JP3317166B2 - 内燃機関のノッキング判定装置 - Google Patents

内燃機関のノッキング判定装置

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JP3317166B2
JP3317166B2 JP31510796A JP31510796A JP3317166B2 JP 3317166 B2 JP3317166 B2 JP 3317166B2 JP 31510796 A JP31510796 A JP 31510796A JP 31510796 A JP31510796 A JP 31510796A JP 3317166 B2 JP3317166 B2 JP 3317166B2
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combustion
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のノッキ
ング判定装置に係り、詳しくは、成層燃焼を行ったり、
スワールコントロールバルブを備えたりする内燃機関の
ノッキング判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉に
より、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果
的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調
整され、もってエンジン出力が制御される。
【０００３】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて、
着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」とい
う技術が知られている。かかる技術においては、エンジ
ンの低負荷時には、噴射された燃料が、点火プラグ周り
に偏在供給されるとともに、スロットル弁がほぼ全開に
開かれて成層燃焼が実行される。これにより、ポンピン
グロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。
【０００４】また、このような「成層燃焼」が行われる
場合や、希薄燃焼が行われる場合には、噴射された燃料
の混合気に渦流が形成される場合がある。すなわち、吸
気ポートにはスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）が
設けられ、該ＳＣＶの開度が調整されることにより、渦
流（スワール）の強度が制御される。その結果、少ない
燃料供給量でもって燃焼性の向上が図られるのである。
【０００５】ところで、一般に、エンジンにはノックコ
ントロールシステムが搭載されている。すなわち、エン
ジン本体には、ノックセンサが取付けられており、該セ
ンサは、振動に応じた出力電圧を発生する。そして、ノ
ックセンサからの出力電圧がノック判定レベルを上回る
場合にはノッキングが起きているものと判断される。こ
の場合、ノッキングの判定は常時行っているのではな
く、点火直後にノッキングが発生したとして、エンジン
本体が振動する頃の時間だけに限定して判定期間が設け
られている。つまり、他の振動との誤判定を防止するた
め、上記判定期間にセンサがキャッチした信号だけを取
り込んでノッキングの判定を行うのである（特開昭５８
−２４６７号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術（ノックコントロールシステム）を、既に述べ
た成層燃焼を行いうるエンジンや、ＳＣＶを有するエン
ジンに適用した場合には、次に記すような問題が生じう
る。すなわち、成層燃焼が行われた場合や、ＳＣＶが閉
じられてスワール強度が大きくなった場合、一般的な均
質燃焼に比べて燃焼速度がかなり速いものとなる。その
ため、ノッキングが発生しうる時期も早いものとなって
しまい、予め設定された判定期間内においてノッキング
を適切に検出することができなくなってしまうおそれが
あった。
【０００７】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、成層燃焼等を行いうる内燃
機関のノッキング判定装置において、ノッキングの判定
を適正に行うことができ、もって判定精度の向上を図る
ことのできる内燃機関のノッキング判定装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、燃焼状態を成層燃焼及び均質燃焼の間で選択的に切
り替え可能な内燃機関Ｍ１においてそのノッキングを検
出するためのノック検出手段Ｍ２と、所定の判定期間内
における前記ノック検出手段Ｍ２の検出結果が所定の判
定レベルを超えた場合に、前記内燃機関Ｍ１にノッキン
グが発生したものと判定するノッキング判定手段Ｍ３と
を備える内燃機関のノッキング判定装置において、前記
内燃機関Ｍ１の燃焼状態が成層燃焼になり、その燃焼速
度が相対的に速いものになっていることを検出する燃焼
速度相違検出手段Ｍ４と、前記燃焼速度相違検出手段Ｍ
４により、前記内燃機関Ｍ１の燃焼状態が成層燃焼にな
りその燃焼速度が相対的に速いものになっていることが
検出されたとき、前記判定期間を前記内燃機関の燃焼状
態が均質状態になっているときよりも早い時期に変更す
る判定期間変更手段Ｍ５とを設けたことをその要旨とし
ている。
【０００９】また、請求項２に記載の発明では、気筒内
の燃料混合気に渦流を形成し、該渦流の強度をその開度
により調節するスワールコントロールバルブを有する内
燃機関Ｍ１においてそのノッキングを検出するためのノ
ック検出手段Ｍ２と、所定の判定期間内における前記ノ
ック検出手段Ｍ２の検出結果が所定の判定レベルを超え
る場合に、前記内燃機関Ｍ１にノッキングが発生したも
