JP3153394B2 - Knock detection method for internal combustion engine - Google Patents

Knock detection method for internal combustion engine

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JP3153394B2
JP3153394B2 JP24422493A JP24422493A JP3153394B2 JP 3153394 B2 JP3153394 B2 JP 3153394B2 JP 24422493 A JP24422493 A JP 24422493A JP 24422493 A JP24422493 A JP 24422493A JP 3153394 B2 JP3153394 B2 JP 3153394B2
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knock
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のノッキング
を検出するための方法及びこれを用いた点火時期制御方
法に係り、特に内燃機関の運転状態の変化によるノッキ
ングの誤検出の低減に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting knocking of an internal combustion engine and an ignition timing control method using the same, and more particularly to a method for reducing erroneous detection of knocking due to a change in an operating state of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のようにノッキングは燃焼室内の端
末部の未燃ガスの自己発火により燃焼室内のガスが振動
を起こし、この振動が機関本体に伝わる現象である。
2. Description of the Related Art As is well known, knocking is a phenomenon in which the gas in a combustion chamber vibrates due to the self-ignition of unburned gas at the end of the combustion chamber, and this vibration is transmitted to the engine body.

【0003】そして、このノッキングは機関の発生エネ
ルギーの損失(出力低下)や機関各部への衝撃、さらに
は燃費の低下等を招来するため、できるだけ回避するの
が望ましく、そのためにはノッキングの発生を正確に検
出することが不可欠である。このような要請のもと、例
えば特開昭58−45520 号公報に記載のように、振動検出
センサの出力信号の中から5〜12kHzの範囲の共鳴
周波数成分だけをバンドパスフィルタを用いて分離し、
その出力の積分値がバックグランドレベルより大きくな
ったか否かでノッキングの発生を検出する方法や、特開
平3−47449号公報に記載されているように、複数の共鳴
周波数成分を取り出してノッキングの検出を行う方法な
どがあった。
[0003] Since this knocking causes a loss of generated energy of the engine (output reduction), an impact on each part of the engine, and a reduction in fuel consumption, it is desirable to avoid knocking as much as possible. Accurate detection is essential. Under such a request, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-52020, only a resonance frequency component in the range of 5 to 12 kHz is separated from the output signal of the vibration detection sensor using a band-pass filter. And
A method of detecting the occurrence of knocking based on whether or not the integrated value of the output has become larger than the background level, or as described in JP-A-3-47449, a plurality of resonance frequency components are extracted to perform knocking. There was a method of performing detection.

【0004】ところで、前記バックグランドレベルは、
例えば数1,数2に示すように、前回のバックグランド
レベルBGL1 と、今回の振動検出センサf1 の出力信
号との加重平均、もしくは前回の振動検出センサの出力
2 と、今回の振動検出f1センサの出力を加重平均し
て求める。
By the way, the background level is
For example, as shown in Expressions 1 and 2, a weighted average of the previous background level BGL 1 and the output signal of the current vibration detection sensor f 1 , or the output f 2 of the previous vibration detection sensor and the current vibration obtained by a weighted average of the output of the detection f 1 sensor.

【0005】[0005]

【数1】 BGL=kBGL1+(1−k)f1 …(数1)BGL = kBGL 1 + (1−k) f 1 (Equation 1)

【0006】[0006]

【数2】 BGL=kf1+(1−k)f2 …(数2) k:定数 そのため、上記の技術は、加速時等の過渡時において、
図9に示すように、バックグランドレベルの追従遅れが
生じ、前記過渡時においては、目標となるバックグラン
ドレベルの値よりも、演算されたバックグランドレベル
の値の方が小さくなるため、S/N比の増大によるノッ
キングの誤検出の可能性が大きくなるという問題があ
る。
BGL = kf 1 + (1−k) f 2 (Equation 2) k: Constant Therefore, the above-described technique is used in a transient state such as acceleration.
As shown in FIG. 9, a delay in following the background level occurs, and during the transition, the calculated background level value is smaller than the target background level value. There is a problem that the possibility of erroneous detection of knocking due to an increase in the N ratio increases.

【0007】この問題を解決する技術として、例えば特
開平3−124941 号公報に開示されているように、前記バ
ックグランドレベルを常時運転領域別に学習,記憶して
おき、ノッキングを検出する運転領域の突入時、又は過
渡時においては、演算されたバックグランドレベルでは
なく、前記学習,記憶されたバックグランドレベルを用
いて、ノッキング判定を行う方法が提案されている。
As a technique for solving this problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-124951, the background level is always learned and stored for each operating area, and the operating area for detecting knocking is controlled. At the time of entry or transition, a method of performing knocking determination using the learned and stored background level instead of the calculated background level has been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、学習されたバックグランドレベルをそのまま
用いてノッキング判定を行っているため、前記学習値が
突入時の要求されるバックグランドレベルよりも低い値
に学習されている場合は、ノッキングの誤判定が発生す
る恐れがある。
However, in the above-mentioned prior art, since the knocking determination is performed using the learned background level as it is, the learned value is lower than the required background level at the time of entry. If the value is learned, erroneous determination of knocking may occur.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
た課題は、内燃機関の燃焼室近傍に設けられ、内燃機関
の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段を備え、前記
焼検出手段の状態信号からノッキングに関する特徴成分
を抽出し、前記状態信号に基づいて、ノッキングの判定
の基準となる比較成分の演算を行い、前記特徴成分と前
記比較成分に基づいてノッキングの判定を行う内燃機関
のノッキング検出方法において、ノック制御領域である
特定運転領域のみ前記比較成分の演算を行い、前記特
定領域の離脱における前記比較成分の演算値を保持し、
前記特定運転領域の再突入時には、前記保持された比較
成分の値と、前記特定運転領域の比較成分の基準値とな
予め定められた比較成分基準値とを比較し、大きい方
の値を前記突入時における比較成分の初期値とすると共
に、その初期値に基づいて前記比較成分の演算、及びノ
ッキングの判定を行うことにより解決できる。
According to SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, above problems is provided in the vicinity of the combustion chamber internal combustion engine, comprising a combustion state detection means for detecting the combustion state of the internal combustion engine, the fuel <br / Extracting a characteristic component related to knocking from the state signal of the burning detection means, calculating a comparison component serving as a reference for knocking determination based on the state signal, and determining knocking based on the characteristic component and the comparison component. Internal combustion engine
In the knocking detection method, only performs the operation of said comparison components with <br/> specific operation region is a knock control region retains calculation value of said comparison components in separation of the specific region,
At the time of re-entry of the specific operation region, the value of the held comparison component is compared with a predetermined comparison component reference value that is a reference value of the comparison component of the specific operation region, and the larger value is set to the larger value. The problem can be solved by setting the initial value of the comparison component at the time of entry and calculating the comparison component and determining knocking based on the initial value.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、学習,保持されたバックグラ
ンドレベルと、基準となるバックグランドレベルとを比
較し、大きい方のバックグランドレベルを特定運転領域
(以下、ノック制御領域と記す)の突入時におけるバッ
クグランドレベルの初期値とするため、前記初期値を適
切な値に設定でき、ノッキングの誤判定を低減すること
ができる。また、前記基準値を学習し、更にその学習値
に限界値を設けたため、前記基準値が異常な値になるこ
とを抑制することができる。
According to the present invention, the learned and held background level is compared with a reference background level, and the higher background level is set in a specific operation area (hereinafter, referred to as a knock control area). Since the initial value of the background level at the time of entry is set, the initial value can be set to an appropriate value, and erroneous determination of knocking can be reduced. Further, since the reference value is learned and a limit value is provided for the learned value, it is possible to suppress the reference value from becoming an abnormal value.

【0011】[0011]

【実施例】以下図面に従い、本発明の一実施例を詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】まず始めに、本発明におけるノッキングの
発生の有無の判定の原理について説明する。エンジンの
振動には多くの振動成分が含まれている。例えば、ピス
トンの摩擦,クランク軸の回転,弁の作動などによる振
動成分などである。さらに、これらの振動成分はエンジ
ン状態によって変化する。
First, the principle of determining whether or not knocking has occurred in the present invention will be described. The vibration of the engine contains many vibration components. For example, vibration components due to piston friction, crankshaft rotation, valve operation, and the like. Further, these vibration components change depending on the engine state.

