignition timing learning value is on the advance side, if the lower limit clip value of the knock determination threshold value corresponding to IG3 in FIG. 10 should be set, for example, the knock determination threshold value corresponding to IG2 smaller than that is set. The lower limit clip value is set. Therefore, as shown in the middle and lower stages of FIG. 12, there is a problem that the lower limit clip value of the knock determination threshold is too small to erroneously detect knock. Furthermore, for the purpose of not unnecessarily increasing the filter value of the knock signal due to the knock signal when the knock occurs, the filter coefficient when determining that the knock has occurred is more than the filter coefficient when determining that the knock has not occurred. In the case of increasing the value, there is a problem that the tracking of the filter value of the knock signal is further delayed due to erroneous detection of the knock.
上述した課題に対して、点火時期学習値からノック判定閾値の下限クリップ値を算出することで、点火時期学習値が進角側である場合でも、点火時期学習値が遅角側である場合でも、適切なノック判定閾値の下限クリップ値を適用することができる。 In response to the above-described problem, by calculating the lower limit clip value of the knock determination threshold value from the ignition timing learned value, even when the ignition timing learned value is on the advance side, or even when the ignition timing learned value is on the retard side A lower limit clip value of an appropriate knock determination threshold can be applied.
ただし、点火時期学習値からノック判定閾値の下限クリップ値を算出する手段を備えても以下の課題が生じる。
ノックが発生し始める点火時期が図10のIG1側にある場合には、本来ならば定常状態にてノックを検出して点火遅角量が算出され、点火学習値がゼロ値(=点火時期がIG2)からIG1側に順次更新されるべきところ、IG2でのノック判定閾値の下限クリップ値が適用されることで、IG2より遅角側でノックを検出しなくて点火遅角量が算出されないので、点火学習値がIG1側の値に至らない。つまり、点火時期学習値から下限クリップ値を算出する手段を備えるのみでは、下限クリップ値の適用によって点火学習値がゼロ値よりも点火遅角側に学習できないという課題がある。
However, the following problem arises even if a means for calculating the lower limit clip value of the knock determination threshold value from the ignition timing learned value is provided.
When the ignition timing at which knocking begins to occur is on the IG1 side in FIG. 10, the ignition retard amount is calculated by detecting knock in a steady state, and the ignition learning value is zero (= the ignition timing is Since the lower limit clip value of the knock determination threshold value at IG2 is applied to the IG1 side from IG2) to the IG1 side, the ignition retard amount is not calculated without detecting knock on the retard side from IG2. The ignition learning value does not reach the value on the IG1 side. That is, there is a problem that the ignition learning value cannot be learned from the zero value to the ignition delay side by applying the lower limit clip value only by providing means for calculating the lower limit clip value from the ignition timing learned value.
そこでこの発明は、前記課題を解決するためになされたもので、内燃機関の運転状態が定常状態での点火時期学習値算出において、ノック判定閾値の下限クリップ値が弊害となる状況を回避できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an internal combustion engine that can avoid a situation in which the lower limit clip value of the knock determination threshold value is detrimental in the ignition timing learning value calculation when the operation state of the internal combustion engine is in a steady state. An object of the present invention is to provide an engine control device.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態を示す運転状態値を算出して定常状態および過渡状態を判定する運転状態判定部と、エンジンのシリンダ内で発生する振動又は圧力波を振動データとして検出する振動データ検出部と、前記振動データからノックの特徴的な振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理部と、前記ノック信号を点火毎にフィルタ処理して平均値を算出する平均値算出部と、前記ノック信号と前記平均値の偏差を点火毎にフィルタ処理して標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記平均値と前記標準偏差を用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出部と、前記ノック信号と前記ノック判定閾値とを比較してノックの発生有無を判定し、ノック強度に応じた信号を出力するノック発生有無判定部と、前記ノック判定閾値の前回値と前記ノック信号との比較結果に応じて、前記フィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、前記ノック発生有無判定部から出力されたノック強度に応じた信号により、1点火毎のノック強度に応じた点火時期の遅角量あるいは進角量を算出する1点火毎点火遅角量算出部と、前記運転状態判定部にて定常状態と判定された場合に、前記1点火毎点火遅角量算出部で算出された点火時期の遅角量あるいは進角量を学習して点火時期学習値の遅角量あるいは進角量を更新する点火時期学習値更新部と、前記点火時期学習値から前記ノック判定閾値の下限クリップ値を算出する下限クリップ値算出部と、を備え、
前記ノック判定閾値の算出に際して、前記運転状態判定部により過渡状態であると判定された場合に、前記ノック判定閾値を前記下限クリップ値にすることを特徴とする。
The control device for an internal combustion engine according to the present invention includes an operation state determination unit that calculates an operation state value indicating an operation state of the internal combustion engine and determines a steady state and a transient state, and a vibration or pressure wave generated in a cylinder of the engine. A vibration data detection unit that detects the vibration data as a vibration data, a vibration data processing unit that extracts a knocking characteristic vibration component from the vibration data to obtain a knock signal, and an average value obtained by filtering the knock signal for each ignition. An average value calculating unit that calculates a standard deviation by filtering a difference between the knock signal and the average value for each ignition, and a knock determination threshold value using the average value and the standard deviation a knock determination threshold value calculation unit for calculating, said by comparing the knock signal and the knock determination threshold value to determine the occurrence or non-occurrence of knocking, knock onset of outputting a signal corresponding to the knock intensity A determining unit, according to a result of comparison between the knock signal and the previous value of the knock determination threshold value, a filter coefficient calculator for calculating a filter coefficient used for the filtering process, output from the knock determining unit An ignition retard amount calculation unit for each ignition that calculates a retard amount or an advance amount of the ignition timing according to the knock intensity for each ignition by a signal corresponding to the knock intensity, and a steady state in the operating state determination unit and when it is determined to update the retard amount or the advance amount of said each ignition spark retard amount calculated retardation amount of the ignition timing calculated by the unit or the advance amount of the learning ignition timing learning value An ignition timing learning value update unit, and a lower limit clip value calculation unit that calculates a lower limit clip value of the knock determination threshold from the ignition timing learning value,
When calculating the knock determination threshold value, when it is determined that the transient state by the driving state judging unit, characterized in that the knock determination threshold value to the lower limit clip value.
