JP2009257091A - Knocking determining device of internal combustion engine - Google Patents

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Masato Kaneko
理人 金子
Hiroto Tanaka
博人 田中
Satoshi Watanabe
聡 渡▲邉▼
Norihito Hanai
紀仁 花井
Kenji Senda
健次 千田
Satoru Masuda
哲 枡田
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Denso Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the possibility of erroneously determining whether or not knocking occurs. <P>SOLUTION: An engine ECU carries out a program including a step (S300) of updating the standard deviation σ of the accumulated value lpkknk of the vibration intensity, a step (S302) of updating the median VM of the accumulated value lpkknk, a step (S304) of updating the knocking determination level VKD using the updated median VM and standard deviation σ, a step (S400) of determining whether or not the accumulated value lpkknk is same as or higher than the knocking determination level VKD, that is, whether or not knocking occurs, and a step (S206) of stopping the determination on whether or not knocking occurs if the ignition timing is retarded than the top dead center (YES in the step S200). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関のノッキング判定装置に関し、特に、点火時期を遅角する場合にノッキングが発生したか否かを判定することを停止する技術に関する。   The present invention relates to a knock determination device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for stopping determining whether knock has occurred or not when retarding an ignition timing.

従来より、ノッキング(ノック)の有無を判定する様々な方法が提案されている。たとえば、内燃機関より検出される振動の強度が、ノック判定値より大きいか否かによりノッキングの発生を判定する技術がある。   Conventionally, various methods for determining the presence or absence of knocking (knocking) have been proposed. For example, there is a technique for determining the occurrence of knocking based on whether or not the intensity of vibration detected from an internal combustion engine is greater than a knock determination value.

特開2007−255195号公報(特許文献1)は、内燃機関で発生する振動の強度を複数回検出するための検出部と、検出部により検出された各強度に応じて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するための第1の算出部と、ノック強度と予め定められた第1の判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期を制御するための制御部とを備えた内燃機関の点火時期制御装置を開示する。たとえば、ノック強度が第1の判定値より大きい場合、点火時期が遅角される。
特開2007−255195号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-255195 (Patent Document 1) discloses a detection unit for detecting the intensity of vibration generated in an internal combustion engine a plurality of times, and vibration caused by knocking according to each intensity detected by the detection unit. And a control unit for controlling the ignition timing of the internal combustion engine based on a result of comparing the knock intensity with a predetermined first determination value. An ignition timing control device for an internal combustion engine comprising: For example, when the knock magnitude is larger than the first determination value, the ignition timing is retarded.
JP 2007-255195 A

ところで、内燃機関の点火時期は、ノッキングが発生した場合の他にも、自動変速機の変速時もしくは急加速時において、ショックもしくは振動を低減するために遅角される。すなわち、ノッキングが発生していなくても、車両の走行状態に応じて点火時期が遅角される。点火時期が上死点よりも後になるまで遅角されると、上死点よりも後のクランク角において発生するノッキングによる振動と、点火により発生する振動との区別が困難な場合がある。点火により発生する振動が検出され得るクランク角とノッキングによる振動が検出され得るクランク角とが重複するためである。したがって、ノッキングが発生したか否かを誤判定し得る。しかしながら、特開2007−255195号公報には、このような課題に関する開示は何等ない。   By the way, the ignition timing of the internal combustion engine is retarded in order to reduce shock or vibration at the time of shifting or sudden acceleration of the automatic transmission, as well as when knocking occurs. That is, even if knocking has not occurred, the ignition timing is retarded according to the traveling state of the vehicle. If the ignition timing is retarded until after the top dead center, it may be difficult to distinguish between vibration caused by knocking generated at a crank angle after top dead center and vibration generated by ignition. This is because the crank angle at which vibration generated by ignition can be detected overlaps with the crank angle at which vibration due to knocking can be detected. Therefore, it can be erroneously determined whether or not knocking has occurred. However, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-255195 has no disclosure regarding such a problem.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノッキングが発生したか否かを誤って判定する可能性を小さくすることができる内燃機関のノッキング判定装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a knock determination device for an internal combustion engine that can reduce the possibility of erroneous determination of whether or not knocking has occurred. Is to provide.

第1の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置は、車両の走行状態に応じて内燃機関の点火時期を制御するための手段と、内燃機関の振動の強度を、複数の点火サイクルにおいて検出するための手段と、強度の中央値を表わす第1の値を、強度に応じて更新することにより算出するための第1の算出手段と、強度の標準偏差を表わす第2の値を、強度に応じて更新することにより算出するための第2の算出手段と、第1の値および第2の値に応じた判定値を設定するための設定手段と、強度が判定値よりも大きい場合、ノッキングが発生したと判定するための手段とを備える。判定手段は、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための判定停止手段を含む。   An internal combustion engine knock determination device according to a first aspect of the present invention is a means for controlling the ignition timing of an internal combustion engine in accordance with the running state of a vehicle, and for detecting the intensity of vibration of the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles. And a first calculating means for calculating the first value representing the median value of the intensity according to the intensity, and a second value representing the standard deviation of the intensity according to the intensity. A second calculating means for calculating by updating, a setting means for setting a determination value according to the first value and the second value, and if the strength is greater than the determination value, knocking is Means for determining that it has occurred. The determination means includes a determination stop means for stopping determining whether or not knocking has occurred when the ignition timing is later than a predetermined timing.

この構成によると、車両の走行状態に応じて内燃機関の点火時期が制御される。たとえば、内燃機関に連結される自動変速機の変速時もしくは車両の急加速時において、ショックもしくは振動を低減するために点火時期が遅角される。また、内燃機関の振動の強度が、複数の点火サイクルにおいて検出される。検出された強度の中央値を表わす第1の値および標準偏差を表わす第2の値が算出される。これらの第1の値および第2の値に応じた判定値が設定される。これにより、内燃機関で実際に発生する振動の強度に応じた判定値を得ることができる。強度が判定値よりも大きい場合、ノッキングが発生したと判定される。ところで、内燃機関の点火時期を遅角した場合、点火により発生する振動が検出され得るクランク角とノッキングによる振動が検出され得るクランク角とが重複し得る。そのため、ノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難な場合がある。そこで、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。その結果、ノッキングが発生したか否かを誤って判定する可能性を小さくすることができる内燃機関のノッキング判定装置を提供することができる。   According to this configuration, the ignition timing of the internal combustion engine is controlled according to the traveling state of the vehicle. For example, the ignition timing is retarded in order to reduce shock or vibration at the time of shifting of an automatic transmission connected to the internal combustion engine or at the time of sudden acceleration of the vehicle. Further, the intensity of vibration of the internal combustion engine is detected in a plurality of ignition cycles. A first value representing the median value of the detected intensity and a second value representing the standard deviation are calculated. Determination values corresponding to the first value and the second value are set. Thereby, it is possible to obtain a determination value corresponding to the intensity of vibration actually generated in the internal combustion engine. When the intensity is larger than the determination value, it is determined that knocking has occurred. By the way, when the ignition timing of the internal combustion engine is retarded, the crank angle at which vibration generated by ignition can be detected and the crank angle at which vibration due to knocking can be detected may overlap. For this reason, it may be difficult to distinguish between vibration caused by knocking and vibration caused by ignition. Therefore, when the ignition timing is later than a predetermined timing, it is stopped to determine whether knocking has occurred. Accordingly, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred. As a result, it is possible to provide a knock determination device for an internal combustion engine that can reduce the possibility of erroneous determination of whether or not knocking has occurred.

第2の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第1の発明の構成に加え、判定停止手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための手段を有する。   In the knock determination device for an internal combustion engine according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the determination stop means causes knocking when the ignition timing is changed from before to after a predetermined timing. Means for stopping the determination of whether or not.

この構成によると、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、ノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、突発的に発生するノッキングと同様に、予め定められた時期よりも後のクランク角において点火による振動が突発的に現れ得る場合に、ノッキングが発生したか否かを判定することができる。そのため、ノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難な状況において、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。   According to this configuration, when the ignition timing is changed from before to after a predetermined timing, it is stopped to determine whether knocking has occurred. As a result, it is possible to determine whether or not knocking has occurred when vibration due to ignition can suddenly appear at a crank angle after a predetermined time, similarly to knocking that occurs suddenly. . Therefore, in a situation where it is difficult to distinguish between vibration caused by knocking and vibration caused by ignition, the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred can be reduced.

第3の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第1または2の発明の構成に加え、第1の算出手段は、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、第1の値がより速く変化するように更新するための更新手段を含む。第2の算出手段は、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、第2の値の更新を停止するための更新停止手段を含む。   In the knock determination device for an internal combustion engine according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the first calculation means is configured to output the first when the ignition timing is later than a predetermined timing. Update means for updating so that the value of changes faster. The second calculation means includes an update stop means for stopping the update of the second value when the ignition timing is later than a predetermined time.

この構成によると、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、中央値を表わす第1の値がより速く変化するように更新されるとともに、標準偏差を表わす第2の値の更新が停止される。これにより、点火時期が遅角されたことにより内燃機関で発生する振動の強度が大きく変化し得る場合において、中央値を表わす第1の値がより速く変化するように更新するとともに、標準偏差を表わす第2の値の更新を停止することができる。そのため、中央値を表わす第1の値を、内燃機関において実際に発生する強度に速やかに追従させることができる。また、検出される強度の急変に伴なって突発的に大きくなり得る標準偏差を表わす第2の値が変化しないようにすることができる。これらの第1の値および第2の値に応じて判定値が算出される。そのため、実際に内燃機関で発生する振動に対する判定値の追従遅れを軽減することができる。その結果、実際に内燃機関で発生する振動に精度よく対応した判定値を得ることができる。   According to this configuration, when the ignition timing is later than the predetermined timing, the first value representing the median value is updated so as to change more quickly, and the second value representing the standard deviation is updated. Is stopped. As a result, when the magnitude of vibration generated in the internal combustion engine can change greatly due to the retarded ignition timing, the first value representing the median value is updated so as to change more quickly, and the standard deviation is changed. The update of the second value to represent can be stopped. For this reason, the first value representing the median value can quickly follow the intensity actually generated in the internal combustion engine. Further, it is possible to prevent the second value representing the standard deviation that can suddenly increase with a sudden change in detected intensity from being changed. A determination value is calculated in accordance with the first value and the second value. Therefore, the follow-up delay of the determination value with respect to the vibration actually generated in the internal combustion engine can be reduced. As a result, it is possible to obtain a determination value that accurately corresponds to vibration actually generated in the internal combustion engine.