【0013】エンジンにノッキングが発生すると、ノッ
キングに特有な振動が発生する。ノッキングの発生の有
無の判定は、振動センサが検出するエンジンの全体の振
動からノッキングに特有な振動を分離することによって
なされる。
When knocking occurs in the engine, vibration peculiar to knocking occurs. The determination as to whether knocking has occurred is made by separating the vibration specific to knocking from the overall vibration of the engine detected by the vibration sensor.

【0014】図4はノッキングが発生していない時の振
動センサの出力の周波数成分の解析結果を表わした図で
ある。一方、図5はノッキングが発生した時の振動セン
サの出力の周波数成分の解析結果を表わした図である。
FIG. 4 is a diagram showing an analysis result of a frequency component of an output of the vibration sensor when knocking does not occur. On the other hand, FIG. 5 is a diagram illustrating an analysis result of a frequency component of an output of the vibration sensor when knocking occurs.

【0015】そして図4と図5を比較すれば分かるよう
に、ノッキングが発生している場合は、ノッキングが発
生していない場合に比して、各々の特徴成分、即ち共鳴
周波数成分が大きくなっていることが理解できる。
As can be seen by comparing FIGS. 4 and 5, when knocking occurs, each characteristic component, that is, the resonance frequency component becomes larger than when knocking does not occur. I can understand that

【0016】次に図6,図7を用いて、ノッキング判定
指標を用いたノッキング発生の有無の判定について説明
する。なお、原理動作の説明のために、共鳴周波数f10
(例えば6.3KHz)とf01(例えば13.0KHz)
の周波数成分を用いて説明する。しかしながら、これに
拘束されるものではなく、任意の2以上の共鳴周波数成
分を用いてノッキング発生の有無の判定ができる。
Next, with reference to FIGS. 6 and 7, a description will be given of the determination of the presence / absence of knocking using the knocking determination index. In order to explain the principle operation, the resonance frequency f 10
(For example, 6.3 KHz) and f 01 (for example, 13.0 KHz)
A description will be given using the frequency components of FIG. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to determine whether knocking has occurred using any two or more resonance frequency components.

【0017】振動センサはノッキング発生による振動と
バックグランド振動を含んだ振動を合成して検出する。
したがって、ノッキング判定指標Iは、ノッキングが発
生していないときはバックグランド振動で定められる指
標Ib となり、ノッキングが発生したときはバックグラ
ンド振動Ib とノッキングの発生による振動Ik を含ん
で定められる指標Iとなる。
The vibration sensor detects vibration by combining knocking vibration and vibration including background vibration.
Therefore, knocking determination index I is determined include vibration I k due to the occurrence of background vibration I b and knocking when index I b becomes defined in the background vibration, the knocking occurs when a knocking has not occurred Is the index I to be obtained.

【0018】上記ノッキング判定指標Iを主要な共鳴周
波数成分を用いて数式化すると下式となる。
The above knocking determination index I is expressed by the following equation using a main resonance frequency component.

【0019】 I=ω10P(f10)+ω20P(f20)+ω01P(f01) +ω30P(f30)+ω11P(f11) ここで、ωはエンジン回転数で定まる実数値をとる。ま
た、1か0かの2値をとることもできる。Pは各共鳴周
波数成分の振動強度(パワースペクトル)である。
I = ω 10 P (f 10 ) + ω 20 P (f 20 ) + ω 01 P (f 01 ) + ω 30 P (f 30 ) + ω 11 P (f 11 ) where ω is determined by the engine speed. Take a real value. In addition, it can take two values of 1 or 0. P is the vibration intensity (power spectrum) of each resonance frequency component.

【0020】図6に示すようにバックグランド振動の共
鳴周波数成分によって示されるノック判定指標Ib とノ
ッキングの発生による振動の共鳴周波数成分によって示
される指標Ik は方向と大きさを異にしている。これは
人間による聴覚試験でも明らかなように、ノック無の場
合のエンジン音に対しノック有の場合は例えばカリカリ
等という音で聴き分けられるものであり、ノック有り無
しによって音色が異なるためである。
The index I k indicated by the resonance frequency component of the vibration due to knocking determination index I b and knocking generation indicated by the resonance frequency component of the background vibration as shown in FIG. 6 are different in direction and magnitude . This is because, as is clear from a human auditory test, the engine sound in the case of no knock can be distinguished from the engine sound in the case of knock by a crisp sound, for example, and the timbre differs depending on the presence or absence of knock.

【0021】バックグランド振動にノッキングの発生に
よる振動が加わってくると、振動センサに含まれる
01,f10成分によるノック判定指標Iは図6の場合で
はノック判定閾値I01を下回る領域に入り、また図7で
閾値I02の外側に出ることによりノッキング発生の有り
を判定することができる。
When the vibration due to the occurrence of knocking is added to the background vibration, the knock determination index I based on the f 01 and f 10 components included in the vibration sensor enters a region below the knock determination threshold I 01 in the case of FIG. , also it is possible to determine the presence of knock by exiting to the outside of the threshold value I 02 in FIG.

【0022】なお、本明細書において、(1)式の右辺
の5つの項に限らず、振動センサの出力に含まれる複数
の共鳴周波数成分を複合的に用いたものをすべてノック
指数と定義する。
In the present specification, not only the five terms on the right side of the equation (1) but also any combination of a plurality of resonance frequency components included in the output of the vibration sensor is defined as a knock index. .

【0023】このように、ノック判定指数を用いるとバ
ックグランド振動に対してノッキングの発生による特有
な周波数成分の構成が考慮されるので、バックグランド
振動が大きくなってもノッキング発生の有無が判定でき
る。
As described above, when the knock determination index is used, the configuration of a specific frequency component due to the occurrence of knocking with respect to the background vibration is taken into consideration, so that the presence or absence of knocking can be determined even when the background vibration increases. .

【0024】以下、本発明の中心となるノッキングの検
出方法について詳細に説明する。
Hereinafter, a method of detecting knocking, which is central to the present invention, will be described in detail.

【0025】図8は周波数毎の振動強度(パワースペク
トル)を表わしており、ノッキングが発生している場合
を実線で示し、ノッキングが発生していない場合を破線
で示してあり、ノッキングの発生によって各共鳴周波数
帯での振動強度が大きくなっていることがわかる。
FIG. 8 shows the vibration intensity (power spectrum) for each frequency. The case where knocking occurs is shown by a solid line, and the case where knocking does not occur is shown by a broken line. It can be seen that the vibration intensity in each resonance frequency band is large.

【0026】本発明では、ノッキング有り無しにおける
振動強度の比(S/N比)にて前述のノック指数を求め
ているが、各検出周波数毎にノッキング無し時の振動強
度(バックグランドレベル)を過去に検出したノック周
波数成分を基に平均化処理にて作成している。
In the present invention, the above-mentioned knock index is obtained from the ratio of the vibration intensity with and without knocking (S / N ratio). The vibration intensity without knocking (background level) is determined for each detection frequency. It is created by averaging processing based on knock frequency components detected in the past.

【0027】このため、過渡運転状態のようなエンジン
回転数急変によるメカノイズの増大やエンジン負荷急変
による燃焼振動の増大等によるノック無し時振動強度の
急変時には、バックグランドレベルが最新のノック周波
数成分値に追従できず、結果として、図9に示すノッキ
ングの誤判定に至る危険性があった。
For this reason, when the mechanical noise increases due to a sudden change in the engine speed such as in a transient operation state, or when the vibration intensity suddenly changes without knocking due to an increase in combustion vibration due to a sudden change in the engine load, the background level becomes the latest knock frequency component value. Therefore, there is a risk of erroneous knocking determination shown in FIG.

