JP4228799B2 - Internal combustion engine with knock determination device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えた内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関の制御技術の１つとしてノッキング制御がある。このノッキング制御は、内燃機関の運転にともない発生する振動を検出するノックセンサの信号に基づいて行われる。すなわち、予め定められたノック判定期間中にノックセンサからの信号が取込まれ、所定のノック判定レベルとの比較によりノッキングが発生したか否かが判定される。ノッキング発生と判定された場合には点火時期が遅角されてノッキングが抑制される。ノッキングが発生していないと判定された場合には点火時期が進角され、機関出力や燃費の向上が図られる。
【０００３】
さらに、上記ノッキング制御に関連する技術として、例えば、特許文献１には、ノック判定期間中に吸気バルブ又は排気バルブが閉弁しないように、すなわち、吸気バルブ又は排気バルブの閉弁タイミングを避けてノック判定期間が設定されている。これは、閉弁時には各バルブが吸気ポート又は排気ポートに着座してノイズ（着座ノイズ）が発生するが、この着座ノイズがノック判定期間中に検出されてノッキング発生と誤判定されるのを抑制しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２２９９５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関において、高圧燃料配管（デリバリパイプ）にリリーフバルブを設けたものにあっては、次の現象が起るおそれがある。一般に筒内噴射式内燃機関では、噴射燃料の微粒化を目的として噴射圧力を高圧にするために、燃料タンク内の燃料をフィードポンプ（低圧ポンプ）で汲み上げ、その燃料を、内燃機関に駆動連結された高圧ポンプによって加圧し、デリバリパイプを介して燃料噴射弁に圧送するようにしている。リリーフバルブは、デリバリパイプ内の燃料圧力が一定値以上に上昇した場合に開弁することにより、燃料圧力が過度に高くなるのを抑制する。このリリーフバルブが開弁するときには振動を伴う。
【０００６】
この点、前述した特許文献１を含めた従来のノッキング制御にあっては、こうしたリリーフバルブの開弁に伴って発生する振動の影響を考慮することなくノック判定期間が設定される。そのため、ノック判定期間中にリリーフバルブの開弁に伴う振動が発生すると、この振動がノックセンサによって検出されることとなり、実際にはノッキングが発生していなくても、ノッキングが発生していると誤判定されるおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、リリーフバルブの開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することのできるノック判定装置付き内燃機関を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１，４〜６に記載の発明にかかる内燃機関は、共通の構成として、ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えるとともに、高圧ポンプからの高圧燃料を燃料噴射弁に導く燃料供給路には、弁体とその弁体を閉弁側へ付勢するばねとを備え前記高圧ポンプの作動に伴って変化する燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブを設けている。
【０００９】
従って、上記の共通の構成によれば、ノック判定装置では、ノック判定期間中にノックセンサによって検出された信号が取込まれ、その検出信号に基づいてノッキングの発生が判定される。ノック判定期間以外の期間では、ノックセンサの検出信号に基づくノッキングの判定は行われない。一方、内燃機関では、高圧ポンプから吐出された高圧燃料が燃料供給路を通じて燃料噴射弁に導かれ、同燃料噴射弁から気筒に噴射される。燃料供給路内の燃料圧力は高圧ポンプの作動に伴い変化する。そして、燃料圧力がリリーフバルブの開弁圧を越えるとそのリリーフバルブが開弁し、燃料圧力が過大になることが抑制される。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明では、上述した共通の構成に加え、前記リリーフバルブの開弁タイミングが前記ノック判定期間に重複しないように前記高圧ポンプの作動タイミングが設定されているとする。
【００１１】
上記の構成によれば、高圧ポンプの作動に伴い燃料圧力が過大となってリリーフバルブが開弁したとしても、その振動はノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定は行われない。従って、リリーフバルブの開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記高圧ポンプは燃料を加圧するプランジャを備えており、前記プランジャが前記燃料圧力を最大にする上死点又はその近傍へリフトするタイミングが前記ノック判定期間に重複しないように設定されているとする。
【００１３】
上記の構成によれば、リリーフバルブが開弁するタイミングは、燃料供給路内の燃料圧力が過大となったときである。このような状況が起るのは、高圧ポンプから吐出される燃料圧力が最大又はその近傍の値になったときと考えられる。プランジャをリフトさせて燃料を加圧するタイプの高圧ポンプの場合、プランジャが上死点又はその近傍へリフトするときである。従って、プランジャがこの位置へリフトするタイミングをノック判定期間と重複しないように設定することにより、リリーフバルブの開弁タイミングがノック判定期間に重複しないようにすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記高圧ポンプは、回転することにより前記プランジャをリフトさせるポンプカムを備えており、前記プランジャを上死点又はその近傍へリフトさせる回転位相になるタイミングが前記ノック判定期間に重複しないように前記ポンプカムの回転位相が設定されているとする。
【００１５】
上記の構成によれば、高圧ポンプが、ポンプカムが回転することでプランジャをリフトさせるタイプの場合、ポンプカムの回転位相に応じてプランジャのリフト量が変化する。従って、プランジャを上死点又はその近傍へリフトさせる回転位相になるタイミングがノック判定期間と重複しないようにポンプカムの回転位相を設定することにより、リリーフバルブの開弁タイミングがノック判定期間に重複しないようにすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、上述した共通の構成に加え、前記ノック判定期間は、前記リリーフバルブの開弁タイミングと重複しないタイミングに設定されているとする。
【００１７】
上記の構成によれば、ノック判定期間がリリーフバルブの開弁タイミングと重複しないため、高圧ポンプの作動に伴い燃料圧力が過大となってリリーフバルブが開弁したとしても、その振動はノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定は行われない。従って、リリーフバルブの開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、上述した共通の構成に加え、前記リリーフバルブの開弁タイミングが前記ノック判定期間に重複しないように、前記ノック判定期間に応じて前記高圧ポンプの作動タイミングを設定するタイミング設定手段を備えているとする。
【００１９】
上記の構成によれば、タイミング設定手段により、高圧ポンプの作動タイミングをノック判定期間に応じて設定することで、リリーフバルブの開弁タイミングがノック判定期間に重複しないようにすることが可能である。そのため、高圧ポンプの作動に伴い燃料圧力が過大となってリリーフバルブが開弁したとしても、その開弁に伴う振動はノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定は行われない。このようにして、リリーフバルブの開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。また、高圧ポンプの作動タイミングがノック判定期間に応じて設定されることから、ノック判定期間が変更された場合にも対応することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、上述した共通の構成に加え、前記ノック判定期間が前記リリーフバルブの開弁タイミングと重複しないように、前記高圧ポンプの作動タイミングに応じて前記ノック判定期間を設定する期間設定手段を備えているとする。
【００２１】
上記の構成によれば、期間設定手段により、ノック判定期間を高圧ポンプの作動タイミングに応じて設定することで、ノック判定期間がリリーフバルブの開弁タイミングと重複しないようにすることが可能である。そのため、燃料圧力が過大となってリリーフバルブが開弁したとしても、その振動はノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定は行われない。従って、リリーフバルブの開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。また、ノック判定期間が高圧ポンプの作動タイミングに応じて設定されることから、その作動タイミングが変更された場合にも対応することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更することにより、同カムシャフトにより駆動される機関バルブの開閉タイミングを変更するようにしたバルブタイミング可変機構をさらに備え、前記高圧ポンプは、回転駆動されるポンプカムと、そのポンプカムの回転に伴いリフトして燃料を加圧するプランジャとを備え、前記ポンプカムは前記バルブタイミング可変機構により回転位相が変更されるカムシャフトに設けられているとする。
【００２３】
上記の構成によれば、バルブタイミング可変機構が作動することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更され、機関バルブの開閉タイミングが変更される。こうしたバルブタイミング可変機構を備え、しかもポンプカムが回転位相の変更されるカムシャフトに形成されている場合、バルブタイミング可変機構によりカムシャフトの回転位相が変更されると、それに伴ってポンプカムの回転位相も変化する。しかし、前記のように期間設定手段により高圧ポンプの作動タイミングに応じてノック判定期間を設定することで、ノック判定期間がリリーフバルブの開弁タイミングに重複しないようにすることができる。
請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明において、前記リリーフバルブは、その流入口と流出口とが同一軸線上に配設されてその内部の流路が直線状に形成されていることをその要旨としている。
燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブとして具体的には、上記構成のようにその内部の流路が直線状に形成されたものを適用することもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２５】
図１に示すように、車両には、筒内に直接燃料噴射を行う筒内噴射ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。このエンジン１１は、ピストン１３が往復動可能に収容された複数の気筒（シリンダ）１２を有している。各ピストン１３は、コネクティングロッド１４を介し、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１５に連結されている。各ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド１４によって回転運動に変換された後、クランクシャフト１５に伝達される。
【００２６】
各シリンダ１２には、エンジン１１の外部の空気を燃焼室１６に導くための吸気通路１７が接続されている。また、各シリンダ１２には、燃焼室１６で生じた排気をエンジン１１の外部へ導くための排気通路１８が接続されている。エンジン１１には、吸気通路１７及び燃焼室１６間を開閉する吸気バルブ１９と、排気通路１８及び燃焼室１６間を開閉する排気バルブ２０とがそれぞれ往復動可能に設けられている。吸気バルブ１９は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト２１等によって駆動される。また、排気バルブ２０は、クランクシャフト１５の回転が伝達される排気カムシャフト２２等によって駆動される。
【００２７】
吸気通路１７の途中にはスロットルバルブ２３が回動可能に設けられている。スロットルバルブ２３にはモータ等のアクチュエータ２４が駆動連結されている。吸気通路１７を流れる空気の量は、スロットルバルブ２３の回動角度（スロットル開度）に応じて変化する。なお、スロットル開度は、運転者によって操作されるアクセルペダル２５の踏込み量等に応じてアクチュエータ２４が駆動されることにより調整される。
【００２８】
エンジン１１には、電磁式の燃料噴射弁２６が各シリンダ１２に対応して取付けられている。各燃料噴射弁２６には、共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ２７が燃料供給路として接続されており、同デリバリパイプ２７内の燃料が各燃料噴射弁２６に分配供給される。各燃料噴射弁２６は開閉制御されることにより、対応する燃焼室１６に高圧燃料を直接噴射供給する。噴射された燃料は、燃焼室１６内の空気と混ざり合って混合気となる。そして、この混合気が燃焼されることにより、ピストン１３が往復移動してクランクシャフト１５が回転する。
【００２９】
