JP4559977B2 - Ignition timing control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関し、特に、ノッキングの有無に応じて点火時期を制御する技術に関する。   The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for controlling the ignition timing according to the presence or absence of knocking.

従来より、ノッキング(ノック)の有無を判定する様々な方法が提案されている。たとえば、内燃機関より検出される振動の強度が、ノック判定値より大きいか否かによりノッキングの発生を判定する技術がある。特開2003−21032号公報(特許文献1)に記載の内燃機関のノック制御装置は、内燃機関のノッキングを検出するためのノックセンサと、ノックセンサにより検出される出力信号を統計処理する統計処理部と、統計処理部による処理結果に基づいてノッキングの発生を判定する第1の仮判定部と、ノックセンサにより検出される出力信号の波形形状に基づいてノッキングの発生を判定する第2の仮判定部と、第1の仮判定部によるノック仮判定と第2の仮判定部によるノック仮判定との結果に基づいて最終的にノッキングの発生を判定する最終ノック判定部とを含む。最終ノック判定部は、第1の仮判定部と第2の仮判定部との両方がノッキングが発生したと判定したときに最終的にノッキングが発生したと判定する。第1の仮判定部では、ノックセンサにより検出される出力信号の最大値と、統計処理部による処理結果に基づいて算出されるノック判定レベル(ノック判定値)とを比較することにより、ノッキングが発生したか否かが判定される。ノック判定値は、ノックセンサにより検出される所定のサイクル数の出力信号の最大値に基づいて、点火時期を適切に制御できるような値に補正される。   Conventionally, various methods for determining the presence or absence of knocking (knocking) have been proposed. For example, there is a technique for determining the occurrence of knocking based on whether or not the intensity of vibration detected from an internal combustion engine is greater than a knock determination value. A knock control device for an internal combustion engine described in Japanese Patent Laying-Open No. 2003-21032 (Patent Document 1) includes a knock sensor for detecting knocking of the internal combustion engine, and statistical processing for statistically processing an output signal detected by the knock sensor. A first temporary determination unit that determines the occurrence of knocking based on the processing result of the statistical processing unit, and a second temporary determination unit that determines the occurrence of knocking based on the waveform shape of the output signal detected by the knock sensor A determination unit, and a final knock determination unit that finally determines the occurrence of knocking based on the results of the knock temporary determination by the first temporary determination unit and the knock temporary determination by the second temporary determination unit. The final knock determination unit determines that knocking has finally occurred when both the first temporary determination unit and the second temporary determination unit determine that knocking has occurred. The first provisional determination unit compares the maximum value of the output signal detected by the knock sensor with the knock determination level (knock determination value) calculated based on the processing result of the statistical processing unit, thereby preventing knocking. It is determined whether it has occurred. The knock determination value is corrected to a value that can appropriately control the ignition timing based on the maximum value of the output signal of a predetermined number of cycles detected by the knock sensor.

この公報に記載のノック制御装置によると、統計処理プログラムによるノック仮判定と、波形形状プログラムによるノック仮判定とを用いて、それぞれの仮判定にてノッキングが発生したと判定された場合にのみ、最終的にノッキングが発生したと判定される。これにより、統計処理プログラムや波形形状プログラムのみを用いたノック判定ではノッキングの誤検出をしていた出力信号に対しても精度良くノッキングの発生を判定することができる。
特開2003−21032号公報
According to the knock control device described in this publication, only when it is determined that knocking has occurred in each temporary determination using the knock temporary determination by the statistical processing program and the knock temporary determination by the waveform shape program, Finally, it is determined that knocking has occurred. Thereby, in the knock determination using only the statistical processing program and the waveform shape program, it is possible to accurately determine the occurrence of knocking even for an output signal in which knocking is erroneously detected.
JP 200321032 A

しかしながら、特開2003−21032号公報に記載のノック制御装置において、内燃機関の回転数が低い場合、出力信号の最大値を、所定のサイクル数検出するのに時間がかかる。そのため、1回の判定値の補正にかかる時間が長くなる。これにより、ノッキングが発生したか否かを精度よく判定して点火時期を適切に制御できるようなノック判定値になるまでに時間がかかる。そのため、判定値を補正して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。これにより、ノッキング発生時における点火遅角や、ノッキング不発生時における点火進角を適切に行なうことができないおそれがあるという問題点があった。   However, in the knock control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-21032, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the maximum value of the output signal for the predetermined number of cycles. Therefore, it takes a long time to correct the determination value once. As a result, it takes time to determine whether knocking has occurred accurately or not, and to obtain a knock determination value that can appropriately control the ignition timing. For this reason, it takes a long time to correct the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. As a result, there has been a problem that the ignition delay when knocking occurs and the ignition advance when knocking does not occur may not be performed properly.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、点火時期を適切に制御することができる内燃機関の点火時期制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an ignition timing control device for an internal combustion engine that can appropriately control the ignition timing.

第1の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するためのノック強度算出手段と、ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期を制御するための制御手段と、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を、複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための判定手段と、ノッキングの発生頻度と前記内燃機関の回転数とに基づいて、判定値を決定するための決定手段とを含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention includes a knock strength calculation means for calculating a knock strength related to the strength of vibration caused by knocking based on the strength of vibration generated in the internal combustion engine, and the knock strength And means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine based on the result of comparing the determination value and the determination value, and a detection means for detecting an intensity value relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles. And determining means for determining the occurrence frequency of knocking based on the intensity value, and determining means for determining the determination value based on the occurrence frequency of knocking and the rotational speed of the internal combustion engine.

第1の発明によると、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度が算出され、ノック強度と予め定められた判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期が制御される。たとえば、ノック強度が判定値より大きい場合、ノッキングが発生したと判定して、点火時期が遅角される。ノック強度が判定値より小さい場合、ノッキングが発生していないと判定して、点火時期が進角される。ところで、たとえばノックセンサの出力値のばらつきや劣化などにより、内燃機関で同じ振動が生じた場合であっても、ノックセンサにより検出される強度が変化し、算出されるノック強度が変化し得る。この場合、内燃機関の初期状態において適切に制御されていた点火時期が、不適切になり得る。そのため、たとえばノッキングの発生頻度が高いといえる場合においては、点火時期の遅角制御が行なわれる頻度が高くなるように、内燃機関で発生する振動の状態に応じて判定値を決定する必要がある。そこで、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値が、複数の点火サイクルにおいて検出される。検出された複数の強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度が判定される。ここで、内燃機関の回転数が低い場合、ノッキングの発生頻度の判定を行なうのに必要な数量の強度値が検出されるのに時間がかかる。そのため、ノッキングの発生頻度の判定に時間がかかり、1回の判定値の決定にかかる時間が長くなる。これにより、判定値を決定して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。そこで、ノッキングの発生頻度と内燃機関の回転数とに基づいて、判定値が決定される。たとえば、ノッキングの発生頻度が高いと判定された場合は、判定値が小さくなるように決定される。そのため、点火時期の遅角制御をより多く行なうことができる。逆に、ノッキングの発生頻度が低いと判定された場合は、判定値が大きくなるように決定される。そのため、点火時期の進角制御をより多く行なうことができる。また、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値が点火時期を適切に制御できる値により大きく近づくように決定される。そのため、判定値を点火時期を適切に制御できる値にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。これにより、ノッキングの発生頻度と内燃機関の回転数とに基づいて判定値を決定し、点火時期を適切に制御することができる。その結果、点火時期を適切に制御することができる内燃機関の点火時期制御装置を提供することができる。   According to the first invention, based on the intensity of vibration generated in the internal combustion engine, the knock intensity related to the intensity of vibration caused by knocking is calculated, and based on the result of comparing the knock intensity with a predetermined determination value. The ignition timing of the internal combustion engine is controlled. For example, when the knock magnitude is larger than the determination value, it is determined that knocking has occurred, and the ignition timing is retarded. If the knock magnitude is smaller than the determination value, it is determined that knocking has not occurred, and the ignition timing is advanced. By the way, even if the same vibration occurs in the internal combustion engine due to, for example, variation or deterioration of the output value of the knock sensor, the intensity detected by the knock sensor may change, and the calculated knock intensity may change. In this case, the ignition timing appropriately controlled in the initial state of the internal combustion engine may be inappropriate. Therefore, for example, when it can be said that the frequency of occurrence of knocking is high, it is necessary to determine the determination value according to the state of vibration generated in the internal combustion engine so that the frequency at which the retard control of the ignition timing is performed increases. . Therefore, intensity values relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine are detected in a plurality of ignition cycles. The occurrence frequency of knocking is determined based on the detected plurality of intensity values. Here, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the quantity of intensity values necessary for determining the occurrence frequency of knocking. Therefore, it takes time to determine the frequency of occurrence of knocking, and the time required to determine one determination value becomes longer. As a result, it takes a long time to determine the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. Therefore, the determination value is determined based on the occurrence frequency of knocking and the rotational speed of the internal combustion engine. For example, when it is determined that the occurrence frequency of knocking is high, the determination value is determined to be small. Therefore, the ignition timing retarding control can be performed more. Conversely, when it is determined that the occurrence frequency of knocking is low, the determination value is determined to be large. Therefore, more advance control of the ignition timing can be performed. In addition, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, the determination value is determined so as to be closer to a value that can appropriately control the ignition timing, compared to when the rotational speed is high. Therefore, it is possible to suppress an increase in the time taken for the determination value to be a value that can appropriately control the ignition timing. Thus, the determination value can be determined based on the occurrence frequency of knocking and the rotational speed of the internal combustion engine, and the ignition timing can be appropriately controlled. As a result, an ignition timing control device for an internal combustion engine that can appropriately control the ignition timing can be provided.

第2の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第1の発明の構成に加えて、点火時期制御装置は、ノッキングの発生頻度に基づいて、予め定められた判定値を補正するための補正手段と、内燃機関の回転数に基づいて、判定値の補正量を設定するための設定手段とをさらに含む。決定手段は、補正手段により予め定められた判定値を補正することにより判定値を決定するための手段を含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a second aspect of the invention includes, in addition to the configuration of the first invention, an ignition timing control device for correcting a predetermined determination value based on the occurrence frequency of knocking. It further includes correction means and setting means for setting the correction amount of the determination value based on the rotational speed of the internal combustion engine. The determination unit includes a unit for determining the determination value by correcting the predetermined determination value by the correction unit.

第2の発明によると、ノッキングの発生頻度に基づいて、予め定められた判定値が補正される。たとえば、ノッキングの発生頻度が高いと判定された場合は判定値が小さくなるように、ノッキングの発生頻度が低いと判定された場合は判定値が大きくなるように、それぞれ補正される。判定値の補正量が、内燃機関の回転数に基づいて設定される。たとえば、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値の補正量がより大きく設定される。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the second invention, the predetermined determination value is corrected based on the occurrence frequency of knocking. For example, the determination value is corrected so that the determination value decreases when it is determined that the occurrence frequency of knocking is high, and the determination value is increased when it is determined that the occurrence frequency of knocking is low. The correction amount of the determination value is set based on the rotational speed of the internal combustion engine. For example, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, the correction amount of the determination value is set larger than when the rotational speed is high. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing.

第3の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第2の発明の構成に加えて、設定手段は、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値の補正量をより大きく設定するための手段を含む。   The ignition timing control apparatus for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect of the present invention, is characterized in that the setting means sets the correction amount of the determination value as compared with the case where the internal combustion engine is low when the rotational speed is low. Means for setting larger.

