JP2003021032A - Knock control device for internal combustion engine - Google Patents
Knock control device for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ノックセンサの出
力を統計処理することによるノック判定と、ノックセン
サの出力波形形状に基づいて実施するノック判定とを備
える内燃機関のノック制御装置に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knock control device for an internal combustion engine, which includes knock determination by statistically processing the output of a knock sensor and knock determination performed based on the output waveform shape of the knock sensor.
【0002】[0002]
【従来技術】一般的に、ノックコントロールシステムと
は、つぎのような技術である。まず、エンジンの振動を
検出するノックセンサからの電気的信号(以下、ノック
センサ出力信号と称する。)が、ある定められたレベル
を(以下、ノック判定レベルと称する。)を越えた場合
にノックが発生したものと判定する。このノックの判定
結果によりノックが発生したと判定されると、点火時期
を遅角してノックの発生を抑制し、ノックが発生してい
ないと判定されると、点火時期を進角させて、点火時期
を制御する。このとき、上述のように制御される点火時
期は、所謂ノック限界付近に制御されるため、エンジン
の燃費、出力特性を最大限に引き出すことができる。2. Description of the Related Art Generally, a knock control system is the following technique. First, when an electrical signal from a knock sensor (hereinafter, referred to as a knock sensor output signal) that detects engine vibration exceeds a predetermined level (hereinafter, referred to as a knock determination level), a knock occurs. Is determined to have occurred. If it is determined that knock has occurred from the knock determination result, the ignition timing is retarded to suppress the occurrence of knock, and if it is determined that knock has not occurred, the ignition timing is advanced, Control the ignition timing. At this time, the ignition timing controlled as described above is controlled near the so-called knock limit, so that the fuel consumption and output characteristics of the engine can be maximized.
【0003】このようなノックコントロールシステムに
おいては、内燃機関に発生するノックを精度良く検出す
ることが、点火時期をノック限界付近に精度良く制御す
る上で重要な役割を果たす。このノックを検出する手法
としては、従来より特公平6−60621号公報に開示
される技術が知られており、また、我々が出願した特願
2000−36462号の技術がある。In such a knock control system, accurate detection of the knock generated in the internal combustion engine plays an important role in accurately controlling the ignition timing near the knock limit. As a technique for detecting this knock, the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-60621 is known, and the technique of Japanese Patent Application No. 2000-36462 filed by us is known.
【0004】特公平6−60621号公報に開示される
技術では、ノックセンサからの出力値を統計処理するこ
とによりノックを判定するための判定値を補正し、この
判定値に基づいて内燃機関の運転中に発生するノックを
検出している。In the technique disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 6-60621, the determination value for determining the knock is corrected by statistically processing the output value from the knock sensor, and the internal combustion engine based on this determination value is corrected. Knock generated during driving is detected.
【0005】より詳細には、内燃機関の運転中にノック
センサから出力される出力値のなかで、内燃機関の1燃
焼サイクル毎の最大値を検出し、検出した最大値Vを気
筒毎に多数個サンプリングして最大値の度数分布を得
る。そして、この最大値の母集団を対数変換する。この
とき、ノックが発生している場合とノックが発生してい
ない場合との2つに分類して対数変換されたそれぞれの
分布を図5に示す。図5中の(a)はノックが発生して
いないときの分布である。すなわち、この図5中の
(a)が1本の直線で表されることは、この分布が一つ
の正規分布に従っていることを意味する。また、図5中
の(b)はある変曲点Pで傾きが変わっており、図5中
の(b)が正規分布ではなく、ノック発生時特有の分布
であることを示す。More specifically, among the output values output from the knock sensor during operation of the internal combustion engine, the maximum value for each combustion cycle of the internal combustion engine is detected, and the detected maximum value V is increased for each cylinder. Individual sampling is performed to obtain the maximum frequency distribution. Then, the population of this maximum value is logarithmically converted. FIG. 5 shows distributions obtained by logarithmically categorizing into two cases, that is, the case where knock occurs and the case where knock does not occur. FIG. 5A shows the distribution when knock does not occur. That is, the fact that (a) in FIG. 5 is represented by one straight line means that this distribution follows one normal distribution. Further, (b) in FIG. 5 shows that the slope changes at a certain inflection point P, and (b) in FIG. 5 shows that the distribution is peculiar to the occurrence of knock, not the normal distribution.
【0006】そして、この特性を利用して、ノックが何
%の確率で発生しているかを判定し、ノックの発生確率
に応じてノックを判定するための判定値を設定する。内
燃機関に発生するノックの判定では、このようにして得
られる判定値に基づいてノックが発生したか否かを判定
する。すなわち、この特公平6−60621号公報に示
される技術では、運転状態によって変化するノックセン
サの出力値に応じて、適宜判定値が設定されるのであ
る。Then, by utilizing this characteristic, it is determined with what percentage of probability the knock occurs, and a determination value for determining the knock is set according to the probability of occurrence of the knock. In the determination of the knock that occurs in the internal combustion engine, it is determined whether or not the knock has occurred based on the determination value thus obtained. That is, in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-60621, the determination value is appropriately set according to the output value of the knock sensor that changes depending on the driving state.
【0007】また、特願2000−036462号に示
されるノックを検出するための技術では、ノックセンサ
により出力される出力信号から得られる波形形状から、
ノック特有の波形形状を検出した場合にノックを検出し
ている。Further, in the technique for detecting knock shown in Japanese Patent Application No. 2000-036462, from the waveform shape obtained from the output signal output from the knock sensor,
The knock is detected when the waveform shape peculiar to the knock is detected.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特公平
6−60621号公報に開示される技術では、ノックセ
ンサの出力信号が、統計処理により設定される判定値を
越えたものをノックであると判定しているので、判定値
の設定が困難である。すなわち、判定値を出力値の変曲
点付近に設定した場合、出力信号にノイズが重畳するこ
とでノックが発生していないにも係らず、ノックが発生
したと誤判定する虞がある。However, in the technique disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 6-60621, it is determined that the output signal of the knock sensor exceeds the determination value set by the statistical processing as the knock. Since the judgment is made, it is difficult to set the judgment value. That is, when the determination value is set in the vicinity of the inflection point of the output value, there is a possibility that it may be erroneously determined that the knock has occurred although the knock has not occurred due to the noise being superimposed on the output signal.
【0009】また、特願2000−036462号に示
される技術では、センサ出力が小さい領域では、複数の
ノイズが重なり合うことによりセンサ出力信号の波形形
状がノックに似た波形形状を示すことによりノックが発
生したと誤判定する虞がある。Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-036462, in a region where the sensor output is small, a plurality of noises are overlapped with each other so that the waveform of the sensor output signal exhibits a waveform similar to the knock. There is a risk that it may be erroneously determined to have occurred.
【0010】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、内燃機関に発生するノックを精度良く検出す
ることができる内燃機関のノック制御装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a knock control device for an internal combustion engine, which is capable of accurately detecting a knock that occurs in the internal combustion engine.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、内燃機関のノックを検出するためのノックセンサ
と、ノックセンサにより検出される出力信号を統計処理
する統計処理手段と、統計処理手段による処理結果に基
づいてノックの発生を判定する第1の仮判定手段と、ノ
ックセンサにより検出される出力信号の波形形状に基づ
いてノックの発生を判定する第2の仮判定手段とを備
え、第1の仮判定手段によるノック仮判定と第2の仮判
定手段によるノック仮判定との結果に基づいて最終的に
ノックの発生を判定する最終ノック判定手段と、最終ノ
ック判定手段による最終的なノック発生の判定結果に基
づいて点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え
る。According to the invention of claim 1, a knock sensor for detecting knock of the internal combustion engine, statistical processing means for statistically processing the output signal detected by the knock sensor, and statistical processing. The first provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the processing result by the means, and the second provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor. A final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the results of the temporary knock determination by the first temporary determination means and the temporary knock determination by the second temporary determination means, and the final knock determination means by the final knock determination means. Ignition timing control means for controlling the ignition timing based on the determination result of the occurrence of various knocks.
【0012】これにより、従来技術の統計処理を用いた
ノック判定や波形形状を用いたノック判定のみを用いた
ノック発生の判定では、ノックの誤検出をしていた出力
信号に対しても精度良くノックの発生を判定することが
できる。As a result, in the knock determination using only the knock determination using the statistical processing and the knock determination using the waveform shape of the prior art, the output signal for which the knock is erroneously detected is accurately measured. The occurrence of knock can be determined.
【0013】ところで、ノック判定を請求項1の発明に
開示する如く、2つのノック仮判定により行なう場合に
は、ノック判定のための演算負荷が大きくなることが予
想される。そこで、請求項2の発明のように、最終ノッ
ク判定手段は、第1のノック仮判定手段によってノック
が発生したと仮判定された場合に、第2の仮判定手段に
よりノック仮判定を実施する。By the way, when the knock determination is performed by the two temporary knock determinations as disclosed in the invention of claim 1, it is expected that the calculation load for the knock determination is increased. Therefore, as in the invention of claim 2, the final knock determination means performs the temporary knock determination by the second temporary determination means when the first temporary knock determination means temporarily determines that the knock has occurred. .
【0014】これにより、第1のノック仮判定手段がノ
ックであるとの仮判定を行なった場合にのみ、第2のノ
ック仮判定を実施するので、ノックを精度良く判定する
ことと共に、演算負荷が大きくなることも防止される。As a result, the second temporary knock determination is executed only when the first temporary knock determination means makes a temporary determination that the knock has occurred. Therefore, it is possible to accurately determine the knock and reduce the calculation load. Is also prevented from becoming large.
【0015】また、請求項3の発明のように、最終ノッ
ク判定手段は、第1の仮判定手段によるノック仮判定結
果と、第2の仮判定手段によるノックか理論空然比判定
結果とが両方ともノックであると仮判定した場合に、最
終的にノックが発生したと判定する。Further, as in the third aspect of the invention, the final knock determination means has the knock provisional determination result by the first provisional determination means and the knock or theoretical aerial ratio determination result by the second provisional determination means. When both are tentatively determined to be knocks, it is finally determined that the knocks have occurred.
【0016】これにより、第1の仮判定手段ではノイズ
をノックであると誤検出し易い出力信号であっても、第
2の仮判定手段では、ノックとノイズを精度良く判定す
ることができ、第2の仮判定手段ではノイズをノックで
あると誤検出し易い出力信号であっても第1の仮判定手
段ではノイズとノックとを精度良く判定することができ
るので、精度良くノックを検出することができる。As a result, even if the first provisional determination means can easily erroneously detect noise as knock, the second provisional determination means can accurately determine knock and noise. Since the first provisional determination means can accurately determine the noise and the knock even if the output signal is likely to be erroneously detected as the knock by the second provisional determination means, the knock is accurately detected. be able to.
【0017】また、請求項4の発明では、内燃機関のノ
ックを検出するためのノックセンサと、ノックセンサに
より検出される出力信号を統計処理する統計処理手段
と、統計処理手段を用いてノックの発生を判定する第1
の仮判定手段と、ノックセンサにより検出される出力信
号の周波数分析を行なう周波数分析手段と、周波数分析
手段による出力信号の分析結果に基づいてノックの発生
を判定する第3の仮判定手段を備え、第1の仮判定手段
に基づいた判定結果と、第3の仮判定手段に基づいた判
定結果とに基づいて最終的にノックの発生を判定する最
終ノック判定手段と、最終ノック判定手段による最終的
なノック発生の判定結果に基づいて点火時期を制御する
点火時期制御手段とを備える。Further, in the invention of claim 4, a knock sensor for detecting knock of the internal combustion engine, a statistical processing means for statistically processing an output signal detected by the knock sensor, and a knock processing using the statistical processing means. First to determine the occurrence
No. 1 temporary decision means, frequency analysis means for performing frequency analysis of the output signal detected by the knock sensor, and third temporary decision means for determining the occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means. , A final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the determination result based on the first provisional determination means and the determination result based on the third provisional determination means, and a final knock determination means. Ignition timing control means for controlling the ignition timing on the basis of the result of the determination that the knock has occurred.
【0018】これにより、従来技術の統計処理を用いた
ノック判定や波形形状を用いたノック判定のみを用いた
ノック発生の判定では、ノックの誤検出をしていた出力
信号に対しても精度良くノックの発生を判定することが
できる。As a result, in the knock determination using only the knock determination using the statistical processing and the knock determination using the waveform shape of the prior art, it is possible to accurately detect an output signal that has been erroneously detected. The occurrence of knock can be determined.
【0019】請求項5の発明のように、最終ノック判定
手段は、第1の仮判定手段と第3の仮判定手段との両方
の仮判定結果がノックが発生したと仮判定したときに、
最終的にノックが発生したと判定する。According to the fifth aspect of the present invention, the final knock determination means temporarily determines that the knocking has occurred when the temporary determination results of both the first temporary determination means and the third temporary determination means are:
Finally, it is determined that a knock has occurred.
【0020】これにより、第1の仮判定手段ではノイズ
をノックであると誤検出し易い出力信号であっても、第
3の仮判定手段では、ノックとノイズを精度良く判定す
ることができ、第3の仮判定手段ではノイズをノックで
あると誤検出し易い出力信号であっても第1の仮判定手
段ではノイズとノックとを精度良く判定することができ
るので、精度良くノックを検出することができる。As a result, even if the output signal is erroneously detected as noise by the first provisional determination means, it is possible to accurately determine knock and noise by the third provisional determination means. Even if the output signal is apt to be erroneously detected as noise by the third provisional determination means, the first provisional determination means can accurately determine noise and knock, so that the knock is accurately detected. be able to.
【0021】また、請求項6の発明では、内燃機関のノ
ックを検出するためのノックセンサと、前記ノックセン
サにより検出される出力信号の波形形状に基づいてノッ
クの発生を判定する第2の仮判定手段と、ノックセンサ
により検出される出力信号の周波数分析を行う周波数分
析手段と、周波数分析手段による出力信号の分析結果に
基づいてノックの発生を判定する第3の仮判定手段と、
第2の仮判定手段に基づいた判定結果と、第3の仮判定
手段に基づいた判定結果とに基づいて最終的にノックの
発生を判定する最終ノック判定手段と、最終ノック判定
手段による最終的なノック発生の判定結果に基づいて点
火時期を制御する点火時期制御手段とを備える。Further, according to the invention of claim 6, a knock sensor for detecting knock of the internal combustion engine, and a second provisional determination for determining the occurrence of knock based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor. Determination means, frequency analysis means for performing frequency analysis of the output signal detected by the knock sensor, and third provisional determination means for determining occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means,
A final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the determination result based on the second provisional determination means and the determination result based on the third provisional determination means, and the final knock determination means. Ignition timing control means for controlling the ignition timing based on the determination result of the occurrence of various knocks.
【0022】これにより、従来技術の統計処理を用いた
ノック判定や波形形状を用いたノック判定のみを用いた
ノック発生の判定では、ノックの誤検出をしていた出力
信号に対しても精度良くノックの発生を判定することが
できる。As a result, in the knock determination using only the knock determination using the statistical processing and the knock determination using the waveform shape according to the prior art, the output signal for which the knock is erroneously detected is accurately measured. The occurrence of knock can be determined.
【0023】さらに、請求項7の発明によれば、内燃機
関のノックを検出するためのノックセンサと、ノックセ
ンサにより検出される出力信号を統計処理する統計処理
手段と、統計処理手段を用いてノックの発生を判定する
第1の仮判定手段と、前記ノックセンサにより検出され
る出力信号の波形形状に基づいてノックの発生を判定す
る第2の仮判定手段と、ノックセンサにより検出される
出力信号の周波数分析を行う周波数分析手段と、周波数
分析手段による出力信号の分析結果に基づいてノックの
発生を判定する第3の仮判定手段と、第1の仮判定に基
づいた判定結果と、第2の仮判定手段に基づいた判定結
果と、第3の仮判定手段に基づいた判定結果とうち少な
くともいずれか2つ以上の判定結果に基づいて最終的に
ノックの発生を判定する最終ノック判定手段と、最終ノ
ック判定手段による最終的なノック発生の判定結果に基
づいて点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え
る。Further, according to the invention of claim 7, the knock sensor for detecting knock of the internal combustion engine, the statistical processing means for statistically processing the output signal detected by the knock sensor, and the statistical processing means are used. First provisional determination means for determining the occurrence of knock, second provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor, and output detected by the knock sensor Frequency analysis means for performing frequency analysis of the signal; third provisional determination means for determining occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means; determination result based on the first provisional determination; Based on at least any two or more of the determination result based on the second provisional determination means and the determination result based on the third provisional determination means, the occurrence of the knock is finally determined. Provided that the final knock determining means, and ignition timing control means for controlling the final knock determination means final knock determination based on the result of the ignition timing caused by.
