JP4266975B2 - Knock detection device - Google Patents
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Description
本発明はノック検出装置に関し、特に検出した内燃機関のノック信号に基づいてノック判定のためのしきい値を算出するノック検出装置に関する。 The present invention relates to a knock detection device, and more particularly to a knock detection device that calculates a threshold value for knock determination based on a detected knock signal of an internal combustion engine.
エンジンに発生するノッキングを検出し、ノッキングの検出状態に応じて点火時期を制御するノッキング制御方法がある(例えば、特許文献1参照)。このノッキング制御方法は、エンジンのノッキングによる振動を検出するノックセンサからの出力のうち、ノッキングによる振動が含まれる可能性のある周波数成分のみをバンドパスフィルタ(BPF)によって濾波し、そのピーク値をTDC(上死点)ごとにサンプリングしている。そして、サンプリングしたピーク値を平均化した値(以下、バックグランドと呼ぶ)に対し、サンプリングされたピーク値が所定のレベルを超えているか否かに基づいて、ノッキングの有無を判定し、点火進角量をフィードバック制御している。判定によりノッキングが発生していなければ、点火時期を進角していき、ノッキングが発生すれば、点火時期を遅角するようにフィードバック制御している。 There is a knocking control method that detects knocking occurring in the engine and controls the ignition timing in accordance with the knocking detection state (see, for example, Patent Document 1). This knocking control method uses a bandpass filter (BPF) to filter only the frequency components that may contain vibration due to knocking from the output from the knock sensor that detects vibration due to engine knocking, and obtains the peak value. Sampling is performed for each TDC (top dead center). Then, with respect to a value obtained by averaging the sampled peak values (hereinafter referred to as background), the presence or absence of knocking is determined based on whether or not the sampled peak value exceeds a predetermined level, and ignition progress is determined. The angular amount is feedback controlled. If knocking does not occur as a result of the determination, the ignition timing is advanced, and if knocking occurs, feedback control is performed to retard the ignition timing.
ところでバックグランドは、上述したようにピーク値を平均化したもの(具体的には、ピーク値を前回のバックグランドで減算したものに、所定の係数を積算した値を前回のバックグランドに加算する形で算出しており、この加算値(更新値)には、更新ガード値を設けている)であるため、エンジン始動時には、一定の値に収束するまでに時間を要する。 By the way, the background is obtained by averaging the peak values as described above (specifically, the value obtained by adding a predetermined coefficient to the value obtained by subtracting the peak value from the previous background is added to the previous background. Since this addition value (update value is provided with an update guard value), it takes time to converge to a constant value when the engine is started.
図21は、エンジン始動時のバックグランドの収束を説明する図である。図に示すようにエンジン始動とともにピーク値がサンプリングされるが、バックグランドは、ピーク値を平均化したものであるためTDCごとに更新され、徐々にピーク値に収束していく。バックグランドがピーク値に収束しきる前(図中の期間F)にノッキング判定を行うと、ピーク値がバックグランドに対し、所定のレベルを超えていると判定する恐れがあり、ノッキングが発生したと誤判定してしまう。そのため、従来では、バックグランドが収束する時間を考慮して、一定時間経過してから、ノッキングのフィードバック制御を開始していた。
このように、従来では、実際はバックグランドがピーク値に収束していたとしても、一定時間経過してからノッキングのフィードバック制御を開始するため、ノッキングの制御範囲を狭めていたという問題点があった。 As described above, conventionally, even if the background has converged to the peak value, knocking feedback control is started after a certain period of time, so that the knocking control range has been narrowed. .
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時期を適正に変化させ、ノッキングの制御範囲を広めることができるノック検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a knock detection device capable of appropriately changing the start timing of knock determination so as not to make an erroneous determination of knocking and widening the control range of knocking. For the purpose.
本発明では上記問題を解決するために、内燃機関のノックを検出するノック検出装置であって、前記内燃機関の複数のノック信号に基づいてノック判定のためのしきい値を算出するしきい値算出手段と、前記しきい値に基づいて前記ノック判定を行うノック判定手段と、前記内燃機関の始動時、前記内燃機関の始動時の温度に応じた所定時間が経過するまで前記しきい値に基づく前記ノック判定を禁止するノック判定制御手段と、を有することを特徴とするノック検出装置が提供される。 In order to solve the above problem, the present invention provides a knock detection device that detects knocks in an internal combustion engine, and calculates threshold values for knock determination based on a plurality of knock signals of the internal combustion engine. A calculating means, a knock determining means for performing the knock determination based on the threshold value, and the threshold value until the predetermined time corresponding to the temperature at the time of starting the internal combustion engine elapses. And a knock determination control unit that prohibits the knock determination based on the knock detection device.
このようなノック検出装置によれば、内燃機関の始動時、しきい値に基づくノック判定を、内燃機関の始動時の温度に応じた所定時間が経過するまで禁止する。これにより、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時間を変化させることが可能になる。 According to such a knock detection device, knock determination based on the threshold value is prohibited at the start of the internal combustion engine until a predetermined time corresponding to the temperature at the start of the internal combustion engine elapses. Thereby, it is possible to change the start time of knock determination so as not to make a false determination of knocking.
また、本発明では上記問題を解決するために、内燃機関のノックを検出するノック検出装置であって、前記内燃機関の複数のノック信号に基づいてノック判定のためのしきい値を算出するしきい値算出手段と、前記しきい値に基づいて前記ノック判定を行うノック判定手段と、前記内燃機関の始動時、前記しきい値に基づく前記ノック判定を、前記内燃機関の始動時に検出した前記ノック信号の大きさに応じた所定時間が経過するまで禁止するノック判定制御手段と、を有することを特徴とするノック検出装置が提供される。 In order to solve the above problem, the present invention provides a knock detection device for detecting knocks of an internal combustion engine, which calculates a threshold value for knock determination based on a plurality of knock signals of the internal combustion engine. Threshold calculation means, knock determination means for performing the knock determination based on the threshold value, and when the internal combustion engine is started, the knock determination based on the threshold value is detected when the internal combustion engine is started There is provided a knock detection device comprising knock determination control means for prohibiting until a predetermined time corresponding to the magnitude of the knock signal elapses.
このようなノック検出装置によれば、内燃機関の始動時、しきい値に基づくノック判定を、内燃機関の始動時に検出したノック信号の大きさに応じた所定時間が経過するまで禁止する。これにより、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時間を変化させることが可能になる。 According to such a knock detection device, when the internal combustion engine is started, knock determination based on the threshold value is prohibited until a predetermined time corresponding to the magnitude of the knock signal detected when the internal combustion engine is started. Thereby, it is possible to change the start time of knock determination so as not to make a false determination of knocking.
本発明のノック検出装置では、内燃機関の始動時、しきい値に基づくノック判定を、内燃機関の始動時の温度に応じた所定時間が経過するまで禁止するようにした。これによって、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時間を変化させることができ、ノッキングの制御範囲を広めることができる。 In the knock detection device of the present invention, when the internal combustion engine is started, knock determination based on the threshold value is prohibited until a predetermined time corresponding to the temperature at the start of the internal combustion engine elapses. Accordingly, the knock determination start time can be changed so as not to make a knocking determination error, and the knocking control range can be widened.
また、本発明のノック検出装置では、内燃機関の始動時、しきい値に基づくノック判定を、内燃機関の始動時に検出したノック信号の大きさに応じた所定時間が経過するまで禁止するようにした。これによって、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時間を変化させることができ、ノッキングの制御範囲を広めることができる。
In the knock detection device of the present invention, at the time of starting the internal combustion engine, knock determination based on the threshold value is prohibited until a predetermined time corresponding to the magnitude of the knock signal detected at the time of starting the internal combustion engine elapses. I made it. Accordingly, the knock determination start time can be changed so as not to make a knocking determination error, and the knocking control range can be widened.