第3の発明によると、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値の補正量がより大きく設定される。内燃機関の回転数が低い場合、ノッキングの発生頻度の判定を行なうのに必要な数量の強度値が検出されるのに時間がかかる。そのため、ノッキングの発生頻度の判定に時間がかかり、1回の判定値の補正にかかる時間が長くなる。これにより、判定値を補正して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。そこで、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、判定値の補正量がより大きく設定される。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the third invention, the correction amount of the determination value is set larger when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. When the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the quantity of intensity values necessary for determining the occurrence frequency of knocking. Therefore, it takes time to determine the frequency of occurrence of knocking, and the time required to correct one determination value becomes longer. As a result, it takes a long time to correct the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. Therefore, when the rotational speed of the internal combustion engine is low, the correction amount of the determination value is set larger than when the rotational speed is high. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing.

第4の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第2または第3の発明の構成に加えて、点火時期制御装置は、判定値の補正量が、予め定められた値より小さくなることを禁止するための手段をさらに含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is that, in addition to the configuration of the second or third aspect, the ignition timing control device is such that the correction amount of the determination value is smaller than a predetermined value. And further includes means for prohibiting.

第4の発明によると、判定値の補正量が、予め定められた値より小さくなることが禁止される。そのため、判定値の補正量が小さくなり過ぎて、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the fourth invention, it is prohibited that the correction amount of the determination value becomes smaller than a predetermined value. For this reason, it is possible to prevent the correction amount of the determination value from becoming too small and increasing the time required to properly control the ignition timing.

第5の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第1〜第4のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関の回転数に基づいて、判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を設定するための数量設定手段をさらに含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a fifth aspect of the present invention is based on the number of revolutions of the internal combustion engine, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects, and the determination means determines the occurrence frequency of knocking. It further includes quantity setting means for setting the quantity of intensity values to be used.

第5の発明によると、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数に基づいて設定される。内燃機関の回転数が低いと、ノッキングの発生頻度の判定を行なうのに必要な数量の強度値が検出されるのに時間がかかる。そのため、ノッキングの発生頻度の判定に時間がかかり、1回の判定値の決定にかかる時間が長くなる。これにより、判定値を決定して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。そこで、判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数に基づいて設定される。たとえば、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定される。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the fifth invention, the quantity of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking is set based on the rotational speed of the internal combustion engine. When the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the quantity of intensity values necessary for determining the occurrence frequency of knocking. Therefore, it takes time to determine the frequency of occurrence of knocking, and the time required to determine one determination value becomes longer. As a result, it takes a long time to determine the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. Therefore, the number of intensity values used by the determining means for determining the occurrence frequency of knocking is set based on the rotational speed of the internal combustion engine. For example, the number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking is set to be smaller when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing.

第6の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するためのノック強度算出手段と、ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期を制御するための制御手段と、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を、複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための判定手段と、ノッキングの発生頻度に基づいて、判定値を決定するための決定手段と、内燃機関の回転数に基づいて、判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を設定するための数量設定手段とを含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a sixth aspect of the present invention includes a knock strength calculating means for calculating a knock strength related to the strength of vibration caused by knocking based on the strength of vibration generated in the internal combustion engine, and the knock strength And means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine based on the result of comparing the determination value and the determination value, and a detection means for detecting an intensity value relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles. A determination means for determining the occurrence frequency of knocking based on the intensity value, a determination means for determining a determination value based on the occurrence frequency of knocking, and a determination based on the rotational speed of the internal combustion engine Quantity setting means for setting the quantity of intensity values used by the means for determining the occurrence frequency of knocking.

第6の発明によると、内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度が算出され、ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、内燃機関の点火時期が制御される。たとえば、ノック強度が判定値より大きい場合、ノッキングが発生したと判定して、点火時期が遅角される。ノック強度が予め定められた判定値より小さい場合、ノッキングが発生していないと判定して、点火時期が進角される。ところで、たとえばノックセンサの出力値のばらつきや劣化などにより、内燃機関で同じ振動が生じた場合であっても、ノックセンサにより検出される強度が変化し、算出されるノック強度が変化し得る。この場合、内燃機関の初期状態において適切に制御されていた点火時期が、不適切になり得る。そのため、たとえばノッキングの発生頻度が高いといえる場合においては、点火時期の遅角制御が行なわれる頻度が高くなるように、内燃機関で発生する振動の状態に応じて判定値を決定する必要がある。そこで、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値が、複数の点火サイクルにおいて検出される。検出された複数の強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度が判定され、ノッキングの発生頻度に基づいて、判定値が決定される。たとえば、ノッキングの発生頻度が高いと判定された場合は、判定値が小さくなるように補正される。そのため、点火時期の遅角制御をより多く行なうことができる。逆に、ノッキングの発生頻度が低いと判定された場合は、判定値が大きくなるように補正される。そのため、点火時期の進角制御をより多く行なうことができる。これにより、ノッキングの発生頻度に基づいて判定値を決定し、点火時期を適切に制御することができる。ところで、内燃機関の回転数が低いと、ノッキングの発生頻度の判定を行なうのに必要な数量の強度値が検出されるのに時間がかかる。そのため、ノッキングの発生頻度の判定に時間がかかり、1回の判定値の補正にかかる時間が長くなる。これにより、判定値を決定して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。そこで、判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数に基づいて設定される。たとえば、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定される。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。その結果、点火時期を適切に制御することができる内燃機関の点火時期制御装置を提供することができる。   According to the sixth aspect of the invention, the knock magnitude related to the magnitude of vibration caused by knocking is calculated based on the magnitude of vibration generated in the internal combustion engine, and based on the result of comparing the knock magnitude and the determination value, The ignition timing is controlled. For example, when the knock magnitude is larger than the determination value, it is determined that knocking has occurred, and the ignition timing is retarded. When the knock intensity is smaller than a predetermined determination value, it is determined that knocking has not occurred, and the ignition timing is advanced. By the way, even if the same vibration occurs in the internal combustion engine due to, for example, variation or deterioration of the output value of the knock sensor, the intensity detected by the knock sensor may change, and the calculated knock intensity may change. In this case, the ignition timing appropriately controlled in the initial state of the internal combustion engine may be inappropriate. Therefore, for example, when it can be said that the frequency of occurrence of knocking is high, it is necessary to determine the determination value according to the state of vibration generated in the internal combustion engine so that the frequency at which the retard control of the ignition timing is performed increases. . Therefore, intensity values relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine are detected in a plurality of ignition cycles. The occurrence frequency of knocking is determined based on a plurality of detected intensity values, and the determination value is determined based on the occurrence frequency of knocking. For example, when it is determined that the occurrence frequency of knocking is high, the determination value is corrected to be small. Therefore, the ignition timing retarding control can be performed more. On the other hand, when it is determined that the occurrence frequency of knocking is low, the determination value is corrected so as to increase. Therefore, more advance control of the ignition timing can be performed. Thereby, the determination value can be determined based on the occurrence frequency of knocking, and the ignition timing can be controlled appropriately. By the way, if the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the quantity of intensity values necessary for determining the occurrence frequency of knocking. Therefore, it takes time to determine the frequency of occurrence of knocking, and the time required to correct one determination value becomes longer. As a result, it takes a long time to determine the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. Therefore, the number of intensity values used by the determining means for determining the occurrence frequency of knocking is set based on the rotational speed of the internal combustion engine. For example, the number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking is set to be smaller when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing. As a result, an ignition timing control device for an internal combustion engine that can appropriately control the ignition timing can be provided.

第7の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置においては、第5または第6の発明の構成に加えて、数量設定手段は、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定するための手段を含む。   In the ignition timing control device for an internal combustion engine according to the seventh invention, in addition to the configuration of the fifth or sixth invention, the quantity setting means uses the quantity of the intensity value used for determining the occurrence frequency of knocking as the internal combustion engine. When the number of rotations is low, it includes means for setting the number of rotations to be smaller than when the number of rotations is high.

第7の発明によると、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定される。内燃機関の回転数が低いと、ノッキングの発生頻度の判定を行なうのに必要な数量の強度値が検出されるのに時間がかかる。そのため、ノッキングの発生頻度の判定に時間がかかり、1回の判定値の決定にかかる時間が長くなる。これにより、判定値を決定して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。そこで、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定される。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the seventh invention, the number of strength values used for determining the occurrence frequency of knocking is set to be smaller when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. When the rotational speed of the internal combustion engine is low, it takes time to detect the quantity of intensity values necessary for determining the occurrence frequency of knocking. Therefore, it takes time to determine the frequency of occurrence of knocking, and the time required to determine one determination value becomes longer. As a result, it takes a long time to determine the determination value so that the ignition timing can be appropriately controlled. Therefore, the number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking is set to be smaller when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing.

第8の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第5〜第7のいずれかの発明の構成に加えて、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より少なくなることを禁止するための手段をさらに含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to an eighth aspect of the invention includes a predetermined number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking in addition to the configuration of any of the fifth to seventh aspects of the invention. Further included is a means for inhibiting less.

第8の発明によると、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より少なくなることが禁止される。これにより、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が少なくなり過ぎて、ノッキングの発生頻度の判定精度が悪くなることを抑制することができる。このような、ノッキングの発生頻度の判定結果に基づいて判定値が決定される。これにより、点火時期を適切に制御することができる。   According to the eighth aspect, the quantity of strength values used for determining the occurrence frequency of knocking is prohibited from becoming smaller than a predetermined quantity. Thereby, it can be suppressed that the number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking becomes too small, and the determination accuracy of the occurrence frequency of knocking is deteriorated. A determination value is determined based on such a determination result of the occurrence frequency of knocking. Thereby, ignition timing can be controlled appropriately.

第9の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第5〜第8のいずれかの発明の構成に加えて、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より多くなることを禁止するための手段をさらに含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a ninth aspect of the present invention includes a predetermined number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking in addition to the configuration of any of the fifth to eighth aspects of the invention. It further includes means for prohibiting the increase.

第9の発明によると、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より多くなることが禁止される。これにより、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が多くなり過ぎて、ノッキングの発生頻度の判定にかかる時間が長くなり過ぎることを抑制することができる。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。   According to the ninth aspect, the number of strength values used for determining the occurrence frequency of knocking is prohibited from being larger than a predetermined number. Thereby, it can be suppressed that the number of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking becomes too large, and the time taken to determine the occurrence frequency of knocking becomes too long. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing.

第10の発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、第1〜第9のいずれかの発明の構成に加えて、予め定められた間隔において内燃機関で発生する振動の波形を検出するための手段と、内燃機関の振動の基準となる波形を記憶するための手段と、検出された波形と記憶された波形とを比較した結果に基づいて、複数の強度値のうち、予め定められた条件を満たす強度値を抽出するための手段とを含む。判定手段は、抽出された強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための手段を含む。   An ignition timing control device for an internal combustion engine according to a tenth aspect of the invention is for detecting a waveform of vibration generated in the internal combustion engine at a predetermined interval in addition to the configuration of any of the first to ninth aspects of the invention. A predetermined condition among a plurality of intensity values based on a result of comparing the detected waveform and the stored waveform with the means, the waveform for storing the reference waveform of the internal combustion engine, and the detected waveform Means for extracting an intensity value satisfying. The determination means includes means for determining the occurrence frequency of knocking based on the extracted intensity value.