図２に示すように、デリバリパイプ２７に高圧の燃料を供給するための燃料供給装置２８は、燃料タンク３２内に固定された電動式の低圧ポンプ２９と、エンジン１１に固定され、かつ低圧燃料通路３０を介して低圧ポンプ２９に接続された高圧ポンプ３１とを備えている。低圧ポンプ２９は燃料タンク３２内から燃料を吸上げ、低圧燃料通路３０を通じて高圧ポンプ３１に向けて燃料を吐出する。なお、図中の３３は、低圧燃料通路３０内の燃料圧力（フィード圧）を一定にするためのプレッシャレギュレータであり、３４は低圧燃料通路３０内の燃料の脈動を低減するためのパルセーションダンパである。
【００３０】
高圧ポンプ３１は、低圧燃料通路３０を通じて燃料が導入される加圧室３５、カムシャフトに設けられたポンプカム３６によって駆動されてシリンダ３７内を往復動し、加圧室３５内の燃料を高圧に加圧するプランジャ３８、加圧室３５から吐出される燃料の量を調節する電磁スピル弁３９等を備えている。ここでは、ポンプカム３６は吸気カムシャフト２１上に設けられている。加圧室３５は、高圧燃料通路４１を介してデリバリパイプ２７に接続されている。この高圧燃料通路４１には、デリバリパイプ２７から加圧室３５内に燃料が流れるのを規制するチェックバルブ４２が設けられている。電磁スピル弁３９は燃圧制御弁として用いられており、通電制御により開閉動作する。低圧燃料通路３０と加圧室３５との間は電磁スピル弁３９が開弁すると連通された状態になり、閉弁すると遮断された状態となる。
【００３１】
上記高圧ポンプ３１は次のようにして燃料圧送動作を行う。吸気カムシャフト２１の回転に伴ってプランジャ３８が下動する吸入行程においては、電磁スピル弁３９が開弁状態に保持されている。従って、低圧ポンプ２９から圧送された燃料は低圧燃料通路３０を通じて加圧室３５内に導入される。次に、プランジャ３８が上動する加圧行程においては、その上動に伴って加圧室３５の容積が減少する。この加圧行程中の所定時期に電磁スピル弁３９が開弁状態から閉弁状態に切り換えられると、低圧燃料通路３０と加圧室３５との間が遮断されるため、プランジャ３８によって加圧された加圧室３５内の燃料は高圧燃料通路４１を通じてデリバリパイプ２７に圧送される。
【００３２】
なお、高圧ポンプ３１における燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁３９の閉弁開始時期を制御し、圧送行程中における同電磁スピル弁３９の閉弁期間を調整することによって行われる。すなわち、本実施形態では、閉弁終了タイミングを常に一定（吐出行程の終期と略同じ）とし、閉弁開始タイミングを制御することで電磁スピル弁３９の閉弁期間を可変としている。そのため、電磁スピル弁３９の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少する。上記のように高圧ポンプ３１の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ２７内の燃料圧力（燃圧）が、燃焼室１６内の圧力に抗して燃料噴射を行うことのできる値（目標燃圧）に近づくように制御される。
【００３３】
デリバリパイプ２７にはリリーフバルブ４４が取付けられており、このリリーフバルブ４４がリリーフ通路４３を介して燃料タンク３２に接続されている。リリーフバルブ４４は、弁体４６と、その弁体４６を閉弁側（この場合、デリバリパイプ２７側）へ付勢するばね４７とを備えている。そして、デリバリパイプ２７内の燃圧が過度に高くなってリリーフバルブ４４の開弁圧を越えると、ばね４７に抗して弁体４６が弁座から離れてリリーフバルブ４４が開弁し、デリバリパイプ２７内の高圧燃料がリリーフ通路４３を通じて燃料タンク３２に戻される。このリリーフバルブ４４の開弁圧は、前述した目標燃圧よりも若干高い値に設定されている（図３参照）。なお、図２中の４８は、シリンダ３７とプランジャ３８との間隙を通過する燃料を燃料タンク３２に戻すためのリターン通路である。
【００３４】
図１に示すように、エンジン１１には点火プラグ４９が各シリンダ１２に対応して取付けられている。点火プラグ４９は、イグナイタ５１からの点火信号に基づいて駆動される。点火プラグ４９には、点火コイル５２から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ４９の火花放電によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動され、クランクシャフト１５が回転されて、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。
【００３５】
車両には、エンジン１１の運転状態を検出するために各種センサが設けられている。例えば、クランクシャフト１５の近傍には、そのクランクシャフト１５が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ６１が設けられている。クランク角センサ６１の信号は、クランクシャフト１５の回転角度であるクランク角や、単位時間当たりのクランクシャフト１５の回転速度であるエンジン回転速度の算出等に用いられる。また、吸気カムシャフト２１の近傍にはその回転角度を検出するカム角センサ６２が設けられている。
【００３６】
吸気通路１７内のスロットルバルブ２３よりも下流には、吸入空気の圧力（吸気圧）を検出するための吸気圧センサ６３が設けられている。アクセルペダル２５又はその近傍には、運転者によるアクセルペダル２５の踏込み量を検出するアクセルセンサ６４が設けられている。スロットルバルブ２３の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ６５が設けられている。デリバリパイプ２７には、その内部の燃圧を検出する燃圧センサ６６が設けられている。
【００３７】
さらに、エンジン１１には、燃焼室１６からシリンダブロック等に伝わる振動を検出するためのノックセンサが取付けられている。ここでは、出力値の特性が、エンジン１１の振動の広い周波数範囲にわたって略フラットである非共振型のノックセンサ６７が用いられている。
【００３８】
前述した各種センサ６１〜６７の検出値に基づき、エンジン１１の各部を制御するために、マイクロコンピュータを中心として構成された電子制御装置（Electronic Control Unit ：ＥＣＵ）７１が設けられている。ＥＣＵ７１では、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。
【００３９】
ＥＣＵ７１は、例えば燃料噴射量制御に際し、エンジン負荷、エンジン回転速度等に基づき目標噴射量を算出し、この目標噴射量に対応した量の燃料が燃焼室１６内に噴射されるよう燃料噴射弁２６に対する通電を制御する。エンジン負荷は、例えばエンジン１１の吸入空気量に関係するパラメータ（例えばスロットル開度、アクセル踏込み量、吸気圧等）に基づき求められる。
【００４０】
また、ＥＣＵ７１はノックセンサ６７とともにノック判定装置として機能し、そのノックセンサ６７の検出結果に基づいてノッキング発生の有無を判定するノック判定を行う。このノック判定に際しては、図３に示すようにまずゲート信号のオン時期及びオフ時期を、例えばエンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいて設定する。ゲート信号は、ノック判定に係るノックセンサ６７の出力信号のサンプリングを実施する期間を決定するための信号である。そして、ゲート信号がオンとなっている期間（ノック判定期間ＴＫ）中のノックセンサ６７の出力信号をノック判定に用いる。なお、ノック判定期間ＴＫとしては、基本的にはノッキングに伴い発生する振動を的確に検出することの可能な期間、例えば圧縮行程後期から膨張行程中期にかけての期間に設定される。
【００４１】
次に、上記ノック判定期間ＴＫ中におけるノックセンサ６７の出力信号のピーク値を求める。このピーク値の対数変換値が正規分布となることを前提に、その確率分布から求まる標準偏差や中央値に基づいてノック判定レベルを設定する。このノック判定レベルと上記対数変換値とを比較し、対数変換値がノック判定値以下であると、対象となる気筒での今回の燃焼に際しノッキングが発生していないと判定する。また対数変換値がノック判定値よりも大きいと、対象となる気筒での燃焼に際しノッキングが発生していると判定する。
【００４２】
ＥＣＵ７１は、ノッキングの発生有りと判定した場合にはエンジン負荷等に基づき算出した目標点火時期を遅角補正し、ノッキングの発生無しと判定した場合には目標点火時期を進角補正する。そして、補正後の目標点火時期により示される時期にオンとなる点火信号をイグナイタ５１に出力して点火を実施させることで、ノッキングの発生限界近傍に点火時期を調整する。
【００４３】
また、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の量（燃料噴射量）は、デリバリパイプ２７内の燃料圧力（燃圧）と燃料噴射時間とによって定まるため、燃料噴射量を適正にするためには上記燃圧を適正な値に維持する必要がある。そこで、ＥＣＵ７１は、燃圧センサ６６による実際の燃圧がエンジン運転状態に応じて設定される目標燃圧に近づくよう、電磁スピル弁３９の閉弁期間（閉弁開始時期）を調整することによって、高圧ポンプ３１の燃料吐出量をフィードバック制御する。
【００４４】
以上が、ノック判定装置を備えたエンジン１１の基本構成である。このエンジン１１では、ポンプカム３６が吸気カムシャフト２１と一体回転することにより、同ポンプカム３６がプランジャ３８を往復動させる。この往復動により、電磁スピル弁３９の開閉状態に応じて高圧に加圧された燃料が加圧室３５からデリバリパイプ２７に圧送される。
【００４５】
すなわち、プランジャ３８が下動することにより、加圧室３５内には低圧ポンプ２９から低圧燃料通路３０を通じて燃料が供給される。そして、ポンプカム３６の回転に伴ってプランジャ３８が上動している際にＥＣＵ７１によって電磁スピル弁３９が閉弁制御されると、加圧室３５内の燃料はプランジャ３８により加圧される。この加圧された加圧室３５内の燃料は高圧燃料通路４１を通じてデリバリパイプ２７に圧送される。この圧送により同デリバリパイプ２７内の燃圧が上昇して目標燃圧を上回り、さらにリリーフバルブ４４の開弁圧を越えようとすると、同リリーフバルブ４４が開弁する。この開弁によりデリバリパイプ２７内の燃圧が低下する反面、振動を発生する。この振動が前述したノック判定期間ＴＫ中に発生すると、その振動がノックセンサ６７によって検出されてノッキングの判定に用いられてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、高圧ポンプ３１の作動タイミングが、リリーフバルブ４４の開弁タイミングがノック判定期間に重複しないようなタイミングに設定されている。ここで、リリーフバルブ４４が開弁するタイミングは、デリバリパイプ２７内の燃圧が採り得る略最大の値となったとき、すなわち、プランジャ３８が加圧室３５の容積を略最小にする位置（上死点又はその近傍）にリフトしたときである。プランジャ３８のリフト量はポンプカム３６の回転に応じて変化する。この点を考慮して、図３に示すようにプランジャ３８を上死点にリフトさせるポンプカム３６の回転位相が、ノック判定期間ＴＫから外れるような回転位相に設定されている。
【００４７】
この設定により、ノック判定が行われない期間（ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６、ｔ７以降）の一部（ｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６）にプランジャ３８が上死点に至ってデリバリパイプ２７内の燃圧が略最大となる。そのため、デリバリパイプ２７内の燃圧が過大となってリリーフバルブ４４の開弁圧を越えるとしても、このノック判定が行われない期間（ｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６）である。従って、この期間にリリーフバルブ４４が振動を伴いながら開弁して、その振動がノックセンサ６７によって検出されても、その検出信号はノック判定に用いられない。
【００４８】
なお、図３中、期間Ｔ１に燃圧が低下しているのは、リリーフバルブ４４の開弁に伴ってデリバリパイプ２７内の燃料の一部がリリーフ通路４３を通じて燃料タンク３２に戻されるうえに、燃料噴射弁２６の開弁に伴う燃料噴射によりデリバリパイプ２７内の燃料の一部が消費されるからである。また、期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５に燃圧が低下しているのは、燃料噴射弁２６の開弁に伴う燃料噴射によりデリバリパイプ２７内の燃料の一部が消費されるからである。さらに、期間Ｔ３で燃圧が上昇するのは、プランジャ３８の上昇過程で電磁スピル弁３９が閉弁されて、高圧ポンプ３１からデリバリパイプ２７に燃料が供給されるからである。
【００４９】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）リリーフバルブ４４の開弁タイミングがノック判定期間ＴＫに重複しないように高圧ポンプ３１の作動タイミングを設定している。このため、高圧ポンプ３１の作動に伴いデリバリパイプ２７内の燃圧が過度に高くなってリリーフバルブ４４が開弁したとしても、その開弁はノック判定期間ＴＫとは異なる期間に行われる。従って、リリーフバルブ４４の開弁に伴い振動が発生しても、その振動を検出したノックセンサ６７の出力信号はノック判定に用いられない。結果として、リリーフバルブ４４の開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００５０】
（２）リリーフバルブ４４が開弁するタイミングは、デリバリパイプ２７内の燃料圧力が過大となってリリーフバルブ４４の開弁圧を越えたときである。このような状況が起るのは、高圧ポンプ３１からの燃料圧力が最大又はその近傍の値になったときと考えられる。プランジャ３８をリフトさせて燃料を加圧するタイプの高圧ポンプ３１の場合、そのプランジャ３８が上死点又はその近傍へリフトするときである。この点、第１実施形態では、高圧ポンプ３１のプランジャ３８が燃圧を最大にする上死点又はその近傍へリフトするタイミングをノック判定期間ＴＫと重複しないように設定している。このため、上記（１）に記載したように、リリーフバルブ４４の開弁タイミングがノック判定期間ＴＫに重複しないようにすることができる。
【００５１】
