JP2018048576A - Electronic apparatus for detecting loosened fixing of knock sensor - Google Patents

Electronic apparatus for detecting loosened fixing of knock sensor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a low-cost electronic apparatus provided with functionality for detecting loosened fixing of knock sensor.SOLUTION: An electronic apparatus (100), connected to a knock sensor (110) that is fixed, with a fastening member (110a), to an internal combustion engine (130), includes at least: an A-D conversion process circuit (104) for converting a signal output from the knock sensor into a digital value in a sampling cycle; and a digital process circuit (106) for sequentially obtaining digital values output from the A-D conversion process circuit. Further, in the case of determining that the sequentially obtained digital values include a value outside an input range of the A-D conversion process circuit, the digital process circuit determines that there is loosening of the fastening member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子装置に関し、特に、ノックセンサの固定の緩みを検出する機能を備えた電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device, and more particularly to an electronic device having a function of detecting looseness of fixing of a knock sensor.

一般に、車両の内燃機関には、異常燃焼により生じるノッキングを検出するためのノックセンサが設けられており、検出された該ノッキングの振動強度は、内燃機関の駆動を制御する電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)によって解析される。該電子制御装置は、ノッキングの振動強度の解析結果から、該ノッキングを抑制しつつ、所望の燃焼効率及び出力性能が達成できるように、内燃機関に設けられた点火装置の点火タイミングを最適化する。   In general, an internal combustion engine of a vehicle is provided with a knock sensor for detecting knocking caused by abnormal combustion, and the detected vibration intensity of the knocking is an electronic control unit (ECU: ECU) that controls the driving of the internal combustion engine. Analyzed by Electronic Control Unit). The electronic control unit optimizes the ignition timing of the ignition device provided in the internal combustion engine so that desired combustion efficiency and output performance can be achieved while suppressing the knocking from the analysis result of the vibration intensity of the knocking. .

ノックセンサは、通常、内燃機関を構成するシリンダブロック等の外壁面と直接接触するように、例えばボルトなどの締結部材を用いて固定されるため、該外壁面を介して伝わるノッキング振動を感度良く検出することができる。しかし、その一方で、内燃機関が発する振動や熱によるダメージを受けやすく、例えばノックセンサの内部配線に短絡や断線が生じて、ノックセンサが故障する場合がある。また、故障までに至らなくとも、内燃機関が発する振動や熱によって、ノックセンサを固定する上記締結部材に緩みが生じ、内燃機関とノックセンサとの締結状態が不安定となって、ノッキング振動を精度良く検出できない場合がある。   Since the knock sensor is usually fixed using a fastening member such as a bolt so as to be in direct contact with the outer wall surface of a cylinder block or the like constituting the internal combustion engine, the knocking vibration transmitted through the outer wall surface is highly sensitive. Can be detected. However, on the other hand, the internal combustion engine is likely to be damaged by vibration and heat. For example, a short circuit or disconnection may occur in the internal wiring of the knock sensor, and the knock sensor may break down. Even if the failure does not occur, the fastening member for fixing the knock sensor is loosened by vibration and heat generated by the internal combustion engine, and the fastening state between the internal combustion engine and the knock sensor becomes unstable, causing knock vibration. It may not be detected accurately.

このようなノックセンサの異常を検出するために、車両に搭載される電子制御装置には、ノックセンサの異常を検出するための異常検出装置が設けられている。例えば、特許文献1には、ノックセンサの内部配線の短絡や断線を検出することを目的に、バイアスが印加された該ノックセンサから出力されるセンサ信号に基づいて当該短絡及び断線を検出する回路を備えた電子制御装置が開示されている。引用文献1の該電子制御装置によれば、ノックセンサの内部で生じた短絡や断線などの異常が検出できるほか、該短絡の種類(天絡または地絡)も判別できる。   In order to detect such an abnormality of the knock sensor, the electronic control device mounted on the vehicle is provided with an abnormality detection device for detecting the abnormality of the knock sensor. For example, Patent Document 1 discloses a circuit for detecting a short circuit and a disconnection based on a sensor signal output from the knock sensor to which a bias is applied in order to detect a short circuit or a disconnection of an internal wiring of the knock sensor. An electronic control device comprising: According to the electronic control device of the cited document 1, it is possible to detect an abnormality such as a short circuit or disconnection that occurs inside the knock sensor, and also to determine the type of the short circuit (a power fault or a ground fault).