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、点火時期学習値に応じてノック判定閾値の下限クリップ値を算出することにより、点火時期学習値によって変化するノック信号および上側分布幅に対応した適切な下限クリップ値を算出できる。そして、内燃機関の運転状態を示す運転状態値が過渡状態であると判定された場合にノック判定閾値を下限クリップ値にすることで、定常状態での点火時期学習値算出においてノック判定閾値の下限クリップ値が弊害となる状況を回避できる効果が得られる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, by calculating the lower limit clip value of the knock determination threshold value according to the ignition timing learned value, the knock signal that changes depending on the ignition timing learned value and the appropriate distribution corresponding to the upper distribution width can be obtained. The lower limit clip value can be calculated. And when it determines with the driving | running state value which shows the driving | running state of an internal combustion engine being a transient state, by making a knock determination threshold value into a lower limit clip value , in calculation of the ignition timing learning value in a steady state, the lower limit of the knock determination threshold value An effect of avoiding a situation in which the clip value is harmful can be obtained.
以下、この発明に係る内燃機関の制御装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Preferred embodiments of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエンジンを概略的に示す構成図であり、図2は、実施の形態1に係るエンジン制御部を概略的に示す構成図である。
図1において、エンジン1の吸気系の上流に吸入空気流量を調整するために電子的に制御される電子制御式スロットルバルブ(以下、スロットルバルブと称する。)2が設けられている。また、スロットルバルブ2の開度を検出するために、スロットル開度センサ3が設けられている。なお、スロットルバルブ2の代わりに図示しないアクセルペダルに直接ワイヤで繋がれた機械式スロットルバルブを用いてもよい。
1 is a block diagram schematically showing an engine according to
In FIG. 1, an electronically controlled throttle valve (hereinafter referred to as a throttle valve) 2 that is electronically controlled to adjust the intake air flow rate is provided upstream of the intake system of the
更に、スロットルバルブ2の上流には吸入空気流量を検出するエアフロセンサ4が設けられており、スロットルバルブ2の下流のエンジン1側には、サージタンク5内の圧力を検出するインマニ圧センサ6が設けられている。なお、エアフロセンサ4とインマニ圧センサ6に関しては、両方とも設けてもよいし、何れか一方のみが設けられていてもよい。
Further, an
サージタンク5の下流の吸気ポートに設けられた吸気バルブには、吸気バルブの開閉タイミングやリフト量を可変制御できる可変吸気バルブ機構7が取り付けられており、また、吸気ポートには燃料を噴射するインジェクタ8が設けられている。なお、インジェクタ8はエンジン1のシリンダ内に直接噴射できるように設けられてもよい。更に、エンジン1には、エンジン1のシリンダ内の混合気に点火するための点火コイル9および点火プラグ10、エンジン回転数やクランク角度を検出するためにクランク軸に設けられたプレートのエッジを検出するクランク角センサ11、エンジン1のシリンダ内で発生する振動を振動データとして検出する振動データ検出部、即ち、ノックセンサ12、排気ガスに含まれる気体の状態(以下、A/Fと称する。)を検出するA/Fセンサ13が設けられている。なお、ノックセンサ12の代わりに、例えばシリンダ内の圧力波を振動データとして計測する筒内圧センサを設けてもよい。
A variable intake valve mechanism 7 capable of variably controlling the opening / closing timing and lift amount of the intake valve is attached to the intake valve provided in the intake port downstream of the
図2は、エンジン制御部を概略的に示す構成図である。この図2おいて、エアフロセンサ4で検出された吸入空気流量、インマニ圧センサ6で検出されたインマニ圧、スロットル開度センサ3で検出されたスロットルバルブ2の開度、クランク角センサ11より出力されるクランク軸に設けられたプレートのエッジに同期したパルス、ノックセンサ12で検出された振動データ、およびA/Fセンサ13で検出されたA/Fを示す各状態量は、電子制御ユニット(以下、ECUと称する。)14に入力される。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the engine control unit. In FIG. 2, the intake air flow rate detected by the
