JPH07243346A - Knock detection method by ion current - Google Patents

Knock detection method by ion current

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JPH07243346A
JPH07243346A JP3334394A JP3334394A JPH07243346A JP H07243346 A JPH07243346 A JP H07243346A JP 3334394 A JP3334394 A JP 3334394A JP 3334394 A JP3334394 A JP 3334394A JP H07243346 A JPH07243346 A JP H07243346A
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knock
current
ion current
ion
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守人 浅野
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Daihatsu Motor Co Ltd
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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DAIYAMONDO DENKI KK
Daihatsu Motor Co Ltd
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To remarkably improve discrimination performance of knock frequency components and accurately detect generation of knock by adding restriction to ion current just after starting detection including noise components and releasing the restriction after elapse of a prescribed time length period. CONSTITUTION:In the case of detecting knock, ion current Ii which is generated by applying bias voltage on an ignition plug just after ignition is detected. Because knock current In comes to be stacked in the ion current Ii in knock generation, when ion current Ii in which knock current In is stacked is input in a charge amplifier CA, it is set to be restricted by the first FET1. In the EFT1, control voltage Vg applied on the gate G11 is slowly started in the time length period decided by time constant circuit TCC. Afterwards, knock current In is input in an integral circuit, the integral value is averaged so as to detect knock strength, and affirmative/negative generation of knock is detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関で発生するノ
ックを検出するためのイオン電流によるノック検出方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion current knock detection method for detecting knocks generated in an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関に発生するノックを検出
する方法としては、振動型ノックセンサを使用して検出
するものが一般的で、前記ノックセンサからの信号を所
定の区間において判定することによりノックを検出して
いる。この場合、ノックセンサからの信号のうち、所定
の周波数帯域の信号を取り出して信号処理することによ
って行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting a knock generated in an internal combustion engine, a method using a vibration type knock sensor is generally used, and a signal from the knock sensor is determined in a predetermined section. The knock is detected by. In this case, of the signals from the knock sensor, a signal in a predetermined frequency band is extracted and processed.

【0003】また、イオン電流を利用してノックを検出
する方法としては、例えば特開昭58−7536号公報
に記載の方法のように、検出したイオン電流に対応する
イオン信号の振幅及び幅よりノックを検出(判定)する
ものが知られている。このものにあっても、スパークノ
イズがイオン信号に重畳するのを防止するため、イオン
信号の検出を点火から所定時間遅延してから行ってい
る。そして、このようなイオン電流の場合にあっても上
記ノックセンサの場合同様、イオン電流のうちの所定の
周波数帯域(ノック周波数成分)の信号をピークホール
ドして信号処理するものが知られている。
Further, as a method of detecting knock using the ion current, for example, as in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-7536, the amplitude and width of the ion signal corresponding to the detected ion current are used. A device that detects (determines) a knock is known. Even in this case, in order to prevent the spark noise from being superimposed on the ion signal, the detection of the ion signal is performed after a predetermined time delay from ignition. Even in the case of such an ion current, as in the case of the knock sensor, there is known one in which a signal in a predetermined frequency band (knock frequency component) of the ion current is peak-held and signal-processed. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の後者
の例のように、イオン電流からノックを検出するもので
は、所定時間の遅延の後にイオン電流を検出する際に、
検出直後にステップ状の電流信号を検出することにな
る。このステップ状の電流信号は多くの周波数成分を含
有しており、その中にはノックと同一の周波数も含まれ
ている。したがって、このようなステップ状の電流信号
は、ノック周波数成分を確実に検出するために、イオン
電流の検出時点ですでに排除されている必要がある。
By the way, in the case of detecting the knock from the ion current as in the latter example described above, when the ion current is detected after a delay of a predetermined time,
Immediately after the detection, the stepwise current signal is detected. This step-shaped current signal contains many frequency components, and the same frequency as that of the knock is also included therein. Therefore, such a stepped current signal needs to be already eliminated at the time of detection of the ion current in order to reliably detect the knock frequency component.

