JP2555677B2 - Knock detection device for internal combustion engine - Google Patents

Knock detection device for internal combustion engine

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JP2555677B2
JP2555677B2 JP7040188A JP7040188A JP2555677B2 JP 2555677 B2 JP2555677 B2 JP 2555677B2 JP 7040188 A JP7040188 A JP 7040188A JP 7040188 A JP7040188 A JP 7040188A JP 2555677 B2 JP2555677 B2 JP 2555677B2
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voltage
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玄 山本
幸一 清水
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関のノッキング検出装置に関し、特に
ノックセンサの異常検出機能を有するノッキング検出装
置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a knocking detection device for an internal combustion engine, and more particularly to a knocking detection device having a knock sensor abnormality detection function.

[従来の技術] 従来より内燃機関のノッキング検出装置の一つとし
て、ノックセンサに異常が発生して内燃機関のノッキン
グを検出できなくなった場合に、点火時期制御装置が内
燃機関にノッキングが発生していないものとして点火時
期を進角制御するのを防止するため、ノックセンサの異
常を自己判断できるように構成されたものがある。ノッ
クセンサの異常判断は、ノックセンサからの出力信号レ
ベルに基づき行なわれる。つまりノックセンサに異常が
発生すると、ノックセンサの内燃機関の振動に対する検
出感度が低下し、その出力信号レベルが通常より小さく
なるので、ノックセンサの異常判断は、ノックセンサか
らの出力信号レベルが通常より小さいか否かによって行
なわれるのである。
[Prior Art] Conventionally, as one of knocking detection devices for an internal combustion engine, when an abnormality occurs in a knock sensor and knocking of the internal combustion engine cannot be detected, the ignition timing control device causes knocking in the internal combustion engine. In order to prevent the ignition timing from being advanced, it is possible to self-determine the abnormality of the knock sensor. The abnormality determination of the knock sensor is made based on the output signal level from the knock sensor. In other words, when an abnormality occurs in the knock sensor, the detection sensitivity of the knock sensor to the vibration of the internal combustion engine decreases, and the output signal level becomes lower than usual.Therefore, when determining the abnormality of the knock sensor, the output signal level from the knock sensor is normal. It depends on whether it is smaller or smaller.

ところでノックセンサは内燃機関の振動に応じて正負
に変化する交流信号を発生するものであるため、実際に
ノックセンサの異常判断を行なう場合には、ノックセン
サからの交流信号を処理してその振幅レベルに対応した
センサ異常検出用の電圧信号を生成する必要がある。し
かしこのようにノックセンサの異常検出用の電圧信号を
生成するには、異常検出用信号生成用の特別な信号処理
回路が必要となり、コストがかかる。
By the way, since the knock sensor generates an AC signal that changes between positive and negative depending on the vibration of the internal combustion engine, when actually determining the abnormality of the knock sensor, the AC signal from the knock sensor is processed and its amplitude is processed. It is necessary to generate a voltage signal for detecting a sensor abnormality corresponding to the level. However, in order to generate the voltage signal for detecting the abnormality of the knock sensor in this way, a special signal processing circuit for generating the abnormality detection signal is required, which is costly.

そこで従来から、例えば特開昭56−38563号公報に記
載の如く、内燃機関にノッキングが発生しているか否か
を判定するためにノックセンサからの出力信号に基づき
生成されるノック判定電圧(ノイズ信号レベル)が所定
値以下となったときノックセンサの異常を検出すると
か、特開昭58−206877号公報に記載の如く、内燃機関の
2つの運転条件下で生成されるノック判定電圧の偏差が
予め設定された基準値以下となったときノックセンサの
異常を検出するといったことが考えられている。つまり
ノックセンサの異常を検出するのにノッキング検出用に
生成されるノック判定電圧を使用することで、異常検出
用信号生成用の信号処理回路を不要としているのであ
る。
Therefore, conventionally, for example, as described in JP-A-56-38563, a knock determination voltage (noise) generated based on an output signal from a knock sensor for determining whether or not knocking has occurred in an internal combustion engine. When the signal level) falls below a predetermined value, an abnormality of the knock sensor is detected, or as described in JP-A-58-206877, the deviation of the knock determination voltage generated under two operating conditions of the internal combustion engine. It is considered that an abnormality of the knock sensor is detected when is less than or equal to a preset reference value. That is, by using the knock determination voltage generated for knocking detection to detect the abnormality of the knock sensor, the signal processing circuit for generating the abnormality detection signal is unnecessary.