また、前記以外の各種センサからもECU14に検出値が入力され、さらに、他のコントローラ(例えば、自動変速機制御、ブレーキ制御、トラクション制御等の制御システム)からの信号も入力される。ECU14では、アクセル開度やエンジン1の運転状態などを基にして目標スロットル開度が算出されてスロットルバルブ2を制御する。また、その時の運転状態に応じて、吸気バルブの開閉タイミングを可変制御する可変吸気バルブ機構7は制御され、目標空燃比を達成するようにインジェクタ8は駆動され、目標点火時期を達成するように点火コイル9への通電が行われる。なお、後述の方法でノックが検出された場合には、目標点火時期を遅角側に設定することによりノックの発生を抑制する制御も行われる。さらに、前記以外の各種アクチュエータへの指示値も算出される。
Also, detection values are input to the
次に、図3を参照しながらECU14で行うノック制御の概要について説明する。
図3はノック制御全体の構成を示したブロック図である。図3において、符号12および14は、それぞれ図1、図2で説明したノックセンサおよびECUを示している。
ここで、ECU14内のノック制御部の構成について説明する。ECU14はマイクロコンピュータ14Aと各種I/F回路14Bを備え、マイクロコンピュータ14Aは、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部、制御プログラムや制御定数を記憶しておくROM領域、プログラムを実行した際の変数を記憶しておくRAM領域等から構成されている。また、各種I/F回路14Bにおけるノック制御用のI/F回路15は、振動データの高周波成分を除去するためのローパスフィルタ(以下、LPFと称する。)で構成されている。
Next, an outline of knock control performed by the
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the entire knock control. In FIG. 3,
Here, the structure of the knock control part in ECU14 is demonstrated. The
マイクロコンピュータ14AのA/D変換は、A/D変換部16により、一定の時間間隔(例えば、10μsや20μs等)毎に実行される。I/F回路15、即ち、LPF15には、A/D変換部16で全振動データを取り込むために、例えば、2.5Vにバイアス(振動データの中心を2.5Vにする)しておく機能、2.5Vを中心に0〜5Vの範囲に振動データが収まるように、振動データが小さい場合には2.5Vを中心に増幅し、大きい場合には2.5Vを中心に減少させるゲイン変換機能も含まれている。なお、A/D変換部16でのA/D変換は、常時実施するようにしておいて、ノック検出ウィンドウ(本実施例ではATDC(After Top Dead Center:上死点後)−10°CAからATDC80°CAとする)の振動データのみ振動データ処理部17以降へ送るようにしても良いし、ノック検出ウィンドウのみA/D変換を行い振動データ処理部17以降へ送るようにしても良い。
The A / D conversion of the
振動データ処理部17では、デジタル信号処理による時間−周波数解析が実施される。このデジタル信号処理として、例えば、STFTやDFTにより、複数の固有周波数のスペクトル列が算出され、固有周波数のスペクトル列毎にピーク値を算出し、固有周波数毎のノック信号として出力する。なお、デジタル信号処理としては、IIR(Infinite impulse response:無限インパルス応答)フィルタやFIR(Finite impulse response:有限インパルス応答)フィルタを用いることで固有周波数の振動レベルを抽出するようにしてもよい。なお、振動データ処理部17の演算は、A/D変換を実施しながら処理してもよいし、エンジン1の回転に同期した割込み処理にてまとめて実施しても良い。
The vibration
そして、複数のセンサ(例えば、図2に示すスロットル開度センサ3、エアフロセンサ4、インマニ圧センサ6、クランク角センサ11)の信号より検出された複数の運転状態値を用いて、運転状態判定部18にて後述する過渡補正係数K_thの算出と、運転状態の判定を実施し、その結果をフィルタ係数算出部19、下限クリップ値算出部20、点火時期学習値更新部21へ送る。なお、運転状態判定部18における過渡補正係数K_thの算出から、下限クリップ値算出部20における下限クリップ値MINCLIPまでのフローについては後述する。
Then, the driving state determination is performed using a plurality of driving state values detected from signals of a plurality of sensors (for example,
平均値算出部および標準偏差算出部22では、ノック判定閾値VTHの算出にて使用するノック信号のフィルタ値VBGLと標準偏差VSGMを算出する。ノック信号のフィルタ値VBGL、標準偏差VSGMは複数の固有周波数の各々で下記式(1)〜(3)を用いて算出する。まず、サイクルごと(気筒別にノック判定閾値を算出しない内燃機関の制御装置である場合は行程ごととなる)に算出されたノック信号に対するフィルタ処理を行い平均化する。
The average value calculation unit and the standard
ノック判定閾値算出部23では、下記式(4)にてノック判定閾値VTHを算出する。
The knock determination threshold
なお、第1フィルタ係数K1、第2フィルタ係数K2は、式(1)の実施より前にフィルタ係数算出部19にて算出されるものであり、フィルタ係数算出部19については後述する。また、本実施の形態では、式(4)に示すように、ノック信号の上側分布幅に相当する箇所に下限クリップ値を使用しているが、VTH自体に下限クリップ値を使用する構成にしてもよい。