【0024】これにより、従来技術の統計処理を用いた
ノック判定や波形形状を用いたノック判定のみを用いた
ノック発生の判定では、ノックの誤検出をしていた出力
信号に対しても精度良くノックの発生を判定することが
できる。As a result, in the determination of knock occurrence using only the knock determination using the statistical processing of the prior art or the knock determination using the waveform shape, the output signal for which the knock is erroneously detected can be accurately measured. The occurrence of knock can be determined.
【0025】請求項8の発明によれば、最終ノック判定
手段は、第1の仮判定手段による仮判定結果と、第2の
仮判定手段および/または第3の仮判定手段によるノッ
ク仮判定結果とがノックが発生したと判定したときに最
終的にノックが発生したと判定する。According to the eighth aspect of the present invention, the final knock determination means has the temporary determination result by the first temporary determination means and the temporary knock determination result by the second temporary determination means and / or the third temporary determination means. When and determine that a knock has occurred, it is finally determined that a knock has occurred.
【0026】これにより、第1の仮判定手段ではノイズ
をノックであると誤検出し易い出力信号であっても、第
2の仮判定手段および/または第3の仮判定手段では、
ノックとノイズを精度良く判定することができ、第3の
仮判定手段ではノイズをノックであると誤検出し易い出
力信号であっても第1の仮判定手段ではノイズとノック
とを精度良く判定することができるので、精度良くノッ
クを検出することができる。As a result, even if the output signal is erroneously detected as noise by the first provisional determination means, the second provisional determination means and / or the third provisional determination means can:
Even if the output signal is capable of accurately determining knock and noise, and the third provisional determination means easily erroneously detects noise as knock, the first provisional determination means accurately determines noise and knock. Therefore, the knock can be detected with high accuracy.
【0027】請求項9の発明によれば、ノックセンサに
よる所定区間の出力信号における最大値を検出する第1
の最大値検出手段と、最大値検出手段により検出された
複数個の最大値を対数変換することにより得られる分布
形状に基づいて第1の判定値を設定する第1の仮判定値
設定手段とを備え、第1の仮判定手段は、第1の仮判定
値設定手段により設定される判定値と前記ノックセンサ
により検出される出力信号とに基づいてノックの発生を
仮判定する。According to the invention of claim 9, the first value for detecting the maximum value in the output signal in the predetermined section by the knock sensor is provided.
And a first provisional judgment value setting means for setting a first judgment value based on a distribution shape obtained by logarithmically converting a plurality of maximum values detected by the maximum value detection means. The first provisional determination means provisionally determines occurrence of knock based on the determination value set by the first provisional determination value setting means and the output signal detected by the knock sensor.
【0028】これにより、ノックセンサからの出力信号
の最大値Vが、統計処理により設定された判定値付近で
ある場合に、この最大値Vが統計処理を用いた仮判定に
てノックであると判定されても、この出力信号の最大値
Vは、統計処理を用いた仮判定の判定値以上であるため
センサ出力領域としては小さな領域の信号ではない。す
なわち、たとえば、波形形状プログラムによるノック仮
判定によって精度良くノック信号なのかノイズ信号なの
かを判定できるセンサ出力の領域であるので、統計処理
プログラムのみではノックなのかノイズなのか判定する
ことが困難な出力信号に対しても精度良くノックの発生
を判定することができる。As a result, when the maximum value V of the output signal from the knock sensor is in the vicinity of the judgment value set by the statistical processing, this maximum value V is a knock in the temporary judgment using the statistical processing. Even if the determination is made, the maximum value V of the output signal is equal to or larger than the determination value of the tentative determination using the statistical processing, and therefore it is not a signal in a small area as the sensor output area. That is, for example, since it is the area of the sensor output where it is possible to accurately determine whether the signal is a knock signal or a noise signal by tentative knock determination using a waveform shape program, it is difficult to determine whether the signal is knock or noise with only the statistical processing program. It is possible to accurately determine the occurrence of knock even for the output signal.
【0029】逆に、波形形状を用いたノック仮判定にお
いて、ノックセンサ6からの出力信号が小さい場合で
も、統計処理を用いたノック仮判定により、統計処理に
よって設定される判定値を越えないとノックであるとは
判定されないため、波形形状を用いたノック判定のみで
は誤判定しやすいノック信号の小さな領域であってもノ
ックが発生していないにも係らずノックであると誤判定
することが防止できる。On the contrary, in the temporary knock determination using the waveform shape, even if the output signal from the knock sensor 6 is small, the temporary knock determination using the statistical processing must not exceed the determination value set by the statistical processing. Since it is not determined that there is a knock, it is easy to make a mistake by only making a knock determination using the waveform shape.Even if the knock signal does not occur even in a small region of the knock signal, it can be erroneously determined as a knock. It can be prevented.
【0030】請求項10の発明によれば、ノックセンサ
により出力される出力信号の最大値を検出する第2の最
大値検出手段と、ノックセンサにより出力される出力信
号の波形形状が、第2の所定値以上となる期間を前記波
形形状を判定する判定期間とする判定期間設定手段とを
備え、第2の仮判定手段は、前記判定期間設定手段によ
る判定期間と、最大値検出手段により前記判定期間中に
検出される出力信号の最大値とに基づいてノックの発生
を仮判定すると良い。According to the tenth aspect of the present invention, the second maximum value detecting means for detecting the maximum value of the output signal output by the knock sensor and the waveform shape of the output signal output by the knock sensor are the second Determination period setting means for setting a period that is equal to or greater than a predetermined value as a determination period for determining the waveform shape, and the second provisional determination means includes the determination period by the determination period setting means and the maximum value detection means It is advisable to tentatively determine the occurrence of knock based on the maximum value of the output signal detected during the determination period.
【0031】請求項11の発明によれば、ノックセンサ
により出力される出力信号を所定時間毎にA−D変換し
て時系列に蓄積するA−D変換手段と、A−D変換手段
に所定ポイントのA−D変換値が蓄積される毎に繰り返
して周波数分析を実行する周波数分析手段と、周波数分
析手段により複数回実行された周波数分析を加算する加
算手段とを備え、第3の仮判定手段は、前記加算手段の
結果からノックとノイズを分離してノックの発生を仮判
定する。According to the eleventh aspect of the present invention, the A / D converting means for A / D converting the output signal output from the knock sensor at every predetermined time and accumulating in time series, and the predetermined for the A / D converting means. A third provisional determination is provided, which includes frequency analysis means for repeatedly performing frequency analysis each time the A-D converted value of the point is accumulated, and addition means for adding frequency analysis performed by the frequency analysis means a plurality of times. The means separates knock and noise from the result of the adding means and tentatively determines the occurrence of knock.
【0032】[0032]
【実施の形態】<第1の実施の形態>本発明を具体化し
た本実施の形態について、以下に図面を用いて説明す
る。図1は本発明の概略構成図である。図1において、
1は4気筒4サイクルエンジン、2はエアクリーナ、3
はエンジンの吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量
に応じた信号を出力するエアフローメータ、4はスロッ
トル バルブ、5はエンジンの基準クランク角度位置
(たとえば上死点)を検出するための基準角センサ5A
と、エンジンの一定クランク角度毎に出力信号を発生す
るクランク角センサ5Bを内蔵したディストリビュータ
である。6はエンジンのノック現象に対応したエンジン
ブロックの振動を圧電素子式(ピエゾ素子式)、電磁式
(マグネット、コイル)等によって検出するためのノッ
クセンサである。9はエンジンの冷却水温に応じた信号
を発生する水温センサ、12はスロットルバルブ4が全
閉状態であるときに信号を出すための全閉スイッチ(ア
イドルスイッチ)、13はスロットルバルブ4がほぼ全
開状態であるときに信号を出力するための全開スイッチ
(パワースイッチ)、14は排気ガスの空燃比(A/
F)が理論空燃比に比べて濃い(リッチ)か薄い(リー
ン)かに応じて出力信号を発生するO2センサである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> This embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention. In FIG.
1 is a 4-cylinder 4-cycle engine, 2 is an air cleaner, 3
Is an air flow meter that detects the intake air amount of the engine and outputs a signal according to the detected intake air amount. Reference numeral 4 is a throttle valve. Reference numeral 5 is a reference for detecting a reference crank angle position (for example, top dead center) of the engine. Corner sensor 5A
And a crank angle sensor 5B for generating an output signal at every constant crank angle of the engine. Reference numeral 6 denotes a knock sensor for detecting the vibration of the engine block corresponding to the knock phenomenon of the engine by a piezoelectric element type (piezo element type), an electromagnetic type (magnet, coil) or the like. Reference numeral 9 is a water temperature sensor that generates a signal according to the cooling water temperature of the engine, 12 is a fully closed switch (idle switch) for outputting a signal when the throttle valve 4 is in a fully closed state, and 13 is a fully opened throttle valve 4. A full-open switch (power switch) for outputting a signal when the state is in the state, 14 is an air-fuel ratio of the exhaust gas (A /
This is an O2 sensor that generates an output signal depending on whether F) is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
【0033】8は前記各センサ及び各スイッチからの入
出力信号状態に応じてエンジンの点火時期や空燃比等を
制御するためのエンジンコントロールユニット(以下、
ECUと称する)、10はECU8から出力される点火
時期制御信号を受けてイグニションコイルへの通電遮断
を行うイグナイタ及びイグニションコイルである。イグ
ニションコイルで発生した高電圧はディストリビュータ
5の配電部を通して適切な時期に所定の気筒の点火プラ
グに印加される。11はECU8で決定された燃料噴射
時間(τ)に基づいて吸気マニホルドに燃料を噴射する
ためのインジェクタである。Reference numeral 8 denotes an engine control unit (hereinafter, referred to as an engine control unit) for controlling the ignition timing and the air-fuel ratio of the engine in accordance with the input / output signal states from the respective sensors and switches.
Referred to as an ECU) 10 is an igniter and an ignition coil that receive an ignition timing control signal output from the ECU 8 to cut off the power supply to the ignition coil. The high voltage generated in the ignition coil is applied to the ignition plug of a predetermined cylinder at an appropriate time through the power distribution unit of the distributor 5. Reference numeral 11 is an injector for injecting fuel into the intake manifold based on the fuel injection time (τ) determined by the ECU 8.
【0034】次にECU8の詳細構成および動作を図2
にしたがって説明する。図2において、6はエンジン1
のシリンダブロックに取り付けられ、エンジン1に発生
する振動波形信号を検出し電気信号に変換する振動ピッ
クアップとしてのノックセンサであり、このノックセン
サ6としては広周波数帯域の振動波形信号を検出するた
めの非共振型センサが用いられる。ノックセンサ6から
の信号、折り返し雑音防止用として20KHz以上の周
波数成分を除去するためのローパスフィルタ(Low
Pass Filter:低周波数帯域通過フィルタ;
以下、LPFと称する)21、ノック信号と関係のない
1KHz以下の周波数成分を除去するためのハイパスフ
ィルタ(High Pass Filter:高周波数
帯域通過フィルタ;以下、HPFと称する)22を介し
てゲイン切替器23に入力される。Next, the detailed configuration and operation of the ECU 8 are shown in FIG.
Follow the instructions below. In FIG. 2, 6 is an engine 1.
Is a knock sensor as a vibration pickup attached to the cylinder block of the engine 1 for detecting a vibration waveform signal generated in the engine 1 and converting it into an electric signal. The knock sensor 6 is for detecting a vibration waveform signal in a wide frequency band. A non-resonant sensor is used. A signal from the knock sensor 6 and a low pass filter (Low) for removing frequency components of 20 KHz or more for preventing aliasing noise.
Pass Filter: low frequency band pass filter;
Hereinafter, the gain switch is provided via a LPF 21 and a high pass filter (high frequency band pass filter; hereinafter referred to as HPF) 22 for removing frequency components of 1 KHz or less unrelated to the knock signal. 23 is input.
【0035】ゲイン切替器23は入力された信号を適切
な大きさに調整する16ビットA/D変換器相当の広い
ダイナミックレンジを有する。ゲイン切替器23からの
信号は高速乗算処理可能なディジタルシグナルプロセッ
サ(Digital Signal Processo
r;以下、DSPと称する)30に入力される。このD
SP30は、A/D(アナログ−ディジタル)変換器3
1及びパラレルI/O(以下、PiOと称する)32,
33を備え、ゲイン切替器23に対するゲイン切替信号
によるゲイン選定と後述のマイクロコンピュータ40と
の通信を行なうものである。The gain switch 23 has a wide dynamic range equivalent to that of a 16-bit A / D converter for adjusting the input signal to an appropriate size. The signal from the gain switch 23 is a digital signal processor (Digital Signal Process) capable of high-speed multiplication processing.
r; hereinafter referred to as DSP) 30. This D
SP30 is an A / D (analog-digital) converter 3
1 and parallel I / O (hereinafter referred to as PiO) 32,
33 is provided to perform gain selection by a gain switching signal for the gain switching device 23 and communication with a microcomputer 40 described later.
【0036】マイクロコンピュータ40からエンジンの
クランクシャフト(図示略)の基準信号として#1気筒
判別信号がDSP30に入力され、DSP30から後述
のようにノック発生の有無が判定されたノック判定信号
が、マイクロコンピュータ40に入力される。なお、#
1気筒以外の他の気筒についてはカウンタを用いて算出
される。この他、マイクロコンピュータ40にはエンジ
ン1の、クランク角センサ(図示略)、エアフロメータ
3、水温センサ9等からの各種センサ信号のうちディジ
タル信号はそのまま、アナログ信号はA/D変換器41
を介してディジタル信号に変換されて、それぞれ入力さ
れる。これらの入力信号に基づいてマイクロコンピュー
タ40にて点火時期、燃料噴射量等が演算され、ノック
判定信号に応じた補正が実行される。The # 1 cylinder discrimination signal is input from the microcomputer 40 to the DSP 30 as a reference signal of the crankshaft (not shown) of the engine, and the knock determination signal from the DSP 30, which determines whether or not a knock has occurred, is described below. It is input to the computer 40. Note that #
The cylinders other than the one cylinder are calculated using a counter. In addition, in the microcomputer 40, among the various sensor signals from the crank angle sensor (not shown), the air flow meter 3, the water temperature sensor 9, etc. of the engine 1, digital signals are unchanged and analog signals are A / D converter 41.
Are converted into digital signals via and input. Based on these input signals, the microcomputer 40 calculates the ignition timing, the fuel injection amount, etc., and the correction according to the knock determination signal is executed.
【0037】ここで、マイクロコンピュータ40は、周
知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのCP
U、制御プログラムを格納したROM、各種データを格
納するRAM、B/U(バックアップ)RAM、入出力
回路およびそれらを接続するバスライン等からなる論理
演算回路として構成される。Here, the microcomputer 40 is a CP as a central processing unit for executing various well-known arithmetic processing.
U, a ROM storing a control program, a RAM storing various data, a B / U (backup) RAM, an input / output circuit, and a logical operation circuit including a bus line connecting them.
【0038】以下、このような構成において行われる本
実施の形態のノック検出方法を図面を用いて詳述する。
まず、図13のフローチャートは、ノックを最終的に判
定するためのメインのルーチンである。この最終判定で
は、後述する統計処理を用いたノック仮判定と、ノック
の波形形状からノック判定を行なうノック仮判定とに基
づいて最終ノック判定を行なう。The knock detection method of this embodiment, which is performed in such a configuration, will be described in detail below with reference to the drawings.
First, the flowchart of FIG. 13 is a main routine for finally determining a knock. In this final determination, the final knock determination is performed based on the temporary knock determination using statistical processing described later and the temporary knock determination that performs the knock determination based on the waveform shape of the knock.
【0039】まず、ステップS1000では、統計処理
でノック仮判定が行なわれたか否かが判定される。そし
て、行われていなければそのまま本ルーチンを終了す
る。一方、統計処理を用いたノック仮判定が行われてい
れば、ステップS1100へ進み、波形形状を用いたノ
ック仮判定が行なわれたか否かが判定される。ここで、
仮判定が行なわれていなければ、そのまま本ルーチンを
終了する。一方、波形形状を用いたノック仮判定が行な
われていれば、ステップS1300へ進む。First, in step S1000, it is determined whether or not a temporary knock determination is made in the statistical processing. Then, if it has not been performed, this routine is finished as it is. On the other hand, if the temporary knock determination using the statistical processing is performed, the process proceeds to step S1100, and it is determined whether the temporary knock determination using the waveform shape is performed. here,
If the provisional determination has not been made, this routine is finished as it is. On the other hand, if the temporary knock determination using the waveform shape is performed, the process proceeds to step S1300.