以下、本発明に係るノック検出装置の原理を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、ノック検出装置の概要を示した図である。図に示すようにノック検出装置1は、ピーク値取得手段1a、バックグランド算出手段1b、ノック判定手段1c、温度取得手段1d、およびノック判定制御手段1eを有している。ノック検出装置1は、内燃機関2の点火時期を制御してノッキングのフィードバック制御を行っている。
Hereinafter, the principle of the knock detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a knock detection device. As shown in the figure, the knock detection device 1 includes a peak
ピーク値取得手段1aは、内燃機関2の、クランク軸の回転周期の所定期間において、内燃機関2の振動のピーク値(ノック信号)を取得する。内燃機関2には、例えば、振動を検出するノックセンサが固定されており、このノックセンサから内燃機関2の振動を取得する。
The peak
バックグランド算出手段1bは、ピーク値取得手段1aによって取得されたピーク値を平均化してバックグランド(しきい値)を算出する。具体的には、ピーク値を前回のバックグランドで減算したものに、所定の係数を積算した値を前回のバックグランドに加算する形で算出している。この加算値(更新値)には、例えば、更新ガード値が設けられる。 The background calculation means 1b calculates the background (threshold value) by averaging the peak values acquired by the peak value acquisition means 1a. Specifically, the value obtained by adding a predetermined coefficient to the value obtained by subtracting the peak value from the previous background is added to the previous background. For example, an update guard value is provided in the addition value (update value).
ノック判定手段1cは、ピーク値取得手段1aによって取得されたピーク値が、バックグランドに対して所定のレベルを超えているか否かに基づきノッキングの判定を行う。そして、ノッキングの判定に応じて、内燃機関2のノッキングをフィードバック制御する。例えば、ピーク値がバックグランドに対し、所定のレベルを超えていなければ、ノッキングが発生していないと判定し、内燃機関2の点火時期を進角していく。ピーク値がバックグランドに対し、所定のレベルを超えていれば、ノッキングが発生したと判定し、内燃機関2の点火時期を遅角するようにする。
The
温度取得手段1dは、内燃機関2の始動時、例えば、スタータがオンされたときに、内燃機関2の温度を取得する。内燃機関2の温度は、例えば、内燃機関2の水温、油温、および吸気温などであり、内燃機関2に固定されているセンサからこれらの温度を取得する。
The
ノック判定制御手段1eは、温度取得手段1dによって取得された内燃機関2の温度に応じた所定時間が経過するまで、ノック判定手段1cの動作を禁止する。
このように、内燃機関2の始動時、バックグランドに基づくノック判定を、内燃機関2の温度に応じた所定時間が経過するまで禁止するようにした。これによって、ノッキングの誤判定をしないようにノック判定の開始時間を変化させることができ、ノッキングの制御範囲を広めることができる。
The knock determination control means 1e prohibits the operation of the knock determination means 1c until a predetermined time corresponding to the temperature of the
As described above, when the
次に、第1の実施の形態に係るノック検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第1の実施の形態に係るノック検出装置のブロック構成図である。図に示すようにノック検出装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、BPF12、ピークホールドアンプ13、入力インターフェース14、RAM(Random Access Memory)15、ROM(Read Only Memory)16、および出力インターフェース17を有している。ノック検出装置10には、ノックセンサ21、水温センサ22、油温センサ23、および吸気温センサ24が接続されている。また、点火プラグ32が接続されたイグナイタ31が接続されている。
Next, the knock detection device according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block configuration diagram of the knock detection device according to the first embodiment. As shown in the figure, the
ノックセンサ21は、エンジンの振動を電気信号に変換する振動センサである。ノックセンサ21は、例えば、圧電素子であり、エンジンのシリンダブロックなどに固定されている。
The
BPF12には、ノックセンサ21から出力される電気信号が入力される。BPF12は、ノッキングによる信号成分の現れる可能性のある周波数帯域の信号のみを濾波する。BPF12の中心周波数は、例えば、4kHであり、帯域幅は、1kH〜100kHである。
The electrical signal output from the
ピークホールドアンプ13には、BPF12によって濾波された信号が入力される。また、ピークホールドアンプ13には、CPU11の制御(CNT)端子から出力されるゲート制御信号と、CPU11のピークホールドリセット(PHR)端子から出力されるピークホールドリセット信号が入力される。ピークホールドアンプ13は、CPU11のCNT端子からゲート制御信号が出力されている間、BPF12から出力される信号のピーク値を更新しながら、その値を保持する。そして、CPU11のPHR端子からピークホールドリセット信号が出力されると、保持していたピーク値をリセットする。保持されたピーク値は、CPU11のアナログ/デジタル変換(A/D1)端子に入力される。
A signal filtered by the
水温センサ22、油温センサ23、および吸気温センサ24は、エンジンの水温、油温、および吸気温を電気信号に変換して出力するセンサである。水温センサ22、油温センサ23、および吸気温センサ24の信号は、入力インターフェース14を介して、CPU11のアナログ/デジタル変換(A/D2)端子に入力される。
The
RAM15およびROM16は、バスを介してCPU11に接続されている。RAM15には、CPU11に実行させるOS(Operating System)のプログラムや、ノッキングのフィードバック制御を行うためのアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM15には、CPU11による処理に必要な各種データが保存される。ROM16には、上記のOSやアプリケーションプログラム、各種データなどが格納される。なお、RAM15、ROM16は、CPU11が内蔵していてもよい。また、ROM16は、書換え可能なFLASHメモリなどであってもよい。
The
イグナイタ31は、点火プラグ32と接続され、出力インターフェース17を介してCPU11と接続されている。イグナイタ31は、CPU11からの指示に従って、点火プラグ32の点火タイミングを駆動制御している。
The
CPU11は、A/D1端子に入力されるピーク値をアナログ/デジタル変換し、エンジンのノッキング判定を行う。そして、判定結果に基づいて、点火プラグ32の点火タイミングをフィードバック制御している。具体的には、CPU11は、判定によりノッキングが発生していなければ、点火プラグ32の点火時期を進角していき、ノッキングが発生すれば、点火プラグ32の点火時期を遅角するようにノッキングのフィードバック制御をしている。
The
CPU11は、エンジン始動時において、ノッキングの誤判定をしないように、ノッキングのフィードバック制御開始時間を適正に変化させることができる。例えば、エンジン始動後、バックグランドがピーク値に早く収束するようであれば、ノッキングのフィードバック制御を早く開始するようにし、遅く収束するようであれば、ノッキングのフィードバック制御を遅く開始するようにする。
The
CPU11は、A/D2端子に入力される水温センサ22、油温センサ23、および吸気温センサ24の信号をアナログ/デジタル変換し、エンジンの水温、油温、および吸気温を取得する。ROM16には、エンジンのある水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間が記憶されており、CPU11は、ROM16を参照して、各センサから取得した水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間を算出する。
The
次に、ノッキング判定について説明する。
図3は、ノッキング判定を説明するための波形図である。図の(a)は、ピークホールドアンプ13に入力される波形を示している。図の(b)は、図2では示してないが、エンジンのクランク角センサから出力される波形を示している。クランク角センサから出力されるパルスは、点火行程に入ろうとする気筒のピストンがTDCに到達するたびに出力され、例えば、4気筒4サイクルエンジンであるときには、図の(b)に示すように、180°CA(クランク角)ごとに出力される。図の(c)は、CPU11のCNT端子から出力されるゲート制御信号の波形を示している。
Next, knocking determination will be described.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the knocking determination. (A) of the figure shows a waveform input to the
ピークホールドアンプ13は、CPU11から出力されるゲート制御信号により、10°CAから75°CAの間をノッキング観測期間として、BPF12から出力される信号のピーク値を更新して、その値を保持する。ピークホールドアンプ13で保持されたピーク値は、CPU11のA/D1端子に入力される。ピーク値がCPU11に入力されてA/D変換された後、PHR端子からピークホールドリセット信号が出力され、ピークホールドアンプ13が保持していたピーク値は、リセットされる。
The
CPU11は、アナログ/デジタル変換されたピーク値より、バックグランドを算出する。バックグランドを算出する式は、例えば、次の式(1)で示される。式(1)のBGは、バックグランドを示し、なまし値は、1より大きい値である。なお、バックグランドには、所定以上の変化をしないように更新ガード値を設けるようにしてもよい。
The
BG=前回のBG+(今回のピーク値−前回のBG)×(1/なまし値)…(1)
バックグランドは、式(1)に示すようにピーク値を平均化したものである。CPU11は、今回アナログ/デジタル変換されたピーク値が、式(1)で求まるバックグランドに対して所定のレベルを超えているか否かを判断し、ノッキングの有無を判定する。ノッキングの有無を判定する式は、例えば、次の式(2)で示される。式(2)のKは、エンジンの回転数や負荷に応じて変更される値である。
BG = Previous BG + (Current peak value−Previous BG) × (1 / Annealing value) (1)
The background is obtained by averaging peak values as shown in Equation (1). The
Y=BG×K …(2)
CPU11は、今回アナログ/デジタル変換されたピーク値がバックグランドをK倍した値Yを超えている場合、ノッキングが発生したと判断する。そして、進角させていた点火プラグ32の点火タイミングを遅角するようにフィードバック制御する。
Y = BG × K (2)
The
ところで、バックグランドは、上述したようにピーク値を平均化したものである。そのため、ピーク値の大きさによっては、バックグランドのピーク値に収束する収束時間が異なる。例えば、バックグランドとピーク値の差が大きければ、バックグランドの収束時間は長くなってしまう。 By the way, the background is obtained by averaging the peak values as described above. Therefore, the convergence time for convergence to the background peak value varies depending on the magnitude of the peak value. For example, if the difference between the background and the peak value is large, the convergence time of the background becomes long.