しかし、引用文献1の上記電子制御装置は、配線の短絡や断線などによるノックセンサの故障は判別できるものの、上述したようなノックセンサを固定する締結部材の緩みについては検出することができない。締結部材の緩みに係る不具合を検出するには、専用の検出回路が別途必要となるが、新たに設ける検出回路のサイズに応じて該電子制御装置が大型化し、また、製造コストも上昇する。   However, although the electronic control device of the cited document 1 can determine the failure of the knock sensor due to a short circuit or disconnection of the wiring, it cannot detect the looseness of the fastening member that fixes the knock sensor as described above. In order to detect a defect related to the looseness of the fastening member, a dedicated detection circuit is separately required. However, the electronic control unit is increased in size according to the size of the newly provided detection circuit, and the manufacturing cost is increased.

特開2006−29158号公報JP 2006-29158 A

このような背景から、ノックセンサを固定する締結部材の緩みが検出できる機能を備えた電子装置を低コストで実現することが望まれている。   From such a background, it is desired to realize an electronic device having a function capable of detecting looseness of a fastening member for fixing a knock sensor at a low cost.

本発明の一の態様は、内燃機関に締結部材によって固定されているノックセンサと接続された電子装置である。本電子装置は、前記ノックセンサが出力する信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するA/D変換処理回路と、前記A/D変換処理回路が出力する該デジタル値を逐次取得するデジタル処理回路と、を少なくとも備え、前記デジタル処理回路は、逐次取得した前記デジタル値に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断した場合に、前記締結部材に緩みがあると判定する。
本発明の他の態様によると、前記デジタル処理回路は、逐次取得した前記デジタル値に、前記入力レンジの最大値以上または最小値以下の数値が連続して含まれる場合に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断する。
本発明の他の態様によると、前記デジタル処理回路は、逐次取得した前記デジタル値に、前記入力レンジの最大値の98%以上または該最大値の2%以下の数値が連続して含まれる場合に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断する。
本発明の他の態様によると、前記デジタル処理回路は、前記数値の連続する頻度に応じて、前記締結部材の緩みの程度を判定する。
本発明の他の態様によると、前記デジタル処理回路は、前記判定の結果を表示する表示装置及び当該判定結果を記録する記憶装置の少なくとも何れかと接続されている。
本発明の他の態様は、上記電子装置を備える車両である。
本発明の他の態様は、内燃機関に固定されているノックセンサの緩みを検知する緩み検知方法である。本緩み検知方法は、A/D変換処理回路において、前記ノックセンサが出力する信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するステップと、デジタル処理回路において、前記A/D変換処理回路が出力する該デジタル値を逐次取得し、逐次取得した前記デジタル値に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断した場合に、前記固定に緩みがあると判定するステップとを、少なくとも備える。
One aspect of the present invention is an electronic device connected to a knock sensor fixed to an internal combustion engine by a fastening member. The electronic apparatus includes an A / D conversion processing circuit that converts a signal output from the knock sensor into a digital value at a predetermined sampling period, and a digital processing that sequentially acquires the digital value output from the A / D conversion processing circuit. And the digital processing circuit loosens the fastening member when it is determined that the digital value acquired sequentially includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit. It is determined that there is.
According to another aspect of the present invention, the digital processing circuit performs the A / D conversion when the sequentially acquired digital value includes a numerical value not less than the maximum value or not more than the minimum value of the input range continuously. It is determined that a value outside the input range of the processing circuit is included.
According to another aspect of the present invention, in the digital processing circuit, the sequentially acquired digital value includes a numerical value that is 98% or more of the maximum value of the input range or 2% or less of the maximum value continuously. Are determined to include values outside the input range of the A / D conversion processing circuit.
According to another aspect of the present invention, the digital processing circuit determines the degree of looseness of the fastening member according to the frequency with which the numerical value continues.
According to another aspect of the invention, the digital processing circuit is connected to at least one of a display device that displays the determination result and a storage device that records the determination result.
Another aspect of the present invention is a vehicle including the electronic device.
Another aspect of the present invention is a slack detection method for detecting slack of a knock sensor fixed to an internal combustion engine. In this looseness detection method, in the A / D conversion processing circuit, the signal output from the knock sensor is converted into a digital value at a predetermined sampling period, and in the digital processing circuit, the A / D conversion processing circuit outputs the signal. Step of sequentially acquiring the digital value and determining that the fixing is loose when it is determined that the digital value acquired sequentially includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit. And at least.

本発明の一実施形態に係る電子装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic device which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態に係る電子装置に接続されるノックセンサから出力される信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform output from the knock sensor connected to the electronic device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電子装置における処理の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the process in the electronic device which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子装置の構成を示すブロック図である。本電子装置100は、例えば車両160に搭載され該車両のエンジン130の制御を行う電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention. The electronic apparatus 100 is an electronic control unit (ECU) that is mounted on, for example, the vehicle 160 and controls the engine 130 of the vehicle.

