УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕНОРМАЛЬНОГО СГОРАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02D41/22 F02D35/02 

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Это изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В камере сгорания двигателя внутреннего сгорания сгорание происходит в состоянии, когда воздушно-топливная смесь из воздуха и топлива сжимается. Степень сжатия при сжатии воздушно-топливной смеси влияет на выходной крутящий момент двигателя внутреннего сгорания и расход топлива. Увеличивая степень сжатия, выходной крутящий момент может быть увеличен, а расход топлива может быть уменьшен. С другой стороны, чрезмерно высокая степень сжатия вызывает ненормальное сгорание, такое как детонация. Двигатель внутреннего сгорания согласно связанному уровню техники может изменять степень сжатия во время операции внутреннего сгорания.

[0003] Публикация японской патентной заявки № 2007-92610 (JP 2007-92610 A) раскрывает двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя механизм переменной степени сжатия, датчик детонации и электронный блок управления (ECU). Датчик детонации прикрепляется к боковой поверхности блока цилиндров. ECU обнаруживает, что детонация произошла в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, на основе выходного значения датчика детонации. Когда возникновение детонации обнаруживается, этот двигатель внутреннего сгорания запрещает управление для изменения момента зажигания, по меньшей мере, в части периода во время операции изменения степени сжатия. Кроме того, когда выходной сигнал датчика детонации захватывается посредством ECU, конкретный диапазон частот выходного сигнала может быть выборочно захвачен.

[0004] Публикация японской патентной заявки № 2006-307707 (JP 2006-307707 A) раскрывает устройство определения детонации двигателя внутреннего сгорания. Устройство определения детонации обнаруживает колебание, соответствующее радиальной моде, и сравнивая форму волны обнаруженного колебания с формой волны детонации, определенной заранее, определяет, произошла или нет детонация. Радиальное мода – это резонансная мода распространения давления от сгорания в цилиндре. Кроме того, датчик внутреннего давления цилиндра предусматривается в центральной верхней части цилиндра для того, чтобы обнаруживать колебание, соответствующее резонансной моде радиальной моды.

[0005] Публикация японской патентной заявки № 2008-157087 (JP 2008-157087 A) раскрывает устройство обнаружения детонации, включающее в себя блок обнаружения внутреннего давления цилиндра, устраняющий блок, извлекающий блок и определяющий блок. Блок обнаружения внутреннего давления цилиндра выводит сигнал, указывающий внутреннее давление цилиндра двигателя. Устраняющий блок устраняет компонент внутреннего давления цилиндра во время обнаружения детонации из выходного сигнала блока обнаружения внутреннего давления цилиндра. Извлекающий блок извлекает сигнал, имеющий частоту в пределах предписанного частотного диапазона, включающего в себя частоту детонации, из сигнала, из которого был устранен компонент внутреннего давления цилиндра. Определяющий блок определяет возникновение детонации из извлеченного сигнала.

[0006] Публикация японской патентной заявки № 2007-231903 (JP 2007-231903 A) раскрывает устройство определения детонации двигателя внутреннего сгорания. Устройство определения детонации обрабатывает сигнал обнаружения от датчика, который обнаруживает внутреннее давление цилиндра, чтобы определять детонацию. Это устройство определения детонации определяет детонацию, вычисляя интенсивность детонации в одном цикле сгорания на основе сигнала обнаружения от датчика и сравнивая интенсивность детонации с эталонной интенсивностью, связанной с допустимым пределом роста температуры поршня.

[0007] Публикация японской патентной заявки № 2008-25510 (JP 2008-25510 A) раскрывает контроллер двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя блок обнаружения детонации, блок обнаружения внутреннего давления цилиндра, блок обнаружения угла поворота коленчатого вала и блок определения детонации. Блок обнаружения детонации обнаруживает колебание с частотой детонации. Блок обнаружения внутреннего давления цилиндра обнаруживает максимальное значение внутреннего давления цилиндра в цикле, в котором было обнаружено колебание с частотой детонации. Блок обнаружения угла поворота коленчатого вала обнаруживает угол поворота коленчатого вала, при котором было обнаружено колебание с частотой детонации. На основе объединения максимального значения внутреннего давления цилиндра и угла поворота коленчатого вала устройство определения детонации определяет, что колебание, обнаруженное посредством блока обнаружения детонации, свойственно детонации.

[0008] Ненормальное сгорание, такое как детонация, возникает, когда происходит сгорание, которое отличается от распространения желаемого сгорания. Возникновение ненормального сгорания вынуждает газ внутри цилиндра колебаться и создает волну давления, имеющую предписанную частоту. В результате, корпус двигателя, включающий в себя блок цилиндров, вибрирует. Вибрация корпуса двигателя, создаваемая таким образом, обнаруживается датчиком детонации, прикрепленным к корпусу двигателя, тем самым предоставляя возможность обнаружения возникновения ненормального сгорания.

[0009] С двигателем внутреннего сгорания, раскрытым в JP 2007-92610 A, датчик детонации размещается на боковой поверхности блока цилиндров. Колебание давления газа внутри цилиндра обнаруживается через блок цилиндров. На обнаруженное колебание блока цилиндров влияет собственная частота колебаний корпуса двигателя. Принимая ее во внимание, JP 2007-92610 A описывает, что частота выборочно захваченного сигнала изменяется в соответствии с собственной частотой колебаний корпуса двигателя. Собственная частота колебаний корпуса двигателя изменяется в зависимости от конструкции двигателя внутреннего сгорания. В частности, при изменении степени сжатия частота, которая выборочно захватывается в соответствии со степенью сжатия, изменяется.

[0010] Однако JP 2007-92610 A конкретно не раскрывает, как частота, которая выборочно захватывается в соответствии со степенью сжатия, определяется. Кроме того, как правило, трудно прогнозировать частоту колебания, когда возникает детонация. Следовательно, колебание может быть извлечено в частотном диапазоне, имеющем постоянную полосу частот. Однако, даже если положение частотного диапазона в соответствии со степенью сжатия просто изменяется, шум в обнаруженном сигнале увеличивается, или детонация не может быть корректно обнаружена.

Сущность изобретения

[0011] Это изобретение предоставляет двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, который может точно обнаруживать возникновение ненормального сгорания.

[0012] Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения включает в себя: механизм изменения степени сжатия, выполненный с возможностью изменять степень механического сжатия; блок получения внутреннего давления цилиндра, который получает сигнал давления, указывающий колебание давления внутри цилиндра; фильтр, который пропускает сигнал давления, имеющий частоту в заданном частотном диапазоне, из сигнала давления, полученного посредством блока получения внутреннего давления цилиндра; и блок обнаружения ненормального сгорания, который обнаруживает возникновение ненормального сгорания на основе сигнала давления, прошедшего через фильтр. Блок обнаружения ненормального сгорания формируется так, чтобы задавать частотный диапазон фильтра на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, и на основе степени механического сжатия. При изменении частотного диапазона фильтра в соответствии с изменением степени механического сжатия блок обнаружения ненормального сгорания изменяет полосу частот частотного диапазона.

[0013] С двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения механизм изменения степени сжатия может изменять степень механического сжатия, изменяя объем камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки.

[0014] С двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения механизм изменения степени сжатия может изменять степень механического сжатия, изменяя высоту камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки, сигнал давления, полученный посредством блока получения внутреннего давления цилиндра, может включать в себя сигнал давления, имеющий частоту, которая резонирует в направлении высоты камеры сгорания, и блок обнаружения ненормального сгорания может задавать частотный диапазон фильтра, через который сигнал давления, имеющий частоту, которая резонирует в направлении высоты камеры сгорания, проходит.

[0015] Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения может включать в себя блок обнаружения скорости вращения, который обнаруживает скорость вращения двигателя, при этом блок обнаружения ненормального сгорания может задавать частотный диапазон фильтра так, что частота фильтра становится ниже по мере того, как скорость вращения двигателя увеличивается.

[0016] Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения может включать в себя блок обнаружения момента зажигания, который обнаруживает момент зажигания в камере сгорания, при этом блок обнаружения ненормального сгорания может задавать частотный диапазон фильтра на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, после момента зажигания.

[0017] Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием согласно первому аспекту изобретения может включать в себя блок оценки, который оценивает угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, на основе сигнала давления, полученного посредством блока получения внутреннего давления цилиндра, и запоминающее устройство, которое хранит угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, и степень механического сжатия, при этом блок обнаружения ненормального сгорания может задавать частотный диапазон фильтра на основе угла поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, и степени механического сжатия, которые сохранены в запоминающем устройстве.

[0018] Согласно первому аспекту изобретения может быть предоставлен двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, который может точно обнаруживать возникновение ненормального сгорания.

