JP5515775B2 - Knock detection device - Google Patents
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Description
本発明は、ノッキング検出装置に関し、特に、自動車等における内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出装置に関する。 The present invention relates to a knocking detection device, and more particularly to a knocking detection device that detects knocking in an internal combustion engine in an automobile or the like.
従来のノッキング検出装置としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。このノッキング検出装置は、一部の気筒を休止運転とする気筒休止機構(弁動作状態切替装置)を具備する内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出部を備えている。
As a conventional knocking detection device, for example, a device described in
しかし、上述のようなノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している場合、ノッキング検出部によるノッキング検出を禁止し、常時ノッキングが発生しないよう内燃機関を運転させる(例えば、点火遅角制御を行う)ことから、燃費悪化及び消費電力悪化を招くおそれがある。そのため、近年のノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している状況下においても、ノッキング検出を精度よく行い、例えば点火時期を内燃機関の状態に対し適当にできるものが望まれている。 However, in the knocking detection device as described above, when the valve operation state switching device is out of order, knocking detection by the knocking detection unit is prohibited, and the internal combustion engine is operated so that knocking does not always occur (for example, ignition delay angle). Control), the fuel consumption and power consumption may be deteriorated. Therefore, in recent knocking detection devices, there is a demand for a device that can accurately detect knocking even when the valve operation state switching device is out of order and can appropriately set the ignition timing to the state of the internal combustion engine, for example. .
そこで、本発明は、弁動作状態切替装置が故障している場合でもノッキングを精度よく検出することができるノッキング検出装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a knocking detection device capable of accurately detecting knocking even when the valve operation state switching device is out of order.
上記課題を解決するため、本発明に係るノッキング検出装置は、吸排気弁を有する複数の気筒と、複数の気筒それぞれの吸排気弁に設けられ弁駆動モード及び弁停止モードの間で吸排気弁の動作モードを切り替える複数の弁動作状態切替装置と、を具備する内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出装置であって、複数の弁動作状態切替装置の故障に関する故障情報を検出する故障検出部と、気筒の振動に関する検出値が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出するノッキング検出部と、故障検出部で故障情報を検出したとき、複数の気筒のうち運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値を設定する閾値設定部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a knocking detection device according to the present invention includes a plurality of cylinders having intake and exhaust valves, and intake and exhaust valves provided between the intake and exhaust valves of each of the plurality of cylinders between a valve drive mode and a valve stop mode. A knock detection device for detecting knocking in an internal combustion engine comprising a plurality of valve operation state switching devices for switching the operation modes of the plurality of valve operation state switching devices, and a failure detection unit for detecting failure information relating to a failure of the plurality of valve operation state switching devices; A knocking detection unit that detects the occurrence of knocking when a detection value related to cylinder vibration is greater than a threshold value, and a failure detection unit that detects failure information and a plurality of cylinders in an operating state and a cylinder in a dormant state And a threshold value setting unit that sets a threshold value based on the combination.
このノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している場合、複数の気筒のうちの運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値が変更され、この閾値でもってノッキングの発生が検出される。よって、弁動作状態切替装置が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出することができる。 In this knocking detection device, when the valve operation state switching device is out of order, the threshold value is changed based on the combination of the operating cylinder and the non-operating cylinder among the plurality of cylinders. An occurrence is detected. Therefore, even when the valve operation state switching device fails, the threshold value can be set with high accuracy and knocking can be detected with high accuracy.
このとき、故障検出部は、複数の気筒のうち故障した弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置の少なくとも一方を、故障情報として検出し、閾値設定部は、故障情報に応じて閾値を変更する場合がある。この場合、故障した弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置の少なくとも一方に応じて閾値が設定されるため、弁動作状態切替装置が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出することができる。 At this time, the failure detection unit detects, as failure information, at least one of the number and the position of the cylinders provided with the failed valve operation state switching device among the plurality of cylinders, and the threshold setting unit responds to the failure information. The threshold value may be changed. In this case, the threshold value is set according to at least one of the number and position of the cylinders provided with the failed valve operation state switching device. Therefore, even when the valve operation state switching device fails, the threshold value is accurately set. Knocking can be detected accurately.