[発明が解決しようとする課題] ところが上記前者の技術を実際のノッキング検出装置
に適用してノックセンサの異常を検出しようとすると、
その異常検出精度が低下するといった問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the former technique is applied to an actual knocking detection device to detect an abnormality of the knock sensor,
There is a problem that the abnormality detection accuracy is reduced.

即ちまず内燃機関のノッキングは、ノック判定電圧と
ノックセンサからの出力信号とを大小比較し、出力信号
がノック判定電圧を越えたときに検出されるが、上述の
ようにノックセンサからの出力信号は内燃機関の振動に
応じて正負に反転する交流信号であり、こうした正負の
入力電圧をノック判定電圧と大小比較するには、比較回
路に負の入力電圧をも処理できる高価な回路を用いなけ
ればならない。そこで実際のノッキング検出回路では、
ノックセンサからの交流信号に整流・積分・増幅等の処
理を施し基準電圧を加えることでノック判定電圧を生成
し、またノックセンサからの出力信号に基準電圧を加え
て出力信号を正の電圧信号に変換し、これら各電圧値を
大小比較してノック判定を行なうようにされている。こ
のため上記のようにノック判定電圧をそのまま用いてノ
ックセンサの異常を検出するようにすると、ノック判定
電圧生成時に加えられる基準電圧の公差によってノック
センサの異常検出精度が低下し、基準電圧の低下時等に
ノックセンサの異常が誤検出されることが生ずるのであ
る。
That is, first, the knocking of the internal combustion engine is detected when the knock determination voltage and the output signal from the knock sensor are compared in magnitude, and the output signal exceeds the knock determination voltage, but as described above, the output signal from the knock sensor is detected. Is an AC signal that is inverted between positive and negative depending on the vibration of the internal combustion engine.To compare the positive and negative input voltages with the knock determination voltage, an expensive circuit capable of processing the negative input voltage must be used in the comparison circuit. I have to. So, in the actual knocking detection circuit,
A knock determination voltage is generated by applying a reference voltage to the AC signal from the knock sensor by applying processing such as rectification, integration, and amplification, and a positive voltage signal is generated by adding the reference voltage to the output signal from the knock sensor. Is converted into a value, and the respective voltage values are compared in magnitude to perform knock determination. Therefore, if the knock determination voltage is used as it is to detect the abnormality of the knock sensor as described above, the accuracy of knock sensor abnormality detection decreases due to the tolerance of the reference voltage applied when the knock determination voltage is generated. Occasionally, an abnormality of the knock sensor is erroneously detected.

一方上記後者のように内燃機関の2つの運転条件下で
生成されるノック判定電圧の偏差に基づきノックセンサ
の異常を検出する場合には、基準電圧が変動しても、両
ノック判定電圧が共に変化するので、その偏差は基準電
圧変動の影響を受けず、ノックセンサの異常検出精度が
低下することはない。ところがこの場合、内燃機関が所
定の2つの運転条件で運転されたときにはじめてノック
センサの異常を検出できるので、ノックセンサの異常検
出に時間がかかり、応答性が悪いといった問題があっ
た。
On the other hand, when the abnormality of the knock sensor is detected based on the deviation of the knock determination voltages generated under the two operating conditions of the internal combustion engine as in the latter case, even if the reference voltage fluctuates, both knock determination voltages are Since it changes, the deviation is not affected by the fluctuation of the reference voltage, and the abnormality detection accuracy of the knock sensor does not decrease. However, in this case, since the abnormality of the knock sensor can be detected only when the internal combustion engine is operated under two predetermined operating conditions, there is a problem that it takes time to detect the abnormality of the knock sensor and the responsiveness is poor.

そこで本発明は、ノックセンサの異常判定を、簡単な
回路構成で、精度よく、しかも応答遅れなく検出し得る
ノッキング検出装置を提供することを目的としてなされ
た。
Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a knocking detection device capable of detecting abnormality of a knock sensor with a simple circuit configuration, with high accuracy and without response delay.

[課題を解決するための手段] 即ち上記目的を達するためになされた本発明は、第1
図に例示する如く、 内燃機関の振動を検出するノックセンサM1と、 該ノックセンサM1からの出力信号を積分処理して基準
電圧を加え、該出力信号の振幅レベルに対応したノック
判定電圧を出力するノック判定電圧作成手段M2と、 上記ノックセンサM1からの出力信号に基準電圧を加
え、該電圧値が上記ノック判定電圧を越えたときに内燃
機関のノッキングを検出するノック検出手段M3と、 を備えた内熱機関のノッキング検出装置に於て、 上記ノック判定電圧から基準電圧を減ずる減圧手段M4
と、 該減圧手段M4の減圧結果に基づき上記ノックセンサの
異常を検出する異常検出手段M5と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置を要旨としている。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention made to achieve the above object is
As illustrated in the figure, a knock sensor M1 for detecting the vibration of the internal combustion engine, an output signal from the knock sensor M1 is integrated, a reference voltage is added, and a knock determination voltage corresponding to the amplitude level of the output signal is output. A knock determination voltage creating means M2 that applies a reference voltage to the output signal from the knock sensor M1, and a knock detection means M3 that detects knocking of the internal combustion engine when the voltage value exceeds the knock determination voltage. In the knocking detection device for the internal heat engine equipped, a pressure reducing means M4 for subtracting the reference voltage from the knock determination voltage
And a knocking detection device for an internal combustion engine, comprising: an abnormality detection unit M5 that detects an abnormality of the knock sensor based on the pressure reduction result of the pressure reduction unit M4.