第10の発明によると、予め定められた間隔において内燃機関で発生する振動の波形が検出され、検出された波形が、たとえばノッキングに起因する振動の波形として記憶された波形と比較される。また、内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値が、複数の点火サイクルにおいて検出され、検出された複数の強度値のうち、予め定められた条件を満たす強度値が、検出された波形と記憶された波形とを比較した結果に基づいて抽出される。これにより、ノイズ成分の振動に起因する振動の波形と同じ波形や近い波形が検出された点火サイクルにおける強度値を抽出せずに、それら以外の強度値を抽出することができる。すなわち、ノイズ成分の振動に起因する振動の強度値を取除くことができる。このような強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度が判定される。判定結果に基づいて、判定値が決定される。これにより、ノイズ成分の影響が抑制された過去の点火サイクルにおける振動の状況に基づいて、判定値を適切に決定し、点火時期を適切に制御することができる。   According to the tenth invention, a waveform of vibration generated in the internal combustion engine at a predetermined interval is detected, and the detected waveform is compared with a waveform stored as a waveform of vibration caused by knocking, for example. Further, an intensity value related to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine is detected in a plurality of ignition cycles, and an intensity value satisfying a predetermined condition among the detected intensity values is stored as a detected waveform and stored. The extracted waveform is extracted based on the result of comparison. Thereby, intensity values other than those can be extracted without extracting the intensity values in the ignition cycle in which the same waveform as the waveform of the vibration caused by the vibration of the noise component or a waveform close thereto is detected. That is, it is possible to remove the vibration intensity value resulting from the vibration of the noise component. The occurrence frequency of knocking is determined based on such an intensity value. A determination value is determined based on the determination result. Accordingly, it is possible to appropriately determine the determination value and appropriately control the ignition timing based on the vibration state in the past ignition cycle in which the influence of the noise component is suppressed.

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

図1を参照して、本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置を搭載した車両のエンジン100について説明する。本実施の形態に係る点火時期制御装置は、たとえばエンジンECU(Electronic Control Unit)200が実行するプログラムにより実現される。   With reference to FIG. 1, an engine 100 of a vehicle equipped with an ignition timing control device according to an embodiment of the present invention will be described. The ignition timing control apparatus according to the present embodiment is realized by a program executed by an engine ECU (Electronic Control Unit) 200, for example.

エンジン100は、エアクリーナ102から吸入された空気とインジェクタ104から噴射される燃料との混合気を、燃焼室内で点火プラグ106により点火して燃焼させる内燃機関である。点火時期は、出力トルクが最大になるMBT(Minimum advance for Best Torque)になるように制御されるが、ノッキングが発生した場合など、エンジン100の運転状態に応じて遅角されたり、進角されたりする。   Engine 100 is an internal combustion engine that burns an air-fuel mixture of air sucked from air cleaner 102 and fuel injected from injector 104 by igniting with an ignition plug 106 in a combustion chamber. The ignition timing is controlled to be MBT (Minimum advance for Best Torque) that maximizes the output torque, but is retarded or advanced according to the operating state of the engine 100 such as when knocking occurs. Or

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

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

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

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

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

エンジンECU200は、各センサおよびイグニッションスイッチ312から送信された信号、メモリ202に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて演算処理を行ない、エンジン100が所望の運転状態となるように、機器類を制御する。   Engine ECU 200 performs arithmetic processing based on signals transmitted from each sensor and ignition switch 312, a map and a program stored in memory 202, and controls equipment so that engine 100 is in a desired operating state. .

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

ノッキングが発生した場合、エンジン100には、図2において実線で示す周波数付近の周波数の振動が発生する。ノッキングに起因して発生する振動の周波数は一定ではなく、所定の帯域幅を有する。そのため、本実施の形態においては、図2に示すように、第1の周波数帯A、第2の周波数帯Bおよび第3の周波数帯Cに含まれる振動を検出する。なお、図2におけるCAは、クランク角(Crank Angle)を示す。なお、ノッキングに起因して発生する振動の周波数帯は3つに限られない。   When knocking occurs, vibration of a frequency near the frequency indicated by the solid line in FIG. The frequency of vibration generated due to knocking is not constant and has a predetermined bandwidth. Therefore, in the present embodiment, vibrations included in the first frequency band A, the second frequency band B, and the third frequency band C are detected as shown in FIG. Note that CA in FIG. 2 indicates a crank angle. Note that the frequency band of vibrations generated due to knocking is not limited to three.

図3を参照して、エンジンECU200についてさらに説明する。エンジンECU200は、A/D(アナログ/デジタル)変換部400と、バンドパスフィルタ(1)410と、バンドパスフィルタ(2)420と、バンドパスフィルタ(3)430と、積算部450とを含む。   The engine ECU 200 will be further described with reference to FIG. Engine ECU 200 includes an A / D (analog / digital) converter 400, a bandpass filter (1) 410, a bandpass filter (2) 420, a bandpass filter (3) 430, and an integrating unit 450. .

A/D変換部400は、ノックセンサ300から送信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。バンドパスフィルタ(1)410は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、第1の周波数帯Aの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(1)410により、ノックセンサ300が検出した振動から、第1の周波数帯Aの振動のみが抽出される。   The A / D converter 400 converts the analog signal transmitted from the knock sensor 300 into a digital signal. Bandpass filter (1) 410 passes only the signal of first frequency band A among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the first frequency band A is extracted from the vibration detected by knock sensor 300 by bandpass filter (1) 410.

バンドパスフィルタ(2)420は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、第2の周波数帯Bの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(2)420により、ノックセンサ300が検出した振動から、第2の周波数帯Bの振動のみが抽出される。   Bandpass filter (2) 420 passes only the signal of second frequency band B among the signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the second frequency band B is extracted from the vibration detected by knock sensor 300 by bandpass filter (2) 420.

バンドパスフィルタ(3)430は、ノックセンサ300から送信された信号のうち、第3の周波数帯Cの信号のみを通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ(3)430により、ノックセンサ300が検出した振動から、第3の周波数帯Cの振動のみが抽出される。   Bandpass filter (3) 430 passes only signals in third frequency band C among signals transmitted from knock sensor 300. That is, only the vibration in the third frequency band C is extracted from the vibration detected by knock sensor 300 by bandpass filter (3) 430.

積算部450は、バンドパスフィルタ(1)410〜バンドパスフィルタ(3)430により選別された信号、すなわち振動の強度を、クランク角度で5度分づつ積算する。以下、積算された値を積算値と表わす。積算値の算出は、周波数帯ごとに行なわれる。この積算値の算出により、各周波数帯における振動波形が検出される。   The integrating unit 450 integrates the signals selected by the bandpass filter (1) 410 to the bandpass filter (3) 430, that is, the vibration intensity by 5 degrees in terms of crank angle. Hereinafter, the integrated value is referred to as an integrated value. The integrated value is calculated for each frequency band. By calculating the integrated value, a vibration waveform in each frequency band is detected.

さらに、算出された第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの積算値は、クランク角度に対応して加算される。すなわち、第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの振動波形が合成される。   Further, the calculated integrated values of the first frequency band A to the third frequency band C are added corresponding to the crank angle. That is, the vibration waveforms in the first frequency band A to the third frequency band C are synthesized.

これにより、図4に示すように、エンジン100の振動波形が検出される。すなわち、第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの合成波形が、エンジン100の振動波形として用いられる。   Thereby, as shown in FIG. 4, the vibration waveform of engine 100 is detected. That is, the combined waveform of first frequency band A to third frequency band C is used as the vibration waveform of engine 100.

検出された振動波形は、図5に示すようにエンジンECU200のメモリ202に記憶されたノック波形モデルと比較される。ノック波形モデルは、エンジン100にノッキングが発生した場合の振動波形のモデルとして予め作成される。   The detected vibration waveform is compared with a knock waveform model stored in memory 202 of engine ECU 200 as shown in FIG. The knock waveform model is created in advance as a model of a vibration waveform when knocking occurs in engine 100.

ノック波形モデルにおいて、振動の強度は0〜1の無次元数として表され、振動の強度はクランク角と一義的には対応していない。すなわち、本実施の形態のノック波形モデルにおいては、振動の強度のピーク値以降、クランク角が大きくなるにつれ振動の強度が低減することが定められているが、振動の強度がピーク値となるクランク角は定められていない。   In the knock waveform model, the vibration intensity is expressed as a dimensionless number from 0 to 1, and the vibration intensity does not uniquely correspond to the crank angle. That is, in the knock waveform model of the present embodiment, after the peak value of the vibration intensity, it is determined that the vibration intensity decreases as the crank angle increases. The corner is not fixed.

本実施の形態におけるノック波形モデルは、ノッキングにより発生した振動の強度のピーク値以降の振動に対応している。なお、ノッキングに起因した振動の立ち上がり以降の振動に対応したノック波形モデルを記憶してもよい。   The knock waveform model in the present embodiment corresponds to vibrations after the peak value of the vibration intensity generated by knocking. Note that a knock waveform model corresponding to the vibration after the rise of vibration caused by knocking may be stored.

ノック波形モデルは、実験などにより、強制的にノッキングを発生させた場合におけるエンジン100の振動波形を検出し、この振動波形に基づいて予め作成されて記憶される。   The knock waveform model detects the vibration waveform of engine 100 when knocking is forcibly generated by experiments or the like, and is created and stored in advance based on the vibration waveform.

ノック波形モデルは、エンジン100の寸法やノックセンサ300の出力値が、寸法公差やノックセンサ300の出力値の公差の中央値であるエンジン100(以下、特性中央エンジンと記載する)を用いて作成される。すなわち、ノック波形モデルは、特性中央エンジンに強制的にノッキングを発生させた場合における振動波形である。なお、ノック波形モデルを作成する方法は、これに限られず、その他、シミュレーションにより作成してもよい。   The knock waveform model is created using the engine 100 (hereinafter referred to as a characteristic center engine) in which the dimensions of the engine 100 and the output value of the knock sensor 300 are the median of the tolerances of the dimensions and the output value of the knock sensor 300. Is done. That is, the knock waveform model is a vibration waveform when knocking is forcibly generated in the characteristic center engine. The method of creating the knock waveform model is not limited to this, and may be created by simulation.

検出された波形とノック波形モデルとの比較においては、図6に示すように、正規化された波形とノック波形モデルとが比較される。ここで、正規化とは、たとえば、検出された振動波形における積算値の最大値で各積算値で除算することにより、振動の強度を0〜1の無次元数で表わすことである。なお、正規化の方法はこれに限らない。   In the comparison between the detected waveform and the knock waveform model, as shown in FIG. 6, the normalized waveform and the knock waveform model are compared. Here, normalization is to express the intensity of vibration by a dimensionless number from 0 to 1, for example, by dividing each integrated value by the maximum value of the integrated value in the detected vibration waveform. The normalization method is not limited to this.

本実施の形態において、エンジンECU200は、正規化された振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Kを算出する。正規化後の振動波形において振動の強度が最大になるタイミングとノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させた状態で、正規化後の振動波形とノック波形モデルとの偏差の絶対値(ズレ量)をクランク角ごと(5度ごと)に算出することにより、相関係数Kが算出される。   In the present embodiment, engine ECU 200 calculates correlation coefficient K, which is a value related to the deviation between the normalized vibration waveform and knock waveform model. The deviation between the normalized vibration waveform and the knock waveform model in the state where the timing when the vibration intensity becomes maximum in the normalized vibration waveform and the timing when the vibration intensity becomes maximum in the knock waveform model are matched. By calculating the absolute value (deviation amount) for each crank angle (every 5 degrees), the correlation coefficient K is calculated.