Краткое описание чертежей

[0019] Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 – это схематичный вид в разрезе двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 2 – это схематичный вид в разрезе фрагмента блока цилиндров и картера двигателя, когда степень механического сжатия является высокой степенью сжатия в двигателе внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 3 – это схематичный вид в разрезе фрагмента блока цилиндров и картера двигателя, когда степень механического сжатия является низкой степенью сжатия в двигателе внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 4 – это график, показывающий отношение высоты камеры сгорания относительно угла поворота коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 5 – это график, объясняющий соотношение между частотой колебания давления внутри цилиндра и интенсивностью;

Фиг. 6 – это график, объясняющий секцию, в которой возникает ненормальное сгорание, и частотный диапазон полосового фильтра согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 7 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 8 – это график, показывающий соотношение между углом поворота коленчатого вала и обнаруженным внутренним давлением цилиндра;

Фиг. 9 – это график, объясняющий соотношение между углом поворота коленчатого вала и выходным значением устройства анализа частоты;

Фиг. 10 – это график, объясняющий секцию, в которой возникает ненормальное сгорание, и частотный диапазон полосового фильтра согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 11 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 12 – это схематичный чертеж для объяснения изменения в высоте камеры сгорания при низкой скорости вращения согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 13 – это схематичный чертеж для объяснения изменения в высоте камеры сгорания при высокой скорости вращения согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 14 – это график, объясняющий частотный диапазон полосового фильтра при высокой степени сжатия согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 15 – это график, объясняющий частотный диапазон полосового фильтра при низкой степени сжатия согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 16 – это график, объясняющий соотношение между скоростью вращения двигателя и величиной корректировки частотного диапазона полосового фильтра согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 17 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 18 – это график, объясняющий соотношение между частотой колебания давления и интенсивностью колебания согласно четвертому варианту осуществления;

Фиг. 19 – это график, объясняющий угол поворота коленчатого вала, при котором происходит ненормальное сгорание, согласно четвертому варианту осуществления.

Фиг. 20 – это график, объясняющий секцию, в которой возникает ненормальное сгорание, и частотный диапазон полосового фильтра согласно четвертому варианту осуществления;

Фиг. 21 – это блок-схема последовательности операций управления, чтобы изучать угол поворота коленчатого вала, при котором происходит ненормальное сгорание, согласно четвертому варианту осуществления; и

Фиг. 22 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно четвертому варианту осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0020] Двигатель внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 1-9. В настоящем варианте осуществления двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, размещенный в транспортном средстве, будет описан в качестве примера.

[0021] Фиг. 1 – это схематичный чертеж двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя корпус 1 двигателя. Корпус 1 двигателя включает в себя блок 2 цилиндров и головку 4 блока цилиндров. Поршень 3 размещается внутри блока 2 цилиндров. Поршень 3 движется возвратно-поступательно внутри блока 2 цилиндров. Камера 5 сгорания формируется для каждого цилиндра.

[0022] Впускное отверстие 7 и выпускное отверстие 9 формируются на головке 4 блока цилиндров. Впускной клапан 6 размещается на конце впускного отверстия 7 и формируется, чтобы иметь возможность открытия и закрытия впускного канала двигателя, который сообщается с камерой 5 сгорания. Выпускной клапан 8 размещается на конце выпускного отверстия 9 и формируется, чтобы иметь возможность открытия и закрытия выпускного канала двигателя, который сообщается с камерой 5 сгорания. Свеча 10 зажигания в качестве устройства зажигания устанавливается на головке 4 блока цилиндров. Свеча 10 зажигания зажигает топливо в камере 5 сгорания.

[0023] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя датчик 61 внутреннего давления цилиндра для обнаружения внутреннего давления цилиндра. Датчик 61 внутреннего давления цилиндра функционирует как блок получения внутреннего давления цилиндра, который получает колебание давления внутри цилиндра. Датчик 61 внутреннего давления цилиндра устанавливается на головку 4 блока цилиндров. Датчик 61 внутреннего давления цилиндра размещается на верхней поверхности камеры 5 сгорания, которая пересекается с направлением, в котором движется поршень 3. Кроме того, датчик 61 внутреннего давления цилиндра размещается поблизости от свечи 10 зажигания. Другими словами, датчик 61 внутреннего давления цилиндра размещается в центральной части верхней поверхности камеры 5 сгорания.

[0024] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя клапан 11 впрыска топлива для подачи топлива в камеру 5 сгорания. Клапан 11 впрыска топлива соединяется с топливным баком 28 через электронно-управляемый топливный насос 29, который приспособлен изменять производительность. Топливо, хранящееся в топливном баке 28, подается к клапану 11 впрыска топлива посредством топливного насоса 29.

[0025] Впускное отверстие 7 каждого цилиндра соединяется с расширительным бачком 14 через соответствующий впускной патрубок 13. Расширительный бачок 14 соединяется с воздушным фильтром (не показан) через канал 15 воздухозаборника. Датчик 16 расхода воздуха, который обнаруживает объем всасываемого воздуха, размещается внутри канала 15 воздухозаборника. Дроссельная заслонка 18, которая приводится в действие посредством шагового электромотора 17, размещается внутри канала 15 воздухозаборника. Между тем, выпускное отверстие 9 каждого цилиндра соединяется с соответствующим выпускным патрубком 19. Выпускной патрубок 19 соединяется с устройством 21 обработки отработавших газов. Устройство 21 обработки отработавших газов согласно настоящему варианту осуществления включает в себя трехкомпонентный нейтрализатор 20. Устройство 21 обработки отработавших газов соединяется с выхлопной трубой 22.

[0026] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя электронный блок 31 управления. Электронный блок 31 управления согласно настоящему варианту осуществления включает в себя цифровой компьютер. Электронный блок 31 управления включает в себя оперативное запоминающее устройство (RAM) 33, постоянное запоминающее устройство (ROM) 34, микропроцессор (CPU) 35, порт 36 ввода и порт 37 вывода. RAM 33, ROM 34, CPU 35, порт 36 ввода и порт 37 вывода соединяются друг с другом через двухстороннюю шину 32.

[0027] Выходной сигнал датчика 16 расхода воздуха вводится в порт 36 ввода через соответствующий аналого-цифровой (A/D) преобразователь 38. Датчик 41 нагрузки соединяется с педалью 40 акселератора. Датчик 41 нагрузки создает выходное напряжение в соответствии с величиной нажатия педали 40 акселератора. Выходное напряжение вводится в порт 36 ввода через соответствующий A/D-преобразователь 38. Датчик 61 внутреннего давления цилиндра формирует выходной сигнал в соответствии с давлением в камере 5 сгорания. Выходной сигнал датчика 61 внутреннего давления цилиндра вводится в порт 36 ввода через соответствующий A/D-преобразователь 38.

[0028] Датчик 42 угла поворота коленчатого вала формирует, например, выходной импульс каждый раз, когда коленчатый вал поворачивается на предписанный угол. Выходной импульс вводится в порт 36 ввода. Скорость вращения двигателя может быть обнаружена из выходного сигнала датчика 42 угла поворота коленчатого вала. Кроме того, угол поворота коленчатого вала может быть обнаружен из выходного сигнала датчика 42 угла поворота коленчатого вала. В выхлопном канале двигателя блок 43 обнаружения температуры в качестве термочувствительного элемента, который измеряет температуру устройства 21 обработки выхлопного газа, размещается ниже по потоку от устройства 21 обработки выхлопного газа. Выходной сигнал датчика 43 температуры вводится в порт 36 ввода через соответствующий A/D-преобразователь 38.

[0029] Каждый порт 37 вывода электронного блока 31 управления соединяется с клапаном 11 впрыска топлива и свечой 10 зажигания через соответствующую схему 39 возбуждения. Электронный блок 31 управления согласно настоящему варианту осуществления формируется, чтобы выполнять управление впрыском топлива и управление зажиганием. Кроме того, момент зажигания свечи 10 зажигания управляется посредством электронного блока 31 управления. Кроме того, порт 37 вывода соединяется с шаговым электромотором 17 и топливным насосом 29 через соответствующую схему 39 возбуждения. Шаговый электромотор 17 приводит в действие дроссельную заслонку 18. Шаговый электромотор 17 и топливный насос 29 управляются посредством электронного блока 31 управления. Впускной клапан 6 открывается и закрывается, когда впускной кулачок 51 поворачивается. Выпускной клапан 8 открывается и закрывается, когда выпускной кулачок 52 поворачивается.

[0030] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя механизм изменения степени сжатия. В изобретении, пространство в цилиндре, окруженное поверхностью головки поршня и головкой цилиндра при произвольном положении поршня, называется камерой сгорания. Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания определяется в зависимости от объема камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки или т.п. Механизм изменения степени сжатия согласно настоящему варианту осуществления изменяет степень сжатия, изменяя объем камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки.