本電子装置100は、例えばボルトなどの締結部材110aによって前記エンジン130の外壁面に固定されたノックセンサ110と、内燃機関130において燃料に所定のタイミングで点火する点火装置120とに接続されている。なお、本電子装置100は、ノックセンサ110及び点火装置120のみならず、エンジン130に設けられた複数のセンサ(例えば、冷却水温センサなど)及び制御装置(例えば、燃料噴射装置など)とも接続されて、上記エンジン130を包括的に制御するものであるが、理解を容易にするために、図1では、ノックセンサ110及び点火装置120との接続関係のみを示すものとし、また、以下の説明においても、ノックセンサ110及び点火装置120に係る制御についてのみ説明するものとする。   The electronic device 100 is connected to a knock sensor 110 fixed to the outer wall surface of the engine 130 by a fastening member 110a such as a bolt, and an ignition device 120 that ignites fuel at a predetermined timing in the internal combustion engine 130. . The electronic device 100 is connected not only to the knock sensor 110 and the ignition device 120 but also to a plurality of sensors (for example, a cooling water temperature sensor) provided in the engine 130 and a control device (for example, a fuel injection device). Although the engine 130 is comprehensively controlled, for easy understanding, FIG. 1 shows only the connection relationship between the knock sensor 110 and the ignition device 120, and the following explanation is given. However, only control related to knock sensor 110 and ignition device 120 will be described.

ノックセンサ110は、例えば非共振型のノックセンサであって、中央にボルトなどの締結部材110aを挿入するための貫通孔が形成されており、当該締結部材110aによって、エンジン130のシリンダブロックなどに直接固定される。なお、ノックセンサ110の当該固定には、ボルトやネジのような締結部材に限らず、例えば、クリップ、ベルト式の固定具または接着剤などの該ノックセンサの固定が可能なものであれば、どのようなものでも使用できる。また、ノックセンサ110は、エンジン130の内部において異常燃焼を起こした場合に生じるノッキングの振動を検出し、検出した当該ノックセンサ信号を電子装置100の入力回路102に出力する。   The knock sensor 110 is, for example, a non-resonant type knock sensor, and has a through hole for inserting a fastening member 110a such as a bolt in the center, and the fastening member 110a allows the cylinder block of the engine 130 to be inserted. Directly fixed. The fixing of the knock sensor 110 is not limited to a fastening member such as a bolt or a screw. For example, if the knock sensor such as a clip, a belt-type fixing device, or an adhesive can be fixed, Anything can be used. The knock sensor 110 detects knocking vibration that occurs when abnormal combustion occurs in the engine 130, and outputs the detected knock sensor signal to the input circuit 102 of the electronic device 100.

入力回路102は、例えばバンドパスフィルターを構成する電気回路を含んでおり、前記ノックセンサ110が検出したノックセンサ信号のうち、エンジン130の内部で生じたノッキングの周波数成分に含まれない低周波数帯及び高周波数帯のノイズを除去し、例えば5kHz以上25kHz以下のノックセンサ信号のみが通過するように構成されている。   The input circuit 102 includes, for example, an electric circuit constituting a band-pass filter, and a low frequency band that is not included in a frequency component of knocking generated inside the engine 130 among knock sensor signals detected by the knock sensor 110. In addition, the high frequency band noise is removed, and for example, only a knock sensor signal of 5 kHz or more and 25 kHz or less passes.

また、入力回路102は、次段のA/D変換処理回路104の入力レンジ(例えば0〜5V)の範囲内に当該ノッキングに係る振動の振幅の全てが収まるように、例えば中心が2.5Vの信号波形となるように当該ノックセンサ信号の出力を調節するゲイン調節回路も有している。   Further, the input circuit 102 has, for example, a center of 2.5 V so that all of the amplitude of vibration related to the knocking is within the input range (for example, 0 to 5 V) of the A / D conversion processing circuit 104 in the next stage. A gain adjustment circuit for adjusting the output of the knock sensor signal so as to obtain a signal waveform of

入力回路102で処理されたノックセンサ信号Vは、A/D変換処理回路104に入力され、例えば10〜20μs程度のサンプリング周期毎にデジタル値VCADに変換される。 The knock sensor signal V N processed by the input circuit 102 is input to the A / D conversion processing circuit 104, and is converted into a digital value V CAD for every sampling period of about 10 to 20 μs, for example.

A/D変換処理回路104から出力された上記デジタル値VCADは、デジタル処理回路106に入力される。なお、デジタル処理回路106は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、PLD(Programmable Logic Device)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデジタル回路により構成され、例えばA/D変換処理回路104によりデジタル変換された前記ノックセンサ信号を、離散フーリエ変換等の演算を行って、エンジン130の固有周波数帯における振動強度を検出することにより、当該エンジン130のノッキングを検出する。 The digital value V CAD output from the A / D conversion processing circuit 104 is input to the digital processing circuit 106. The digital processing circuit 106 is configured by a digital circuit such as a CPU (Central Processing Unit), a PLD (Programmable Logic Device), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), for example, and is digitally converted by the A / D conversion processing circuit 104, for example. The knock sensor signal is subjected to computation such as discrete Fourier transform to detect the vibration intensity in the natural frequency band of the engine 130, thereby detecting knocking of the engine 130.