正規化後の振動波形とノック波形モデルとのクランク角ごとの偏差の絶対値をΔS(I)(Iは自然数)とし、ノック波形モデルにおける振動の強度をクランク角で積分した値(ノック波形モデルの面積)をSとおくと、相関係数Kは、K=(S−ΣΔS(I))/Sという方程式により算出される。ここで、ΣΔS(I)は、上死点から90度までのΔS(I)の総和である。本実施の形態において、相関係数Kは、振動波形の形状がノック波形モデルの形状に近いほど、大きな値として算出される。したがって、振動波形にノッキング以外の要因による振動の波形が含まれた場合、相関係数Kは小さく算出される。なお、相関係数Kの算出方法はこれに限らない。   The absolute value of the deviation between the normalized vibration waveform and knock waveform model for each crank angle is ΔS (I) (I is a natural number), and the value obtained by integrating the vibration intensity in the knock waveform model with the crank angle (knock waveform model) If S is the area, the correlation coefficient K is calculated by the equation K = (S−ΣΔS (I)) / S. Here, ΣΔS (I) is the total sum of ΔS (I) from the top dead center to 90 degrees. In the present embodiment, correlation coefficient K is calculated as a larger value as the shape of the vibration waveform is closer to the shape of the knock waveform model. Therefore, when the vibration waveform includes a vibration waveform due to a factor other than knocking, the correlation coefficient K is calculated to be small. Note that the method of calculating the correlation coefficient K is not limited to this.

さらに、エンジンECU200は、積算値の最大値(ピーク値)に基づいて、ノック強度Nを算出する。積算値の最大値をPとし、エンジン100にノッキングが発生していない状態におけるエンジン100の振動の強度を表わす値をBGL(Back Ground Level)とおくと、ノック強度Nは、N=P/BGLという方程式で算出される。BGLはメモリ202に記憶されている。なお、ノック強度Nの算出方法はこれに限らない。   Further, engine ECU 200 calculates knock magnitude N based on the maximum value (peak value) of the integrated values. If the maximum value of the integrated value is P and a value representing the vibration intensity of the engine 100 in a state where the engine 100 is not knocked is BGL (Back Ground Level), the knock intensity N is N = P / BGL. It is calculated by the equation. BGL is stored in the memory 202. The method for calculating knock magnitude N is not limited to this.

本実施の形態において、エンジンECU200は、算出されたノック強度Nとメモリ202に記憶された判定値V(KX)とを比較し、さらに検出された波形と記憶されたノック波形モデルとを比較して、エンジン100にノッキングが発生したか否かを1点火サイクルごとに判定する。   In the present embodiment, engine ECU 200 compares calculated knock magnitude N with determination value V (KX) stored in memory 202, and further compares the detected waveform with the stored knock waveform model. Whether or not knocking has occurred in engine 100 is determined every ignition cycle.

図7に示すように、判定値V(KX)は、エンジン回転数NEと吸入空気量KLとをパラメータとするマップとして記憶される。   As shown in FIG. 7, the determination value V (KX) is stored as a map using the engine speed NE and the intake air amount KL as parameters.

判定値V(KX)の初期値には、予め実験などにより定められる値が用いられる。ところが、ノックセンサ300の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン100で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、判定値V(KX)を補正し、実際に検出される強度に応じた判定値V(KX)を用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。   As the initial value of the determination value V (KX), a value determined in advance through experiments or the like is used. However, the detected intensity can change even when the same vibration occurs in engine 100 due to variations or deterioration in the output value of knock sensor 300. In this case, it is necessary to correct the determination value V (KX) and determine whether or not knocking has occurred using the determination value V (KX) corresponding to the actually detected intensity.

そこで、本実施の形態においては、強度Vを対数変換した値である強度値LOG(V)と、各強度値LOG(V)が検出された頻度(回数、確率ともいう)との関係を示す頻度分布に基づいて、ノック判定レベルV(KD)が算出される。   Therefore, in the present embodiment, the relationship between the intensity value LOG (V), which is a value obtained by logarithmically converting the intensity V, and the frequency (also referred to as the number of times or probability) at which each intensity value LOG (V) is detected is shown. Based on the frequency distribution, knock determination level V (KD) is calculated.

エンジン回転数NEと吸入空気量KLとをパラメータとする領域ごとに強度値LOG(V)が算出される。強度値LOG(V)を算出するために用いられる強度Vは、予め定められたクランク角の間における強度のピーク値(5度ごとの積算値のピーク値)である。算出される強度LOG(V)に基づいて、強度値LOG(V)の頻度を最小値から累積して50%になる中央値V(50)が算出される。また、中央値V(50)以下の強度値LOG(V)における標準偏差σが算出される。たとえば、本実施の形態においては、複数(たとえば200サイクル)の強度値LOG(V)に基づいて算出される中央値および標準偏差と近似した中央値V(50)および標準偏差σが、以下の算出方法により1点火サイクルごとに算出される。   An intensity value LOG (V) is calculated for each region using the engine speed NE and the intake air amount KL as parameters. The intensity V used for calculating the intensity value LOG (V) is an intensity peak value (peak value of integrated value every 5 degrees) between predetermined crank angles. Based on the calculated intensity LOG (V), a median value V (50) is calculated that accumulates the frequency of the intensity value LOG (V) from the minimum value to 50%. In addition, a standard deviation σ at the intensity value LOG (V) equal to or lower than the median value V (50) is calculated. For example, in the present embodiment, median value V (50) and standard deviation σ approximated to median value and standard deviation calculated based on a plurality of (for example, 200 cycles) intensity values LOG (V) are as follows: It is calculated for each ignition cycle by the calculation method.

今回検出された強度値LOG(V)が前回算出された中央値V(50)よりも大きい場合、前回算出された中央値V(50)に予め定められた値C(1)を加算した値が、今回の中央値V(50)として算出される。逆に、今回検出された強度値LOG(V)が前回算出された中央値V(50)よりも小さい場合、前回算出された中央値V(50)から予め定められた値C(2)(たとえばC(2)はC(1)と同じ値)を減算した値が、今回の中央値V(50)として算出される。   When the intensity value LOG (V) detected this time is larger than the median value V (50) calculated last time, a value obtained by adding a predetermined value C (1) to the median value V (50) calculated last time Is calculated as the median value V (50) of this time. Conversely, when the intensity value LOG (V) detected this time is smaller than the median value V (50) calculated last time, a predetermined value C (2) ( For example, a value obtained by subtracting C (2) is the same value as C (1) is calculated as the median value V (50) of this time.

今回検出された強度値LOG(V)が、前回算出された中央値V(50)よりも小さく、かつ前回算出された中央値V(50)から前回算出された標準偏差σを減算した値よりも大きい場合、前回算出された標準偏差σから予め定められた値C(3)を2倍した値を減算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。逆に、今回検出された強度値LOG(V)が、前回算出された中央値V(50)よりも大きい場合、または前回算出された中央値V(50)から前回算出された標準偏差σを減算した値よりも小さい場合、前回算出された標準偏差σに予め定められた値C(4)(たとえばC(4)はC(3)と同じ値)を加算した値が、今回の標準偏差σとして算出される。なお、中央値V(50)および標準偏差σの算出方法はこれに限定されない。また、中央値V(50)および標準偏差σの初期値は、予め設定された値であってもよいし、「0」であってもよい。   The intensity value LOG (V) detected this time is smaller than the median value V (50) calculated last time, and the value obtained by subtracting the standard deviation σ calculated last time from the median value V (50) calculated last time. Is larger, the value obtained by subtracting a value obtained by doubling a predetermined value C (3) from the previously calculated standard deviation σ is calculated as the current standard deviation σ. Conversely, when the intensity value LOG (V) detected this time is larger than the median value V (50) calculated last time, or the standard deviation σ calculated last time from the median value V (50) calculated last time is used. When the value is smaller than the subtracted value, a value obtained by adding a predetermined value C (4) (for example, C (4) is the same value as C (3)) to the previously calculated standard deviation σ is the current standard deviation. Calculated as σ. In addition, the calculation method of median value V (50) and standard deviation (sigma) is not limited to this. The initial value of median value V (50) and standard deviation σ may be a preset value or “0”.

中央値V(50)および標準偏差σを用いて、ノック判定レベルV(KD)が算出される。図8に示すように、中央値V(50)に係数U(1)(U(1)は定数で、たとえばU(1)=3)と標準偏差σとの積を加算した値が、ノック判定レベルV(KD)となる。なお、ノック判定レベルV(KD)の算出方法はこれに限らない。ノック判定レベルV(KD)よりも大きい強度値LOG(V)の頻度が、ノッキングが発生した頻度として判定され、ノッキングが発生した頻度に基づいて判定値V(KX)が補正される。   Knock determination level V (KD) is calculated using median value V (50) and standard deviation σ. As shown in FIG. 8, the value obtained by adding the product of coefficient U (1) (U (1) is a constant, for example, U (1) = 3) and standard deviation σ to median value V (50) is knocked. The determination level is V (KD). The method for calculating knock determination level V (KD) is not limited to this. The frequency of the intensity value LOG (V) greater than the knock determination level V (KD) is determined as the frequency of occurrence of knocking, and the determination value V (KX) is corrected based on the frequency of occurrence of knocking.

係数U(1)は、実験などより得られたデータや知見から求められた係数である。U(1)=3とした場合のノック判定レベルV(KD)よりも大きい強度値LOG(V)が、実際にノッキングが発生した点火サイクルにおける強度値LOG(V)と略一致する。なお、係数U(1)に「3」以外の値を用いるようにしてもよい。   The coefficient U (1) is a coefficient obtained from data or knowledge obtained through experiments or the like. The magnitude value LOG (V) larger than the knock determination level V (KD) when U (1) = 3 substantially matches the magnitude value LOG (V) in the ignition cycle in which knocking actually occurs. A value other than “3” may be used for the coefficient U (1).

強度値LOG(V)の頻度分布においては、エンジン100においてノッキングが発生していなければ、図9に示すように正規分布となり、強度値LOG(V)の最大値V(MAX)とノック判定レベルV(KD)とが一致する。一方、ノッキングが発生することにより、検出される強度Vが大きくなり、大きい強度値LOG(V)が算出されると、図10に示すように、ノック判定レベルV(KD)よりも最大値V(MAX)が大きくなる。   In the frequency distribution of the intensity value LOG (V), if knocking does not occur in the engine 100, a normal distribution is obtained as shown in FIG. 9, and the maximum value V (MAX) of the intensity value LOG (V) and the knock determination level are obtained. V (KD) matches. On the other hand, when knocking occurs, the detected intensity V increases, and when a large intensity value LOG (V) is calculated, as shown in FIG. 10, the maximum value V is greater than the knock determination level V (KD). (MAX) increases.

さらにノッキングが発生する頻度が大きくなると、図11に示すように最大値V(MAX)はさらに大きくなる。このとき、頻度分布における中央値V(50)および標準偏差σは、最大値V(MAX)とともに大きくなる。そのため、ノック判定レベルV(KD)が大きくなる。   Further, when the frequency of occurrence of knocking increases, the maximum value V (MAX) further increases as shown in FIG. At this time, the median value V (50) and the standard deviation σ in the frequency distribution increase with the maximum value V (MAX). Therefore, knock determination level V (KD) increases.

ノック判定レベルV(KD)よりも小さい強度値LOG(V)は、ノッキングが発生したサイクルにおける強度値LOG(V)とは判定されないため、ノック判定レベルV(KD)が大きくなると、それだけ、ノッキングが発生していても、ノッキングが発生していないと判定される頻度が高くなる。   An intensity value LOG (V) smaller than knock determination level V (KD) is not determined to be an intensity value LOG (V) in a cycle in which knocking has occurred. Therefore, if knock determination level V (KD) increases, knocking is correspondingly increased. Even if this occurs, the frequency at which it is determined that knocking has not occurred increases.

そこで、本実施の形態においては、図12で示すように、破線で囲まれる領域内の強度値LOG(V)を用いることで、しきい値V(1)よりも大きい強度値LOG(V)を除外して中央値V(50)および標準偏差σが算出される。図12は、算出された強度値LOG(V)を、その強度値LOG(V)が得られたサイクルにおける相関係数Kごとにプロットした図である。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, the intensity value LOG (V) larger than the threshold value V (1) is used by using the intensity value LOG (V) in the region surrounded by the broken line. The median value V (50) and the standard deviation σ are calculated by excluding. FIG. 12 is a diagram in which the calculated intensity value LOG (V) is plotted for each correlation coefficient K in the cycle in which the intensity value LOG (V) was obtained.