The first filter coefficient K1 and the second filter coefficient K2 are calculated by the filter
ノック発生有無判定部24では、ノック信号VPとノック判定閾値VTHを比較して下記式(5)によりノックの発生有無を判定し、ノック強度に応じた信号を出力する。
The knock occurrence presence /
1点火毎点火遅角量算出部25では、ノック発生有無判定部24から出力されたノック強度に応じた信号から下記式(6)により1点火毎のノック強度に応じた点火遅角量を算出する。
The ignition retard
なお、ΔθR(n)>0の場合はΔθR(n)に応じて点火時期を遅角し、ΔθR(n)=0の場合は所定分だけ点火を進角側に復帰させる。 When ΔθR (n)> 0, the ignition timing is retarded according to ΔθR (n), and when ΔθR (n) = 0, the ignition is returned to the advance side by a predetermined amount.
点火時期学習値更新部21では、所定期間続けて定常状態と判定して、この所定期間中に1点火毎点火遅角量算出部25で算出された所定期間の1点火毎点火遅角量ΔθRの平均値(負値)が所定値より小さい場合は点火時期学習値を遅角側に所定量更新し、所定期間中に1点火毎点火遅角量算出部25で算出された所定期間の1点火毎点火遅角量ΔθRの平均値がゼロの場合は点火時期学習値を進角側に所定量更新する。
The ignition timing learning
以上において、A/D変換部16、振動データ処理部17、運転状態判定部18、フィルタ係数算出部19、下限クリップ値算出部20、点火時期学習値更新部21、平均値算出部および標準偏差算出部22、ノック判定閾値算出部23、ノック発生有無判定部24、および1点火毎点火遅角量算出部25により、デジタル信号処理による周波数解析結果を用いたノック検出、点火時期を遅角することによるノックの回避、点火時期遅角量を用いた点火時期学習といったノック制御を実現する処理方法について説明した。
次に、運転状態判定部18、下限クリップ値算出部20、フィルタ係数算出部19について詳細に説明する。
In the above, the A /
Next, the driving state determination unit 18, the lower limit clip
まず、図4から図6を参照しながら、運転状態判定部18、下限クリップ値算出部20について説明する。図4は、運転状態判定部18における過渡補正係数K_thの算出から下限クリップ値算出部20における下限クリップ値MINCLIP算出までのフローチャートであり、運転状態値および点火時期学習値の取得(ステップ101)、過渡補正係数の算出(ステップ102)、運転状態判定(ステップ103)、下限クリップ値の算出(ステップ104、105)で構成される。なお、図4のステップ104、ステップ105については、ノック検出に用いる複数の周波数に対して各々実施する。以下、ステップ101から順に説明する。
First, the driving state determination unit 18 and the lower limit clip
ステップ101において、各種のセンサ3、4、6、11の出力値から今回サイクルのエンジン回転数NE(n)、充填効率EC(n)、スロットル開度TP(n)を算出する。また、点火時期学習値更新部21で算出された前回サイクルの点火時期学習値θLrn(n−1)を取得し、ステップ102に進む。
In
ステップ102では、ステップ101で取得したエンジン回転数NE、充填効率EC、スロットル開度TPから過渡補正係数K_thを算出する。本実施の形態では、前回サイクル値との偏差|ΔNE(n)|(=NE(n)−NE(n−1)の絶対値)、|ΔEC(n)|(=EC(n)−EC(n−1)の絶対値)、|ΔTP(n)|(=TP(n)−TP(n−1)の絶対値)と各偏差基準値から、下記式(7)にて算出する。
In
ステップ102で過渡補正係数K_th(n)を算出し、過渡補正係数K_th(n)をフィルタ係数算出部19へ送信した後にステップ103に進む。
In
ステップ103では、過渡補正係数K_th(n)と所定値TRを比較して、K_th(n)≧TRならば過渡状態と判定し、そうでなければ定常状態と判定する。そして、本判定結果を下限クリップ値算出部20と点火時期学習値更新部21に送信した後に、次ステップで下限クリップ値算出部20にて下限クリップ値MINCLIPを算出する。
In
ステップ103での判定により定常状態と判定した場合は、ステップ105にてMINCLIP(n)=0としたうえで、下限クリップ値MINCLPをフィルタ係数算出部19とノック判定閾値算出部23に送信して本フローを終了する。また、ステップ103での判定にて過渡状態と判定した場合は、ステップ104に進む。
If it is determined that the steady state is determined in
ステップ104では、ステップ101で算出および取得したエンジン回転数NE(n)、前回サイクルの点火時期学習値θLrn(n−1)と下限クリップ値マップとから下限クリップ値MINCLIPを算出し、下限クリップ値MINCLPをフィルタ係数算出部19とノック判定閾値算出部23に送信して本フローを終了する。
In
次に、図5を用いてエンジン回転数と下限クリップ値の関係について、また、図6を用いて下限クリップ値マップについて説明する。
図5は、エンジン回転数と下限クリップ値の関係を示すイメージ図であり、横軸はエンジン回転数、縦軸は下限クリップ値である。図5において太線αは点火時期学習値=0の場合の下限クリップ値、長破線βは点火時期学習値が最大値(点火進角側)の場合の下限クリップ値、破線γは点火時期学習値が最小値(点火遅角側)の場合の下限クリップ値を示している。