また、デジタル処理回路106は、ノッキングを検出した場合には点火時期が遅角側となるように上記点火装置120を制御し、また、ノッキングを検出しない場合には、点火時期が進角側となるように上記点火装置120を制御することで、ノッキング及びトルク低下を抑制する。   The digital processing circuit 106 controls the ignition device 120 so that the ignition timing is retarded when knocking is detected, and the ignition timing is set to the advance side when knocking is not detected. By controlling the ignition device 120 as described above, knocking and torque reduction are suppressed.

さらに、デジタル処理回路106は、電子装置100が検出した異常の内容を表示する表示装置140や故障診断装置150とも接続されており、必要に応じて、検出した異常を表示装置140や故障診断装置150に出力する。表示装置140は、例えば文字や映像などによって当該異常の内容をドライバーに通知し、また、故障診断装置150は、例えば当該異常の事象を解析し、解析結果を該故障診断装置150内に設けられた記憶装置などに保存する。   Further, the digital processing circuit 106 is also connected to a display device 140 and a failure diagnosis device 150 that display the details of the abnormality detected by the electronic device 100, and the detected abnormality is displayed on the display device 140 and the failure diagnosis device as necessary. 150. The display device 140 notifies the driver of the content of the abnormality by, for example, text or video, and the failure diagnosis device 150 analyzes the abnormality event, for example, and the analysis result is provided in the failure diagnosis device 150. Save it to a storage device.

次に、図2(a)、(b)を参照して、A/D変換処理回路104に入力される直前のノックセンサの信号波形200,210について説明する。図2(a)に示す信号波形200は、ノックセンサ110を固定する締結部材110aに緩みがなく、正常な取り付け状態にあるノックセンサ110から出力されたノックセンサ信号であって、当該ノックセンサ信号の電圧値Vの時間的変化を示す信号波形である。一方、図2(b)に示す信号波形210は、当該締結部材に緩みがあり、前記シリンダブロックに対して可動するノックセンサ110から出力されたセンサ信号であって、ノックセンサ信号の電圧値Vの時間的変化を示す典型的な信号波形である。なお、図2(a)(b)の信号波形200、210は、入力回路102において同一のゲインで出力された信号波形である。 Next, with reference to FIGS. 2A and 2B, signal waveforms 200 and 210 of the knock sensor immediately before being input to the A / D conversion processing circuit 104 will be described. A signal waveform 200 shown in FIG. 2A is a knock sensor signal output from the knock sensor 110 in a normal mounting state in which the fastening member 110a for fixing the knock sensor 110 is not loosened, and the knock sensor signal it is a signal waveform indicating a temporal change of the voltage value V N. On the other hand, the signal waveform 210 shown in FIG. 2B is a sensor signal output from the knock sensor 110 that is loose with respect to the fastening member and is movable with respect to the cylinder block, and is a voltage value V of the knock sensor signal. It is a typical signal waveform which shows the time change of N. 2A and 2B are signal waveforms output from the input circuit 102 with the same gain.

ノックセンサ110の締結部材110aに緩みがない場合には、信号波形200のように、ノックセンサ電圧Vを構成するピーク状の波形の最大値及び最小値は、A/D変換処理回路104の入力レンジである0〜5Vの範囲内に収まっている。一方、ノックセンサ110の締結部材110aに緩みがある場合には、信号波形210のように、当該信号波形を構成する複数のピーク状の波形のうち、A/D変換処理回路104の入力レンジの最大値である5Vを超えるピーク(ピークP、P)や、当該入力レンジの最小値である0Vを下回るピーク(ピークP、P)が観測される。 If there is no looseness in the fastening member 110a of the knock sensor 110, as the signal waveform 200, the maximum value and the minimum value of the peak-shaped waveforms constituting the knock sensor voltage V N is the A / D conversion circuit 104 It is within the range of 0-5V which is the input range. On the other hand, when the fastening member 110a of the knock sensor 110 is loose, like the signal waveform 210, the input range of the A / D conversion processing circuit 104 among the plurality of peak-shaped waveforms constituting the signal waveform is shown. Peaks (peaks P 1 and P 3 ) exceeding 5 V that is the maximum value and peaks (peaks P 2 and P 4 ) that are below 0 V that is the minimum value of the input range are observed.