[作用] 以上のように構成された本発明のノッキング検出装置
では、ノック判定電圧作成手段M2によって、ノック判定
電圧がノックセンサM1からの出力信号を積分処理した値
に基準電圧を加えることで生成され、ノック検出手段M3
が、ノックセンサM1からの出力信号に基準電圧を加えた
値がノック判定電圧を越えたか否かによってノック判定
を行なう。またノックセンサM1の異常検出は、減圧手段
M4及び異常検出手段M5の動作によって、ノック判定電圧
から基準電圧を減じた電圧信号に基づき行なわれる。
[Operation] In the knocking detection device of the present invention configured as described above, the knocking determination voltage generating means M2 generates the knocking determination voltage by adding the reference voltage to the value obtained by integrating the output signal from the knock sensor M1. And knock detection means M3
However, the knock determination is performed depending on whether the value obtained by adding the reference voltage to the output signal from the knock sensor M1 exceeds the knock determination voltage. The knock sensor M1 abnormality is detected by pressure reducing means.
The operation of M4 and the abnormality detection means M5 is performed based on the voltage signal obtained by subtracting the reference voltage from the knock determination voltage.

[実施例] 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず第2図は、ノックセンサからの出力信号を一つの
パラメータとして内燃機関の点火時期制御を行なう、ノ
ッキング検出装置を含む内燃機関の点火時期制御装置を
表わす概略構成図である。
First, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an ignition timing control device for an internal combustion engine including a knocking detection device, which controls the ignition timing of the internal combustion engine using an output signal from a knock sensor as one parameter.

図に示す如く当該点火時期制御装置は、内燃機関の振
動を検出するノックセンサ2,内燃機関の回転速度を検出
する回転速度センサ4,吸気管圧力を検出する吸気圧セン
サ6等,内燃機関の運転状態を検出するための各種セン
サと、これらセンサからの出力信号に基づき内燃機関の
運転状態に応じた最適な点火時期を求めて点火装置8を
駆動制御する電子制御装置10とから構成されている。
As shown in the figure, the ignition timing control device includes a knock sensor 2 for detecting vibration of the internal combustion engine, a rotation speed sensor 4 for detecting the rotation speed of the internal combustion engine, an intake pressure sensor 6 for detecting the intake pipe pressure, and the like of the internal combustion engine. It is composed of various sensors for detecting the operating state and an electronic control unit 10 for driving and controlling the ignition device 8 by obtaining an optimum ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine based on output signals from these sensors. There is.

電子制御装置10は、点火時期制御を行なうための各種
演算処理を実行するCPU11、CPU11で演算処理を実行する
ための制御プログラムや各種データが予め格納されたRO
M12、CPU11で演算処理を実行するための各種データを一
時格納するためのRAM13、上記各センサからの出力信号
を入力すると共に,点火装置8の制御信号を出力する入
出力ポート14、これら各部を結ぶデータバス15等により
論理演算回路として構成されている。また電子制御装置
10には、上記各センサからの出力信号を処理してデジタ
ル信号に変換する信号処理回路16a,16b,16c…、入出力
ポート14から出力される制御信号に基づき点火装置8を
駆動する駆動回路17、及び上記各部に電源供給を行なう
ための電源回路18等も設けられている。
The electronic control unit 10 includes a CPU 11 for executing various kinds of arithmetic processing for performing ignition timing control, a control program for executing arithmetic processing in the CPU 11 and various data stored in advance.
M12, RAM13 for temporarily storing various data for executing arithmetic processing in the CPU11, input / output port 14 for inputting output signals from the above-mentioned sensors and outputting control signals for the ignition device 8, and these parts The data bus 15 and the like are connected to form a logical operation circuit. Also an electronic control unit
Reference numeral 10 denotes a signal processing circuit 16a, 16b, 16c ... Processing an output signal from each sensor and converting it into a digital signal, and a drive circuit driving the ignition device 8 based on a control signal output from the input / output port 14. 17, a power supply circuit 18 for supplying power to each of the above parts, and the like are also provided.