【0040】ステップS1200では、これら後述する
2つのノック仮判定が行われたことを受けて、2つのノ
ック仮判定の結果に基づいて最終的なノック判定を行な
う。ノックの最終的な判定手法としては、統計処理での
ノック仮判定結果と、波形形状を用いたノック仮判定結
果とが、両者ともノックであると判定されたときのみ内
燃機関にノックが発生していると判定する。そして、こ
の最終的なノック判定結果に基づいてステップS130
0では、点火時期演算を実施する。この点火時期の演算
は、図29のフローチャートに示される。In step S1200, in response to the two preliminary knock determinations to be described later, a final knock determination is made based on the results of the two temporary knock determinations. As a final knock determination method, the temporary knock determination result in the statistical processing and the temporary knock determination result using the waveform shape are knocked in the internal combustion engine only when both are determined to be knocks. It is determined that Then, based on this final knock determination result, step S130
At 0, the ignition timing calculation is performed. The calculation of this ignition timing is shown in the flowchart of FIG.
【0041】まず、図29のステップS1301では、
エンジン回転速度Neと内燃機関の負荷として例えば吸
入空気量とから基本点火時期をマップ等を用いることに
より演算する。そして、ステップS1302では、遅角
量演算を行う。この遅角量の演算は、図13のステップ
S1200にて行われた最終的なノック判定の結果に基
づいて行う。すなわち、最終的なノック判定結果がノッ
クが発生したと判定された場合にのみ、遅角量を演算す
る。この遅角量の演算は、従来より知られる方法でよ
く、たとえば、運転状態に応じた所定遅角量をマップに
より演算する方法で良い。遅角量の演算が行われると、
つぎに、ステップS1303にて、最終的な点火時期を
算出する。最終的なノック判定結果によりノックが発生
であるときには、点火時期は、ノック判定の結果を反映
した点火時期が設定され、ノックが発生していないと判
定されるときには、ノックによる点火遅角が行われない
点火時期が設定される。First, in step S1301 of FIG.
The basic ignition timing is calculated from the engine speed Ne and the load of the internal combustion engine, for example, the intake air amount by using a map or the like. Then, in step S1302, a delay amount calculation is performed. The calculation of the retard amount is performed based on the final knock determination result performed in step S1200 of FIG. That is, the retard amount is calculated only when it is determined that the final knock determination result is that the knock has occurred. The calculation of the retard angle amount may be a conventionally known method, for example, a method of calculating a predetermined retard angle amount according to the driving state by a map. When the retard amount is calculated,
Next, in step S1303, the final ignition timing is calculated. When a knock is generated by the final knock determination result, the ignition timing is set to an ignition timing that reflects the result of the knock determination, and when it is determined that no knock is generated, the ignition retard by the knock is set. The ignition timing is set.
【0042】つぎに、統計処理を用いた仮判定と、波形
形状を用いた仮判定との各ノック仮判定について、詳述
する。まず、統計処理を用いた仮判定のプログラムにつ
いて説明する。Next, each knock provisional determination, that is, the provisional determination using the statistical processing and the provisional determination using the waveform shape will be described in detail. First, a temporary determination program using statistical processing will be described.
【0043】[統計処理プログラム]最初に統計処理を
用いたノック仮判定の原理について説明する。本プログ
ラムは、大きく分けて次の2つの部分より成立ってい
る。第1は、ノック信号の情報により、ノック判定レベ
ルを適正値に補正するための基本的なアルゴリズムの提
示である。すなわち、ノックセンサの1サイクル毎の最
大値を対数変換し、これを多数サンプリングして得られ
た分布形状から現在のノック判定レベルの適否を判断
し、望ましい方向へノック判定レベルを補正するという
基本的なアルゴリズムの提供である。[Statistical Processing Program] First, the principle of temporary knock determination using statistical processing will be described. This program is roughly divided into the following two parts. The first is the presentation of a basic algorithm for correcting the knock determination level to an appropriate value based on the information of the knock signal. In other words, the basic value of logarithmically converting the maximum value of each cycle of the knock sensor, determining the suitability of the current knock determination level from the distribution shape obtained by sampling a large number of this, and correcting the knock determination level in the desired direction To provide a general algorithm.
【0044】第2は、この基本的なアルゴリズムを利用
し、それをより簡単に、より低コストで実現するための
実際的な方法及び装置の提供である。すなわち、基本的
なアルゴリズムから引き出された結論に基づくことで、
センサ信号を必ずしも対数変換する必要はなく、掛算お
よび割算によってこのアルゴリズムを置換することがで
き、従って処理をより簡単化することができる。しか
も、この第2の項目の中には、多数のRAM容量(デー
タの一時記憶場所)を使用せずにセンサ信号の多サイク
ル分布形状を知り得る方法が含まれている。The second is to provide a practical method and apparatus for utilizing this basic algorithm and realizing it in a simpler and lower cost manner. That is, based on the conclusions drawn from the basic algorithm,
The sensor signal does not necessarily have to be logarithmically transformed, and this algorithm can be replaced by multiplication and division, thus further simplifying the process. Moreover, the second item includes a method of knowing the multicycle distribution shape of the sensor signal without using a large number of RAM capacities (temporary storage locations of data).
【0045】まず、本発明の技術的論拠について説明す
る。一般に、定常運転状態におけるエンジン燃焼時のノ
ックセンサ出力信号の所定区間における最大値(ピーク
値)Vを気筒別に多数個サンプリングしてできる度数分
布は図3のようになる。この分布を上側確率を縦軸とし
た累積分布に書き直したものが図4である。First, the technical basis of the present invention will be described. Generally, a frequency distribution obtained by sampling a large number (peak value) V of maximum values (peak values) V of a knock sensor output signal during engine combustion in a steady operation state for each cylinder is as shown in FIG. FIG. 4 is a rewriting of this distribution into a cumulative distribution with the upper probability as the vertical axis.
【0046】この累積分布をさらに図4のように書き直
すことにより、最大値Vの分布が持つ特有の性質につい
て次に説明する。By rewriting this cumulative distribution as shown in FIG. 4, the unique property of the distribution of the maximum value V will be described below.
【0047】図5において、縦軸はノックセンサ出力信
号の最大値Vを対数変換した値Log(V)である。同
図横軸は正規分布表により、累積分布の上側%点(上側
確率がその%値となる点)を正規分布における偏差と標
準偏差の比uに対応させたものである。In FIG. 5, the vertical axis represents the value Log (V) obtained by logarithmically converting the maximum value V of the knock sensor output signal. The horizontal axis of the figure shows the upper% points (points at which the upper probability is the% value) of the cumulative distribution corresponding to the ratio u of the deviation and the standard deviation in the normal distribution according to the normal distribution table.
【0048】すなわち、横軸uは次式で定義される。 That is, the horizontal axis u is defined by the following equation.
【0049】ここで、x=Log(V)
μ=Log(V50)(すなわちLog(V)の平均
値)
σ=σ(x)(すなわちLog(V)の標準偏差)
この定義式(1)を図5に対応させると、図5の直線の
傾きがσに相当し、u=0におけるLog(V)の値
(V50は、上側確率が50%の点)がμに相当する。
図3のような累積分布を図4の座標に従って書き直すに
は、例えば(上側)5%点のデータがV5であったとす
れば正規分布表よりu=1.6を求め、(1.6、Lo
g(Vs))という点をプロットするという作業を各%
点について行えばよい。Here, x = Log (V) μ = Log (V50) (that is, the average value of Log (V)) σ = σ (x) (that is, the standard deviation of Log (V)) This definition equation (1) 5 corresponds to FIG. 5, the slope of the straight line in FIG. 5 corresponds to σ, and the value of Log (V) at u = 0 (V50 is a point where the upper probability is 50%) corresponds to μ.
To rewrite the cumulative distribution as shown in FIG. 3 according to the coordinates in FIG. 4, if the data at the (upper) 5% point is V5, u = 1.6 is obtained from the normal distribution table, and (1.6, Lo
% (g (Vs)) is the task of plotting points
Just do about the points.
【0050】図5中(a)、(b)はそれぞれノックが
全く発生していない時及びノックがある頻度で発生して
いる時のLog(V)の分布を示すものである。(a)
が1本の直線で表されることは、この分布が一つの正規
分布に従っていることを意味する。また、(b)はある
変曲点Pで傾きが変わっており、この分布が異なる2つ
の正規分布よりなっていることがわかる。5 (a) and 5 (b) show the distribution of Log (V) when the knock is not generated at all and when the knock is generated at a certain frequency. (A)
The fact that is represented by one straight line means that this distribution follows one normal distribution. Further, in (b), the slope changes at a certain inflection point P, and it can be seen that this distribution is composed of two different normal distributions.
【0051】また、(b)において変曲点Pより左側の
直線の傾きは(a)の傾きとほとんど変わらず、右側の
直線の傾きは(a)の傾きより2倍程度大きい。そし
て、変曲点Pはノックの発生頻度が大きいほど図の左側
へ移る。これらのことから(a)及び(b)の変曲点P
より左側の分布はノックが発生していない正常燃焼時特
有の分布であり、(b)の変曲点Pより右側の分布はノ
ック発生時特有の分布であると考えられる。Further, in (b), the slope of the straight line on the left side of the inflection point P is almost the same as that of (a), and the slope of the straight line on the right side is about twice as large as the slope of (a). The inflection point P shifts to the left side of the figure as the frequency of knock occurrence increases. From these, the inflection point P of (a) and (b)
It is considered that the distribution on the left side is a distribution peculiar to normal combustion in which knock has not occurred, and the distribution on the right side of the inflection point P in (b) is a distribution peculiar to knocking.
【0052】これら2つの傾きは後者の方が前者より2
倍程度大きいので、毎点火ノックが発生しているような
状態では、分布が後者の傾きを持つ正規分布になると考
えられるが、その分布をノックが発生していない時の分
布と誤認することはない。Regarding these two inclinations, the latter is 2 more than the former.
Since it is about twice as large, it is thought that the distribution becomes a normal distribution with the latter slope in the state where ignition knocks occur, but it is not possible to misidentify that distribution as the distribution when no knocks occur. Absent.
【0053】以上のような理由によりノックセンサ出力
信号の最大値Vを対数変換した値Log(V)の分布か
らノックの発生状態を判断することができる。こうし
て、確かにLog(V)よりノックの発生状態を判断す
ることはできるのであるが、対数変換器のような高価な
装置を必要としたり、また、Log(V)の分布を把握
するのに長い時間と多数のRAMを要するので、さらに
工夫する必要がある。For the above reason, it is possible to determine the knock occurrence state from the distribution of the value Log (V) obtained by logarithmically converting the maximum value V of the knock sensor output signal. In this way, it is possible to judge the knock occurrence state from Log (V), but it is necessary to use an expensive device such as a logarithmic converter or to grasp the distribution of Log (V). Since it requires a long time and a large number of RAMs, it is necessary to further devise it.
【0054】そこで、前述したLog(V)の分布形状
の特性を利用してノック判定レベルを補正するための簡
単な方法として次のような方法を用いる。まず、ノック
がまったく発生していない時の分布は上述のごとく図6
(a)のようになる。ここで、例えば分布の10%点、
50%点、90%点の値をそれぞれV10、V50、V
90とすると、Log(V10)−Log(V50)=
Log(V50)−Log(V90)なる関係式が成り
立つ。この式は次のように変換することができる。Therefore, the following method is used as a simple method for correcting the knock determination level by utilizing the characteristics of the Log (V) distribution shape described above. First, the distribution when no knock has occurred is as shown in FIG.
It becomes like (a). Here, for example, the 10% point of the distribution,
The values at the 50% point and 90% point are V10, V50, and V, respectively.
If it is 90, Log (V10) -Log (V50) =
The relational expression Log (V50) -Log (V90) is established. This equation can be transformed as follows:
【0055】
V10/V50=V50/V90 …(2)
また、ノックは発生しているが、その頻度が小さい時に
は図6(b)のようになり、(2)式は成り立つ。しか
し、ノックが頻繁に発生している時の分布は図6(c)
のようになり、
V10/V50>V50/V90 …(3)
となる。すなわち、言い換えればV10、V50、V9
0の関係が(2)式のようであればノックの発生頻度は
小さすぎると判断し、逆に(3)式のようであればノッ
クの発生頻度が大きすぎると判断することができる。V10 / V50 = V50 / V90 (2) Further, when knocking occurs, when the frequency is low, it becomes as shown in FIG. 6B, and the expression (2) is established. However, the distribution when the knock occurs frequently is shown in Fig. 6 (c).
And V10 / V50> V50 / V90 (3). That is, in other words, V10, V50, V9
If the relationship of 0 is as in the expression (2), it can be determined that the knock occurrence frequency is too low, and conversely, if it is as in the expression (3), it can be determined that the knock occurrence frequency is too high.
【0056】次にV10、V50、V90の簡単な求め
方について説明する。例えば今回とりこまれた最大値V
に対して、V>V10ならばΔV10を設定値としてV
10=V10+9×ΔV10、V<V10ならばV10
=V10−1×ΔV10というようにV10の変化量の
比を9倍にすることにより、V10は分布の上位10%
点に一致するような値となる。すなわち、もし、V10
が今、実際に上位10%点の値であれば、V>V10な
る確率は0.1であり、V<V10なる確率は0.9で
あるので、とりこまれるVに対してV10の変化量の期
待値は9×0.1−1×0.9=0となり、今の値に安
定する。また、V10が今上位10%点の値より小さ
く、例えば上位20%点の値であったならば、V>V1
0なる確率は0.2であり、V<V10なる確率は0.
8であるので、V10の変化量の期待値は1.8−0.
8=1となり、V10は大きくなる方向へ変化し上位1
0%点の値に落ち着く。同様にV10が今上位10%点
の値より大きな時はV10の変化量の期待値は負とな
り、小さくなる方向へ変化し上位10%点の値に落ち着
く。Next, a simple method for obtaining V10, V50 and V90 will be described. For example, the maximum value V incorporated this time
On the other hand, if V> V10, ΔV10 is set as the set value V
10 = V10 + 9 × ΔV10, V <10 if V <V10
= V10-1 × ΔV10 By increasing the ratio of the change amount of V10 to 9 times, V10 is the upper 10% of the distribution.
The value matches the point. That is, if V10
Is the value of the upper 10% point, the probability of V> V10 is 0.1, and the probability of V <V10 is 0.9. The expected value of the quantity is 9 × 0.1-1 × 0.9 = 0, which stabilizes at the current value. If V10 is smaller than the value of the upper 10% point, for example, the value of the upper 20% point, V> V1
The probability of 0 is 0.2, and the probability of V <V10 is 0.
8, the expected value of the change amount of V10 is 1.8-0.
8 = 1, V10 changes to increase, and the top 1
Settle down to the 0% point. Similarly, when V10 is larger than the value of the upper 10% point, the expected value of the amount of change in V10 becomes negative, and the expected value changes to decrease and settles to the value of the upper 10% point.
【0057】また、V50についてはV>V50の場合
とV<V50の場合の変化量の比を1倍にすればよく、
V90については1/9倍にすればよい。この方法を使
えば分布の任意の%点の値を簡単に求めることができ
る。また、それぞれの変化量は一定の値とするよりもノ
ックセンサ出力に応じた値である方がよい。例えばV5
0は次のようにして求めてもよい。ΔV50をVとV5
0の差の平均とし、随時、ΔV50=(3×ΔV50+
|V−V50|)/4と求め、V>V50ならばV50
=V50+ΔV50/4、V<V50ならばV50=V
50−ΔV50/4とする。Regarding V50, the ratio of the amount of change in the case of V> V50 and the amount of change in the case of V <V50 may be set to one,
V90 may be 1/9 times. By using this method, the value of any% point of the distribution can be easily obtained. In addition, it is better that each variation amount is a value according to the knock sensor output, rather than a constant value. For example V5
0 may be obtained as follows. ΔV50 is V and V5
The average of the differences of 0 is set and ΔV50 = (3 × ΔV50 +
| V-V50 |) / 4, and if V> V50, then V50
= V50 + ΔV50 / 4, if V <V50, V50 = V
50-ΔV50 / 4.
【0058】このようにして求められたV10、V5
0、V90について、例えば128サイクルごとにV1
0/V50とV50/V90の値を算出して、その大小
関係によりノックの発生状態を判断してノック判定レベ
ルを補正すれば、正確なノック判定レベルを作成するこ
とができる。また、ノックの発生頻度が小さい場合のV
10とV50の比はエンジン条件、エンジン機種が変わ
ってもあまり変わらないので、V10とV50の比があ
る所定値(例えば、ノックが発生していない時のV10
とV50の比より少しだけ大きな値)になるようにノッ
ク判定レベルを補正する方法も有効である。V10 and V5 thus obtained
0, V90, for example, V1 every 128 cycles
An accurate knock determination level can be created by calculating the values of 0 / V50 and V50 / V90, determining the knock occurrence state based on the magnitude relationship, and correcting the knock determination level. In addition, V when the frequency of knocking is low
The ratio of 10 to V50 does not change much even if the engine condition or the engine model changes, so the ratio of V10 to V50 has a certain value (for example, V10 when knocking does not occur).