しきい値V(1)は、強度値LOG(V)の頻度分布の中央値に、中央値以下の強度値LOG(V)における標準偏差と係数U(2)(U(2)は定数で、たとえばU(2)=3)との積を加算した値である。   The threshold value V (1) is the median of the frequency distribution of the intensity value LOG (V), the standard deviation and the coefficient U (2) (U (2) is a constant in the intensity value LOG (V) below the median value. For example, it is a value obtained by adding the product of U (2) = 3).

しきい値V(1)より小さい強度値LOG(V)のみを抽出して中央値V(50)および標準偏差σを算出することにより、中央値V(50)および標準偏差σが過大にならず、安定した値となる。これにより、ノック判定レベルV(KD)が過大になることを抑制することができる。そのため、ノッキングが発生していても、ノッキングが発生していないと判定される頻度が高くなることを抑制することができる。   By extracting only the intensity value LOG (V) smaller than the threshold value V (1) and calculating the median value V (50) and the standard deviation σ, the median value V (50) and the standard deviation σ are excessive. It becomes a stable value. Thereby, knock determination level V (KD) can be suppressed from becoming excessive. Therefore, even if knocking has occurred, it is possible to suppress an increase in the frequency at which it is determined that knocking has not occurred.

なお、中央値V(50)および標準偏差σを算出するために用いられる強度値LOG(V)の抽出方法は、これに限らない。たとえば、図13に示すように、前述のしきい値V(1)よりも小さい強度値LOG(V)のうち、相関係数Kがしきい値K(1)より大きい点火サイクルにおいて算出された強度値LOG(V)を抽出するようにしてもよい。   The method of extracting the intensity value LOG (V) used for calculating the median value V (50) and the standard deviation σ is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, among the intensity values LOG (V) smaller than the aforementioned threshold value V (1), the correlation coefficient K is calculated in the ignition cycle larger than the threshold value K (1). The intensity value LOG (V) may be extracted.

相関係数Kがしきい値K(1)より大きい強度値LOG(V)を抽出することにより、ノイズ成分の振動に起因する振動の波形と同じ波形や近い波形が検出された点火サイクルにおける強度値を抽出せずに、それら以外の強度値LOG(V)を抽出することができる。すなわち、ノイズ成分の振動に起因する振動の強度値LOG(V)を取除くことができる。このような強度値LOG(V)に基づいて中央値V(50)および標準偏差σを算出することにより、ノック判定レベルV(KD)が算出される。そのため、ノイズ成分の影響が抑制された過去の点火サイクルにおける振動の状況に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定することができる。   By extracting an intensity value LOG (V) in which the correlation coefficient K is larger than the threshold value K (1), the intensity in the ignition cycle in which the same waveform as that of the vibration caused by the vibration of the noise component or a waveform close thereto is detected The intensity values LOG (V) other than these can be extracted without extracting the values. That is, it is possible to remove the vibration intensity value LOG (V) caused by the vibration of the noise component. By calculating median value V (50) and standard deviation σ based on such intensity value LOG (V), knock determination level V (KD) is calculated. Therefore, the occurrence frequency of knocking can be determined based on the vibration state in the past ignition cycle in which the influence of the noise component is suppressed.

図14を参照して、本実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECU200が、ノッキングが発生したか否かを1点火サイクルごとに判定して点火時期を制御するために実行するプログラムの制御構造について説明する。   Referring to FIG. 14, a program executed by engine ECU 200 that is an ignition timing control device according to the present embodiment to determine whether or not knocking has occurred and control the ignition timing for each ignition cycle. The control structure will be described.

ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジンECU200は、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、エンジン回転数NEを検出するとともに、エアフローメータ314から送信された信号に基づいて、吸入空気量KLを検出する。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, engine ECU 200 detects engine speed NE based on the signal transmitted from crank position sensor 306, and based on the signal transmitted from air flow meter 314. Thus, the intake air amount KL is detected.

S102にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、エンジン100の振動の強度を検出する。振動の強度は、ノックセンサ300の出力電圧値で表される。なお、ノックセンサ300の出力電圧値と対応した値で振動の強度を表してもよい。強度の検出は、燃焼行程において上死点から90度(クランク角で90度)までの間で行なわれる。   In S102, engine ECU 200 detects the intensity of vibration of engine 100 based on the signal transmitted from knock sensor 300. The intensity of vibration is represented by the output voltage value of knock sensor 300. The intensity of vibration may be represented by a value corresponding to the output voltage value of knock sensor 300. The intensity is detected from the top dead center to 90 degrees (90 degrees in crank angle) in the combustion stroke.

S104にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300の出力電圧値(振動の強度を表わす値)を、クランク角で5度ごとに(5度分だけ)積算した値(積算値)を算出する。積算値の算出は、第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの振動ごとに行なわれる。さらに第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの積算値が、クランク角度に対応して加算されて、エンジン100の振動波形が検出される。   In S104, engine ECU 200 calculates a value (integrated value) obtained by integrating the output voltage value of knock sensor 300 (a value representing the intensity of vibration) every 5 degrees (for 5 degrees) in crank angle. The integrated value is calculated for each vibration in the first frequency band A to the third frequency band C. Further, the integrated values of first frequency band A to third frequency band C are added corresponding to the crank angle, and the vibration waveform of engine 100 is detected.

S106にて、エンジンECU200は、第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの合成波形(エンジン100の振動波形)における積算値のうち、最も大きい積算値(ピーク値P)を算出する。   In S106, engine ECU 200 calculates the largest integrated value (peak value P) among the integrated values in the combined waveform (vibration waveform of engine 100) of first frequency band A to third frequency band C.

S108にて、エンジンECU200は、エンジン100の振動波形を正規化する。ここで、正規化とは、算出されたピーク値で、各積算値を除算することにより、振動の強度を0〜1の無次元数で表わすことをいう。   In S108, engine ECU 200 normalizes the vibration waveform of engine 100. Here, normalization means that the intensity of vibration is expressed by a dimensionless number from 0 to 1 by dividing each integrated value by the calculated peak value.

S110にて、エンジンECU200は、正規化された振動波形とノック波形モデルとの偏差に関する値である相関係数Kを算出する。S112にて、エンジンECU200は、ノック強度Nを算出する。   In S110, engine ECU 200 calculates correlation coefficient K, which is a value related to the deviation between the normalized vibration waveform and knock waveform model. In S112, engine ECU 200 calculates knock magnitude N.

S114にて、エンジンECU200は、相関係数Kが予め定められた値よりも大きく、かつノック強度Nが判定値V(KX)よりも大きいか否かを判別する。相関係数Kが予め定められた値よりも大きく、かつノック強度Nが判定値V(KX)よりも大きい場合(S114にてYES)、処理はS116に移される。そうでない場合(S114にてNO)、処理はS120に移される。   In S114, engine ECU 200 determines whether or not correlation coefficient K is larger than a predetermined value and knock magnitude N is larger than determination value V (KX). If correlation coefficient K is greater than a predetermined value and knock magnitude N is greater than determination value V (KX) (YES in S114), the process proceeds to S116. If not (NO in S114), the process proceeds to S120.

S116にて、エンジンECU200は、エンジン100にノッキングが発生したと判定する。S118にて、エンジンECU200は、点火時期を遅角する。S120にて、エンジンECU200は、エンジン100にノッキングが発生していないと判定する。S122にて、エンジンECU200は、点火時期を進角する。   In S116, engine ECU 200 determines that knocking has occurred in engine 100. In S118, engine ECU 200 retards the ignition timing. In S120, engine ECU 200 determines that knocking has not occurred in engine 100. In S122, engine ECU 200 advances the ignition timing.

図15を参照して、本実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECU200が、判定値V(KX)の補正量を設定するとともに、判定値V(KX)を補正するために実行するプログラムの制御構造について説明する。   Referring to FIG. 15, engine ECU 200 that is the ignition timing control device according to the present embodiment sets the correction amount of determination value V (KX) and executes it to correct determination value V (KX). The control structure of the program will be described.

S200にて、エンジンECU200は、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて検出される強度Vから、強度値LOG(V)を算出する。ここで、強度Vは、予め定められたクランク角の間におけるピーク値(5度ごとの積算値のピーク値)である。   In S200, engine ECU 200 calculates intensity value LOG (V) from intensity V detected based on the signal transmitted from knock sensor 300. Here, the intensity V is a peak value between predetermined crank angles (peak value of integrated value every 5 degrees).

S202にて、エンジンECU200は、強度値LOG(V)が前述のしきい値V(1)より小さいか否かを判別する。強度値LOG(V)が前述のしきい値V(1)より小さい場合(S202にてYES)、処理はS204に移される。そうでない場合(S202にてNO)、処理はS200に戻される。   In S202, engine ECU 200 determines whether intensity value LOG (V) is smaller than threshold value V (1) described above. If intensity value LOG (V) is smaller than threshold value V (1) described above (YES in S202), the process proceeds to S204. If not (NO in S202), the process returns to S200.

S204にて、エンジンECU200は、抽出された強度値LOG(V)について、中央値V(50)および標準偏差σを算出する。なお、中央値V(50)および標準偏差σの算出は、M(Mは自然数で、たとえばM=200)サイクル分の強度値LOG(V)が抽出されるごとに行なうようにしてもよい。   In S204, engine ECU 200 calculates median value V (50) and standard deviation σ for extracted intensity value LOG (V). Median value V (50) and standard deviation σ may be calculated every time intensity values LOG (V) for M (M is a natural number, for example, M = 200) cycles are extracted.

S206にて、エンジンECU200は、中央値V(50)および標準偏差σに基づいて、ノック判定レベルV(KD)を算出する。   In S206, engine ECU 200 calculates knock determination level V (KD) based on median value V (50) and standard deviation σ.

S208にて、エンジンECU200は、抽出された強度値LOG(V)のうちの、ノック判定レベルV(KD)よりも大きい強度値LOG(V)の割合を、ノック占有率KCとしてカウントする。   In S208, engine ECU 200 counts the ratio of intensity value LOG (V) larger than knock determination level V (KD) in extracted intensity value LOG (V) as knock occupation ratio KC.

S210にて、エンジンECU200は、N(1)(N(1)は自然数で、たとえばN(1)=150)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されているか否かを判別する。N(1)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されている場合(S210にてYES)、処理はS212に移される。そうでない場合(S210にてNO)、処理はS200に戻される。   In S210, engine ECU 200 determines whether or not intensity values LOG (V) of N (1) (N (1) is a natural number, for example, N (1) = 150) cycles or more have been extracted. If intensity values LOG (V) equal to or greater than N (1) cycles have been extracted (YES in S210), the process proceeds to S212. If not (NO in S210), the process returns to S200.