【0005】しかしながら、エンジンの回転が高くなる
と、ノック周波数成分の重畳している部分が、イオン電
流の検出開始時点に近接してくることになり、ノック信
号に多くの周波数の異なる電流信号が連続するあるいは
重なり合うことになり、ノック周波数成分のみを検出す
るのが困難になる。それゆえ、ノックを正確に検出する
ことが困難になり、ノックが発生しているにもかかわら
ず高回転域ではノックを見逃してしまうことがあった。
However, when the engine speed increases, the portion where the knock frequency component is superposed comes close to the time when the ion current detection is started, and many current signals of different frequencies continue to the knock signal. Will occur or will overlap, making it difficult to detect only knock frequency components. Therefore, it becomes difficult to accurately detect the knock, and even if the knock occurs, the knock may be missed in the high rotation speed range.

【0006】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
An object of the present invention is to eliminate such a problem.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るイオン電流によるノック検
出方法は、燃焼の開始からシリンダ内に流れるイオン電
流を検出してイオン電流に重畳するノック周波数成分を
検出することによりノックの発生を検出するイオン電流
によるノック検出方法であって、イオン電流の検出開始
時点から所定時間長の期間はイオン電流が漸次増大する
ように制限を付与し、前記期間の終了後はイオン電流に
対する制限を解除し、制限の解除されたイオン電流から
ノック周波数成分を分離検出してノックの発生を検出す
ることを特徴とする。
The present invention takes the following means in order to achieve such an object. That is, the knock detection method by the ion current according to the present invention is based on the ion current that detects the occurrence of knock by detecting the knock frequency component that is detected by detecting the ion current flowing in the cylinder from the start of combustion and superimposing it on the ion current. A knock detection method, in which a limit is given so that the ion current gradually increases during a period of a predetermined time from the start of detection of the ion current, and after the end of the period, the limit on the ion current is released and the limit is released. It is characterized in that the knock frequency component is separated and detected from the generated ion current to detect the occurrence of knock.

【0008】[0008]

【作用】このような構成のものであれば、イオン電流の
検出開始時点のイオン電流は、制限が付与されているの
で最小の振幅であり、その後漸次増大されるが、検出し
得る振幅にまで制限が緩和される所定期間長の期間が終
了した後である。つまり、その期間内におけるイオン電
流は、それ以降のイオン電流より小さいために、その後
に制限が解除されたイオン電流とは容易に識別すること
ができる。また、たとえこの期間内に検出動作を開始し
たところで振幅が小さいので、不要な雑音やステップ状
に変化する電流が重畳していたところでその検出は不可
能であり、ノック周波数成分と誤認することはない。こ
のことにより、イオン電流の検出開始時点の種々の周波
数成分を有するイオン電流をノック周波数成分を有する
イオン電流と区別することを可能にしている。それゆ
え、所定時間長の期間以降にイオン電流に重畳している
ノック周波数成分のみを抽出すれば、ノックの発生を確
実に検出することができる。
With such a structure, the ion current at the time of starting the detection of the ion current has the minimum amplitude because the limit is applied, and then gradually increases, but it reaches the detectable amplitude. This is after the end of the predetermined period of time during which restrictions are relaxed. That is, since the ion current within that period is smaller than the ion currents thereafter, it can be easily distinguished from the ion currents whose restrictions have been released thereafter. Further, even if the detection operation is started within this period, the amplitude is small, so the detection is impossible even when unnecessary noise or a current that changes stepwise is superposed, and it is not possible to misidentify it as a knock frequency component. Absent. This makes it possible to distinguish the ion current having various frequency components at the time of starting the detection of the ion current from the ion current having the knock frequency component. Therefore, by extracting only the knock frequency component that is superimposed on the ion current after the period of the predetermined time length, it is possible to reliably detect the occurrence of knock.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用の4気筒のもので、その吸気系1には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2
が配設され、その下流側にはサージタンク3が設けられ
ている。サージタンク3に連通する一方の端部近傍に
は、さらに燃料噴射弁5が設けてあり、この燃料噴射弁
5を、電子制御装置6により各気筒毎に独立して噴射す
べく制御するようにしている。また排気系20には、排
気ガス中の酸素濃度を測定するための空燃比センサ21
が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三
元触媒22の上流の位置に取り付けられている。この空
燃比センサ21は、通常のOセンサとほぼ同様の構成
を有しており、大気側電極と排気側電極との間に一定電
圧を印加することによって、フィードバック制御時の理
論空燃比の場合からリーンバーン領域における空燃比の
場合に亘って、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を略
直線的な特性にて出力するものである。
An engine 100 schematically shown in FIG. 1 is of a four-cylinder type for an automobile, and its intake system 1 has a throttle valve 2 which opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown).
Is provided, and the surge tank 3 is provided on the downstream side thereof. A fuel injection valve 5 is further provided near one end communicating with the surge tank 3, and the fuel injection valve 5 is controlled by the electronic control unit 6 so as to inject independently for each cylinder. ing. Further, the exhaust system 20 includes an air-fuel ratio sensor 21 for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas.
Is attached at a position upstream of the three-way catalyst 22 arranged in a pipe line leading to a muffler (not shown). The air-fuel ratio sensor 21 has almost the same configuration as a normal O 2 sensor, and by applying a constant voltage between the atmosphere-side electrode and the exhaust-side electrode, the theoretical air-fuel ratio at the time of feedback control From the case to the case of the air-fuel ratio in the lean burn region, the current corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is output with a substantially linear characteristic.