【0028】ノック制御はエンジン回転数,エンジン負
荷で定まる特定領域のみ規定されている場合が多く、こ
の場合においてバックグランドレベルの平滑化処理に
は、前記特定ノック制御領域のみで行う場合と、領域に
無関係に行う場合との2通りの処理方法が存在してい
る。この両者の説明を図9を用いて説明する。
Knock control is often defined only in a specific region determined by the engine speed and engine load. In this case, the background level smoothing process is performed only in the specific knock control region. Irrespective of the processing method. Both of these will be described with reference to FIG.

【0029】前者の方法においては、前回のノック制御
領域離脱時のバックグランドレベルを、ノック制御領域
再突入時のバックグランドレベルの初期値として、その
まま設定されてしまう。このときのバックグランドレベ
ルの初期値が異常に高い場合には、過渡時におけるバッ
クグランドレベルが目標値に迅速に収束するが、その反
面、目標値に収束するまでの間、ノッキングが検出され
にくくなる。また、後者の方法は、ノック制御領域突入
時におけるバックグランドレベルが目標値付近にあるた
め、ノッキングを精度良く検出できるが、過渡時に追従
性が悪化し、バックグランドレベルが目標値に迅速に収
束できなくなる。
In the former method, the background level at the time of the previous departure from the knock control area is set as it is as the initial value of the background level at the time of re-entering the knock control area. If the initial value of the background level at this time is abnormally high, the background level during the transition quickly converges to the target value, but knocking is hardly detected until the background level converges to the target value. Become. In the latter method, since the background level at the time of entering the knock control region is near the target value, knocking can be detected with high accuracy, but the tracking performance deteriorates during transition, and the background level quickly converges to the target value. become unable.

【0030】上述したように、2者は相反する特徴を有
しているため、この二者の各々の特長を生かし合い、か
つ各々の欠点を相殺し合うような方法でバックグランド
レベルの平滑化処理を行わなければならない。
As described above, since the two have contradictory characteristics, the background level is smoothed in such a manner that the respective characteristics of the two are utilized and the respective disadvantages are canceled out. Processing must be performed.

【0031】そこで本発明では、バックグランドレベル
の平滑化処理をノック制御領域に限定し、バックグラン
ドレベルを適当な高い値より収束させ過渡運転時でもバ
ックグランドレベルの追従性を改善し誤判定発生を抑制
可能とするとともに、ノック制御領域突入時のノック制
御性の確保を可能とするようにしたものである。
Therefore, in the present invention, the background level smoothing process is limited to the knock control region, and the background level is converged from an appropriate high value to improve the followability of the background level even during the transient operation, thereby causing erroneous determination. And the knock controllability at the time of entering the knock control area can be ensured.

【0032】まず、CPUによるノッキング発生の有無
の判定処理の動作を図1を用いて説明する。
First, the operation of the CPU for determining the occurrence of knocking will be described with reference to FIG.

【0033】図1において、このフローチャートは爆発
サイクル毎に実行されるもので、CPUに割込みをかけ
て起動される。
In FIG. 1, this flowchart is executed for each explosion cycle, and is started by interrupting the CPU.

【0034】ステップ140では現在の運転状態がノッ
ク制御領域内にいるかどうかの判定を行い、領域内なら
ば以下ステップ141に進み、領域外ならノック制御は
行わない。なお、このノック制御領域判定はステップ1
02,105,106等の前段に設定されていてもかま
わない。
At step 140, it is determined whether or not the current operation state is within the knock control region. If it is within the region, the process proceeds to step 141, and if it is outside the region, knock control is not performed. This knock control area determination is performed in step 1
02, 105, 106, etc., may be set.

【0035】ステップ141では、前回の爆発サイクル
時にノック制御領域内にいたかどうか、即ち、ノック領
域突入時の判定を行い、前回もノック領域内であり継続
してノック領域内にいたと判断した場合は、ステップ1
01に進み、前回がノック制御領域外でありノック領域
突入時と判断した場合は、ステップ142にてBGLiに予
めメモリ内に設定していた初期値BGLINTi をセットしス
テップ101へ進む。ステップ101では振動センサか
らの出力信号がA/D変換器で変換されたA/D変換値
が取り込まれる。
In step 141, it is determined whether or not the vehicle was in the knock control region at the time of the previous explosion cycle, that is, it is determined that the vehicle has entered the knock region, and it was determined that the vehicle was also in the knock region and was continuously in the knock region last time. If so, step 1
In step 142, if it is determined that the previous time is outside the knock control area and it is time to enter the knock area, in step 142, BGLi is set to an initial value BGLINTi previously set in the memory, and the flow proceeds to step 101. In step 101, an A / D converted value obtained by converting the output signal from the vibration sensor by the A / D converter is taken in.

【0036】次にステップ102ではA/D変換された
振動センサの信号を周波数分析する。この周波数分析は
高速フィーリェ変換やウォルシュフィーリェ変換といっ
た手法で行われる。
Next, at step 102, the frequency of the A / D converted signal of the vibration sensor is analyzed. This frequency analysis is performed by a method such as a fast Fourier transform or a Walsh Fourier transform.

【0037】この後、ステップ103で周波数分析され
た信号のうち、共鳴周波数を含む周波数帯をn個選択す
る。本実施例では8個の共鳴周波数が選択される。
Thereafter, among the signals subjected to the frequency analysis in step 103, n frequency bands including the resonance frequency are selected. In this embodiment, eight resonance frequencies are selected.

【0038】ステップ103で周波数が選択されると、
次にステップ104で振動強度を表わすS/N比を選択
周波数毎に求める。
When a frequency is selected in step 103,
Next, in step 104, the S / N ratio representing the vibration intensity is determined for each selected frequency.

【0039】つまり、複数の選択周波数(f1……f
n)と、これに対応した周波数のバックグランドレベル
(BGL1……BGLn)を求め、各周波数毎のS/N
比SLi=fi/BGLiを求める。
That is, a plurality of selected frequencies (f1... F
n) and the background level (BGL1... BGLn) of the frequency corresponding thereto are determined, and the S / N for each frequency is determined.
The ratio SLi = fi / BGLi is determined.

【0040】したがって本実施例ではSL1=f1/B
GL1,……,SLi=fn/BGLnが求められる。
Therefore, in this embodiment, SL1 = f1 / B
GL1,..., SLi = fn / BGLn are obtained.

【0041】ステップ132はカウンタであり、1個の
選択周波数のS/N比を1回演算する度に1ずつ加算さ
れる。ステップ133でカウンタ値iの値が選択個数
n、例えば8と等しいか否かを判定し、n=iならば、
ステップ105へ進み、n>iならば、ステップ129
へ進み、選択周波数の全てのS/N比を演算するまで上
記判定をくり返す。
Step 132 is a counter, which is incremented by one each time the S / N ratio of one selected frequency is calculated once. In step 133, it is determined whether or not the value of the counter value i is equal to the selected number n, for example, 8. If n = i,
Proceed to step 105, and if n> i, step 129
Then, the above determination is repeated until all the S / N ratios of the selected frequency are calculated.

【0042】次に、ステップ105でこれら選択された
周波数のうちS/N比が大きい順にm個、本実施例では
5個を抽出してノック強度を求める。このノック強度を
求める式は例えば、
Next, at step 105, m of the selected frequencies are extracted in ascending order of S / N ratio, and in this embodiment, five are extracted to determine the knock intensity. The equation for determining this knock strength is, for example,

【0043】[0043]

【数3】 (Equation 3)

【0044】で表わされるようにS/N比を加算して求
められる。
It is obtained by adding the S / N ratio as expressed by

【0045】ノック強度が求まると、ステップ106で
ノック判定のための所定値とステップ105で求められ
たノック強度が比較され、ステップ105で求められた
ノック強度が大きいと判断されるとノッキングが生じた
としてステップ107でノッキングが検出される。
When the knock intensity is obtained, a predetermined value for knock determination is compared with the knock intensity obtained in step 105 in step 106, and knocking occurs when it is determined that the knock intensity obtained in step 105 is large. In step 107, knocking is detected.