[0031] Фиг. 2 показывает первый схематичный вид в разрезе механизма изменения степени сжатия двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 2 является схематичным видом, когда высокая степень сжатия задается посредством механизма изменения степени сжатия. Фиг. 3 показывает второй схематичный вид в разрезе механизма изменения степени сжатия двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 3 является схематичным видом, когда низкая степень сжатия задается посредством механизма изменения степени сжатия. Фиг. 2 и 3 показывают состояние, когда поршень 3 достиг верхней мертвой точки.

[0032] Обращаясь к фиг. 1-3, в двигателе внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления поддерживающая структура и блок 2 цилиндров перемещаются относительно друг друга. Поддерживающая структура включает в себя картер 79 двигателя. Блок 2 цилиндров размещается на верхней стороне поддерживающей структуры. Поддерживающая структура согласно настоящему варианту осуществления поддерживает блок 2 цилиндров через механизм изменения степени сжатия. Кроме того, поддерживающая структура согласно настоящему варианту осуществления поддерживает коленчатый вал с возможностью вращения посредством одной оси вращения. Поршень 3 поддерживается посредством коленчатого вала через шатун 23.

[0033] Множество выступов 80 формируются под боковыми стенками с обеих сторон блока 2 цилиндров. Отверстие для вставки кулачка с круглым поперечным сечением формируется на выступах 80. Дисковый кулачок 86 размещается с возможностью вращения внутри отверстия для вставки кулачка. Множество выступов 82 формируются на картере 79 двигателя. Отверстие для вставки кулачка с круглым поперечным сечением формируется на выступах 82. Дисковый кулачок 88 размещается с возможностью вращения внутри отверстия для вставки кулачка. Выступы 80 блока 2 цилиндров помещаются между выступами 82 картера 79 двигателя.

[0034] Дисковый кулачок 86 и дисковый кулачок 88 соединяются друг с другом через эксцентриковый вал 87. Дисковый кулачок 86 вставляется в выступ 80 блока 2 цилиндров. Дисковый кулачок 88 вставляется в выступ 82 картера 79 двигателя. Кулачковые валы 84 и 85 состоят из множества дисковых кулачков 86 и множества дисковых кулачков 88, соединяемых друг с другом через эксцентриковый вал 87. В настоящем варианте осуществления формируется пара кулачковых валов 84 и 85. Механизм изменения степени сжатия согласно настоящему варианту осуществления включает в себя устройство вращения, которое вращает каждый из пары кулачковых валов 84 и 85 в противоположных направлениях. Дисковый кулачок 88 размещается соосно с осью вращения кулачковых валов 84 и 85. Дисковый кулачок 86 является эксцентричным относительно оси вращения кулачковых валов 84 и 85. Кроме того, эксцентриковый вал 87 является эксцентричным относительно оси вращения кулачковых валов 84 и 85.

[0035] Обращаясь к фиг. 2, когда дисковые кулачки 88, соответственно, вращаются в противоположных направлениях, как показано стрелкой 97, эксцентриковый вал 87 движется по направлению к верхнему краю дискового кулачка 88. Соответствующие дисковые кулачки 88 размещаются на кулачковых валах 84 и 85. Дисковый кулачок 86, поддерживающий блок 2 цилиндра, вращается внутри отверстия для вставки кулачка в направлении, противоположном дисковому кулачку 88, как указано стрелкой 96. Блок 2 цилиндров движется так, чтобы отделяться от картера 79 двигателя, как указано стрелкой 98.

[0036] Как показано на фиг. 3, когда эксцентриковый вал 87 движется к верхнему краю дискового кулачка 88, центральная ось дискового кулачка 88 движется ниже эксцентрикового вала 87. Обращаясь к фиг. 2 и 3, относительные положения картера 79 двигателя и блока 2 цилиндров определяются согласно расстоянию между центральной осью дискового кулачка 86 и центральной осью дискового кулачка 88. Чем больше расстояние между центральной осью дискового кулачка 86 и центральной осью дискового кулачка 88, тем больше перемещение блока 2 цилиндров с тем, чтобы отделяться от картера 79 двигателя. Чем больше перемещение блока 2 цилиндров с тем, чтобы отделяться от картера 79 двигателя, тем больше объем камеры 5 сгорания.

[0037] Механизм изменения степени сжатия согласно настоящему варианту осуществления формируется так, что объем камеры 5 сгорания изменяется вследствие относительно перемещения блока 2 цилиндров относительно картера 79 двигателя. В настоящем варианте осуществления степень сжатия, которая определяется исключительно по рабочему объему поршня от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки и объему камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки, называется степенью механического сжатия. Степень механического сжатия не зависит от момента закрытия клапана для впускного клапана. Степень механического сжатия выражается как (степень механического сжатия) = {(объем камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки)+(рабочий объем цилиндра)}/(объем камеры сгорания).

[0038] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя датчик 89 относительного положения. Датчик 89 относительного положения определяет относительное положение блока 2 цилиндров относительно картера 79 двигателя. Относительное положение поршня 3 относительно блока 2 цилиндров, когда поршень 3 находится в верхней мертвой точке, может быть получено из выходного сигнала датчика 89 относительного положения.

[0039] В состоянии, показанном на фиг. 2, поскольку объем камеры 5 сгорания является небольшим, степень сжатия является высокой, если объем всасываемого воздуха всегда постоянный. Это состояние является состоянием высокой степени механического сжатия. В отличие от этого, в состоянии, показанном на фиг. 3, поскольку объем камеры 5 сгорания является большим, степень сжатия является низкой, если объем всасываемого воздуха всегда постоянный. Это состояние является состоянием низкой степени механического сжатия. Как показано, с двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления степень сжатия может быть изменена в течение рабочего периода. Например, степень сжатия может быть изменена посредством механизма изменения степени сжатия согласно рабочему состоянию двигателя внутреннего сгорания. Механизм изменения степени сжатия управляется посредством электронного блока 31 управления. В настоящем варианте осуществления электромотор, который вращает кулачковые валы 84 и 85, соединяется с портом 37 вывода через соответствующую схему 39 возбуждения.

[0040] Обращаясь к фиг. 2 и 3, двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления имеет фрагмент, в котором картер 79 двигателя и блок 2 цилиндров приходят в соприкосновение друг с другом и перемещаются скользящим образом. Картер 79 двигателя согласно настоящему варианту осуществления включает в себя покрывающую часть 72, которая покрывает выступы 82 картера 79 двигателя и выступы 80 блока 2 цилиндров. Покрывающая часть 72 покрывает часть блока 2 цилиндров сбоку. Покрывающая часть 72 охватывает боковую поверхность блока 2 цилиндров. Покрывающая часть 72 находится в соприкосновении с боковой поверхностью блока 2 цилиндров.

[0041] В двигателе внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления, когда степень сжатия изменяется, покрывающая часть 72 картера 79 двигателя и блока 2 цилиндров перемещаются скользящим образом. Уплотнительная манжета 73 в качестве уплотнительного элемента размещается для того, чтобы герметизировать пространство между картером 79 двигателя и блоком 2 цилиндров. Обе торцевые стороны уплотнительной манжеты 73 прикрепляются к концу покрывающей части 72 и к боковой поверхности блока 2 цилиндров. За счет размещения уплотнительной манжеты 73 между поддерживающей структурой, включающей в себя картер 79 двигателя, и блоком 2 цилиндров, может не допускаться вытекание газа внутри картера 79 двигателя наружу из двигателя внутреннего сгорания.

[0042] Уплотнительная манжета 73 согласно настоящему варианту осуществления формируется кольцеобразно так, чтобы охватывать боковую поверхность блока 2 цилиндров. Уплотнительная манжета 73 деформируется в соответствии с изменением в степени механического сжатия. Уплотнительная манжета 73 выполняется из материала, который является деформируемым в соответствии с изменением в степени механического сжатия. Например, уплотнительная манжета 73 выполняется из резины или полимера. Уплотнительный элемент не ограничивается этой формой, и произвольный элемент, имеющий функцию уплотнения, может быть применен.

[0043] Далее будет описано управление для обнаружения возникновения ненормального сгорания в двигателе внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Ненормальное сгорание происходит вследствие возникновения сгорания, которое отличается от развития желаемого сгорания, когда, например, сгорание находится в процессе, в котором пламя постепенно распространяется от зажигающей части свечи зажигания. Такое ненормальное сгорание включает в себя явление детонации. В настоящем варианте осуществления, возникает или нет ненормальное сгорание, определяется посредством получения колебания давления в камере 5 сгорания и извлечения колебания давления в зависимости от высоты камеры сгорания из полученного колебания давления.