例えば、A/D変換処理回路104の入力側において、当該入力レンジの範囲外の値を含むピーク(P〜P)を検出するための専用回路を追加すれば、当該締結部材110aの緩みについて常時監視することができ、また、締結部材110aに緩みにも適宜対応することができる。しかしながら、このような専用の検出回路を設けると、追加した検出回路の大きさに応じて電子装置100が大型化し、また、電子装置100の製造コストも上昇するという問題が生じる。 For example, if a dedicated circuit for detecting a peak (P 1 to P 4 ) including a value outside the input range is added on the input side of the A / D conversion processing circuit 104, the fastening member 110a is loosened. Can be constantly monitored, and the fastening member 110a can be appropriately dealt with looseness. However, when such a dedicated detection circuit is provided, there is a problem that the electronic device 100 is increased in size according to the size of the added detection circuit, and the manufacturing cost of the electronic device 100 is increased.

本実施形態に係る電子装置100では、上記のような専用の検出回路を設けることなく、特に、A/D変換処理回路104から出力されるデジタル値VCADに基づいて、締結部材110aの緩みを判定する。具体的には、デジタル処理回路106は、A/D変換処理回路104から出力される一定のサンプリング周期で変換されたデジタル値VCADを逐次取得して、当該逐次取得したデジタル値VCADが、連続してA/D変換処理回路104の入力レンジの上限近傍(〜5V)以上となる場合、または、連続して該入力レンジの下限近傍(〜0V)以下となる場合に、上記締結部材110aに緩みがあると判定する。 In the electronic apparatus 100 according to the present embodiment, the fastening member 110a is loosened based on the digital value V CAD output from the A / D conversion processing circuit 104 without providing the dedicated detection circuit as described above. judge. Specifically, the digital processing circuit 106 sequentially acquires the digital value V CAD converted at a constant sampling period output from the A / D conversion processing circuit 104, and the sequentially acquired digital value V CAD is When the input range of the A / D conversion processing circuit 104 is continuously near the upper limit (˜5 V) or when the input range is continuously below the lower limit (˜0 V) of the input range, the fastening member 110a. It is determined that there is looseness.

このように、入力レンジの上限近傍以上の数値または入力レンジの下限近傍以下の数値が「連続」した場合においてのみ、締結部材110aに緩みがあると判定することによって、締結部材110aの緩みに由来しない信号(例えば、当該入力レンジの範囲を一度だけ超えるようなスパイクノイズなど)による誤判定を避けることができ、精度良く締結部材110aの緩みを判定することができる。   Thus, only when the numerical value near the upper limit of the input range or the numerical value near the lower limit of the input range is “continuous”, by determining that the fastening member 110a is loose, it comes from the looseness of the fastening member 110a. An erroneous determination due to a signal that is not performed (for example, spike noise that exceeds the range of the input range only once) can be avoided, and the looseness of the fastening member 110a can be accurately determined.

以下、一例として、本電子装置100において、デジタル処理回路106が逐次取得するデジタルデータVCADが、2回連続してA/D変換処理回路104の入力レンジの上限近傍(〜5V)以上となった場合、または、2回連続してA/D変換処理回路104の入力レンジの下限近傍(〜0V)以下となった場合において、上記締結部材110aに緩みがあると判定する処理フローを備える場合について示す。 Hereinafter, as an example, in the electronic apparatus 100, the digital data V CAD sequentially acquired by the digital processing circuit 106 is equal to or higher than the upper limit (˜5 V) of the input range of the A / D conversion processing circuit 104 twice in succession. Or a processing flow for determining that the fastening member 110a is loose when the input range of the A / D conversion processing circuit 104 is not more than the lower limit (˜0V) or less in succession twice. Show about.

図3に示す処理フローを参照して、当該処理の手順を説明する。本処理は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、本処理のプログラムが書き込まれたROM(Read Only Memory)、データの一時記憶のためのRAM(Random Access Memory)等を有するコンピュータで構成されるデジタル処理回路106が、当該プログラムを実行することにより実現される。また、本処理は、電子装置100の電源がオンされたときに開始し、オフされたときに終了する。   The procedure of the process will be described with reference to the process flow shown in FIG. This processing is composed of a computer having a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) in which a program for this processing is written, a RAM (Random Access Memory) for temporary storage of data, and the like. The digital processing circuit 106 is realized by executing the program. In addition, this process starts when the power of the electronic device 100 is turned on and ends when it is turned off.

まず、電子装置100の電源がオンされると、入力レンジの範囲外となるVCADの頻度をカウントするフラグを初期値(フラグ=0)に設定する(S402)。入力回路102から出力されるノックセンサ信号の電圧Vは、A/D変換処理回路104において、例えば20μsのサンプリング周期でデジタル値VCADに変換され、デジタル処理回路106に入力される。 First, when the power of the electronic apparatus 100 is turned on, a flag for counting the frequency of V CAD that falls outside the input range is set to an initial value (flag = 0) (S402). The voltage V N of the knock sensor signal output from the input circuit 102 is converted into a digital value V CAD at a sampling period of, for example, 20 μs in the A / D conversion processing circuit 104 and input to the digital processing circuit 106.