【0046】その後ステップ108でノッキング発生を
示すノックフラグに“1”をセットする。このノックフ
ラグは別に起動される点火制御タスクで用いられる。
Thereafter, at step 108, a knock flag indicating occurrence of knocking is set to "1". The knock flag is used in a separately started ignition control task.

【0047】一方、ステップ106でノック強度が所定
値より小さいと判断されるとノッキングが生じていない
としてステップ109で各バックグランドレベルBGL
iが予め定めた限界値、ここでは下限リミッタBGLMTiよ
り大きいかどうかが判断される。本実施例ではBGL1
……BGL8に対してBGLMT1……BGLMT8が比較される。
On the other hand, if it is determined in step 106 that the knock intensity is smaller than the predetermined value, it is determined that knocking has not occurred, and in step 109 each background level BGL is determined.
It is determined whether i is greater than a predetermined limit value, here a lower limiter BGLMTi. In this embodiment, BGL1
BGLMT1 is compared with BGLMT1.

【0048】ステップ109でバックグランドレベルが
下限リミッタBGLMTiより大きいと判断、つまり正常のバ
ックグランドレベルと判断されるとステップ110でバ
ックグランドレベルBGLiの更新が行われる。
If it is determined in step 109 that the background level is larger than the lower limiter BGLMTi, that is, if it is determined that the background level is normal, the background level BGLi is updated in step 110.

【0049】このバックグランドレベルBGLiの更新
は選択された周波数の振動強度をフィルタ処理して求め
られる。具体的には各々の選択された周波数毎にBGL
i=BGLi×(1−α)+fi×αで求められる。
The updating of the background level BGLi is obtained by filtering the vibration intensity of the selected frequency. Specifically, BGL for each selected frequency
i = BGLi × (1−α) + fi × α.

【0050】逆に、ステップ109でバックグランドレ
ベルBGLiが下限リミッタBGLMTiより小さいと判断
し、つまり、異常バックグランドレベルと判断されると
リミッタ値をセットして次回のステップ104のBGLiとし
て用いる。
Conversely, in step 109, it is determined that the background level BGLi is smaller than the lower limiter BGLMTi, that is, if it is determined that the background level is abnormal, the limiter value is set and used as the BGLi in the next step 104.

【0051】また、ステップ104の前段には、選択周
波数fiの下限リミッタfLMTiを設け、異常値入力
の抑制を行っている。
Further, a lower limiter fLMTi of the selected frequency fi is provided at a stage preceding the step 104 to suppress an abnormal value input.

【0052】ステップ129で各周波数fi毎にその強
度が所定の下限リミッタfLMTiより大きいあるいは
等しいかどうかを判別する。この判断で大きいあるいは
等しいと判断されるとステップ104に進み通常のS/
N比計算を実行する。
In step 129, it is determined whether or not the intensity is greater than or equal to a predetermined lower limiter fLMTi for each frequency fi. If it is determined that the value is larger or equal, the process proceeds to step 104, and the normal S / S
Perform N ratio calculation.

【0053】一方、ステップ129で各周波数fi毎に
その強度が所定の下限リミッタfLMTiより小さいと
判断されるとステップ130に進み、周波数fiの強度
とバックグランドレベルのS/N比を1にする。即ち、
対応の周波数に対してノッキングが発生していないとす
る処理を実行する。
On the other hand, if it is determined in step 129 that the intensity of each frequency fi is smaller than the predetermined lower limiter fLMTi, the process proceeds to step 130, where the intensity of the frequency fi and the S / N ratio of the background level are set to 1. . That is,
A process is performed to determine that knocking has not occurred for the corresponding frequency.

【0054】次にステップ131で対応の周波数の強度
を所定の下限リミッタfLMTiに置き換え、ステップ
105に進みノック強度の計算を行う。
Next, at step 131, the intensity of the corresponding frequency is replaced with a predetermined lower limiter fLMTi, and the routine proceeds to step 105, where the knock intensity is calculated.

【0055】この処理は、周波数強度に下限リミッタを
設定することにより、各周波数の強度が異常に低下した
時に生ずる量子化誤差によるS/N比異常増大という問
題を解決する。
This processing solves the problem that the S / N ratio abnormally increases due to a quantization error that occurs when the intensity of each frequency abnormally decreases by setting a lower limiter for the frequency intensity.

【0056】ここで、ステップ129の各周波数fiの
下限リミッタfLMTiと、ステップ109のバックグ
ランドレベルの下限リミッタBGLMTiとは、併用しても良
いし、どちらか片方だけの採用でもかまわない。
Here, the lower limiter fLMTi of each frequency fi in step 129 and the lower limiter BGLMTi of the background level in step 109 may be used in combination, or only one of them may be employed.

【0057】次にステップ112ではノックフラグを
“0”にセットする。
Next, at step 112, the knock flag is set to "0".

【0058】以上の処理でノック検出ルーチンが終了す
るが、このルーチンでセットされたノックフラグが点火
制御タスクで使用されることになる。尚、下限リミッタ
はバックグランドレベル判断のためのしきい値と共用さ
れているが、別々に設けても良い。
The knock detection routine ends with the above processing, and the knock flag set in this routine is used in the ignition control task. Note that the lower limiter is shared with the threshold for determining the background level, but may be provided separately.

【0059】以上のようにして得られたノック発生の信
号は以下に述べる点火制御タスクで使用されるのでその
説明を行う。
The knock generation signal obtained as described above is used in the ignition control task described below, and will be described.

【0060】図10は点火装置のシステム構成図であ
る。空気はエアクリーナ1の入口部より入り、ダスト
3,絞弁を有するスロットルボディ5,吸気筒6を通り
エンジン7のシリンダ内に吸入される。吸入空気量はダ
クト3に設けられた熱線式空気流量計によって検出さ
れ、検出信号はコントロールユニット9に入力される。
FIG. 10 is a system configuration diagram of the ignition device. Air enters through the inlet of the air cleaner 1, passes through the dust 3, the throttle body 5 having a throttle valve, and the intake cylinder 6, and is sucked into the cylinder of the engine 7. The intake air amount is detected by a hot-wire type air flow meter provided in the duct 3, and a detection signal is input to the control unit 9.

【0061】一方、燃料は図示していない燃料タンクか
らインジェクタ16を経て噴射され、吸入通路内で吸入
空気と混合されエンジン7のシリンダ内に供給される。
混合気はエンジン7で圧縮され、点火フラグ15により
着火された爆発後に排気管8から排出される。排気管8
には排気センサ11が設けられており、検出信号はコン
トロールユニット9に入力される。
On the other hand, fuel is injected from a fuel tank (not shown) through an injector 16, mixed with intake air in an intake passage, and supplied to a cylinder of the engine 7.
The air-fuel mixture is compressed by the engine 7 and discharged from the exhaust pipe 8 after the explosion ignited by the ignition flag 15. Exhaust pipe 8
Is provided with an exhaust sensor 11, and a detection signal is input to the control unit 9.

【0062】点火コイル13で発生した高電圧は分配器
14によって各気筒に分配され、点火プラグ15に供給
される。エンジンの回転状態はクランク角センサ12に
よって検出され、クランク角センサ12は1回転毎の絶
対位置を示すRef信号および当該絶対位置からの所定
角度移動した位置を示すPOS信号を出力する。Ref信
号及びPOS信号はコントロールユニット9に入力され
る。エンジン7には振動を検出する振動センサ151が
取りつけてあり、検出信号はコントロールユニット9に
入力される。
The high voltage generated by the ignition coil 13 is distributed to each cylinder by the distributor 14 and supplied to the ignition plug 15. The rotation state of the engine is detected by a crank angle sensor 12, and the crank angle sensor 12 outputs a Ref signal indicating an absolute position for each rotation and a P OS signal indicating a position shifted by a predetermined angle from the absolute position. The Ref signal and the P OS signal are input to the control unit 9. A vibration sensor 151 for detecting vibration is attached to the engine 7, and a detection signal is input to the control unit 9.