のと判定するノッキング判定手段Ｍ３とを備える内燃機
関のノッキング判定装置において、前記渦流の強度が大
きいものになり前記内燃機関Ｍ１の燃焼速度が相対的に
速いものになっていることを検出する燃焼速度相違検出
手段Ｍ４と、前記燃焼速度相違検出手段Ｍ４により、前
記渦流の強度が大きいものになり前記内燃機関Ｍ１の燃
焼速度が相対的に速いものになっていることが検出され
たとき、前記判定期間を前記渦流の強度が小さいときよ
りも早い時期に変更する判定期間変更手段Ｍ５とを設け
たことをその要旨としている。
【００１０】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の内燃機関のノッキング判定装置において、
前記判定期間変更手段Ｍ５は、前記燃焼速度相違検出手
段Ｍ４により検出される前記渦流の強度が大きく前記燃
焼速度が相対的に速いものであるときほど、前記判定期
間をより早い時期に変更するものであることをその要旨
としている。
【００１１】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項２又は３に記載の内燃機関のノッキング判定装置にお
いて、前記燃焼速度相違検出手段Ｍ４は、前記スワール
コントロールバルブの開度を検出するものであることを
その要旨としている。
【００１２】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項４に記載の内燃機関のノッキング判定装置において、
前記燃焼速度相違検出手段Ｍ４により検出される前記ス
ワールコントロールバルブの開度に応じて前記判定レベ
ルを変更するようにしたことをその要旨としている。
【００１３】さらにまた、請求項６に記載の発明では、
請求項５に記載の内燃機関のノッキング判定装置におい
て、前記判定レベルは、前記ノック検出手段Ｍ２の検出
平均値に対し、係数を乗算することにより決定されるも
のであり、かつ、当該係数が前記燃焼速度相違検出手段
Ｍ４により検出される前記スワールコントロールバルブ
の開度に基づき算出されることにより、前記スワールコ
ントロールバルブの開度に応じて変更されるものである
ことをその要旨としている。
【００１４】（作用） 上記請求項１又は２に記載の発明によれば、図１に示す
ように、ノック検出手段Ｍ２の検出結果が所定の判定レ
ベルを超えた場合に、ノッキング判定手段Ｍ３では、内
燃機関Ｍ１にノッキングが発生したものと判定される。
また、このノッキング判定手段Ｍ３によるノッキングの
判定は所定の判定期間内に限って行われ、これにより、
他の振動をノッキングと誤判定してしまうのが防止され
うる。
【００１５】請求項１又は２に記載の発明では、内燃機
関Ｍ１の燃焼状態が成層燃焼になり（請求項１）、或い
は気筒内に形成される燃料混合気の渦流の強度が大きい
ものになり（請求項２）、その燃焼速度が相対的に速い
ものになっていることが、燃焼速度相違検出手段Ｍ４に
より検出されたとき、判定期間変更手段Ｍ５により、前
記判定期間が前記内燃機関Ｍ１の燃焼状態が均質状態に
なっているときよりも早い時期に変更され（請求項
１）、或いは前記渦流の強度が小さいときよりも早い時
期に変更される（請求項２）。このため、燃焼状態の変
動に伴い、燃焼速度に変動が起こり、ノッキングが発生
する時期が変動してしまったとしても、そのノッキング
の発生が確実に判定されうる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】併せて、請求項３に記載の発明によれば、
請求項２に記載の発明の作用に加えて、燃焼速度相違検
出手段Ｍ４により検出される前記渦流の強度が大きく前
記燃焼速度が相対的に速いものであるときほど、判定期
間変更手段Ｍ５により判定期間がより早い時期に変更さ
せられる。そのため、判定期間のさらなる適正化が図ら
れ、判定の精度の向上が図られる。
【００１９】加えて、請求項５に記載の発明では、燃焼
速度相違検出手段Ｍ４により検出される前記スワールコ
ントロールバルブの開度に応じて、前記判定レベルが変
更させられる。そのため、燃焼速度の相違により、ノッ
ク検出手段Ｍ２により検出される平均的な値が相違する
が、それに応じて判定レベルの適正化が図られ、判定の
精度の向上が図られる。
【００２０】さらにまた、請求項６に記載の発明では、
請求項５に記載の発明の作用に加えて、前記判定レベル
は、前記ノック検出手段Ｍ２の検出平均値に対し、係数
を乗算することにより決定されるものであり、かつ、当
該係数が前記燃焼速度相違検出手段Ｍ４により検出され
るスワールコントロールバルブの開度に基づき算出され
ることにより、スワールコントロールバルブの開度に応
じて変更される。従って、上記請求項５に記載の発明の
作用がより確実に奏される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、本発明における内燃機関の
ノッキング判定装置を具体化した第１の実施の形態を、
図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】図２は本実施の形態において、車両に搭載
された筒内噴射式エンジンのノッキング判定装置を示す
概略構成図である。内燃機関としてのエンジン１は、例
えば４つの気筒１ａを具備し、これら各気筒１ａの燃焼
室構造が図３に示されている。これらの図に示すよう
に、エンジン１はシリンダブロック２内にピストンを備
えており、当該ピストンはシリンダブロック２内で往復
運動する。シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッ
ド４が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４との
間には燃焼室５が形成されている。また、本実施の形態