（３）ポンプカム３６が回転することでプランジャ３８をリフトさせる高圧ポンプ３１の場合、ポンプカム３６の回転位相に応じてプランジャ３８のリフト量が変化する。この点、第１実施形態では、ポンプカム３６の回転位相が、プランジャ３８を上死点又はその近傍へリフトさせる回転位相になるタイミングをノック判定期間ＴＫと重複しないように設定している。このため、上記（２）に記載したように、リリーフバルブの開弁タイミングがノック判定期間ＴＫに重複しないようにすることができる。
【００５２】
（４）リリーフバルブ４４の開弁に伴う振動に起因する誤判定を抑制する他の手段としては、リリーフバルブ４４の構成部品、例えばばね４７の製造ばらつきを小さくする等して振動自体を小さくすることが考えられるが、そのための管理が大変である。この点、第１実施形態では、ポンプカム３６の回転位相を設定することによりリリーフバルブ４４の開弁時期がノック判定期間ＴＫに重複しないようにしている。このため、前述した製造ばらつきを小さくしなくても簡単にかつ確実にノッキングの誤判定を抑制することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５４】
図１において二点鎖線で示すように、第２実施形態では、クランクシャフト１５に対するカムシャフト（ここでは吸気カムシャフト２１）の回転位相を調節して機関バルブ（ここでは吸気バルブ１９）のバルブタイミング（開閉期間）を進角又は遅角させるバルブタイミング可変機構７５が設けられている。また、高圧ポンプ３１を駆動するためのポンプカム３６が、回転位相の変更対象であるカムシャフト（この場合吸気カムシャフト２１）に形成されている。
【００５５】
これに対応して、ＥＣＵ７１では吸気バルブ１９のバルブタイミング制御が行われる。この制御に際しては、ＥＣＵ７１は例えばエンジン負荷、エンジン回転速度等のエンジン１１の運転状態に応じて、吸気バルブ１９のバルブタイミングの進角量を調整する。ここでの進角量とは、バルブタイミングが所定の状態（例えば最遅角状態）となったときを基準として、クランク角について同バルブタイミングがどの程度進角した状態にあるかを示す値である。そして、上記バルブタイミングの進角量の調整は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じて設定される基本の目標進角量に対し、カム角センサ６２の信号から求められる実進角量が近づくようバルブタイミング可変機構７５を制御することによって行われる。
【００５６】
ここで、ポンプカム３６が、バルブタイミング制御による回転位相の変更対象であるカムシャフト（吸気カムシャフト２１）に形成されている。一方、目標進角量とポンプカムの回転位相、ひいてはプランジャ３８のリフト量とは相互に対応している。このため、バルブタイミング制御に際し目標進角量が変更されて吸気カムシャフト２１の回転位相が変化すると、それに伴ってポンプカム３６の回転位相も変化し、プランジャ３８が上死点に至るタイミングが変化する。例えば、目標進角量が大きくなるに従い、すなわちバルブタイミングが基準の状態から進角するに従い、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト２１及びポンプカム３６の回転位相が進角し、プランジャ３８が上死点に至るタイミングが早くなる。これとは逆に目標進角量が小さくなるに従い、すなわちバルブタイミングが遅角して基準の状態に近づくに従い回転位相が遅角し、プランジャ３８の上死点に至るタイミングが遅くなる。そして、このタイミングの変化に応じてリリーフバルブ４４の開弁するタイミングも変化する。
【００５７】
この点、第２実施形態では、リリーフバルブ４４の開弁タイミングがノック判定期間ＴＫに重複しないように、そのノック判定期間ＴＫに応じて高圧ポンプ３１の作動タイミングを設定している。その実現のために、プランジャ３８を上死点にリフトさせるポンプカム３６の回転位相とノック判定期間ＴＫとが重複しないように、ノック判定期間ＴＫとの関係において目標進角量を設定（変更）するようにしている。
【００５８】
次に、この処理の詳細について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、エンジン１１の運転中、ノック判定の実行条件が成立する毎に実施される。
【００５９】
ＥＣＵ７１はまずステップ１１０において、予め設定されたノック判定期間ＴＫのノックセンサ６７の出力信号に基づきノック判定を行う。最初にノック判定が行われるときのノック判定期間ＴＫはポンプカム３６の回転位相とは無関係に設定されている。また、ポンプカム３６の回転位相もノック判定期間ＴＫとは無関係に設定されている。基礎となるノック判定期間ＴＫは、全てのエンジン運転条件で一律に一定の値に設定されている。また、基礎となるポンプカム３６の回転位相は、エンジン出力や排気性能等のエンジン運転性能の最適化が図られるようにエンジン負荷、エンジン回転速度等に応じて設定されている。
【００６０】
次に、ステップ１２０において、前記ステップ１１０の判定結果が「ノッキング有り」であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていない（ノッキング無し）と、ノック判定期間ＴＫ中に振動が検出されていないことから、ステップ１３０においてその判定結果をそのまま確定し、その後、ノック判定処理ルーチンを終了する。これに対し、ステップ１２０の判定条件が満たされている（ノッキング有り）と、ノック判定期間ＴＫ中に振動が検出されるが、その振動がノッキングによるものかリリーフバルブ４４の開弁によるものかが不明である。そこで、この場合には、ステップ１４０において、バルブタイミングの実進角量をそのときの目標進角量に一致させた場合にプランジャ３８が上死点に至るタイミング（クランク角）を算出する。
【００６１】
続いて、ステップ１５０において、前記ステップ１４０で算出したタイミングと上記ノック判定期間ＴＫとが重複するかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、ノック判定期間ＴＫとは異なる期間にプランジャ３８が上死点にリフトすることになる。従って、デリバリパイプ２７内の実際の燃圧が仮にリリーフバルブ４４の開弁圧を上回って同リリーフバルブ４４が振動を伴いながら開弁したとしても、その振動はノック判定に用いられることはない。一方、このノック判定期間ＴＫに振動が検出されている（ステップ１２０：ＹＥＳ）。このことから、その振動がリリーフバルブ４４の開弁に起因するものではなく、ノッキングによるものであると考えられる。そのため、ステップ１５０の判定条件が満たされていない場合には、ステップ１２０での「ノッキング有り」との判定結果を、ステップ１６０においてそのまま確定し、その後、ノック判定処理ルーチンを終了する。
【００６２】
これに対し、ステップ１５０の判定条件が満たされていると、リリーフバルブ４４が開弁した場合、その開弁に伴い発生する振動が検出されて、ノック判定に用いられるおそれがある。そのため、この場合には、先の「ノッキング有り」との判定結果を確定せず、ステップ１７０において、前記上死点に至るタイミングがノック判定期間ＴＫに重複しないように目標進角量を変更及び設定する。その後、前述したステップ１１０に戻りノック判定を再度実行する。このときのノック判定は、ノック判定期間ＴＫとプランジャ３８の上死点に至るタイミングとが重複しないように目標進角量が変更された状態で行われる。そのため、リリーフバルブ４４の開弁に起因する誤判定は行われず、適切な判定結果が得られる。
【００６３】
上記ノック判定処理ルーチンでは、ステップ１７０の処理がタイミング設定手段に相当する。
従って、第２実施形態によれば前述した（２）〜（４）に加え、次の効果が得られる。
【００６４】
（５）バルブタイミング可変機構７５を備えたエンジン１１において、バルブタイミングの目標進角量をノック判定期間ＴＫに応じて変化させることにより、プランジャ３８を上死点にリフトさせるタイミングとノック判定期間ＴＫとが重複しないようにしている（ステップ１５０，１７０）。このため、プランジャ３８が上死点又はその近傍へリフトしてデリバリパイプ２７内の燃圧が過度に高くなってリリーフバルブ４４が開弁したとしても、その開弁はノック判定期間ＴＫとは異なる期間に行われる。従って、リリーフバルブ４４の開弁に伴い振動が発生しても、その振動を検出したノックセンサ６７の出力信号はノック判定に用いられない。結果として、第１実施形態と同様に、リリーフバルブ４４の開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００６５】
（６）ノック判定期間ＴＫ中にリリーフバルブ４４の開弁に伴う振動が発生するような状況でノッキング有りの判定がなされたときには、その判定結果を保留している。そして、ノック判定期間ＴＫと、プランジャ３８が上死点にリフトするタイミングとが重複しないように目標進角量を変更した後、再判定を行うようにしている（ステップ１２０→１４０→１５０→１７０→１１０）。そのため、リリーフバルブ４４の開弁に伴う振動に起因した誤判定をより確実に回避することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。第３実施形態では、プランジャ３８が上死点に至るタイミングとノック判定期間ＴＫとが重複している場合に変更する対象を、第２実施形態の目標進角量からノック判定期間ＴＫに代えている。
【００６７】
図５のフローチャートは、前述した図４に対応するノック判定処理を示している。この処理は、エンジン運転中、ノック判定の実行条件が成立する毎に実施される。なお、図５において図４と同様の処理については同一のステップ数を付して、説明を省略する。
【００６８】
ステップ１１０，１２０，１４０の処理を順に経た後、ステップ１５０においてノック判定期間ＴＫとプランジャ３８の上死点に至るタイミングとが重複していると判定すると（ステップ１５０：ＹＥＳ）、ステップ１７０に代わるステップ１８０に移行する。ステップ１８０では、上死点に至るタイミングと重複しないようにノック判定期間ＴＫを変更する。ここでは、ノック判定期間ＴＫの開始時期と終了時期とを同じ量だけ進角又は遅角させることにより、ノック判定期間ＴＫ自体の長さを変えることなく、その全体をシフトさせるようにしている。このステップ１８０の処理を経た後に、前述したステップ１１０に戻りノック判定を再度実行する。このときのノック判定は、ノック判定期間ＴＫとプランジャ３８の上死点に至るタイミングとが重複しないようにノック判定期間ＴＫが変更された状態で行われるため、リリーフバルブ４４の開弁に起因する誤判定は行われず、適切な判定結果が得られる。
【００６９】
上記ノック判定処理ルーチンでは、ステップ１８０の処理が期間設定手段に相当する。
従って、第３実施形態によれば次の効果が得られる。
【００７０】
（７）プランジャ３８が上死点又はその近傍にリフトするタイミングと重複しないように、ノック判定期間ＴＫを高圧ポンプ３１の作動タイミングに応じて設定している（ステップ１８０）。そのため、燃料圧力が過大となってリリーフバルブ４４が開弁したとしても、その振動はノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定は行われない。このようにして、リリーフバルブ４４の開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００７１】
（８）バルブタイミング可変機構７５を備え、しかもその回転位相の変更対象である吸気カムシャフト２１にポンプカム３６が形成されている場合、バルブタイミング可変機構７５により吸気カムシャフト２１の回転位相が変更されると、それに伴ってポンプカム３６の回転位相も変化する。しかし、上記（７）に記載したように、高圧ポンプ３１の作動タイミングに応じてノック判定期間ＴＫを設定することで、ノック判定期間ＴＫがリリーフバルブ４４の開弁タイミングに重複しないようにすることができる。
【００７２】
（９）ノック判定期間ＴＫの変更に際し、その長さを変更するのではなく、ノック判定期間ＴＫの全体をシフトさせるようにしている。このため、各気筒のノック判定期間ＴＫを短縮しすぎるとノッキングの発生時期がノック判定期間ＴＫに入らなくなりノック判定を適切に行うことが困難となってノッキングの判定精度が低下するおそれがあるが、第３実施形態ではこういったおそれはない。
【００７３】
そのほかにも、第３実施形態では、前述した（４），（６）と同様の効果（４ａ），（６ａ）が得られる。
（４ａ）高圧ポンプ３１の作動タイミング（ポンプカム３６の回転位相が、プランジャ３８を上死点位置又はその近傍にリフトさせるための回転位相になるタイミング）に応じてノック判定期間ＴＫを変更及び設定している（ステップ１８０）。そして、この設定により、ノック判定期間ＴＫがリリーフバルブ４４の開弁タイミングと重複しないようにしている。このため、リリーフバルブ４４の構成部品、例えばばね４７の製造ばらつきを小さくする等して振動自体を小さくしなくても簡単にかつ確実にノッキングの誤判定を抑制することができる。
【００７４】
（６ａ）ノック判定期間ＴＫ中にリリーフバルブ４４の開弁に伴う振動が発生するような状況でノッキング有りの判定がなされたときには、その判定結果を保留している。そして、ノック判定期間ＴＫと、プランジャ３８が上死点にリフトするタイミングとが重複しないようにノック判定期間ＴＫを変更した後、再判定を行うようにしている（ステップ１２０→１４０→１５０→１８０→１１０）。そのため、リリーフバルブ４４の開弁に伴う振動に起因した誤判定をより確実に回避することができる。
【００７５】
（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態について、第３実施形態との相違点を中心に説明する。第４実施形態では、プランジャ３８の上死点に至るタイミングとノック判定期間ＴＫとが重複している場合に変更する対象を、バルブタイミングの目標進角量及びノック判定期間ＴＫの両方としている。
【００７６】
図６のフローチャートは、前述した図５に対応するノック判定処理を示している。この処理は、エンジン運転中、ノック判定の実行条件が成立する毎に実施される。なお、図６において図５と同様の処理については同一のステップ数を付して、説明を省略する。
【００７７】