【0063】コントロールユニット9は各センサからの
信号に基づいて燃料供給量及び点火時期等を演算し、イ
ンジェクタ16及び点火コイル13に制御信号を出力す
る。図11は、コントロールユニット9の詳細を示す図
である。コントロールユニット9はCPU20,A/D
変換器21,ROM22,入力I/O23,RAM2
4,DPRAM25 ,出力I/Oの26およびバス37で構成
される制御用ブロック34と、CPU29,ポート2
7,タイミング回路28,A/D変換器30,ROM3
1,RAM32,クロック33,オペレーショナル回路
38、およびバス36で構成されるノッキング検出用ブ
ロック35に分けられる。ここで、CPU20,CPU
29のデータの交換はデュアルポートRAMであるDPRA
M25を通じてなされる。
The control unit 9 calculates the fuel supply amount and the ignition timing based on the signals from the sensors, and outputs control signals to the injector 16 and the ignition coil 13. FIG. 11 is a diagram showing details of the control unit 9. The control unit 9 is a CPU 20, an A / D
Converter 21, ROM 22, input I / O 23, RAM 2
4, a control block 34 composed of DPRAM 25, output I / O 26 and bus 37, CPU 29, port 2
7, timing circuit 28, A / D converter 30, ROM3
1, a RAM 32, a clock 33, an operational circuit 38, and a knocking detection block 35 composed of a bus 36. Here, CPU 20, CPU
Exchange of data of 29 is DPRA which is dual port RAM
Made through M25.

【0064】熱線式流量計2によって検出された吸入空
気量Qa はA/D変換器21によってディジタル値に変
換され、CPU20に取りこまれる。またクランク角セ
ンサ12によって検出されるRef信号及びPOS信号は
入力I/O23を通じてCPU20に取り込まれる。C
PU20はROM22に保持しているプログラムに従っ
て演算処理し、演算結果は出力I/O26から燃料噴射
量を意味する燃料噴射時間信号Ti,点火時期信号θig
n としての各々のアクチュエータに伝えられる。演算処
理中の必要なデータ保持はRAM24によってなされ
る。
[0064] hot-wire flow meter 2 intake air amount Q a detected by is converted into a digital value by the A / D converter 21, are incorporated into CPU 20. The Ref signal and the P OS signal detected by the crank angle sensor 12 are taken into the CPU 20 through the input I / O 23. C
The PU 20 performs arithmetic processing according to a program stored in the ROM 22, and the arithmetic result is obtained from the output I / O 26 as a fuel injection time signal Ti indicating an amount of fuel injection and an ignition timing signal θig.
n to each actuator. Necessary data holding during the arithmetic processing is performed by the RAM 24.

【0065】一方、タイミング回路28は、オペレーシ
ョン回路37が上死点(Top DeadCenter)を示すTDC
信号を発生すると、CPU20がポート27に入力した
内容に従って、クロック33の発生する周期信号を分周
してサンプリング信号を発生する。サンプリング信号が
発生すると、A/D変換器30は振動センサ151の出
力信号Pをディジタル値に変換する。
On the other hand, the timing circuit 28 determines that the operation circuit 37 has a TDC indicating a top dead center (Top Dead Center).
When a signal is generated, the sampling signal is generated by dividing the frequency of the periodic signal generated by the clock 33 in accordance with the contents input to the port 27 by the CPU 20. When the sampling signal is generated, the A / D converter 30 converts the output signal P of the vibration sensor 151 into a digital value.

【0066】ノッキングを検出するための振動センサ
は、従来のものは13KHz付近で共振するが、本実施
例では少なくとも18〜10KHzまでの共鳴周波数成
分を得るために、18KHz以上で共振するものを用い
ている。
A conventional vibration sensor for detecting knocking resonates at around 13 KHz. In this embodiment, a vibration sensor that resonates at 18 KHz or more is used in order to obtain a resonance frequency component of at least 18 to 10 KHz. ing.

【0067】CPU29はROM31に保持しているプ
ログラムに従いサンプリングされたディジタル値をRA
M32に格納すると共に、図1に示したようにフローチ
ャートをもとに格納したデータに基づいて周波数分析
し、ノッキングの発生の有無の判定をする。ノッキング
の発生の有無の判定結果はDPRAM25 を介してCPU20
に伝えられる。
The CPU 29 converts the digital value sampled according to the program held in the ROM 31 into RA
The frequency analysis is performed based on the data stored in the M32 and based on the stored data as shown in FIG. 1 to determine whether knocking has occurred. The result of the determination as to whether or not knocking has occurred is sent to the CPU 20 via the DPRAM 25.
Conveyed to.

【0068】次にCPU20による点火時期の演算動作
を図12のフローチャートを用いて説明する。このフロ
ーチャートの動作は一定時間周期、例えば10msec 毎
に起動される。ステップ201で、RAM24内に設定
された所定のレジスタからエンジン回転数N及び吸入空
気量Qを読みこむ。ステップ202で、単位回転数あた
りの吸入空気量Q/Nを演算しさらにQ/Nから燃料噴
射時間幅Tiをもとめ、燃料供給のためにROM22内
に保持している基本点火時期マップから基本点火時期θ
baseを求める。ステップ203で図1に示すフローチャ
ートにより判定したノックフラグ(knockflag )の内容
によってノッキングの発生の有無の判定をする。ノッキ
ングが発生していれば、ステップ213で点火時期θad
v から所定の遅角量Δθret を減算する。なお、この減
算によって点火時期が遅角(リタード)される。ステッ
プ214で、ノッキング発生により、遅角させた点火時
期を所定の回転例えば50と比較すること(ステップ2
05)でリカバーするベースを決定する。カウントデー
タAを初期化してステップ208に進む。
Next, the operation of the CPU 20 for calculating the ignition timing will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation of this flowchart is started at regular time intervals, for example, every 10 msec. In step 201, the engine speed N and the intake air amount Q are read from predetermined registers set in the RAM 24. In step 202, the intake air amount Q / N per unit rotation speed is calculated, the fuel injection time width Ti is obtained from the Q / N, and the basic ignition timing is obtained from the basic ignition timing map stored in the ROM 22 for fuel supply. Timing θ
Find base. In step 203, it is determined whether knocking has occurred based on the content of the knock flag (knockflag) determined according to the flowchart shown in FIG. If knocking has occurred, at step 213 the ignition timing θad
The predetermined retard amount Δθret is subtracted from v. The ignition timing is retarded by this subtraction. In step 214, the ignition timing delayed by knocking is compared with a predetermined rotation, for example, 50 (step 2).
In step 05), the base to be recovered is determined. The count data A is initialized, and the process proceeds to step 208.

【0069】一方、ステップ203でノッキングが発生
していなければ、ステップ204で、カウントデータA
を1つカウントアップする。カウントデータAはノッキ
ング発生により遅角された点火時期θadvを進角量Δθa
dvだけリカバーする時間になったかを判定するために用
いられる。ステップ205で、カウントデータAが所定
値50に等しくなったかを判断する。この図16に示す
フローは10msec 毎に起動されるので、カウントデー
タAが50に等しくなるときは、カウントデータAが初
期化されてから0.5秒が経過したときであり、0.5秒
経過毎にリカバーされる。ステップ205で、カウント
データAが50に等しくなっていなければステップ20
6に進む。ステップ206で、遅角値θadv に所定の進
角量Δθadv 加算する。この加算により点火時期がリカ
バーされることになる。
On the other hand, if knocking has not occurred in step 203, the count data A
Is counted up by one. The count data A is obtained by calculating the ignition timing θadv delayed by knocking occurrence by the advance amount Δθa.
It is used to determine whether it is time to recover by dv. In step 205, it is determined whether or not the count data A has become equal to the predetermined value 50. Since the flow shown in FIG. 16 is started every 10 msec, the count data A becomes equal to 50 when 0.5 seconds have elapsed since the count data A was initialized. It is recovered every elapse. If the count data A is not equal to 50 in step 205, step 20
Proceed to 6. In step 206, a predetermined advance amount Δθadv is added to the retard value θadv. By this addition, the ignition timing is recovered.