図4は、バックグランドの収束時間を説明する図である。図の(a),(b)には、バックグランドとピーク値が示してある。図の(a)のピーク値は、図の(b)のピーク値より大きい値となっている。 FIG. 4 is a diagram for explaining the background convergence time. The background and the peak value are shown in (a) and (b) of the figure. The peak value in (a) in the figure is larger than the peak value in (b) in the figure.
エンジンを始動すると、ピークホールドアンプ13からピーク値が出力される。CPU11は、前述した式(1)に従ってバックグランドを算出する。バックグランドは、ピーク値を平均化したものであるので、図の(a),(b)に示すように、徐々に、ピーク値に収束していく。
When the engine is started, a peak value is output from the
バックグランドとピーク値の差が大きいとバックグランドの収束する時間も長くなる。図の(a)に示すピーク値は、図の(b)のピーク値より大きいので、図の(a)のバックグランドの収束時間は、図の(b)のバックグランドの収束時間より長くなる。そこで、CPU11は、エンジン始動後、ノッキングの誤判定によって誤ったフィードバック制御を行わないように、バックグランドの収束時間に応じて、ノッキングのフィードバック制御の開始時間を変化させる。例えば、図の(a)の場合、矢印A1においてノッキングのフィードバック制御を開始するようにする。図の(b)の場合、矢印A2においてノッキングのフィードバック制御を開始するようにする。
When the difference between the background and the peak value is large, the time for the background to converge is also prolonged. Since the peak value shown in (a) in the figure is larger than the peak value in (b) in the figure, the background convergence time in (a) in the figure is longer than the background convergence time in (b) in the figure. . Therefore, after starting the engine, the
次に、エンジンの水温、油温、および吸気温と、ノッキングのフィードバック制御の、開始時間の関係について説明する。図4でも説明したように、エンジン始動後のバックグランドの収束時間は、ピーク値の大きさに依存する。このピーク値の大きさは、エンジンの状態によって様々な値をとり、例えば、前記した水温、油温、および吸気温に依存する。そこで、CPU11は、各センサからエンジンの水温、油温、および吸気温を取得し、ROM16に記憶されている、エンジンのある水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間を参照して、制御を開始する時間を算出する。
Next, the relationship between the engine water temperature, the oil temperature, the intake air temperature, and the start time of the knocking feedback control will be described. As described with reference to FIG. 4, the background convergence time after engine startup depends on the magnitude of the peak value. The magnitude of this peak value varies depending on the state of the engine, and depends on, for example, the water temperature, oil temperature, and intake air temperature described above. Therefore, the
図5は、水温に対するフィードバック制御開始時間の関係を示したテーブルである。図に示すように水温テーブル41は、水温および開始時間の欄を有し、各水温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間が記憶されている。水温の欄に示される値の単位は℃、開始時間の欄に示される値の単位は秒である。水温テーブル41は、例えば、図2で示したROM16などの記憶装置に構築される。
FIG. 5 is a table showing the relationship between the feedback control start time and the water temperature. As shown in the figure, the water temperature table 41 has columns of water temperature and start time, and stores the start time of knocking feedback control for each water temperature. The unit of the value shown in the water temperature column is ° C., and the unit of the value shown in the start time column is second. The water temperature table 41 is constructed in a storage device such as the
CPU11は、エンジンのある水温に対する開始時間を、水温テーブル41を参照して算出する。水温センサ22から取得した水温が、水温テーブル41に示されている水温の欄の間にある場合は、その両側の欄の水温を基に補間して開始時間を算出する。例えば、水温センサ22から取得した水温が10℃から30℃の間にあるときは、CPU11は、10℃のときの開始時間5.1秒と、30℃のときの開始時間3.1秒とを取得し、これらの開始時間を補間して、水温センサ22から取得した水温に対する開始時間を算出する。
The
図6は、油温に対するフィードバック制御開始時間の関係を示したテーブルである。図に示すように油温テーブル42は、油温および開始時間の欄を有し、各油温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間が記憶されている。油温の欄に示される値の単位は℃、開始時間の欄に示される値の単位は秒である。油温テーブル42は、例えば、図2で示したROM16などの記憶装置に構築される。
FIG. 6 is a table showing the relationship between the feedback control start time and the oil temperature. As shown in the figure, the oil temperature table 42 has columns of oil temperature and start time, and stores the start time of knock feedback control for each oil temperature. The unit of the value shown in the oil temperature column is ° C., and the unit of the value shown in the start time column is second. The oil temperature table 42 is constructed in a storage device such as the
CPU11は、エンジンのある油温に対する開始時間を、油温テーブル42を参照して算出する。なお、油温に対する開始時間の算出方法は、図5で説明した水温の開始時間の算出方法と同じであり、その詳細な説明は省略する。
The
図7は、吸気温に対するフィードバック制御開始時間の関係を示したテーブルである。図に示すように吸気温テーブル43は、吸気温および開始時間の欄を有し、各吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間が記憶されている。吸気温の欄に示される値の単位は℃、開始時間の欄に示される値の単位は秒である。吸気温テーブル43は、例えば、図2で示したROM16などの記憶装置に構築される。
FIG. 7 is a table showing the relationship of the feedback control start time with respect to the intake air temperature. As shown in the figure, the intake air temperature table 43 has columns of intake air temperature and start time, and stores the start time of knock feedback control for each intake air temperature. The unit of the value shown in the intake air temperature column is ° C., and the unit of the value shown in the start time column is second. The intake air temperature table 43 is constructed in a storage device such as the
CPU11は、エンジンのある吸気温に対する開始時間を、吸気温テーブル43を参照して算出する。なお、吸気温に対する開始時間の算出方法は、図5で説明した水温の開始時間の算出方法と同じであり、その詳細な説明は省略する。
The
このように、CPU11は、エンジン始動時に各センサからエンジンの水温、油温、および吸気温を取得し、取得した水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間を算出する。
As described above, the
次に、CPU11の動作を、フローチャートを用いて説明する。
図8は、フィードバック制御開始時間を算出する処理を示したフローチャートである。CPU11は、以下のステップに従って処理を実行する。
Next, the operation of the
FIG. 8 is a flowchart showing a process for calculating the feedback control start time. The
ステップS1においてCPU11は、エンジン始動時におけるエンジンの水温、油温、および吸気温を取り込むため、スタータがオフからオンに切替わったか判断する。スタータがオフからオンに切替わった場合、ステップS2へ進む。スタータがオフからオンに切替わらない場合は、ステップS7へ進む。
In step S1, the
ステップS2においてCPU11は、水温センサ22、油温センサ23、および吸気温センサ24からエンジンの水温、油温、および吸気温を取得する。
ステップS3においてCPU11は、水温テーブル41を参照し、ステップS2で取得した水温に対するノッキングのフィードバック制御(F/B)の開始時間aを算出する。ステップS4においてCPU11は、油温テーブル42を参照し、ステップS2で取得した油温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間bを算出する。ステップS5においてCPU11は、吸気温テーブル43を参照し、ステップS2で取得した吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間cを算出する。ステップS6においてCPU11は、ステップS3〜S5で算出した開始時間a〜cの最大値dを算出する。