第4の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第3の発明の構成に加え、更新手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、第1の値がより速く変化するように更新するための手段を有する。更新停止手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、第2の値の更新を停止するための手段を有する。   In the knock determination device for an internal combustion engine according to the fourth invention, in addition to the configuration of the third invention, the updating means has the first value when the ignition timing is changed from before to after a predetermined timing. Has means for updating to change faster. The update stop means has means for stopping the update of the second value when the ignition timing is changed from before to after the predetermined timing.

この構成によると、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、中央値を表わす第1の値がより速く変化するように更新されるとともに、標準偏差を表わす第2の値の更新が停止される。これにより、点火時期が遅角されたことにより内燃機関で発生する振動の強度が大きく変化し得る場合において、中央値を表わす第1の値がより速く変化するように更新するとともに、標準偏差を表わす第2の値の更新を停止することができる。そのため、中央値を表わす第1の値を、内燃機関において実際に発生する強度に速やかに追従させることができる。また、検出される強度の急変に伴なって突発的に大きくなり得る標準偏差を表わす第2の値が変化しないようにすることができる。これらの第1の値および第2の値に応じて判定値が算出される。そのため、実際に内燃機関で発生する振動に対する判定値の追従遅れを軽減することができる。その結果、実際に内燃機関で発生する振動に精度よく対応した判定値を得ることができる。   According to this configuration, when the ignition timing is changed from before to after the predetermined timing, the first value representing the median is updated so as to change more quickly, and the second representing the standard deviation is used. The value update is stopped. As a result, when the magnitude of vibration generated in the internal combustion engine can change greatly due to the retarded ignition timing, the first value representing the median value is updated so as to change more quickly, and the standard deviation is changed. The update of the second value to represent can be stopped. For this reason, the first value representing the median value can quickly follow the intensity actually generated in the internal combustion engine. Further, it is possible to prevent the second value representing the standard deviation that can suddenly increase with a sudden change in detected intensity from being changed. A determination value is calculated in accordance with the first value and the second value. Therefore, the follow-up delay of the determination value with respect to the vibration actually generated in the internal combustion engine can be reduced. As a result, it is possible to obtain a determination value that accurately corresponds to vibration actually generated in the internal combustion engine.

第5の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第3または4の発明の構成に加え、判定停止手段は、予め定められた回数だけノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための手段を有する。更新手段は、予め定められた回数だけ第1の値がより速く変化するように更新するための手段を有する。更新停止手段は、予め定められた回数だけ第2の値の更新を停止するための手段を有する。   In the internal combustion engine knock determination device according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third or fourth aspect, the determination stop means stops determining whether or not knocking has occurred a predetermined number of times. Means to do. The updating means includes means for updating the first value so as to change faster by a predetermined number of times. The update stop means has means for stopping the update of the second value a predetermined number of times.

この構成によると、予め定められた回数(たとえば点火回数)だけノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、ノッキングが判定したか否かを判定することを停止する期間を制限することができる。そのため、ノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難である期間だけ、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止することができる。さらに、予め定められた回数だけ中央値を表わす第1の値がより速く変化するように更新されるとともに、標準偏差を表わす第2の値の更新が停止される。これにより、第1の値の更新を速くするとともに第2の値の更新を停止する期間を制限することができる。そのため、内燃機関で発生する振動に精度よく対応した判定値を得るために必要な期間だけ、第1の値の更新を速くするとともに第2の値の更新を停止することができる。   According to this configuration, it is stopped to determine whether knocking has occurred a predetermined number of times (for example, the number of ignitions). As a result, it is possible to limit the period for stopping determining whether knocking has been determined. Therefore, it is possible to stop determining whether or not knocking has occurred only during a period in which it is difficult to distinguish between vibration caused by knocking and vibration caused by ignition. Further, the first value representing the median value is updated so as to change more quickly by a predetermined number of times, and the updating of the second value representing the standard deviation is stopped. This makes it possible to speed up the update of the first value and limit the period during which the update of the second value is stopped. Therefore, the update of the first value can be accelerated and the update of the second value can be stopped only during a period necessary for obtaining a determination value that accurately corresponds to the vibration generated in the internal combustion engine.

第6の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加え、設定手段は、零より大きい第1の係数と第2の値との積を第1の値に加算した値を判定値に設定するための手段を含む。   In the knock determination device for an internal combustion engine according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the setting means calculates the product of the first coefficient greater than zero and the second value. Means for setting a value added to the value of 1 as a determination value is included.

この構成によると、零より大きい第1の係数と第2の値との積を第1の値に加算することにより得られる値が、判定値に設定される。これにより、中央値を表わす第1の値および標準偏差を表わす第2の値に応じた判定値を得ることができる。   According to this configuration, a value obtained by adding the product of the first coefficient greater than zero and the second value to the first value is set as the determination value. Thereby, a determination value corresponding to the first value representing the median value and the second value representing the standard deviation can be obtained.

第7の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加え、予め定められた時期は上死点である。   In the internal combustion engine knock determination device according to the seventh aspect of the invention, in addition to the structure of any one of the first to sixth aspects, the predetermined time is top dead center.

この構成によると、点火時期が上死点よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、上死点よりも後のクランク角で発生するノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難である場合に、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止することができる。そのため、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。   According to this configuration, when the ignition timing is after the top dead center, the determination of whether or not knocking has occurred is stopped. Thereby, when it is difficult to distinguish between vibration caused by knocking generated at a crank angle after top dead center and vibration generated by ignition, it is possible to stop determining whether knocking has occurred or not. it can. Therefore, the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred can be reduced.

第8の発明に係る内燃機関のノッキング判定装置においては、第1〜7のいずれかの発明の構成に加え、内燃機関には、複数の気筒が設けられる。判定手段は、気筒毎にノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含む。判定停止手段は、複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒における点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを全ての気筒において停止するための手段を含む。   In the knock determination device for an internal combustion engine according to the eighth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh aspects, the internal combustion engine is provided with a plurality of cylinders. The determining means includes means for determining whether knocking has occurred for each cylinder. The determination stop means stops all the cylinders from determining whether knocking has occurred when the ignition timing in at least one of the plurality of cylinders is later than a predetermined timing. Means for doing so.

この構成によると、内燃機関に設けられた全ての気筒において、ノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、全ての気筒において、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。   According to this configuration, it is stopped to determine whether knocking has occurred in all the cylinders provided in the internal combustion engine. Accordingly, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred in all the cylinders.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1を参照して、本発明の実施の形態に係るノッキング判定装置を搭載した車両のエンジン100について説明する。このエンジン100には複数の気筒が設けられる。本実施の形態に係るノッキング判定装置は、たとえばエンジンECU(Electronic Control Unit)200が実行するプログラムにより実現される。なお、エンジンECU200により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。   With reference to FIG. 1, a vehicle engine 100 equipped with a knock determination device according to an embodiment of the present invention will be described. The engine 100 is provided with a plurality of cylinders. The knocking determination device according to the present embodiment is realized by a program executed by an engine ECU (Electronic Control Unit) 200, for example. The program executed by engine ECU 200 may be recorded on a recording medium such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) and distributed to the market.

エンジン100は、エアクリーナ102から吸入された空気とインジェクタ104から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ106により点火して燃焼させる内燃機関である。   Engine 100 is an internal combustion engine that burns an air-fuel mixture of air sucked from air cleaner 102 and fuel injected from injector 104 by igniting with an ignition plug 106 in a combustion chamber.

点火時期は、エンジン100の運転状態に応じて設定される。以下、エンジン100の運転状態に応じて設定される点火時期を基本点火時期とも記載する。ノッキングが発生した場合などには、点火時期は基本点火時期から遅角される。   The ignition timing is set according to the operating state of engine 100. Hereinafter, the ignition timing set according to the operating state of engine 100 is also referred to as basic ignition timing. When knocking occurs, the ignition timing is retarded from the basic ignition timing.

混合気が燃焼すると、燃焼圧によりピストン108が押し下げられ、クランクシャフト110が回転する。燃焼後の混合気(排気ガス)は、三元触媒112により浄化された後、車外に排出される。エンジン100に吸入される空気の量は、スロットルバルブ114により調整される。吸気バルブ116が開いた際に燃焼室に混合気が導入される。排気バルブ118が開いた際に燃焼室から排気ガスが排出される。   When the air-fuel mixture burns, the piston 108 is pushed down by the combustion pressure, and the crankshaft 110 rotates. The combusted air-fuel mixture (exhaust gas) is purified by the three-way catalyst 112 and then discharged outside the vehicle. The amount of air taken into engine 100 is adjusted by throttle valve 114. When the intake valve 116 is opened, the air-fuel mixture is introduced into the combustion chamber. When the exhaust valve 118 is opened, the exhaust gas is discharged from the combustion chamber.

エンジン100は、エンジンECU200により制御される。エンジンECU200には、ノックセンサ300と、水温センサ302と、タイミングロータ304に対向して設けられたクランクポジションセンサ306と、スロットル開度センサ308と、車速センサ310と、イグニッションスイッチ312と、エアフローメータ314とが接続されている。   Engine 100 is controlled by engine ECU 200. The engine ECU 200 includes a knock sensor 300, a water temperature sensor 302, a crank position sensor 306 provided facing the timing rotor 304, a throttle opening sensor 308, a vehicle speed sensor 310, an ignition switch 312, and an air flow meter. 314 is connected.

ノックセンサ300は、エンジン100のシリンダブロックに設けられる。ノックセンサ300は、圧電素子により構成されている。ノックセンサ300は、エンジン100の振動により電圧を発生する。電圧の大きさは、振動の大きさと対応した大きさとなる。ノックセンサ300は、電圧を表わす信号をエンジンECU200に送信する。水温センサ302は、エンジン100のウォータージャケット内の冷却水の温度を検出し、検出結果を表わす信号を、エンジンECU200に送信する。   Knock sensor 300 is provided in a cylinder block of engine 100. Knock sensor 300 is composed of a piezoelectric element. Knock sensor 300 generates a voltage due to vibration of engine 100. The magnitude of the voltage corresponds to the magnitude of the vibration. Knock sensor 300 transmits a signal representing a voltage to engine ECU 200. Water temperature sensor 302 detects the temperature of the cooling water in the water jacket of engine 100 and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200.