S212にて、エンジンECU200は、エンジン100の回転数が、低回転領域であるか、中回転領域であるか、高回転領域であるかを判断する。エンジンECU200は、エンジン100の現在の回転数が、予め定められた回転数R(1)よりも小さい場合に、低回転領域と、予め定められた回転数R(1)よりも大きく、予め定められた回転数R(2)(R(2)>R(1))よりも小さい場合に、中回転領域と、予め定められた回転数R(2)よりも大きい場合に、高回転領域と、それぞれ判断する。なお、エンジン100の回転数は、現在の回転数であってもよいし、判定値V(KX)が前回補正されてから現在までの経過時間における平均回転数であってもよい。低回転領域であると判断される場合(S212にて低)、処理はS214に移される。中回転領域であると判断される場合(S212にて中)、処理はS216に移される。高回転領域であると判断される場合(S212にて高)、処理はS218に移される。   In S212, engine ECU 200 determines whether the number of revolutions of engine 100 is a low rotation region, a medium rotation region, or a high rotation region. When the current rotational speed of engine 100 is smaller than a predetermined rotational speed R (1), engine ECU 200 has a low rotational speed range and is larger than a predetermined rotational speed R (1). When the rotational speed R (2) (R (2)> R (1)) is smaller than the medium rotational speed range, and when the rotational speed is higher than the predetermined rotational speed R (2), Judge each. It should be noted that the rotational speed of engine 100 may be the current rotational speed, or may be the average rotational speed over the elapsed time from when correction value V (KX) was corrected last time. If it is determined that it is the low rotation region (low in S212), the process proceeds to S214. If it is determined that the region is the middle rotation region (middle in S212), the process proceeds to S216. If it is determined that the region is a high rotation region (high in S212), the process proceeds to S218.

S214にて、エンジンECU200は、判定値V(KX)の補正量Hを大きくなるように設定する。設定後の判定値V(KX)の補正量H(1)は、予め定められた時間をAと、前回の判定値V(KX)の補正が行なわれてから経過した時間(補正が行なわれていない場合、エンジン100の始動時から経過した時間)をBと、設定前の判定値V(KX)の補正量(補正量の初期値)をH(0)とすると、H(1)=(B/A)×H(0)で表わされる方程式で算出される。予め定められた時間Aは、予め定められた回転数R(1)で、N(1)サイクル分の強度値LOG(V)を算出するのにかかる時間である。なお、判定値V(KX)の補正量Hの設定方法はこれに限定されない。また、予め定められた時間Aは、これに限定されない。   In S214, engine ECU 200 sets correction amount H of determination value V (KX) to be large. The correction amount H (1) of the determination value V (KX) after the setting is a predetermined time A, and a time elapsed after the correction of the previous determination value V (KX) (correction is performed). In the case where the engine 100 is not started, the time elapsed from the start of the engine 100 is B, and the correction value (initial value of the correction value) of the determination value V (KX) before setting is H (0). It is calculated by an equation represented by (B / A) × H (0). The predetermined time A is the time taken to calculate the intensity value LOG (V) for N (1) cycles at the predetermined rotation speed R (1). The method for setting the correction amount H of the determination value V (KX) is not limited to this. Further, the predetermined time A is not limited to this.

S216にて、エンジンECU200は、前回の判定値V(KX)の補正が行なわれてから、予め定められた時間Aが経過したか否かを判断する。予め定められた時間Aが経過した場合(S216にてYES)、処理はS220に移される。そうでない場合(S216にてNO)、処理はS200に戻される。   In S216, engine ECU 200 determines whether or not a predetermined time A has elapsed since the previous determination value V (KX) was corrected. If predetermined time A has elapsed (YES in S216), the process proceeds to S220. If not (NO in S216), the process returns to S200.

S218にて、エンジンECU200は、N(2)(N(2)はN(1)より大きい自然数で、たとえばN(2)=200)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されているか否かを判別する。N(2)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されている場合(S218にてYES)、処理はS220に移される。そうでない場合(S218にてNO)、処理はS200に戻される。   In S218, engine ECU 200 has extracted an intensity value LOG (V) of N (2) (N (2) is a natural number greater than N (1), for example, N (2) = 200) cycles or more. Determine whether or not. If intensity values LOG (V) of N (2) cycles or more have been extracted (YES in S218), the process proceeds to S220. If not (NO in S218), the process returns to S200.

S220にて、エンジンECU200は、ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも大きいか否かを判定する。ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも大きい場合(S220にてYES)、処理はS222に移される。そうでない場合(S220にてNO)、処理はS224に移される。   In S220, engine ECU 200 determines whether knock occupancy KC is larger than threshold value KC (0) or not. If knock occupancy KC is larger than threshold value KC (0) (YES in S220), the process proceeds to S222. If not (NO in S220), the process proceeds to S224.

S222にて、エンジンECU200は、判定値V(KX)を小さくする。S224にて、エンジンECU200は、判定値V(KX)を大きくする。S226にて、エンジンECUは、タイマのカウントを開始する。   In S222, engine ECU 200 decreases determination value V (KX). In S224, engine ECU 200 increases determination value V (KX). In S226, the engine ECU starts counting the timer.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECU200の動作について説明する。   The operation of engine ECU 200 that is the ignition timing control device according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

エンジン100の運転中において、クランクポジションセンサ306から送信された信号に基づいて、エンジン回転数NEが検出されるとともに、エアフローメータ314から送信された信号に基づいて、吸入空気量KLが検出される(S100)。また、ノックセンサ300から送信された信号に基づいて、エンジン100の振動の強度が検出される(S102)。   During operation of engine 100, engine speed NE is detected based on a signal transmitted from crank position sensor 306, and intake air amount KL is detected based on a signal transmitted from air flow meter 314. (S100). Further, based on the signal transmitted from knock sensor 300, the intensity of vibration of engine 100 is detected (S102).

燃焼行程における上死点から90度までの間において、5度ごとの積算値が第1の周波数帯Aから第3の周波数帯Cの振動ごとに算出される(S104)。算出された第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの積算値がクランク角度に対応して加算され、前述した図4に示すようなエンジン100の振動波形が検出される。   Between the top dead center and 90 degrees in the combustion stroke, an integrated value every 5 degrees is calculated for each vibration in the first frequency band A to the third frequency band C (S104). The calculated integrated values of the first frequency band A to the third frequency band C are added corresponding to the crank angle, and the vibration waveform of the engine 100 as shown in FIG. 4 is detected.

5度ごとの積算値により振動波形を検出することにより、振動の強度が細かく変化する複雑な形状の振動波形が検出されることを抑制することができる。そのため、検出された振動波形とノック波形モデルとの比較を容易にすることができる。   By detecting the vibration waveform by the integrated value every 5 degrees, it is possible to suppress detection of a vibration waveform having a complicated shape in which the vibration intensity changes finely. Therefore, the comparison between the detected vibration waveform and the knock waveform model can be facilitated.

算出された積算値に基づいて、第1の周波数帯A〜第3の周波数帯Cの合成波形(エンジン100の振動波形)における積算値のピーク値Pが算出される(S106)。   Based on the calculated integrated value, a peak value P of the integrated value in the combined waveform (vibration waveform of engine 100) of first frequency band A to third frequency band C is calculated (S106).

算出されたピーク値Pでエンジン100の振動波形における積算値が除算されて、振動波形が正規化される(S108)。正規化により、振動波形における振動の強度が0〜1の無次元数で表される。これにより、振動の強度に関係なく検出された振動波形とノック波形モデルとの比較を行なうことができる。そのため、振動の強度に対応した多数のノック波形モデルを記憶しておく必要がなく、ノック波形モデルの作成を容易にすることができる。   The integrated value in the vibration waveform of the engine 100 is divided by the calculated peak value P to normalize the vibration waveform (S108). By normalization, the intensity of vibration in the vibration waveform is represented by a dimensionless number from 0 to 1. Thereby, it is possible to compare the detected vibration waveform with the knock waveform model regardless of the intensity of vibration. Therefore, it is not necessary to store a large number of knock waveform models corresponding to the vibration intensity, and the creation of the knock waveform model can be facilitated.

正規化後の振動波形において振動の強度が最大になるタイミングとノック波形モデルにおいて振動の強度が最大になるタイミングとを一致させ(図6参照)、この状態で、正規化後の振動波形とノック波形モデルとのクランク角ごとの偏差の絶対値ΔS(I)が算出される。このΔS(I)の総和ΣΔS(I)およびノック波形モデルにおいて振動の強度をクランク角で積分した値Sに基づいて、K=(S−ΣΔS(I))/Sにより相関係数Kが算出される(S110)。これにより、検出された振動波形とノック波形モデルとの一致度合を数値化して客観的に判定することができる。また、振動波形とノック波形モデルとを比較することで、振動の減衰傾向など、振動の挙動からノッキング時の振動であるか否かを分析することができる。   The timing at which the vibration intensity is maximized in the normalized vibration waveform and the timing at which the vibration intensity is maximized in the knock waveform model are matched (see FIG. 6). In this state, the normalized vibration waveform and knock An absolute value ΔS (I) of deviation for each crank angle from the waveform model is calculated. The correlation coefficient K is calculated by K = (S−ΣΔS (I)) / S based on the sum ΣΔS (I) of ΔS (I) and the value S obtained by integrating the vibration intensity with the crank angle in the knock waveform model. (S110). Thereby, the degree of coincidence between the detected vibration waveform and the knock waveform model can be expressed numerically and objectively determined. Further, by comparing the vibration waveform with the knock waveform model, it is possible to analyze whether or not the vibration is during knocking from the vibration behavior such as the vibration attenuation tendency.

さらに、ピーク値PをBGLで除算することにより、ノック強度Nが算出される(S112)。これにより、振動の強度に基づいて、エンジン100の振動がノッキングに起因した振動であるか否かをより詳細に分析することができる。   Further, knock magnitude N is calculated by dividing peak value P by BGL (S112). Thereby, it is possible to analyze in more detail whether or not the vibration of engine 100 is a vibration caused by knocking based on the intensity of vibration.

相関係数Kが予め定められた値よりも大きく、かつノック強度Nが判定値V(KX)よりも大きい場合(S114にてYES)、ノッキングが発生したと判定され(S116)、点火時期が遅角される(S118)。これにより、ノッキングの発生が抑制される。相関係数Kが予め定められた値よりも大きく、かつノック強度Nが判定値V(KX)よりも大きい状態ではない場合(S114にてNO)、ノッキングが発生していないと判定され(S120)、点火時期が進角される(S122)。このようにして、ノック強度Nと判定値V(KX)とを比較することにより1点火サイクルごとにノッキングが発生したか否かが判定され、点火時期が遅角されたり、進角されたりする。   If correlation coefficient K is greater than a predetermined value and knock magnitude N is greater than determination value V (KX) (YES in S114), it is determined that knocking has occurred (S116), and the ignition timing is The angle is retarded (S118). Thereby, occurrence of knocking is suppressed. If correlation coefficient K is greater than a predetermined value and knock magnitude N is not greater than determination value V (KX) (NO in S114), it is determined that knocking has not occurred (S120). ), The ignition timing is advanced (S122). In this manner, by comparing the knock magnitude N with the determination value V (KX), it is determined whether or not knocking has occurred for each ignition cycle, and the ignition timing is retarded or advanced. .

ところで、ノックセンサ300の出力値のばらつきや劣化などにより、エンジン100で同じ振動が生じた場合であっても、検出される強度が変化し得る。この場合、判定値V(KX)を補正し、実際に検出される強度に応じた判定値V(KX)を用いてノッキングが発生したか否かを判定する必要がある。このように判定値V(KX)を補正するために、実際に検出される強度におけるノッキングの発生頻度を求める必要がある。   By the way, even if the same vibration occurs in the engine 100 due to variations or deterioration in the output value of the knock sensor 300, the detected intensity can change. In this case, it is necessary to correct the determination value V (KX) and determine whether or not knocking has occurred using the determination value V (KX) corresponding to the actually detected intensity. Thus, in order to correct the determination value V (KX), it is necessary to determine the occurrence frequency of knocking at the actually detected intensity.