In step S <b> 2, the
In step S <b> 3, the
ステップS7においてCPU11は、エンジン始動後、時間がステップS6で算出した最大値dを経過したか判断する。CPU11は、時間が最大値dを経過すると、ステップS8へ進む。時間が最大値d未満であれば、フローチャートの処理を終了し、次の割り込みで開始からフローチャートの処理を繰り返す。
In step S7, the
ステップS8においてCPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始する。つまり、ノッキング判定によりノッキングが発生していなければ、点火プラグ32の点火時期を進角していき、ノッキングが発生すれば、点火プラグ32の点火時期を遅角するようにノッキングのフィードバック制御を開始する。
In step S8, the
次に、CPU11の動作を、制御チャートを用いて説明する。
図9は、フィードバック制御開始時間を算出する制御チャートを示した図である。図の(a)にはスタータのオン・オフタイミングを示した波形が示してある。図の(b)にはスタータがオンされた後、ノッキングのフィードバック制御の開始時間をカウントするためのタイミングを示した波形が示してある。図の(c)にはバックグランドの波形が示してある。図の(d)には水温、油温、および吸気温に基づいて算出された、ノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値が示してある。図の(e)には、時間をカウントするカウンタ値が示してある。
Next, the operation of the
FIG. 9 is a diagram illustrating a control chart for calculating the feedback control start time. The waveform (a) of the figure shows the starter on / off timing. FIG. 4B shows a waveform indicating timing for counting the start time of knocking feedback control after the starter is turned on. (C) in the figure shows a background waveform. FIG. 4D shows a count value for starting knocking feedback control calculated based on the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature. (E) in the figure shows a counter value for counting time.
図の点線C1に示すように、スタータがオフからオンに切替わると、CPU11は、バックグランドの算出を開始する。バックグランドは、ピーク値を平均化したものであるため、エンジン始動後、図の(c)に示すように徐々に、ピーク値に収束していく。また、CPU11は、各センサからエンジンの水温、油温、および吸気温を取得し、水温テーブル41、油温テーブル42、および吸気温テーブル43を参照して、取得した水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御の開始時間(カウント値)を算出する。なお、水温、油温、および吸気温に対するノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウント値は、図の(d)に示すように水温>油温>吸気温の関係を有し、水温が最大値であるとする。
As shown by a dotted line C1 in the figure, when the starter is switched from OFF to ON, the
CPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウント値を算出すると、図の(b)に示すようにノッキングのフィードバック制御を開始する時間のカウントを開始する。すると、図の(e)に示すように時間をカウントするカウンタ値は、点線C2のタイミングからカウントアップが開始される。
After calculating the count value for starting knocking feedback control, the
カウンタ値がカウントアップされ、矢印C3に示すように吸気温に基づいたノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値に達したとする。しかし、図7の例では、吸気温のカウント値は、ノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値の最大値ではないので、CPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始しない。
It is assumed that the counter value is counted up and reaches a count value for starting knocking feedback control based on the intake air temperature as indicated by an arrow C3. However, in the example of FIG. 7, the count value of the intake air temperature is not the maximum value of the count value for starting the knocking feedback control, and thus the
カウンタ値がさらにカウントアップされ、矢印C4に示すように油温に基づいたノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値に達したとする。しかし、図6の例では、油温のカウント値は、ノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値の最大値ではないので、CPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始しない。
It is assumed that the counter value is further counted up and reaches a count value for starting knocking feedback control based on the oil temperature as indicated by an arrow C4. However, in the example of FIG. 6, the count value of the oil temperature is not the maximum value of the count value for starting the knocking feedback control, and thus the
カウンタ値がさらにカウントアップされ、矢印C5に示すように水温に基づいたノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値に達したとする。図5の例では、水温のカウント値は、ノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値の最大値であるので、CPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始する。なお、点線C6に示すように、バックグランドがピーク値に収束した後にノッキングのフィードバック制御が開始されている。このように、水温、油温、および吸気温に基づいて算出された開始時間の最大開始時間により、ノッキングのフィードバック制御を開始することにより、例えば、バックグランドが収束していない収束時間がいくつか算出されても、安全にノッキングのフィードバック制御開始時間を変化させ、制御範囲を広めることができる。
Assume that the counter value is further counted up and reaches a count value for starting knocking feedback control based on the water temperature as indicated by an arrow C5. In the example of FIG. 5, the count value of the water temperature is the maximum value of the count value for starting the knocking feedback control, and thus the
このように、エンジンの始動時にバックグランドがピーク値に収束するであろう収束時間を決定するための水温、油温、および吸気温を取得し、取得した水温、油温、および吸気温に基づいてバックグランドの収束時間を算出するようにした。これによって、ノッキングの誤判定をしないように適正にノッキングの制御開始時間を変化させることができ、ノッキングの制御範囲を広めることができる。 Thus, the water temperature, oil temperature, and intake air temperature for determining the convergence time at which the background will converge to the peak value when the engine is started are acquired, and based on the acquired water temperature, oil temperature, and intake air temperature. The background convergence time was calculated. Thus, the knocking control start time can be appropriately changed so as not to make an erroneous determination of knocking, and the knocking control range can be widened.
また、エンジンの始動後、ノッキングの誤判定をしないようにノッキングの制御開始時間を変化させるので、エンジンの誤遅角を防止することができる。
さらに、水温、油温、および吸気温で求まった収束時間の最大値を使用することにより、より安全にノッキングのフィードバック処理を開始して、誤遅角を防止することができる。
Further, since the knocking control start time is changed so as not to make an erroneous determination of knocking after the engine is started, it is possible to prevent an erroneous retardation of the engine.
Further, by using the maximum value of the convergence time obtained from the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature, it is possible to start the knocking feedback process more safely and prevent an erroneous delay angle.