このように構成された点火時期制御装置では、まず回
転速度センサ4及び吸気圧センサ6からの出力信号に基
づき内燃機関の負荷に応じた基本点火時期を求め、信号
処理回路16aから出力される後述のノック判定パルスに
基づき基本点火時期を補正して内燃機関をノック発生限
界に制御する(ノッキング制御)とか、内燃機関のアイ
ドル運転時に信号処理回路16bを介して入力される回転
速度センサ4からの出力信号に基づき基本点火時期を進
角補正し、内燃機関のアイドル回転を安定させる(アイ
ドル制御)といった、周知の各種点火時期制御が実行さ
れる。
In the ignition timing control device configured as described above, first, the basic ignition timing corresponding to the load of the internal combustion engine is obtained based on the output signals from the rotation speed sensor 4 and the intake pressure sensor 6, and is output from the signal processing circuit 16a. The basic ignition timing is corrected on the basis of the knock determination pulse to control the internal combustion engine to the knock generation limit (knocking control), or when the internal combustion engine is idle, the rotational speed sensor 4 is input through the signal processing circuit 16b. Various known ignition timing controls are executed, such as advancing the basic ignition timing based on the output signal to stabilize the idle rotation of the internal combustion engine (idle control).

次に第3図は、本発明にかかわる主要部であるノック
センサ2からの出力信号を処理する信号処理回路16aを
表わしている。
Next, FIG. 3 shows a signal processing circuit 16a for processing an output signal from the knock sensor 2 which is a main part of the present invention.

図に示す如くこの信号処理回路16aでは、まずノック
センサ2からの出力信号がバンドパスフィルタ(BPF)2
0に入力される。BPF20は、ノックセンサ2からの出力信
号中のノック周波数成分を抽出し、それ以外のノイズ周
波数成分を除去するためのもので、BPF20によりノイズ
周波数成分が除去された信号(以下,ノックセンサ信号
という)Vsは、カップリングコンデンサC1を介して、ノ
ック判定電圧作成手段M2としての半波整流積分増幅器22
に入力される。
As shown in the figure, in the signal processing circuit 16a, first, the output signal from the knock sensor 2 is a bandpass filter (BPF) 2
Entered in 0. The BPF20 is for extracting knock frequency components in the output signal from the knock sensor 2 and removing other noise frequency components. The signal from which the noise frequency components have been removed by the BPF20 (hereinafter referred to as knock sensor signal) ) Vs is coupled via the coupling capacitor C1 to the half-wave rectifying / integrating amplifier 22 as the knock determination voltage creating means M2.
Is input to

半波整流積分増幅器22は、BPF20からのノックセンサ
信号Vsを処理してノック判定電圧Vkを作成するためのも
ので、第4図(a)に示す如く、まずノックセンサ信号
を半波整流及び積分して半波整流値の平均レベルViを求
め、その平均レベルViをK倍に増幅した後、基準電圧発
生回路24から出力される基準電圧Voを加えることでノッ
ク判定電圧Vkを作成する。そしてこのように作成された
ノック判定電圧Vkは、コンパレータとして働くノック検
出手段M3としての演算増幅器26の反転入力端子に入力さ
れる。
The half-wave rectifying / integrating amplifier 22 is for processing the knock sensor signal Vs from the BPF 20 to create the knock determination voltage Vk. As shown in FIG. 4 (a), first, the knock sensor signal is half-wave rectified and The average level Vi of the half-wave rectified value is obtained by integration, the average level Vi is amplified K times, and then the reference voltage Vo output from the reference voltage generating circuit 24 is added to create the knock determination voltage Vk. Then, the knock determination voltage Vk thus created is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 26 as the knock detecting means M3 that functions as a comparator.

一方BPF20からのノックセンサ信号Vsは、カップリン
グコンデンサC2を介して演算増幅器26の非反転入力端子
へも入力される。この演算増幅器26の非反転入力端子に
は、基準電圧発生回路24から出力される仮想グランド電
圧Vgも印加されており、非反転入力端子の電位は第4図
(a)に示す如く、BPF20から出力されるノックセンサ
信号Vsに仮想グランド電圧Vgを加えた値となる。
On the other hand, the knock sensor signal Vs from the BPF 20 is also input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 26 via the coupling capacitor C2. The virtual ground voltage Vg output from the reference voltage generating circuit 24 is also applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 26, and the potential of the non-inverting input terminal is from the BPF 20 as shown in FIG. 4 (a). It is a value obtained by adding the virtual ground voltage Vg to the knock sensor signal Vs that is output.