そこで、本実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECU200においては、強度値LOG(V)が算出される(S200)。算出された強度値LOG(V)が、前述のしきい値V(1)より小さい場合(S202にてYES)、中央値V(50)および標準偏差σが算出される(S204)。このような中央値V(50)および標準偏差σに基づいて、ノック判定レベルV(KD)が算出される(S206)。そのため、ノック判定レベルV(KD)が過大になることを抑制することができる。ノック判定レベルV(KD)よりも大きい強度値LOG(V)の割合が、ノック占有率KCとしてカウントされる(S208)。これにより、実際に検出される強度におけるノッキングの発生頻度を、ノック占有率KCとして求めることができる。   Therefore, in engine ECU 200 that is the ignition timing control device according to the present embodiment, intensity value LOG (V) is calculated (S200). If calculated intensity value LOG (V) is smaller than threshold value V (1) described above (YES in S202), median value V (50) and standard deviation σ are calculated (S204). Based on such median value V (50) and standard deviation σ, knock determination level V (KD) is calculated (S206). Therefore, it can be suppressed that knock determination level V (KD) becomes excessive. The ratio of the intensity value LOG (V) larger than the knock determination level V (KD) is counted as the knock occupancy KC (S208). Thereby, the knocking occurrence frequency at the actually detected intensity can be obtained as the knock occupancy KC.

ところで、中央値V(50)および標準偏差σを算出するために用いられた強度値LOG(V)の数量が少ない場合、中央値V(50)および標準偏差σの精度が十分に確保されないため、ノック占有率KCの精度が悪くなることが考えられる。   By the way, when the quantity of intensity values LOG (V) used for calculating median value V (50) and standard deviation σ is small, the accuracy of median value V (50) and standard deviation σ is not sufficiently secured. It is conceivable that the accuracy of knock occupancy KC will deteriorate.

そこで、中央値V(50)および標準偏差σを算出するために用いられた強度値LOG(V)の数量が、N(1)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されていない場合(S210にてNO)、N(1)サイクル分以上の強度値LOG(V)が抽出されるまで、強度値LOG(V)の算出(S200)からの処理が繰り返される。すなわち、中央値V(50)および標準偏差σを算出するために用いられた強度値LOG(V)の数量が、N(1)サイクル分より少なくなることが禁止される。N(1)は、たとえば、図16に示すように、強度値LOG(V)における標準偏差σが理想とする標準偏差に収束する最少の点火数を実験的に予め求めた値である。これにより、中央値V(50)および標準偏差σの精度を最低限確保して、ノック占有率KCの精度が悪くなることを抑制することができる。   Accordingly, when the intensity value LOG (V) used for calculating the median value V (50) and the standard deviation σ is N (1) cycles or more, the intensity value LOG (V) is not extracted. (NO in S210), the process from calculation of intensity value LOG (V) (S200) is repeated until intensity values LOG (V) of N (1) cycles or more are extracted. That is, the number of intensity values LOG (V) used for calculating median value V (50) and standard deviation σ is prohibited to be less than N (1) cycles. For example, as shown in FIG. 16, N (1) is a value obtained experimentally in advance by the minimum number of ignitions in which the standard deviation σ in the intensity value LOG (V) converges to the ideal standard deviation. As a result, the accuracy of median value V (50) and standard deviation σ can be ensured to a minimum, and deterioration of the accuracy of knock occupancy KC can be suppressed.

ところで、N(1)サイクル分の強度値LOG(V)を抽出するためにかかる時間は、図17に示すように、エンジン100の回転数とほぼ反比例する関係にある。そのため、エンジン100の回転数が低い場合、N(1)サイクル分の強度値LOG(V)が抽出されるのに時間がかかる。これにより、後述する判定値V(KX)の1回の補正に時間がかかる。そのため、判定値V(KX)を補正して点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなる。   By the way, as shown in FIG. 17, the time taken to extract the intensity values LOG (V) for N (1) cycles is in a substantially inversely proportional relationship with the rotational speed of the engine 100. Therefore, when the rotational speed of engine 100 is low, it takes time to extract intensity values LOG (V) for N (1) cycles. Accordingly, it takes time to correct a determination value V (KX) described later once. Therefore, it takes a long time to correct the determination value V (KX) and make the ignition timing appropriately controllable.

そこで、エンジン100の回転数が低回転領域と判断された場合(S212にて低)、判定値V(KX)の補正量Hが大きくなるように設定される(S214)。図18に示すように、エンジン100の回転数が予め定められた回転数R(1)より小さいほど、補正量Hが大きくされる。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。また、このとき、図19に示すように、低回転領域では、N(1)サイクルの強度値LOG(V)が抽出されている。そのため、前述のように、中央値V(50)および標準偏差σの精度を最低限確保して、ノック占有率KCの精度が悪くなることを抑制することができる。   Therefore, when it is determined that the rotation speed of engine 100 is in the low rotation range (low in S212), correction amount H of determination value V (KX) is set to be large (S214). As shown in FIG. 18, the correction amount H is increased as the rotational speed of the engine 100 is smaller than the predetermined rotational speed R (1). For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing. At this time, as shown in FIG. 19, the intensity value LOG (V) of N (1) cycles is extracted in the low rotation region. Therefore, as described above, the accuracy of median value V (50) and standard deviation σ can be ensured at a minimum, and deterioration of the accuracy of knock occupancy KC can be suppressed.

なお、エンジン100の回転数が中回転領域や高回転領域と判断された場合(S212にて中、高)、補正量Hは初期値H(0)のままである。そのため、判定値V(KX)の補正量Hが初期値H(0)より小さくなることはなく、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのが抑制される。   When it is determined that the rotation speed of engine 100 is the medium rotation region or the high rotation region (medium and high in S212), correction amount H remains at initial value H (0). Therefore, the correction amount H of the determination value V (KX) does not become smaller than the initial value H (0), and it is suppressed that the time taken to make the ignition timing appropriately controllable is increased.

エンジン100の回転数が予め定められた回転数R(1)より大きい場合、エンジン100の回転数が中回転領域と判断される(S212にて中)。そのため、N(1)サイクル分の強度値LOG(V)が抽出された時間T(1)は、予め定められた時間Aより短い時間であると考えられる。このような場合、抽出される強度値LOG(V)の数量をN(1)サイクル分より多くして、標準偏差σの精度をより向上させることが望ましい。そこで、エンジン100の回転数が中回転領域と判断された場合(S220にて中)、予め定められた時間Aが経過していない場合(S216にてNO)には、強度値LOG(V)の算出(S200)からの処理が繰り返される。そのため、中回転領域では、抽出される強度値LOG(V)をN(1)サイクル分より多くして標準偏差σの精度をより向上させることにより、ノック占有率KCの精度を、低回転領域と比べて向上させることができる。   If the rotational speed of engine 100 is greater than a predetermined rotational speed R (1), the rotational speed of engine 100 is determined to be in the middle rotational speed range (middle in S212). Therefore, it is considered that the time T (1) when the intensity values LOG (V) for N (1) cycles are extracted is shorter than the predetermined time A. In such a case, it is desirable to increase the accuracy of the standard deviation σ by increasing the number of extracted intensity values LOG (V) by more than N (1) cycles. Therefore, when it is determined that engine speed is in the middle rotation range (middle in S220), if predetermined time A has not elapsed (NO in S216), intensity value LOG (V) The process from the calculation (S200) is repeated. Therefore, in the middle rotation region, the accuracy of the knock occupancy KC is reduced by increasing the extracted intensity value LOG (V) by N (1) cycles to further improve the accuracy of the standard deviation σ. Can be improved.

エンジン100の回転数が高い場合、短い時間で多くのの強度値LOG(V)を抽出することができる。そこで、エンジン100の回転数が、高回転領域と判断された場合(S212にて高)、N(2)サイクル分の強度値LOG(V)が抽出された時点(S218にてYES)で、後述する判定値V(KX)の補正が行なわれる。N(2)は、強度値LOG(V)における標準偏差σが理想とする標準偏差に収束するのに十分な点火数を実験的に予め求めた値である。そのため、高回転領域では、早期に標準偏差σの精度を十分に向上させることができる。これにより、ノック占有率KCの判定に用いる強度値LOG(V)の数量が多くなり過ぎて、ノック占有率KCの判定にかかる時間が長くなり過ぎることを抑制することができる。   When the rotational speed of the engine 100 is high, many intensity values LOG (V) can be extracted in a short time. Therefore, when the number of revolutions of engine 100 is determined to be in the high revolution range (high in S212), when the intensity value LOG (V) for N (2) cycles is extracted (YES in S218), A determination value V (KX) to be described later is corrected. N (2) is a value obtained by experimentally preliminarily obtaining an ignition number sufficient for the standard deviation σ in the intensity value LOG (V) to converge to the ideal standard deviation. Therefore, in the high rotation region, the accuracy of the standard deviation σ can be sufficiently improved at an early stage. Thereby, it can be suppressed that the number of strength values LOG (V) used for the determination of the knock occupancy KC becomes too large and the time required for the determination of the knock occupancy KC becomes too long.

低回転領域にて、判定値V(KX)の補正量Hが変更された場合(S214)、中回転領域にて、予め定められた時間Aが経過した場合(S216にてYES)、および高回転領域にて、N(2)サイクル分の強度値LOG(V)が抽出された場合(S218にてYES)、ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも大きいか否かが判断される(S220)。ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも大きい場合(S220にてYES)、点火時期の遅角制御(S118)が行なわれる頻度が高くなるように判定値V(KX)が小さくされる(S222)。ノック占有率KCがしきい値KC(0)よりも小さい場合(S220にてNO)、点火時期の進角制御(S122)が行なわれる頻度が高くなるように判定値V(KX)が大きくされる(S224)。これにより、1点火サイクルごとのノッキング判定における判定値を適切に補正し、点火時期を適切に制御することができる。   When correction amount H of determination value V (KX) is changed in the low rotation region (S214), when a predetermined time A has elapsed in the medium rotation region (YES in S216), and high When intensity values LOG (V) for N (2) cycles are extracted in the rotation region (YES in S218), it is determined whether knock occupancy KC is larger than threshold value KC (0). (S220). When knock occupancy KC is larger than threshold value KC (0) (YES in S220), determination value V (KX) is reduced so that the frequency of ignition timing retard control (S118) is increased. (S222). If knock occupancy KC is smaller than threshold value KC (0) (NO in S220), determination value V (KX) is increased so that the frequency of ignition timing advance control (S122) is increased. (S224). Accordingly, it is possible to appropriately correct the determination value in the knocking determination for each ignition cycle and appropriately control the ignition timing.

以上のように、本実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECU200によれば、エンジンの回転数が低い場合、判定値V(KX)の補正量が大きくなるように設定される。そのため、1回の判定値V(KX)の補正に時間がかかる場合でも、1回の判定値V(KX)の補正で、点火時期を適切に制御できる状態の判定値により大きく近づかせることができる。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。さらに、エンジンの回転数が低い場合、ノッキングの発生頻度の判定に用いられる強度値LOG(V)の数量が、ノッキングの発生頻度の判定精度を最低限確保することできる最少の点火数とされる。これにより、ノッキングの発生頻度の判定を早期に行ない、1回の判定値V(KX)の補正にかかる時間を短くすることができる。そのため、点火時期を適切に制御できる状態にするのにかかる時間が長くなるのを抑制することができる。その結果、点火時期を適切に制御することができる内燃機関の点火時期制御装置を提供することができる。   As described above, according to engine ECU 200 that is the ignition timing control device according to the present embodiment, when the engine speed is low, the correction amount of determination value V (KX) is set to be large. Therefore, even when it takes time to correct the determination value V (KX) once, the correction of the determination value V (KX) can make the ignition value closer to the determination value in a state where the ignition timing can be appropriately controlled. it can. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing. Further, when the engine speed is low, the number of intensity values LOG (V) used for determining the occurrence frequency of knocking is set to the minimum number of ignitions that can ensure the minimum determination accuracy of the occurrence frequency of knocking. . Thereby, the determination of the occurrence frequency of knocking can be performed at an early stage, and the time required for correcting the determination value V (KX) once can be shortened. For this reason, it is possible to suppress an increase in the time required to properly control the ignition timing. As a result, an ignition timing control device for an internal combustion engine that can appropriately control the ignition timing can be provided.