It is also effective to correct the knock determination level so that it becomes a value slightly larger than the ratio of V50 to V50).
【0059】また、Log(V)の分布形状の特性を利
用してノック判定レベルを補正するために、次のような
方法も有効である。この方法は、例えば最大値Vの分布
の中央値V50を求め、ある定数をK0として、VがV
>K0×V50なる確率とV<V50/K0なる確率が
ノックが発生している時と発生していない時とでは異な
ることを利用した方法である。The following method is also effective for correcting the knock determination level by utilizing the characteristics of the distribution shape of Log (V). In this method, for example, the median value V50 of the distribution of the maximum value V is obtained, a certain constant is set to K0, and V is V
This is a method utilizing the fact that the probability of> K0 × V50 and the probability of V <V50 / K0 differ between when knock occurs and when knock does not occur.
【0060】ノックがまったく発生していない時及びノ
ックの発生頻度が小さい時のLOG(V)の分布はそれ
ぞれ図7(a)、(b)のようになる。このような状態
ではV50/K0<V<K0×V50の範囲内でLog
(V)の分布の直線性が保たれているためV>K0×V
50なる確率とV<V50/K0なる確率は等しい。同
図の例ではともに2%である。The distributions of LOG (V) when no knock occurs and when the knock frequency is small are as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), respectively. In such a state, Log within the range of V50 / K0 <V <K0 × V50
Since the linearity of the distribution of (V) is maintained, V> K0 × V
The probability of 50 and the probability of V <V50 / K0 are equal. In the example of the figure, both are 2%.
【0061】逆にノックが頻繁に発生している時のLo
g(V)の分布は同図(c)のようになり、V>K0×
V50なる確率はV<V50/K0なる確率より大きく
なる。同図の例ではそれぞれ16%、2%である。すな
わち、V>K0×V50なる確率とV<V50/K0な
る確率によりノックの発生状態を判断することができる
わけである。また、ノックが発生していない時にV>K
0×V50なる頻度はエンジン条件、エンジン機種によ
りあまり変わらないので、この頻度がある所定値(ノッ
クが発生していない時にV>K0×V50となる頻度よ
り少しだけ大きな値)になるようにノック判定レベルを
補正する方法も有効である。On the contrary, Lo when the knock occurs frequently
The distribution of g (V) is as shown in (c) of the figure, and V> K0 ×
The probability of V50 is greater than the probability of V <V50 / K0. In the example of the figure, they are 16% and 2%, respectively. That is, the knocking occurrence state can be determined by the probability of V> K0 × V50 and the probability of V <V50 / K0. In addition, V> K when there is no knock
The frequency of 0 × V50 does not change much depending on the engine condition and engine model. Therefore, knock this frequency so that it has a predetermined value (a value slightly larger than the frequency of V> K0 × V50 when no knock occurs). A method of correcting the judgment level is also effective.
【0062】さらに以上に述べた方法において、ノック
判定レベルを、Vの分布のある%点の値に四則演算を施
して、例えば、K×V50として作成してもよい。In the method described above, the knock determination level may be created as K × V50, for example, by performing four arithmetic operations on the value of the% point in the V distribution.
【0063】以上、統計処理による仮ノック判定の目
的、根拠及び基本原理を説明したので、次にこの統計処
理によるノック判定方法を実現するためプログラムを説
明する。The purpose, basis and basic principle of the tentative knock determination by the statistical processing have been described above. Next, a program for realizing the knock determination method by the statistical processing will be described.
【0064】図8のフローチャートを例としてノック仮
判定及びノック判定レベルの補正について説明する。ま
ず、エンジンが起動し点火時期演算の割り込みが行われ
ると、割り込みがスタートされる。まず、ステップS1
00では、ノックセンサ出力信号の所定区間内における
前述の最大値Vが気筒別に読み込まれ、ステップS30
0へ進む。ステップS300では、最大値Vの分布の前
記%点が算出される。ステップS300の処理内容は後
に詳細に説明する。The temporary knocking determination and the correction of the knocking determination level will be described with reference to the flowchart of FIG. 8 as an example. First, when the engine is started and an interrupt for ignition timing calculation is made, the interrupt is started. First, step S1
At 00, the above-described maximum value V in the predetermined section of the knock sensor output signal is read for each cylinder, and step S30
Go to 0. In step S300, the percentage points of the distribution of the maximum value V are calculated. The processing content of step S300 will be described later in detail.
【0065】次に、ステップS400でエンジンの状態
がノックコントロールを行う状態であるか否かをエンジ
ンの負荷等から判断し、NOの場合はそのまま本ルーチ
ンを終了する。ステップS400にて、YESと判断さ
れた場合はステップS500へ進み、気筒別のノック判
定レベルVrefを、例えば前述のように、Vref=
K×V50なる演算式より求める。ステップS600で
最大値V>Vrefならばノックが発生したものと仮判
定して、ノックフラグを“H”にセットする。そして、
ステップS900へ進みノック判定レベルの補正が行わ
れて本ルーチンを終了する。このステップS900の処
理内容は後に詳細に説明する。Next, at step S400, it is judged from the engine load or the like whether or not the engine is in the knock control state, and if NO, this routine is terminated. If YES is determined in step S400, the process proceeds to step S500, and the knock determination level Vref for each cylinder is set to Vref =
It is calculated from the arithmetic expression K × V50. If the maximum value V> Vref in step S600, it is provisionally determined that knock has occurred, and the knock flag is set to "H". And
The process proceeds to step S900, the knock determination level is corrected, and this routine ends. The processing content of step S900 will be described later in detail.
【0066】以上、本発明を実施するためのノック判定
及びノック判定レベルの補正の全体的な流れを説明した
ので、次に図9、10のフローチャートにより、ノック
センサからの出力値Vの分布の%点を算出するステップ
S300及びノック判定レベルを補正するステップS9
00について説明する。The overall flow of knock determination and knock determination level correction for carrying out the present invention has been described above. Next, referring to the flow charts of FIGS. 9 and 10, the distribution of the output value V from the knock sensor will be described. Step S300 for calculating the percentage point and Step S9 for correcting the knock determination level
00 will be described.
【0067】図9に示したフローチャートは、Vの分布
の10%点、50%点、90%点という3つの%点の値
の比の関係より、ノック判定レベルを補正する方法であ
り、図8のステップS300のサブルーチンである。ま
た、同様に図10は図8のステップS900のサブルー
チンとなっている。The flowchart shown in FIG. 9 is a method of correcting the knock determination level from the relationship of the ratios of the values of the three% points of the V distribution, that is, the 10% point, the 50% point and the 90% point. 8 is a subroutine of step S300. Similarly, FIG. 10 is a subroutine of step S900 of FIG.
【0068】まず、図9のフローチャートにてステップ
S301で今回読み込まれたノックセンサからの出力信
号の最大値Vと出力信号Vの分布の10%点の値を求め
るためのV10(気筒別にRAMに格納されている)と
について、V>V10の判断を行い、YESの場合はス
テップS302へ進み、前述のようにV10=V10+
9×V10とし、NOの場合はステップS303へ進
み、V10=V10−ΔV10とする。こうすることに
よりV10は分布の上位10%点の値に落ち着く。次に
ステップS304へ進み、V>V50を判定しYESの
場合はステップS305へ進み、V50=V50+ΔV
50とし、NOの場合はステップS306へ進み、V5
0=V50−ΔV50とする。First, in the flowchart of FIG. 9, V10 for obtaining the maximum value V of the output signal from the knock sensor read this time at step S301 and the value at the 10% point of the distribution of the output signal V (RAM for each cylinder is stored in RAM). Stored)), and if YES, the process proceeds to step S302, and V10 = V10 + as described above.
9 × V10, and in the case of NO, the process proceeds to step S303 and V10 = V10−ΔV10. By doing so, V10 settles at the value of the top 10% point of the distribution. Next, the process proceeds to step S304, V> V50 is determined, and if YES, the process proceeds to step S305, V50 = V50 + ΔV
50, and if NO, proceed to step S306 and set V5
0 = V50−ΔV50.
【0069】こうすることによりV50は分布の中央値
に落ち着く。次にステップS307へ進み、V>V90
の判定を行いYESの場合はステップS308へ進み、
V90=V90+ΔV90とし、NOの場合はステップ
S309へ進み、V90=V90−9×ΔV90とす
る。こうすることによりV90は分布の上位90%点に
落ち着く。このようなステップで分布の%点の値が求め
られる。By doing so, V50 settles at the median value of the distribution. Next, the process proceeds to step S307 and V> V90
If YES, the process proceeds to step S308,
V90 = V90 + ΔV90. If NO, the process proceeds to step S309 to set V90 = V90-9 × ΔV90. By doing so, V90 settles at the upper 90% point of the distribution. The value of the% point of the distribution is obtained by such steps.
【0070】次に、図8のフローチャートのステップS
900の処理のサブルーチンとして、図10のフローチ
ャートについて説明する。まず、ステップS901にて
エンジン回転速度Ne、エンジン負荷Q/Neの変動に
より、エンジンが定常運転状態であるか否かを判定す
る。ここで、NOと判定される場合はステップS906
へ進む。ステップS901においてYESと判定される
場合はステップS902へ進み、各気筒の燃焼サイクル
をカウントするカウンタNに対して、N=N+1として
サイクル数をカウントする。ステップS903では、運
転状態として定常状態が所定のサイクル数Noだけ続い
たか否かを判定する。ここで、YESと判定されると、
ステップS904へ進み、V10/V50>V50/V
90の判断を行う。一方、NOと判定される場合は、図
8のフローチャートに戻りそのままルーチンを終了す
る。Next, step S in the flowchart of FIG.
The flowchart of FIG. 10 will be described as a subroutine of processing 900. First, in step S901, it is determined whether or not the engine is in a steady operation state based on changes in the engine rotation speed Ne and the engine load Q / Ne. If NO is determined here, step S906
Go to. When YES is determined in step S901, the process proceeds to step S902, and the counter N that counts the combustion cycle of each cylinder is counted as N = N + 1. In step S903, it is determined whether or not the steady state as the operating state has continued for a predetermined number of cycles No. If YES is determined here,
Proceed to step S904, and V10 / V50> V50 / V
The judgment of 90 is made. On the other hand, if NO is determined, the process returns to the flowchart of FIG. 8 and ends the routine.
【0071】ステップS904でYESと判断された場
合は、ステップS905へ進み、ノック判定レベルを設
定値ΔVに対しVref=Vref−ΔVとし、NOと
判断された場合はステップX−15へ進み、Vref=
Vref+A×ΔVとする。ここで、Aには1より大き
な値を設定しておく。If YES is determined in the step S904, the process proceeds to a step S905, and the knock determination level is set to Vref = Vref-ΔV with respect to the set value ΔV, and if NO is determined, the process proceeds to step X-15 and Vref. =
Let Vref + A × ΔV. Here, A is set to a value larger than 1.
【0072】このようにノック判定レベルVrefを小
さくなる方向へ補正する量ΔVより大きくなる方向へ補
正する量A×ΔVを大きくする理由は、ノックの発生頻
度が小さい時はステップS904においてYESと判断
される確率とNOと判断される確率が等しくなるが、そ
のような場合にノック判定レベルが大きくなる方向へ補
正されるようにするためである。こうしてノック判定レ
ベルを補正して、ステップS906へ進み、前記カウン
ト値Nを0にして、本ルーチンを終了する。As described above, the reason why the amount A × ΔV for correcting the knock determination level Vref in the direction of increasing it is larger than the amount ΔV for correcting the knock determination level Vref is to increase when the frequency of knocking is low. This is because the probability of being performed is equal to the probability of being determined to be NO, and in such a case, the knock determination level is corrected to increase. In this way, the knock determination level is corrected, the process proceeds to step S906, the count value N is set to 0, and the present routine ends.
【0073】以上、詳細に述べたように統計処理を用い
た仮ノック判定プログラムでは、統計処理によってノッ
クを判定するためのノック判定値を設定し、このノック
判定値を越える出力値が検出されるとノックであると仮
判定する。すなわち、ノックと判定される出力値は常に
判定値以上の出力値であるために、出力信号の小さな領
域にて得られる出力信号をノックであると仮判定するこ
とがない。As described above in detail, in the temporary knock determination program using the statistical processing, the knock determination value for determining the knock is set by the statistical processing, and the output value exceeding the knock determination value is detected. Is temporarily determined to be a knock. That is, since the output value that is determined to be a knock is always an output value that is equal to or greater than the determination value, it is not possible to temporarily determine that an output signal obtained in a region where the output signal is small is a knock.
【0074】[波形形状プログラム]つぎに、波形形状
によってノックの仮判定を行なうためのプログラムにつ
いて以下に詳述する。[Waveform Shape Program] Next, a program for making a temporary knock determination based on the waveform shape will be described in detail below.
【0075】まず、ノックセンサ6からの振動波形信号
に対してDSP30による積分・微分にて得られる3つ
の信号形状のそれぞれの特徴について、図11のタイム
チャートを用いて説明する。ここで、図11(a)はノ
ック信号Sknock、図11(b)は機械ノイズ信号
SFnoise、図11(c)は電気ノイズ信号SEn
oiseを示す。First, the characteristics of each of the three signal shapes obtained by integration / differentiation by the DSP 30 with respect to the vibration waveform signal from the knock sensor 6 will be described with reference to the time chart of FIG. Here, FIG. 11A is a knock signal Sknock, FIG. 11B is a mechanical noise signal SFnoise, and FIG. 11C is an electrical noise signal SEn.
Indicates oise.
【0076】図11(a)に示すノック信号Sknoc
kは、エンジン1の燃焼室内の燃料の自己着火により発
生する。このため、ノック信号Sknockは信号初期
に大きな出力が現れたのち燃焼室内の圧力共振により徐
々に減衰するという特徴を有する。すなわち、ノック信
号Snockでは、所定の信号有無判定レベルSthを
越える比較的長い発生期間SDに対して大きなピーク値
SPが早めのピーク発生時間SPTにて現れている。な
お、信号有無判定レベルSthによって信号の発生期間
SDの長さが決まるのではなく、信号形状が分かれば良
いのであるから信号有無判定レベルSthの学習精度は
それほど良くなくてもよい。Knock signal Sknoc shown in FIG. 11 (a)
k is generated by self-ignition of the fuel in the combustion chamber of the engine 1. Therefore, the knock signal Sknock has a characteristic that a large output appears at the initial stage of the signal and then gradually attenuates due to pressure resonance in the combustion chamber. That is, in the knock signal Snock, a large peak value SP appears at an earlier peak generation time SPT with respect to a relatively long generation period SD that exceeds the predetermined signal presence / absence determination level Sth. Note that the length of the signal generation period SD is not determined by the signal presence / absence determination level Sth, but the signal shape may be known, and therefore the learning precision of the signal presence / absence determination level Sth may not be so good.
【0077】また、図11(b)に示す機械ノイズ信号
SFnoiseは、エンジン1の個々の部品間の摩擦、
すなわちフリクションノイズにより発生する。つまり、
回転体では摩擦圧力が徐々に増加し、徐々に減衰するた
めに、機械ノイズ信号SFnoiseも同様に遷移する
という特徴を有する。すなわち、摩擦による機械ノイズ
信号SFnoiseでは、所定の信号有無判定レベルを
越える発生期間SDに対して小さなピーク値SPが発生
期間SDの中央付近となるピーク発生時間SPTにて現
れる。The mechanical noise signal SFnoise shown in FIG. 11 (b) is the friction between the individual parts of the engine 1,
That is, it is generated by friction noise. That is,
In the rotating body, the frictional pressure gradually increases and gradually decreases, so that the mechanical noise signal SFnoise has a characteristic that the transition also occurs. That is, in the mechanical noise signal SFnoise due to friction, a small peak value SP appears in the peak generation time SPT near the center of the generation period SD with respect to the generation period SD exceeding the predetermined signal presence / absence determination level.
【0078】さらに、図11(c)に示す電気ノイズ信
号SEnoiseは、電気負荷のオン/オフにより瞬時
に発生する。このため電気ノイズ信号SEnoiseは
信号立ち上がり及び立ち下がりにて、その勾配が急峻で
あるという特徴を有する。すなわち、電気ノイズ信号S
Enoiseでは、所定の信号有無判定レベルSthを
越える短い発生期間SDに対して大きなピーク値SPが
短いピーク発生時間SPTにて現れる。なお、打音によ
る機械ノイズ信号SSnoiseは電気ノイズ信号SE
noiseと同様な信号形状を有する。Further, the electric noise signal SEnoise shown in FIG. 11 (c) is instantaneously generated by turning on / off the electric load. Therefore, the electric noise signal SEnoise has a characteristic that the gradient is steep at the rising and falling edges of the signal. That is, the electrical noise signal S
In Enoise, a large peak value SP appears in a short peak generation time SPT for a short generation period SD that exceeds a predetermined signal presence / absence determination level Sth. The mechanical noise signal SSnoise due to the tapping sound is the electrical noise signal SE.