Next, the relationship between the engine speed and the lower limit clip value will be described with reference to FIG. 5, and the lower limit clip value map will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is an image diagram showing the relationship between the engine speed and the lower limit clip value, where the horizontal axis represents the engine speed and the vertical axis represents the lower limit clip value. In FIG. 5, the thick line α is the lower limit clip value when the ignition timing learned value = 0, the long broken line β is the lower limit clip value when the ignition timing learned value is the maximum value (ignition advance side), and the broken line γ is the ignition timing learned value. Indicates the lower limit clip value when is the minimum value (ignition retarded side).
ノック未発生時のノック信号の大きさおよび上側分布幅の大きさは、エンジン回転数が高くなるにつれて大きくなることから、図5の太線αで示すように点火時期学習値=0の場合の下限クリップ値は、エンジン回転数が高くなるにつれて大きく設定する。また、図10で説明したように、点火時期学習値=0と比べて点火進角側の場合はノック信号および上側分布幅が大きくなるため、点火時期学習値が最大値の場合の下限クリップ値は、図5の長破線βで示すとおり太線αより上側に設定する。 Since the magnitude of the knock signal when no knock occurs and the magnitude of the upper distribution width increase as the engine speed increases, the lower limit when the ignition timing learning value = 0 as shown by the thick line α in FIG. The clip value is set larger as the engine speed increases. Further, as described with reference to FIG. 10, the knock signal and the upper distribution width are larger when the ignition timing learning value = 0 than when the ignition timing learning value = 0, so the lower limit clip value when the ignition timing learning value is the maximum value. Is set above the thick line α as indicated by the long broken line β in FIG.
また、点火時期学習値=0と比べて点火遅角側の場合はノック信号および上側分布幅が小さくなるため、図5の破線γで示すとおり太線αより下側に設定する。なお、点火時期学習値=0の場合の下限クリップ値はエンジン制御定数を適合する際の標準条件の実機試験データを基に設定し、点火時期学習値が最大値の場合の下限クリップ値は前記標準条件よりも高オクタン価、低吸気温、低エンジン油温、水温の条件の実機試験データを基に設定し、点火時期学習値が最小値の場合の下限クリップ値は前記標準条件よりも低オクタン価、高吸気温、高エンジン油温、水温の条件の実機試験データを基に設定する。 Further, since the knock signal and the upper distribution width are smaller when the ignition timing learning value = 0 than the ignition timing learning value = 0, it is set below the thick line α as shown by the broken line γ in FIG. The lower limit clip value when the ignition timing learning value = 0 is set based on actual machine test data under standard conditions when the engine control constant is adapted. The lower limit clip value when the ignition timing learning value is the maximum value is Set based on actual machine test data of higher octane number, lower intake air temperature, lower engine oil temperature, and water temperature than standard conditions. The lower limit clip value when the ignition timing learning value is the minimum value is lower than the standard condition. Set based on actual machine test data under conditions of high intake air temperature, high engine oil temperature, and water temperature.