ステップ１１０，１２０，１４０の処理を順に経た後、ステップ１５０においてノック判定期間ＴＫとプランジャ３８の上死点に至るタイミングとが重複していると判定すると（ステップ１５０：ＹＥＳ）、ステップ１８０に代わるステップ１９０へ移行する。ステップ１９０では、許容される限りにおいて、上死点に至るタイミングと重複しないようにノック判定期間ＴＫを短縮する。
【００７８】
次に、ステップ２００において、前記の短縮によりノック判定期間ＴＫが予め定めた許容最小期間未満であるかどうかを判定する。ここで、許容最小期間は、通常起り得るノッキングの発生時期を含む期間の最小値、すなわち適切なノック判定を行うことのできる期間の最小値である。
【００７９】
この判定条件が満たされていない場合には、ステップ１１０へ戻ってノック判定を再度実行する。このときのノック判定は、ノック判定期間ＴＫと上死点に至るタイミングとが重複しないようにノック判定期間ＴＫが変更された状態で行われるため、リリーフバルブ４４の開弁に起因する誤判定は行われず、適切な判定結果が得られる。一方、ステップ２００の判定条件が満たされている場合にはステップ２１０に移行し、前記許容最小期間をノック判定期間ＴＫとして設定する。そして、ステップ２２０において、その設定したノック判定期間ＴＫに上死点に至るタイミングが重複しないように、ポンプカム３６の回転位相、すなわちバルブタイミングの目標進角量を変更する。この処理を経た後に、ステップ１１０へ戻ってノック判定を再度実行する。このときのノック判定は、ノック判定期間ＴＫとプランジャ３８の上死点に至るタイミングとが重複しないように目標進角量が変更された状態で行われるため、リリーフバルブ４４の開弁に起因する誤判定は行われず、適切な判定結果が得られる。
【００８０】
従って、第４実施形態によれば、前述した（４ａ），（６ａ），（７）〜（９）に加え、次の効果が得られる。
（１０）ノック判定期間ＴＫやバルブタイミングの目標進角量の変更に際し、まず許容される限りはノック判定期間ＴＫのみを変更（短縮）し、その変更が許容できなくなったときに目標進角量を変更するようにしている（ステップ２００〜２２０）。すなわち、ノック判定期間ＴＫの変更を優先的に行い、その変更がそれ以上許容できなくなったときに目標進角量の変更を行うようにしている。そのため、目標進角量の変更を必要最小限に止めつつ、ノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００８１】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・第１実施形態において、ノック判定期間ＴＫを常に一定にしてノック判定を行うようにしてもよい。この場合、ノック判定期間ＴＫを、リリーフバルブ４４の開弁タイミング（ポンプカム３６の回転位相がプランジャ３８を上死点又はその近傍にリフトさせるための回転位相になるタイミング）と重複しないタイミングに設定してもよい。こうすると、高圧ポンプ３１の作動に伴い燃料圧力が過大となってリリーフバルブ４４が開弁したとしても、その振動がノック判定が行われない期間に発生することとなり、この振動に基づくノック判定が行われない。従って、この場合にも第１実施形態と同様にリリーフバルブ４４の開弁の影響によるノック判定の精度低下を抑制することができる。
【００８２】
・ノック判定やバルブタイミング制御の詳細は上述したものに限らず任意に変更可能である。
・第４実施形態では、バルブタイミングの目標進角量及びノック判定期間ＴＫの変更に際して、ノック判定期間ＴＫの変更を優先的に行い、そのノック判定期間ＴＫの変更がそれ以上許容できなくなったときに目標進角量の変更を行うようにしている。これは、ノック判定精度確保のための目標進角量の変更を極力行わないようにするためである。目標進角量の変更に対する制約が少なく、比較的自由に変更できるのであれば、そのような優先付けは行わずに、任意に目標進角量やノック判定期間ＴＫを変更するようにしてもよい。
【００８３】
・リリーフ通路４３を燃料タンク３２に代えて高圧ポンプ３１の加圧室３５に接続し、リリーフバルブ４４の開弁に伴いデリバリパイプ２７から流出した燃料を高圧ポンプ３１に戻すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるエンジンの構成を示す略図。
【図２】燃料供給装置の構成を示す略図。
【図３】ゲート信号、プランジャのリフト量、デリバリパイプ内の燃圧及びリリーフバルブによる振動の対応関係を示すタイミングチャート。
【図４】本発明の第２実施形態において、ＥＣＵによって実行されるノック判定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第３実施形態において、ＥＣＵによって実行されるノック判定処理の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第４実施形態において、ＥＣＵによって実行されるノック判定処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１５…クランクシャフト、１９…吸気バルブ（機関バルブ）、２０…排気バルブ（機関バルブ）、２１…吸気カムシャフト、２２…排気カムシャフト、２６…燃料噴射弁、２７…デリバリパイプ（燃料供給路）、３１…高圧ポンプ、３６…ポンプカム、３８…プランジャ、４４…リリーフバルブ、６７…ノックセンサ、７１…ＥＣＵ（タイミング設定手段、期間設定手段）、７５…バルブタイミング可変機構、ＴＫ…ノック判定期間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine provided with a knock determination device that takes in a detection signal of a knock sensor during a knock determination period and determines the occurrence of knocking based on the acquired detection signal.
[0002]
[Prior art]
As is well known, knocking control is one of the control techniques for an internal combustion engine. This knocking control is performed based on a signal from a knock sensor that detects vibrations that occur during operation of the internal combustion engine. That is, a signal from the knock sensor is taken during a predetermined knock determination period, and it is determined whether or not knocking has occurred by comparison with a predetermined knock determination level. When it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded and knocking is suppressed. When it is determined that knocking has not occurred, the ignition timing is advanced to improve engine output and fuel consumption.
[0003]
Further, as a technique related to the knocking control, for example, Patent Document 1 discloses that the intake valve or the exhaust valve is not closed during the knock determination period, that is, the closing timing of the intake valve or the exhaust valve is avoided. A knock determination period is set. This is because when the valve is closed, each valve is seated on the intake port or exhaust port, and noise (sitting noise) is generated, but this seating noise is detected during the knock determination period and is prevented from being erroneously determined as knocking. It is something to try.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-229951
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber, if a relief valve is provided in a high-pressure fuel pipe (delivery pipe), the following phenomenon may occur. In general, in a cylinder injection internal combustion engine, in order to increase the injection pressure for the purpose of atomizing the injected fuel, the fuel in the fuel tank is pumped by a feed pump (low pressure pump), and the fuel is driven and connected to the internal combustion engine. The pressure is increased by the high-pressure pump, and the pressure is fed to the fuel injection valve via the delivery pipe. The relief valve is opened when the fuel pressure in the delivery pipe rises above a certain value, thereby suppressing the fuel pressure from becoming excessively high. When this relief valve is opened, vibration is involved.
[0006]
In this regard, in the conventional knocking control including Patent Document 1 described above, the knock determination period is set without taking into consideration the influence of the vibration generated when the relief valve is opened. For this reason, if a vibration associated with the opening of the relief valve occurs during the knock determination period, this vibration will be detected by the knock sensor, and if knocking has actually occurred, knocking has occurred. There is a risk of misjudgment.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine with a knock determination device that can suppress a decrease in accuracy of knock determination due to the effect of opening of a relief valve. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
  In the internal combustion engine according to the first and fourth aspects of the present invention, as a common configuration, the knock sensor detection signal is captured during the knock determination period, and knocking is determined based on the captured detection signal. A fuel supply path that includes a determination device and leads high-pressure fuel from the high-pressure pump to the fuel injection valve.A valve body and a spring for urging the valve body toward the valve closing sideA relief valve is provided that opens in accordance with the fuel pressure that changes with the operation of the high-pressure pump.