デジタル処理回路106は、該VCADを逐次取得(S404)し、逐次取得した上記VCADが、A/D変換処理回路104の入力レンジの上限近傍(〜5V)以上、または、下限近傍(〜0V)以下にあるか否かを判定する(S406)。 The digital processing circuit 106 sequentially acquires the V CAD (S404), and the acquired V CAD is near the upper limit (˜5V) of the input range of the A / D conversion processing circuit 104 or near the lower limit (˜ 0V) or less is determined (S406).

ここで、A/D変換処理回路の仕様によっては、例えば当該A/D変換処理回路の入力レンジの最大値以上及びまたは最小値以下の電圧値Vが、デジタル値VCADに変換されない場合がある。このため、本処理フローのS406の判定の基準となる上限及び下限の設定において、入力レンジ内の値が一部含まれるように最大値及び最小値に対して一定のマージンを設けることが好ましい。本処理フローでは、例えば判定の基準となるVCADの上限を入力レンジの最大値の2%(0.1V)に設定すると共に、判定の基準となるVCADの下限を入力レンジの最大値の98%(4.9V)に設定することにより、A/D変換処理回路の仕様に基づく誤作動を防止するように構成されている。なお、入力レンジの最大値以上及びまたは最小値以下のデジタル値VCADが得られるA/D変換処理回路の場合には、S406の処理における判定基準を、例えばVCAD≧5VまたはVCAD≦0Vとして、入力レンジの最大値及び最小値を判定基準の境界として利用することができる。 Here, depending on the specifications of the A / D conversion processing circuit, for example, a voltage value V N that is not less than the maximum value and / or not more than the minimum value of the input range of the A / D conversion processing circuit may not be converted into the digital value V CAD. is there. For this reason, it is preferable to provide a certain margin for the maximum value and the minimum value so that a part of the values in the input range are included in the setting of the upper limit and the lower limit, which are the criteria for the determination in S406 of this processing flow. In this processing flow, for example, the upper limit of V CAD used as a reference for determination is set to 2% (0.1 V) of the maximum value of the input range, and the lower limit of V CAD used as a reference for determination is set to the maximum value of the input range. By setting to 98% (4.9 V), it is configured to prevent malfunction based on the specifications of the A / D conversion processing circuit. In the case of an A / D conversion processing circuit that can obtain a digital value V CAD that is greater than or equal to the maximum value and / or less than the minimum value of the input range, the determination criterion in the process of S406 is, for example, V CAD ≧ 5 V or V CAD ≦ 0 V As described above, the maximum value and the minimum value of the input range can be used as the boundary of the determination criterion.

本処理フローのS406において、VCAD≧4.9またはVCAD≦0.1を満たさない場合(S406:No)、すなわち、入力レンジの範囲内にある場合は、S402に処理が戻され、処理が繰り返される。一方、VCAD≧4.9またはVCAD≦0.1を満たす場合(S406:Yes)には、入力レンジを超えるVCADとして判定されたあと、S408において、フラグに格納された値が0または1の何れであるのかが判定される。フラグが0の場合(S408:No)は、フラグを1に設定(S410)して、S404に処理が戻される。そして、当該処理が戻された直後にサンプリングされたVCADが、再度、S406に示す条件を満たす場合(S406:Yes)には、デジタルデータVCADが2回連続してA/D変換処理回路104の入力レンジの範囲外となったものと判定され、これにより、デジタル処理回路106は、ノックセンサ110を固定する締結部材110aに緩みがあるものと判定する。 In S406 of this processing flow, when V CAD ≧ 4.9 or V CAD ≦ 0.1 is not satisfied (S406: No), that is, when it is within the input range, the process is returned to S402 and processed. Is repeated. On the other hand, when V CAD ≧ 4.9 or V CAD ≦ 0.1 is satisfied (S406: Yes), after determining as V CAD exceeding the input range, in S408, the value stored in the flag is 0 or It is determined which is one. If the flag is 0 (S408: No), the flag is set to 1 (S410), and the process returns to S404. If the V CAD sampled immediately after the processing is returned satisfies the condition shown in S406 again (S406: Yes), the A / D conversion processing circuit continuously converts the digital data V CAD twice. Thus, the digital processing circuit 106 determines that the fastening member 110a that fixes the knock sensor 110 is loose.