【0070】次に、ステップ208で基本点火時期θba
seに上記のごとく求めた点火時期θadvを加えることに
より点火時期θignを演算する。ステップ209で、エ
ンジン回転数N及び単位回転数あたりの吸入空気量Q/
Nに応じて、最大進角値θres を求める。最大進角値θ
res はROM31内に格納されている最大進角値マップ
から読みだすことによってなされる。ステップ210で
点火時期θign が最大進角値θres を超えたかを判断す
る。超えていなければステップ211に進む。最大進角
値θres を超えていると、進角しすぎているので、ステ
ップ211で最大進角値θres を点火時効θign とす
る。
Next, at step 208, the basic ignition timing θba
The ignition timing θign is calculated by adding the ignition timing θadv obtained as described above to se. In step 209, the engine rotation speed N and the intake air amount Q / unit rotation speed Q /
The maximum advance value θres is obtained according to N. Maximum lead angle θ
The res is obtained by reading from the maximum advance value map stored in the ROM 31. In step 210, it is determined whether the ignition timing θign has exceeded the maximum advance value θres. If not, the process proceeds to step 211. If the maximum advance value θres is exceeded, the advance angle is excessive, so that the maximum advance value θres is set to the ignition aging θign in step 211.

【0071】最後に点火時期θign が設定された後に、
ステップ212でエンジン状態に応じて、ディレイ時間
td,サンプリング点数ns,分周比tsをポート27
に出力する。
Finally, after the ignition timing θign is set,
In step 212, the delay time td, the number of sampling points ns, and the frequency division ratio ts are set to the port 27 according to the engine state.
Output to

【0072】なお、分周比tsによって振動センサの出
力のディジタル値のサンプリング周期が決まり、サンプ
リング点数nsによってサンプリング点数が決まる。
The sampling period of the digital value of the output of the vibration sensor is determined by the dividing ratio ts, and the number of sampling points is determined by the number of sampling points ns.

【0073】このようにして複数の共鳴周波数成分から
ノッキングを検出して点火時期を制御することで、機関
のノッキングを回避することが可能となる。
By detecting knocking from a plurality of resonance frequency components and controlling the ignition timing in this way, it is possible to avoid knocking of the engine.

【0074】ところで、シリンダブロックに取り付けら
れた振動センサーからの出力は、エンジン回転数及び負
荷の上昇により増大する特性を持っている。
By the way, the output from the vibration sensor attached to the cylinder block has a characteristic that increases as the engine speed and the load increase.

【0075】これは、エンジン内でのピストンスラッジ
などのメカニカルノイズや燃焼モード変化によるもので
ある。
This is due to mechanical noise such as piston sludge in the engine or a change in combustion mode.

【0076】上述のノック指数作成においてノック周波
数成分とバックグランドレベルより算出することを示し
たが、バックグランドレベルはノック周波数成分の平均
化処理にて求めており、ある一定の時定数を持っている
ため、過渡運転状態にてノック周波数成分の新値に対し
必ず遅れてしまう。
In the above description, the knock index is calculated from the knock frequency component and the background level. However, the background level is obtained by averaging the knock frequency components, and has a certain time constant. Therefore, in the transient operation state, it always delays with respect to the new value of the knock frequency component.

【0077】このことは、本発明の前提にあるような各
周波数毎検出の比率方式においては分母側が見かけ上小
さくなることになり、計算後のノック指数は大きくなる
ことになる。
This means that the denominator side is apparently smaller in the ratio method of detection for each frequency as the premise of the present invention, and the knock index after calculation is larger.

【0078】このノック指数とノック判定用しきい値と
の比較でノック判定を行うのであるから、過渡状態にお
いては両方のクリアランスは非常に小さくなり、結果的
にノック検出手段としては非常に敏感なものとなり、最
悪の状態において前記両者の関係は逆転し、ノッキング
の発生が無いのにもかかわらずノッキング有りと判定す
るノッキング誤判定となってしまう(前述の図9)。
Since the knock determination is performed by comparing the knock index with the knock determination threshold value, both clearances become very small in a transient state, and as a result, the knock detection means is very sensitive. In the worst case, the relationship between the two is reversed, and the knocking is erroneously determined to determine that knocking has occurred even though knocking has not occurred (FIG. 9 described above).

【0079】前述にも示した通り、バックグランドレベ
ルの平滑化処理には、前記特定ノック制御領域のみで行
う場合と、領域に無関係に行う場合との2通りの処理方
法が存在しているが、本発明においては、ノック制御を
エンジン回転数,エンジン負荷で定まる特定領域のみに
規定している場合には、バックグランドレベルの平滑化
処理をノック制御領域に限定している。これは、ノック
領域突入時にバックグランドレベルの更新初期値を最適
値に設定することにより、バックグランドレベルを適当
な、そして、現状値より高めの値より収束させ過渡運転
時でもバックグランドレベルの追従性を改善し誤判定発
生を抑制可能とするとともに、ノック制御領域突入時の
ノック制御性の感度低下を抑えることができるからであ
る。
As described above, there are two kinds of processing methods for smoothing the background level, that is, the processing is performed only in the specific knock control area and the processing is performed irrespective of the area. In the present invention, when the knock control is defined only in a specific region determined by the engine speed and the engine load, the background level smoothing process is limited to the knock control region. This is because the background level is updated to the optimum value when entering the knock area, so that the background level is appropriate and converges from a value higher than the current value, and the background level follows even during transient operation This is because it is possible to improve the controllability and suppress the occurrence of erroneous determination, and to suppress a decrease in the sensitivity of the knock controllability when the vehicle enters the knock control region.

【0080】以下、ノック制御領域突入時の初期値設定
の詳細例について説明する。
Hereinafter, a detailed example of setting an initial value when entering the knock control area will be described.

【0081】その1つの実施例として、図1のステップ
142に示されているように、予めメモリ内に設定され
ているバックグランドレベル基準値をBGLINTi として持
ち、ノック制御領域突入時には、このBGBLINTiをBGL
iの初期値として設定し、この初期値を用いてステップ
104のS/N比の計算,ステップ105乃至ステップ
106のノッキング判定、及びステップ110のBGL
iの平均化処理を行う。
As one embodiment, as shown in step 142 of FIG. 1, a background level reference value previously set in the memory is provided as BGLINTi, and when entering the knock control area, this BGBLINTi is used. BGL
i is set as an initial value, and using this initial value, the S / N ratio is calculated in step 104, the knocking determination is performed in steps 105 to 106, and the BGL is determined in step 110.
The averaging process of i is performed.

【0082】このBGLINTi は図18に示す通り、エンジ
ンの回転数,負荷,気筒,検出周波数毎に設定してもよ
い。
This BGLINTi may be set for each of the engine speed, load, cylinder, and detection frequency as shown in FIG.

【0083】次に、第2の実施例を図13乃至図14を
用いて説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0084】図13のステップ301でノック制御領域
の離脱時を判定し、離脱時ならばステップ302でノッ
ク制御領域内でのBGLiの最終値BGLENDi をメモリー
に保持する。このステップ301乃至ステップ302
は、図1のステップ140の前後いずれかに設けてもよ
い。更に、図1のステップ142に代えて、図14のス
テップ150で、前記BGLENDi をBGLiの初期値に設
定する。以降の処理は第1の実施例で説明したものと同
様の処理を行う。
In step 301 of FIG. 13, it is determined whether the knock control area has left, and if it has left, in step 302, the final value BGLENDi of BGLi in the knock control area is held in the memory. Steps 301 to 302
May be provided before or after step 140 in FIG. Further, BGLENDi is set to the initial value of BGLi in step 150 in FIG. 14 instead of step 142 in FIG. Subsequent processes are the same as those described in the first embodiment.