[0009]
Therefore, according to the common configuration described above, the knock determination device takes in the signal detected by the knock sensor during the knock determination period, and determines the occurrence of knocking based on the detection signal. In a period other than the knock determination period, knocking determination based on the detection signal of the knock sensor is not performed. On the other hand, in an internal combustion engine, high-pressure fuel discharged from a high-pressure pump is guided to a fuel injection valve through a fuel supply path, and is injected from the fuel injection valve into a cylinder. The fuel pressure in the fuel supply path changes with the operation of the high-pressure pump. When the fuel pressure exceeds the opening pressure of the relief valve, the relief valve is opened, and the fuel pressure is prevented from becoming excessive.
[0010]
Furthermore, in the invention described in claim 1, in addition to the common configuration described above, it is assumed that the operation timing of the high-pressure pump is set so that the valve opening timing of the relief valve does not overlap the knock determination period.
[0011]
According to the above configuration, even when the fuel pressure is excessive due to the operation of the high pressure pump and the relief valve is opened, the vibration is generated during a period when the knock determination is not performed. No judgment is made. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the high-pressure pump includes a plunger that pressurizes the fuel, and the plunger lifts to or near a top dead center that maximizes the fuel pressure. It is assumed that the timing to perform is set so as not to overlap the knock determination period.
[0013]
According to the above configuration, the timing at which the relief valve opens is when the fuel pressure in the fuel supply path becomes excessive. Such a situation may occur when the fuel pressure discharged from the high-pressure pump reaches a maximum value or a value in the vicinity thereof. In the case of a high-pressure pump of the type that lifts the plunger to pressurize the fuel, it is when the plunger is lifted to or near its top dead center. Therefore, by setting the timing at which the plunger is lifted to this position so as not to overlap with the knock determination period, the valve opening timing of the relief valve can be prevented from overlapping with the knock determination period.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the high-pressure pump includes a pump cam that lifts the plunger by rotating, and lifts the plunger to or near its top dead center. It is assumed that the rotational phase of the pump cam is set so that the timing for the rotational phase does not overlap the knock determination period.
[0015]
According to said structure, when the high pressure pump is a type which lifts a plunger by rotating a pump cam, the lift amount of a plunger changes according to the rotation phase of a pump cam. Therefore, by setting the rotational phase of the pump cam so that the timing of the rotational phase for lifting the plunger to or near its top dead center does not overlap with the knock determination period, the valve opening timing of the relief valve does not overlap with the knock determination period. Can be.
[0016]
In the invention according to claim 4, in addition to the common configuration described above, it is assumed that the knock determination period is set to a timing that does not overlap with the valve opening timing of the relief valve.
[0017]
According to the above configuration, the knock determination period does not overlap with the valve opening timing of the relief valve. It occurs during a period when it is not performed, and knock determination based on this vibration is not performed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve.
[0018]
In the invention according to claim 5, in addition to the common configuration described above, the operation timing of the high-pressure pump is set according to the knock determination period so that the valve opening timing of the relief valve does not overlap the knock determination period. It is assumed that a timing setting unit is provided.
[0019]
According to the above configuration, it is possible to prevent the relief valve opening timing from overlapping the knock determination period by setting the operation timing of the high-pressure pump according to the knock determination period by the timing setting means. . Therefore, even if the fuel pressure is excessive due to the operation of the high-pressure pump and the relief valve is opened, the vibration that accompanies the valve opening occurs during a period when knock determination is not performed, and knock determination based on this vibration Is not done. In this way, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve. Moreover, since the operation timing of the high-pressure pump is set according to the knock determination period, it is possible to cope with the case where the knock determination period is changed.
[0020]
In the invention according to claim 6, in addition to the common configuration described above, the knock determination period is set according to the operation timing of the high-pressure pump so that the knock determination period does not overlap with the valve opening timing of the relief valve. It is assumed that period setting means is provided.
[0021]
According to the above configuration, it is possible to prevent the knock determination period from overlapping with the valve opening timing of the relief valve by setting the knock determination period according to the operation timing of the high-pressure pump by the period setting means. . Therefore, even if the fuel pressure is excessive and the relief valve is opened, the vibration occurs during a period when knock determination is not performed, and knock determination based on this vibration is not performed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve. Further, since the knock determination period is set according to the operation timing of the high-pressure pump, it is possible to cope with the case where the operation timing is changed.
[0022]
In the invention of claim 7, in the invention of claim 6, the opening / closing timing of the engine valve driven by the camshaft is changed by changing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft. The high-pressure pump further includes a pump cam that is rotationally driven, and a plunger that lifts and pressurizes the fuel as the pump cam rotates, and the pump cam has a rotational phase adjusted by the valve timing variable mechanism. It is assumed that it is provided on the camshaft to be changed.
[0023]
  According to the above configuration, when the variable valve timing mechanism is operated, the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft is changed, and the opening / closing timing of the engine valve is changed. When such a variable valve timing mechanism is provided and the pump cam is formed on a camshaft whose rotational phase is changed, when the rotational phase of the camshaft is changed by the variable valve timing mechanism, the rotational phase of the pump cam also changes accordingly. Change. However, by setting the knock determination period according to the operation timing of the high-pressure pump by the period setting means as described above, the knock determination period can be prevented from overlapping with the valve opening timing of the relief valve.
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the relief valve has an inflow port and an outflow port disposed on the same axis, and the flow inside the relief valve. The gist is that the path is formed in a straight line.
Specifically, a relief valve that opens in response to the fuel pressure can be applied in which the internal flow path is linearly formed as described above.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
As shown in FIG. 1, the vehicle is equipped with an in-cylinder injection gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 11 that directly injects fuel into the cylinder. The engine 11 has a plurality of cylinders 12 in which pistons 13 are housed so as to be capable of reciprocating. Each piston 13 is connected to a crankshaft 15 that is an output shaft of the engine 11 via a connecting rod 14. The reciprocating motion of each piston 13 is converted into rotational motion by the connecting rod 14 and then transmitted to the crankshaft 15.
[0026]
Each cylinder 12 is connected to an intake passage 17 for guiding air outside the engine 11 to the combustion chamber 16. Each cylinder 12 is connected to an exhaust passage 18 for guiding the exhaust generated in the combustion chamber 16 to the outside of the engine 11. The engine 11 is provided with an intake valve 19 that opens and closes between the intake passage 17 and the combustion chamber 16 and an exhaust valve 20 that opens and closes between the exhaust passage 18 and the combustion chamber 16 so as to reciprocate. The intake valve 19 is driven by an intake camshaft 21 to which the rotation of the crankshaft 15 is transmitted. Further, the exhaust valve 20 is driven by an exhaust camshaft 22 to which the rotation of the crankshaft 15 is transmitted.
[0027]
In the middle of the intake passage 17, a throttle valve 23 is rotatably provided. An actuator 24 such as a motor is drivingly connected to the throttle valve 23. The amount of air flowing through the intake passage 17 varies according to the rotation angle (throttle opening) of the throttle valve 23. The throttle opening is adjusted by driving the actuator 24 in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal 25 operated by the driver.
[0028]
An electromagnetic fuel injection valve 26 is attached to the engine 11 corresponding to each cylinder 12. A delivery pipe 27 that is a common high-pressure fuel pipe is connected to each fuel injection valve 26 as a fuel supply path, and fuel in the delivery pipe 27 is distributed and supplied to each fuel injection valve 26. Each fuel injection valve 26 is controlled to open and close, thereby directly injecting and supplying high-pressure fuel to the corresponding combustion chamber 16. The injected fuel mixes with the air in the combustion chamber 16 and becomes an air-fuel mixture. When the air-fuel mixture is burned, the piston 13 reciprocates and the crankshaft 15 rotates.
[0029]
As shown in FIG. 2, a fuel supply device 28 for supplying high-pressure fuel to the delivery pipe 27 includes an electric low-pressure pump 29 fixed in a fuel tank 32, a fixed low-pressure fuel fixed to the engine 11. And a high-pressure pump 31 connected to the low-pressure pump 29 through a passage 30. The low pressure pump 29 sucks fuel from the fuel tank 32 and discharges the fuel toward the high pressure pump 31 through the low pressure fuel passage 30. In the figure, 33 is a pressure regulator for making the fuel pressure (feed pressure) in the low pressure fuel passage 30 constant, and 34 is a pulsation damper for reducing fuel pulsation in the low pressure fuel passage 30. It is.
[0030]
The high-pressure pump 31 is driven by a pressurization chamber 35 into which fuel is introduced through the low-pressure fuel passage 30 and a pump cam 36 provided on the camshaft, and reciprocates in the cylinder 37 to increase the fuel in the pressurization chamber 35 to a high pressure. A plunger 38 for pressurization, an electromagnetic spill valve 39 for adjusting the amount of fuel discharged from the pressurization chamber 35, and the like are provided. Here, the pump cam 36 is provided on the intake camshaft 21. The pressurizing chamber 35 is connected to the delivery pipe 27 via the high-pressure fuel passage 41. The high pressure fuel passage 41 is provided with a check valve 42 that restricts the flow of fuel from the delivery pipe 27 into the pressurizing chamber 35. The electromagnetic spill valve 39 is used as a fuel pressure control valve and opens and closes by energization control. When the electromagnetic spill valve 39 is opened, the low pressure fuel passage 30 and the pressurizing chamber 35 are in communication with each other, and are closed when the electromagnetic spill valve 39 is closed.
[0031]
The high-pressure pump 31 performs a fuel pumping operation as follows. In the intake stroke in which the plunger 38 moves downward as the intake camshaft 21 rotates, the electromagnetic spill valve 39 is held in the open state. Accordingly, the fuel pumped from the low pressure pump 29 is introduced into the pressurizing chamber 35 through the low pressure fuel passage 30. Next, in the pressurization stroke in which the plunger 38 moves upward, the volume of the pressurizing chamber 35 decreases with the upward movement. When the electromagnetic spill valve 39 is switched from the open state to the closed state at a predetermined time during the pressurizing stroke, the pressure between the low pressure fuel passage 30 and the pressurizing chamber 35 is cut off, and the plunger 38 is pressurized. The fuel in the pressurized chamber 35 is pumped to the delivery pipe 27 through the high-pressure fuel passage 41.
[0032]
The fuel discharge amount in the high-pressure pump 31 is adjusted by controlling the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 39 and adjusting the valve closing period of the electromagnetic spill valve 39 during the pressure feed stroke. That is, in this embodiment, the valve closing end timing is always constant (substantially the same as the end of the discharge stroke), and the valve closing period of the electromagnetic spill valve 39 is made variable by controlling the valve closing start timing. Therefore, if the valve closing start time of the electromagnetic spill valve 39 is advanced and the valve closing period is lengthened, the fuel discharge amount increases. If the valve closing start time is delayed and the valve closing period is shortened, the fuel discharge amount decreases. By adjusting the fuel discharge amount of the high-pressure pump 31 as described above, the fuel pressure (fuel pressure) in the delivery pipe 27 can be a value that allows fuel injection against the pressure in the combustion chamber 16 (target fuel pressure). ).