そして、デジタル処理回路106は、例えば、表示装置140及びまたは故障診断装置150に締結部材110aに緩みが存在する旨の情報を出力する。表示装置140は、文字や映像などによって締結部材110aに緩みが存在する旨をドライバーに通知し、また、故障診断装置150内の記憶装置などに当該緩みの情報を保存する。   Then, the digital processing circuit 106 outputs information indicating that the fastening member 110a is loose in the display device 140 and / or the failure diagnosis device 150, for example. The display device 140 notifies the driver that there is a slack in the fastening member 110a by means of characters or images, and stores the slack information in a storage device or the like in the failure diagnosis device 150.

なお、本実施形態の電子装置100では、A/D変換処理回路104の入力レンジの範囲外となるデジタルデータVCADが2回連続して逐次取得された場合に、ノックセンサ110を固定する締結部材110aに緩みがあると判定したが、これに限らず、当該デジタルデータVCADが連続する頻度の設定を3回以上に設定することもできる。また、本処理フローのS406では、VCAD≧4.9とVCAD≦0.1との2つの条件式が使用されているが、これに限らず、どちらか一方の条件式のみを使用するように当該処理フローを構成してもよい。 In the electronic apparatus 100 according to the present embodiment, when the digital data V CAD that is outside the input range of the A / D conversion processing circuit 104 is sequentially acquired twice in succession, the fastening for fixing the knock sensor 110 is performed. Although it has been determined that the member 110a is loose, the present invention is not limited to this, and the frequency at which the digital data VCAD continues can be set to three or more times. In S406 of this processing flow, two conditional expressions of V CAD ≧ 4.9 and V CAD ≦ 0.1 are used, but not limited to this, only one of the conditional expressions is used. The processing flow may be configured as described above.

また、A/D変換処理回路104の入力レンジを超える期間(例えば、図2(b)に示すピークP1の期間abまたはピークP2の期間cd)の長さは、締結部材110aの緩みの程度と一定の相関があり、例えば、当該期間が長くなると、締結部材110aの緩みの程度も大きくなるという傾向が認められている。したがって、当該期間においてA/D変換されたデジタルデータVCADが、入力レンジの範囲外として連続して出現する回数を算出すれば、締結部材110aの緩みの程度を評価することができる。例えば、上記回数と、緩みによって生じた締結部材110aとノックセンサ110との隙間の間隔との関係を予め算出しておけば、当該回数によって締結部材110aの緩みの進度を評価することもできる。 Further, the length of the period exceeding the input range of the A / D conversion processing circuit 104 (for example, the period ab of the peak P1 or the period cd of the peak P2 shown in FIG. 2B) is the degree of looseness of the fastening member 110a. There is a certain correlation, and for example, it is recognized that when the period becomes longer, the degree of looseness of the fastening member 110a also increases. Therefore, the degree of looseness of the fastening member 110a can be evaluated by calculating the number of times that the A / D converted digital data V CAD continuously appears outside the input range. For example, if the relationship between the number of times described above and the gap between the fastening member 110a and the knock sensor 110 caused by loosening is calculated in advance, the degree of loosening of the fastening member 110a can be evaluated based on the number of times.

なお、図3に示す本処理フローは、ノックセンサ110を固定する締結部材110aの緩みの検出のみに限られるものではなく、例えば、異常が発生した際のノックセンサ110の信号出力に、A/D変換処理回路104の入力レンジの範囲外となる出力が含まれる異常態様であるならば、当該異常の検出に本処理フローを適用することができる。   3 is not limited to the detection of the looseness of the fastening member 110a that fixes the knock sensor 110. For example, the signal output of the knock sensor 110 when an abnormality has occurred is represented by A / If the abnormal state includes an output that falls outside the input range of the D conversion processing circuit 104, the present processing flow can be applied to the detection of the abnormality.

以上、説明したように、本実施形態に係る電子装置は、内燃機関に締結部材によって固定されているノックセンサと接続された電子装置であって、該電子装置は、前記ノックセンサが出力する信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するA/D変換処理回路と、前記A/D変換処理回路が出力する該デジタル値を逐次取得するデジタル処理回路と、を少なくとも備え、前記デジタル処理回路は、逐次取得した前記デジタル値に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断した場合に、前記締結部材に緩みがあると判定する。   As described above, the electronic device according to the present embodiment is an electronic device connected to a knock sensor fixed to the internal combustion engine by a fastening member, and the electronic device outputs a signal output from the knock sensor. An A / D conversion processing circuit that converts the digital value into a digital value at a predetermined sampling period, and a digital processing circuit that sequentially acquires the digital value output from the A / D conversion processing circuit, the digital processing circuit comprising: When it is determined that the sequentially acquired digital value includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit, it is determined that the fastening member is loose.