なお、上記では、水温、油温、および吸気温のパラメータに基づく収束時間の最大値で、ノッキングのフィードバック制御を開始するようにしたが、1つのパラメータに基づく収束時間で、または、1以上のパラメータに基づく収束時間の最大値で、ノッキングのフィードバック制御を開始するようにしてもよい。例えば、水温による収束時間のみを算出して、ノッキングのフィードバック制御を開始してもよく、水温と油温による収束時間のみを算出して、ノッキングのフィードバック制御を開始してもよい。 In the above, the feedback control of knocking is started at the maximum value of the convergence time based on the parameters of the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature. However, at the convergence time based on one parameter, or one or more The knocking feedback control may be started at the maximum value of the convergence time based on the parameters. For example, only the convergence time based on the water temperature may be calculated to start knocking feedback control, or only the convergence time based on the water temperature and oil temperature may be calculated to start knocking feedback control.
次に、第2の実施の形態に係るノック検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。第2の実施の形態では、適正なバックグランドに収束するために必要なピーク値のサンプル数を、エンジン始動後のピーク値に基づいて算出し、ピーク値を、算出したサンプル数取得してから、ノッキングのフィードバック制御を開始する。 Next, a knock detection device according to a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the second embodiment, the number of samples of the peak value necessary to converge to an appropriate background is calculated based on the peak value after engine start, and the peak value is obtained after obtaining the calculated number of samples. , Start knocking feedback control.
式(1)で示したようにバックグランドは、ピーク値を平均化したものであるため、エンジン始動時には、所定のピーク値のサンプル数が揃うまでは、適正な値に収束しない。バックグランドが適正な値に収束するピーク値のサンプル数は、ピーク値の大きさによって異なり、バックグランドとピーク値の差が大きければ、適正なバックグランドに収束するピーク値のサンプル数も多く必要とする。また、ピーク値のなまし率(なまし値の逆数)によっても、バックグランドが適正な値に収束するピーク値のサンプル数が異なる。そこで、図2で示したCPU11は、適正なバックグランドを算出するのに必要なピーク値のサンプル数を算出し、ピーク値を、算出されたサンプル数取得してからノッキングのフィードバック制御を開始する。例えば、CPU11は、エンジン始動後に初めて取得したピーク値をなまし率で除算した値を、ノッキングのフィードバック開始のサンプル数とする。
Since the background is obtained by averaging the peak values as shown in the equation (1), when the engine is started, it does not converge to an appropriate value until the number of samples of the predetermined peak value is obtained. The number of peak values that the background converges to an appropriate value depends on the size of the peak value. If the difference between the background and the peak value is large, a large number of peak values that converge to the appropriate background are required. And Also, the number of samples of the peak value at which the background converges to an appropriate value varies depending on the annealing rate of the peak value (the reciprocal of the annealing value). Therefore, the
ピーク値のサンプル数とエンジンの回転数の関係について説明する。ピーク値がサンプル数揃う時間は、エンジンの回転数に比例する。エンジンの回転数が高ければピーク値のサンプル数揃う時間は早く、エンジンの回転数が低ければピーク値のサンプル数揃う時間は遅くなる。 The relationship between the number of samples of the peak value and the engine speed will be described. The time for which the peak value is equal to the number of samples is proportional to the engine speed. If the engine speed is high, the time for aligning the peak number of samples is faster, and if the engine speed is low, the time for aligning the peak value samples is delayed.
図10は、バックグランドとエンジン回転数を示した図である。図の(a)には、ピーク値とバックグランドが示してある。図の(b)には、エンジン回転数が示してある。ピーク値は、エンジンの回転数に比例してサンプリングされる。CPU11は、バックグランドの算出に必要なピーク値のサンプル数を算出し、エンジンの回転数が高ければ早くノッキングのフィードバック制御を開始し、エンジンの回転数が低ければ遅くノッキングのフィードバック制御を開始することになる。
FIG. 10 is a diagram showing the background and the engine speed. The peak value and the background are shown in FIG. The engine speed is shown in (b) of the figure. The peak value is sampled in proportion to the engine speed. The
次に、CPU11の動作を、フローチャートを用いて説明する。
図11は、フィードバック制御を開始するためのピーク値のサンプル数を算出する処理を示したフローチャートである。CPU11は、所定の周期ごとに以下のステップに従った処理を実行する。
Next, the operation of the
FIG. 11 is a flowchart showing processing for calculating the number of samples of peak values for starting feedback control. CPU11 performs the process according to the following steps for every predetermined period.
ステップS11においてCPU11は、エンジン始動時に以下で説明する変数α、βを初期化するため、スタータがオフからオンに切替わったか判断する。スタータがオフからオンに切替わった場合、ステップS12の処理へ進む。スタータがオフからオンに切替わらない場合は、ステップS14へ進む。
In step S11, the
ステップS12においてCPU11は、ピーク値のサンプル数をカウントするための変数αを、例えば、0の最小値に初期化する。ステップS13においてCPU11は、ノッキングのフィードバック処理を開始するためのサンプル数を示す変数βを、例えば、0xFFFFの最大値に初期化する。
In step S12, the
ステップS14においてCPU11は、ノッキングのフィードバック処理がゲートオープン中(ノッキング観測期間)であるか判断する。すなわち、図2で説明したゲート制御信号をピークホールドアンプ13に出力しているか判断する。ゲートオープン中であれば、ステップS15へ進む。ゲートオープン中でなければ、ステップS20へ進む。
In step S <b> 14, the
ステップS15においてCPU11は、ピーク値を更新する。すなわち、ピークホールドアンプ13から新たなピーク値を取得する。ステップS16においてCPU11は、取得したピーク値によりバックグランドを更新する。ステップS17においてCPU11は、変数αに1を加算する。
In step S15, the
ステップS18においてCPU11は、ステップS15〜S17の処理が初めてであるか判断する。初めてであればステップS19へ進む。初めてでなければステップS20へ進む。
In step S18, the
ステップS19においてCPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数を示す変数βを算出する。変数βは、次の式(3)で示される。式(3)のなまし率は、なまし値の逆数である。
In step S19, the
β=ピーク値/なまし率 …(3)
すなわち、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数は、ピーク値に比例する。ピーク値が大きいほど、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数が多くなる。また、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数は、なまし率に逆比例する。なまし率が小さければ、バックグランドのピーク値に収束するためのサンプル数も多く必要となるからである。
β = peak value / annealing rate (3)
That is, the number of samples for starting knocking feedback control is proportional to the peak value. The larger the peak value, the larger the number of samples for starting knocking feedback control. The number of samples for starting knocking feedback control is inversely proportional to the annealing rate. This is because if the annealing rate is small, a large number of samples are required to converge to the background peak value.
ステップS20においてCPU11は、ピーク値のサンプル数をカウントするための変数αが、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数である変数β以上になったか判断する。変数αが変数β以上であれば、ステップS21へ進む。変数αが変数βより小さければ、図11のフローチャートの処理を終了し、次の割り込みで開始からフローチャートの処理を繰り返す。
In step S20, the
ステップS21においてCPU11は、ノッキングのフィードバック制御を開始する。
このように、バックグランドを算出するためのピーク値の必要なサンプル数をピーク値の大きさに基づいて算出し、エンジン始動後、ピーク値を、算出したサンプル数取得してから、ノッキングのフィードバック制御を開始するようにした。これによって、ノッキングの誤判定をしないように適正にノッキングの制御開始時間を変化させることができ、ノッキングの制御範囲を広めることができる。
In step S21, the
In this way, the number of samples required for the peak value for calculating the background is calculated based on the magnitude of the peak value, and after starting the engine, the peak value is obtained for the calculated number of samples, and then knocking feedback is performed. Control was started. Thus, the knocking control start time can be appropriately changed so as not to make an erroneous determination of knocking, and the knocking control range can be widened.