タイミングロータ304は、クランクシャフト110に設けられており、クランクシャフト110と共に回転する。タイミングロータ304の外周には、予め定められた間隔で複数の突起が設けられている。クランクポジションセンサ306は、タイミングロータ304の突起に対向して設けられている。タイミングロータ304が回転すると、タイミングロータ304の突起と、クランクポジションセンサ306とのエアギャップが変化するため、クランクポジションセンサ306のコイル部を通過する磁束が増減し、コイル部に起電力が発生する。クランクポジションセンサ306は、起電力を表わす信号を、エンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角およびクランクシャフト110の回転数を検出する。   The timing rotor 304 is provided on the crankshaft 110 and rotates together with the crankshaft 110. A plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the timing rotor 304 at predetermined intervals. The crank position sensor 306 is provided to face the protrusion of the timing rotor 304. When the timing rotor 304 rotates, the air gap between the protrusion of the timing rotor 304 and the crank position sensor 306 changes, so that the magnetic flux passing through the coil portion of the crank position sensor 306 increases and decreases, and an electromotive force is generated in the coil portion. . Crank position sensor 306 transmits a signal representing the electromotive force to engine ECU 200. Engine ECU 200 detects the crank angle and the rotational speed of crankshaft 110 based on the signal transmitted from crank position sensor 306.

スロットル開度センサ308は、スロットル開度を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。車速センサ310は、車輪(図示せず)の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。エンジンECU200は、車輪の回転数から、車速を算出する。イグニッションスイッチ312は、エンジン100を始動させる際に、運転者によりオン操作される。エアフローメータ314は、エンジン100に吸入される空気量を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU200に送信する。   Throttle opening sensor 308 detects the throttle opening and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200. Vehicle speed sensor 310 detects the number of rotations of a wheel (not shown) and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200. Engine ECU 200 calculates the vehicle speed from the rotational speed of the wheel. Ignition switch 312 is turned on by the driver when engine 100 is started. Air flow meter 314 detects the amount of air taken into engine 100 and transmits a signal representing the detection result to engine ECU 200.

エンジンECU200は、電源である補機バッテリ320から供給された電力により作動する。エンジンECU200は、各センサおよびイグニッションスイッチ312から送信された信号、ROM(Read Only Memory)202に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。   Engine ECU 200 is operated by electric power supplied from auxiliary battery 320 as a power source. The engine ECU 200 performs arithmetic processing based on signals transmitted from the sensors and the ignition switch 312, a map and a program stored in a ROM (Read Only Memory) 202, so that the engine 100 enters a desired operating state. Control equipment.

本実施の形態において、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号およびクランク角に基づいて、予め定められたノック検出ゲート(予め定められた第1クランク角から予め定められた第2クランク角までの区間)におけるエンジン100の振動の波形(以下、振動波形と記載する)を検出し、検出された振動波形に基づいて、エンジン100にノッキングが発生したか否かを判定する。本実施の形態におけるノック検出ゲートは、燃焼行程において上死点(0度)から90度までである。なお、ノック検出ゲートはこれに限らない。   In the present embodiment, engine ECU 200 determines a predetermined knock detection gate (a predetermined second crank angle from a predetermined first crank angle based on a signal and a crank angle transmitted from knock sensor 300). The vibration waveform of the engine 100 (hereinafter referred to as a vibration waveform) is detected in the period up to this point), and whether or not knocking has occurred in the engine 100 is determined based on the detected vibration waveform. The knock detection gate in the present embodiment is from top dead center (0 degree) to 90 degrees in the combustion stroke. The knock detection gate is not limited to this.

ノッキングが発生した場合、図2に示すように、エンジン100には、周波数帯A〜Cに含まれるの周波数の振動が発生する。そこで、本実施の形態においては、周波数帯A〜Cを含む広域の周波数帯Dにおける振動が検出される。   When knocking occurs, as shown in FIG. 2, vibration of a frequency included in frequency bands A to C is generated in engine 100. Therefore, in the present embodiment, vibrations in a wide frequency band D including the frequency bands A to C are detected.

図3に示すように、エンジンECU200は、A/D(アナログ/デジタル)変換部400と、バンドパスフィルタ410と、積算部420とを含む。   As shown in FIG. 3, engine ECU 200 includes an A / D (analog / digital) conversion unit 400, a band pass filter 410, and an integration unit 420.

A/D変換部400は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。バンドパスフィルタ410は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、周波数帯Dの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ410により、ノックセンサ300が検出した振動から、周波数帯Dの振動のみが抽出される。   The A / D converter 400 converts an analog signal into a digital signal. Bandpass filter 410 passes only the signal of frequency band D among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the frequency band D is extracted from the vibration detected by the knock sensor 300 by the bandpass filter 410.

積算部420は、バンドパスフィルタ410により選別された信号、すなわち振動の強度を、クランク角度で5°CA(Crank Angle)分づつ積算した積算値(以下、5°CA積算値とも記載する)を算出する。これにより、図4に示すように、周波数帯Dの振動波形が検出される。   The integrating unit 420 integrates a signal selected by the bandpass filter 410, that is, an integrated value obtained by integrating the vibration intensity by 5 ° CA (Crank Angle) as a crank angle (hereinafter also referred to as a 5 ° CA integrated value). calculate. Thereby, as shown in FIG. 4, the vibration waveform of the frequency band D is detected.

検出された振動波形は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす(振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす)相関係数Kを算出するために用いられる。図5に示すように、隣接するクランク角の強度に比べて大きく、かつそのような強度の中で最大の強度のクランク角、すなわち強度がピークになるクランク角以降のクランク角の範囲において、検出された振動波形とノック波形モデルとを比較することにより、相関係数Kが算出される。   The detected vibration waveform is used to calculate a correlation coefficient K that represents the degree to which the vibration waveform is similar to the knock waveform model (represents the difference between the shape of the vibration waveform and the shape of the knock waveform model). As shown in FIG. 5, it is detected in the range of the crank angle after the crank angle at which the strength is the largest, that is, the crank angle at which the strength is peak, which is larger than the strength of the adjacent crank angle. The correlation coefficient K is calculated by comparing the generated vibration waveform with the knock waveform model.

以下、振動波形において強度がピークになるクランク角を特定する方法について説明する。   Hereinafter, a method for specifying the crank angle at which the intensity reaches a peak in the vibration waveform will be described.

本実施の形態においては、図6に示すように、ノック検出ゲートを6等分した領域ごとに、すなわち、クランク角で15°CA分だけ強度(3つの5°CA積算値)を積算した15°CA積算値が算出される。15°CA積算値は、複数の点火サイクルごとに算出される。なお、領域の数は6つに限らず、その他、複数であればいくつでもよい。   In this embodiment, as shown in FIG. 6, the strength (three 5 ° CA integrated values) is integrated for each region obtained by dividing the knock detection gate into 6 equal parts, that is, 15 ° CA in crank angle. ° CA integrated value is calculated. The 15 ° CA integrated value is calculated for each of a plurality of ignition cycles. Note that the number of regions is not limited to six, and any other number may be used.

今回の点火サイクルの15°CA積算値と前回(1つ前)の点火サイクルの15°CA積算値との差より、図6において斜線で示す15°CA積算値の変化量ΔV(1)〜ΔV(6)が検出される。   Due to the difference between the 15 ° CA integrated value of the current ignition cycle and the 15 ° CA integrated value of the previous (one previous) ignition cycle, the change amount ΔV (1) to 15 ° CA integrated value indicated by hatching in FIG. ΔV (6) is detected.

15°CA積算値の変化量ΔV(1)〜ΔV(6)が検出された6つの領域のうち、15°CA積算値の変化量がより大きい領域が2つ特定される。すなわち、変化量が大きい上位2つの領域が特定される。なお、特定する領域は2つに限らない。   Of the six regions in which the change amounts ΔV (1) to ΔV (6) of the 15 ° CA integrated value are detected, two regions where the change amount of the 15 ° CA integrated value is larger are identified. That is, the top two areas with the largest amount of change are specified. Note that the number of areas to be specified is not limited to two.

特定された領域と同じ領域が探索領域として定められ、この探索領域内において、隣接するクランク角の強度(5°CA積算値)に比べて大きく、かつそのような強度の中で最大の強度(5°CA積算値)のクランク角が特定される。すなわち振動波形において強度がピークになるクランク角が特定される。このクランク角に、ノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングを一致させて、振動波形とノック波形モデルとの比較が行なわれる。   The same area as the identified area is defined as a search area, and within this search area, the maximum intensity (within the intensity (5 ° CA integrated value)) is larger than the adjacent crank angle intensity (5 ° CA integrated value). A crank angle of 5 ° CA integrated value) is specified. That is, the crank angle at which the intensity peaks in the vibration waveform is specified. A comparison between the vibration waveform and the knock waveform model is performed by making the crank angle coincide with the timing at which the vibration intensity in the knock waveform model becomes maximum.

ノック波形モデルは、ノッキングが発生した場合のエンジン100の振動波形の基準として定められる。本実施の形態において、ノック波形モデルの強度は、振動波形と比較する度に設定される。より具体的には、ノック波形モデルにおける強度の最大値が、振動波形において、隣接する強度に比べて大きい強度(強度のピーク値)と同じになるように設定される。   The knock waveform model is determined as a reference for the vibration waveform of engine 100 when knocking occurs. In the present embodiment, the strength of the knock waveform model is set every time it is compared with the vibration waveform. More specifically, the maximum intensity value in the knock waveform model is set to be the same as the intensity (peak value of intensity) greater than the adjacent intensity in the vibration waveform.

一方、最大値以外の強度は、エンジン回転数NEおよびエンジン100の負荷に応じて設定される。より具体的には、隣接するクランク角における強度の減衰率が、エンジン回転数NEおよびエンジン100の負荷をパラメータに有するマップに従って設定される。   On the other hand, the intensity other than the maximum value is set according to the engine speed NE and the load of the engine 100. More specifically, the attenuation rate of the intensity at the adjacent crank angle is set according to a map having the engine speed NE and the load of engine 100 as parameters.

たとえば、25%の減衰率で、クランク角で20度分の強度を設定する場合、図7に示すように、25%ずつ強度が減少する。なお、ノック波形モデルの強度を設定する方法はこれに限らない。   For example, when an intensity of 20 degrees is set as the crank angle with an attenuation rate of 25%, the intensity decreases by 25% as shown in FIG. The method for setting the strength of the knock waveform model is not limited to this.