[0033]
A relief valve 44 is attached to the delivery pipe 27, and the relief valve 44 is connected to the fuel tank 32 via a relief passage 43. The relief valve 44 includes a valve body 46 and a spring 47 that biases the valve body 46 toward the valve closing side (in this case, the delivery pipe 27 side). When the fuel pressure in the delivery pipe 27 becomes excessively high and exceeds the opening pressure of the relief valve 44, the valve body 46 moves away from the valve seat against the spring 47, and the relief valve 44 is opened. The high pressure fuel in the fuel tank 27 is returned to the fuel tank 32 through the relief passage 43. The valve opening pressure of the relief valve 44 is set to a value slightly higher than the target fuel pressure described above (see FIG. 3). 2 is a return passage for returning the fuel that passes through the gap between the cylinder 37 and the plunger 38 to the fuel tank 32.
[0034]
As shown in FIG. 1, a spark plug 49 is attached to the engine 11 corresponding to each cylinder 12. The spark plug 49 is driven based on the ignition signal from the igniter 51. A high voltage output from the ignition coil 52 is applied to the spark plug 49. The air-fuel mixture is ignited by spark discharge of the spark plug 49 and explodes / combusts. The piston 13 is reciprocated by the high-temperature and high-pressure combustion gas generated at this time, the crankshaft 15 is rotated, and the driving force (output torque) of the engine 11 is obtained.
[0035]
The vehicle is provided with various sensors for detecting the operating state of the engine 11. For example, a crank angle sensor 61 is provided in the vicinity of the crankshaft 15 to generate a pulse signal every time the crankshaft 15 rotates by a certain angle. The signal of the crank angle sensor 61 is used for calculation of a crank angle that is a rotation angle of the crankshaft 15 and an engine rotation speed that is a rotation speed of the crankshaft 15 per unit time. A cam angle sensor 62 that detects the rotation angle is provided in the vicinity of the intake camshaft 21.
[0036]
An intake pressure sensor 63 for detecting the pressure of intake air (intake pressure) is provided downstream of the throttle valve 23 in the intake passage 17. An accelerator sensor 64 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 25 by the driver is provided at or near the accelerator pedal 25. A throttle sensor 65 that detects the throttle opening is provided in the vicinity of the throttle valve 23. The delivery pipe 27 is provided with a fuel pressure sensor 66 that detects the fuel pressure inside the delivery pipe 27.
[0037]
Further, the engine 11 is provided with a knock sensor for detecting vibration transmitted from the combustion chamber 16 to the cylinder block and the like. Here, a non-resonant knock sensor 67 whose output value characteristics are substantially flat over a wide frequency range of vibration of the engine 11 is used.
[0038]
In order to control each part of the engine 11 based on the detection values of the various sensors 61 to 67 described above, an electronic control unit (ECU) 71 composed of a microcomputer is provided. In the ECU 71, a central processing unit (CPU) performs arithmetic processing according to a control program and initial data stored in a read-only memory (ROM), and executes various controls based on the calculation results. The calculation result by the CPU is temporarily stored in a random access memory (RAM).
[0039]
For example, when controlling the fuel injection amount, the ECU 71 calculates a target injection amount based on the engine load, the engine speed, etc., and the fuel injection valve 26 so that an amount of fuel corresponding to the target injection amount is injected into the combustion chamber 16. To control the energization. The engine load is obtained based on, for example, parameters related to the intake air amount of the engine 11 (for example, throttle opening, accelerator depression amount, intake pressure, etc.).
[0040]
The ECU 71 functions as a knock determination device together with the knock sensor 67, and performs a knock determination that determines whether or not knocking has occurred based on the detection result of the knock sensor 67. In this knock determination, as shown in FIG. 3, first, the ON timing and OFF timing of the gate signal are set based on, for example, the engine speed and the engine load. The gate signal is a signal for determining a period for sampling the output signal of the knock sensor 67 related to knock determination. Then, the output signal of knock sensor 67 during the period when the gate signal is on (knock determination period TK) is used for knock determination. The knock determination period TK is basically set to a period during which vibration generated by knocking can be accurately detected, for example, a period from the latter half of the compression stroke to the middle stage of the expansion stroke.
[0041]
Next, the peak value of the output signal of the knock sensor 67 during the knock determination period TK is obtained. On the assumption that the logarithm conversion value of the peak value is a normal distribution, a knock determination level is set based on a standard deviation or a median value obtained from the probability distribution. This knock determination level is compared with the logarithmic conversion value. If the logarithmic conversion value is equal to or less than the knock determination value, it is determined that knocking has not occurred during the current combustion in the target cylinder. If the logarithmic conversion value is larger than the knock determination value, it is determined that knocking has occurred during combustion in the target cylinder.
[0042]
When it is determined that knocking has occurred, the ECU 71 corrects the target ignition timing calculated based on the engine load or the like, and when it determines that knocking has not occurred, the ECU 71 corrects the target ignition timing. Then, an ignition signal that is turned on at the timing indicated by the corrected target ignition timing is output to the igniter 51 to perform ignition, thereby adjusting the ignition timing near the knocking generation limit.
[0043]
The amount of fuel injected from the fuel injection valve 26 (fuel injection amount) is determined by the fuel pressure (fuel pressure) in the delivery pipe 27 and the fuel injection time. It is necessary to maintain the fuel pressure at an appropriate value. Therefore, the ECU 71 adjusts the valve closing period (the valve closing start timing) of the electromagnetic spill valve 39 so that the actual fuel pressure by the fuel pressure sensor 66 approaches the target fuel pressure set according to the engine operating state, thereby providing a high-pressure pump. The fuel discharge amount 31 is feedback controlled.
[0044]
The above is the basic configuration of the engine 11 including the knock determination device. In the engine 11, the pump cam 36 rotates together with the intake camshaft 21, whereby the pump cam 36 reciprocates the plunger 38. By this reciprocation, the fuel pressurized to a high pressure according to the open / close state of the electromagnetic spill valve 39 is pumped from the pressurizing chamber 35 to the delivery pipe 27.
[0045]
That is, when the plunger 38 moves downward, fuel is supplied into the pressurizing chamber 35 from the low pressure pump 29 through the low pressure fuel passage 30. When the electromagnetic spill valve 39 is controlled to be closed by the ECU 71 while the plunger 38 is moving upward with the rotation of the pump cam 36, the fuel in the pressurizing chamber 35 is pressurized by the plunger 38. The pressurized fuel in the pressurizing chamber 35 is pumped to the delivery pipe 27 through the high-pressure fuel passage 41. By this pumping, the fuel pressure in the delivery pipe 27 rises to exceed the target fuel pressure, and when the valve opening pressure of the relief valve 44 is exceeded, the relief valve 44 is opened. This valve opening reduces the fuel pressure in the delivery pipe 27, but generates vibrations. If this vibration occurs during the aforementioned knock determination period TK, the vibration is detected by the knock sensor 67 and used for the determination of knocking.
[0046]
Therefore, in this embodiment, the operation timing of the high-pressure pump 31 is set to a timing at which the opening timing of the relief valve 44 does not overlap with the knock determination period. Here, the timing at which the relief valve 44 is opened is when the fuel pressure in the delivery pipe 27 reaches a substantially maximum value, that is, the position where the plunger 38 substantially minimizes the volume of the pressurizing chamber 35 (upper position). It is when it is lifted to the dead point or its vicinity. The lift amount of the plunger 38 changes according to the rotation of the pump cam 36. Considering this point, as shown in FIG. 3, the rotational phase of the pump cam 36 that lifts the plunger 38 to the top dead center is set to a rotational phase that deviates from the knock determination period TK.
[0047]
By this setting, the plunger 38 reaches the top dead center during a part (t1 to t2, t5 to t6) of the period (t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6, and after t7) when the knock determination is not performed, and the delivery pipe. The fuel pressure in 27 is substantially maximized. Therefore, even if the fuel pressure in the delivery pipe 27 becomes excessive and exceeds the valve opening pressure of the relief valve 44, this is a period (t1 to t2, t5 to t6) in which this knock determination is not performed. Therefore, even if the relief valve 44 is opened with vibration during this period and the vibration is detected by the knock sensor 67, the detection signal is not used for knock determination.
[0048]
In FIG. 3, the fuel pressure decreases during the period T1 because a part of the fuel in the delivery pipe 27 is returned to the fuel tank 32 through the relief passage 43 when the relief valve 44 is opened. This is because part of the fuel in the delivery pipe 27 is consumed by the fuel injection accompanying the opening of the fuel injection valve 26. The reason why the fuel pressure is reduced during the periods T2, T4, and T5 is that a part of the fuel in the delivery pipe 27 is consumed by the fuel injection accompanying the opening of the fuel injection valve 26. Further, the reason why the fuel pressure rises in the period T3 is that the electromagnetic spill valve 39 is closed during the ascending process of the plunger 38 and fuel is supplied from the high-pressure pump 31 to the delivery pipe 27.
[0049]
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) The operation timing of the high-pressure pump 31 is set so that the valve opening timing of the relief valve 44 does not overlap the knock determination period TK. For this reason, even if the fuel pressure in the delivery pipe 27 becomes excessively high due to the operation of the high-pressure pump 31 and the relief valve 44 is opened, the valve opening is performed in a period different from the knock determination period TK. Therefore, even if vibration occurs as the relief valve 44 is opened, the output signal of the knock sensor 67 that detects the vibration is not used for knock determination. As a result, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve 44.
[0050]
(2) The timing at which the relief valve 44 opens is when the fuel pressure in the delivery pipe 27 becomes excessive and exceeds the opening pressure of the relief valve 44. Such a situation may occur when the fuel pressure from the high-pressure pump 31 reaches a maximum value or a value in the vicinity thereof. In the case of the high pressure pump 31 of the type that lifts the plunger 38 to pressurize the fuel, the plunger 38 is lifted to the top dead center or the vicinity thereof. In this regard, in the first embodiment, the timing at which the plunger 38 of the high-pressure pump 31 lifts to the top dead center at which the fuel pressure is maximized or its vicinity is set so as not to overlap with the knock determination period TK. For this reason, as described in (1) above, the valve opening timing of the relief valve 44 can be prevented from overlapping the knock determination period TK.
[0051]
(3) In the case of the high-pressure pump 31 that lifts the plunger 38 by rotating the pump cam 36, the lift amount of the plunger 38 changes according to the rotation phase of the pump cam 36. In this regard, in the first embodiment, the timing at which the rotational phase of the pump cam 36 becomes the rotational phase for lifting the plunger 38 to or near its top dead center is set so as not to overlap with the knock determination period TK. For this reason, as described in (2) above, it is possible to prevent the relief valve opening timing from overlapping the knock determination period TK.