また、エンジンの始動後、ノッキングの誤判定をしないようにピーク値のサンプル数を変化させるので、エンジンの誤遅角を防止することができる。
なお、第1の実施の形態と第2の実施の形態を組み合わせることもできる。例えば、第2の実施の形態で説明したように、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのサンプル数を算出する。そして、ピーク値を算出されたサンプル数取得してから、第1の実施の形態で説明した水温、油温、および吸気温に基づく開始時間を算出し、算出した開始時間後にノッキングのフィードバック制御を開始する。具体的には、図11で示したフローチャートのステップS20で変数αが変数β以上になったとき、図8で示したフローチャートのステップS2以下の処理を実行する。
Moreover, since the number of samples of the peak value is changed so as not to make an erroneous determination of knocking after the engine is started, it is possible to prevent erroneous retardation of the engine.
Note that the first embodiment and the second embodiment can be combined. For example, as described in the second embodiment, the number of samples for starting knocking feedback control is calculated. Then, after obtaining the number of samples for which the peak value has been calculated, the start time based on the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature described in the first embodiment is calculated, and after the calculated start time, knocking feedback control is performed. Start. Specifically, when the variable α becomes equal to or larger than the variable β in step S20 of the flowchart shown in FIG. 11, the processing after step S2 of the flowchart shown in FIG. 8 is executed.
次に、第3の実施の形態に係るノック検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。スタータがオンしている間は、エンジンをスタータモータによりクランキングしているためデータにノイズが生じやすく、ノック判定について誤判定を起こす恐れがある。そこで、第3の実施の形態では、エンジンの始動後、スタータがオンからオフに切替わったときに、ノッキングのフィードバック制御を開始する時間のカウントを開始し、ノッキングのフィードバック制御が必ずスタータがオフした後に行われるようにする。 Next, a knock detection device according to a third embodiment will be described in detail with reference to the drawings. While the starter is on, the engine is cranked by the starter motor, so that noise is likely to occur in the data, and there is a risk of erroneous determination regarding knock determination. Therefore, in the third embodiment, when the starter is switched from on to off after the engine is started, counting of the time for starting knocking feedback control is started, and knocking feedback control is always turned off. To be done after.
図12は、ノック検出装置の概要を示す図である。図12では、図1に対し内燃機関始動手段3と計時開始手段1fとが示してある。図12において、図1と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an outline of the knock detection device. In FIG. 12, the internal combustion engine starting means 3 and the time measuring
図に示す内燃機関始動手段3は、内燃機関2を始動させるためのクランキングを行う電気モータ(スタータ)である。内燃機関始動手段3は、スタータのオン・オフ信号を、計時開始手段1fに出力する。
The internal combustion engine starting means 3 shown in the figure is an electric motor (starter) that performs cranking for starting the
計時開始手段1fには、内燃機関2から始動したか否かの信号および内燃機関始動手段3のオン・オフ信号が入力される。計時開始手段1fは、内燃機関2から始動した旨の信号が入力されかつ内燃機関始動手段3からオフ信号が入力されると、ノック判定制御手段1eの所定時間の計時を許可する。すなわち、計時開始手段1fは、内燃機関始動手段3によって内燃機関2が始動しかつ内燃機関始動手段3がオフした後にノック判定制御手段1eが所定時間の計時を開始するようにする。なお、ノック判定制御手段1eは、計時開始手段1fの計時開始の制御によって、内燃機関2の温度に応じた所定時間の計時を開始し、所定時間を経過すると、ノック判定手段1cの動作を解除する。
A signal indicating whether or not the
このように、ノッキングのフィードバック制御を開始するための所定時間の計時を、内燃機関2の始動後かつ内燃機関始動手段3がオフした後に開始するようにした。これにより、ノッキングのフィードバック制御は、内燃機関始動手段3がオフした後に行われるので、内燃機関始動手段3のクランキングによるノイズの影響を低減することができ、ノック判定についての誤判定を抑制することができる。
As described above, the predetermined time for starting the knocking feedback control is started after the
次に、ノック検出装置のブロック構成図について説明する。
図13は、ノック検出装置のブロック構成図である。図13では、図2に対しエンジン33とスタータ34が示してある。また、ノック検出装置10aのCPU11aは、I/O(Input/Output)1,2を有している。図13において、図2と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, a block configuration diagram of the knock detection device will be described.
FIG. 13 is a block diagram of the knock detection device. In FIG. 13, an
スタータ34は、例えば、ユーザのキー操作によってオン・オフし、エンジン33を始動する。スタータ34は、オン・オフした状態を示すオン・オフ信号をCPU11aのI/O1に出力する。また、エンジン33は、始動するとその旨の信号をCPU11aのI/O2に出力する。
The
CPU11aは、I/O2にエンジンが始動した旨の信号が入力されかつI/O1にスタータ34のオフ信号が入力されると、ノッキングのフィードバック制御を開始するための時間の計時を開始する。
When a signal indicating that the engine has started is input to I / O2 and an off signal of the
次に、CPU11aの動作を、制御チャートを用いて説明する。
図14は、フィードバック制御開始時間を算出する制御チャートを示した図である。図の(a)にはノック判定が行われるタイミングを示した波形が示してある。図の(b)にはスタータのオン・オフタイミングを示した波形が示してある。図の(c)にはエンジンの始動タイミングを示した波形が示してある。図の(d)にはバックグランドの波形が示してある。図の(e)には水温、油温、および吸気温に基づいて算出された、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウント値が示してある。図の(f)には時間をカウントするカウンタ値が示してある。なお、第3の実施の形態は、エンジン始動後、スタータがオンからオフに切替わったタイミングで、ノッキングのフィードバック制御を開始する時間のカウントを開始する点で第1の実施の形態と異なる。その他の構成、機能は、第1の実施の形態と同様であり、その詳細な説明は、省略する。
Next, the operation of the
FIG. 14 is a diagram illustrating a control chart for calculating the feedback control start time. FIG. 4A shows a waveform indicating the timing at which knock determination is performed. (B) of the figure shows a waveform showing the on / off timing of the starter. FIG. 2C shows a waveform showing the engine start timing. The waveform of the background is shown in FIG. (E) of the figure shows a count value for starting knocking feedback control calculated based on the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature. (F) in the figure shows a counter value for counting time. The third embodiment is different from the first embodiment in that counting of the time for starting knocking feedback control is started at the timing when the starter is switched from on to off after the engine is started. Other configurations and functions are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
図の点線D1に示すように、スタータがオフからオンに切替わると、CPU11aは、バックグランドの算出を開始する。バックグランドは、ピーク値を平均化したものであるため、図の(d)に示すように、エンジンの回転とともに徐々にピーク値に収束していく。また、CPU11aは、各センサからエンジンの水温、油温、および吸気温を取得し、水温テーブル41、油温テーブル42、および吸気温テーブル43を参照して、図の(e)に示すようなノッキングのフィードバック制御を開始するための時間(カウント値)を算出する。
As shown by the dotted line D1 in the figure, when the starter is switched from OFF to ON, the
CPU11aは、図の(c)に示すようにエンジンが始動し、図の(b)に示すようにスタータがオフすると、図の(f)に示すように、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウントを開始する(図中の点線D2)。
When the engine is started as shown in (c) of the figure and the starter is turned off as shown in (b) of the figure, the
カウンタ値がカウントアップされ、矢印D3に示すようにノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値に達すると、CPU11aは、矢印D4に示すようにノッキングのフィードバック制御を開始する。なお、エンジン始動完了前は、機械的に点火時期を制御しているため、ノック判定の結果を点火時期制御に反映する必要はない。
When the counter value is counted up and reaches a count value for starting knocking feedback control as indicated by an arrow D3, the
次に、CPU11aの動作を、フローチャートを用いて説明する。
図15は、フィードバック制御開始時間を算出する処理を示したフローチャートである。図15において、図8の処理と同じ処理には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, the operation of the
FIG. 15 is a flowchart showing a process for calculating the feedback control start time. In FIG. 15, the same processes as those of FIG.