なお、図20に示すように、ノイズによる振動の強度が大きい場合は、ノッキング時の積算値の最大値とノイズによる積算値の最大値との差が小さく、ノック強度Nからはノッキングとノイズとを区別し難くなるおそれがある。そのため、積算値のピーク値Pの代わりに、図21に示すように、振動波形における積算値の総合計(ノック検出ゲートにおけるノックセンサ300の出力電圧値をすべて積算した値)を用いてノック強度Nを算出するようにしてもよい。すなわち、振動波形における積算値の総合計をBGLにより除算して、ノック強度Nを算出するようにしてもよい。   As shown in FIG. 20, when the strength of vibration due to noise is large, the difference between the maximum value of the integrated value at the time of knocking and the maximum value of the integrated value due to noise is small. May be difficult to distinguish. Therefore, instead of the peak value P of the integrated value, as shown in FIG. 21, the knock intensity is calculated using a total sum of the integrated values in the vibration waveform (a value obtained by integrating all output voltage values of the knock sensor 300 in the knock detection gate). N may be calculated. That is, the knock magnitude N may be calculated by dividing the total sum of the integrated values in the vibration waveform by BGL.

図21に示すように、ノイズによる振動の発生期間は、ノッキングによる振動の発生期間よりも短いので、ノッキングとノイズとでは、積算値の総合計は大きく異なり得る。したがって、積算値の総合計に基づいてノック強度Nを算出することにより、ノッキング時に算出されるノック強度Nと、ノイズにより算出されるノック強度Nとの差を大きくすることができる。これにより、ノッキングによる振動とノイズによる振動とを明確に区別することができる。   As shown in FIG. 21, since the generation period of vibration due to noise is shorter than the generation period of vibration due to knocking, the total sum of the integrated values can be greatly different between knocking and noise. Therefore, by calculating the knock intensity N based on the total sum of the integrated values, the difference between the knock intensity N calculated at the time of knocking and the knock intensity N calculated by noise can be increased. Thereby, the vibration caused by knocking and the vibration caused by noise can be clearly distinguished.

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

本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置であるエンジンECUにより制御されるエンジンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the engine controlled by engine ECU which is the ignition timing control apparatus which concerns on embodiment of this invention. ノッキング時にエンジンで発生する振動の周波数帯を示す図である。It is a figure which shows the frequency band of the vibration which generate | occur | produces with an engine at the time of knocking. 図1のエンジンECUを示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the engine ECU of FIG. エンジンの振動波形を示す図である。It is a figure which shows the vibration waveform of an engine. エンジンECUのメモリに記憶されたノック波形モデルを示す図である。It is a figure which shows the knock waveform model memorize | stored in memory of engine ECU. 振動波形とノック波形モデルとを比較した図である。It is the figure which compared the vibration waveform and the knock waveform model. エンジンECUのメモリに記憶された判定値V(KX)のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the determination value V (KX) memorize | stored in memory of engine ECU. 強度値LOG(V)の頻度分布を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows frequency distribution of intensity value LOG (V). 強度値LOG(V)の頻度分布を示す図(その2)である。FIG. 6 is a second diagram illustrating a frequency distribution of intensity values LOG (V). 強度値LOG(V)の頻度分布を示す図(その3)である。FIG. 10 is a third diagram illustrating a frequency distribution of intensity values LOG (V). 強度値LOG(V)の頻度分布を示す図(その4)である。It is FIG. (4) which shows frequency distribution of intensity value LOG (V). 強度値LOG(V)の頻度分布を作成するために用いられる強度値LOG(V)を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows intensity value LOG (V) used in order to create frequency distribution of intensity value LOG (V). 強度値LOG(V)の頻度分布を作成するために用いられる強度値LOG(V)を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows intensity value LOG (V) used in order to create frequency distribution of intensity value LOG (V). 図1のエンジンECUが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート(その1)である。4 is a flowchart (No. 1) showing a control structure of a program executed by the engine ECU of FIG. 図1のエンジンECUが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート(その2)である。4 is a flowchart (No. 2) showing a control structure of a program executed by the engine ECU of FIG. 強度値LOG(V)の個数と標準偏差との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of intensity | strength values LOG (V), and a standard deviation. エンジンの回転数と強度値LOG(V)が抽出される時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation speed of an engine, and the time from which intensity value LOG (V) is extracted. エンジンの回転数と判定値V(KX)の補正量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation speed of an engine, and the corrected amount of determination value V (KX). エンジンの回転数と抽出される強度値LOG(V)の個数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation speed of an engine, and the number of intensity | strength values LOG (V) extracted. ノッキング時の積算値とノイズによる積算値とを示す図(その1)である。It is the figure (the 1) which shows the integration value at the time of knocking, and the integration value by noise. ノッキング時の積算値とノイズによる積算値とを示す図(その2)である。It is the figure (the 2) which shows the integrated value at the time of knocking, and the integrated value by noise.

符号の説明Explanation of symbols

100 エンジン、104 インジェクタ、106 点火プラグ、110 クランクシャフト、116 吸気バルブ、118 排気バルブ、120 ポンプ、200 エンジンECU、300 ノックセンサ、302 水温センサ、304 タイミングロータ、306 クランクポジションセンサ、308 スロットル開度センサ、314 エアフローメータ。   100 engine, 104 injector, 106 spark plug, 110 crankshaft, 116 intake valve, 118 exhaust valve, 120 pump, 200 engine ECU, 300 knock sensor, 302 water temperature sensor, 304 timing rotor, 306 crank position sensor, 308 throttle opening Sensor, 314 Air flow meter.

Claims (9)

内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するためのノック強度算出手段と、
前記ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御するための制御手段と、
前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を、複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、
前記強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための判定手段と、
ノッキングの発生頻度と前記内燃機関の回転数とに基づいて、前記判定値を決定するための決定手段と
前記内燃機関の回転数に基づいて、前記判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を設定するための数量設定手段とを含む、内燃機関の点火時期制御装置。
An ignition timing control device for an internal combustion engine,
Knock intensity calculating means for calculating knock intensity related to the intensity of vibration caused by knocking based on the intensity of vibration generated in the internal combustion engine;
Control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine based on the result of comparing the knock magnitude and the determination value;
Detecting means for detecting an intensity value relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles;
Determination means for determining the occurrence frequency of knocking based on the intensity value;
Determining means for determining the determination value based on the occurrence frequency of knocking and the rotational speed of the internal combustion engine ;
An ignition timing control device for an internal combustion engine, comprising: quantity setting means for setting the quantity of intensity values used by the determination means for determining the occurrence frequency of knocking based on the rotational speed of the internal combustion engine.
前記点火時期制御装置は、
ノッキングの発生頻度に基づいて、予め定められた判定値を補正するための補正手段と、
前記内燃機関の回転数に基づいて、前記判定値の補正量を設定するための設定手段とをさらに含み、
前記決定手段は、前記補正手段により前記予め定められた判定値を補正することにより前記判定値を決定するための手段を含む、請求項1に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
The ignition timing control device includes:
Correction means for correcting a predetermined determination value based on the occurrence frequency of knocking;
Setting means for setting a correction amount of the determination value based on the rotational speed of the internal combustion engine;
The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the determining means includes means for determining the determination value by correcting the predetermined determination value by the correcting means.
前記設定手段は、前記内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、前記判定値の補正量をより大きく設定するための手段を含む、請求項2に記載の内燃機関の点火時期制御装置。   The ignition timing control for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the setting means includes means for setting the correction amount of the determination value larger when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when the rotational speed is high. apparatus. 前記点火時期制御装置は、前記判定値の補正量が、予め定められた値より小さくなることを禁止するための手段をさらに含む、請求項2または3に記載の内燃機関の点火時期制御装置。   The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the ignition timing control device further includes means for prohibiting the correction amount of the determination value from becoming smaller than a predetermined value. 内燃機関の点火時期制御装置であって、
前記内燃機関で発生する振動の強度に基づいて、ノッキングに起因する振動の強度に関するノック強度を算出するためのノック強度算出手段と、
前記ノック強度と判定値とを比較した結果に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御するための制御手段と、
前記内燃機関で発生する振動の強度に関する強度値を、複数の点火サイクルにおいて検出するための検出手段と、
前記強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための判定手段と、
ノッキングの発生頻度に基づいて、前記判定値を決定するための決定手段と、
前記内燃機関の回転数に基づいて、前記判定手段がノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を設定するための数量設定手段とを含む、内燃機関の点火時期制御装置。
An ignition timing control device for an internal combustion engine,
Knock intensity calculating means for calculating knock intensity related to the intensity of vibration caused by knocking based on the intensity of vibration generated in the internal combustion engine;
Control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine based on the result of comparing the knock magnitude and the determination value;
Detecting means for detecting an intensity value relating to the intensity of vibration generated in the internal combustion engine in a plurality of ignition cycles;
Determination means for determining the occurrence frequency of knocking based on the intensity value;
Determining means for determining the determination value based on the occurrence frequency of knocking;
An ignition timing control device for an internal combustion engine, comprising: quantity setting means for setting the quantity of intensity values used by the determination means for determining the occurrence frequency of knocking based on the rotational speed of the internal combustion engine.
前記数量設定手段は、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量を、前記内燃機関の回転数が低い場合は高い場合に比べて、より少なくなるように設定するための手段を含む、請求項またはに記載の内燃機関の点火時期制御装置。 The quantity setting means includes means for setting the quantity of intensity values used for determining the occurrence frequency of knocking to be smaller when the rotational speed of the internal combustion engine is low than when it is high. Item 6. The ignition timing control device for an internal combustion engine according to Item 1 or 5 . 前記点火時期制御装置は、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より少なくなることを禁止するための手段をさらに含む、請求項1のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。 The ignition timing control device, the quantity of the intensity value used for the determination of the frequency of occurrence of knocking, further comprising means for prohibiting be less than the quantity determined in advance, according to any one of claims 1 to 6, Ignition timing control device for internal combustion engine. 前記点火時期制御装置は、ノッキングの発生頻度の判定に用いる強度値の数量が、予め定められた数量より多くなることを禁止するための手段をさらに含む、請求項1のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。 The ignition timing control device, the quantity of the intensity value used for the determination of the frequency of occurrence of knocking, further comprising means for prohibiting to become more than the quantity determined in advance, according to any one of claims 1 to 7 Ignition timing control device for internal combustion engine. 前記点火時期制御装置は、
予め定められた間隔において前記内燃機関で発生する振動の波形を検出するための手段と、
前記内燃機関の振動の基準となる波形を記憶するための手段と、
前記検出された波形と前記記憶された波形とを比較した結果に基づいて、複数の前記強度値のうち、予め定められた条件を満たす強度値を抽出するための手段とを含み、
前記判定手段は、前記抽出された強度値に基づいて、ノッキングの発生頻度を判定するための手段を含む、請求項1〜のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
The ignition timing control device includes:
Means for detecting a waveform of vibration generated in the internal combustion engine at a predetermined interval;
Means for storing a waveform serving as a reference for vibration of the internal combustion engine;
Means for extracting an intensity value satisfying a predetermined condition from among the plurality of intensity values based on a result of comparing the detected waveform and the stored waveform;
The ignition timing control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8 , wherein the determination means includes means for determining the occurrence frequency of knocking based on the extracted intensity value.
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