[0052]
(4) As another means for suppressing erroneous determination caused by vibration associated with opening of the relief valve 44, the vibration itself is reduced by reducing manufacturing variations of components of the relief valve 44, for example, the spring 47. However, management for that is difficult. In this regard, in the first embodiment, the opening timing of the relief valve 44 is prevented from overlapping the knock determination period TK by setting the rotational phase of the pump cam 36. For this reason, erroneous determination of knocking can be easily and reliably suppressed without reducing the above-described manufacturing variation.
[0053]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment.
[0054]
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, in the second embodiment, the valve timing of the engine valve (here, the intake valve 19) is adjusted by adjusting the rotational phase of the camshaft (here, the intake camshaft 21) with respect to the crankshaft 15. A valve timing variable mechanism 75 for advancing or retarding (opening / closing period) is provided. A pump cam 36 for driving the high-pressure pump 31 is formed on the camshaft (in this case, the intake camshaft 21) whose rotation phase is to be changed.
[0055]
In response to this, the ECU 71 performs valve timing control of the intake valve 19. In this control, the ECU 71 adjusts the advance amount of the valve timing of the intake valve 19 according to the operating state of the engine 11 such as the engine load and the engine speed. Here, the advance amount is a value indicating how much the valve timing is advanced with respect to the crank angle with reference to when the valve timing is in a predetermined state (for example, the most retarded state). is there. The valve timing advance amount is adjusted so that the actual advance amount obtained from the signal of the cam angle sensor 62 approaches the basic target advance amount set according to the engine load and the engine speed. This is done by controlling the variable valve timing mechanism 75.
[0056]
Here, the pump cam 36 is formed on a camshaft (intake camshaft 21) that is a target for changing the rotational phase by valve timing control. On the other hand, the target advance amount and the rotational phase of the pump cam, and hence the lift amount of the plunger 38, correspond to each other. For this reason, when the target advance amount is changed during valve timing control and the rotational phase of the intake camshaft 21 changes, the rotational phase of the pump cam 36 also changes accordingly, and the timing at which the plunger 38 reaches top dead center changes. . For example, as the target advance amount increases, that is, as the valve timing advances from the reference state, the rotation phases of the intake camshaft 21 and the pump cam 36 relative to the crankshaft 15 advance, and the plunger 38 reaches the top dead center. The timing to reach is earlier. On the contrary, as the target advance amount decreases, that is, as the valve timing is retarded and approaches the reference state, the rotational phase is retarded and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 is delayed. And the timing which the relief valve 44 opens also changes according to the change of this timing.
[0057]
In this regard, in the second embodiment, the operation timing of the high-pressure pump 31 is set according to the knock determination period TK so that the valve opening timing of the relief valve 44 does not overlap with the knock determination period TK. To achieve this, the target advance amount is set (changed) in relation to the knock determination period TK so that the rotation phase of the pump cam 36 that lifts the plunger 38 to the top dead center and the knock determination period TK do not overlap. I am doing so.
[0058]
Next, details of this processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This process is performed every time the execution condition for knock determination is satisfied during operation of the engine 11.
[0059]
In step 110, the ECU 71 first makes a knock determination based on an output signal of the knock sensor 67 in a preset knock determination period TK. The knock determination period TK when the knock determination is first performed is set regardless of the rotational phase of the pump cam 36. The rotational phase of the pump cam 36 is also set regardless of the knock determination period TK. The basic knock determination period TK is uniformly set to a constant value under all engine operating conditions. In addition, the rotation phase of the basic pump cam 36 is set according to the engine load, the engine rotation speed, and the like so as to optimize the engine operation performance such as the engine output and the exhaust performance.
[0060]
Next, in step 120, it is determined whether or not the determination result in step 110 is “with knocking”. If this determination condition is not satisfied (no knocking), no vibration is detected during the knock determination period TK. Therefore, in step 130, the determination result is fixed as it is, and then the knock determination processing routine is terminated. On the other hand, if the determination condition of step 120 is satisfied (with knocking), vibration is detected during the knock determination period TK. Whether the vibration is due to knocking or the relief valve 44 is opened. It is unknown. Therefore, in this case, in step 140, the timing (crank angle) at which the plunger 38 reaches the top dead center when the actual advance angle amount of the valve timing is made to coincide with the target advance angle amount at that time is calculated.
[0061]
Subsequently, in step 150, it is determined whether or not the timing calculated in step 140 overlaps with the knock determination period TK. If this determination condition is not satisfied, the plunger 38 is lifted to the top dead center in a period different from the knock determination period TK. Therefore, even if the actual fuel pressure in the delivery pipe 27 exceeds the valve opening pressure of the relief valve 44 and the relief valve 44 opens with vibration, the vibration is not used for knock determination. On the other hand, vibration is detected during the knock determination period TK (step 120: YES). From this, it is considered that the vibration is not caused by the opening of the relief valve 44 but is caused by knocking. Therefore, if the determination condition of step 150 is not satisfied, the determination result of “knocking” in step 120 is fixed as it is in step 160, and then the knock determination processing routine is terminated.
[0062]
On the other hand, if the determination condition of step 150 is satisfied, when the relief valve 44 is opened, the vibration generated when the relief valve 44 is opened may be detected and used for knock determination. Therefore, in this case, the previous determination result of “with knocking” is not fixed, and in step 170, the target advance amount is changed so that the timing to reach the top dead center does not overlap with the knock determination period TK. Set. Thereafter, the process returns to step 110 described above and the knock determination is executed again. The knock determination at this time is performed in a state where the target advance amount is changed so that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 do not overlap. Therefore, an erroneous determination due to the opening of the relief valve 44 is not performed, and an appropriate determination result is obtained.
[0063]
In the knock determination processing routine, the processing in step 170 corresponds to the timing setting means.
Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the above (2) to (4).
[0064]
(5) In the engine 11 provided with the variable valve timing mechanism 75, the timing at which the plunger 38 is lifted to the top dead center and the knock determination period TK are changed by changing the target advance amount of the valve timing according to the knock determination period TK. Are not duplicated (steps 150 and 170). For this reason, even if the plunger 38 is lifted to or near the top dead center and the fuel pressure in the delivery pipe 27 becomes excessively high and the relief valve 44 is opened, the valve opening is a period different from the knock determination period TK. To be done. Therefore, even if vibration occurs as the relief valve 44 is opened, the output signal of the knock sensor 67 that detects the vibration is not used for knock determination. As a result, as in the first embodiment, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination due to the effect of the relief valve 44 being opened.
[0065]
(6) When it is determined that there is knocking in a situation where vibration associated with the opening of the relief valve 44 occurs during the knock determination period TK, the determination result is suspended. Then, after changing the target advance amount so that the knock determination period TK and the timing at which the plunger 38 lifts to the top dead center are not overlapped, re-determination is performed (steps 120 → 140 → 150 → 170). → 110). Therefore, it is possible to more reliably avoid erroneous determination due to vibration associated with opening of the relief valve 44.
[0066]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the second embodiment. In the third embodiment, the target to be changed when the timing at which the plunger 38 reaches top dead center and the knock determination period TK overlap is changed from the target advance amount of the second embodiment to the knock determination period TK. Yes.
[0067]
The flowchart of FIG. 5 shows the knock determination process corresponding to FIG. 4 described above. This process is performed every time the execution condition for knock determination is satisfied during engine operation. In FIG. 5, processes similar to those in FIG. 4 are given the same number of steps, and description thereof is omitted.
[0068]
After the processing of steps 110, 120, and 140 in order, if it is determined in step 150 that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 overlap (step 150: YES), step 170 is substituted. The process proceeds to step 180. In step 180, the knock determination period TK is changed so as not to overlap with the timing of reaching the top dead center. Here, the start timing and the end timing of the knock determination period TK are advanced or retarded by the same amount, thereby shifting the entirety of the knock determination period TK without changing the length of the knock determination period TK itself. After the processing of step 180, the process returns to step 110 described above and the knock determination is executed again. The knock determination at this time is performed in a state in which the knock determination period TK is changed so that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 do not overlap. An erroneous determination is not performed and an appropriate determination result is obtained.
[0069]
In the knock determination process routine, the process of step 180 corresponds to the period setting means.
Therefore, according to the third embodiment, the following effects can be obtained.
[0070]
(7) The knock determination period TK is set according to the operation timing of the high-pressure pump 31 so as not to overlap with the timing at which the plunger 38 is lifted to or near top dead center (step 180). Therefore, even if the fuel pressure is excessive and the relief valve 44 is opened, the vibration occurs during a period when the knock determination is not performed, and the knock determination based on this vibration is not performed. In this way, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination due to the effect of the relief valve 44 being opened.
[0071]
(8) When the variable valve timing mechanism 75 is provided and the pump cam 36 is formed on the intake camshaft 21 whose rotational phase is to be changed, the rotational phase of the intake camshaft 21 is changed by the variable valve timing mechanism 75. As a result, the rotational phase of the pump cam 36 also changes. However, as described in (7) above, by setting the knock determination period TK according to the operation timing of the high-pressure pump 31, the knock determination period TK should not overlap the opening timing of the relief valve 44. Can do.
[0072]
(9) When changing the knock determination period TK, the entire knock determination period TK is shifted instead of changing its length. For this reason, if the knock determination period TK of each cylinder is shortened too much, the knock generation timing does not fall within the knock determination period TK, making it difficult to properly perform knock determination, and the knock determination accuracy may be reduced. In the third embodiment, there is no such fear.
[0073]
In addition, in the third embodiment, the same effects (4a) and (6a) as (4) and (6) described above can be obtained.
(4a) The knock determination period TK is changed and set according to the operation timing of the high-pressure pump 31 (the timing at which the rotation phase of the pump cam 36 becomes the rotation phase for lifting the plunger 38 to or near its top dead center position). (Step 180). This setting prevents the knock determination period TK from overlapping with the valve opening timing of the relief valve 44. For this reason, it is possible to easily and surely suppress the erroneous determination of knocking without reducing the vibration itself by reducing the manufacturing variation of the components of the relief valve 44, for example, the spring 47.
[0074]
(6a) When it is determined that there is knocking in a situation where vibration associated with opening of the relief valve 44 occurs during the knock determination period TK, the determination result is held. Then, after the knock determination period TK is changed so that the knock determination period TK and the timing at which the plunger 38 lifts to the top dead center are not overlapped, re-determination is performed (steps 120 → 140 → 150 → 180). → 110). Therefore, it is possible to more reliably avoid erroneous determination due to vibration associated with opening of the relief valve 44.
[0075]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment that embodies the present invention will be described focusing on differences from the third embodiment. In the fourth embodiment, when the timing to reach the top dead center of the plunger 38 and the knock determination period TK overlap, the target to be changed is both the target advance amount of valve timing and the knock determination period TK.
[0076]
The flowchart of FIG. 6 shows the knock determination process corresponding to FIG. 5 described above. This process is performed every time the execution condition for knock determination is satisfied during engine operation. In FIG. 6, the same steps as those in FIG.