また基準電圧発生回路24は、直列接続された3個の抵
抗器R1〜R3により構成され、これら各抵抗器R1〜R3によ
り電源回路18からの電源電圧Vccを分圧して、基準電圧V
o及び仮想グランド電圧Vgを、次式の如く生成する。
Further, the reference voltage generating circuit 24 is composed of three resistors R1 to R3 connected in series. Each of the resistors R1 to R3 divides the power source voltage Vcc from the power source circuit 18 to obtain the reference voltage V3.
The o and the virtual ground voltage Vg are generated by the following equation.

Vg=Vcc・R3/(R1+R2+R3) Vo=Vcc・(R2+R3)/(R1+R2+R3) このためノック判定電圧Vkは、ノックセンサ信号Vsの
半波整流積分増幅値Vi・Kに、仮想グランド電圧Vgと抵
抗器R2両端に生ずるオフセット電圧Vf(=Vcc・R2/(R1
+R2+R3))とを加えた値として生成されることとな
る。
Vg = Vcc ・ R3 / (R1 + R2 + R3) Vo = Vcc ・ (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3) Therefore, the knock determination voltage Vk is the half-wave rectified integral amplification value Vi ・ K of the knock sensor signal Vs, and the virtual ground voltage Vg and resistance. Voltage Vf (= Vcc ・ R2 / (R1
+ R2 + R3)) is added.

そして上記演算増幅器26は、各入力端子電圧を大小比
較し、仮想グランド電圧Vgが加えられたノックセンサ信
号Vsがノック判定電圧Vkを越えたとき、内燃機関にノッ
キングが発生したと判断して、第4図(b)に示す如き
ノック判定パルスを入出力ポート14に出力する。
Then, the operational amplifier 26 compares the respective input terminal voltages, and when the knock sensor signal Vs to which the virtual ground voltage Vg is added exceeds the knock determination voltage Vk, determines that knocking has occurred in the internal combustion engine, A knock determination pulse as shown in FIG. 4 (b) is output to the input / output port 14.

尚ノック判定電圧Vkを生成する際、ノックセンサ信号
の半波整流積分増幅値Vi・Kに、仮想グランド電圧Vgと
共にオフセット電圧Vfを加えるのは、内燃機関の低回転
運転時のノック検出性能を確保するためである。
When generating the knock determination voltage Vk, adding the offset voltage Vf together with the virtual ground voltage Vg to the half-wave rectified integral amplification value ViK of the knock sensor signal is to improve the knock detection performance during low rotation operation of the internal combustion engine. This is to ensure.

つまり内燃機関の低速運転時には、内燃機関の振動が
少なく、ノックセンサ信号の半波整流積分増幅値Vi・K
が低くなるので、単に仮想グランド電圧Vgを加えるだけ
では、仮想グランド電圧Vgが加えられたノックセンサ信
号Vsとの差が小さくなって、機関振動が小さいにもかか
わらず演算増幅器26で微少な電磁的ノイズでノック判定
が誤って行なわれることがある。そこで本実施例では、
上記のようにオフセット電圧Vfを加えることで、こうし
た機関低回転時の不具合を解消しているのである。
That is, during low speed operation of the internal combustion engine, the vibration of the internal combustion engine is small, and the half-wave rectification integral amplification value ViK of the knock sensor signal is generated.
Therefore, by simply adding the virtual ground voltage Vg, the difference from the knock sensor signal Vs to which the virtual ground voltage Vg is added becomes small, and even if the engine vibration is small, the operational amplifier 26 produces a small electromagnetic field. Knock determination may be erroneously performed due to static noise. Therefore, in this embodiment,
By adding the offset voltage Vf as described above, such a problem at the time of low engine speed is solved.

また次に当該信号処理回路16aには、上記ノック判定
電圧Vkと基準電圧Voとに基づきノックセンサ2の異常判
定を行なうためのセンサ異常信号Veを生成する減圧手段
M4としての異常信号生成回路28と、センサ異常信号Veを
デジタル信号に変換して入出力ポート14に出力するA/D
変換器30と、が備えられている。
Further, next, in the signal processing circuit 16a, a pressure reducing means for generating a sensor abnormality signal Ve for making an abnormality determination of the knock sensor 2 based on the knock determination voltage Vk and the reference voltage Vo.
Abnormal signal generation circuit 28 as M4 and A / D that converts the sensor abnormal signal Ve into a digital signal and outputs it to the input / output port 14.
A converter 30 is provided.