ステップS1〜S6では、図8で説明したようにCPU11aは、ノッキングのフィードバック制御を開始するための時間(最大値d)を算出する。
ステップS61aにおいて、CPU11aは、エンジン33が始動した否か判断する。エンジン33が始動しない場合、処理を終了し、エンジン33が始動した場合、ステップS62aへ進む。
In steps S1 to S6, as described with reference to FIG. 8, the
In step S61a, the
ステップS62aにおいて、CPU11aは、スタータ34がオフしたか否か判断する。スタータ34がオフした場合、ステップS63aへ進む。スタータ34がオンしている場合、処理を終了する。
In step S62a, the
ステップS63aにおいて、CPU11aは、フィードバック制御を開始するための時間の計時を開始する。ステップS7では、図8で説明したようにCPU11aは、時間が最大値dを経過したか判断し、時間が最大値dを経過すると、ステップS8へ進む。ステップS8において、CPU11aは、ノッキングのフィードバック制御を開始する。
In step S63a, the
このように、フィードバック制御を開始するための時間の計時を、エンジン始動後、スタータがオンからオフに切替わった後に開始するようにした。これにより、ノック判定は、スタータがオフした後に行われるので、スタータオン時のモータのクランキングによるノイズの影響を低減することができ、ノック判定についての誤判定を抑制することができる。 Thus, the time measurement for starting the feedback control is started after the starter is switched from on to off after the engine is started. Thereby, since the knock determination is performed after the starter is turned off, it is possible to reduce the influence of noise due to the cranking of the motor when the starter is on, and it is possible to suppress erroneous determination regarding the knock determination.
次に、第4の実施の形態に係るノック検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。スタータがオンしている間は、エンジンをスタータモータによりクランキングしているためノック信号にノイズが生じやすいため、バックグランドの値が異常となる恐れがある。そこで、第4の実施の形態では、エンジンの始動後、スタータがオンからオフに切替わったときにバックグランドの算出を開始し、また、ノッキングのフィードバック制御を開始する時間のカウントを開始するようにする。 Next, a knock detection device according to a fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Since the engine is cranked by the starter motor while the starter is on, noise is likely to occur in the knock signal, and the background value may become abnormal. Therefore, in the fourth embodiment, after the engine is started, the background calculation is started when the starter is switched from on to off, and the counting of the time for starting the knocking feedback control is started. To.
図16は、ノック検出装置の概要を示す図である。図16では、図1に対しバックグランド算出手段1gの機能が一部異なる。また、内燃機関2を始動させるためのクランキングを行う内燃機関始動手段3が示してある。図16において、図1と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 16 is a diagram showing an outline of the knock detection device. In FIG. 16, the function of the background calculation means 1g is partially different from that in FIG. Also shown is an internal combustion engine starting means 3 that performs cranking for starting the
図に示すバックグランド算出手段1gには、内燃機関2から始動したか否かの信号および内燃機関始動手段3のオン・オフ信号が入力される。バックグランド算出手段1gは、内燃機関2から始動した旨の信号が入力されかつ内燃機関始動手段3からオフ信号が入力されると、バックグランドの算出を開始する。すなわち、バックグランド算出手段1gは、内燃機関始動手段3によって内燃機関2が始動しかつ内燃機関始動手段3がオフした後にバックグランドの算出を開始するようにする。なお、ノック判定制御手段1eは、温度取得手段1dによって取得された内燃機関2の温度に応じた所定時間が経過するまで、ノック判定手段1cの動作を禁止する。
The background calculation means 1g shown in the figure receives a signal indicating whether or not the engine has been started from the
このように、バックグランドの算出を内燃機関2の始動後、内燃機関始動手段3がオンからオフに切替わった後に開始するようにした。これにより、内燃機関始動手段3のクランキングによる、バックグランドのノイズの影響を低減することができ、ノック判定についての誤判定を抑制することができる。
Thus, the background calculation is started after the
次に、第4の実施の形態に係るノック検出装置の動作を、制御チャートを用いて説明する。第4の実施の形態におけるブロック構成図は、図13と同じであるので省略する。ただし、CPU11aが、エンジン33の始動後、スタータ34からオフ信号が出力されたとき、バックグランドの算出を行うところが異なる。
Next, the operation of the knock detection apparatus according to the fourth embodiment will be described using a control chart. The block diagram in the fourth embodiment is the same as that in FIG. However, the difference is that the
図17は、フィードバック制御開始時間を算出する制御チャートを示した図である。図の(a)にはノック判定が行われるタイミングを示した波形が示してある。図の(b)にはスタータのオン・オフタイミングを示した波形が示してある。図の(c)にはエンジンの始動タイミングを示した波形が示してある。図の(d)にはバックグランドの波形が示してある。図の(e)には水温、油温、および吸気温に基づいて算出された、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウント値が示してある。図の(f)には時間をカウントするカウンタ値が示してある。なお、第4の実施の形態は、エンジン始動後、スタータがオンからオフに切替わったタイミングで、バックグランドの算出を開始し、また、ノッキングのフィードバック制御を開始する時間のカウントを開始する点で第3の実施の形態と異なる。その他の構成、機能は、第3の実施の形態と同様であり、その詳細な説明は、省略する。 FIG. 17 is a diagram illustrating a control chart for calculating the feedback control start time. FIG. 4A shows a waveform indicating the timing at which knock determination is performed. (B) of the figure shows a waveform showing the on / off timing of the starter. FIG. 2C shows a waveform showing the engine start timing. The waveform of the background is shown in FIG. (E) of the figure shows a count value for starting knocking feedback control calculated based on the water temperature, the oil temperature, and the intake air temperature. (F) in the figure shows a counter value for counting time. In the fourth embodiment, after the engine is started, the background calculation is started at the timing when the starter is switched from on to off, and the counting of the time for starting the knocking feedback control is started. This is different from the third embodiment. Other configurations and functions are the same as those of the third embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
CPU11aは、スタータがオンされると、各センサからエンジンの水温、油温、および吸気温を取得し、水温テーブル41、油温テーブル42、および吸気温テーブル43を参照して、図の(e)に示すようなノッキングのフィードバック制御を開始するための時間(カウント値)を算出する。
When the starter is turned on, the
CPU11aは、図の(b),(c)に示すように、エンジンが始動してスタータがオフすると、図の(d)に示すようにバックグランドの算出を開始する(図中の点線E1)。バックグランドは、ピーク値を平均化したものであるため、エンジン始動後、図の(d)に示すように徐々に、ピーク値に収束していく。また、CPU11aは、図の(b),(c)に示すように、エンジンが始動してスタータがオフすると、図の(f)に示すように、ノッキングのフィードバック制御を開始するためのカウント値をカウントアップする(図中の点線E1)。
When the engine is started and the starter is turned off as shown in (b) and (c) of the figure, the
カウンタ値がカウントアップされ、矢印E2に示すようにノッキングのフィードバック制御を開始するカウント値に達すると、CPU11aは、図のE3に示すようにノッキングのフィードバック制御を開始する。
When the counter value is counted up and reaches a count value for starting knocking feedback control as indicated by an arrow E2, the
次に、CPU11aの動作を、フローチャートを用いて説明する。
図18は、フィードバック制御開始時間を算出する処理を示したフローチャートである。図18において、図8の処理と同じ処理には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Next, the operation of the
FIG. 18 is a flowchart showing a process for calculating the feedback control start time. 18, the same processes as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ステップS1〜S6では、図8で説明したようにCPU11aは、ノッキングのフィードバック制御を開始するための時間(最大値d)を算出する。
ステップS61bにおいて、CPU11aは、エンジン33が始動した否か判断する。エンジン33が始動しない場合、処理を終了し、エンジン33が始動した場合、ステップS62bへ進む。
In steps S1 to S6, as described with reference to FIG. 8, the
In step S61b, the
ステップS62bにおいて、CPU11aは、スタータ34がオフしたか否か判断する。スタータ34がオフした場合、ステップS63bへ進む。スタータ34がオンしている場合、処理を終了する。
In step S62b, the
ステップS63bにおいて、CPU11aは、バックグランドの算出を開始する。ステップS64bにおいて、CPU11aは、フィードバック制御を開始するための時間の計時を開始する。ステップS7では、図8で説明したようにCPU11aは、時間が最大値dを経過したか判断し、時間が最大値dを経過すると、ステップS8へ進む。ステップS8において、CPU11aは、ノッキングのフィードバック制御を開始する。
In step S63b, the
このように、バックグランドの算出とフィードバック制御を開始するための時間の計時とを、エンジン始動後、スタータがオンからオフに切替わった後に開始するようにした。これにより、スタータオン時のモータのクランキングによる、バックグランドのノイズの影響を低減することができ、ノック判定についての誤判定を抑制することができる。 As described above, the background calculation and the time counting for starting the feedback control are started after the starter is switched from on to off after the engine is started. As a result, the influence of background noise due to the cranking of the motor when the starter is on can be reduced, and erroneous determination regarding knock determination can be suppressed.