It has a signal shape similar to noise.
【0079】以上のように、ノック信号とノイズ信号と
は上述のような特性の波形形状をそれぞれ示す。以下で
は、DSP30により実施される前述の波形形状の特性
を利用した波形形状プログラムを図12のフローチャー
トを参照して詳細に説明する。なお、このノック発生の
仮判定ルーチンはマイクロコンピュータ30からの基準
位置信号および#1気筒判別信号に基づくエンジン1の
1燃焼サイクル毎にDSP30にて繰り返し実行され
る。As described above, the knock signal and the noise signal respectively exhibit the waveform shapes of the above characteristics. Hereinafter, a waveform shape program executed by the DSP 30 and utilizing the above-described waveform shape characteristic will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The temporary determination routine for knocking is repeatedly executed by the DSP 30 for each combustion cycle of the engine 1 based on the reference position signal and the # 1 cylinder determination signal from the microcomputer 30.
【0080】図12において、ステップS1001で
は、ノックセンサ6からの振動波形信号に対して得られ
た信号形状におけるピーク値SPと発生期間SDとの比
(SP/SD)がノック判定のため予め設定された所定
値K1(下限値)と所定値K2d(上限値)との範囲内
にあるかが判定される。すなわち、ステップS1001
の判定処理では、ノックセンサ6からの振動波形信号が
図11に示す3つの波形形状のうちの何れの波形形状で
あるかが判定されるのである。ステップS1001の判
定条件が成立、すなわち、K1<(SP/SD)<K2
の不等式が成立するときには発生期間SDに対するピー
ク値SPが図10(a)に示すノック信号Sknock
に特有の関係にあるといしてステップS1002へ進
む。そして、ステップS1002では、ノック発生あり
として波形形状プログラム用のノック仮判定フラグが
「1」にセットされて本ルーチンを終了する。In FIG. 12, in step S1001, the ratio (SP / SD) between the peak value SP and the generation period SD in the signal shape obtained for the vibration waveform signal from the knock sensor 6 is preset for knock determination. It is determined whether the predetermined value K1 (lower limit value) and the predetermined value K2d (upper limit value) are within the range. That is, step S1001
In the determination process (1), which of the three waveform shapes shown in FIG. 11 the vibration waveform signal from knock sensor 6 has is determined. The determination condition of step S1001 is satisfied, that is, K1 <(SP / SD) <K2.
When the inequality is satisfied, the peak value SP with respect to the occurrence period SD has the knock signal Sknock shown in FIG.
Since it has a peculiar relationship to step S1002, the process proceeds to step S1002. Then, in step S1002, the knock temporary determination flag for the waveform shape program is set to "1" because the knock has occurred, and the present routine ends.
【0081】一方、ステップS1001の判定条件が成
立せず、すなわち、K1<(SP/SD)<K2の不等
式が成立しないときにはステップS1003に進む。ス
テップS1003では、ノック発生なしとして前述の仮
判定フラグに「0」をセットして本ルーチンを終了す
る。ここで、(SP/SD)≦K1の不等式が成立する
のは、ピーク値SPが小さく発生期間SDが長いときで
あり、図11(c)に示す電気ノイズ信号SEnois
e、または打音による機械ノイズ信号SSnoiseで
あると分かる。On the other hand, when the determination condition of step S1001 is not satisfied, that is, the inequality of K1 <(SP / SD) <K2 is not satisfied, the process proceeds to step S1003. In step S1003, it is determined that no knock has occurred, and the above-described temporary determination flag is set to "0", and this routine ends. Here, the inequality (SP / SD) ≦ K1 is satisfied when the peak value SP is small and the generation period SD is long, and the electric noise signal SEnoise shown in FIG.
It can be seen that it is e or a mechanical noise signal SSnoise due to a tapping sound.
【0082】以上のように本実施の形態では、統計処理
プログラムによるノック仮判定と、波形形状プログラム
によるノック仮判定とを用いて、それぞれの仮判定にて
ノックが発生したと判定されるた場合にのみ、最終的に
ノックが発生したと判定する。このように判定すること
で、統計処理プログラムや波形形状プログラムのみを用
いたノック判定ではノックの誤検出をしていた出力信号
に対しても精度良くノックの発生を判定することができ
る。As described above, in the present embodiment, when it is determined that knock has occurred in each temporary determination using the temporary knock determination by the statistical processing program and the temporary knock determination by the waveform shape program. Only, it is determined that the knock has finally occurred. By making the determination in this way, it is possible to accurately determine the occurrence of knock even with respect to the output signal for which the knock was erroneously detected in the knock determination using only the statistical processing program or the waveform shape program.
【0083】つまり、ノックセンサ6からの出力信号の
最大値Vが、統計処理により設定された判定値付近であ
る場合に、この最大値Vが統計処理プログラムの仮判定
にてノックであると判定されても、この出力信号の最大
値Vは、統計処理プログラムの判定値以上であるためセ
ンサ出力領域としては小さな領域の信号ではない。すな
わち、波形形状プログラムによるノック仮判定によって
精度良くノック信号なのかノイズ信号なのかを判定でき
るセンサ出力の領域であるので、統計処理プログラムの
みではノックなのかノイズなのか判定することが困難な
出力信号に対しても精度良くノックの発生を判定するこ
とができる。That is, when the maximum value V of the output signal from the knock sensor 6 is near the determination value set by the statistical processing, this maximum value V is determined to be a knock by the temporary determination of the statistical processing program. However, since the maximum value V of this output signal is equal to or larger than the determination value of the statistical processing program, it is not a signal in a small area as the sensor output area. That is, since it is the area of the sensor output where it is possible to accurately determine whether it is a knock signal or a noise signal by provisionally determining the knock by the waveform shape program, it is difficult to determine whether the signal is the knock or the noise with only the statistical processing program. Also, it is possible to accurately determine the occurrence of knock.
【0084】逆に、波形形状プログラムによるノック仮
判定において、ノックセンサ6からの出力信号が小さい
場合でも、統計処理プログラムによるノック仮判定によ
り、統計処理によって設定される判定値を越えないとノ
ックであるとは判定されないため、波形形状プログラム
では誤判定しやすいノック信号の小さな領域であっても
ノックが発生していないにも係らずノックであると誤判
定することが防止できる。On the contrary, in the temporary knock determination by the waveform shape program, even if the output signal from the knock sensor 6 is small, the temporary knock determination by the statistical processing program does not exceed the determination value set by the statistical processing. Since it is not determined that there is a knock, it is possible to prevent a erroneous determination that a knock occurs even if the knock signal does not occur even in a small region of the knock signal that is easily erroneously determined by the waveform shape program.
【0085】なお、本実施の形態では統計処理プログラ
ムと波形形状プログラムとの両仮判定を同時に行なって
いるが、例えば、統計処理プログラムの仮判定にてノッ
クが発生したときのみ波形形状プログラムによってノッ
ク判定を行なっても良い。また、同様に、波形形状プロ
グラムにてノックであると判定された場合にのみ、統計
処理プログラムを起動させてノック判定を行なっても良
い。In the present embodiment, both the tentative judgment of the statistical processing program and the waveform shape program are made at the same time. You may judge. Similarly, the knock determination may be performed by activating the statistical processing program only when the waveform shape program determines that the knock has occurred.
【0086】以上のように、本実施の形態では、ノック
センサからの出力信号の最大値Vが、統計処理により設
定された判定値付近である場合に、この最大値Vが統計
処理を用いた仮判定にてノックであると判定されても、
この出力信号の最大値Vは、統計処理を用いた仮判定の
判定値以上であるためセンサ出力領域としては小さな領
域の信号ではない。すなわち、たとえば、波形形状プロ
グラムによるノック仮判定によって精度良くノック信号
なのかノイズ信号なのかを判定できるセンサ出力の領域
であるので、統計処理プログラムのみではノックなのか
ノイズなのか判定することが困難な出力信号に対しても
精度良くノックの発生を判定することができる。As described above, in the present embodiment, when the maximum value V of the output signal from the knock sensor is near the judgment value set by the statistical processing, this maximum value V uses the statistical processing. Even if it is determined that it is a knock by tentative determination,
Since the maximum value V of this output signal is equal to or higher than the determination value of the temporary determination using the statistical processing, it is not a signal in a small area as the sensor output area. That is, for example, since it is the area of the sensor output where it is possible to accurately determine whether the signal is a knock signal or a noise signal by tentative knock determination using a waveform shape program, it is difficult to determine whether the signal is knock or noise with only the statistical processing program. It is possible to accurately determine the occurrence of knock even for the output signal.
【0087】逆に、波形形状を用いたノック仮判定にお
いて、ノックセンサ6からの出力信号が小さい場合で
も、統計処理を用いたノック仮判定により、統計処理に
よって設定される判定値を越えないとノックであるとは
判定されないため、波形形状を用いたノック判定のみで
は誤判定しやすいノック信号の小さな領域であってもノ
ックが発生していないにも係らずノックであると誤判定
することが防止できる。On the contrary, in the temporary knock determination using the waveform shape, even if the output signal from the knock sensor 6 is small, the temporary knock determination using the statistical processing must not exceed the determination value set by the statistical processing. Since it is not determined that there is a knock, it is easy to make a mistake by only making a knock determination using the waveform shape.Even if the knock signal does not occur even in a small region of the knock signal, it can be erroneously determined as a knock. It can be prevented.
【0088】本実施の形態において、統計処理手段は図
9のフローチャートに、第1の仮判定手段は統計処理プ
ログラムに、最終ノック判定手段は図13のフローチャ
ートに、点火時期制御手段は図29のフローチャート
に、それぞれ相当し機能する。In the present embodiment, the statistical processing means is shown in the flowchart of FIG. 9, the first provisional determination means is shown in the statistical processing program, the final knock determination means is shown in the flowchart of FIG. 13, and the ignition timing control means is shown in FIG. Each corresponds to a flowchart and functions.
【0089】<第2の実施の形態>第1の実施の形態で
は、統計処理プログラムの仮判定と波形形状プログラム
の仮判定とからノックの発生を判定した。本実施の形態
では、統計処理プログラムの仮判定と後述する周波数解
析プログラム(以下、FFTプログラムと称する)の仮
判定とからノック発生を判定する。以下に、本実施の形
態のノック判定を図14のメインルーチンを用いて説明
する。<Second Embodiment> In the first embodiment, the occurrence of knock is determined from the temporary determination of the statistical processing program and the temporary determination of the waveform shape program. In the present embodiment, the knock occurrence is determined based on the tentative determination of the statistical processing program and the tentative determination of a frequency analysis program (hereinafter, referred to as FFT program) described later. The knock determination of the present embodiment will be described below using the main routine of FIG.
【0090】まず、ステップS1000は統計処理プロ
グラムでの仮ノック判定が行なわれたか否かが判定され
る。ここで統計処理プログラムについては、第1の実施
の形態にて詳述したので説明を省略する。そして、仮ノ
ック判定が行なわれていないと判定されるとステップS
1300へ進み、点火時期演算処理を実施して本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップS1000にて統計処理
プログラムによる仮ノック判定が行なわれていると判定
されると、ステップS2002へ進む。First, in step S1000, it is determined whether a tentative knock determination has been made by the statistical processing program. Since the statistical processing program has been described in detail in the first embodiment, the description thereof will be omitted. If it is determined that the temporary knock determination is not performed, step S
The routine proceeds to 1300, the ignition timing calculation processing is executed, and this routine is ended. On the other hand, if it is determined in step S1000 that the temporary knock determination is being performed by the statistical processing program, the process proceeds to step S2002.
【0091】ステップS2002では、後述するFFT
プログラムによるノック仮判定が実施されたか否かが判
定される。このFFTプログラムによるノック仮判定が
行なわれていなければ、ステップS1300を経由して
本ルーチンを終了する。一方、FFTプログラムによる
ノック仮判定が行なわれていれば、ステップS2003
に進み、最終ノック判定を行う。最終ノック判定として
は、統計処理プログラムによる仮判定と、FFTプログ
ラムによる仮判定とがノックであると判定された場合に
のみ最終的な判定としてノックが発生しているとする。
そして、ステップS1300にてこの結果を点火時期制
御に反映して本ルーチンを終了する。In step S2002, the FFT described later is performed.
It is determined whether or not the temporary knock determination by the program is performed. If the knock preliminary determination by the FFT program has not been performed, this routine is ended via step S1300. On the other hand, if the knock preliminary determination is made by the FFT program, step S2003.
Go to and make the final knock decision. As the final knock determination, the knock is generated as the final determination only when the temporary determination by the statistical processing program and the temporary determination by the FFT program are determined to be knocks.
Then, in step S1300, this result is reflected in the ignition timing control, and this routine is ended.
【0092】つぎに、前述のFFTプログラムによる仮
ノック判定について図面を用いて説明する。Next, the temporary knock determination by the above FFT program will be described with reference to the drawings.
【0093】[FFTプログラム]まず始めにFFT
(高速フーリエ変換による周波数分析)を用いてノック
判定を行なうための物理的論拠を説明するために、ノッ
ク現象について説明する。ノックはシリンダ内の未燃焼
ガスが燃焼ガスにより圧縮され自己着火し急速に燃焼す
ることによってシリンダ内で共鳴する現象をいう。この
ノックを微少レベルで制御すればエンジンを破損するこ
となく燃費を向上させることができる。特開平3−47
449号の実施例に開示されている様に前述した共鳴は
エンジンのボア径と音速で決まる固有周波数を持ち、シ
リンダ径方向の次数をn,周方向の次数をmとしたとき
の共鳴振動モードをPnmとすると、例えば図15
(b)の様な周波数にノック成分が出ると予測される。[FFT Program] First, FFT
The knock phenomenon will be described in order to explain the physical reason for making knock determination using (frequency analysis by fast Fourier transform). Knock is a phenomenon in which unburned gas in a cylinder is compressed by the combustion gas, self-ignites, and rapidly burns to resonate in the cylinder. If this knock is controlled at a minute level, fuel efficiency can be improved without damaging the engine. JP-A-3-47
As disclosed in the embodiment of No. 449, the above-mentioned resonance has a natural frequency determined by the bore diameter of the engine and the sound velocity, and the resonance vibration mode when the cylinder radial direction is n and the circumferential order is m. Let Pnm be, for example, in FIG.
It is predicted that a knock component will appear at a frequency as shown in (b).
【0094】しかし、実際のエンジンでノック発生周波
数を分析してみると必ずしも図15(b)に示された周
波数にノック成分が発生するとは限らない。図15
(a)は図示しないエンジンブロックに取り付けたノッ
クセンサからの信号の1点火分のノック発生時とノック
なしの時の周波数分析結果を示したものである。ρ10
とρ20に対応する振動モードは図15(b)から予想
される値と一致するが、ρ01,ρ30はそれぞれ1
4.6KHz,16.0KHzに予想されるにも係わら
ず15.5KHz,16.5KHzにノック成分が発生
している。ρ10,ρ20モードも別の点火サイクルで
は同様にばらつくので点火毎にノック発生周波を検索す
ることが必要である。However, when the knocking frequency is analyzed in an actual engine, the knocking component does not always occur at the frequency shown in FIG. 15 (b). Figure 15
(A) shows a frequency analysis result of a signal from a knock sensor attached to an engine block (not shown) for one ignition and when no knock is generated. ρ10
The vibration modes corresponding to ρ20 and ρ20 match the values expected from FIG. 15B, but ρ01 and ρ30 are 1 respectively.
Knock components are generated at 15.5 KHz and 16.5 KHz although they are expected to be 4.6 KHz and 16.0 KHz. Since the ρ10 and ρ20 modes similarly vary in another ignition cycle, it is necessary to search for the knock generation frequency for each ignition.
【0095】次にノック判定方法について説明する。エ
ンジンの燃焼実験から下記の知見が得られた。すなわ
ち、ブロックに取付けられた振動センサでは各ノック発
生周波数の出力がノック発生毎に異なるのである。この
ため各ノック発生周波数毎にノック検出しきい値を定め
てノック判定するのが望ましい。Next, a knock determination method will be described. The following findings were obtained from the engine combustion experiment. That is, in the vibration sensor attached to the block, the output of each knock generation frequency is different for each knock generation. For this reason, it is desirable to determine a knock detection threshold value for each knock generation frequency and make knock determination.