【0011】電子制御装置6は、中央演算処理装置7
と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力イ
ンターフェース11とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース9には、サージタンク3内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ13から出力される吸気圧信号a、
エンジン回転数NEを検出するための回転数センサ14
から出力される回転数信号b、車速を検出するための車
速センサ15から出力される車速信号c、スロットルバ
ルブ2の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ1
6から出力されるLL信号d、エンジンの冷却水温を検
出するための水温センサ17から出力される水温信号
e、上記した空燃比センサ21から出力される電流信号
hなどが入力される。一方、出力インターフェース11
からは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号fが、また
スパークプラグ18に対してイグニッションパルスg、
後述するリセット信号RSが出力されるようになってい
る。
The electronic control unit 6 includes a central processing unit 7
And a memory device 8, an input interface 9, and an output interface 11 are mainly configured, and the input interface 9 is for detecting the pressure in the surge tank 3. Intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 13,
Revolution sensor 14 for detecting engine revolution NE
The rotation speed signal b output from the vehicle, the vehicle speed signal c output from the vehicle speed sensor 15 for detecting the vehicle speed, and the idle switch 1 for detecting the open / closed state of the throttle valve 2.
The LL signal d output from the control unit 6, the water temperature signal e output from the water temperature sensor 17 for detecting the cooling water temperature of the engine, the current signal h output from the air-fuel ratio sensor 21, and the like are input. On the other hand, the output interface 11
From the fuel injection signal f to the fuel injection valve 5 and the ignition pulse g to the spark plug 18,
A reset signal RS, which will be described later, is output.

【0012】またスパークプラグ18には、高圧ダイオ
ード23を介してイオン電流を測定するためのバイアス
用電源24が接続されている。このバイアス電源24を
含むイオン電流測定のための回路及びその測定方法それ
自体は、当該分野で知られている種々の方法が使用でき
る。イオン電流測定用回路25としては、例えば、図2
に示すように、イオン電流Iiを増幅するイオン回路2
5aと、イオン回路25aから出力される信号からノッ
ク電流Inを抽出するバンドパスフィルタ25bと、抽
出されたノック電流Inを含む所定の周波数帯域の信号
の絶対値を作成するABS回路25cと、ABS回路2
5cから出力される絶対値信号を積分する積分回路25
dとからなるものがある。積分回路25dそれ自体は、
当該分野で公知の各種のものを適用するものであってよ
い。
A bias power source 24 for measuring an ion current is connected to the spark plug 18 via a high voltage diode 23. As the circuit for measuring the ion current including the bias power source 24 and the measuring method itself, various methods known in the art can be used. As the ion current measuring circuit 25, for example, FIG.
As shown in, the ion circuit 2 for amplifying the ion current Ii
5a, a bandpass filter 25b that extracts a knock current In from the signal output from the ion circuit 25a, an ABS circuit 25c that creates an absolute value of a signal in a predetermined frequency band that includes the extracted knock current In, and an ABS. Circuit 2
Integrating circuit 25 for integrating the absolute value signal output from 5c
Some consist of d and. The integrating circuit 25d itself is
Various types known in the art may be applied.