【0085】この第2の実施例によれば、第1の実施例
で説明したBGLINTi を設定する際のマッチング工数を削
減することができる。また、前BGLENDi は、図19に示
すように、エンジンの回転数,負荷,気筒,検出周波数
毎に領域分けされ、メモリに格納されても良い。
According to the second embodiment, the number of matching steps for setting BGLINTi described in the first embodiment can be reduced. Further, as shown in FIG. 19, the front BGLENDi may be divided into regions according to the engine speed, load, cylinder, and detection frequency, and may be stored in the memory.

【0086】次に、第3の実施例を図15を用いて説明
する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.

【0087】図1のステップ142に代えて、図15の
ステップ151で、ノック制御領域突入時の検出周波数
成分(ノック周波数成分fi)を初期値として設定す
る。
Instead of step 142 in FIG. 1, a detection frequency component (knock frequency component fi) at the time of entering the knock control region is set as an initial value in step 151 in FIG.

【0088】この第3の実施例によれば、メモリ容量の
節約に寄与することができ、メモリ容量の少ないマイコ
ンシステムを用いる場合には効果的である。
According to the third embodiment, it is possible to contribute to saving of memory capacity, and it is effective when a microcomputer system having a small memory capacity is used.

【0089】次に第4の実施例を図16を用いて説明す
る。この第4の実施例は、第1の実施例と第2の実施例
を組み合わせ、更に発展させたものである。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is a combination of the first and second embodiments and is further developed.

【0090】図1のステップ142に代えて、図16の
ステップ152で前記BGLINTi と前記BGLENDi を比較
し、大きい方をノック制御領域突入時のBGLiの初期
値として設定する。
Instead of step 142 in FIG. 1, BGLINTi and BGLENDi are compared in step 152 in FIG. 16, and the larger one is set as the initial value of BGLi when entering the knock control area.

【0091】次に第5の実施例を図17を用いて説明す
る。この第5の実施例は、第1の実施例と第2の実施例
を組み合わせ、更に発展させたものである。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. This fifth embodiment is a combination of the first and second embodiments, and is further developed.

【0092】図1のステップ142に代えて、図17の
ステップ154で前記BGLINTi と前記ノック周波数成分
fiを比較し、大きい方をノック制御領域突入時のBG
Liの初期値として設定する。
Instead of step 142 in FIG. 1, in step 154 in FIG. 17, the BGLINTi is compared with the knock frequency component fi.
Set as the initial value of Li.

【0093】上述した第4,第5の実施例によれば、ノ
ック制御領域突入時のバックグランドレベルの初期値を
適切な値に設定できる。警えば、図9に示すバックグラ
ンドレベルの目標値近傍、もしくはそれよりも高い値に
設定できる。
According to the fourth and fifth embodiments, the initial value of the background level when entering the knock control area can be set to an appropriate value. If careful, it can be set to a value near or higher than the target value of the background level shown in FIG.

【0094】また、前記のバックグランドレベルの基準
値を学習してもよく、学習することにより、エンジンの
経時劣化、及び製作行程におけるばらつきを排除でき
る。この方法を図20乃至図21を用いて説明する。
Further, the above-mentioned reference value of the background level may be learned. By learning, the deterioration with time of the engine and the variation in the manufacturing process can be eliminated. This method will be described with reference to FIGS.

【0095】図20のステップ140でノック制御領域
内であるか否かの判定を行う。ノック制御領域内と判定
されたならば、ステップ156で演算されたバックグラ
ンドレベルBGLiとバックグランドレベル基準値BGLI
NTi と比較する。前記BGLiの方が大きいならば、ステッ
プ157で、前回保持されたBGLINTi に代えて、前記BG
Liを保持し、次回のバックグランドレベルの基準値BGLI
NTi とする。また、図20のステップ157に代えて、
図21のステップ158に示すように、前回保持されて
いるBGLINTi と今回求めたBGLiを平均化処理、即ち
At step 140 in FIG. 20, it is determined whether or not the vehicle is within the knock control area. If it is determined that it is within the knock control area, the background level BGLi calculated in step 156 and the background level reference value BGLI
Compare with NTi. If the BGLi is larger, in step 157, instead of the previously held BGLINTi, the BGLi
Hold Li, and the next background level reference value BGLI
NTi. Also, instead of step 157 in FIG.
As shown in step 158 of FIG. 21, BGLINTi held last time and BGLi obtained this time are averaged, that is,

【0096】[0096]

【数4】 (Equation 4)

【0097】として、次回のバックグランドレベルの基
準値BGLINTi としてもよい。
Alternatively, the reference value BGLINTi of the next background level may be used.

【0098】上述の図20,図21の各処理は、図1と
は別のルーチンで起動してもよく、また、図1の、例え
ばステップ140と141の間に挿入してもよい。その
時は、ステップ157、もしくはステップ158とステ
ップ141を連結させなければならない。
20 and 21 described above may be activated by a routine different from that of FIG. 1, or may be inserted between, for example, steps 140 and 141 in FIG. At that time, step 157 or step 158 and step 141 must be linked.

【0099】更に、図22に示すように、前記BGLINTi
の学習値に限界値を設け、異常値の学習を阻止してもよ
い。例えば、予め設定した限界値を持ち、学習したBGLI
NTiと前記限界値とを比較し、前記BGLINTi が限界値を
越えたならば、前記限界値をバックグランドレベルの基
準値BGLINTi として保持する。
Further, as shown in FIG.
May be provided with a limit value to prevent learning of an abnormal value. For example, with a preset limit value, the learned BGLI
NTi is compared with the limit value. If the BGLINTi exceeds the limit value, the limit value is held as a background level reference value BGLINTi.

【0100】上記のBGLINTi の学習値は、BGLINTi が元
々記憶されていたメモリとは別のメモリ(例えばRAM
等)に格納されてもよく、また、前記学習値もしくは限
界値は図16に示すような領域にわけて保持、もしくは
設定しても良い。
The learning value of BGLINTi is stored in a memory (eg, RAM) different from the memory in which BGLINTi was originally stored.
) May be stored, or the learning value or the limit value may be held or set in an area as shown in FIG.

【0101】また、ノックセンサ出力信号のゲイン補正
時、及び記述していないが、ゲイン切換後の特定期間
は、バックグランドの学習値の更新を禁止した方が良
い。その方法を図23を用いて説明する。
Further, at the time of the gain correction of the knock sensor output signal and not described, it is better to prohibit the updating of the background learning value during a specific period after the gain switching. The method will be described with reference to FIG.

【0102】図23のステップ140でノック制御領域
であるか否かを判定する。ノック制御領域内であればス
テップ160でゲイン切換時か否かを判定する。切換時
でなければ、ステップ161でBGLINTi の学習を行い、
切換時があればBGLINTi の学習を禁止する。
At step 140 in FIG. 23, it is determined whether or not the region is a knock control region. If it is within the knock control region, it is determined in step 160 whether or not the gain is switched. If it is not at the time of switching, learning of BGLINTi is performed in step 161 and
If there is a change, the learning of BGLINTi is prohibited.

【0103】また、図23における処理は、図1と別ル
ーチンで起動してもよいし、図1のステップ140とス
テップ141の間に挿入してもよい。
The process in FIG. 23 may be started by a routine different from that in FIG. 1, or may be inserted between Step 140 and Step 141 in FIG.

【0104】この方法により、BGLINTi の学習値の誤学
習要因を排除でき、異常値の学習を未然に防止できる。
According to this method, an erroneous learning factor of the learning value of BGLINTi can be eliminated, and learning of an abnormal value can be prevented.

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明によれば、過渡時におけるノッキ
ングの誤判定を防止でき、エンジン運転の定常,過渡を
問わずノック検出精度を向上することができ、全運転状
態での最適化点火時期制御が可能となり、機関出力,燃
費,エミッションの向上に寄与できる。
According to the present invention, erroneous determination of knocking during transition can be prevented, knock detection accuracy can be improved irrespective of steady or transient engine operation, and optimized ignition timing in all operating conditions Control becomes possible, which can contribute to improvement of engine output, fuel consumption and emission.

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

【図1】本発明の一実施例となるフローチャート。FIG. 1 is a flowchart according to an embodiment of the present invention.