図6の下限クリップ値マップは、ECU14のROM領域に書き込まれるものであり、エンジン回転数と点火時期学習値をパラメータとし、マップには下限クリップ値が設定されている。図6において、エンジン回転数は1000[r/min]刻みとしているが、本制御を実施する機種に応じて刻みを変更してもよい。また、点火時期学習値も、最大値、0、最小値の刻みであるが、これも機種に応じて最大値〜0の間と、0〜最小値の間に数ポイントずつ刻みを加えてもよい。この下限クリップ値マップに、図5で説明した下限クリップ値を設定しておき、図4のステップ104にて、今回サイクルのエンジン回転数NE(n)、前回サイクルの点火時期学習値θLrn(n−1)と、下限クリップ値マップから下限クリップ値MINCLIPを算出する。なお、本実施例では負荷方向の下限クリップ値について言及していないが、より精度よく下限クリップ値を設定するために図12の下限クリップ値マップを負荷毎に設けるようにしてもよい。
The lower limit clip value map in FIG. 6 is written in the ROM area of the
次に、フィルタ係数算出部19での処理について説明する。図7は、前記式(1)にて使用する第1フィルタ係数K1(n)を算出するフローチャートであり、ノック判定閾値VTH’の算出(ステップ201)、ノック判定(ステップ202)、定常状態でのフィルタ係数の算出(ステップ201〜204)、運転状態判定(ステップ205)と、第1フィルタ係数K1の算出(ステップ206、207)で構成される。なお、図7のフローチャートについては、ノック検出に用いる複数の周波数に対して各々実施する。以下、ステップ201から順に説明する。
Next, processing in the filter
ステップ201において、下記式(8)により、ノック判定閾値VTH’を算出する。
In
なお、式(4)で示したノック判定閾値VTHと似た式ではあるが、ノック信号のフィルタ値VBGLと標準偏差VSGMが前回サイクルの値を使用している点が異なる。これは、式(4)でノック判定閾値VTHを算出する前に、第1フィルタ係数K1を算出するためである。なお、下限クリップ値MINCLIPは前回サイクルではなく今回サイクルの値を使用しているが、これは、前回サイクルにて定常状態で今回サイクルにて過渡状態と判定するようなケースにおいて、遅れなく下限クリップ値MINCLIPを使用するためである。ノック判定閾値VTH’(n)を算出したあとにステップ202に進む。 Although the expression is similar to the knock determination threshold value VTH shown in Expression (4), the difference is that the filter value VBGL and the standard deviation VSGM of the knock signal use the values of the previous cycle. This is because the first filter coefficient K1 is calculated before calculating the knock determination threshold value VTH by the equation (4). Note that the lower limit clip value MINCLIP uses the value of the current cycle instead of the previous cycle, but this is the lower limit clip without delay in cases where it is determined that the current cycle is a steady state and the current cycle is a transient state. This is because the value MINCLIP is used . After calculating knock determination threshold value VTH ′ (n), the routine proceeds to step 202.
ステップ202では、ノック判定閾値VTH’(n)とノック信号VP(n)を比較して、VP(n)>VTH’(n)ならばノック発生によりノック信号VP(n)が大きいと判定してステップ203に進み、そうでない場合は、ステップ204に進む。ステップ203に進んだ場合は定常状態でのフィルタ係数K1_s(n)にK1_kを入力、ステップ204に進んだ場合はフィルタ係数K1_s(n)にK1_nを入力して、ステップ205に進む。なお、K1_kをK1_nよりも大きな値に設定することで、ノック発生によるノック信号VP(n)の増加で不要にノック信号のフィルタ値VBGL、標準偏差VSGMが上昇しないようにする。
In
ステップ205では、過渡補正係数K_th(n)と所定値TRを比較して、K_th(n)≧TRならば過渡状態と判定してステップ206に進み、そうでなければ定常状態と判定して207に進む。なお、ステップ205は、図4のステップ103と同じ処理であるので、ステップ103の結果を以って過渡状態、定常状態を判定すればよい。
In
ステップ206に進んだ場合は、過渡状態でのフィルタ係数K1_trと定常状態でのフィルタ係数K1_s(n)を過渡補正係数K_tr(n)で補間することで第1フィルタ係数K1(n)を算出し、このフローを終了する。具体的には、下記式(9)にて第1フィルタ係数K1(n)を算出する。 When the process proceeds to step 206, the first filter coefficient K1 (n) is calculated by interpolating the filter coefficient K1_tr in the transient state and the filter coefficient K1_s (n) in the steady state with the transient correction coefficient K_tr (n). This flow is finished. Specifically, the first filter coefficient K1 (n) is calculated by the following equation (9).
なお、過渡状態でのフィルタ係数K1_trは、ステップ204のK1_nよりも小さい値に設定することで、ノック信号のフィルタ値VBGL、標準偏差VSGMに反映させるノック信号の割合を増大させて過渡状態での追従性を向上させる。
The filter coefficient K1_tr in the transient state is set to a value smaller than K1_n in
ステップ207に進んだ場合は、定常状態でのフィルタ係数K1_s(n)を第1フィルタ係数K1(n)に設定し、このフローを終了する。なお、前記式(2)で用いる第2フィルタ係数K2(n)も同様の方法にて算出することができる。 When the routine proceeds to step 207, the filter coefficient K1_s (n) in the steady state is set to the first filter coefficient K1 (n), and this flow is finished. The second filter coefficient K2 (n) used in the equation (2) can also be calculated by the same method.