異常信号生成回路28は、演算増幅器OP1と抵抗器R4〜R
7とにより差動増幅回路として構成され、上記ノック判
定電圧Vkと基準電圧Voとの偏差(Vk−Vo)を、A/D変換
器30のLSB(Least Significant Bit)誤差を極力減少さ
せるために所定倍に増幅して、第4図(c)に示す如き
センサ異常信号Veを生成する。またこの異常信号生成回
路28の信号出力部には、A/D変換器30への入力電圧を定
格値に抑えるために(つまりA/D変換器30を保護するた
めに)ツェナーダイオードZD1が設けられている。
The abnormal signal generation circuit 28 includes an operational amplifier OP1 and resistors R4 to R4.
It is configured as a differential amplifier circuit by 7 and the deviation (Vk−Vo) between the knock determination voltage Vk and the reference voltage Vo in order to reduce the LSB (Least Significant Bit) error of the A / D converter 30 as much as possible. The signal is amplified by a predetermined factor to generate a sensor abnormality signal Ve as shown in FIG. 4 (c). A zener diode ZD1 is provided in the signal output section of the abnormal signal generation circuit 28 in order to suppress the input voltage to the A / D converter 30 to the rated value (that is, to protect the A / D converter 30). Has been.

そしてA/D変換器30でA/D変換されたセンサ異常信号Ve
は、入出力ポート14を介してCPU11に取り込まれ、ノッ
クセンサ2の異常判定を行なうのに使用される。
Then, the sensor abnormality signal Ve which is A / D converted by the A / D converter 30
Are taken into the CPU 11 via the input / output port 14 and used to determine the abnormality of the knock sensor 2.

つまりノックセンサ2に異常が発生して内燃機関の振
動を良好に検出できなくなった場合には、ノックセンサ
信号Vsの信号レベルが低下し、内燃機関にノッキングが
発生しても信号レベルが大きくならず、コンパレータ
(演算増幅器)26からはノック判定パルスが出力されな
くなるが、このような場合にもCPU11側でノッキング制
御を実行していると、内燃機関にノッキングが発生して
いるにもかかわらず、内燃機関にノッキングが発生して
いないものとして基本点火時期を進角補正し、ノッキン
グをより発生させてしまうといった不具合が生ずる。そ
こで本実施例では、CPU11側で第5図に示す如きセンサ
異常判定処理を実行し、上記センサ異常信号Veに基づき
ノックセンサ2の異常を検出してノッキング制御を禁止
するようにしているのである。
That is, when an abnormality occurs in the knock sensor 2 and the vibration of the internal combustion engine cannot be satisfactorily detected, the signal level of the knock sensor signal Vs decreases, and even if knocking occurs in the internal combustion engine, if the signal level is high. However, the knock determination pulse is no longer output from the comparator (operational amplifier) 26. Even in such a case, if the CPU 11 side executes the knocking control, the knocking occurs in the internal combustion engine. Assuming that the internal combustion engine is not knocked, the basic ignition timing is advanced and corrected, resulting in further knocking. Therefore, in the present embodiment, the CPU 11 side executes the sensor abnormality determination process as shown in FIG. 5, detects the abnormality of the knock sensor 2 based on the sensor abnormality signal Ve, and prohibits the knocking control. .

尚センサ異常判定処理は前述の異常検出手段M5に相当
し、第5図に示す如く、まずステップ100で、例えば内
燃機関が所定回転速度以上であるといった所定のセンサ
異常判定実行条件が成立しているか否かを判断し、実行
条件成立時には、ステップ110に移行して、上記センサ
異常信号Veが予め設定された基準レベルVeoを下回って
いるか否かを判断するといった手順で実行され、Ve<Ve
oである場合には、ノックセンサ2に異常が発生してい
るものとして、ステップ120でセンサ異常フラグFeをセ
ットし、このセンサ異常フラグによって図示しないノッ
キング制御処理の実行を禁止する。
The sensor abnormality determination processing corresponds to the above-described abnormality detection means M5, and as shown in FIG. 5, first, at step 100, a predetermined sensor abnormality determination execution condition such that the internal combustion engine is at a predetermined rotation speed or higher is satisfied. If it is determined that the execution condition is satisfied, the process proceeds to step 110 to determine whether or not the sensor abnormality signal Ve is lower than a preset reference level Veo, and Ve <Ve
If it is o, it is determined that an abnormality has occurred in the knock sensor 2, and the sensor abnormality flag Fe is set in step 120, and execution of the knocking control process (not shown) is prohibited by this sensor abnormality flag.