この構成により、ノックセンサを固定する締結部材の緩みを検出するための専用の検出回路を設けずとも、車両に搭載される電子装置が通常備えるA/D変換処理回路及びデジタル処理回路のみで締結部材の緩みが検出できるため、製造コストを上昇させることなく、締結部材の緩みが検出できる電子装置を実現することができる。   With this configuration, it is possible to fasten only with an A / D conversion processing circuit and a digital processing circuit normally provided in an electronic device mounted on a vehicle without providing a dedicated detection circuit for detecting looseness of a fastening member for fixing the knock sensor. Since the looseness of the member can be detected, an electronic device that can detect the looseness of the fastening member without increasing the manufacturing cost can be realized.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified and used without departing from the spirit of the present invention.

100・・・電子装置、102・・・入力回路、104・・・A/D変換処理回路、106・・・デジタル処理回路、110・・・ノックセンサ、110a・・・締結部材、120・・・点火装置、130・・・エンジン、140・・・表示装置、150・・・故障診断装置、160・・・車両。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electronic device, 102 ... Input circuit, 104 ... A / D conversion processing circuit, 106 ... Digital processing circuit, 110 ... Knock sensor, 110a ... Fastening member, 120 ... -Ignition device, 130 ... engine, 140 ... display device, 150 ... failure diagnosis device, 160 ... vehicle.

Claims (7)

内燃機関に固定されているノックセンサと接続された電子装置であって、
該電子装置は、
前記ノックセンサが出力する信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するA/D変換処理回路と、
前記A/D変換処理回路が出力する該デジタル値を逐次取得するデジタル処理回路と、
を少なくとも備え、
前記デジタル処理回路は、
逐次取得した前記デジタル値に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断した場合に、前記固定に緩みがあると判定する、
電子装置。
An electronic device connected to a knock sensor fixed to the internal combustion engine,
The electronic device
An A / D conversion processing circuit for converting a signal output from the knock sensor into a digital value at a predetermined sampling period;
A digital processing circuit for sequentially acquiring the digital values output by the A / D conversion processing circuit;
Comprising at least
The digital processing circuit includes:
When it is determined that the digital value acquired sequentially includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit, it is determined that the fixation is loose.
Electronic equipment.
請求項1に記載された電子装置において、
前記デジタル処理回路は、
逐次取得した前記デジタル値に、前記入力レンジの最大値以上または最小値以下の数値が連続して含まれる場合に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断する、
電子装置。
The electronic device according to claim 1,
The digital processing circuit includes:
Judgment that the digital value obtained sequentially includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit when a numerical value not less than the maximum value or not more than the minimum value of the input range is continuously included. To
Electronic equipment.
請求項1に記載された電子装置において、
前記デジタル処理回路は、
逐次取得した前記デジタル値に、前記入力レンジの最大値の98%以上または該最大値の2%以下の数値が連続して含まれる場合に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断する、
電子装置。
The electronic device according to claim 1,
The digital processing circuit includes:
When the digital value obtained sequentially contains a numerical value of 98% or more of the maximum value of the input range or 2% or less of the maximum value, it is out of the input range of the A / D conversion processing circuit. Is determined to contain the value of
Electronic equipment.
請求項2または3に記載された電子装置において、
前記デジタル処理回路は、
前記数値の連続する頻度に応じて、前記固定の緩みの程度を判定する、
電子装置。
The electronic device according to claim 2 or 3,
The digital processing circuit includes:
The degree of loosening of the fixing is determined according to the frequency with which the numerical value continues.
Electronic equipment.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載された電子装置において、
前記デジタル処理回路は、
前記判定の結果を表示する表示装置及び前記判定の結果を記録する記憶装置の少なくとも何れかと接続されている、
電子装置。
The electronic device according to any one of claims 1 to 4,
The digital processing circuit includes:
Connected to at least one of a display device for displaying the determination result and a storage device for recording the determination result;
Electronic equipment.
請求項1ないし5のいずれか一項に記載された電子装置を備える、
車両。
Comprising the electronic device according to any one of claims 1 to 5,
vehicle.
内燃機関に固定されているノックセンサの緩みを検知する緩み検知方法であって、
A/D変換処理回路において、前記ノックセンサが出力する信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するステップと、
デジタル処理回路において、前記A/D変換処理回路が出力する該デジタル値を逐次取得し、逐次取得した前記デジタル値に、前記A/D変換処理回路の入力レンジの範囲外の値が含まれると判断した場合に、前記固定に緩みがあると判定するステップとを、
少なくとも備える、
緩み検知方法。
A looseness detection method for detecting looseness of a knock sensor fixed to an internal combustion engine,
In the A / D conversion processing circuit, converting the signal output from the knock sensor into a digital value at a predetermined sampling period;
In the digital processing circuit, when the digital value output from the A / D conversion processing circuit is sequentially acquired, and the digital value acquired sequentially includes a value outside the input range of the A / D conversion processing circuit. A step of determining that there is a looseness in the fixing when determined,
At least,
Looseness detection method.
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