振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値(ズレ量)をクランク角ごと(5°CAごと)に算出することにより、相関係数Kが算出される。なお、5°CA以外のクランク角ごとに振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度との差の絶対値を算出するようにしてもよい。   The correlation coefficient K is calculated by calculating the absolute value (deviation amount) of the difference between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model for each crank angle (every 5 ° CA). The absolute value of the difference between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model may be calculated for each crank angle other than 5 ° CA.

振動波形における強度とノック波形モデルにおける強度とのクランク角ごとの差の絶対値をΔS(I)(Iは自然数)とおく。図8において斜線で示すように、ノック波形モデルの振動の強度を合計した値、すなわち、ノック波形モデルの面積をSとおく。相関係数Kは、下記の式1を用いて算出される。   The absolute value of the difference for each crank angle between the intensity in the vibration waveform and the intensity in the knock waveform model is set to ΔS (I) (I is a natural number). As indicated by hatching in FIG. 8, a value obtained by summing the vibration intensities of the knock waveform model, that is, the area of the knock waveform model is S. The correlation coefficient K is calculated using Equation 1 below.

K=(S−ΣΔS(I))/S・・・(1)
ΣΔS(I)は、ΔS(I)の総和である。なお、相関係数Kの算出方法はこれに限らない。
K = (S−ΣΔS (I)) / S (1)
ΣΔS (I) is the sum of ΔS (I). Note that the method of calculating the correlation coefficient K is not limited to this.

本実施の形態においては、相関係数Kの他、ノック強度Nが算出される。ノック強度Nは、図9において斜線で示すように、振動波形における強度(5°CA積算値)を合計した積算値lpkknkを用いて算出される。なお、積算値lpkknkの代わりに、振動波形における最大の強度を用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, in addition to correlation coefficient K, knock magnitude N is calculated. Knock strength N is calculated using an integrated value lpkknk obtained by summing up the strength (5 ° CA integrated value) in the vibration waveform, as indicated by hatching in FIG. Note that the maximum intensity in the vibration waveform may be used instead of the integrated value lpkknk.

エンジン100にノッキングが発生していない状態におけるエンジン100の振動の強度を表わす値をBGL(Back Ground Level)と表わす。ノック強度Nは、下記の式2を用いて算出される。   A value representing the intensity of vibration of engine 100 in a state where knocking has not occurred in engine 100 is represented as BGL (Back Ground Level). Knock strength N is calculated using Equation 2 below.

N=lpkknk/BGL・・・(2)
なお、ノック強度Nの算出方法はこれに限らない。ノック強度Nを算出する際、積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。BGLは、各積算値lpkknkが検出された頻度(回数、確率ともいう)を表わす頻度分布において、標準偏差σと正の係数(たとえば「1」)との積を、中央値VMから減算した値として算出される。なお、BGLの算出方法はこれに限らず、BGLをROM202に記憶しておくようにしてもよい。また、頻度分布を作成する際、積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。したがって、図10に示すように、積算値lpkknkの頻度分布において、ノック強度Nは積算値lpkknkとBGLとの差として表わされる。なお、頻度分布は気筒毎に作成される。
N = lpkknk / BGL (2)
The method for calculating knock magnitude N is not limited to this. When calculating knock magnitude N, a logarithmic conversion value of integrated value lpkknk is used. BGL is a value obtained by subtracting, from median value VM, the product of standard deviation σ and a positive coefficient (for example, “1”) in a frequency distribution representing the frequency (number of times or probability) at which each integrated value lpkknk is detected. Is calculated as Note that the BGL calculation method is not limited to this, and the BGL may be stored in the ROM 202. Further, when creating the frequency distribution, the logarithm conversion value of the integrated value lpkknk is used. Therefore, as shown in FIG. 10, in the frequency distribution of integrated value lpkknk, knock magnitude N is expressed as the difference between integrated value lpkknk and BGL. The frequency distribution is created for each cylinder.

ところで、図11に示すように、ノック検出ゲートの終点、すなわちクランク角で90度付近の領域において15度積算値の変化量が大きいと、強度度がピークになるクランク角が、ノック検出ゲートを2等分した領域のうち、遅角側の領域内から特定され得る。   By the way, as shown in FIG. 11, when the change amount of the integrated value of 15 degrees is large in the end point of the knock detection gate, that is, in the region around 90 degrees in the crank angle, the crank angle at which the intensity level reaches the peak Among the bisected regions, the region can be identified from the retarded region.

エンジン100において、ノッキングは、上死点付近で発生することが知られている。すなわち、クランク角で90度付近において発生する振動は、ノッキング以外の要因により発生したものであるといえる。   In engine 100, it is known that knocking occurs near top dead center. That is, it can be said that the vibration that occurs near 90 degrees in crank angle is caused by factors other than knocking.

そこで、ノック検出ゲートの前部に定められるピーク探索区間外に、15°CA積算値の変化量がより大きい領域として特定された領域がある場合、ノッキングに起因せずに15度積算値が変化した可能性が高い。この場合、特定された領域における15°CA積算値が前回の点火サイクルにおいて算出された15°CA積算値と同じ値になるように、振動波形が補正される。すなわち、図11において斜線で示す部分が取り除かれる。その結果、図12に示すような振動波形が得られる。振動波形が補正された場合は、補正後の振動波形における積算値lpkknkが用いられる。   Therefore, if there is a region specified as a region where the amount of change in the 15 ° CA integrated value is larger outside the peak search section defined in front of the knock detection gate, the 15 ° integrated value changes without causing knocking. It is highly possible. In this case, the vibration waveform is corrected so that the 15 ° CA integrated value in the specified region becomes the same value as the 15 ° CA integrated value calculated in the previous ignition cycle. That is, the hatched portion in FIG. 11 is removed. As a result, a vibration waveform as shown in FIG. 12 is obtained. When the vibration waveform is corrected, the integrated value lpkknk in the corrected vibration waveform is used.

本実施の形態においては、振動波形の形状に基づいて算出される相関係数Kおよび振動波形の強度に基づいて算出されるノック強度Nを用いて、ノッキングが発生したか否かが1点火毎に判定される。ノッキングが発生したか否かは気筒毎に判定される。相関係数Kがしきい値K1以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。   In the present embodiment, whether or not knocking has occurred is determined for each ignition using the correlation coefficient K calculated based on the shape of the vibration waveform and the knock intensity N calculated based on the strength of the vibration waveform. Is determined. Whether or not knocking has occurred is determined for each cylinder. If correlation coefficient K is equal to or greater than threshold value K1 and knock magnitude N is equal to or greater than determination value VJ, it is determined that knocking has occurred. Otherwise, it is determined that knocking has not occurred.

また、本実施の形態においては、図13に示すように、15°CA積算値の変化量がより大きい領域として特定された領域が、予め定められたピーク探索区間外にある場合、ノッキングが発生していないと判定される。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, knocking occurs when the region specified as the region where the change amount of the 15 ° CA integrated value is larger is outside the predetermined peak search interval. It is determined that it is not.

ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。   If it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded by a predetermined amount. If it is determined that knocking has not occurred, the ignition timing is advanced by a predetermined amount.

ところで、エンジン100もしくは車両の出荷時において、ROM202に記憶される判定値VJ(出荷時における判定値VJの初期値)には、予め実験などにより定められる値が用いられる。ところが、ノックセンサ300の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン100で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、判定値VJを補正し、実際に検出される強度に応じた判定値VJを用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。そこで、本実施の形態においては、予め定められた回数IGN1(たとえば200回)の点火サイクル毎に、判定値VJが補正される。   By the way, when the engine 100 or the vehicle is shipped, a value determined in advance through experiments or the like is used as the determination value VJ stored in the ROM 202 (initial value of the determination value VJ at the time of shipment). However, the detected intensity can change even when the same vibration occurs in engine 100 due to variations or deterioration in the output value of knock sensor 300. In this case, it is necessary to correct the determination value VJ and determine whether knocking has occurred using the determination value VJ according to the actually detected intensity. Therefore, in the present embodiment, determination value VJ is corrected every ignition cycle of a predetermined number of times IGN1 (for example, 200 times).

判定値VJは、後述するノックカウント値KCに応じて補正される。ノックカウント値KCをカウントするために、前述した方法とは異なる方法を用いてノッキングが発生したか否かが判定される。   Determination value VJ is corrected according to a knock count value KC described later. In order to count knock count value KC, it is determined whether knocking has occurred using a method different from the method described above.

図14を参照して、エンジンECU200の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。   The function of engine ECU 200 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software or hardware.

エンジンECU200は、点火時期設定部500と、クランク角検出部600と、強度検出部602と、波形検出部604と、相関係数算出部606と、積算値算出部608と、ノック強度算出部610と、第1ノッキング判定部612と、点火時期制御部614と、点火時期判定部616と、フィードバック部700とを備える。   The engine ECU 200 includes an ignition timing setting unit 500, a crank angle detection unit 600, an intensity detection unit 602, a waveform detection unit 604, a correlation coefficient calculation unit 606, an integrated value calculation unit 608, and a knock intensity calculation unit 610. A first knock determination unit 612, an ignition timing control unit 614, an ignition timing determination unit 616, and a feedback unit 700.

点火時期設定部500は、車両の走行状態(運転状態)およびエンジン100の運転状態に応じて基本点火時期を設定する。基本点火時期は、たとえば、エンジン回転数NEおよび負荷KLをパラメータとして有するマップに従って設定される。また、エンジン100に連結される自動変速機(図示せず)の変速時および車両の加速時などには、上死点よりも後のクランク角が基本点火時期に設定される。   Ignition timing setting unit 500 sets the basic ignition timing according to the running state (driving state) of the vehicle and the driving state of engine 100. The basic ignition timing is set, for example, according to a map having the engine speed NE and the load KL as parameters. Further, at the time of shifting of an automatic transmission (not shown) connected to engine 100, when the vehicle is accelerated, the crank angle after the top dead center is set as the basic ignition timing.

クランク角検出部600は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。   The crank angle detection unit 600 detects the crank angle based on the signal transmitted from the crank position sensor 306.

強度検出部602は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、ノック検出ゲートにおける振動の強度を検出する。振動の強度は、クランク角に対応させて検出される。また、振動の強度は、ノックセンサ300の出力電圧値で表される。なお、ノックセンサ300の出力電圧値と対応した値で振動の強度を表してもよい。   Based on the signal transmitted from knock sensor 300, intensity detector 602 detects the intensity of vibration at the knock detection gate. The intensity of vibration is detected corresponding to the crank angle. The intensity of vibration is expressed by the output voltage value of knock sensor 300. The intensity of vibration may be represented by a value corresponding to the output voltage value of knock sensor 300.