【0013】イオン回路25aには、図3に示すよう
に、2個の電圧駆動素子である第1及び第2電界効果ト
ランジスタFET1、FET2とダイオードDi1、D
i2と抵抗R1とコンデンサC1とで構成されるチャー
ジアンプCAが内蔵されている。このチャージアンプC
Aは、イオン回路25aの初段に形成されており、出力
信号がイオン回路25a内で増幅されるものである。第
1電界効果トランジスタFET1は、そのドレインD1
にイオン電流Iiが入力されるように構成され、第1ゲ
ートG11には抵抗R1とコンデンサC1とからなる時
定数回路TCCが接続され、第2ゲートG12はソース
S1と接続されて第2電界効果トランジスタFET2の
ドレインD2に接続される。ソースS1とクランドGD
との間には、ダイオードDi1が接続される。また、第
2電界効果トランジスタFET2のソースS2は、この
イオン回路25aの出力端Toutとなっており、その
第1ゲートG21が第1電界効果トランジスタFET1
の第1ゲートG11に接続されるとともに、グランドG
Dとの間にはダイオードDi2が接続れされている。そ
して、抵抗R1の一方の端部が、このイオン回路25a
の制御信号入力端Tcsとなっている。
In the ion circuit 25a, as shown in FIG. 3, there are two voltage driving elements, first and second field effect transistors FET1 and FET2 and diodes Di1 and D.
A charge amplifier CA including i2, a resistor R1, and a capacitor C1 is incorporated. This charge amplifier C
A is formed in the first stage of the ion circuit 25a, and the output signal is amplified in the ion circuit 25a. The first field effect transistor FET1 has its drain D1.
The ion current Ii is input to the first gate G11, the time constant circuit TCC including the resistor R1 and the capacitor C1 is connected to the first gate G11, and the second gate G12 is connected to the source S1. It is connected to the drain D2 of the transistor FET2. Source S1 and Kland GD
A diode Di1 is connected between and. The source S2 of the second field effect transistor FET2 is the output terminal Tout of the ion circuit 25a, and the first gate G21 thereof has the first field effect transistor FET1.
Is connected to the first gate G11 of
A diode Di2 is connected between D and D. The one end of the resistor R1 is connected to the ion circuit 25a.
Is the control signal input terminal Tcs.

【0014】電子制御装置6には、吸気圧センサ13か
ら出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力
される回転数信号bとをおもな情報とし、エンジン状態
に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正し
て燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時
間Tを決定し、その決定された通電時間により燃料噴射
弁5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴
射弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラムが内
蔵してある。また、上記のチャージアンプCAを制御す
る制御信号たるリセット信号RSを、点火時期から燃焼
開始までの間、すなわち放電時間に応じた期間の終了後
に、チャージアンプCAに出力するようプログラムも内
蔵されている。加えて、イオン電流Iiに重畳したノッ
ク周波数成分たるノック電流Inを検出するためのプロ
グラムが内蔵されている。ノック電流Inの検出プログ
ラムとしては、この分野で知られているものが広く利用
でき、ノック電流Inをバンドパスフィルタで抽出して
積分するもの等が挙げられ、具体的には、例えば、燃焼
の開始からシリンダ内に流れるイオン電流を検出して、
ノックの発生を検出するべく、イオン電流から所定周波
数特性を有するノック電流Inを分離し、分離したノッ
ク電流Inを積分し、積分結果に基づいてノックの発生
を検出するようにプログラミングしたプログラムが挙げ
られる。この実施例では、このような積分結果に基づい
てノックの発生を検出するプログラムを内蔵するもので
ある。
The electronic control unit 6 uses the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 13 and the rotation speed signal b output from the rotation speed sensor 14 as main information, and various types are determined according to the engine state. The fuel injection valve opening time, that is, the injector final energization time T is determined by correcting the basic injection time with the correction coefficient of, and the fuel injection valve 5 is controlled according to the determined energization time to supply the fuel according to the engine load. A program for injecting from the fuel injection valve 5 to the intake system 1 is built in. Also, a program is built in so that the reset signal RS, which is a control signal for controlling the charge amplifier CA, is output to the charge amplifier CA from the ignition timing to the start of combustion, that is, after the end of the period corresponding to the discharge time. There is. In addition, a program for detecting a knock current In, which is a knock frequency component superimposed on the ion current Ii, is incorporated. As a program for detecting knock current In, a program known in this field can be widely used, and a program for extracting knock current In with a bandpass filter and integrating the same can be mentioned. By detecting the ion current flowing in the cylinder from the start,
A program programmed to separate the knock current In having a predetermined frequency characteristic from the ion current, to integrate the separated knock current In, and to detect the occurrence of the knock based on the integration result in order to detect the occurrence of the knock is given. To be In this embodiment, a program for detecting the occurrence of knock based on such an integration result is incorporated.