次に、第5の実施の形態に係るノック検出装置を、図面を参照して詳細に説明する。第5の実施の形態では、ノック判定の結果をエンジンの温度に応じた所定時間を経過するまで、エンジンの点火時期の制御に用いないようにする。 Next, a knock detection device according to a fifth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the fifth embodiment, the knock determination result is not used for controlling the ignition timing of the engine until a predetermined time corresponding to the engine temperature has elapsed.
図19は、ノック検出装置の概要を示す図である。図19では、図1に対し点火時期制御手段1hが示してある。図19において、図1と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 19 is a diagram showing an outline of the knock detection device. In FIG. 19, the ignition timing control means 1h is shown with respect to FIG. 19, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ノック判定手段1cは、図1で説明したようにピーク値とバックグランドに基づいてノック判定を行い、判定結果に応じて、内燃機関2の点火時期を進角および遅角の制御を行う。点火時期制御手段1hは、ノック判定手段1cの進角および遅角の制御に応じて、内燃機関2の点火時期を進角および遅角するようにする。
As described with reference to FIG. 1, knock determination means 1c performs knock determination based on the peak value and the background, and controls the ignition timing of
ノック判定制御手段1eは、図1で説明したように内燃機関2の温度に応じた時間が経過するまで、ノック判定手段1cの動作を禁止する。すなわち、ノック判定手段1cのノック判定は、内燃機関2の温度に応じた所定時間が経過するまで、点火時期の制御に反映されない。
The knock determination control means 1e prohibits the operation of the knock determination means 1c until the time corresponding to the temperature of the
次に、第5の実施の形態に係るノック検出装置の動作を、フローチャートを用いて説明する。第5の実施の形態におけるブロック構成図は、図13と同じであるので省略する。ただし、CPU11aは、エンジン33の温度に応じた所定時間が経過するまで、ノック判定の結果を点火時期制御に反映しない。
Next, operation | movement of the knock detection apparatus based on 5th Embodiment is demonstrated using a flowchart. The block diagram in the fifth embodiment is the same as that in FIG. However, the
図20は、フィードバック制御開始時間を算出する制御チャートを示した図である。図20において、図8の処理と同じ処理には同じ符号を付し、その説明を省略する。
ステップS1〜S6では、図8で説明したようにCPU11aは、ノッキングのフィードバック制御を開始するための時間(最大値d)を算出する。
FIG. 20 is a diagram illustrating a control chart for calculating the feedback control start time. In FIG. 20, the same processes as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In steps S1 to S6, as described with reference to FIG. 8, the
ステップS61cにおいて、CPU11aは、エンジン33が始動した否か判断する。エンジン33が始動しない場合、処理を終了し、エンジン33が始動した場合、ステップS62cへ進む。
In step S61c, the
ステップS62cにおいて、CPU11aは、スタータ34がオフしたか否か判断する。スタータ34がオフした場合、ステップS63cへ進む。スタータ34がオンしている場合、処理を終了する。ステップS63cにおいて、CPU11aは、ノック判定の結果を点火時期制御に反映しない。
In step S62c, the
ステップS64cにおいて、CPU11aは、フィードバック制御を開始するための時間の計時を開始する。ステップS7では、図8で説明したようにCPU11aは、時間が最大値dを経過したか判断し、時間が最大値dを経過すると、ステップS8へ進む。ステップS8において、CPU11aは、ノック判定の結果を点火時期制御に反映する。
In step S64c, the
このように、ノック判定の結果をエンジン33の温度に応じた所定時間が経過するまで点火時期制御に反映しないようにすることによっても、ノッキングの制御範囲を広めることができる。
As described above, the knocking control range can also be widened by not reflecting the knock determination result in the ignition timing control until a predetermined time corresponding to the temperature of the
1 ノック検出装置
1a ピーク値取得手段
1b バックグランド算出手段
1c ノック判定手段
1d 温度取得手段
1e ノック判定制御手段
2 内燃機関
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記内燃機関の複数のノック信号に基づいてノック判定のためのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
前記しきい値に基づいて前記ノック判定を行うノック判定手段と、
前記内燃機関の始動時、前記内燃機関の始動時の温度に応じた所定時間が経過するまで前記しきい値に基づく前記ノック判定を禁止するノック判定制御手段と、
を有することを特徴とするノック検出装置。 A knock detection device for detecting knock of an internal combustion engine,
Threshold calculation means for calculating a threshold for knock determination based on a plurality of knock signals of the internal combustion engine;
Knock determination means for performing the knock determination based on the threshold;
Knock determination control means for prohibiting the knock determination based on the threshold until a predetermined time corresponding to the temperature at the start of the internal combustion engine elapses when the internal combustion engine is started ;
A knock detection device comprising:
前記所定時間は、前記内燃機関の温度と、前記内燃機関の始動後の所定クランク期間に検出された前記ノック信号の大きさとに応じて求めることを特徴とする請求項1記載のノック検出装置。 The threshold value is calculated based on the knock signal detected during a predetermined crank period of the internal combustion engine,
The knock detection device according to claim 1, wherein the predetermined time is obtained according to a temperature of the internal combustion engine and a magnitude of the knock signal detected during a predetermined crank period after the internal combustion engine is started.
前記内燃機関の複数のノック信号に基づいてノック判定のためのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
前記しきい値に基づいて前記ノック判定を行うノック判定手段と、
前記内燃機関の始動時、前記しきい値に基づく前記ノック判定を、前記内燃機関の始動時に検出した前記ノック信号の大きさに応じた所定時間が経過するまで禁止するノック判定制御手段と、
を有することを特徴とするノック検出装置。 A knock detection device for detecting knock of an internal combustion engine,
Threshold calculation means for calculating a threshold for knock determination based on a plurality of knock signals of the internal combustion engine;
Knock determination means for performing the knock determination based on the threshold;
A knock determination control means for prohibiting the knock determination based on the threshold value until a predetermined time corresponding to the magnitude of the knock signal detected at the start of the internal combustion engine has elapsed when the internal combustion engine is started;
A knock detection device comprising:
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