本発明によれば、弁動作状態切替装置が故障している場合でもノッキングを精度よく検出することが可能となる。 According to the present invention, knocking can be accurately detected even when the valve operation state switching device is out of order.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図1は、本発明の一実施形態に係るノッキング検出装置を示す概略ブロック図である。図1に示すように、本実施形態のノッキング検出装置1は、自動車等の車両のエンジン(内燃機関)10においてノッキングを検出するものであり、エンジン制御ECU(Electronic Control Unit)11のCPU(Central Processing Unit)12内に設けられている。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a knocking detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
ここでのエンジン10は、該エンジン10の運転状況に応じて一部または全部の気筒を休止させる気筒休止機能(気筒休止システム)を有している。具体的には、エンジン10は、複数の気筒(ここでは、4気筒)の吸排気弁(吸気弁及び排気弁)それぞれに設けられた複数の吸排気弁ソレノイド13を備えている。吸排気弁ソレノイド13は、弁停止機構を構成するものであって、吸気排気弁の弁体が開閉運動される弁駆動モードと、吸排気弁の弁体が閉弁保持される弁停止モードとの間で吸排気弁の動作モードを切り替える。
The
このノッキング検出装置1は、弁停止要求処理部2、弁故障検出部3、ソレノイド駆動処理部4、閾値設定部5、ノッキング検出部6及び点火制御部7を備えている。弁停止要求処理部2は、クランク角度センサ14によって検出されたクランク角度、及びアクセル開度センサ15によって検出されたアクセル開度に基づいて、所定の吸排気弁ソレノイド13に対する通電開始/終了要求としての弁停止要求(以下、単に「弁停止要求」という)の有無を処理する。
The
弁故障検出部3は、複数の気筒それぞれに設けられた筒内圧センサ16によって検出された筒内圧に基づいて、吸排気弁ソレノイド13の故障に関する故障情報を検出する。ここでは、故障情報として、故障した吸排気弁ソレノイド13が設けられた気筒の数、位置及び互いの位置関係を検出している。
The valve failure detection unit 3 detects failure information regarding the failure of the intake /
ソレノイド駆動処理部4は、弁停止要求処理部2からの弁停止要求、及び弁故障検出部3からの故障情報に基づいて、吸排気弁ソレノイド13を駆動させる。閾値設定部5は、弁故障検出部3からの故障情報、及び予め記憶された閾値補正マップ8に基づいて、ノッキングを検出するための閾値を設定する(詳しくは、後述)。
The solenoid drive processing unit 4 drives the intake /
この閾値補正マップ8は、予めオフラインのエンジンベンチ等で様々なパターン試験を行い、吸排気弁の動作モード、故障した吸排気弁ソレノイド13が設けられた気筒の数、及び位置(場所)に関し閾値がどのように変化するかを把握することで取得することができる。ここでの閾値補正マップ8は、故障した吸排気弁ソレノイド13が設けられた気筒数が多ければ、閾値が大きくされている。また、閾値補正マップ8では、後述の振動センサ17の取付位置によっても、閾値が変化するようになっている。
This threshold
ノッキング検出部6は、振動センサ17によって検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出する。点火制御部7は、ノッキング検出部6によってノッキングの発生が検出されたか否かに基づいて、点火プラグ18による点火タイミングを制御する。
The
以上のように構成された本実施形態では、例えば通常走行時、弁停止要求処理部2から弁停止要求が出力されず、ソレノイド駆動処理部4によって吸排気弁ソレノイド13が制御されて吸排気弁が弁駆動モードとされると共に、閾値設定部5で閾値が通常値(弁駆動モード値)に設定される。そして、振動センサ17で検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合、ノッキングの発生が検出され、点火制御部7によって点火プラグ18が点火遅角制御される。
In the present embodiment configured as described above, for example, during normal running, a valve stop request is not output from the valve stop
このとき、弁故障検出部3で故障情報が検出された場合、閾値補正マップ8に基づいて、故障情報における故障した気筒の数、位置及び位置関係に応じて閾値が大きくなるよう設定(変更)される。その結果、弁故障検出部3で故障情報が検出された場合でも、ノッキング検出部6によるノッキングの発生の検出が継続されることとなる。
At this time, when failure information is detected by the valve failure detection unit 3, the threshold is set (changed) so as to increase according to the number, position, and positional relationship of the failed cylinder in the failure information based on the
一方、例えば低負荷走行時には、弁停止要求処理部2から弁停止要求が出力され、ソレノイド駆動処理部4によって吸排気弁ソレノイド13の少なくとも一部が制御され、所定の吸排気弁が弁停止モードとされると共に、閾値設定部5で閾値が弁停止モード値に設定される。そして、振動センサ17で検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合、ノッキングの発生が検出され、点火制御部7によって点火プラグ18が点火遅角制御される。
On the other hand, at the time of low load traveling, for example, a valve stop request is output from the valve stop
このとき、弁故障検出部3で故障情報が検出された場合、閾値補正マップ8に基づいて、故障情報における故障した気筒の数、位置及び位置関係に応じて閾値が大きくなるよう設定(変更)される。その結果、ノッキング検出部6によるノッキングの発生の検出が継続されることとなる。
At this time, when failure information is detected by the valve failure detection unit 3, the threshold is set (changed) so as to increase according to the number, position, and positional relationship of the failed cylinder in the failure information based on the
ところで、従来、吸排気弁ソレノイド13が故障した場合には、その吸排気弁ソレノイド13が設けられた気筒について実際は休止状態でないのにかかわらず閾値が変更され、ノッキングを誤検出してしまうおそれがある。よって、吸排気弁ソレノイド13が故障した場合、ノッキング検出自体を中止することも考えられるが、この場合、常時、ノッキングが発生しないようなエンジン運転(点火遅角制御)を行う必要があり、出力及び燃費が低下してしまう。かかる低下を抑えるため、VVT制御、EGR制御、燃圧制御等で補完できるが、各制御で余分に演算が必要となり、処理負荷が増大すると共に、各制御でアクチュエータを余分に駆動することから、消費電力が増大してしまう。
By the way, conventionally, when the intake /