波形検出部604は、振動の強度をクランク角で5°CA分づつ積算することにより、ノック検出ゲートにおける振動波形を検出する。   The waveform detection unit 604 detects the vibration waveform at the knock detection gate by integrating the vibration intensity by 5 ° CA in terms of the crank angle.

相関係数算出部606は、振動波形がノック波形モデルに類似する度合を表わす(振動波形の形状とノック波形モデルの形状との差を表わす)相関係数Kを算出する。   The correlation coefficient calculation unit 606 calculates a correlation coefficient K that represents the degree to which the vibration waveform is similar to the knock waveform model (represents the difference between the shape of the vibration waveform and the shape of the knock waveform model).

積算値算出部608は、振動波形における強度(5°CA積算値)をノック検出ゲート分だけ合計した積算値lpkknkを算出する。ノック強度算出部610は、積算値lpkknkを用いて、ノック強度Nを算出する。   The integrated value calculation unit 608 calculates an integrated value lpkknk obtained by adding the intensity (5 ° CA integrated value) in the vibration waveform by the knock detection gate. Knock strength calculation unit 610 calculates knock strength N using integrated value lpkknk.

第1ノッキング判定部612は、相関係数Kおよびノック強度Nを用いて、ノッキングが発生したか否かを1点火毎に判定する。相関係数Kがしきい値K1以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。もしそうでないと、ノッキングが発生していないと判定される。また、15°CA積算値の変化量がより大きい領域として特定された領域がピーク探索区間外にある場合、ノッキングが発生していないと判定される。さらに、第1ノッキング判定部612は、点火時期が上死点よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止する。   The first knock determination unit 612 determines whether or not knocking has occurred for each ignition using the correlation coefficient K and the knock intensity N. If correlation coefficient K is equal to or greater than threshold value K1 and knock magnitude N is equal to or greater than determination value VJ, it is determined that knocking has occurred. Otherwise, it is determined that knocking has not occurred. Moreover, when the area | region specified as an area | region where the variation | change_quantity of 15 degree CA integrated value is larger is outside a peak search area, it determines with knocking not having generate | occur | produced. Furthermore, the first knock determination unit 612 stops determining whether knocking has occurred when the ignition timing is after top dead center.

点火時期制御部614は、ノッキングが発生したか否かに応じて点火時期を補正することにより制御する。ノッキングが発生したと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が遅角される。ノッキングが発生していないと判定された場合、予め定められた量だけ点火時期が進角される。   The ignition timing control unit 614 performs control by correcting the ignition timing according to whether knocking has occurred. If it is determined that knocking has occurred, the ignition timing is retarded by a predetermined amount. If it is determined that knocking has not occurred, the ignition timing is advanced by a predetermined amount.

点火時期判定部616は、点火時期が上死点よりも後であるか否かを判定する。より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたか否かが判定される。すなわち、今回の点火サイクルにおける点火時期が上死点よりも後であり、かつ前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であるか否かが判定される。   The ignition timing determination unit 616 determines whether or not the ignition timing is after top dead center. More specifically, it is determined whether or not the ignition timing has been changed from before the top dead center. That is, it is determined whether or not the ignition timing in the current ignition cycle is after top dead center and the ignition timing in the previous ignition cycle is before top dead center.

フィードバック部700は、ノック強度Nと比較される判定値VJを設定する。フィードバック部700は、図14に示すように、頻度分布作成部702と、中央値算出部704と、標準偏差算出部706と、BGL算出部708と、ノック判定レベル算出部710と、第2ノッキング判定部712と、カウント部714と、補正部716とを含む。   Feedback unit 700 sets determination value VJ to be compared with knock magnitude N. As shown in FIG. 14, the feedback unit 700 includes a frequency distribution creation unit 702, a median value calculation unit 704, a standard deviation calculation unit 706, a BGL calculation unit 708, a knock determination level calculation unit 710, and a second knocking. A determination unit 712, a count unit 714, and a correction unit 716 are included.

頻度分布作成部702は、図15に示すように、各点火サイクルにおいて算出された積算値lpkknkの頻度分布を作成する。頻度分布を作成する際には、積算値lpkknkの対数変換値が用いられる。   As shown in FIG. 15, the frequency distribution creating unit 702 creates a frequency distribution of the integrated value lpkknk calculated in each ignition cycle. When creating the frequency distribution, the logarithm conversion value of the integrated value lpkknk is used.

中央値算出部704は、積算値lpkknkの中央値VMを算出する。中央値VMは、下記の式3を用いて1点火サイクル毎に算出される。   Median value calculation unit 704 calculates median value VM of integrated values lpkknk. Median value VM is calculated for each ignition cycle using Equation 3 below.

VM(i)=VM(i−1)+(lpkknk−VM(i−1))/X・・・(3)
式3においてVM(i)は今回値を示す。VM(i−1)は前回値を示す。Xは正の値である。すなわち、中央値VMは、積算値lpkknkに応じて定められる更新量(lpkknk−VM(i−1))/Xだけ更新することにより算出される。Xが小さくなることにより、中央値VMの更新量が大きくなる。
VM (i) = VM (i−1) + (lpkknk−VM (i−1)) / X (3)
In Equation 3, VM (i) indicates the current value. VM (i-1) indicates the previous value. X is a positive value. That is, median value VM is calculated by updating by an update amount (lpkknk−VM (i−1)) / X determined according to integrated value lpkknk. As X decreases, the update amount of median value VM increases.

なお、式3を用いて算出される中央値VMは、複数(たとえば200点火サイクル)の積算値lpkknkに基づいて算出される中央値を表わす近似値である。したがって、式3を用いて算出される中央値VMは、実際の中央値とは異なり得る。   Median value VM calculated using Equation 3 is an approximate value representing the median value calculated based on a plurality (for example, 200 ignition cycles) of integrated values lpkknk. Therefore, the median value VM calculated using Equation 3 may be different from the actual median value.

さらに、中央値算出部704は、点火時期判定部616により点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、予め定められた回数IGN2(たとえばIGN2<IGN1)の点火サイクルの間、中央値VMの更新量を大きくする。すなわち、より速く中央値VMが変化するように更新する。   Furthermore, when the ignition timing determination unit 616 determines that the ignition timing is later than the top dead center, the median value calculation unit 704 is more specifically assumed that the ignition timing has been changed from before the top dead center. If determined, the update amount of the median value VM is increased during a predetermined number of ignition cycles IGN2 (for example, IGN2 <IGN1). That is, updating is performed so that the median value VM changes more quickly.

複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において、点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、全ての気筒において中央値VMの更新量が大きくされる。なお、更新量を大きくする代わりにもしくは加えて、更新する回数および頻度を増やすようにしてもよい。   In at least one of the plurality of cylinders, when it is determined that the ignition timing is later than the top dead center, more specifically, it is determined that the ignition timing has been changed from before the top dead center. In this case, the update amount of the median value VM is increased in all the cylinders. Note that the number and frequency of updates may be increased instead of or in addition to increasing the update amount.

標準偏差算出部706は、積算値lpkknkの標準偏差σを算出する。標準偏差σは、下記の式4を用いて1点火サイクル毎に算出される。   Standard deviation calculation unit 706 calculates standard deviation σ of integrated value lpkknk. The standard deviation σ is calculated for each ignition cycle using Equation 4 below.

σ(i)=σ(i−1)+(lpkknk−σ(i−1))/Y・・・(4)
式4においてσ(i)は今回値を示す。σ(i−1)は前回値を示す。Yは正の値である。すなわち、標準偏差σは、積算値lpkknkに応じて定められる更新量(lpkknk−σ(i−1))/Yだけ更新することにより算出される。
σ (i) = σ (i−1) + (lpkknk−σ (i−1)) / Y (4)
In Equation 4, σ (i) represents the current value. σ (i−1) indicates the previous value. Y is a positive value. That is, the standard deviation σ is calculated by updating the update amount (lpkknk−σ (i−1)) / Y determined according to the integrated value lpkknk.

なお、式4を用いて算出される標準偏差σは、複数(たとえば200点火サイクル)の積算値lpkknkに基づいて算出される標準偏差を表わす近似値である。したがって、
式4を用いて算出される標準偏差σは、実際の標準偏差とは異なり得る。
Note that the standard deviation σ calculated using Expression 4 is an approximate value representing a standard deviation calculated based on a plurality (for example, 200 ignition cycles) of integrated values lpkknk. Therefore,
The standard deviation σ calculated using Equation 4 may be different from the actual standard deviation.

さらに、標準偏差算出部706は、点火時期判定部616により点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、予め定められた回数IGN2の点火サイクルの間、標準偏差σの更新を停止する。   Furthermore, when the ignition timing determination unit 616 determines that the ignition timing is later than the top dead center, the standard deviation calculation unit 706 is more specifically assumed that the ignition timing has been changed from before the top dead center. If determined, updating of the standard deviation σ is stopped during a predetermined number of ignition cycles IGN2.

複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において、点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、全ての気筒において標準偏差σの更新が停止される。   In at least one of the plurality of cylinders, when it is determined that the ignition timing is later than the top dead center, more specifically, it is determined that the ignition timing has been changed from before the top dead center. If so, the update of the standard deviation σ is stopped in all the cylinders.

なお、式3および式4を用いて中央値VMおよび標準偏差σを算出する代わりに、以下の算出方法を用いるようにしてもよい。   Instead of calculating median value VM and standard deviation σ using equations 3 and 4, the following calculation method may be used.

今回算出された積算値lpkknkが前回算出された中央値VMよりも大きい場合、前回算出された中央値VMに予め定められた値C1を加算した値が、今回の中央値VMとして算出される。逆に、今回算出された積算値lpkknkが前回算出された中央値VMよりも小さい場合、前回算出された中央値VMから予め定められた値C2(たとえばC2はC1と同じ値)を減算した値が、今回の中央値VMとして算出される。   When the integrated value lpkknk calculated this time is larger than the median value VM calculated last time, a value obtained by adding a predetermined value C1 to the median value VM calculated last time is calculated as the current median value VM. Conversely, if the integrated value lpkknk calculated this time is smaller than the median value VM calculated last time, a value obtained by subtracting a predetermined value C2 (for example, C2 is the same value as C1) from the median value VM calculated last time. Is calculated as the median value VM of this time.