では１気筒１ａあたり、４つの弁が配置されており、図
中において、符号６ａとして第１吸気弁、６ｂとして第
２吸気弁、７ａとして第１吸気ポート、７ｂとして第２
吸気ポート、８として一対の排気弁、９として一対の排
気ポートがそれぞれ示されている。
【００２３】図３に示すように、第１の吸気ポート７ａ
はヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７
ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プ
ラグ１０が配設されている。さらに、第１吸気弁６ａ及
び第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部
には燃料噴射手段としての燃料噴射弁１１が配置されて
いる。すなわち、本実施の形態においては、燃料噴射弁
１１からの燃料は、直接的に気筒１ａ内に噴射されるよ
うになっている。
【００２４】図２に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結され
ている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ（ＳＣＶ）１７が配置されている。
これらのＳＣＶ１７は共通のシャフト１８を介して、ス
テップモータ１９に連結されている。このステップモー
タ１９は、後述する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」
という）３０からの出力信号に基づいて制御される。
【００２５】前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０
を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０
内には、別途のステップモータ２２によって開閉される
スロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の
形態のスロットル弁２３はいわゆる電子制御式のもので
あり、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３
０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、ス
ロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロッ
トル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃
焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようにな
っている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージ
タンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５
ｂ等により、吸気通路が構成されている。また、スロッ
トル弁２３の近傍には、その開度（スロットル開度Ｔ
Ａ）を検出するためのスロットルセンサ２５が設けられ
ている。なお、前記各気筒の排気ポート９には排気マニ
ホルド１４が接続されている。そして、燃焼後の排気ガ
スは当該排気マニホルド１４を介して図示しない排気ダ
クトへ排出されるようになっている。
【００２６】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧ
Ｒ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５
２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁と
してのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５
２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、
排気ダクトとの間を連通するよう設けられている。ま
た、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及びステップモー
タ（いずれも図示せず）を内蔵しており、これらにより
ＥＧＲ機構が構成されている。ＥＧＲバルブ５３の開度
は、ステップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位
させることにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５
３が開くことにより、排気ダクトへ排出された排気ガス
の一部がＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、
ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。す
なわち、排気ガスの一部がＥＧＲ装置５１によって吸入
混合気中に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の
開度が調節されることにより、排気ガスの再循環量が調
整されるのである。
【００２７】さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコ
ンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して
相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３
２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロ
セッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポー
ト３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形
態においては、当該ＥＣＵ３０により、ノッキング判定
手段、燃焼速度相違検出手段及び判定期間変更手段が構
成されている。
【００２８】前記アクセルペダル２４には、当該アクセ
ルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
アクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２
６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該ア
クセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセ
ルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が
「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂ
が設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂ
は、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合
に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には
「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６
Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっ
ている。
【００２９】また、上死点センサ２７は例えば１番気筒
１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、
この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クラン
ク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２
７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスか
らエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。
【００３０】さらに、前記シャフト１８の回転角度は、
スワールコントロールバルブセンサ２９により検出さ
れ、これによりスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１７の開度が検出されるようになっている。そして、ス
ワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００３１】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。
【００３２】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰｉＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の
温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ６２が設
けられている。これら両センサ６１，６２の出力もＡ／
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力されるよう
になっている。
【００３３】さらにまた、エンジン１のシリンダブロッ
ク２には、該エンジン１のノッキングを検出するための
ノック検出手段としてのノックセンサ６３が取付けられ
ている。このノックセンサ６４は、一種の振動ピックア
ップであって、例えば、ノッキングで発生する振動数
と、検出素子の固有振動数とが合致し共振することによ
って検出能力が最高となるようチューニングされた特性
を持っている。このノックセンサ６３の出力もＡ／Ｄ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力されるようにな
っている。また、ＥＣＵ３０は、ゲート信号発生器を有
しており、該発生器は、ＣＰＵからの信号に基づきオー
プン・クローズの信号を入力ポート３５に出力するよう
になっている。つまり、ノックセンサ６３からの検出信
号は、ＣＰＵからのオープンゲート信号により入力ポー
ト３５に入力され、クローズゲート信号により遮断され
る。このため、ノッキングの検出（判定）には、一定の
期間が設けられていることとなる。
【００３４】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステ
ップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は
各センサ等２５〜２９，６１〜６３からの信号に基づ
き、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイ
タ１２及びＥＧＲバルブ５３等を好適に制御する。
【００３５】次に、上記構成を備えたエンジンのノッキ
ング判定装置における本実施の形態に係る各種制御に関
するプログラムについて、フローチャートを参照して説
明する。すなわち、図４は、本実施の形態におけるノッ
キングの判定期間を設定するための「判定期間設定ルー
チン」を示すフローチャートであって、所定クランク角
（例えば「１８０°ＣＡ」）毎の割り込みで実行され
る。
【００３６】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ１０１において、現在の燃焼状
