(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸排気弁を有する複数の気筒と、前記複数の気筒それぞれの吸排気弁に設けられ弁駆動モード及び弁停止モードの間で前記吸排気弁の動作モードを切り替える複数の弁動作状態切替装置と、を具備する内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出装置であって、
前記複数の弁動作状態切替装置の故障に関して、前記複数の気筒のうち故障した前記弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置を故障情報として検出する故障検出部と、
前記気筒の振動に関する検出値が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出するノッキング検出部と、
前記故障検出部で前記故障情報を検出したとき、前記故障情報及び予め記憶された閾値補正マップに基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、
を備えたことを特徴とするノッキング検出装置。
【請求項２】
前記閾値補正マップは、故障した前記弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数が多いほど、前記閾値が大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１記載のノッキング検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノッキング検出装置に関し、特に、自動車等における内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のノッキング検出装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このノッキング検出装置は、一部の気筒を休止運転とする気筒休止機構（弁動作状態切替装置）を具備する内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のようなノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している場合、ノッキング検出部によるノッキング検出を禁止し、常時ノッキングが発生しないよう内燃機関を運転させる（例えば、点火遅角制御を行う）ことから、燃費悪化及び消費電力悪化を招くおそれがある。そのため、近年のノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している状況下においても、ノッキング検出を精度よく行い、例えば点火時期を内燃機関の状態に対し適当にできるものが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、弁動作状態切替装置が故障している場合でもノッキングを精度よく検出することができるノッキング検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るノッキング検出装置は、吸排気弁を有する複数の気筒と、複数の気筒それぞれの吸排気弁に設けられ弁駆動モード及び弁停止モードの間で吸排気弁の動作モードを切り替える複数の弁動作状態切替装置と、を具備する内燃機関においてノッキングを検出するノッキング検出装置であって、複数の弁動作状態切替装置の故障に関する故障情報を検出する故障検出部と、気筒の振動に関する検出値が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出するノッキング検出部と、故障検出部で故障情報を検出したとき、複数の気筒のうち運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値を設定する閾値設定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このノッキング検出装置では、弁動作状態切替装置が故障している場合、複数の気筒のうちの運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値が変更され、この閾値でもってノッキングの発生が検出される。よって、弁動作状態切替装置が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出することができる。
【０００８】
このとき、故障検出部は、複数の気筒のうち故障した弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置の少なくとも一方を、故障情報として検出し、閾値設定部は、故障情報に応じて閾値を変更する場合がある。この場合、故障した弁動作状態切替装置が設けられた気筒の数及び位置の少なくとも一方に応じて閾値が設定されるため、弁動作状態切替装置が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、弁動作状態切替装置が故障している場合でもノッキングを精度よく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るノッキング検出装置を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るノッキング検出装置を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態のノッキング検出装置１は、自動車等の車両のエンジン（内燃機関）１０においてノッキングを検出するものであり、エンジン制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１のＣＰＵ（Central Processing Unit）１２内に設けられている。
【００１３】
ここでのエンジン１０は、該エンジン１０の運転状況に応じて一部または全部の気筒を休止させる気筒休止機能（気筒休止システム）を有している。具体的には、エンジン１０は、複数の気筒（ここでは、４気筒）の吸排気弁（吸気弁及び排気弁）それぞれに設けられた複数の吸排気弁ソレノイド１３を備えている。吸排気弁ソレノイド１３は、弁停止機構を構成するものであって、吸気排気弁の弁体が開閉運動される弁駆動モードと、吸排気弁の弁体が閉弁保持される弁停止モードとの間で吸排気弁の動作モードを切り替える。
【００１４】
このノッキング検出装置１は、弁停止要求処理部２、弁故障検出部３、ソレノイド駆動処理部４、閾値設定部５、ノッキング検出部６及び点火制御部７を備えている。弁停止要求処理部２は、クランク角度センサ１４によって検出されたクランク角度、及びアクセル開度センサ１５によって検出されたアクセル開度に基づいて、所定の吸排気弁ソレノイド１３に対する通電開始／終了要求としての弁停止要求（以下、単に「弁停止要求」という）の有無を処理する。
【００１５】