[0077]
After the processing of steps 110, 120, and 140 in order, if it is determined in step 150 that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 overlap (step 150: YES), step 180 is substituted. Control goes to step 190. In step 190, as long as it is permitted, the knock determination period TK is shortened so as not to overlap with the timing of reaching the top dead center.
[0078]
Next, in step 200, it is determined whether the knock determination period TK is less than a predetermined allowable minimum period due to the shortening. Here, the allowable minimum period is a minimum value of a period including the occurrence timing of knocking that can occur normally, that is, a minimum value of a period during which appropriate knock determination can be performed.
[0079]
If this determination condition is not satisfied, the process returns to step 110 and the knock determination is executed again. The knock determination at this time is performed in a state in which the knock determination period TK is changed so that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center do not overlap. Therefore, the erroneous determination due to the opening of the relief valve 44 is It is not performed and an appropriate determination result is obtained. On the other hand, when the determination condition of step 200 is satisfied, the process proceeds to step 210, and the allowable minimum period is set as the knock determination period TK. In step 220, the rotational phase of the pump cam 36, that is, the target advance amount of the valve timing, is changed so that the timing reaching the top dead center does not overlap in the set knock determination period TK. After this processing, the process returns to step 110 and the knock determination is executed again. The knock determination at this time is performed in a state in which the target advance amount is changed so that the knock determination period TK and the timing to reach the top dead center of the plunger 38 do not overlap. An erroneous determination is not performed and an appropriate determination result is obtained.
[0080]
Therefore, according to the fourth embodiment, in addition to the above (4a), (6a), (7) to (9), the following effects can be obtained.
(10) When changing the knock determination period TK or the target advance amount of the valve timing, only the knock determination period TK is changed (shortened) as long as it is allowed, and the target advance amount is changed when the change becomes unacceptable. Is changed (steps 200 to 220). That is, the knock determination period TK is preferentially changed, and the target advance amount is changed when the change becomes unacceptable. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination while keeping the change in the target advance amount to the minimum necessary.
[0081]
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
In the first embodiment, knock determination may be performed with the knock determination period TK always constant. In this case, the knock determination period TK is set to a timing that does not overlap with the valve opening timing of the relief valve 44 (the timing at which the rotational phase of the pump cam 36 becomes the rotational phase for lifting the plunger 38 to or near its top dead center). May be. In this way, even if the fuel pressure becomes excessive due to the operation of the high-pressure pump 31 and the relief valve 44 is opened, the vibration occurs during a period in which the knock determination is not performed, and the knock determination based on the vibration is not performed. Not done. Therefore, in this case as well, as in the first embodiment, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of knock determination due to the effect of opening the relief valve 44.
[0082]
The details of knock determination and valve timing control are not limited to those described above, and can be arbitrarily changed.
In the fourth embodiment, when the target advance amount of valve timing and the knock determination period TK are changed, the change of the knock determination period TK is preferentially performed, and the change of the knock determination period TK becomes unacceptable. The target advance amount is changed to This is to avoid changing the target advance amount for ensuring knock determination accuracy as much as possible. If there are few restrictions on the change of the target advance amount and it can be changed relatively freely, the target advance amount and the knock determination period TK may be arbitrarily changed without performing such prioritization. .
[0083]
The relief passage 43 may be connected to the pressurizing chamber 35 of the high-pressure pump 31 instead of the fuel tank 32, and the fuel that has flowed out from the delivery pipe 27 when the relief valve 44 is opened may be returned to the high-pressure pump 31.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an engine in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel supply device.
FIG. 3 is a timing chart showing a correspondence relationship between a gate signal, a lift amount of a plunger, a fuel pressure in a delivery pipe, and vibration by a relief valve.
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of a knock determination process executed by an ECU in the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of a knock determination process executed by an ECU in the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of a knock determination process executed by an ECU in the fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 15 ... Crankshaft, 19 ... Intake valve (engine valve), 20 ... Exhaust valve (engine valve), 21 ... Intake camshaft, 22 ... Exhaust camshaft, 26 ... Fuel injection valve, 27 ... Delivery pipe ( (Fuel supply path), 31 ... high pressure pump, 36 ... pump cam, 38 ... plunger, 44 ... relief valve, 67 ... knock sensor, 71 ... ECU (timing setting means, period setting means), 75 ... variable valve timing mechanism, TK ... Knock determination period.

Claims (8)

ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えるとともに、高圧ポンプからの高圧燃料を燃料噴射弁に導く燃料供給路には、弁体とその弁体を閉弁側へ付勢するばねとを備え前記高圧ポンプの作動に伴って変化する燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブを設けたノック判定装置付き内燃機関であって、
前記リリーフバルブの開弁タイミングが前記ノック判定期間に重複しないように前記高圧ポンプの作動タイミングが設定されていることを特徴とするノック判定装置付き内燃機関。A knock determination device that takes in the detection signal of the knock sensor during the knock determination period and determines the occurrence of knocking based on the detected detection signal, and has a fuel supply path that leads high-pressure fuel from the high-pressure pump to the fuel injection valve. Is an internal combustion engine with a knock determination device provided with a valve body and a spring that biases the valve body toward the valve closing side, and provided with a relief valve that opens according to the fuel pressure that changes in accordance with the operation of the high-pressure pump. There,
An internal combustion engine with a knock determination device, wherein the operation timing of the high-pressure pump is set so that the valve opening timing of the relief valve does not overlap with the knock determination period. 前記高圧ポンプは燃料を加圧するプランジャを備えており、前記プランジャが前記燃料圧力を最大にする上死点又はその近傍へリフトするタイミングが前記ノック判定期間に重複しないように設定されている請求項１に記載のノック判定装置付き内燃機関。The high-pressure pump includes a plunger that pressurizes fuel, and the timing at which the plunger lifts to or near the top dead center at which the fuel pressure is maximized is set so as not to overlap the knock determination period. An internal combustion engine with a knock determination device according to claim 1. 前記高圧ポンプは、回転することにより前記プランジャをリフトさせるポンプカムを備えており、前記プランジャを上死点又はその近傍へリフトさせる回転位相になるタイミングが前記ノック判定期間に重複しないように前記ポンプカムの回転位相が設定されている請求項２に記載のノック判定装置付き内燃機関。The high-pressure pump includes a pump cam that lifts the plunger by rotating, and the timing of the rotation phase that lifts the plunger to or near its top dead center does not overlap the knock determination period. The internal combustion engine with a knock determination device according to claim 2, wherein a rotational phase is set. ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えるとともに、高圧ポンプからの高圧燃料を燃料噴射弁に導く燃料供給路には、弁体とその弁体を閉弁側へ付勢するばねとを備え前記高圧ポンプの作動に伴って変化する燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブを設けたノック判定装置付き内燃機関であって、
前記ノック判定期間は、前記リリーフバルブの開弁タイミングと重複しないタイミングに設定されていることを特徴とするノック判定装置付き内燃機関。A knock determination device that takes in the detection signal of the knock sensor during the knock determination period and determines the occurrence of knocking based on the detected detection signal, and has a fuel supply path that leads high-pressure fuel from the high-pressure pump to the fuel injection valve. Is an internal combustion engine with a knock determination device provided with a valve body and a spring that biases the valve body toward the valve closing side, and provided with a relief valve that opens according to the fuel pressure that changes in accordance with the operation of the high-pressure pump. There,
The internal combustion engine with a knock determination device, wherein the knock determination period is set to a timing that does not overlap with a valve opening timing of the relief valve. ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えるとともに、高圧ポンプからの高圧燃料を燃料噴射弁に導く燃料供給路には、弁体とその弁体を閉弁側へ付勢するばねとを備え前記高圧ポンプの作動に伴って変化する燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブを設けたノック判定装置付き内燃機関であって、
前記リリーフバルブの開弁タイミングが前記ノック判定期間に重複しないように、前記ノック判定期間に応じて前記高圧ポンプの作動タイミングを設定するタイミング設定手段を備えることを特徴とするノック判定装置付き内燃機関。A knock determination device that takes in the detection signal of the knock sensor during the knock determination period and determines the occurrence of knocking based on the detected detection signal, and has a fuel supply path that leads high-pressure fuel from the high-pressure pump to the fuel injection valve. Is an internal combustion engine with a knock determination device provided with a valve body and a spring that biases the valve body toward the valve closing side, and provided with a relief valve that opens according to the fuel pressure that changes in accordance with the operation of the high-pressure pump. There,
An internal combustion engine with a knock determination device, comprising timing setting means for setting an operation timing of the high-pressure pump according to the knock determination period so that a valve opening timing of the relief valve does not overlap with the knock determination period. . ノックセンサの検出信号をノック判定期間中に取込み、その取込んだ検出信号に基づきノッキングの発生を判定するノック判定装置を備えるとともに、高圧ポンプからの高圧燃料を燃料噴射弁に導く燃料供給路には、弁体とその弁体を閉弁側へ付勢するばねとを備え前記高圧ポンプの作動に伴って変化する燃料圧力に応じて開弁するリリーフバルブを設けたノック判定装置付き内燃機関であって、
前記ノック判定期間が前記リリーフバルブの開弁タイミングと重複しないように、前記高圧ポンプの作動タイミングに応じて前記ノック判定期間を設定する期間設定手段を備えることを特徴とするノック判定装置付き内燃機関。A knock determination device that takes in the detection signal of the knock sensor during the knock determination period and determines the occurrence of knocking based on the detected detection signal, and has a fuel supply path that leads high-pressure fuel from the high-pressure pump to the fuel injection valve. Is an internal combustion engine with a knock determination device provided with a valve body and a spring that biases the valve body toward the valve closing side, and provided with a relief valve that opens according to the fuel pressure that changes in accordance with the operation of the high-pressure pump. There,
An internal combustion engine with a knock determination device, characterized by comprising period setting means for setting the knock determination period according to the operation timing of the high-pressure pump so that the knock determination period does not overlap with the opening timing of the relief valve. . クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更することにより、同カムシャフトにより駆動される機関バルブの開閉タイミングを変更するようにしたバルブタイミング可変機構をさらに備え、
前記高圧ポンプは、回転駆動されるポンプカムと、そのポンプカムの回転に伴いリフトして燃料を加圧するプランジャとを備え、
前記ポンプカムは前記バルブタイミング可変機構により回転位相が変更されるカムシャフトに設けられている請求項６に記載のノック判定装置付き内燃機関。A variable valve timing mechanism that changes the opening / closing timing of the engine valve driven by the camshaft by changing the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft;
The high-pressure pump includes a pump cam that is rotationally driven, and a plunger that lifts and pressurizes the fuel as the pump cam rotates,
The internal combustion engine with a knock determination device according to claim 6, wherein the pump cam is provided on a camshaft whose rotation phase is changed by the variable valve timing mechanism. 前記リリーフバルブは、その流入口と流出口とが同一軸線上に配設されてその内部の流路が直線状に形成されているThe relief valve has an inflow port and an outflow port disposed on the same axis, and an internal flow path is formed in a straight line.
請求項１〜７のいずれか一項に記載のノック判定装置付き内燃機関。  An internal combustion engine with a knock determination device according to any one of claims 1 to 7.
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