今回算出された積算値lpkknkが、前回算出された中央値VMよりも小さく、かつ前回算出された中央値VMから前回算出された標準偏差σを減算した値よりも大きい場合、前回算出された標準偏差σから予め定められた値C3を2倍した値を減算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。逆に、今回算出された積算値lpkknkが、前回算出された中央値VMよりも大きい場合、または前回算出された中央値VMから前回算出された標準偏差σを減算した値よりも小さい場合、前回算出された標準偏差σに予め定められた値C4(たとえばC4はC3と同じ値)を加算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。中央値VMおよび標準偏差σの初期値は、予め設定された値であってもよいし、「0」であってもよい。   When the integrated value lpkknk calculated this time is smaller than the median value VM calculated last time and larger than the value obtained by subtracting the standard deviation σ calculated last time from the median value VM calculated last time, the previously calculated standard value A value obtained by subtracting a value obtained by doubling a predetermined value C3 from the deviation σ is calculated as the current standard deviation σ. Conversely, if the integrated value lpkknk calculated this time is larger than the median value VM calculated last time, or smaller than the value obtained by subtracting the standard deviation σ calculated last time from the median value VM calculated last time, A value obtained by adding a predetermined value C4 (for example, C4 is the same value as C3) to the calculated standard deviation σ is calculated as the current standard deviation σ. The initial value of median value VM and standard deviation σ may be a preset value or “0”.

BGL算出部708は、図15に示すように、標準偏差σを中央値VMから減算することによりBGLを算出する。   As shown in FIG. 15, the BGL calculation unit 708 calculates BGL by subtracting the standard deviation σ from the median value VM.

ノック判定レベル算出部710は、中央値VMおよび標準偏差σを用いて、ノック判定レベルVKDを算出(設定)する。図15に示すように、中央値VMに正の係数U(Uは定数で、たとえばU=3)と標準偏差σとの積を加算した値が、ノック判定レベルVKDとなる。なお、ノック判定レベルVKDの算出方法はこれに限らない。   Knock determination level calculation unit 710 calculates (sets) knock determination level VKD using median value VM and standard deviation σ. As shown in FIG. 15, a value obtained by adding the product of positive coefficient U (U is a constant, for example, U = 3) and standard deviation σ to median value VM is knock determination level VKD. The method for calculating knock determination level VKD is not limited to this.

係数Uは、実験などより得られたデータや知見から求められた係数である。U=3とした場合のノック判定レベルVKDよりも大きい積算値lpkknkが、実際にノッキングが発生した点火サイクルにおける積算値lpkknkと略一致する。なお、係数Uに「3」以外の値を用いるようにしてもよい。   The coefficient U is a coefficient obtained from data or knowledge obtained through experiments or the like. The integrated value lpkknk that is larger than the knock determination level VKD when U = 3 substantially matches the integrated value lpkknk in the ignition cycle in which knocking actually occurs. A value other than “3” may be used as the coefficient U.

第2ノッキング判定部712は、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上である場合にノッキングが発生したと判定する。また、第2ノッキング判定部712は、点火時期判定部616により点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止する。   Second knock determination unit 712 determines that knocking has occurred when integrated value lpkknk is equal to or higher than knock determination level VKD. When the ignition timing determination unit 616 determines that the ignition timing is later than the top dead center, more specifically, the second knock determination unit 712 changes the ignition timing from before the top dead center. If it is determined that the knocking has occurred, the determination of whether knocking has occurred is stopped.

複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において、点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、全ての気筒において、ノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。   In at least one of the plurality of cylinders, when it is determined that the ignition timing is later than the top dead center, more specifically, it is determined that the ignition timing has been changed from before the top dead center. If so, it is stopped to determine whether knocking has occurred in all the cylinders.

カウント部714は、予め定められた回数IGN1の点火サイクル中の、ノック判定レベルVKD以上の積算値lpkknkの頻度を、ノックカウント値KCとしてカウントする。すなわち、予め定められた回数IGN1の点火サイクルにおいて、ノッキングが発生した頻度がノックカウント値KCとしてカウントされる。   Counting unit 714 counts the frequency of integrated value lpkknk that is equal to or higher than knock determination level VKD during the predetermined number of ignition cycles IGN1 as knock count value KC. That is, in the ignition cycle of the predetermined number of times IGN1, the frequency of occurrence of knocking is counted as the knock count value KC.

また、カウント部714は、点火時期判定部616により点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、ノックカウント値KCのカウントを停止する。   Further, when the ignition timing determination unit 616 determines that the ignition timing is later than the top dead center, the count unit 714 determines more specifically that the ignition timing has been changed from before the top dead center. If it is detected, counting of knock count value KC is stopped.

複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒において、点火時期が上死点よりも後であると判定された場合、より具体的には、点火時期が上死点以前から後に変更されたと判定された場合、全ての気筒において、ノックカウント値KCのカウントが停止される。   In at least one of the plurality of cylinders, when it is determined that the ignition timing is later than the top dead center, more specifically, it is determined that the ignition timing has been changed from before the top dead center. In this case, the counting of knock count value KC is stopped in all cylinders.

補正部716は、ノックカウント値KCがしきい値KC1以上である場合、予め定められた補正量A1だけ小さくなるように、判定値VJを補正する。また、補正部716は、ノックカウント値KCがしきい値KC1よりも小さい場合、予め定められた補正量A2だけ大きくなるように判定値VJを補正する。   When the knock count value KC is equal to or greater than the threshold value KC1, the correction unit 716 corrects the determination value VJ so as to decrease by a predetermined correction amount A1. Further, when the knock count value KC is smaller than the threshold value KC1, the correction unit 716 corrects the determination value VJ so as to increase by a predetermined correction amount A2.

図16を参照して、1点火サイクル毎にノッキングが発生したか否かを判定するためにエンジンECU200が実行するプログラムの制御構造について説明する。   Referring to FIG. 16, a control structure of a program executed by engine ECU 200 to determine whether knocking has occurred every ignition cycle will be described.

ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角を検出する。S102にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、クランク角に対応させて、エンジン100の振動の強度を検出する。   In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100, engine ECU 200 detects the crank angle based on the signal transmitted from crank position sensor 306. In S102, engine ECU 200 detects the intensity of vibration of engine 100 in accordance with the crank angle based on the signal transmitted from knock sensor 300.

S104にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300の出力電圧値(振動の強度を表わす値)を、クランク角で5°CAごとに(5°CA分だけ)積算した5°CA積算値を算出することにより、エンジン100の振動波形を検出する。   In S104, engine ECU 200 calculates a 5 ° CA integrated value obtained by integrating the output voltage value of knock sensor 300 (a value representing the intensity of vibration) every 5 ° CA (by 5 ° CA) in crank angle. Thus, the vibration waveform of engine 100 is detected.

S106にて、エンジンECU200は、相関係数Kを算出する。S108にて、エンジンECU200は、積算値lpkknkを算出する。S110にて、エンジンECU200は、ノック強度Nを算出する。   In S106, engine ECU 200 calculates correlation coefficient K. In S108, engine ECU 200 calculates integrated value lpkknk. In S110, engine ECU 200 calculates knock magnitude N.

S120にて、エンジンECU200は、ノッキングが発生したか否かを判定する。相関係数Kがしきい値K1以上であり、かつノック強度Nが判定値VJ以上であると、ノッキングが発生したと判定される。また、15°CA積算値の変化量がより大きい領域として特定された領域が、予め定められたピーク探索区間外にある場合、ノッキングが発生していないと判定される。ノッキングが発生したと判定されると(S120にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS124に移される。   In S120, engine ECU 200 determines whether knocking has occurred or not. If correlation coefficient K is equal to or greater than threshold value K1 and knock magnitude N is equal to or greater than determination value VJ, it is determined that knocking has occurred. In addition, when the region specified as the region where the change amount of the 15 ° CA integrated value is larger is outside the predetermined peak search section, it is determined that knocking has not occurred. If it is determined that knocking has occurred (YES in S120), the process proceeds to S122. If not (NO in S120), the process proceeds to S124.

S122にて、エンジンECU200は、点火時期を遅角する。その後、処理はS100に戻される。S124にて、エンジンECU200は、点火時期を進角する。その後、処理はS100に戻される。   In S122, engine ECU 200 retards the ignition timing. Thereafter, the process returns to S100. In S124, engine ECU 200 advances the ignition timing. Thereafter, the process returns to S100.

図17を参照して、判定値VJを補正するためにエンジンECU200が実行するプログラムの制御構造について説明する。   A control structure of a program executed by engine ECU 200 to correct determination value VJ will be described with reference to FIG.

S200にて、エンジンECU200は、点火時期が上死点よりも後であるか否かを判断する。点火時期が上死点よりも後であると(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、処理はS300に移される。   In S200, engine ECU 200 determines whether or not the ignition timing is after top dead center. If the ignition timing is after top dead center (YES in S200), the process proceeds to S202. If not (NO in S200), the process proceeds to S300.

S202にて、エンジンECU200は、前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であるか否かを判断する。前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であると(S202にてYES)、処理はS204に移される。もしそうでないと(S202にてNO)、処理はS300に移される。   In S202, engine ECU 200 determines whether or not the ignition timing in the previous ignition cycle is before top dead center. If the ignition timing in the previous ignition cycle is before top dead center (YES in S202), the process proceeds to S204. If not (NO in S202), the process proceeds to S300.

S204にて、エンジンECU200は、ピーク探索区間を予め定められたクランク角だけ遅角方向に移動する。   In S204, engine ECU 200 moves in the retard direction by a predetermined crank angle in the peak search section.

S206にて、エンジンECU200は、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上であるか否か、すなわちノッキングが発生したか否かを判定することを停止する。S208にて、エンジンECU200は、ノックカウント値KCのカウントを停止する。   In S206, engine ECU 200 stops determining whether integrated value lpkknk is equal to or higher than knock determination level VKD, that is, whether knocking has occurred. In S208, engine ECU 200 stops counting knock count value KC.

S210にて、エンジンECU200は、標準偏差σの更新を停止する。S212にて、エンジンECU200は、中央値VMの更新量を大きくして中央値VMを更新する。S214にて、エンジンECU200は、ノック判定レベルVKDおよびBGLを更新(設定)する。S216にて、エンジンECU200は、判定値VJを補正した後の点火サイクル数のカウントを停止する。   In S210, engine ECU 200 stops updating standard deviation σ. In S212, engine ECU 200 increases the update amount of median value VM and updates median value VM. In S214, engine ECU 200 updates (sets) knock determination levels VKD and BGL. In S216, engine ECU 200 stops counting the number of ignition cycles after correcting determination value VJ.