以上説明したように本実施例においては、ノックセン
サの異常判定を行なうためのセンサ異常信号Veが、ノッ
ク判定電圧Vkと基準電圧Voとの偏差(Vk−Vo)を増幅す
ることによって生成される。このため電源電圧Vccの変
動に伴い基準電圧Voが変化しても、センサ異常信号Veは
常にノックセンサ信号Vsの振幅レベルに対応した値とな
り、ノック判定電圧Vkをそのまま用いてノックセンサの
異常判定を行なう従来の装置に比べ、ノックセンサの異
常判定精度を向上することができる。またセンサ異常信
号Veは、ノックセンサ信号Vsに基づき常時生成されるの
で、内燃機関の2種の運転条件下で生成されるノック判
定電圧Vkの偏差に基づきノックセンサの異常判定を行な
う装置に比べ、センサの異常検出を速やかに行なうこと
ができる。
As described above, in this embodiment, the sensor abnormality signal Ve for determining the abnormality of the knock sensor is generated by amplifying the deviation (Vk-Vo) between the knock determination voltage Vk and the reference voltage Vo. . Therefore, even if the reference voltage Vo changes with the fluctuation of the power supply voltage Vcc, the sensor abnormality signal Ve always has a value corresponding to the amplitude level of the knock sensor signal Vs, and the knock determination voltage Vk is used as it is to determine the abnormality of the knock sensor. It is possible to improve the accuracy of knock sensor abnormality determination as compared with a conventional device that performs the above. Further, since the sensor abnormality signal Ve is constantly generated based on the knock sensor signal Vs, compared to a device that determines the abnormality of the knock sensor based on the deviation of the knock determination voltage Vk generated under two kinds of operating conditions of the internal combustion engine. , It is possible to quickly detect the abnormality of the sensor.

ここで上記実施例では、センサ異常信号Veを信号処理
回路16a側で生成し、ノックセンサの異常判定を、CPU11
側で、センサ異常信号Veと基準レベルVeoとを大小比較
することにより行なうように構成したが、例えば第6図
に示す如く、信号処理回路16a側ではA/D変換器30′によ
ってノック判定電圧Vk及び基準電圧Voを順次A/D変換す
るように構成し、CPU11側で、第7図に示す如きセンサ
異常判定処理により、各A/D変換値の偏差Ve′を求め
(ステップ105)、ステップ110′でその算出した偏差V
e′に基づきセンサの異常判定を行なうように構成して
もよい。尚第6図及び第7図において、上記説明以外の
部分は前述の実施例と同様であるので、それらの部分に
は、夫々、第3図及び第5図と同様の番号を付し、説明
は省略する。
Here, in the above embodiment, the sensor abnormality signal Ve is generated on the signal processing circuit 16a side, and the abnormality determination of the knock sensor is performed by the CPU 11
On the side, the sensor abnormality signal Ve and the reference level Veo are configured to be compared with each other. For example, as shown in FIG. 6, on the signal processing circuit 16a side, the knock determination voltage is detected by the A / D converter 30 '. Vk and reference voltage Vo are sequentially A / D converted, and CPU 11 side obtains deviation Ve ′ of each A / D converted value by sensor abnormality determination processing as shown in FIG. 7 (step 105). Deviation V calculated in step 110 ′
The sensor may be determined based on e '. In FIGS. 6 and 7, parts other than the above description are the same as those in the above-described embodiment, and therefore, those parts are denoted by the same numbers as in FIGS. 3 and 5, respectively, and will not be described. Is omitted.

また次に上記実施例では、ノック判定電圧Vkを、ノッ
クセンサ信号Vsの半波整流値を積分及び増幅した値に基
準電圧Vo(=仮想グランド電圧Vg+オフセット電圧Vf)
を加えることで生成するように構成したが、周知のよう
にノック判定電圧としては、ノックセンサ信号Vsの平均
的な振幅レベルに対応して設定すればよいので、ノック
センサ信号Vsの全波整流値を積分及び増幅した値に仮想
グランド電圧Vgのみよりなる基準電圧を加えることで生
成するようにしてもよく、またノックセンサ信号Vsのピ
ークを積分した値に基準電圧Voを加えることで生成する
ように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the knock determination voltage Vk is set to a value obtained by integrating and amplifying the half-wave rectified value of the knock sensor signal Vs, and the reference voltage Vo (= virtual ground voltage Vg + offset voltage Vf).
However, as is well known, the knock determination voltage may be set corresponding to the average amplitude level of the knock sensor signal Vs, so full-wave rectification of the knock sensor signal Vs is performed. It may be generated by adding a reference voltage composed only of the virtual ground voltage Vg to the value obtained by integrating and amplifying the value, or by adding the reference voltage Vo to the value obtained by integrating the peak of the knock sensor signal Vs. It may be configured as follows.