【0096】次に、第1の実施の形態の図2の構成にお
いて特にDSP30の動作を図16のタイミングチャー
トにて説明する。図16のAは基準位置信号を示すもの
でその信号の立下りが各気筒のATDC−10°CAで
あり、それにより図16の時刻t1よりaの期間で基準
位置割込み処理が実行される。図16のBはノック判定
区間を示し、図16のb,cは時刻t2,t3より実行
される後述する図17のタイマー1割込処理の期間を示
している。図17のdは時刻t2より実行される後述す
る図18のタイマー2割込み処理の期間を示している。
図16のeはメインルーチンで実行されるFFT等の処
理期間を示している。Next, the operation of the DSP 30 in the configuration of FIG. 2 of the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. A of FIG. 16 shows a reference position signal, and the trailing edge of the signal is ATDC-10 ° CA of each cylinder, whereby the reference position interrupt processing is executed in the period a from time t1 in FIG. B of FIG. 16 shows a knock determination section, and b and c of FIG. 16 show a period of a timer 1 interrupt process of FIG. 17 which will be described later, which is executed from the times t2 and t3. 17d shows the period of the timer 2 interrupt processing of FIG. 18 which will be described later and is executed from time t2.
16e shows the processing period such as FFT executed in the main routine.
【0097】まず、図16の時刻t1の基準位置信号の
立ち下がりで基準位置割込み処理aが実行されてタイマ
ー1にノック判定区間の開始時刻がfで示すようにセッ
トされる。その結果、時刻t2の判定区間開始時刻にな
るとタイマー1割込み処理bが実行される。これによ
り、タイマー2にノック判定区間の終了時刻がgで示す
ように再セットされると共に、タイマー2割込み処理d
が実行されてノック信号のA−D変換を開始する。この
処理はタイマー2割込みを用いて20μsecに1回行
われる。First, the reference position interrupt processing a is executed at the fall of the reference position signal at time t1 in FIG. 16, and the start time of the knock determination section is set in the timer 1 as indicated by f. As a result, the timer 1 interrupt process b is executed at the judgment section start time of time t2. As a result, the end time of the knock determination section is reset in the timer 2 as indicated by g, and the timer 2 interrupt process d
Is executed to start AD conversion of the knock signal. This processing is performed once every 20 μsec using the timer 2 interrupt.
【0098】FFTはその原理上2n個の所定数のデー
タしか扱えない。従って、ここでは27=128個を単
位としてFFTを行う。A−D変換された値は時系列に
蓄積され、その数が128個に達すると図16のeのF
FT1区間にて、区間AD1でA−D変換したノック信
号データをFFTする。同時にA−D変換は区間AD
2,AD3に続く。各区間AD1,AD2,AD3の区
切は各区間AD1,AD2でのA−D変換データ数が1
28個である区切であるところのものであり、ノック判
定区間中それらのA−D変換動作は同一かつ連続的に実
行され、各A−D変換データが時系列に蓄積される。区
間AD2でも同様にデータ数が128に達したら区間F
FT2で2回目のFFTを行う。この2回目のFFT結
果は1回目の結果に加算する。The FFT can handle only a predetermined number of data of 2 n in principle. Therefore, the FFT is performed here in units of 2 7 = 128. The A-D converted values are accumulated in time series, and when the number reaches 128, F in FIG.
In the FT1 section, the knock signal data AD-converted in the section AD1 is FFTed. At the same time A-D conversion is section AD
2, following AD3. The number of A / D converted data in each section AD1 and AD2 is 1 for the division of each section AD1, AD2 and AD3.
The number of divisions is 28, and the A / D conversion operations are performed in the knock determination section in the same and continuously, and each A / D conversion data is accumulated in time series. Similarly in section AD2, when the number of data reaches 128, section F
Perform the second FFT with FT2. The second FFT result is added to the first result.
【0099】そしてノック判定区間が終了すると、メイ
ンルーチンにてFFT終了後に、1回のノック判定区間
における各FFTの加算結果に基づいて点火1回毎にノ
ック発生周波数を検索してノック強度を判定し、その結
果をマイクロコンピュータ40に送る。なお、ノック判
定区間は128ポイントのA−D変換終了と同時に終わ
らないのが普通であり、通常は図16の区間AD3の様
に途中でA−D変換を打切る。この場合、残りのA−D
変換ポイント部分はA−D変換入力が0であったと想定
して128ポイントのFFTを実行する。When the knock determination section ends, after the FFT ends in the main routine, the knock generation frequency is searched for each ignition based on the addition result of each FFT in one knock determination section to determine the knock intensity. Then, the result is sent to the microcomputer 40. It should be noted that the knock determination section does not usually end at the same time as the 128-point A-D conversion ends, and normally the A-D conversion is terminated midway like the section AD3 in FIG. In this case, the remaining A-D
The conversion point portion executes 128-point FFT assuming that the AD conversion input is 0.
【0100】また、前回のFFTが終了していないうち
にノック検出区間が終了した時は前回のFFT終了を待
って、次のFFTを実行する。以上の様に複数回のFF
Tの結果を加算する構成にすることで、ノック判定区間
を自由に設定することができる。合わせて低回転時は全
区間を1回のFFTで周波数分析するよりも少ない計算
量で周波数を分析できる。If the knock detection section ends before the previous FFT has ended, the next FFT is executed after waiting for the end of the previous FFT. As mentioned above, multiple times of FF
With the configuration in which the result of T is added, the knock determination section can be set freely. In addition, at low rotation speed, the frequency can be analyzed with a smaller calculation amount than the frequency analysis of the entire FFT once.
【0101】図17〜図25はDSP30のプログラム
の流れを示すフローチャートである。次に、図16の時
刻t1において基準位置での角度割込により図18のス
テップS2040で示す基準位置割込プログラムが開始
される。ここで、基準位置とはエンジンのクランク角度
で各気筒の上死点前(BTDC)10°CAを示し、マ
イクロコンピュータ40内のCPUから送られてくる。
まず、ステップS2050で気筒判別し、今回点火する
気筒からノックセンサまでの距離に応じた値を出力す
る。この信号もマイクロコンピュータ40内のCPUか
ら送られて来る信号で、♯1気筒の時のみ1となってお
り、他の気筒はカウンタを用いて算出する。ステップS
2060は回転速度計算部分で、前回の基準信号から今
回の基準信号までに要した時間を基に計算する。ステッ
プS2070は前処理として入力ゲインの設定,フェイ
ル判定とタイマ設定などを行う。ステップS2080で
予めエンジン回転数に応じて設定してあるクランク角度
まで待つためにタイマー1をセットする。ここで、通常
ノックが発生するのは略上死点後(ATDC)15°C
A〜ATDC70°CA程度なので、ステップS208
0では少し前のATDC10°CA程度の値に対応する
時刻をセットする。17 to 25 are flowcharts showing the flow of the program of the DSP 30. Next, at time t1 in FIG. 16, the reference position interruption program shown in step S2040 of FIG. 18 is started by the angle interruption at the reference position. Here, the reference position indicates the crank angle of the engine, which is 10 ° CA before the top dead center (BTDC) of each cylinder, and is sent from the CPU in the microcomputer 40.
First, in step S2050, cylinder discrimination is performed, and a value corresponding to the distance from the cylinder to be ignited this time to the knock sensor is output. This signal is also a signal sent from the CPU in the microcomputer 40, which is 1 only for the # 1 cylinder, and the other cylinders are calculated using the counter. Step S
Reference numeral 2060 denotes a rotation speed calculation part, which calculates based on the time required from the previous reference signal to the current reference signal. In step S2070, input gain setting, fail determination and timer setting are performed as preprocessing. In step S2080, timer 1 is set in order to wait for the crank angle set in advance according to the engine speed. Here, the normal knock occurs at about 15 ° C after the top dead center (ATDC).
A to ATDC 70 ° CA, so step S208
At 0, the time corresponding to the value of ATDC 10 ° CA, which is slightly before, is set.
【0102】そして、ステップS2080で設定された
時刻(図16のt2)になると図17のステップS20
90で示すタイマー1割込みプログラムが開始される。
まず、ステップS2091では後述するノック判定終了
フラグが1であることによりノック判定区間開始である
と判断してステップS2092へ進み、ノック判定区間
終了フラグを0にする。次にステップS2093へ進ん
でタイマー1にATDC70°CA程度の値に対応する
時刻を再セットした後ステップS2094へ進んでA−
D変換を開始させるためのタイマー2をセットして起動
させる。その後ステップS2095へ進んでメインルー
チンを起動させる。When the time set in step S2080 (t2 in FIG. 16) comes, step S20 in FIG.
The timer 1 interrupt program shown at 90 is started.
First, in step S2091, the knock determination end flag, which will be described later, is 1, so it is determined that the knock determination interval has started, and the process advances to step S2092 to set the knock determination interval end flag to 0. Next, proceeding to step S2093, the timer 1 is reset to the time corresponding to a value of about ATDC 70 ° CA, and then proceeding to step S2094, A-
The timer 2 for starting the D conversion is set and activated. After that, the process advances to step S2095 to activate the main routine.
【0103】また、タイマー1の再セット時刻(図16
のt3)になると再度図17のステップS2090で示
すタイマー1割込プログラムが開始される。今度は、ス
テップS2091ではノック判定終了フラグが0である
ことによりノック判定終了区間であると判断してステッ
プS2096へ進み、ノック判定区間終了フラグを1に
した後、ステップS2097へ進んでタイマー2の作動
を停止させてA−D変換を終了させる。Further, the reset time of the timer 1 (see FIG. 16)
At time t3), the timer 1 interrupt program shown in step S2090 of FIG. 17 is started again. This time, in step S2091, since the knock determination end flag is 0, it is determined that it is the knock determination end interval, the process proceeds to step S2096, the knock determination interval end flag is set to 1, and then the process proceeds to step S2097 and the timer 2 starts. The operation is stopped to end the A-D conversion.
【0104】次に、図19に示すタイマー2割込ステッ
プS2097について説明する。このタイマー2割込み
は20μsec毎に実行される。まず、ステップS20
99でA−D変換器41によるノック信号のA−D変換
を開始させた後ステップS100へ進んでA−D変換器
31によりA−D変換された値をDSP30に取込んだ
後、ステップS2101へ進んで、この取込んだA−D
変換値をDSP30中の図示せぬRAMに時系列に格納
して蓄積する。Next, the timer 2 interruption step S2097 shown in FIG. 19 will be described. This timer 2 interrupt is executed every 20 μsec. First, step S20
After 99, the A / D converter 41 starts the A / D conversion of the knock signal, the process proceeds to step S100, and the A / D converted value by the A / D converter 31 is loaded into the DSP 30, and then step S2101. Go to and take this AD
The converted value is stored and accumulated in a RAM (not shown) in the DSP 30 in time series.
【0105】図20は図19のステップS2070の前
処理を示すもので、まず、ステップS2071で、入力
信号が適切な大きさになるようにゲイン切替器23のゲ
インを調整する。次にステップS2072へ進んで、ノ
ックセンサ6のフェイルを判定する。このフェイル判定
方法としては、図21に示すごとく、ステップS272
1にて図22にて詳述するPALLの値を気筒別に1/
16なましした値と所定値とを比較し、この1/16な
まし値が所定値より小さいときにはステップS2722
へ進んでセンサフェイル出力をマイクロコンピュータ4
0のCPUへ供給する。FIG. 20 shows the pre-processing of step S2070 of FIG. 19. First, in step S2071, the gain of the gain switch 23 is adjusted so that the input signal has an appropriate size. Next, in step S2072, it is determined whether the knock sensor 6 has failed. As the fail determination method, as shown in FIG. 21, step S272
1 is the value of PALL detailed in FIG.
The 16-annealed value is compared with the predetermined value, and if the 1 / 16-annealed value is smaller than the predetermined value, step S2722.
Proceed to and output the sensor fail output to the microcomputer 4.
Supply to 0 CPU.
【0106】図23は図17のステップS2094によ
り起動されるメインルーチンを示すもので、まずステッ
プS2102でFFTを用いたノック仮判定区間終了フ
ラグが1か判断し、ノック仮判定区間終了フラグが1で
ないときにはステップS2103へ進んで、128ポイ
ントのA−D変換が終了したか判断し、終了していない
ときにはステップS2102へ戻り、終了したときには
ステップS2104へ進んでFFTを実行すると共に、
その結果を前回までの加算結果に加算する。FIG. 23 shows the main routine started in step S2094 of FIG. 17. First, in step S2102, it is determined whether the knock temporary determination section end flag using FFT is 1, and the knock temporary determination section end flag is 1. If not, the process proceeds to step S2103, it is determined whether the 128-point A-D conversion is completed, and if it is not completed, the process returns to step S2102, and if it is completed, the process proceeds to step S2104 to execute the FFT, and
The result is added to the previous addition result.
【0107】次に、ステップS2102でノック判定区
間終了フラグが1のときにはステップS2105へ進ん
でその時点でA−D変換中の128に満たない部分の値
を所定値=0にした後、ステップS2106へ進んでF
FTを実行すると共に、その結果を前回までの加算結果
に加算する。Next, when the knock determination section end flag is 1 in step S2102, the flow advances to step S2105 to set the value of the portion less than 128 in the A / D conversion at that time to a predetermined value = 0, and then in step S2106. Go to F
The FT is executed and the result is added to the addition result up to the previous time.
【0108】そして、次のステップS2107で1回の
ノック判定区間における各FFTの加算結果に基づいて
点火1回毎のノック発生周波数の検索などの後処理を実
行した後、ステップS2108で点火1回ごとにノック
強度判定を行う。Then, in the next step S2107, after the post-processing such as the search of the knock generation frequency for each ignition based on the addition result of each FFT in the knock determination section, the ignition is performed once in step S2108. The knock strength is determined for each.
【0109】図24は図23のステップS2107をよ
り詳細に示すもので、1回のノック判定区間における各
FFTの加算結果に基づいて得られた図15(a)に対
応する周波数−スペクトル強度特性から、ステップS3
101〜S3105にて各ノッキング周波数ρ10,ρ
20,ρ01,ρ30,ρ11モードにおける各ピーク
値検索と各出力計算をそれぞれ実行することにより、点
火毎に各ノック発生周波数が検索されてそれら各ノッキ
ング発生周波数に応じた出力が計算される。次のステッ
プS3106でノック信号の電力総和を計算する。FIG. 24 shows step S2107 of FIG. 23 in more detail. The frequency-spectral intensity characteristic corresponding to FIG. 15 (a) obtained based on the addition result of each FFT in one knock determination section is shown in FIG. From step S3
101 to S3105, each knocking frequency ρ10, ρ
By executing each peak value search and each output calculation in the 20, ρ01, ρ30, ρ11 modes, each knock occurrence frequency is searched for each ignition, and the output corresponding to each knock occurrence frequency is calculated. In the next step S3106, the total power of the knock signals is calculated.
【0110】図25により図24のステップS3101
をより詳細に説明する。なお、図24のステップS31
02〜S3105も図25と基本的に同じである。図1
5(a)の特性の要部に対応する各FFTの加算結果を
簡略化して図26に示し、この特性を代表してピーク値
検索(ノック発生周波数の検索)とその出力計算の仕方
を説明する。まず、ステップS2131にてρ10モー
ドにおける下限周波数fL を図示しないROMから読み
込み、次のステップS2132でρ10モードにおける
上限周波数fuを同様に読み込む。ここで、上下限周波
数fL,fuは共鳴振動モード(ノック発生周波数)ρ
10として予想される値に所定の余裕を見込んで予め設
定されている値である。Referring to FIG. 25, step S3101 of FIG.
Will be described in more detail. Note that step S31 in FIG.
02 to S3105 are basically the same as those in FIG. Figure 1
The simplified result of addition of each FFT corresponding to the main part of the characteristic of 5 (a) is shown in FIG. 26, and the peak value search (knock occurrence frequency search) and its output calculation method will be described on behalf of this characteristic. To do. First, in step S2131, the lower limit frequency fL in the ρ10 mode is read from a ROM (not shown), and in the next step S2132, the upper limit frequency fu in the ρ10 mode is similarly read. Here, the upper and lower limit frequencies fL and fu are the resonance vibration mode (knock occurrence frequency) ρ
It is a value that is set in advance with a certain allowance for the value expected as 10.
【0111】次のステップS2133で上下限周波数f
L,fu内でのスペクトル強度の最大値fMAXを求め
た後、ステップM134でfMAX±1172Hzにお
けるスペクトル強度の総和P10を求める。次に、ステ
ップS1135で、スペクトル強度の総和P10を正規
化した値MD10を求める。すなわち、該当気筒からノ
ックセンサ6までの距離と総和したデータ個数とを乗算
した値でスペクトル強度の総和P10を除算して正規化
した値MD10を求める。In the next step S2133, the upper and lower limit frequencies f
After obtaining the maximum value fMAX of the spectral intensities in L and fu, in step M134, the total sum P10 of the spectral intensities at fMAX ± 1172 Hz is obtained. Next, in step S1135, a value MD10 obtained by normalizing the sum P10 of spectral intensities is obtained. That is, the sum MD10 of the spectral intensities is divided by a value obtained by multiplying the distance from the corresponding cylinder to the knock sensor 6 by the total number of data to obtain a normalized value MD10.