S218にて、エンジンECU200は、予め定められた回数IGN2以上の点火サイクルが経過したか否かを判断する。予め定められた回数IGN2以上の点火サイクルが経過すると(S218にてYES)、処理はS200に戻される。もしそうでないと(S218にてNO)、処理はS206に移される。   In S218, engine ECU 200 determines whether or not a predetermined number of ignition cycles equal to or greater than IGN2 has elapsed. If an ignition cycle equal to or greater than the predetermined number of times IGN2 has elapsed (YES in S218), the process returns to S200. If not (NO in S218), the process proceeds to S206.

S300にて、エンジンECU200は、標準偏差σを更新する。S302にて、エンジンECU200は、通常の更新量を用いて中央値VMを更新する。すなわち、ノッキングが発生しているか否かを判定することを停止している間の更新量よりも小さい更新量を用いて中央値VMが更新される。S304にて、エンジンECU200は、ノック判定レベルVKDおよびBGLを更新する。   In S300, engine ECU 200 updates standard deviation σ. In S302, engine ECU 200 updates median value VM using a normal update amount. That is, the median value VM is updated using an update amount smaller than the update amount while stopping determining whether knocking has occurred. In S304, engine ECU 200 updates knock determination levels VKD and BGL.

S400にて、エンジンECU200は、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上であるか否か、すなわちノッキングが発生したか否かを判定する。S402にて、エンジンECU200は、ノックカウント値KCをカウントする。   In S400, engine ECU 200 determines whether integrated value lpkknk is equal to or higher than knock determination level VKD, that is, whether knocking has occurred. In S402, engine ECU 200 counts knock count value KC.

S404にて、エンジンECU200は、前回判定値VJを補正してからの点火サイクル数が、予め定められた回数IGN1以上であるか否かを判定する。前回判定値VJを補正してからの点火サイクル数が、予め定められた回数IGN1以上であると(S404にてYES)、処理はS406に移される。もしそうでないと(S404にてNO)、処理はS200に戻される。   In S404, engine ECU 200 determines whether or not the number of ignition cycles after correcting previous determination value VJ is equal to or greater than a predetermined number of times IGN1. If the number of ignition cycles after correcting previous determination value VJ is equal to or greater than a predetermined number of times IGN1 (YES in S404), the process proceeds to S406. If not (NO in S404), the process returns to S200.

S406にて、エンジンECU200は、ノックカウント値KCに応じて判定値VJを補正する。ノックカウント値KCがしきい値KC1以上である場合、予め定められた補正量A1だけ小さくなるように、判定値VJが補正される。ノックカウント値KCがしきい値KC1よりも小さい場合、予め定められた補正量A2だけ大きくなるように判定値VJが補正される。   In S406, engine ECU 200 corrects determination value VJ according to knock count value KC. When knock count value KC is equal to or greater than threshold value KC1, determination value VJ is corrected so as to decrease by a predetermined correction amount A1. When knock count value KC is smaller than threshold value KC1, determination value VJ is corrected so as to increase by a predetermined correction amount A2.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるエンジンECU200の動作について説明する。   An operation of engine ECU 200 in the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

エンジン100の運転中、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、クランク角が検出される(S100)。ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、クランク角に対応させて、エンジン100の振動の強度が検出される(S102)。ノックセンサ300の出力電圧値をクランク角で5°CAごとに積算した5°CA積算値を算出することにより、エンジン100の振動波形が検出される(S104)。   During operation of engine 100, the crank angle is detected based on the signal transmitted from crank position sensor 306 (S100). Based on the signal transmitted from knock sensor 300, the intensity of vibration of engine 100 is detected in correspondence with the crank angle (S102). A vibration waveform of engine 100 is detected by calculating a 5 ° CA integrated value obtained by integrating the output voltage value of knock sensor 300 every 5 ° CA with a crank angle (S104).

ノッキングが発生したか否かを波形の形状に基づいて判定するため、ノック波形モデルを用いて相関係数Kが算出される(S106)。さらに、ノッキングに起因して発生した振動が振動波形に含まれるか否かを強度に基づいて判定するため、積算値lpkknkが算出される(S108)。積算値lpkknkをBGLで除算することにより、ノック強度Nが算出される(S110)。   In order to determine whether knocking has occurred or not based on the shape of the waveform, a correlation coefficient K is calculated using a knock waveform model (S106). Further, an integrated value lpkknk is calculated in order to determine whether the vibration generated due to knocking is included in the vibration waveform based on the strength (S108). Knock strength N is calculated by dividing integrated value lpkknk by BGL (S110).

エンジン100にノッキングが発生したと判定されると(S120にてYES)、ノッキングを抑制するために、点火時期が遅角される(S122)。一方、エンジン100にノッキングが発生していないと判定された場合(S120にてNO)、点火時期が進角される(S124)。   If it is determined that knocking has occurred in engine 100 (YES in S120), the ignition timing is retarded to suppress knocking (S122). On the other hand, when it is determined that knocking has not occurred in engine 100 (NO in S120), the ignition timing is advanced (S124).

ところで、点火時期は、ノッキングが発生した場合以外にも遅角され得る。たとえば、自動変速機の変速時および車両の加速時などには、上死点よりも後のクランク角が基本点火時期に設定される。   By the way, the ignition timing can be retarded other than when knocking occurs. For example, the crank angle after the top dead center is set as the basic ignition timing at the time of shifting of the automatic transmission and acceleration of the vehicle.

点火時期が上死点よりも後であると(S200にてYES)、前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であるか否かが判断される(S202)。前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であると(S202にてYES)、ピーク探索区間が予め定められたクランク角だけ遅角される(S204)。   If the ignition timing is after top dead center (YES in S200), it is determined whether or not the ignition timing in the previous ignition cycle is before top dead center (S202). If the ignition timing in the previous ignition cycle is before top dead center (YES in S202), the peak search interval is retarded by a predetermined crank angle (S204).

また、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上であるか否か、すなわちノッキングが発生したか否かを判定することが停止される(S206)。これにより、上死点よりも後のクランク角において、点火により発生する振動が突発的に(過渡的に)現れ得るためにノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難である場合に、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止することができる。そのため、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。   Further, it is stopped to determine whether or not the integrated value lpkknk is equal to or higher than the knock determination level VKD, that is, whether or not knocking has occurred (S206). As a result, when the crank angle after the top dead center can suddenly (transiently) generate vibrations due to ignition, it is difficult to distinguish between vibrations caused by knocking and vibrations generated by ignition. The determination of whether knocking has occurred can be stopped. Therefore, the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred can be reduced.

さらに、ノックカウント値KCのカウント、標準偏差σの更新がそれぞれ停止される(S208,S210)。中央値VMは、大きい更新量で更新される(S212)。その後、中央値VMおよび標準偏差σに応じて、ノック判定レベルVKDおよびBGLが更新される(S214)。   Further, counting of knock count value KC and updating of standard deviation σ are stopped (S208, S210). The median value VM is updated with a large update amount (S212). Thereafter, knock determination levels VKD and BGL are updated according to median value VM and standard deviation σ (S214).

これにより、点火時期が遅角されたことによりエンジン100で発生する振動の強度が大きく変化し得る場合において、中央値VMがより速く変化するように更新するとともに、標準偏差σの更新を停止することができる。そのため、中央値VMをエンジン100において実際に発生する強度に速やかに追従させることができる。また、検出される強度の急変に伴なって突発的に大きくなり得る標準偏差σが変化しないようにすることができる。これらの中央値VMおよび標準偏差σに応じてノック判定レベルVKDおよびBGLが設定される。そのため、実際にエンジン100で発生する振動に対するノック判定レベルVKDおよびBGLの追従遅れを軽減することができる。   As a result, when the magnitude of vibration generated in engine 100 can change greatly due to the retarded ignition timing, median value VM is updated so as to change more quickly, and updating of standard deviation σ is stopped. be able to. Therefore, median value VM can quickly follow the intensity actually generated in engine 100. Further, it is possible to prevent the standard deviation σ that can suddenly increase with a sudden change in detected intensity from being changed. Knock determination levels VKD and BGL are set according to median value VM and standard deviation σ. Therefore, the follow-up delay of knock determination level VKD and BGL with respect to vibration actually generated in engine 100 can be reduced.

なお、ノックカウント値KCのカウントは停止されているため、判定値VJを補正した後の点火サイクル数のカウントも停止される(S216)。   Since counting of knock count value KC is stopped, counting of the number of ignition cycles after correcting determination value VJ is also stopped (S216).

これらの処理は、点火時期が上死点よりも後であり(S200にてYES)、前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点以前であると判定されてから(S202にてYES)の点火サイクルの数が、予め定められた回数IGN2より少ない間(S218にてNO)行われる。   In these processes, the ignition timing is after the top dead center (YES in S200), and ignition is performed after it is determined that the ignition timing in the previous ignition cycle is before the top dead center (YES in S202). The cycle is performed while the number of cycles is smaller than the predetermined number of times IGN2 (NO in S218).

一方、点火時期が上死点以前である場合(S200にてNO)、もしくは前回の点火サイクルにおける点火時期が上死点よりも後である場合(S202にてNO)、標準偏差σが更新される(S300)。さらに、通常の更新量を用いて中央値VMが更新される(S302)。更新された中央値VMおよび標準偏差σを用いて、ノック判定レベルVKDおよびBGLが更新される(S304)。   On the other hand, if the ignition timing is before top dead center (NO in S200), or if the ignition timing in the previous ignition cycle is after top dead center (NO in S202), standard deviation σ is updated. (S300). Further, the median value VM is updated using the normal update amount (S302). Using the updated median value VM and standard deviation σ, knock determination levels VKD and BGL are updated (S304).

その後、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上であるか否か、すなわちノッキングが発生したか否かが判定される(S400)。判定値VJを補正するために、ノック判定レベルVKDを用いてノックカウント値KCがカウントされる(S402)。前回に判定値VJを補正してからの点火サイクルの回数が、予め定められた回数IGN1以上であると(S404にてYES)、ノックカウント値KCに応じて判定値VJが補正される(S406)。   Thereafter, it is determined whether or not integrated value lpkknk is equal to or higher than knock determination level VKD, that is, whether or not knocking has occurred (S400). In order to correct determination value VJ, knock count value KC is counted using knock determination level VKD (S402). If the number of ignition cycles since the determination value VJ was corrected last time is equal to or greater than the predetermined number IGN1 (YES in S404), determination value VJ is corrected in accordance with knock count value KC (S406). ).