また更に上記実施例では、ノック判定電圧Vkを、仮想
グランド電圧Vgにオフセット電圧Vfを加えた基準電圧Vo
を用いて設定するように構成したが、これは上述のよう
に内燃機関低速運転時のノック検出特性を改善するため
のもので、ノックセンア信号Vsと同様に仮想グランド電
圧Vgのみよりなる基準電圧を加えるようにしても、ノッ
ク判定は行なうことができる。この場合、センサ異常信
号Veは、ノック判定電圧Vkと仮想グランド電圧Vgとの偏
差(Vk−Vg)に基づき設定するようにすればよい。
Further, in the above embodiment, the knock determination voltage Vk is the reference voltage Vo obtained by adding the offset voltage Vf to the virtual ground voltage Vg.
However, as described above, the reference voltage consisting of only the virtual ground voltage Vg is used to improve the knock detection characteristics during low-speed operation of the internal combustion engine. Even if added, knock determination can be performed. In this case, the sensor abnormality signal Ve may be set based on the deviation (Vk-Vg) between the knock determination voltage Vk and the virtual ground voltage Vg.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明のノッキング検出装置にお
いては、ノックセンサの異常判定を、ノック判定電圧か
ら基準電圧を減じた電圧信号に基づき行なうように構成
したため、ノックセンサの異常を、精度よく、しかも速
やかに検出することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, in the knocking detection device of the present invention, the abnormality determination of the knock sensor is configured to be performed based on the voltage signal obtained by subtracting the reference voltage from the knock determination voltage. Can be detected accurately and quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の構成を表わすブロック図、第2図は実
施例の点火時期制御装置全体の構成を表わす概略構成
図、第3図はノックセンサからの出力信号を処理するた
めの信号処理回路16aの構成を表わす電気回路図、第4
図は信号処理回路16aの動作を説明するタイムチャー
ト、第5図はノックセンサの異常判定のためにCPU11で
実行される異常判定処理を表わすフローチャート、第6
図は信号処理回路16aの他の構成例を表わす電気回路
図、第7図は同じく異常判定処理の他の例を表わすフロ
ーチャート、である。 M1,2……ノックセンサ M2……ノック判定電圧作成手段(22……半波整流積分増
幅器) M3……ノック検出手段(26……演算増幅器(コンパレー
タ)) M4……減圧手段(28……異常信号生成回路) M5……異常検出手段、11……CPU 12……ROM、13……RAM 16a……信号処理回路、24……基準電圧発生回路
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of an ignition timing control device of an embodiment, and FIG. 3 is a signal processing for processing an output signal from a knock sensor. Electrical circuit diagram showing the configuration of the circuit 16a, fourth
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the signal processing circuit 16a, FIG. 5 is a flow chart showing an abnormality determination process executed by the CPU 11 for determining an abnormality of the knock sensor, and FIG.
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing another configuration example of the signal processing circuit 16a, and FIG. 7 is a flow chart showing another example of the abnormality determination process. M1, 2 …… Knock sensor M2 …… Knock judgment voltage creating means (22 …… half-wave rectification integrating amplifier) M3 …… Knock detecting means (26 …… operational amplifier (comparator)) M4 …… pressure reducing means (28 …… Abnormal signal generation circuit) M5: Abnormality detection means, 11: CPU 12: ROM, 13: RAM 16a: Signal processing circuit, 24: Reference voltage generation circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の振動を検出するノックセンサ
と、 該ノックセンサからの出力信号を積分処理して基準電圧
を加え、該出力信号の振幅レベルに対応したノック判定
電圧を出力するノック判定電圧作成手段と、 上記ノックセンサからの出力信号に基準電圧を加え、該
電圧値が上記ノック判定電圧を越えたときに内燃機関の
ノッキングを検出するノック検出手段と、 を備えた内熱機関のノッキング検出装置に於て、 上記ノック判定電圧から基準電圧を減ずる減圧手段と、 該減圧手段の減圧結果に基づき上記ノックセンサの異常
を検出する異常検出手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のノッキング検出装
置。
1. A knock sensor for detecting vibration of an internal combustion engine, and a knock determination for outputting a knock determination voltage corresponding to the amplitude level of the output signal by integrating a signal output from the knock sensor and adding a reference voltage. Of the internal heat engine including a voltage generating means, a knock detection means for applying a reference voltage to the output signal from the knock sensor, and detecting knocking of the internal combustion engine when the voltage value exceeds the knock determination voltage. An internal combustion engine, comprising: a knocking detection device; pressure reduction means for reducing a reference voltage from the knock determination voltage; and abnormality detection means for detecting abnormality of the knock sensor based on a pressure reduction result of the pressure reduction means. Knocking detection device for engines.
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