[0044] Обращаясь к фиг. 2 и 3, механизм изменения степени сжатия формируется так, что объем камеры 5 сгорания является переменным. Кроме того, поскольку относительное положение блока 2 цилиндров относительно картера 79 двигателя изменяется, высота камеры 5 сгорания изменяется. В изобретении протяженность камеры сгорания в направлении, в котором движется поршень 3, называется высотой камеры 5 сгорания. В примере, показанном на фиг. 2 и 3, верхняя поверхность камеры 5 сгорания наклонена, в соответствии с чем, фрагмент с максимальным расстоянием между поверхностью головки поршня 3 и верхней поверхностью камеры 5 сгорания называется высотой H камеры 5 сгорания.

[0045] Фиг. 4 показывает отношение высоты H камеры сгорания относительно угла поворота коленчатого вала, когда степень механического сжатия изменяется. Для угла поворота коленчатого вала, нанесенного на горизонтальную ось, 0 градусов предполагаются как положение, в котором поршень достигает верхней мертвой точки сжатия. Фиг. 4 показывает множество графиков, представляющих изменения в степени механического сжатия. Механическая степень ε1 механического сжатия является наивысшей, а степень ε5 механического сжатия является наименьшей (ε1>ε2>ε3>ε4>ε5). Пример диапазона степени механического сжатия равен 8 или выше и ниже 21. Для каждой из степеней ε1-ε5 механического сжатия, чем больше угол CA поворота коленчатого вала, тем больше высота H камеры 5 сгорания. Кроме того, в сравнении с соответствующими степенями ε1-ε5 механического сжатия, чем выше степень механического сжатия, тем меньше высота H камеры 5 сгорания.

[0046] С двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления, когда степень механического сжатия изменяется, высота H камеры 5 сгорания изменяется, в то время как диаметр камеры 5 сгорания не изменяется. Когда ненормальное сгорание возникает в предписанном положении поршня 3, возникает волна давления. Волна давления распространяется, например, со скоростью звука и распространяется в пределах камеры 5 сгорания. В этот момент колебание давления газа в зависимости от формы камеры 5 сгорания возникает внутри камеры 5 сгорания. [0047] Фиг. 5 показывает график, который схематично объясняет соотношение между частотой колебания давления и интенсивностью колебания внутри камеры 5 сгорания, когда возникает ненормальное сгорание. Горизонтальная ось представляет частоту колебания давления, а вертикальная ось представляет интенсивность колебания давления. Колебание давления, обнаруженное посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра, когда возникает ненормальное сгорание, включает в себя колебание VL давления, которое возникает на низкочастотной стороне, и колебание VH давления, которое возникает на высокочастотной стороне. Частота колебания VL давления низкочастотной стороны равна, например, 3 кГц или выше и 15 кГц или ниже. Частота колебания VH давления высокочастотной стороны равна, например, 10 кГц или выше и 100 кГц или ниже.

[0048] Кроме того, изобретатели обнаружили, что частота колебания VH давления высокочастотной стороны зависит от высоты H камеры 5 сгорания. Колебание VH давления высокочастотной стороны предполагается как колебание, которое резонирует в направлении высоты камеры 5 сгорания. В отличие от этого, колебание VL давления низкочастотной стороны предполагается как колебание, которое резонирует в радиальном направлении камеры 5 сгорания. Более того, в то время как фиг. 5 показывает колебание первичного резонанса и колебание вторичного резонанса в радиальном направлении как колебание VL давления низкочастотной стороны, могут дополнительно возникать колебания более высокого порядка. Кроме того, пример, показанный на фиг. 5, показывает, что интенсивность колебания VH давления высокочастотной стороны ниже интенсивности колебания VL давления низкочастотной стороны.

[0049] Изобретатели обнаружили, что возникновение ненормального сгорания может быть обнаружено с высокой точностью с помощью колебания VH давления высокочастотной стороны. В этом варианте осуществления изобретения возникновение ненормального сгорания обнаруживается посредством устранения колебания VL давления низкочастотной стороны и выборочного извлечения колебания VH давления высокочастотной стороны. На фиг. 5 ненормальное сгорание обнаруживается с помощью колебания давления, например, в области A 10 кГц или выше.

[0050] Фиг. 6 показывает график, объясняющий резонансную частоту в камере 5 сгорания, соответствующую углу поворота коленчатого вала. Горизонтальная ось представляет резонансную частоту волны давления, в которой узловые точки колебания выровнены в направлении высоты камеры 5 сгорания. Другими словами, горизонтальная ось представляет резонансную частоту колебания в направлении высоты камеры 5 сгорания. Для каждой из степеней ε1-ε5 механического сжатия, поскольку, чем выше угол CA поворота коленчатого вала, тем больше высота H камеры 5 сгорания, ниже резонансная частота в камере 5 сгорания. Кроме того, для множества степеней ε1-ε5 механического сжатия, чем выше степень механического сжатия, тем выше резонансная частота.

[0051] В этом случае частота колебания давления газа внутри камеры 5 сгорания не связана напрямую с собственной частотой корпуса 1 двигателя и зависит от формы или т.п. камеры 5 сгорания, когда волна давления создается. Кроме того, колебание давления, когда возникает ненормальное сгорание, включает в себя колебание VH давления высокочастотной стороны, которое резонирует в направлении высоты камеры 5 сгорания. В этом варианте осуществления изобретения колебание VH давления высокочастотной стороны будет называться характерным колебанием давления. Характерное колебание давления считается колебанием, которое возникает в направлении высоты камеры сгорания и имеет высокую частоту, как описано выше. В настоящем варианте осуществления колебание в частотном диапазоне, в котором возникает характерное колебание давления, извлекается из колебания давления, полученного посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра.

[0052] Когда степень механического сжатия изменяется, частота характерного колебания давления, формируемого ненормальным сгоранием, изменяется. Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок обнаружения ненормального сгорания, включающий в себя фильтр. Фильтр пропускает сигнал давления в заданном частотном диапазоне из сигнала давления, полученного посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра. Блок обнаружения ненормального сгорания обнаруживает возникновение ненормального сгорания на основе результата сигнала, прошедшего через фильтр. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует в качестве блока обнаружения ненормального сгорания.

[0053] Полосовой фильтр (BPF) может быть использован в качестве фильтра. Колебание заданного частотного диапазона может быть извлечено посредством полосового фильтра. Полосовой фильтр согласно настоящему варианту осуществления способен изменять частотный диапазон сигнала давления, который проходит через полосовой фильтр. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует как полосовой фильтр и электрически обрабатывает сигналы давления.

[0054] Трудно идентифицировать угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает для каждого цикла сгорания. С двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления задается секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание. В настоящем варианте осуществления секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, определяется заранее. В примере, показанном в данном документе, задается секция, в которой угол поворота коленчатого вала равен 0 градусам или более и 30 градусам или менее.

[0055] В примере, показанном на фиг. 6, при степени ε1 механического сжатия, которая является высокой степенью механического сжатия, частота характерного колебания давления, вызванная ненормальным сгоранием, находится в частотном диапазоне FB1. Кроме того, при степени ε5 механического сжатия, которая является низкой степенью механического сжатия, частота характерного колебания давления, вызванного ненормальным сгоранием, находится в пределах частотного диапазона FB5. Показано, что частотный диапазон характерного колебания давления вследствие ненормального сгорания отличается для каждого значения степени механического сжатия.

[0056] Сравнивая частотный диапазон FB1 с частотным диапазоном FB5, частотный диапазон FB1 при высокой степени механического сжатия размещается на стороне высокой частоты частотного диапазона FB5 при низкой степени механического сжатия. Максимальная частота частотного диапазона FB1 выше максимальной частоты частотного диапазона FB5, а минимальная частота частотного диапазона FB1 выше минимальной частоты частотного диапазона FB5. Кроме того, сравнивая частотные окна частотных диапазонов, частотное окно частотного диапазона FB1 при высокой степени механического сжатия больше частотного окна частотного диапазона FB5 при низкой степени механического сжатия.

[0057] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления формируется так, чтобы задавать частотный диапазон фильтра в соответствии с изменением в степени механического сжатия. Например, в случае степени ε1 механического сжатия фильтр настраивается на частотный диапазон FB1, а в случае степени ε5 механического сжатия фильтр настраивается на частотный диапазон FB5. Частотные диапазоны фильтров на основе секции SCA, в которой возникает ненормальное сгорание, могут также быть заданы аналогичным образом для других степеней ε2-ε4 механического сжатия. В этом случае частотный диапазон фильтра не только перемещается параллельно в сторону низких частот или сторону высоких частот, но частотное окно частотного диапазона также изменяется. После того как частотный диапазон фильтра задан, возникновение ненормального сгорания определяется посредством измерения величины колебания сигнала давления, прошедшего через фильтр, и сравнения величины колебания со значением определения.

[0058] Фиг. 7 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Например, управление, показанное на фиг. 7, может повторно выполняться в каждом временном интервале, определенном заранее.