以上、実施の形態1に係る内燃機関の制御装置について説明したが、次に、図8および図9を用いて、その効果について説明する。
図8は、実施の形態1に係る点火時期学習値が遅角側である場合の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートで、グラフ軸等は従来技術を実施した場合の図11と同様である。図11では、下限クリップ値が大きすぎることでノックを検出できない課題があったが、図8では適切な下限クリップ値が使用されてノックを検出できる効果を得る。
The control device for the internal combustion engine according to the first embodiment has been described above. Next, the effect will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
FIG. 8 is a time chart schematically showing a steady state → transient state → steady state when the ignition timing learning value according to the first embodiment is on the retard side, and the graph axes and the like are obtained when the conventional technique is implemented. This is the same as FIG. In FIG. 11, there is a problem that the knock cannot be detected because the lower limit clip value is too large. However, in FIG. 8, an appropriate lower limit clip value is used to obtain the effect of detecting the knock.
また、図9は、実施の形態1に係る点火時期学習値が進角側である場合の定常状態→過渡状態→定常状態を概略的に示すタイムチャートで、グラフ軸等は従来技術を実施した場合の図12と同様である。図12では、下限クリップ値が小さすぎることで過渡時にノックを誤検出する課題があったが、図9では適切な下限クリップ値が使用されて過渡時にノックを誤検出しない効果を得る。 FIG. 9 is a time chart schematically showing a steady state → transient state → steady state when the ignition timing learning value according to the first embodiment is on the advance side, and the graph axis and the like are related to the prior art. This is the same as FIG. In FIG. 12, there is a problem that the knock is erroneously detected during the transition because the lower limit clip value is too small. However, in FIG. 9, an appropriate lower limit clip value is used , and the effect of not erroneously detecting the knock during the transition is obtained.
以上説明したように、実施の形態1に係る内燃機関の制御装置は、点火時期学習値からノック判定閾値の下限クリップ値を算出する下限クリップ値算出部20を備えて、ノック判定閾値の算出に際して、運転状態判定部18により過渡状態であると判定した場合にはノック判定閾値の下限クリップ値を使用する。このようにすることで、点火時期学習値によって変化するノック信号および上側分布幅に対応した適切なノック判定閾値の下限クリップ値を算出でき、そして定常状態での点火時期学習値算出においてノック判定閾値の下限クリップ値が弊害となる状況を回避できる効果が得られる。
As described above, the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment includes the lower limit clip
また、振動データ処理部17にて振動データを同時に複数の周波数で周波数解析を実施して周波数毎にノック信号を抽出し、ノック制御を行う場合に、下限クリップ値算出部20では、周波数毎にノック判定閾値の下限クリップ値を算出する。このようにすることで、周波数毎にノック信号の大きさも異なることに対して、より適切なノック判定閾値の下限クリップ値を使用できる効果が得られる。
In addition, when the vibration
また、下限クリップ値算出部20において、エンジン回転数毎にノック判定閾値の下限クリップ値を算出する。このようにすることで、エンジン回転数が高くなるとノック信号が大きくなる傾向があることに対して、より適切なノック判定閾値の下限クリップ値を使用できる効果が得られる。
Further, at the lower limit clipping
また、点火時期学習値がゼロ値の場合の下限クリップ値に対して、点火時期学習値がゼロ値よりも点火時期遅角側となるほどノック判定閾値の下限クリップ値を小さくする。このようにすることで、図10で示したように、同じエンジン回転数、同じ負荷におけるノック信号および上側分布幅は点火時期学習値が、点火遅角側になるほど小さくなる傾向があることに対して、より適切なノック判定閾値の下限クリップ値を使用できる効果が得られる。 Further, the lower limit clip value of the knock determination threshold is made smaller as the ignition timing learned value becomes closer to the ignition timing retard side than the zero value with respect to the lower limit clip value when the ignition timing learned value is zero. By doing so, as shown in FIG. 10, the knock signal and the upper distribution width at the same engine speed and the same load tend to become smaller as the ignition timing learning value becomes closer to the ignition delay side. Thus, an effect that a lower limit clip value of a more appropriate knock determination threshold can be used is obtained.
また、点火時期学習値がゼロ値よりも点火時期進角側となるほどノック判定閾値の下限クリップ値を大きくする。このようにすることで、図10で示したように、同じエンジン回転数、同じ負荷におけるノック信号および上側分布幅は、点火時期学習値が点火進角側になるほど大きくなる傾向があることに対して、より適切なノック判定閾値の下限クリップ値を使用できる効果が得られる。 Further, the lower limit clip value of the knock determination threshold is increased as the ignition timing learning value becomes closer to the ignition timing advance side than the zero value. By doing so, as shown in FIG. 10, the knock signal and the upper distribution width at the same engine speed and the same load tend to increase as the ignition timing learning value becomes the ignition advance side. Te, Ru more appropriate knock determination threshold effect the lower clipping values can be used in to obtain.
以上、この発明の実施の形態1に係る内燃機関の制御装置について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 The internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention can be modified or omitted as appropriate within the scope of the present invention.