【図2】ノック強度の算出方法を説明するフローチャー
ト。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of calculating knock intensity.

【図3】ノック判定の方法を説明するフローチャート。FIG. 3 is a flowchart illustrating a knock determination method.

【図4】ノックが発生していない時の振動波形図。FIG. 4 is a vibration waveform chart when no knock occurs.

【図5】ノックが発生した時の振動波形図。FIG. 5 is a vibration waveform diagram when knock occurs.

【図6】ノックのスペクトル強度に関する図。FIG. 6 is a diagram relating to the spectrum intensity of knock.

【図7】ノックのスペクトル強度に関する図。FIG. 7 is a diagram relating to the spectrum intensity of knock.

【図8】ノック発生時と発生していない時の振動強度を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the vibration intensity when knock has occurred and when knock has not occurred.

【図9】過渡時ノック誤判定に関する概略図。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a knock erroneous determination during transient.

【図10】システム構成図。FIG. 10 is a system configuration diagram.

【図11】制御装置の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a control device.

【図12】点火演算を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing an ignition calculation.

【図13】ノック領域から離脱するときのBGLiを保
持するフローチャート。
FIG. 13 is a flowchart for holding BGLi when leaving the knock area.

【図14】ノック領域突入時初期値設定例を示すフロー
チャート。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of setting an initial value at the time of entering a knock area.

【図15】ノック領域突入時初期値設定例を示すフロー
チャート。
FIG. 15 is a flowchart showing an example of setting an initial value at the time of entering a knock area.

【図16】ノック領域突入時初期値設定例を示すフロー
チャート。
FIG. 16 is a flowchart showing an example of setting an initial value at the time of entering a knock area.

【図17】ノック領域突入時初期値設定例を示すフロー
チャート。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of setting an initial value at the time of entering a knock area.

【図18】BGLINTi の領域分けメモリ格納域。FIG. 18 is an area-separated memory storage area of BGLINTi.

【図19】BGLENDi の領域分けメモリ格納域。FIG. 19 is an area storage memory area for BGLENDi.

【図20】ノック領域突入時初期値学習例を示すフロー
チャート。
FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of learning of an initial value when a knock region enters.

【図21】ノック領域突入時初期値学習例を示すフロー
チャート。
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of initial value learning at the time of knock region entry.

【図22】バックグランドレベル学習値のリミッタを示
す図。
FIG. 22 is a view showing a limiter of a background level learning value.

【図23】ゲイン切換時バックグランドレベル学習禁止
を示すフローチャート。
FIG. 23 is a flowchart showing the background level learning inhibition at the time of gain switching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エアクリーナ、2…熱線式空気流量計、3…ダク
ト、5…スロットルセンサ、6…吸気管、7…エンジ
ン、8…排気管、9…コントロールユニット、11…空
燃比を測る空燃比センサ、12…クランク角センサ、1
3…点火コイル、14…ディストリビュータ、15…点
火フラグ、16…燃料噴射弁、200…燃焼状態セン
サ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air cleaner, 2 ... Hot wire type air flow meter, 3 ... Duct, 5 ... Throttle sensor, 6 ... Intake pipe, 7 ... Engine, 8 ... Exhaust pipe, 9 ... Control unit, 11 ... Air-fuel ratio sensor for measuring air-fuel ratio, 12 ... Crank angle sensor, 1
Reference numeral 3 represents an ignition coil, 14 represents a distributor, 15 represents an ignition flag, 16 represents a fuel injection valve, and 200 represents a combustion state sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志田 正実 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 海老澤 隆之 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 川崎 征一 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番 地3 日立オートモティブエンジニアリ ング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−45520(JP,A) 特開 平3−47449(JP,A) 特開 平3−124941(JP,A) 特開 平4−370349(JP,A) 特開 平6−108915(JP,A) 特開 平4−86531(JP,A) 特開 平3−141867(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 45/00 368 F02P 5/152 F02P 5/153 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor, Masami Shida 2520, Oaza Takaba, Katsuta-shi, Ibaraki Co., Ltd. Inside the Automotive Equipment Division of Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (72) Inventor Seiichi Kawasaki 2477 Kashima-Yatsu, Odai-Koba, Katsuta-shi, Ibaraki Prefecture Hitachi Automotive Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-58-45520 (JP) JP-A-3-47449 (JP, A) JP-A-3-124494 (JP, A) JP-A-4-370349 (JP, A) JP-A-6-108915 (JP, A) 4-86531 (JP, A) JP-A-3-14167 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 45/00 368 F02P 5/152 F02P 5/153

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の燃焼室近傍に設けられ、内燃機
関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段を備え、前記
燃焼検出手段の状態信号からノッキングに関する特徴成
分を抽出し、前記状態信号に基づいて、ノッキングの判
定の基準となる比較成分の演算を行い、前記特徴成分と
前記比較成分に基づいてノッキングの判定を行う内燃機
関のノッキング検出方法において、ノック制御領域であ
特定運転領域のみ前記比較成分の演算を行い、前記
特定領域の離脱における前記比較成分の演算値を保持
し、前記特定運転領域の再突入時には、前記保持された
比較成分の値と、前記特定運転領域の比較成分の基準値
となる予め定められた比較成分基準値とを比較し、大き
い方の値を前記突入時における比較成分の初期値とする
と共に、その初期値に基づいて前記比較成分の演算、及
びノッキングの判定を行うことを特徴とする内燃機関の
ノッキング検出方法。
1. A combustion state detecting means provided near a combustion chamber of an internal combustion engine and detecting a combustion state of the internal combustion engine, wherein a characteristic component relating to knocking is extracted from a state signal of the combustion detecting means. An internal combustion engine that calculates a comparison component serving as a reference for knocking determination based on the state signal, and determines knocking based on the characteristic component and the comparison component.
In the knock detection method of Seki, the knock control area
That only performs the operation of said comparison components with a specific operating region, and holds the calculated value of said comparison components in separation of the specific region, wherein at the time of re-entry of a specific operation region, the value of the comparison component the retained, the A comparison value is compared with a reference value of a predetermined comparison component which is a reference value of a comparison component in a specific operation region, and a larger value is set as an initial value of the comparison component at the time of the rush, and the comparison is performed based on the initial value. A method for detecting knocking of an internal combustion engine, comprising calculating a component and determining knocking.
【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の
ノッキング検出方法において、前記比較成分基準値は、
前記特定運転領域のみにおいて学習され、その学習を運
転領域別,気筒別,前記特徴成分別のいずれか1つ、も
しくはこれらの全てを含む領域別に記憶されることを特
徴とする内燃機関のノッキング検出方法。
2. The knock detection method for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the reference value of the comparison component is:
A knocking detection of an internal combustion engine, wherein the learning is performed only in the specific operation region and the learning is stored in any one of the operation region, the cylinder, the characteristic component, or the region including all of them. Method.
【請求項3】特許請求の範囲第2項に記載の内燃機関の
ノッキング検出方法において、前記比較成分基準値の学
習値は、前回の記憶内容よりも、今回求めた比較成分の
演算値が大きいときに、その演算値を記憶,更新するこ
とを特徴とする内燃機関のノッキング検出方法。
3. The knocking detection method for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the learned value of the reference value of the comparison component is larger than the previously stored content by the calculated value of the comparison component obtained this time. when the knocking detection method for an internal combustion engine, characterized in that the calculated value memory is updated.
【請求項4】特許請求の範囲第2項または第3項のいず
れかに記載の内燃機関のノッキング検出方法において、
前記比較成分基準値の学周値に限界値を設け、前記比較
成分基準値の学周値が前記限界値を越えたならば、前記
学習値に代えて前記限界値を記憶,更新することを特徴
とする内燃機関のノッキング検出方法。
4. The knocking detection method for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
A limit value is provided for the girth value of the comparison component reference value, and when the girth value of the comparison component reference value exceeds the limit value, the limit value is stored and updated instead of the learning value. A method for detecting knocking of an internal combustion engine.
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