態が成層燃焼であるか否かを判断する。ここで、成層燃
焼が行われているか否かは、そのときどきのエンジン回
転数ＮＥ及び燃料噴射量等に基づいて判断される。そし
て、現在の燃焼状態が成層燃焼である場合には、ステッ
プ１０２へ移行する。
【００３７】ステップ１０２においては、ゲートオープ
ン信号を出力する時期（ゲートオープン時期）ＡＧＡＴ
ＥＯを上死点後５°に設定する。また、続くステップ１
０３において、ゲートクローズ信号を出力する時期（ゲ
ートクローズ時期）ＡＧＡＴＥＣを上死点後７５°に設
定する。そして、その後の処理を一旦終了する。
【００３８】一方、現在の燃焼状態が成層燃焼でない場
合（均質燃焼が実行されている場合）には、ステップ１
０４へ移行する。ステップ１０４においては、ゲートオ
ープン信号を出力する時期（ゲートオープン時期）ＡＧ
ＡＴＥＯを上死点後１５°に設定する。また、続くステ
ップ１０５において、ゲートクローズ信号を出力する時
期（ゲートクローズ時期）ＡＧＡＴＥＣを上死点後９０
°に設定する。そして、その後の処理を一旦終了する。
【００３９】このように、上記「判定期間設定ルーチ
ン」では、そのときどきの燃焼状態に応じて、ゲートオ
ープン時期ＡＧＡＴＥＯ及びゲートクローズ時期ＡＧＡ
ＴＥＣがそれぞれ異なった時期に設定される。つまり、
成層燃焼が実行されている場合には、均質燃焼が実行さ
れている場合に比べて、ノッキングの検出が許容される
期間（判定期間）が早い時期に設定される。
【００４０】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）成層燃焼が行われた場合には、一般的な均質燃焼
が行われている場合に比べ、燃焼速度がかなり速いもの
となる。そのため、ノッキングが発生しうる時期も早い
ものとなってしまう。これに対し、本実施の形態では、
上述のように、成層燃焼が実行されている場合には、均
質燃焼が実行されている場合に比べて、ノッキングの判
定期間が早い時期に設定される。このため、ノッキング
が発生しうる時期が早くなったとしても、そのノッキン
グを確実に判定することができる。その結果、ノッキン
グの判定を適正に行うことができ、もって判定精度の向
上を図ることができる。
【００４１】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態
と同等であるため、同一の部材等については同一の符号
を付してその説明を省略する。そして、以下には、第１
の実施の形態との相違点を中心として説明することとす
る。
【００４２】本実施の形態では、ＳＣＶ１７の開度（以
下、「ＳＣＶ開度」ＳＣＶＰという）によってノッキン
グの判定期間を変更するという点で、第１の実施の形態
とは異なっている。
【００４３】すなわち、図５は、本実施の形態における
「判定期間設定ルーチン」を示すフローチャートであっ
て、所定クランク角（例えば「１８０°ＣＡ」）毎の割
り込みで実行される。
【００４４】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ２０１において、そのときどき
のＳＣＶ開度ＳＣＶＰに基づき、図６に示すマップ（ｍ
ａｐＡ）を参酌して、ゲートオープン信号を出力する時
期（ゲートオープン時期）ＡＧＡＴＥＯを設定する。こ
のため、ＳＣＶ開度ＳＣＶＰが小さく、スワール強度が
大きい場合には、ゲートオープン時期ＡＧＡＴＥＯは、
早い時期に設定される。逆に、ＳＣＶ開度ＳＣＶＰが大
きく、スワール強度が小さい場合には、ゲートオープン
時期ＡＧＡＴＥＯは、遅い時期に設定される。
【００４５】また、続くステップ２０２において、その
ときどきのＳＣＶ開度ＳＣＶＰに基づき、同じく図６に
示すマップ（ｍａｐＢ）を参酌して、ゲートクローズ信
号を出力する時期（ゲートクローズ時期）ＡＧＡＴＥＣ
を設定する。このため、ＳＣＶ開度ＳＣＶＰが小さく、
スワール強度が大きい場合には、ゲートクローズ時期Ａ
ＧＡＴＥＣは、ゲートオープン時期ＡＧＡＴＥＯに合わ
せるようにして早い時期に設定される。逆に、ＳＣＶ開
度ＳＣＶＰが大きく、スワール強度が小さい場合には、
ゲートクローズ時期ＡＧＡＴＥＣは、ゲートオープン時
期ＡＧＡＴＥＯに合わせて、遅い時期に設定される。そ
して、ＥＣＵ３０は、その後の処理を一旦終了する。
【００４６】このように、上記「判定期間設定ルーチ
ン」では、そのときどきのＳＣＶ開度ＳＣＶＰ、つま
り、スワールの強度に応じて、ゲートオープン時期ＡＧ
ＡＴＥＯ及びゲートクローズ時期ＡＧＡＴＥＣがそれぞ
れ異なった時期に設定される。つまり、スワール強度が
大きい場合には、スワール強度が小さい場合やスワール
が形成されない場合に比べて、ノッキングの検出が許容
される期間（判定期間）が早い時期に設定される。
【００４７】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）スワール強度が大きい場合には、スワール強度が
小さい場合やスワールが形成されない場合に比べて、燃
焼速度がかなり速いものとなる。そのため、ノッキング
が発生しうる時期も早いものとなってしまう。これに対
し、本実施の形態では、上述のように、スワール強度が
大きい場合には、ノッキングの判定期間が早い時期に設
定される。このため、ノッキングが発生しうる時期が早
くなったとしても、そのノッキングを確実に判定するこ
とができ、結果的に、ノッキングの判定を適正に行うこ
とができ、もって判定精度の向上を図ることができる。
【００４８】（ロ）また、本実施の形態では、スワール
強度が大きいほど、前記判定期間のが早められる程度が
大きくさせられる。そのため、判定期間のさらなる適正
化が図られ、より一層の判定の精度の向上を図ることが
できる。
【００４９】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においては上述した第１、第２の実施