ノックカウント値KCがしきい値KC1以上である場合、補正量A1だけ小さくなるように、判定値VJが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定し易くすることができる。そのため、点火時期を遅角する頻度を多くすることができる。その結果、ノッキングが発生する回数を低減することができる。   When knock count value KC is equal to or greater than threshold value KC1, determination value VJ is corrected so as to decrease by correction amount A1. Thereby, it can be easily determined that knocking has occurred. Therefore, the frequency of retarding the ignition timing can be increased. As a result, the number of times that knocking occurs can be reduced.

ノックカウント値KCがしきい値KC1よりも小さい場合、補正量A2だけ大きくなるように判定値VJが補正される。これにより、ノッキングが発生したと判定され難くすることができる。そのため、点火時期を進角する頻度を多くすることができる。その結果、エンジン100の出力を高めることができる。   When knock count value KC is smaller than threshold value KC1, determination value VJ is corrected so as to increase by correction amount A2. Thereby, it can be made difficult to determine that knocking has occurred. For this reason, the frequency at which the ignition timing is advanced can be increased. As a result, the output of engine 100 can be increased.

以上のように、本実施の形態に係るノッキング判定装置によれば、点火時期が上死点よりも後であると、積算値lpkknkがノック判定レベルVKD以上であるか否か、すなわちノッキングが発生したか否かを判定することが停止される。これにより、上死点よりも後のクランク角において点火により発生する振動が現れ得るためにノッキングによる振動と点火により発生する振動との区別が困難である場合に、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止することができる。そのため、ノッキングが発生していない場合にノッキングが発生したと誤って判定する可能性を小さくすることができる。   As described above, according to the knock determination device according to the present embodiment, if the ignition timing is after top dead center, whether or not integrated value lpkknk is equal to or higher than knock determination level VKD, that is, knocking occurs. Determining whether or not has been done is stopped. As a result, it is possible to determine whether or not knocking has occurred when it is difficult to distinguish between the vibration caused by the knocking and the vibration caused by the ignition because the vibration caused by the ignition can appear at the crank angle after the top dead center. The determination can be stopped. Therefore, the possibility of erroneously determining that knocking has occurred when knocking has not occurred can be reduced.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

エンジンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an engine. ノッキング時にエンジンで発生する振動の周波数帯を示す図である。It is a figure which shows the frequency band of the vibration which generate | occur | produces with an engine at the time of knocking. エンジンECUを示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows engine ECU. エンジンの振動波形を示す図である。It is a figure which shows the vibration waveform of an engine. 振動波形とノック波形モデルとを比較した図である。It is the figure which compared the vibration waveform and the knock waveform model. 振動波形の強度を15°CA毎に積算した値を示す図である。It is a figure which shows the value which integrated | accumulated the intensity | strength of the vibration waveform for every 15 degree CA. ノック波形モデルを示す図である。It is a figure which shows a knock waveform model. ノック波形モデルの面積Sを示す図である。It is a figure which shows the area S of a knock waveform model. 積算値lpkknkを示す図である。It is a figure which shows integrated value lpkknk. ノック強度Nを示す図である。It is a figure which shows knock intensity | strength N. FIG. ノイズを含む振動波形を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the vibration waveform containing noise. 補正後の振動波形を示す図である。It is a figure which shows the vibration waveform after correction | amendment. ノイズを含む振動波形を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the vibration waveform containing noise. エンジンECUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of engine ECU. 積算値lpkknkの頻度分布を示す図である。It is a figure which shows frequency distribution of integrated value lpkknk. エンジンECUが実行するプログラムの制御構造を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the control structure of the program which engine ECU performs. エンジンECUが実行するプログラムの制御構造を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the control structure of the program which engine ECU performs.

符号の説明Explanation of symbols

100 エンジン、104 インジェクタ、106 点火プラグ、110 クランクシャフト、116 吸気バルブ、118 排気バルブ、200 エンジンECU、202 ROM、300 ノックセンサ、302 水温センサ、304 タイミングロータ、306 クランクポジションセンサ、308 スロットル開度センサ、310 車速センサ、312 イグニッションスイッチ、314 エアフローメータ、320 補機バッテリ、400 A/D変換部、410 バンドパスフィルタ、420 積算部、500 点火時期設定部、600 クランク角検出部、602 強度検出部、604 波形検出部、606 相関係数算出部、608 積算値算出部、610 ノック強度算出部、612 第1ノッキング判定部、614 点火時期制御部、616 点火時期判定部、700 フィードバック部、702 頻度分布作成部、704 中央値算出部、706 標準偏差算出部、708 BGL算出部、710 ノック判定レベル算出部、712 第2ノッキング判定部、714 カウント部、716 補正部。   100 engine, 104 injector, 106 spark plug, 110 crankshaft, 116 intake valve, 118 exhaust valve, 200 engine ECU, 202 ROM, 300 knock sensor, 302 water temperature sensor, 304 timing rotor, 306 crank position sensor, 308 throttle opening Sensor, 310 Vehicle speed sensor, 312 Ignition switch, 314 Air flow meter, 320 Auxiliary battery, 400 A / D converter, 410 Bandpass filter, 420 Accumulator, 500 Ignition timing setting unit, 600 Crank angle detector, 602 Strength detection , 604 waveform detection unit, 606 correlation coefficient calculation unit, 608 integrated value calculation unit, 610 knock intensity calculation unit, 612 first knock determination unit, 614 ignition timing control unit, 616 Ignition timing determination unit, 700 feedback unit, 702 frequency distribution creation unit, 704 median value calculation unit, 706 standard deviation calculation unit, 708 BGL calculation unit, 710 knock determination level calculation unit, 712 second knock determination unit, 714 count unit, 716 Correction unit.

Claims (8)

車両に搭載された内燃機関のノッキング判定装置であって、
前記車両の走行状態に応じて前記内燃機関の点火時期を制御するための手段と、
前記内燃機関の振動の強度を、複数の点火サイクルにおいて検出するための手段と、
前記強度の中央値を表わす第1の値を、前記強度に応じて更新することにより算出するための第1の算出手段と、
前記強度の標準偏差を表わす第2の値を、前記強度に応じて更新することにより算出するための第2の算出手段と、
前記第1の値および前記第2の値に応じた判定値を設定するための設定手段と、
前記強度が前記判定値よりも大きい場合、ノッキングが発生したと判定するための手段とを備え、
前記判定手段は、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための判定停止手段を含む、内燃機関のノッキング判定装置。
A knock determination device for an internal combustion engine mounted on a vehicle,
Means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine in accordance with the running state of the vehicle;
Means for detecting the intensity of vibration of the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles;
First calculating means for calculating a first value representing the median value of the intensity by updating according to the intensity;
Second calculation means for calculating a second value representing a standard deviation of the intensity by updating the intensity according to the intensity;
Setting means for setting a determination value according to the first value and the second value;
Means for determining that knocking has occurred if the intensity is greater than the determination value;
The determination means includes a determination stop means for stopping determination of whether or not knocking has occurred when the ignition timing is later than a predetermined timing.
前記判定停止手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための手段を有する、請求項1に記載の内燃機関のノッキング判定装置。   The said determination stop means has a means for stopping determining whether knocking generate | occur | produced when the ignition timing is changed before and after the predetermined time. A knocking determination device for an internal combustion engine. 前記第1の算出手段は、点火時期が前記予め定められた時期よりも後である場合、前記第1の値がより速く変化するように更新するための更新手段を含み、
前記第2の算出手段は、点火時期が予め定められた時期よりも後である場合、前記第2の値の更新を停止するための更新停止手段を含む、請求項1または2に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
The first calculating means includes an updating means for updating the first value so as to change faster when the ignition timing is later than the predetermined timing,
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the second calculation means includes an update stop means for stopping the update of the second value when the ignition timing is later than a predetermined timing. Engine knocking determination device.
前記更新手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、前記第1の値がより速く変化するように更新するための手段を有し、
前記更新停止手段は、点火時期が予め定められた時期よりも前から後に変更された場合、前記第2の値の更新を停止するための手段を有する、請求項3に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
The update means includes means for updating the first value so that the first value changes faster when the ignition timing is changed from before to after a predetermined time,
4. The knocking of the internal combustion engine according to claim 3, wherein the update stopping means includes means for stopping the update of the second value when the ignition timing is changed from before to after a predetermined timing. Judgment device.
前記判定停止手段は、予め定められた回数だけノッキングが発生したか否かを判定することを停止するための手段を有し、
前記更新手段は、前記予め定められた回数だけ前記第1の値がより速く変化するように更新するための手段を有し、
前記更新停止手段は、前記予め定められた回数だけ前記第2の値の更新を停止するための手段を有する、請求項3または4に記載の内燃機関のノッキング判定装置。
The determination stop means includes means for stopping determining whether knocking has occurred a predetermined number of times;
The updating means comprises means for updating the first value to change faster by the predetermined number of times;
5. The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the update stop means includes means for stopping the update of the second value by the predetermined number of times.
前記設定手段は、零より大きい第1の係数と前記第2の値との積を前記第1の値に加算した値を前記判定値に設定するための手段を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関のノッキング判定装置。   The setting means includes means for setting a value obtained by adding a product of a first coefficient greater than zero and the second value to the first value as the determination value. The knock determination device for an internal combustion engine according to any one of the above. 前記予め定められた時期は上死点である、請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関のノッキング判定装置。   The knock determination device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined time is top dead center. 前記内燃機関には、複数の気筒が設けられ、
前記判定手段は、気筒毎にノッキングが発生したか否かを判定するための手段を含み、
前記判定停止手段は、前記複数の気筒のうちの少なくともいずれか一つの気筒における点火時期が前記予め定められた時期よりも後である場合、ノッキングが発生したか否かを判定することを全ての気筒において停止するための手段を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関のノッキング判定装置。
The internal combustion engine is provided with a plurality of cylinders,
The determination means includes means for determining whether knocking has occurred for each cylinder,
The determination stop means determines whether or not knocking has occurred when an ignition timing in at least one of the plurality of cylinders is later than the predetermined timing. The knock determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, further comprising means for stopping the cylinder.
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