[0059] На этапе 101 получается текущая степень механического сжатия. Высота H камеры 5 сгорания, когда поршень 3 достиг верхней мертвой точки, может быть вычислена из выходного сигнала датчика 89 относительного положения (ссылка на фиг. 2 и 3). Степень механического сжатия может быть вычислена с помощью высоты H камеры 5 сгорания. Получение степени механического сжатия не ограничивается этим способом, и степень механического сжатия может быть получена с помощью произвольного устройства. Например, степень механического сжатия может быть обнаружена на основе управляющего сигнала мотора, который приводит в действие механизм изменения степени сжатия.

[0060] Обращаясь к фиг. 7, далее, на этапе 102, задается частотный диапазон полосового фильтра. В настоящем варианте осуществления частотный диапазон фильтра задается на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, и на основе степени механического сжатия, как описано ранее. Обращаясь к фиг. 6, в настоящем варианте осуществления постоянное значение применяется в качестве секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание. Следовательно, например, в случае степени ε1 механического сжатия частотный диапазон фильтра может быть задан равным частотному диапазону FB1. В качестве таких частотных диапазонов фильтра значения, полученные посредством функционализирования степеней механического сжатия, могут быть сохранены в электронном блоке 31 управления заранее.

[0061] Обращаясь к фиг. 7, на этапе 103 получается внутреннее давление цилиндра. В настоящем варианте осуществления давление в камере 5 сгорания определяется посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра. Например, внутреннее давление цилиндра может быть получено для каждого временного интервала, определенного заранее.

[0062] Фиг. 8 показывает график внутреннего давления цилиндра, полученного посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра. В примере, показанном на фиг. 8, колебание возникло во внутреннем давлении цилиндра в области угла поворота коленчатого вала равного 20 градусам или более и 30 градусам или менее. Другими словами, ненормальное сгорание возникло в этом сегменте угла поворота коленчатого вала. Обращаясь к фиг. 7, на этапе 103 сигнал давления может быть получен так, чтобы включать в себя, по меньшей мере, сегмент, в котором возникает ненормальное сгорание. В настоящем варианте осуществления, поскольку сегмент SCA угла поворота коленчатого вала, в котором возникает ненормальное сгорание, определяется заранее, внутреннее давление цилиндра может быть получено в сегменте, включающем в себя сегмент SCA.

[0063] Блок получения внутреннего давления цилиндра, который получает внутреннее давление цилиндра, не ограничивается датчиком внутреннего давления цилиндра, описанным выше. Любое устройство, которое может получать волну давления характерного колебания давления, которое зависит от высоты камеры сгорания, может быть применено в качестве блока получения внутреннего давления цилиндра.

[0064] Далее, на этапе 104, выполняется частотный анализ. Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя устройство частотного анализа, имеющее полосовой фильтр. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует как устройство частотного анализа. Сигнал давления, полученный посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра, включает в себя колебания различных частот. Устройство частотного анализа извлекает сигнал давления, включенный в частотный диапазон, заданный в полосном фильтре, из сигнала давления, имеющего различные частоты.

[0065] Обращаясь к фиг. 6, например, в случае степени ε1 механического сжатия полосовой фильтр настраивается на частотный диапазон FB1. В этом случае сигнал давления, имеющий частоту в диапазоне полосы FB1 частот, извлекается посредством полосового фильтра. С другой стороны, сигнал давления, имеющий частоту вне диапазона полосы FB1 частот, устраняется или ослабляется посредством полосового фильтра. Таким образом, сигнал, указывающий характерное колебание давления, используемое для определения возникновения ненормального сгорания, может быть извлечен, а сигнал, имеющий частоту, которая не требуется для определения возникновения ненормального сгорания, может быть устранен.

[0066] Фиг. 9 показывает график выходных значений устройства частотного анализа. Выходное значение устройства частотного анализа, которое наносится на вертикальную ось, соответствует, например, амплитуде колебания давления для внутреннего давления цилиндра. Когда выходное значение устройства частотного анализа равно нулю, может быть выполнено определение, что колебание давления не возникло в цилиндре. Кроме того, когда выходное значение устройства частотного анализа увеличилось, может быть выполнено определение, что колебание давления в цилиндре увеличилось. В настоящем варианте осуществления значение определения, соответствующее выходному значению устройства частотного анализа, определяется заранее.

[0067] Обращаясь к фиг. 7, на этапе 105 выполняется определение о том, превышает или нет выходное значение устройство частотного анализа значение определения, которое определяется заранее. На этапе 105, когда выходное значение устройства частотного анализа превышает значение определения, которое определяется заранее, управление переходит к этапу 106. На этапе 106 может быть выполнено определение, что ненормальное сгорание возникло. С другой стороны, на этапе 105, когда выходное значение устройства частотного анализа равно или меньше значения определения, которое определяется заранее, управление переходит к этапу 107. На этапе 107 может быть выполнено определение, что ненормальное сгорание не возникло.

[0068] Значение определения для определения возникновения ненормального сгорания может быть задано в виде множества. Например, определение может быть выполнено посредством предоставления первого значения определения, второго значения определения, третьего значения определения и т.п. Первое значение определения предназначено для определения возникновения явления слабой детонации. Второе значение определения предназначено для определения возникновения явления детонации промежуточной величины. Третье значение определения предназначено для определения возникновения явления сильной детонации. Альтернативно, вместо задания значения определения на положительной стороне выходного значения устройства частотного анализа, значение определения может быть задано на отрицательной стороне. В этом случае, определение того, что ненормальное сгорание возникло, может быть выполнено, когда выходное значение устройства частотного анализа падает ниже отрицательного значения определения.

[0069] Как показано, с двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления частотный диапазон полосового фильтра изменяется в соответствии со степенью механического сжатия. Частотный диапазон полосового фильтра, который пропускает сигнал, задается в сторону высокой частоты, когда степень механического сжатия становится выше. Кроме того, частотное окно частотного диапазона полосового фильтра изменяется в соответствии со степенью механического сжатия. Чем выше степень механического сжатия, тем больше частотное окно. Согласно этой конфигурации, колебание давления, свойственное ненормальному сгоранию, может быть обнаружено с высокой точностью.

[0070] Например, даже если сегмент угла поворота коленчатого вала, в котором возникает детонация, является одним и тем же, чем выше степень механического сжатия, тем больше частотное окно частотного диапазона, в котором возникает ненормальное сгорание. При обнаружении колебаний давления при всех степенях механического сжатия с помощью одного частотного диапазона, уменьшение частотного окна частотного диапазона полосового фильтра может предотвращать обнаружение части колебаний давления, свойственных ненормальному сгоранию. Следовательно, при обнаружении колебаний давления при всех степенях механического сжатия с помощью одного частотного диапазона частотный диапазон полосового фильтра должен быть увеличен.

[0071] Например, на фиг. 6, когда единственный частотный диапазон задается для полосового фильтра, частотный диапазон, включающий в себя как частотный диапазон FB1, так и частотный диапазон FB5, должен быть задан. Следовательно, колебания давления извлекаются из диапазона, который больше изначально требуемого диапазона, и, в результате, извлекается больше шума. Следовательно, точность определения возникновения ненормального сгорания снижается. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, поскольку частотное окно частотного диапазона полосового фильтра изменяется в соответствии со степенью механического сжатия, большой фрагмент шума может быть устранен. Сопротивление шуму при обработке сигнала давления может быть улучшено. В результате, точность определения возникновения ненормального сгорания увеличивается.

[0072] С двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления давление камеры 5 сгорания непосредственно обнаруживается. В частности, датчик 61 внутреннего давления цилиндра размещается в центральной части верхней поверхности камеры 5 сгорания. Колебание давления, свойственное ненормальному сгоранию, распространяется на корпус 1 двигателя, включающий в себя блок 2 цилиндров и головку 4 блока цилиндров. Когда датчик, который обнаруживает колебание, размещается на боковой поверхности блока 2 цилиндров, колебание давления камеры 5 сгорания обнаруживается через корпус 1 двигателя. На колебание, обнаруженное в этот момент, влияет собственная частота корпуса 1 двигателя. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления, поскольку внутреннее давление цилиндра получается, действие собственной частоты корпуса 1 двигателя подавляется, и колебание давления в камере 5 сгорания может быть получено с более высокой точностью.

[0073] Дополнительно обращаясь к фиг. 1, картер 79 двигателя согласно настоящему варианту осуществления включает в себя покрывающую часть 72, которая скользящим образом движется по блоку 2 цилиндров и уплотнительной манжете 73. Следовательно, размещение датчика для обнаружения колебания блока 2 цилиндров на боковой поверхности блока 2 цилиндров может быть трудным, или положения, где датчик размещается, могут быть ограничены. В отличие от этого, с двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления, поскольку датчик 61 внутреннего давления цилиндра вставляется сверху головки 4 блока, датчик может быть легко присоединен.