1 エンジン、2 電子制御式スロットルバルブ、3 スロットル開度センサ、4 エアフロセンサ、5 サージタンク、6 インマニ圧センサ、7 可変吸気バルブ機構、8 インジェクタ、9 点火コイル、10 点火プラグ、11 クランク角センサ、12 ノックセンサ、13 A/Fセンサ、14 電子制御ユニット(ECU)、14A マイクロコンピュータ、14B 各種I/F回路、15 I/F回路(LPF)、16 A/D変換部、17 振動データ処理部、18 運転状態判定部、19 フィルタ係数算出部、20 下限クリップ値算出部、21 点火時期学習値更新部、22 平均値算出部および標準偏差算出部、23 ノック判定閾値算出部、24 ノック発生有無判定部、25 1点火毎点火遅角量算出部 1 engine, 2 electronically controlled throttle valve, 3 throttle opening sensor, 4 air flow sensor, 5 surge tank, 6 intake manifold pressure sensor, 7 variable intake valve mechanism, 8 injector, 9 ignition coil, 10 ignition plug, 11 crank angle sensor , 12 knock sensor, 13 A / F sensor, 14 electronic control unit (ECU), 14A microcomputer, 14B various I / F circuits, 15 I / F circuit (LPF), 16 A / D converter, 17 vibration data processing Unit, 18 driving state determination unit, 19 filter coefficient calculation unit, 20 lower limit clip value calculation unit, 21 ignition timing learning value update unit , 22 average value calculation unit and standard deviation calculation unit, 23 knock determination threshold value calculation unit, 24 knock generation Presence / absence determination unit , 25 ignition retard amount calculation unit for each ignition
Claims (5)
エンジンのシリンダ内で発生する振動又は圧力波を振動データとして検出する振動データ検出部と、
前記振動データからノックの特徴的な振動成分を抽出してノック信号とする振動データ処理部と、
前記ノック信号を点火毎にフィルタ処理して平均値を算出する平均値算出部と、
前記ノック信号と前記平均値の偏差を点火毎にフィルタ処理して標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記平均値と前記標準偏差を用いてノック判定閾値を算出するノック判定閾値算出部と、
前記ノック信号と前記ノック判定閾値とを比較してノックの発生有無を判定し、ノック強度に応じた信号を出力するノック発生有無判定部と、
前記ノック判定閾値の前回値と前記ノック信号との比較結果に応じて、前記フィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
前記ノック発生有無判定部から出力されたノック強度に応じた信号により、1点火毎のノック強度に応じた点火時期の遅角量あるいは進角量を算出する1点火毎点火遅角量算出部と、
前記運転状態判定部にて定常状態と判定された場合に、前記1点火毎点火遅角量算出部で算出された点火時期の遅角量あるいは進角量を学習して点火時期学習値の遅角量あるいは進角量を更新する点火時期学習値更新部と、
前記点火時期学習値から前記ノック判定閾値の下限クリップ値を算出する下限クリップ値算出部と、を備え、
前記ノック判定閾値の算出に際して、前記運転状態判定部により過渡状態であると判定された場合に、前記ノック判定閾値を前記下限クリップ値とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An operation state determination unit that calculates an operation state value indicating an operation state of the internal combustion engine and determines a steady state and a transient state;
A vibration data detector that detects vibration or pressure waves generated in the cylinder of the engine as vibration data;
A vibration data processing unit that extracts a knocking characteristic vibration component from the vibration data and generates a knock signal;
An average value calculating unit that filters the knock signal for each ignition and calculates an average value;
A standard deviation calculating unit that calculates a standard deviation by filtering a deviation of the knock signal and the average value for each ignition;
A knock determination threshold value calculation unit for calculating a knock determination threshold value using the average value and the standard deviation;
A knock determining unit that determines presence or absence of occurrence of knocking, and outputs a signal corresponding to the knock intensity by comparing the knock signal and the knock determination threshold value,
A filter coefficient calculation unit that calculates a filter coefficient used for the filter processing according to a comparison result between the previous value of the knock determination threshold and the knock signal;
An ignition retard amount calculation unit for each ignition that calculates a retard amount or an advance amount of the ignition timing corresponding to the knock intensity for each ignition based on a signal corresponding to the knock intensity output from the knock occurrence determination unit; ,
When it is determined that the operating state determination unit is in a steady state, the ignition timing retard amount or the advance amount calculated by the ignition delay amount calculation unit for each ignition is learned to retard the ignition timing learning value . An ignition timing learning value update unit for updating the angular amount or the advance amount ;
A lower limit clip value calculation unit that calculates a lower limit clip value of the knock determination threshold from the ignition timing learning value,
The knock when calculating the determination threshold, if it is determined that the transient state by the operating condition determining module, a control apparatus for an internal combustion engine of the knock determination threshold value, characterized in that said lower clip value.
前記下限クリップ値算出部において、前記周波数毎に前記下限クリップ値を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 In the vibration data processing unit, the vibration data is simultaneously subjected to time-frequency analysis at a plurality of frequencies to extract a knock signal for each frequency,
In the lower clip value calculation unit, a control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that calculating the lower limit clip value for each of the frequency.
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