この点、本実施形態では、上述したように、故障情報(故障した吸排気弁ソレノイド13が設けられた気筒の数、位置、位置関係)に応じて閾値が変更される。つまり、吸排気弁ソレノイド13に故障が発生したとき(弁故障検出部3で故障情報が検出されたとき)、実質的に、複数の気筒のうち運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値が設定されることとなる。よって、吸排気弁ソレノイド13が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出でき、点火遅角制御等を常時行うのを不要にすることができる。
In this regard, in the present embodiment, as described above, the threshold value is changed according to the failure information (the number, position, and positional relationship of the cylinder in which the failed intake /
すなわち、本実施形態では、吸排気弁ソレノイド13の故障を検出したとき、その故障の数、場所に応じてノッキング検出の閾値を変化させ(換言すると、作動している吸排気弁と停止している吸排気弁とのパターンに応じて、ノッキング検出に使用する閾値を設定し)、これにより、ノッキング検出を精度よく継続でき、点火時期等の制御を適切に行って出力低下及び燃費低下を防止することが可能となる。
That is, in this embodiment, when a failure of the intake /
また、本実施形態では、上述したように、通常運転時(弁駆動モード時)と気筒休止運転時(弁停止モード時)との間においても、閾値が可変となっている。よって、ノッキング検出精度を一層高めることができる。 In the present embodiment, as described above, the threshold value is variable between the normal operation (valve drive mode) and the cylinder deactivation operation (valve stop mode). Therefore, knocking detection accuracy can be further increased.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るノッキング検出装置は、実施形態に係る上記ノッキング検出装置1に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the knocking detection apparatus which concerns on this invention is not restricted to the said knocking
例えば、上記実施形態では、筒内圧センサ16で検出された筒内圧に基づき故障情報を検出したが、吸排気弁の着座ノイズの有無を検出することで故障情報を検出してもよい。また、吸排気弁ソレノイド13の故障を検出したときに閾値を可変にできれば、通常運転時と気筒休止運転時との間で閾値を変更しない場合もある。
For example, in the above embodiment, the failure information is detected based on the in-cylinder pressure detected by the in-
また、上記実施形態におけるセンサ14〜16は、その仕様や種類が限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。
In addition, the specifications and types of the
以上において、弁停止要求処理部2、ソレノイド駆動処理部4及び吸排気弁ソレノイド13が請求項における弁動作状態切替装置を構成し、弁故障検出部3及び筒内圧センサ16が請求項における故障検出部を構成し、ノッキング検出部6及び振動センサ17が請求項におけるノッキング検出部を構成する。
In the above, the valve stop
1…ノッキング検出装置、2…弁停止要求処理部(弁動作状態切替装置)、3…弁故障検出部(故障検出部)、4…ソレノイド駆動処理部(弁動作状態切替装置)、5…閾値設定部、6…ノッキング検出部、10…エンジン(内燃機関)、13…吸排気弁ソレノイド(弁動作状態切替装置)、16…筒内圧センサ(故障検出部)、17…振動センサ(ノッキング検出部)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記複数の弁動作状態切替装置の故障に関して、前記複数の気筒のうち故障した前記弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置を故障情報として検出する故障検出部と、
前記気筒の振動に関する検出値が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出するノッキング検出部と、
前記故障検出部で前記故障情報を検出したとき、前記故障情報及び予め記憶された閾値補正マップに基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、
を備えたことを特徴とするノッキング検出装置。 A plurality of cylinders having intake and exhaust valves, and a plurality of valve operation state switching devices that are provided in the intake and exhaust valves of each of the plurality of cylinders and switch the operation mode of the intake and exhaust valves between a valve drive mode and a valve stop mode; A knocking detection device for detecting knocking in an internal combustion engine comprising:
And about the failure of the plurality of valves operating state switchover unit, and a failure detection unit for detecting the number and position of the cylinder where the valve operating state switching device is provided which has failed among the plurality of cylinders as failure information,
A knock detection unit that detects the occurrence of knocking when a detection value related to vibration of the cylinder is greater than a threshold;
A threshold setting unit configured to set the threshold based on the failure information and a threshold correction map stored in advance when the failure information is detected by the failure detection unit;
A knocking detection device comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004340077A (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Honda Motor Co Ltd | Knocking control device for variable cylinder internal combustion engine |
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