[0074] В то время как полосовой фильтр используется в качестве фильтра для пропускания сигнала давления, имеющего частоту в заданном частотном диапазоне в настоящем варианте осуществления, этот способ не ограничивается настоящим вариантом осуществления. Любой фильтр, который может извлекать сигнал давления, имеющий частоту в предписанном частотном диапазоне, из сигнала давления датчика внутреннего давления цилиндра, может быть применен. Альтернативно, в качестве фильтра, устройство, которое извлекает сигнал давления заданного частотного диапазона, может быть размещено между электронным блоком 31 управления и датчиком 61 внутреннего давления цилиндра.

[0075] В то время как двигатель внутреннего сгорания, в котором момент закрытия клапана для впускного клапана является постоянным, приводится в качестве примера в варианте осуществления, описанном выше, эта форма не ограничивается вариантом осуществления. Изобретение может также быть применено к двигателю внутреннего сгорания, включающему в себя механизм регулируемого клапана, который изменяет момент закрытия клапана для впускного клапана. С двигателем внутреннего сгорания, включающим механизм регулируемого клапана, фактическая степень сжатия в камере сгорания задается в дополнение к степени механического сжатия. Фактическая степень сжатия зависит от момента закрытия клапана для впускного клапана. Например, фактическая степень сжатия задается как (фактическая степень сжатия) = {(объем камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки)+(объем, соответствующий расстоянию перемещения поршня, когда впускной клапан закрыт)}/(объем камеры сгорания). Даже с таким двигателем внутреннего сгорания, включающим в себя механизм регулируемого клапана, частотный диапазон фильтра может быть изменен на основе степени механического сжатия.

[0076] Механизм изменения степени сжатия согласно настоящему варианту осуществления изменяет степень механического сжатия посредством относительного перемещения блока цилиндров относительно картера двигателя. Однако, этот режим работы не ограничивается вариантом осуществления. В качестве механизма изменения степени сжатия может быть принят любой механизм, способный изменять высоту камеры сгорания.

[0077] Двигатель внутреннего сгорания согласно второму варианту осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 10-11. Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок обнаружения момента зажигания, который обнаруживает момент зажигания в качестве рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания. Блок обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе момента зажигания. С двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления сегмент SCA угла поворота коленчатого вала, в котором возникает ненормальное сгорание, изменяется в соответствии с моментом зажигания.

[0078] Фиг. 10 – это график резонансной частоты колебания в направлении высоты камеры сгорания, соответствующей углу поворота коленчатого вала для множества степеней механического сжатия согласно настоящему варианту осуществления. Ненормальное сгорание, такое как детонация, возникает во время распространения пламени в камере 5 сгорания. Другими словами, ненормальное сгорание, такое как детонация, возникает, после того как зажигание происходит в камере 5 сгорания. Поэтому, блок обнаружения ненормального сгорания согласно настоящему варианту осуществления выполняет управление для задания секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, в или после момента зажигания.

[0079] В примере, показанном на фиг. 10, зажигание имеет место при угле CA1 поворота коленчатого вала. В этом случае, в качестве секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, может быть задана секция от угла CA1 поворота коленчатого вала до угла, определенного заранее. Частотный диапазон полосового фильтра может быть задан на основе секции SCA способом, аналогичным первому варианту осуществления. Например, в случае высокой степени ε1 механического сжатия может быть задан частотный диапазон FB1. В случае низкой степени ε5 механического сжатия может быть задан частотный диапазон FB5.

[0080] Сравнивая фиг. 10 с фиг. 6 согласно первому варианту осуществления, секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, согласно настоящему варианту осуществления меньше секции SCA угла поворота коленчатого вала согласно первому варианту осуществления. Также показано, что частотные диапазоны FB1 и FB5 полосового фильтра меньше частотных диапазонов первого варианта осуществления. Следовательно, шум, включенный в сигнал давления, может быть уменьшен. В результате, точность обнаружения возникновения ненормального сгорания может быть улучшена.

[0081] В частности, когда степень механического сжатия является высокой, частотное окно частотного диапазона полосового фильтра увеличивается. Следовательно, ограничивая секцию SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, в или после момента зажигания, частотный диапазон полосового фильтра может быть сужен, и шум может быть эффективно уменьшен.

[0082] Фиг. 11 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно настоящему варианту осуществления. На этапе 111 получается момент зажигания. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует в качестве блока обнаружения момента зажигания. Электронный блок 31 управления считывает заданный момент зажигания. На этапе 101 получается степень механического сжатия.

[0083] Далее, на этапе 102, задается частотный диапазон полосового фильтра. Как показано на фиг. 10, задается частотный диапазон полосового фильтра, основанный на секции в или после момента зажигания. Когда момент зажигания является переменным, частотный диапазон полосового фильтра может быть задан на основе момента зажигания и степени механического сжатия. Например, таблица соответствия частотного диапазона полосового фильтра, которая функционализирует момент зажигания и степень механического сжатия, может быть сохранена в электронном блоке 31 управления заранее.

[0084] Последующие этапы 103-107 аналогичны этапам управления двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления (ссылка на фиг. 7). На этапе 104, сигнал, указывающий колебание давления, может быть извлечен в частотном диапазоне, заданном на этапе 102.

[0085] С помощью управления двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления колебание, имеющее частоту в частотном диапазоне, соответствующем секции угла поворота коленчатого вала перед моментом зажигания, может быть устранено, и шум может быть уменьшен.

[0086] Поскольку другие компоненты, операции и результаты аналогичны компонентам, операциям и результатам первого варианта осуществления, их описания не будут повторяться здесь.

[0087] Двигатель внутреннего сгорания согласно третьему варианту осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 12-17. Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок обнаружения скорости вращения, который обнаруживает скорость вращения двигателя в качестве рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

Блок обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе скорости вращения двигателя.

[0088] Фиг. 12 показывает схематичный чертеж, объясняющий движение поршня 3, когда скорость вращения двигателя является низкой. Фиг. 13 показывает схематичный чертеж, объясняющий движение поршня 3, когда скорость вращения является высокой. Обращаясь к фиг. 12, поршень 3 опускается в направлении, указанном стрелкой 92. В момент t0 времени высота камеры 5 сгорания равна H0. В момент t1 времени по прошествии предписанного периода времени, поршень 3 опускается, и высота камеры 5 сгорания равна H1. Фиг. 13 аналогично показывает высоты H0 и H1 камеры сгорания в момент t0 времени и момент t1 времени.

[0089] Обращаясь к фиг. 12 и 13, когда скорость вращения двигателя является высокой скоростью вращения, скорость, с которой поршень 3 опускается, больше, чем когда скорость вращения двигателя является низкой скоростью вращения. Следовательно, даже если положение поршня 3 в момент t0 времени является таким же, в момент t1 времени по прошествии предписанного периода времени интервал перемещения поршня 3 больше при высокой скорости вращения, чем при низкой скорости вращения. В момент t1 времени высота H1 камеры сгорания больше при высокой скорости вращения, чем при низкой скорости вращения.

[0090] Резонансная частота, соответствующая углу поворота коленчатого вала, показанному на фиг. 6 согласно первому варианту осуществления, представляет случай, когда высота H камеры 5 сгорания является постоянной. Другими словами, резонансная частота показана для случая приближения, что высота H камеры 5 сгорания не изменилась с момента времени, в который детонация возникла в камере 5 сгорания. Однако, в фактическом двигателе внутреннего сгорания поршень 3 движется даже в течение периода, в котором возникает колебание давления вследствие ненормального сгорания. Поскольку высота H камеры 5 сгорания изменяется, частота характерного колебания давления вследствие ненормального сгорания также изменяется. Учитывая это, в настоящем варианте осуществления, скорость вращения двигателя определяется, и частотный диапазон фильтра изменяется в соответствии со скоростью вращения двигателя.

[0091] Как показано на фиг. 12 и 13, чем выше скорость вращения двигателя, тем выше скорость опускания поршня 3 и больше высота H1 камеры 5 сгорания. Следовательно, чем выше скорость вращения двигателя, тем ниже частота характерного колебания давления, когда возникает ненормальное сгорание. В настоящем варианте осуществления получается скорость вращения двигателя, и чем выше полученная скорость вращения двигателя, тем больше частотный диапазон фильтра корректируется в сторону более низкой частоты.

[0092] Фиг. 14 показывает график резонансной частоты, соответствующей углу поворота коленчатого вала, когда степень механического сжатия является высокой. Когда двигатель внутреннего сгорания имеет степень ε1 механического сжатия, и изменение в высоте H камеры 5 сгорания в течение периода, в котором возникает ненормальное сгорание, не принимается во внимание, полосовой фильтр может быть настроен на частотный диапазон FB1, как описано ранее. Однако, в настоящем варианте осуществления, частотный диапазон FB1 корректируется, принимая во внимание тот факт, что поршень 3 опускается в течение периода, в котором возникает ненормальное сгорание.