の形態における判定期間の変更についての説明を省略す
る。そして、以下には、これに付随する制御内容につい
て説明する。
【００５０】本実施の形態では、ＳＣＶ開度ＳＣＶＰ等
によって、ノッキングの判定に際しての判定の内容、特
に判定レベルＫＬＥＶＥＬを変更するという点において
特徴を有している。
【００５１】すなわち、図７は、本実施の形態における
「ノックコントロールシステム（ＫＣＳ）ルーチン」を
示すフローチャートであって、メインルーチンで実行さ
れる。
【００５２】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ３０１において、ノックセンサ
６３により検出された電圧ピーク値をＡ／Ｄ変換した値
（ピークＡ／Ｄ値ＶＡＤ）をノックセンサピーク値ＶＫ
ＰＥＡＫとして設定する。
【００５３】次に、ステップ３０２においては、最近の
上記ノックセンサピーク値ＶＫＰＥＡＫを平均した値を
算出し、これをピーク平均値ＶＫＢＧとして設定する。
また、ステップ３０３においては、そのときどきのエン
ジン回転数ＮＥ及びＳＣＶ開度ＳＣＶＰに基づき、図示
しないマップ（ｍａｐＣ）を参酌することにより、判定
レベル係数ＫＶＡＬを算出する。
【００５４】そして、続くステップ３０４において、上
記ピーク平均値ＶＫＢＧに対し判定レベル係数ＫＶＡＬ
を乗算し、その値を、判定レベルＫＬＥＶＥＬとして設
定する。
【００５５】さらに、ステップ３０５においては、ノッ
クセンサピーク値ＶＫＰＥＡＫが、上記ステップ３０４
で設定された判定レベルＫＬＥＶＥＬを超えたか否かを
判断する。そして、ノックセンサピーク値ＶＫＰＥＡＫ
が判定レベルＫＬＥＶＥＬを超えた場合には、ノッキン
グが発生したものと判断し、ステップ３０６へ移行す
る。
【００５６】ステップ３０６においては、ノッキング発
生フラグＸＫＮＯＣＫを「ＯＮ」に設定する。そして、
その後の処理を一旦終了する。これに対し、ノックセン
サピーク値ＶＫＰＥＡＫが判定レベルＫＬＥＶＥＬを超
えていない場合には、ノッキングが発生していないもの
と判断し、ステップ３０７において、ノッキング発生フ
ラグＸＫＮＯＣＫを「ＯＦＦ」に設定する。そして、そ
の後の処理を一旦終了する。
【００５７】このように、上記「ＫＣＳルーチン」にお
いては、判定レベルＫＬＥＶＥＬが、ピーク平均値ＶＫ
ＢＧと判定レベル係数ＫＶＡＬとを乗算することにより
決定される。また、判定レベル係数ＫＶＡＬは、そのと
きどきのエンジン回転数ＮＥ及びＳＣＶ開度ＳＣＶＰに
基づいて決定される。
【００５８】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）上述したように、スワール強度が大きい場合に
は、スワール強度が小さい場合やスワールが形成されな
い場合に比べて、燃焼速度がかなり速いものとなる。ま
た、これとともに、燃焼速度が速くなった場合には、エ
ンジン１の振動も大きくなり、ピーク平均値ＶＫＢＧも
大きくなる。これに対し、本実施の形態においては、燃
焼速度の異なる度合いに応じて、すなわち、ＳＣＶ開度
ＳＣＶＰに応じて、判定レベル係数ＫＶＡＬ、ひいて
は、判定レベルＫＬＥＶＥＬが変更させられる。そのた
め、燃焼速度の相違により、ピーク平均値ＶＫＢＧも変
動するが、それに応じて判定レベルＫＬＥＶＥＬの適正
化が図られ、判定の精度のより一層の向上を図ることが
できる。
【００５９】（ロ）また、本実施の形態では、ＳＣＶ開
度ＳＣＶＰのみならず、エンジン回転数ＮＥをも考慮に
入れることとした。従って、さらなる判定レベルＫＬＥ
ＶＥＬの適正化、判定精度の向上を図ることができる。
【００６０】尚、本発明は上記各実施の形態に限定され
るものではなく、例えば次の如く構成してもよい。
【００６１】（１）上記実施の形態では、筒内噴射式の
エンジン１に本発明を具体化するようにしたが、いわゆ
る一般的な成層燃焼、或いは弱成層燃焼を行うタイプの
ものに具体化してもよい。例えば吸気ポート７ａ，７ｂ
の吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に向かって噴射するタ
イプのものも含まれる。また、吸気弁６ａ，６ｂ側に燃
料噴射弁が設けられてはいるが、直接シリンダボア（燃
焼室５）内に噴射するタイプのものも含まれる。さら
に、ＳＣＶ１７を有する希薄燃焼（リーンバーン）を行
いうるエンジンにも具体化できる。
【００６２】（２）さらに、上記各実施の形態では、内
燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体
化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等に
も具体化できる。
【００６３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
燃焼状態を成層燃焼及び均質燃焼の間で選択的に切り替
え可能な内燃機関や、気筒内の燃料混合気に渦流を形成
し、該渦流の強度をその開度により調節するスワールコ
ントロールバルブを有する内燃機関のノッキング判定装
置において、ノッキングの判定を適正に行うことがで
き、もって判定精度の向上を図ることができるという優
れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な概念を示す概念構成図であ
る。
【図２】第１の実施の形態におけるエンジンのノッキン
グ判定装置を示す概略構成図である。
【図３】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図であ
る。
【図４】ＥＣＵにより実行される「判定期間設定ルーチ
ン」を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態における「判定期間設定ルー
チン」を示すフローチャートである。