弁故障検出部３は、複数の気筒それぞれに設けられた筒内圧センサ１６によって検出された筒内圧に基づいて、吸排気弁ソレノイド１３の故障に関する故障情報を検出する。ここでは、故障情報として、故障した吸排気弁ソレノイド１３が設けられた気筒の数、位置及び互いの位置関係を検出している。
【００１６】
ソレノイド駆動処理部４は、弁停止要求処理部２からの弁停止要求、及び弁故障検出部３からの故障情報に基づいて、吸排気弁ソレノイド１３を駆動させる。閾値設定部５は、弁故障検出部３からの故障情報、及び予め記憶された閾値補正マップ８に基づいて、ノッキングを検出するための閾値を設定する（詳しくは、後述）。
【００１７】
この閾値補正マップ８は、予めオフラインのエンジンベンチ等で様々なパターン試験を行い、吸排気弁の動作モード、故障した吸排気弁ソレノイド１３が設けられた気筒の数、及び位置（場所）に関し閾値がどのように変化するかを把握することで取得することができる。ここでの閾値補正マップ８は、故障した吸排気弁ソレノイド１３が設けられた気筒数が多ければ、閾値が大きくされている。また、閾値補正マップ８では、後述の振動センサ１７の取付位置によっても、閾値が変化するようになっている。
【００１８】
ノッキング検出部６は、振動センサ１７によって検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合にノッキングの発生を検出する。点火制御部７は、ノッキング検出部６によってノッキングの発生が検出されたか否かに基づいて、点火プラグ１８による点火タイミングを制御する。
【００１９】
以上のように構成された本実施形態では、例えば通常走行時、弁停止要求処理部２から弁停止要求が出力されず、ソレノイド駆動処理部４によって吸排気弁ソレノイド１３が制御されて吸排気弁が弁駆動モードとされると共に、閾値設定部５で閾値が通常値（弁駆動モード値）に設定される。そして、振動センサ１７で検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合、ノッキングの発生が検出され、点火制御部７によって点火プラグ１８が点火遅角制御される。
【００２０】
このとき、弁故障検出部３で故障情報が検出された場合、閾値補正マップ８に基づいて、故障情報における故障した気筒の数、位置及び位置関係に応じて閾値が大きくなるよう設定（変更）される。その結果、弁故障検出部３で故障情報が検出された場合でも、ノッキング検出部６によるノッキングの発生の検出が継続されることとなる。
【００２１】
一方、例えば低負荷走行時には、弁停止要求処理部２から弁停止要求が出力され、ソレノイド駆動処理部４によって吸排気弁ソレノイド１３の少なくとも一部が制御され、所定の吸排気弁が弁停止モードとされると共に、閾値設定部５で閾値が弁停止モード値に設定される。そして、振動センサ１７で検出されたシリンダヘッド振動の振幅が閾値よりも大きい場合、ノッキングの発生が検出され、点火制御部７によって点火プラグ１８が点火遅角制御される。
【００２２】
このとき、弁故障検出部３で故障情報が検出された場合、閾値補正マップ８に基づいて、故障情報における故障した気筒の数、位置及び位置関係に応じて閾値が大きくなるよう設定（変更）される。その結果、ノッキング検出部６によるノッキングの発生の検出が継続されることとなる。
【００２３】
ところで、従来、吸排気弁ソレノイド１３が故障した場合には、その吸排気弁ソレノイド１３が設けられた気筒について実際は休止状態でないのにかかわらず閾値が変更され、ノッキングを誤検出してしまうおそれがある。よって、吸排気弁ソレノイド１３が故障した場合、ノッキング検出自体を中止することも考えられるが、この場合、常時、ノッキングが発生しないようなエンジン運転（点火遅角制御）を行う必要があり、出力及び燃費が低下してしまう。かかる低下を抑えるため、ＶＶＴ制御、ＥＧＲ制御、燃圧制御等で補完できるが、各制御で余分に演算が必要となり、処理負荷が増大すると共に、各制御でアクチュエータを余分に駆動することから、消費電力が増大してしまう。
【００２４】
この点、本実施形態では、上述したように、故障情報（故障した吸排気弁ソレノイド１３が設けられた気筒の数、位置、位置関係）に応じて閾値が変更される。つまり、吸排気弁ソレノイド１３に故障が発生したとき（弁故障検出部３で故障情報が検出されたとき）、実質的に、複数の気筒のうち運転状態の気筒と休止状態の気筒との組み合わせに基づいて閾値が設定されることとなる。よって、吸排気弁ソレノイド１３が故障した場合においても、閾値を精度よく設定してノッキングを精度よく検出でき、点火遅角制御等を常時行うのを不要にすることができる。
【００２５】
すなわち、本実施形態では、吸排気弁ソレノイド１３の故障を検出したとき、その故障の数、場所に応じてノッキング検出の閾値を変化させ（換言すると、作動している吸排気弁と停止している吸排気弁とのパターンに応じて、ノッキング検出に使用する閾値を設定し）、これにより、ノッキング検出を精度よく継続でき、点火時期等の制御を適切に行って出力低下及び燃費低下を防止することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、上述したように、通常運転時（弁駆動モード時）と気筒休止運転時（弁停止モード時）との間においても、閾値が可変となっている。よって、ノッキング検出精度を一層高めることができる。
【００２７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るノッキング検出装置は、実施形態に係る上記ノッキング検出装置１に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、筒内圧センサ１６で検出された筒内圧に基づき故障情報を検出したが、吸排気弁の着座ノイズの有無を検出することで故障情報を検出してもよい。また、吸排気弁ソレノイド１３の故障を検出したときに閾値を可変にできれば、通常運転時と気筒休止運転時との間で閾値を変更しない場合もある。
【００２９】
また、上記実施形態におけるセンサ１４〜１６は、その仕様や種類が限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。
【００３０】
以上において、弁停止要求処理部２、ソレノイド駆動処理部４及び吸排気弁ソレノイド１３が請求項における弁動作状態切替装置を構成し、弁故障検出部３及び筒内圧センサ１６が請求項における故障検出部を構成し、ノッキング検出部６及び振動センサ１７が請求項におけるノッキング検出部を構成する。
【符号の説明】
【００３１】
１…ノッキング検出装置、２…弁停止要求処理部（弁動作状態切替装置）、３…弁故障検出部（故障検出部）、４…ソレノイド駆動処理部（弁動作状態切替装置）、５…閾値設定部、６…ノッキング検出部、１０…エンジン（内燃機関）、１３…吸排気弁ソレノイド（弁動作状態切替装置）、１６…筒内圧センサ（故障検出部）、１７…振動センサ（ノッキング検出部）。
【図１】
0005515775.tif 000002