【0112】図22により図24のステップS3106
をより詳細に説明する。ステップS2141で1回のノ
ック判定区間における各FFTの加算結果に基づいて得
られた図15(a)に対応する周波数−スペクトル強度
特性から5〜20KHzの全スペクトル強度の和PAL
Lを求める。According to FIG. 22, step S3106 of FIG. 24.
Will be described in more detail. From the frequency-spectrum intensity characteristic corresponding to FIG. 15A obtained based on the addition result of each FFT in one knock determination section in step S2141, the sum PAL of all spectrum intensities of 5 to 20 KHz.
Find L.
【0113】図27は図23のノック判定ステップS2
108をより詳細に示すもので、まず、ステップS21
51で割込みを禁止した後ステップS2152で中間層
出力NMOUTnを次式により計算する。FIG. 27 shows the knock determination step S2 of FIG.
108 in more detail. First, step S21.
After prohibiting the interrupt at 51, the intermediate layer output NMOUTn is calculated by the following equation at step S2152.
【0114】NMOUTn=CYL×WCYLHn+T
RPM×WRPMHn+PALL×WALLHn+MD
10×W10Hn+MD20×W20Hn+MD01×
W01Hn+MD30×W30Hn+MD11×W11
Hn+WOFFHn
ここで、CYLは気筒間差と呼ばれるもので、気筒ごと
の全スペクトル強度の和PALLを3/4なまし処理し
たものの逆数で、TRPMはマイクロコンピュータ40
内のCPUから入力される基準位置信号の周期を示す値
である。また、PALLは5KHz〜20KHzの間の
ノックセンサ6の振動エネルギーの総和値であり、MD
10,MD20,MD01,MD30,MD11はそれ
ぞれのシリンダ内部にノッキングが原因で生じた圧力波
の固有振動の近傍の総和値であり、それぞれ気筒間差、
及び振動解析の際入力したデータの数で除算し正規化し
たものである。WCYLHn,WRPMHn,WALL
Hn,W10Hn,W20Hn,W01Hn,W30H
n,W11Hn,W0FFHnはそれぞれシナプス結合
係数と呼ばれる重み係数である。(ただしここでnは中
間ニューロンの数であり、例では0〜9,A〜Fの16
個の値を取るもので、はじめに0に初期化されている。NMOUTn = CYL × WCYLHn + T
RPM x WRPMHn + PALL x WALLHn + MD
10 x W10Hn + MD20 x W20Hn + MD01 x
W01Hn + MD30 x W30Hn + MD11 x W11
Hn + WOFFHn Here, CYL is called the difference between cylinders, and is the reciprocal of what is obtained by subjecting the sum PALL of all spectrum intensities of each cylinder to 3/4, and TRPM is the microcomputer 40.
It is a value indicating the cycle of the reference position signal input from the CPU inside. PALL is the total value of the vibration energy of the knock sensor 6 between 5 KHz and 20 KHz, and MD
10, MD20, MD01, MD30, MD11 are summation values in the vicinity of the natural vibrations of the pressure wave caused by knocking inside the respective cylinders, and the difference between the cylinders,
And is normalized by dividing by the number of data input at the time of vibration analysis. WCYLHn, WRPMHn, WALL
Hn, W10Hn, W20Hn, W01Hn, W30H
n, W11Hn, and W0FFHn are weighting coefficients called synapse coupling coefficients. (Here, n is the number of intermediate neurons, and in the example, 16 of 0 to 9 and A to F)
It takes one value and is initially initialized to 0.
【0115】NMOUTnは数式1により得られた結果
であり、この16ビットのデータの上位8ビットは次の
ステップS2153で図28に示すごときシグモイド関
数f(χ)=1/(1+exp(−χ))の関数テーブ
ルによりテーブルルックアップされ、中間ニューロンの
出力Hnを得る。NMOUTn is the result obtained by Equation 1, and the upper 8 bits of this 16-bit data are the sigmoid function f (χ) = 1 / (1 + exp (-χ)) as shown in FIG. 28 in the next step S2153. ), The table is looked up by the function table of FIG.
【0116】次のステップS2154で中間ニューロン
の数n=16か判別し、中間ニューロンの数nに達して
いない時にはステップS2152に戻り、中間ニューロ
ンの数nと等しくなるとステップS2155へ進む。In the next step S2154, it is determined whether or not the number of intermediate neurons is n = 16. When the number n of intermediate neurons is not reached, the process returns to step S2152, and when it becomes equal to the number n of intermediate neurons, the process proceeds to step S2155.
【0117】この様にして得られたn=16個の中間層
出力H0〜HFに対してステップS2155にて次式に
示す様な重み係数WH0〜WHFが対応され、中間層と
同様の演算を行うことで、出力層ニューロンの出力NN
OUTを得る。In step S2155, the weighting factors WH0 to WHF as shown in the following equations are applied to the n = 16 hidden layer outputs H0 to HF thus obtained, and the same calculation as in the hidden layer is performed. The output NN of the output layer neuron
Get OUT.
【0118】NNOUT=H0×WH0+H1×WH1
+H2×WH2+H3×WH3+H4×WH4+H5×
WH5+H6×WH6+H7×WH7+H8×WH8+
H9×WH9+HA×WHA+HB×WHB+HC×W
HC+HD×WHD+HE×WHE+HF×WHF
この出力NNOUTを次のステップS2156で図28
に示すごとき関数テーブルによりテーブルルックアップ
してノック強度に応じた16ビットの出力を求め、次の
ステップM157でそのうち上位2ビットを出力する処
理を施し、ノック強度に応じた判定結果KNKを得る。NNOUT = H0 × WH0 + H1 × WH1
+ H2 x WH2 + H3 x WH3 + H4 x WH4 + H5 x
WH5 + H6 x WH6 + H7 x WH7 + H8 x WH8 +
H9 x WH9 + HA x WHA + HB x WHB + HC x W
HC + HD × WHD + HE × WHE + HF × WHF This output NNOUT is shown in FIG. 28 in the next step S2156.
A 16-bit output corresponding to the knock strength is obtained by performing a table lookup with a function table as shown in FIG. 3, and in the next step M157, a process of outputting the upper 2 bits is performed to obtain a determination result KNK according to the knock strength.
【0119】ここで前述の各重み係数は、一般に知られ
た、例えばバックプロパゲーション法等により、学習し
て得るもので、これにより与えられた学習データに基づ
いて未知の入力群に対する出力KNKを得るものであ
る。そして、次のステップM158で割込みを許可す
る。Here, each of the above-mentioned weighting factors is obtained by learning by a generally known method such as the backpropagation method, and the output KNK for an unknown input group is obtained based on the learning data given by this. I will get it. Then, in the next step M158, the interrupt is permitted.
【0120】なお、上述した実施例においては、図23
のノック判定ステップS2108でニューラルネットを
用いてノック強度判定を行ったが、ファジィ推論を用い
てノック強度判定を行うこともできる。Incidentally, in the above-mentioned embodiment, FIG.
Although the knock strength determination is performed using the neural net in the knock determination step S2108, the knock strength determination may be performed using fuzzy inference.
【0121】本実施の形態において、周波数分析手段は
図27のフローチャートに、第3の仮判定手段は図23
のフローチャートに、最終ノック判定手段は図14のフ
ローチャートのステップS2003に、それぞれ相当し
機能する。In this embodiment, the frequency analysis means is shown in the flow chart of FIG. 27, and the third tentative determination means is shown in FIG.
The final knock determination means functions in the flowchart of FIG. 14 and corresponds to step S2003 of the flowchart of FIG.
【0122】(その他の実施例1)第1の実施の形態で
は、統計処理プログラムを用いたノック仮判定と、波形
形状プログラムを用いたノック仮判定とを備え、この2
つのノック仮判定に基づいて最終的なノック判定を実施
した。また、第2の実施の形態では、統計処理プログラ
ムを用いたノック仮判定と、周波数解析プログラムを用
いたノック仮判定とを備え、この2つのノック仮判定に
基づいて最終的なノック判定を実施した。(Other Example 1) In the first embodiment, provisional knock determination using a statistical processing program and temporary knock determination using a waveform shape program are provided.
A final knock determination was performed based on the two temporary knock determinations. Further, in the second embodiment, provisional knock determination using a statistical processing program and provisional knock determination using a frequency analysis program are provided, and the final knock determination is performed based on these two preliminary knock determinations. did.
【0123】本実施例では、周波数プログラムを用いた
ノック仮判定と、波形形状プログラムを用いたノック仮
判定とを備え、この2つのノック仮判定に基づいて最終
的なノック判定を行なうものである。図30のフローチ
ャートを用いて以下に説明する。まず、ステップS20
02にて、FFTプログラムを用いたノック仮判定が行
われたか否かを判定する。ここで、ノック仮判定が行わ
れていない場合には、ステップS1300にて通常の点
火時期設定処理を行って本ルーチンを終了する。In this embodiment, provisional knock determination using a frequency program and temporary knock determination using a waveform shape program are provided, and the final knock determination is performed based on these two temporary knock determinations. . This will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, step S20
At 02, it is determined whether or not the temporary knock determination using the FFT program is performed. Here, if the temporary knock determination is not made, the normal ignition timing setting process is performed in step S1300 and the present routine is ended.
【0124】一方、FFTプログラムを用いたノック仮
判定が行われていれば、ステップS1100へ進み、波
形形状プログラムを用いたノック仮判定が行われたか否
かを判定する。ノック仮判定が行われていなければ、ス
テップS1300を経由して本ルーチンを終了する。ま
た、ステップS1100にて波形形状プログラムを用い
たノック仮判定が行われていると判定されると、ステッ
プS4000へ進む。ステップS4000では、FFT
プログラムを用いたノック仮判定結果と、波形形状プロ
グラムを用いたノック仮判定結果とが両方ともにノック
であると場合に、最終的にノックが発生したとの判定を
行う。そして、ステップS1300にて、ノックが発生
している場合には、点火時期遅角を行い。他方、ノック
が発生していない場合には、通常の点火時期を設定して
本ルーチンを終了する。On the other hand, if the temporary knock determination using the FFT program has been made, the process advances to step S1100 to determine whether the temporary knock determination using the waveform shape program has been performed. If the temporary knock determination is not made, this routine is ended via step S1300. If it is determined in step S1100 that temporary knocking determination using the waveform shape program is performed, the process proceeds to step S4000. In step S4000, the FFT
When both the temporary knock determination result using the program and the temporary knock determination result using the waveform shape program are knocks, it is finally determined that the knock has occurred. Then, in step S1300, if the knock has occurred, the ignition timing is retarded. On the other hand, when the knock has not occurred, the normal ignition timing is set and the present routine is ended.
【0125】なお、本実施例では、FFTプログラムを
用いたノック仮判定結果と、波形形状プログラムを用い
たノック仮判定結果とから最終的なノック判定を行って
いるが、FFTプログラムを用いたノック仮判定結果
が、ノックであると判定した場合にのみ、波形形状プロ
グラムを用いたノック仮判定を行うようにしても良い。In the present embodiment, the final knock determination is performed from the temporary knock determination result using the FFT program and the temporary knock determination result using the waveform shape program. However, the knock determination using the FFT program is performed. Only when it is determined that the temporary determination result is knock, the temporary knock determination using the waveform shape program may be performed.
【0126】本実施例において、最終ノック判定手段は
図30のフローチャートのステップS4000に相当
し、機能する。In the present embodiment, the final knock determination means corresponds to step S4000 in the flowchart of FIG. 30 and functions.
【0127】(その他の実施例2)本実施例では、統計
処理プログラムを用いたノック仮判定、FFTプログラ
ムを用いたノック仮判定、波形形状プログラムを用いた
ノック仮判定とを備え、この3つの仮判定結果に基づい
て最終的なノック判定を行うものである。以下に、図3
1のフローチャートを用いて説明する。(Other Embodiment 2) This embodiment is provided with knock temporary judgment using a statistical processing program, knock temporary judgment using an FFT program, and knock temporary judgment using a waveform shape program. The final knock determination is performed based on the temporary determination result. Below, FIG.
This will be described using the flowchart of No. 1.
【0128】まず、ステップS1000では、統計処理
プログラムを用いたノック仮判定が行われたか否かが判
定される。ノック仮判定が行われていなければステップ
S1300を経由して本ルーチンを終了する。一方、ス
テップS1000にて統計処理プログラムを用いたノッ
ク仮判定が行われていれば、ステップS2002へ進
み、FFTプログラムを用いたノック仮判定が行われた
か否かが判定される。ここで、ノック仮判定が行われて
いなければ、ステップS1300を経由して本ルーチン
を終了する。また、ステップS2002にてFFTプロ
グラムを用いたノック仮判定が行われていると判定され
ると、ステップS1100へ進み、波形形状プログラム
を用いたノック仮判定が行われたか否かが判定される。
ノック仮判定が行われていなければ、ステップS130
0を経由して本ルーチンを終了する。一方、ノック仮判
定が行われていると判定されると、ステップS5000
へ進む。First, in step S1000, it is determined whether or not temporary knock determination using a statistical processing program has been performed. If the temporary knock determination is not made, this routine is ended via step S1300. On the other hand, if the temporary knock determination using the statistical processing program is performed in step S1000, the process proceeds to step S2002, and it is determined whether the temporary knock determination using the FFT program is performed. Here, if the temporary knock determination is not made, the present routine is ended via step S1300. When it is determined in step S2002 that the knock preliminary determination using the FFT program is performed, the process proceeds to step S1100, and it is determined whether the knock temporary determination using the waveform shape program is performed.
If the temporary knock determination is not made, step S130.
This routine is ended via 0. On the other hand, if it is determined that the temporary knock determination is made, step S5000.
Go to.
【0129】ステップS5000では、統計処理プログ
ラムを用いたノック仮判定と、FFTプログラムを用い
たノック仮判定と、波形形状プログラムを用いたノック
仮判定とのそれぞれの仮判定結果に基づいて、最終的な
ノック判定を行う。最終的なノックの判定は、3つのノ
ック仮判定結果がすべてノックの発生であるとなった場
合にのみ最終的にノックが発生したと判定しても良い。In step S5000, the final knock determination is made based on the temporary knock determination using the statistical processing program, the knock temporary determination using the FFT program, and the knock temporary determination using the waveform shape program. Make a knock decision. In the final knock determination, it may be determined that the knock has finally occurred only when all of the three knock temporary determination results indicate that the knock has occurred.
【0130】また、3つのうちの2つの仮判定がノック
であると判定した場合に、最終的にノックが発生したと
判定しても良い。このとき、少なくとも統計処理プログ
ラムによるノック仮判定結果がノックであると判定して
いることが好ましい。この理由は、ノックセンサからの
出力信号の最大値Vが、統計処理により設定された判定
値付近である場合に、この最大値Vが統計処理を用いた
仮判定にてノックであると判定されても、この出力信号
の最大値Vは、統計処理を用いた仮判定の判定値以上で
あるためセンサ出力領域としては小さな領域の信号では
ない。すなわち、たとえば、波形形状プログラム若しく
はFFTプログラムによるノック仮判定によって精度良
くノック信号なのかノイズ信号なのかを判定できるセン
サ出力の領域であるので、統計処理プログラムのみでは
ノックなのかノイズなのか判定することが困難な出力信
号に対しても精度良くノックの発生を判定することがで
きる。Further, when it is determined that the two provisional determinations out of the three are knocks, it may be determined that the knocks finally occur. At this time, it is preferable that at least the knock temporary determination result by the statistical processing program is determined to be a knock. The reason for this is that when the maximum value V of the output signal from the knock sensor is near the determination value set by the statistical processing, this maximum value V is determined to be a knock by the temporary determination using the statistical processing. However, since the maximum value V of this output signal is equal to or higher than the determination value of the temporary determination using the statistical processing, it is not a signal in a small area as the sensor output area. That is, for example, since it is a sensor output area in which it is possible to accurately determine whether the signal is a knock signal or a noise signal by tentative knock determination using a waveform shape program or an FFT program, it is possible to determine whether the signal is a knock or a noise with only the statistical processing program. It is possible to accurately determine the occurrence of knock even for an output signal that is difficult to generate.
【0131】逆に、波形形状プログラム、若しくはFF
Tプログラムを用いたノック仮判定において、ノックセ
ンサ6からの出力信号が小さい場合でも、統計処理を用
いたノック仮判定により、統計処理によって設定される
判定値を越えないとノックであるとは判定されないた
め、波形形状を用いたノック判定のみでは誤判定しやす
いノック信号の小さな領域であってもノックが発生して
いないにも係らずノックであると誤判定することが防止
できる。Conversely, the waveform shape program or FF
In the temporary knock determination using the T program, even if the output signal from the knock sensor 6 is small, the temporary knock determination using the statistical processing determines that the knock is generated unless the determination value set by the statistical processing is exceeded. Therefore, it is possible to prevent the erroneous determination of the knock even if the knock signal does not occur even in a small region of the knock signal, which is apt to be erroneously determined only by the knock determination using the waveform shape.