【図６】ＳＣＶ開度に対するゲートオープン時期及びゲ
ートクローズ時期の関係を示すマップである。
【図７】第３の実施の形態においてＥＣＵにより実行さ
れる「ＫＣＳルーチン」を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴射弁、１
７…スワールコントロールバルブ、１９…ステップモー
タ、２８…クランク角センサ、２９…スワールコントロ
ールバルブセンサ、３０…ノッキング判定手段、燃焼速
度相違検出手段及び判定期間変更手段を構成するＥＣ
Ｕ、５３…ＥＧＲバルブ、６３…ノック検出手段として
のノックセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−14043（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−326594（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−195843（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−158819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−2467（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27011（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203643（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 45/00 F02P 5/152

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼状態を成層燃焼及び均質燃焼の間で
    選択的に切り替え可能な内燃機関においてそのノッキン
    グを検出するためのノック検出手段と、所定の判定期間
    内における前記ノック検出手段の検出結果が所定の判定
    レベルを超えた場合に、前記内燃機関にノッキングが発
    生したものと判定するノッキング判定手段とを備える内
    燃機関のノッキング判定装置において、 前記内燃機関の燃焼状態が成層燃焼になりその燃焼速度
    が相対的に速いものになっていることを検出する燃焼速
    度相違検出手段と、 前記燃焼速度相違検出手段により、前記内燃機関の燃焼
    状態が成層燃焼になりその燃焼速度が相対的に速いもの
    になっていることが検出されたとき、前記判定期間を前
    記内燃機関の燃焼状態が均質状態になっているときより
    も早い時期に変更する判定期間変更手段と を設けたことを特徴とする内燃機関のノッキング判定装
    置。
  2. 【請求項２】 気筒内の燃料混合気に渦流を形成し、該
    渦流の強度をその開度により調節するスワールコントロ
    ールバルブを有する内燃機関においてそのノッキングを
    検出するためのノック検出手段と、所定の判定期間内に
    おける前記ノック検出手段の検出結果が所定の判定レベ
    ルを超える場合に、前記内燃機関にノッキングが発生し
    たものと判定するノッキング判定手段とを備える内燃機
    関のノッキング判定装置において、前記渦流の強度が大きいものになり内燃機関の燃焼速度
    が相対的に速いものになっていることを検出する燃焼速
    度相違検出手段と、 前記燃焼速度相違検出手段により、前記渦流の強度が大
    きいものになり前記内燃機関の燃焼速度が相対的に速い
    ものになっていることが検出されたとき、前記判定期間
    を前記渦流の強度が小さいときよりも早い時期に変更す
    る判定期間変更手段と を設けた ことを特徴とする内燃機関のノッキング判定装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関のノッキング
    判定装置において、前記判定期間変更手段は、前記燃焼速度相違検出手段に
    より検出される前記渦流の強度が大きく前記燃焼速度が
    相対的に速いものであるときほど、前記判定期 間をより
    早い時期に変更するものである ことを特徴とする内燃機
    関のノッキング判定装置。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の内燃機関のノッ
    キング判定装置において、前記燃焼速度相違検出手段は、前記スワールコントロー
    ルバルブの開度を検出するものである ことを特徴とする
    内燃機関のノッキング判定装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の内燃機関のノッキング
    判定装置において、 前記燃焼速度相違検出手段により検出される前記スワー
    ルコントロールバルブの開度に応じて前記判定レベルを
    変更するようにしたことを特徴とする内燃機関のノッキ
    ング判定装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の内燃機関のノッキング
    判定装置において、 前記判定レベルは、前記ノック検出手段の検出平均値に
    対し、係数を乗算することにより決定されるものであ
    り、かつ、当該係数が前記燃焼速度相違検出手段により
    検出される前記スワールコントロールバルブの開度に基
    づき算出されることにより、前記スワールコントロール
    バルブの開度に応じて変更されるものであることを特徴
    とする内燃機関のノッキング判定装置。
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