[0093] Когда скорость вращения двигателя является низкой, частотный диапазон FB1 корректируется в частотный диапазон FB1A, как указано стрелкой 92. Кроме того, когда скорость вращения двигателя является высокой, частотный диапазон FB1 корректируется в частотный диапазон FB1B, как указано стрелкой 93. Как показано, частотный диапазон FB1 изменяется в сторону низкой частоты по мере того, как скорость вращения двигателя увеличивается. Выполняя это управление, частотный диапазон полосового фильтра может быть более точно ассоциирован с частотой характерного колебания давления, включенного в колебание давления вследствие ненормального сгорания. В результате, точность обнаружения ненормального сгорания улучшается.

[0094] В настоящем варианте осуществления частотный диапазон FB1 фильтра корректируется так, что ширина секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, становится приблизительно постоянной. Следовательно, частотное окно частотного диапазона FB1B при высокой скорости вращения меньше частотного окна частотного диапазона FB1A при низкой скорости вращения. Другими словами, чем выше скорость вращения двигателя, тем меньше частотное окно частотного диапазона полосового фильтра.

[0095] Фиг. 15 показывает график резонансной частоты, соответствующей углу поворота коленчатого вала, когда степень механического сжатия является низкой. Даже в случае низкой степени ε5 механического сжатия, когда перемещение поршня в течение периода, в который возникает ненормальное сгорание, не принимается во внимание, полосовой фильтр может быть настроен на частотный диапазон FB5. Даже в случае низкой степени механического сжатия, когда скорость вращения двигателя является низкой, частотный диапазон FB5 может быть скорректирован, как указано стрелкой 92, и частотный диапазон FB5A может быть задан. Когда скорость вращения двигателя является высокой, частотный диапазон FB5 может быть скорректирован, как указано стрелкой 93, и частотный диапазон FB5B может быть задан. Кроме того, частотный диапазон FB5 полосового фильтра может быть скорректирован так, что ширина секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает во время корректировки частотного диапазона FB5 полосового фильтра, становится приблизительно постоянным.

[0096] В то время как частотное окно частотного диапазона полосового фильтра меньше после корректировки, чем перед корректировкой в настоящем варианте осуществления, этот режим не ограничивается вариантом осуществления. Частотное окно частотного диапазона полосового фильтра может быть сделано таким же после корректировки и перед корректировкой. Другими словами, при выполнении корректировки, как указано стрелкой 92 или 93, частотное окно частотного диапазона может быть сохранено постоянным.

[0097] Обращаясь к фиг. 14 и 15, стрелки 92 и 93 указывают величину корректировки, на которую перемещается частотный диапазон полосового фильтра. Показано, что величина корректировки меньше при низкой степени ε5 механического сжатия, чем при высокой степени ε1 механического сжатия. Чем больше степень механического сжатия, тем больше градиент резонансной частоты. Следовательно, чем больше степень механического сжатия, тем больше величина корректировки частотного диапазона. Например, величина корректировки может быть определена заранее для каждой из множества степеней механического сжатия.

[0098] Фиг. 16 – это график величины корректировки частотного диапазона, соответствующего скорости вращения двигателя при одной степени механического сжатия. Величина корректировки частотного диапазона, нанесенная на вертикальную ось, представляет величину перемещения в сторону понижения частоты. Например, величины корректировки частотного диапазона, которые функционализируют скорость вращения двигателя, могут быть заданы для каждой из множества степеней механического сжатия. Кроме того, величина корректировки частотного окна частотного диапазона, которая функционализирует скорость вращения двигателя может быть задана. Альтернативно, может быть задана величина корректировки, которая перемещает соответствующие значения верхней предельной частоты и нижней предельной частоты частотного диапазона.

[0099] Величина корректировки частотного диапазона полосового фильтра, величина корректировки частотного окна частотного диапазона и т.п. согласно настоящему варианту осуществления могут быть сохранены в электронном блоке 31 управления заранее. Электронный блок 31 управления может задавать частотный диапазон полосового фильтра на основе степени механического сжатия и скорости вращения двигателя.

[0100] Фиг. 17 показывает блок-схему управления двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления. Этапы 101 и 102 аналогичны управлению согласно первому варианту осуществления (ссылка на фиг. 7). На этапе 102 задается частотный диапазон полосового фильтра, когда скорость вращения двигателя не принимается во внимание, или, другими словами, когда изменение высоты H камеры 5 сгорания не принимается во внимание.

[0101] На этапе 112 получается скорость вращения двигателя. Обращаясь к фиг. 1, в настоящем варианте осуществления датчик 42 угла поворота коленчатого вала функционирует в качестве блока обнаружения скорости вращения. Скорость вращения двигателя может быть обнаружена из выходного сигнала датчика 42 угла поворота коленчатого вала.

[0102] Далее, на этапе 113, частотный диапазон полосового фильтра корректируется. Величина корректировки частотного диапазона полосового фильтра может быть задана на основе скорости вращения двигателя, и частотный диапазон полосового фильтра может быть скорректирован на основе заданной величины корректировки. Этапы 103-107 аналогичны управлению согласно первому варианту осуществления (ссылка на фиг. 7). В частности, на этапе 104, сигнал характерного колебания давления извлекается из полученного сигнала давления с помощью полосового фильтра со скорректированным частотным диапазоном.

[0103] Даже с двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления частотный диапазон полосового фильтра может быть более точно ассоциирован с частотой характерного колебания давления из колебания давления вследствие ненормального сгорания. В результате, шум может быть уменьшен, а точность обнаружения ненормального сгорания может быть улучшена.

[0104] Поскольку другие компоненты, операции и результаты аналогичны компонентам, операциям и результатам первого или второго варианта осуществления, их описания не будут повторяться здесь.

[0105] Двигатель внутреннего сгорания согласно четвертому варианту осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 18-22. Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок оценки, который оценивает угол поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание, на основе сигнала давления, полученного посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра. Блок оценки оценивает частоту характерного колебания давления, когда ненормальное сгорание возникает, и оценивает угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, на основе частоты характерного колебания давления. Блок обнаружения ненормального сгорания задает секцию угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, и частотный диапазон фильтра на основе оцененного угла поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает.

[0106] Фиг. 18 показывает график, представляющий интенсивность колебания, соответствующую частоте колебания давления, обнаруженного посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует в качестве блока оценки. Интенсивность, которая наносится на вертикальную ось, соответствует амплитуде колебания. Такой график может быть вычислен, подвергая сигнал обнаруженного колебания давления частотному анализу. Например, выполняя преобразование, такое как преобразование Фурье, над давлением камеры 5 сгорания, которое обнаруживается посредством датчика 61 внутреннего давления цилиндра, интенсивность колебания давления, соответствующая частоте, может быть вычислена. В этом примере интенсивность колебания давления является максимальной при частоте FM. В настоящем варианте осуществления оценивается, что характерное колебание давления частоты FM возникло.

[0107] Фиг. 19 показывает график резонансной частоты, соответствующей углу поворота коленчатого вала. Например, когда степень механического сжатия является степенью ε1 механического сжатия, первый угол CAFM поворота коленчатого вала, соответствующий частоте FM, может быть обнаружен. Показано, что колебание давления с максимальной интенсивностью возникает при первом угле CAFM поворота коленчатого вала. Другими словами, возникновение ненормального сгорания может быть оценено при первом угле CAFM поворота коленчатого вала.

[0108] Двигатель внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя запоминающее устройство, которое хранит угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, и степень механического сжатия. В настоящем варианте осуществления электронный блок 31 управления функционирует в качестве запоминающего устройства. Например, электронный блок 31 управления хранит степень ε1 механического сжатия и первый угол CAFM поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание. Повторяя это управление множество раз, множество степеней механического сжатия и множество первых углов CAFM поворота коленчатого вала сохраняются.

[0109] Далее, электронный блок 31 управления считывает первый угол CAFM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, для каждой степени механического сжатия. На основе множества сохраненных первых углов CAFM поворота коленчатого вала вычисляется второй угол CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает. Второй угол CAFMM поворота коленчатого вала используется при настройке частотного диапазона полосового фильтра. Для второго угла CAFMM поворота коленчатого вала, например, наиболее частый угол поворота коленчатого вала может быть выбран из множества вычисленных первых углов CAFM поворота коленчатого вала.

[0110] Как показано, блок оценки оценивает второй угол CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает. Далее, блок обнаружения ненормального сгорания задает секцию SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, на основе оцененного второго угла CAFMM поворота коленчатого вала.