【0132】なお、本実施例では、3つの仮判定が全て
行われた場合にのみ最終的なノック判定を実施している
が、たとえば、統計処理プログラムを用いたノック仮判
定結果がノックが発生したと判定した場合にのみ、FF
Tプログラムを用いたノック仮判定を実施するようにし
ても良い。更に、このFFTプログラムを用いたノック
仮判定結果がノックが発生したと判定した場合に波形形
状プログラムを用いたノック仮判定を実施するようにし
ても良い。In the present embodiment, the final knock determination is performed only when all three provisional determinations are made. For example, the knock provisional determination result using the statistical processing program causes knock. FF only when it is determined that
The knock provisional determination using the T program may be performed. Furthermore, when it is determined that knock has occurred as a result of temporary knock determination using the FFT program, temporary knock determination using the waveform shape program may be performed.
【0133】本実施例において、最終ノック判定手段は
図31のフローチャートのステップS5000に相当
し、機能する。In this embodiment, the final knock determination means corresponds to step S5000 in the flowchart of FIG. 31 and functions.
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明のECUの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ECU of the present invention.
【図3】ノックセンサからの出力最大値の度数分布図で
ある。FIG. 3 is a frequency distribution chart of the maximum output value from the knock sensor.
【図4】ノックセンサからの出力最大値の累積度数分布
図である。FIG. 4 is a cumulative frequency distribution chart of the maximum output value from the knock sensor.
【図5】正規分布における偏差と標準偏差の比uとLo
g(V)の関係を示す図である。FIG. 5: Ratio u and Lo of deviation and standard deviation in normal distribution
It is a figure which shows the relationship of g (V).
【図6】統計処理プログラムによるノック仮判定の原理
を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of temporary knock determination by a statistical processing program.
【図7】統計処理プログラムによるノック仮判定の原理
を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of temporary knock determination by a statistical processing program.
【図8】統計処理プログラムによるノック仮判定とノッ
ク判定値の設定を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing setting of a temporary knock determination and a knock determination value by a statistical processing program.
【図9】図8のステップS300の分布の%点算出処理
のサブルーチン。9 is a subroutine of a distribution percentage point calculation process in step S300 of FIG.
【図10】図8のステップS900のノック判定レベル
の補正処理のサブルーチンである。FIG. 10 is a subroutine of a knock determination level correction process in step S900 of FIG.
【図11】DSPに入力される振動波形信号が処理され
た各信号のそれぞれの特徴を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing respective characteristics of each signal obtained by processing the vibration waveform signal input to the DSP.
【図12】波形形状プログラムによるノック仮判定のフ
ローチャートである。FIG. 12 is a flowchart of knock temporary determination by a waveform shape program.
【図13】第1の実施の形態におけるノック判定のメイ
ンのフローチャートである。FIG. 13 is a main flowchart of knock determination in the first embodiment.
【図14】第2の実施の形態におけるノック判定のメイ
ンのフローチャートである。FIG. 14 is a main flowchart of knock determination in the second embodiment.
【図15】(a)はノックセンサ信号の周波数−スペク
トル強度特性図、(b)はエンジンのノック発生周波数
分析図である。15A is a frequency-spectral intensity characteristic diagram of a knock sensor signal, and FIG. 15B is an engine knock generation frequency analysis diagram.
【図16】第2の実施の形態の周波数分析プログラムの
タイミングチャートである。FIG. 16 is a timing chart of the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図17】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるタイマー1割り込みのフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart of timer 1 interruption in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図18】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おける基準位置割り込みのフローチャートである。FIG. 18 is a flow chart of reference position interruption in the frequency analysis program of the second embodiment.
【図19】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるタイマー2割り込みのフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart of timer 2 interrupt in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図20】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おける前処理のフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart of preprocessing in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図21】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるセンサフェール判定のフローチャートである。FIG. 21 is a flow chart of sensor failure determination in the frequency analysis program of the second embodiment.
【図22】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おける電力総和計算のフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart of power sum calculation in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図23】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるメインルーチンのフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart of a main routine in the frequency analysis program of the second embodiment.
【図24】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おける後処理のフローチャートである。FIG. 24 is a flowchart of post-processing in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図25】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるρ10モードピーク値検索のフローチャートであ
る。FIG. 25 is a flowchart of ρ10 mode peak value search in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図26】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるピーク値検索の作動説明に供する特性図である。FIG. 26 is a characteristic diagram for explaining the operation of a peak value search in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図27】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おけるノック仮判定のフローチャートである。FIG. 27 is a flowchart of temporary knock determination in the frequency analysis program according to the second embodiment.
【図28】第2の実施の形態の周波数分析プログラムに
おける関数テーブルサーチ特性図である。FIG. 28 is a function table search characteristic diagram in the frequency analysis program of the second embodiment.
【図29】第1の実施の形態の点火時期演算処理を示す
フローチャートである。FIG. 29 is a flowchart showing an ignition timing calculation process according to the first embodiment.
【図30】その他の実施例1のノック判定のフローチャ
ートである。FIG. 30 is a flowchart of knock determination according to another embodiment.
【図31】その他の実施例2のノック判定のフローチャ
ートである。FIG. 31 is a flowchart of knock determination according to the second embodiment.
1…エンジン、 2…エアクリーナ、 3…エアフロメータ、 4…スロットル弁、 5…ディストリビュータ、 6…ノックセンサ、 8…ECU、 11…インジェクタ。 1 ... engine, 2 ... Air cleaner, 3 ... Air flow meter, 4 ... Throttle valve, 5 ... Distributor, 6 ... knock sensor, 8 ... ECU, 11 ... Injector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 F02D 45/00 368D G01L 23/22 F02P 5/153 G01M 15/00 A 17/12 F02P 5/15 D G01L 23/22 17/00 R G01M 15/00 Fターム(参考) 2F055 AA23 BB14 CC14 DD20 EE23 FF49 GG31 2G087 AA26 BB12 FF22 3G019 AB01 CC15 GA05 GA08 GA09 GA14 KD17 3G022 DA02 EA02 EA10 FA06 FA07 GA05 GA06 GA08 GA09 GA13 3G084 BA17 CA05 DA04 DA20 DA24 DA38 EA01 EA02 EA04 EA11 EB08 EB25 EC04 FA07 FA10 FA18 FA20 FA25 FA26 FA29 FA33 FA39 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 45/00 F02D 45/00 368D G01L 23/22 F02P 5/153 G01M 15/00 A 17/12 F02P 5 / 15 D G01L 23/22 17/00 R G01M 15/00 F term (reference) 2F055 AA23 BB14 CC14 DD20 EE23 FF49 GG31 2G087 AA26 BB12 FF22 3G019 AB01 CC15 GA05 GA08 GA09 GA06 FA07 GA09 GA06 FA06 GA09 FA06 FA10 FA05 GA10 FA10 FA05 GA06 FA06 GA06 FA06 FA06 GA09 FA06 FA06 GA06 FA06 GA08 FA09 GA06 FA06 GA02 GA06 FA06 GA02 FA06 GA08 FA09 GA06 FA06 GA08 FA09 GA06 FA06 GA08 FA09 GA06 FA06 GA08 FA09 GA13 3G084 BA17 CA05 DA04 DA20 DA24 DA38 EA01 EA02 EA04 EA11 EB08 EB25 EC04 FA07 FA10 FA18 FA20 FA25 FA26 FA29 FA33 FA39
Claims (11)
クセンサと、 前記ノックセンサにより検出される出力信号を統計処理
する統計処理手段と、 前記統計処理手段による処理結果に基づいてノックの発
生を判定する第1の仮判定手段と、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の波形形状
に基づいてノックの発生を判定する第2の仮判定手段と
を備え、 前記第1の仮判定手段によるノック仮判定と前記第2の
仮判定手段によるノック仮判定との結果に基づいて最終
的にノックの発生を判定する最終ノック判定手段と、 前記最終ノック判定手段による最終的なノック発生の判
定結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関のノック制御装置。1. A knock sensor for detecting knock of an internal combustion engine, statistical processing means for statistically processing an output signal detected by the knock sensor, and occurrence of knock based on a processing result by the statistical processing means. The first provisional determination means for determining, and the second provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor, the knock by the first provisional determination means A final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the result of the temporary determination and the temporary knock determination by the second temporary determination means; and a final knock occurrence determination result by the final knock determination means. A knock control device for an internal combustion engine, comprising: an ignition timing control means for controlling an ignition timing based on the ignition timing control means.
仮判定手段によってノックが発生したと仮判定された場
合に、前記第2の仮判定手段によりノック仮判定を実施
することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノッ
ク制御装置。2. The final knock determination means performs the temporary knock determination by the second temporary determination means when the first temporary determination means temporarily determines that a knock has occurred. The knock control device for an internal combustion engine according to claim 1.
仮判定手段と前記第2の仮判定手段との両方がノックが
発生したと判定したときに最終的にノックが発生したと
判定することを特徴とする請求項1または請求項2のい
ずれか一方に記載の内燃機関のノック制御装置。3. The final knock determination means determines that a knock has finally occurred when both the first temporary determination means and the second temporary determination means determine that a knock has occurred. The knock control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the knock control device is an internal combustion engine knock control device.
クセンサと、 前記ノックセンサにより検出される出力信号を統計処理
する統計処理手段と、 前記統計処理手段を用いてノックの発生を判定する第1
の仮判定手段と、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の周波数分
析を行なう周波数分析手段と、 前記周波数分析手段による出力信号の分析結果に基づい
てノックの発生を判定する第3の仮判定手段を備え、 前記第1の仮判定手段に基づいた判定結果と、前記第3
の仮判定手段に基づいた判定結果とに基づいて最終的に
ノックの発生を判定する最終ノック判定手段と、 前記最終ノック判定手段による最終的なノック発生の判
定結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関のノック制御装置。4. A knock sensor for detecting knock of an internal combustion engine, statistical processing means for statistically processing an output signal detected by the knock sensor, and determining occurrence of knock using the statistical processing means. 1
Tentative determination means, frequency analysis means for performing frequency analysis of the output signal detected by the knock sensor, and third tentative determination means for determining the occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means. The determination result based on the first provisional determination means, and the third
The final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the determination result based on the provisional determination means, and the ignition timing is controlled based on the final determination result for knock generation by the final knock determination means. A knock control device for an internal combustion engine, comprising: ignition timing control means.
仮判定手段と前記第3の仮判定手段との両方がノックが
発生したと仮判定したときに最終的にノックが発生した
と判定することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関
のノック制御装置。5. The final knock determination means determines that a knock has finally occurred when both the first provisional determination means and the third provisional determination means have provisionally determined that a knock has occurred. The knock control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein:
クセンサと、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の波形形状
に基づいてノックの発生を判定する第2の仮判定手段
と、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の周波数分
析を行う周波数分析手段と、 前記周波数分析手段による出力信号の分析結果に基づい
てノックの発生を判定する第3の仮判定手段と、 前記第2の仮判定手段に基づいた判定結果と、前記第3
の仮判定手段に基づいた判定結果とに基づいて最終的に
ノックの発生を判定する最終ノック判定手段と、 前記最終ノック判定手段による最終的なノック発生の判
定結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関のノック制御装置。6. A knock sensor for detecting knock of an internal combustion engine, second provisional determination means for determining occurrence of knock based on a waveform shape of an output signal detected by the knock sensor, and the knock sensor. Frequency analysis means for performing frequency analysis of the output signal detected by the: third provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means; and the second provisional determination means. The determination result based on the
The final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on the determination result based on the provisional determination means, and the ignition timing is controlled based on the final determination result for knock generation by the final knock determination means. A knock control device for an internal combustion engine, comprising: ignition timing control means.
クセンサと、 前記ノックセンサにより検出される出力信号を統計処理
する統計処理手段と、 前記統計処理手段を用いてノックの発生を判定する第1
の仮判定手段と、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の波形形状
に基づいてノックの発生を判定する第2の仮判定手段
と、 前記ノックセンサにより検出される出力信号の周波数分
析を行う周波数分析手段と、 前記周波数分析手段による出力信号の分析結果に基づい
てノックの発生を判定する第3の仮判定手段と、 前記第1の仮判定に基づいた判定結果と、前記第2の仮
判定手段に基づいた判定結果と、前記第3の仮判定手段
に基づいた判定結果とのうち少なくともいずれか2つ以
上の判定結果に基づいて最終的にノックの発生を判定す
る最終ノック判定手段と、 前記最終ノック判定手段による最終的なノック発生の判
定結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関のノック制御装置。7. A knock sensor for detecting knock of an internal combustion engine, statistical processing means for statistically processing an output signal detected by the knock sensor, and determining occurrence of knock using the statistical processing means. 1
And a second provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor, and a frequency for performing frequency analysis of the output signal detected by the knock sensor. Analysis means, a third provisional determination means for determining the occurrence of knock based on the analysis result of the output signal by the frequency analysis means, a determination result based on the first provisional determination, and the second provisional determination Final knock determination means for finally determining the occurrence of knock based on at least any two or more determination results of the determination result based on the means and the determination result based on the third provisional determination means, A knock control device for an internal combustion engine, comprising: ignition timing control means for controlling ignition timing based on a final knock occurrence determination result by the final knock determination means. .
仮判定手段による仮判定結果と、前記第2の仮判定手段
および/または前記第3の仮判定手段によるノック仮判
定結果とがノックが発生したと判定したときに最終的に
ノックが発生したと判定することを特徴とする請求項7
に記載の内燃機関のノック制御装置。8. The final knock determination means knocks a temporary determination result by the first temporary determination means and a temporary knock determination result by the second temporary determination means and / or the third temporary determination means. 8. When it is determined that the knock has occurred, it is finally determined that the knock has occurred.
A knock control device for an internal combustion engine according to item 1.
信号における最大値を検出する第1の最大値検出手段
と、 前記最大値検出手段により検出された複数個の最大値を
対数変換することにより得られる分布形状に基づいて第
1の判定値を設定する第1の仮判定値設定手段とを備
え、 前記第1の仮判定手段は、前記第1の仮判定値設定手段
により設定される判定値と前記ノックセンサにより検出
される出力信号とに基づいてノックの発生を仮判定する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5または請求項7
または請求項8のいずれか一つに記載の内燃機関のノッ
ク制御装置。9. A first maximum value detecting means for detecting a maximum value in an output signal of a predetermined section by the knock sensor; and a logarithmic conversion of a plurality of maximum values detected by the maximum value detecting means. And a first provisional determination value setting means for setting a first determination value based on the distribution shape of the distribution pattern, wherein the first provisional determination means is a determination value set by the first provisional determination value setting means. 8. The occurrence of knock is tentatively determined based on and an output signal detected by the knock sensor.
Alternatively, the knock control device for the internal combustion engine according to claim 8.
力信号の最大値を検出する第2の最大値検出手段と、 前記ノックセンサにより出力される出力信号が、第2の
所定値以上となる期間を前記波形形状を判定する判定期
間とする判定期間設定手段とを備え、 前記第2の仮判定手段は、前記判定期間設定手段による
判定期間と、前記最大値検出手段により前記判定期間中
に検出される出力信号の最大値とに基づいてノックの発
生を仮判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3
または請求項6乃至請求項8のいずれか一つに記載の内
燃機関のノック制御装置。10. A second maximum value detecting means for detecting a maximum value of an output signal output by the knock sensor, and a period during which the output signal output by the knock sensor is equal to or more than a second predetermined value. A determination period setting unit that determines the waveform shape as a determination period, and the second provisional determination unit detects the determination period by the determination period setting unit and the maximum value detection unit during the determination period. 4. The provisional determination of knock occurrence is made based on the maximum value of the output signal that
Alternatively, the knock control device for the internal combustion engine according to any one of claims 6 to 8.
力信号を所定時間毎にA−D変換して時系列に蓄積する
A−D変換手段と、 前記A−D変換手段に所定ポイントのA−D変換値が蓄
積される毎に繰り返して周波数分析を実行する周波数分
析手段と、 前記周波数分析手段により複数回実行された周波数分析
を加算する加算手段とを備え、 前記第3の仮判定手段は、前記加算手段の結果からノッ
クとノイズを分離してノックの発生を仮判定することを
特徴とする請求項4乃至請求項8のいずれか一つに記載
の内燃機関のノック制御装置。11. An A / D conversion unit for A / D converting an output signal output from the knock sensor at predetermined time intervals and accumulating in time series, and an A-D conversion unit at a predetermined point in the A / D conversion unit. A frequency analysis unit that repeatedly performs a frequency analysis each time a conversion value is accumulated, and an addition unit that adds the frequency analysis performed a plurality of times by the frequency analysis unit, and the third provisional determination unit, The knock control device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 8, wherein knock and noise are separated from the result of the adding means to temporarily determine the occurrence of knock.
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