[0111] Фиг. 20 показывает график резонансной частоты, соответствующей углу поворота коленчатого вала. Второй угол CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, был оценен посредством управления, описанного ранее. В настоящем варианте осуществления секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, задается посредством добавления и вычитания ширины ΔW угла поворота коленчатого вала, определенной заранее, к или из второго угла CAFMM поворота коленчатого вала. Фиг. 20 иллюстрирует случай степени ε1 механического сжатия. Любое значение может быть принято для ширины ΔW угла поворота коленчатого вала.

[0112] Далее, на основе секции SCA угла поворота коленчатого вала, в котором ненормальное сгорание возникает, и полученной степени ε1 механического сжатия может быть определен частотный диапазон FB1 полосового фильтра. Затем, сигнал давления, указывающий характерное колебание давления, извлекается с помощью частотного диапазона FB1 полосового фильтра, и определение ненормального сгорания может быть выполнено.

[0113] Фиг. 21 показывает блок-схему управления для оценки угла поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание. Например, управление, показанное на фиг. 21, может повторно выполняться в каждом временном интервале, определенном заранее. Этапы 101 и 102 аналогичны управлению согласно первому варианту осуществления (ссылка на фиг. 7).

[0114] Далее, на этапе 114, выполняется частотный анализ. В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 18, интенсивность колебания давления, соответствующая частоте, вычисляется, и частота FM с максимальной интенсивностью колебания давления вычисляется. Другими словами, вычисляется частота FM характерного колебания давления ненормального сгорания.

[0115] Далее, на этапе 115, как показано на фиг. 19, на основе частоты FM и степени ε механического сжатия оценивается первый угол CAFM угла поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание. Например, значение первого угла CAFM поворота коленчатого вала, которое функционализирует частоту FM, может быть сохранено в электронном блоке 31 управления заранее для каждой степени механического сжатия.

[0116] На этапе 116 степень ε механического сжатия и первый угол CAFM поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание, сохраняются. В настоящем варианте осуществления степень ε механического сжатия и первый угол CAFM поворота коленчатого вала сохраняются в электронном блоке 31 управления. Повторно выполняя это управление, первый угол CAFM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, может быть вычислен и сохранен во множестве для каждой предписанной степени механического сжатия. Другими словами, угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, может быть изучен.

[0117] Фиг. 22 – это блок-схема последовательности операций управления для определения возникновения ненормального сгорания согласно настоящему варианту осуществления. На этапе 101 получается степень механического сжатия.

[0118] На этапе 102, задается частотный диапазон полосового фильтра. В этот момент, в настоящем варианте осуществления, наиболее частый второй угол CAFMM поворота коленчатого вала выбирается на основе множества первых углов CAFM поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание. Частотный диапазон полосового фильтра задается с помощью второго угла CAFMM поворота коленчатого вала.

[0119] Выбор второго угла CAFMM поворота коленчатого вала, используемого для того, чтобы задавать частотный диапазон полосового фильтра, не ограничивается этим вариантом осуществления. Второй угол CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, может быть задан посредством произвольного управления с помощью множества первых углов CAFM поворота коленчатого вала, полученных посредством управления, показанного на фиг. 21. Например, первый угол CAFM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, который был оценен посредством непосредственно предыдущего управления, может быть принят в качестве второго угла CAFMM поворота коленчатого вала. Альтернативно, второй угол CAFMM поворота коленчатого вала может быть вычислен посредством усреднения множества первых углов CAFM поворота коленчатого вала.

[0120] Далее, на основе второго угла CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, задается секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает. Обращаясь к фиг. 20, в настоящем варианте осуществления секция SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, задается посредством добавления и/или вычитания ширины ΔW угла поворота коленчатого вала, заданной заранее, к или от второго угла CAFMM поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает. Затем, на основе секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, и полученной степени ε1 механического сжатия может быть задан частотный диапазон FB1 полосового фильтра.

[0121] Настройка секции SCA угла поворота коленчатого вала, в которой ненормальное сгорание возникает, не ограничивается этим способом, и секция SCA может быть задана посредством произвольного управления на основе второго угла CAFMM поворота коленчатого вала. Например, ширина ΔW угла поворота коленчатого вала может быть статистически вычислена с помощью множества первых углов CAFM поворота коленчатого вала.

[0122] Обращаясь к фиг. 22, последующие этапы 103-107 аналогичны управлению согласно первому варианту осуществления (ссылка на фиг. 7). На этапе 104 сигнал характерного колебания давления может быть извлечен с помощью частотного диапазона полосового фильтра, заданного посредством изучения на этапе 102.

[0123] При двигателе внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления, поскольку фактический угол поворота коленчатого вала, при котором ненормальное сгорание возникает, оценивается, меньшая секция SCA угла поворота коленчатого вала, при которой детонация возникает, может быть задана. В результате, частотное окно частотного диапазона полосового фильтра может быть сужено, в то же время эффективно пресекая пропуски в обнаружении характерного колебания давления. Следовательно, противодействие шуму улучшается, и точность обнаружения ненормального сгорания может быть улучшена.

[0124] Поскольку другие компоненты, операции и результаты аналогичны компонентам, операциям и результатам первого-третьего вариантов осуществления, их описания не будут повторяться здесь.

[0125] Варианты осуществления, описанные выше, могут быть объединены друг с другом при необходимости. Кроме того, в управлениях, описанных выше, последовательности этапов могут быть изменены, пока производятся те же результаты.

[0126] На соответствующих чертежах, описанных выше, одинаковые или эквивалентные фрагменты обозначаются одинаковыми ссылочными позициями. Должно быть понятно, что варианты осуществления, описанные выше, являются примерными и не предназначены, чтобы ограничивать изобретение. Кроме того, должно быть понятно, что варианты осуществления включают в себя модификации, описанные в рамках формулы изобретения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием включает в себя: механизм изменения степени сжатия, посредством которого объем камеры сгорания изменяется; датчик внутреннего давления цилиндра, который получает сигнал давления колебания давления внутри цилиндра; и блок обнаружения ненормального сгорания, включающий в себя фильтр, который пропускает сигнал давления, заданного частотного диапазона из сигнала давления, и обнаруживающий возникновение ненормального сгорания на основе сигнала давления, прошедшего через фильтр. Блок обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, и на основе степени механического сжатия. Изобретение обеспечивает точное обнаружение возникновения ненормального сгорания. 6 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, отличающийся тем, что содержит:

механизм изменения степени сжатия, выполненный с возможностью изменять степень механического сжатия;

блок (61) получения внутреннего давления цилиндра, который получает сигнал давления, указывающий колебание давления внутри цилиндра;

фильтр, который пропускает сигнал давления, имеющий частоту в заданном частотном диапазоне, из сигналов давления, полученных посредством блока получения внутреннего давления цилиндра;

блок (31) обнаружения ненормального сгорания, который обнаруживает возникновение ненормального сгорания на основе сигнала давления, прошедшего через фильтр, при этом

блок (31) обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой возникает ненормальное сгорание, и на основе степени механического сжатия, и при изменении частотного диапазона фильтра в соответствии с изменением степени механического сжатия блок обнаружения ненормального сгорания изменяет частотное окно частотного диапазона.

2. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1, в котором механизм изменения степени сжатия изменяет степень механического сжатия, изменяя объем камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки.

3. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1 или 2, в котором механизм изменения степени сжатия изменяет степень механического сжатия, изменяя высоту камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки, сигнал давления, полученный посредством блока (61) получения внутреннего давления цилиндра, включает в себя сигнал давления, имеющий частоту, которая резонирует в направлении высоты камеры сгорания, и блок (31) обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра, через который проходит сигнал давления, имеющий частоту, которая резонирует в направлении высоты камеры

сгорания.

4. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

блок (42) обнаружения скорости вращения, который обнаруживает скорость вращения двигателя, при этом блок (31) обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра так, что частота фильтра становится ниже по мере того, как скорость вращения двигателя увеличивается.

5. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

блок обнаружения момента зажигания, который обнаруживает момент зажигания в камере сгорания, при этом

блок (31) обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе секции угла поворота коленчатого вала, в которой происходит ненормальное сгорание, после момента зажигания.

6. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

блок оценки, который оценивает угол поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание, на основе сигнала давления, полученного посредством блока получения внутреннего давления цилиндра; и

запоминающее устройство, которое сохраняет угол поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание, и степень механического сжатия, при этом

блок (31) обнаружения ненормального сгорания задает частотный диапазон фильтра на основе угла поворота коленчатого вала, при котором возникает ненормальное сгорание, и степени механического сжатия, которые хранятся в запоминающем устройстве.

7. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием по п. 1 или 2, в котором

блок обнаружения ненормального сгорания включает в себя фильтр.