【0015】このノック検出プログラムの概要は、図4
に示すとともに、チャージアンプCAの動作を交えなが
らノック検出動作を説明する。
An outline of this knock detection program is shown in FIG.
And the knock detection operation will be described with the operation of the charge amplifier CA.

【0016】ノックを検出するにあたって検出するイオ
ン電流Iiは、点火直後にバイパス電源24からスパー
クプラグ18にバイアス電圧を印加することにより生成
され、図5に示すように、上死点TDC手前で減少した
後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角近傍でそ
の値が最大となる特性を有している。そして、このよう
な低周波的な周波数特性のイオン電流Iiにおいて、ノ
ックが発生すると、ノックの程度に応じて高周波特性を
有するノック電流Inが重畳してくる。ノック電流In
の重畳しているイオン電流IiがチャージアンプCAに
入力されると、第1電界効果トランジスタFET1によ
り制限を受ける。すなわち、この時、ステップ状に立上
るリセット信号RSが制御信号入力端Tcsに入力され
ると、第1電界効果トランジスタFET1の第1ゲート
G11に印加される制御電圧Vgは、時定数回路TCC
の抵抗R1とコンデンサC1とで決定される時間長の期
間Pにおいて、緩やかに立上るものとなる。この制御電
圧Vgにより、第1及び第2電界効果トランジスタFE
T1、FET2の増幅度が制御され、入力されたイオン
電流Iiは制限を受けることとなる。つまり、第1及び
第2電界効果トランジスタFET1、FET2は、電気
的に制御可能な可変抵抗器として機能するものである。
The ion current Ii detected when detecting knock is generated by applying a bias voltage from the bypass power supply 24 to the spark plug 18 immediately after ignition, and decreases before the top dead center TDC as shown in FIG. After that, it has the characteristic that it increases again and its value becomes maximum near the crank angle where the combustion pressure becomes maximum. When knock occurs in the ion current Ii having such a low frequency frequency characteristic, a knock current In having a high frequency characteristic is superimposed according to the degree of knock. Knock current In
When the ionic current Ii on which is superimposed is input to the charge amplifier CA, it is limited by the first field effect transistor FET1. That is, at this time, when the reset signal RS that rises in a stepwise manner is input to the control signal input terminal Tcs, the control voltage Vg applied to the first gate G11 of the first field effect transistor FET1 changes to the time constant circuit TCC.
In the period P of the time length determined by the resistor R1 and the capacitor C1 of FIG. By this control voltage Vg, the first and second field effect transistors FE are
The amplification degrees of T1 and FET2 are controlled, and the input ion current Ii is limited. That is, the first and second field effect transistors FET1 and FET2 function as electrically controllable variable resistors.

【0017】その結果、出力端Toutに現れる出力電
流Ioutは、期間Pにおいては、入力されたイオン電
流Iiと同一の大きさではなく、第1及び第2電界効果
トランジスタFET1、FET2で付与される制限の大
きさに応じて、略0から漸次入力されたイオン電流Ii
に等しくなるように変化する。つまり、リセット信号R
Sは、時定数回路TCCを通過することにより放物線状
に増大する方向に変化する制御電圧Vgに変化し、この
制御電圧Vgの変化状態に一致して制限が変化する。し
たがって、期間Pにおいて出力される出力電流Iout
の大きさは、時間が経過するにしたがって大きくなるも
ので、ノック検出の障害となるイオン電流Ii検出開始
直後のパルス状に立上る電流変化は制限を受けて非常に
小さくしか出力されない。それゆえ、パルス状の電流変
化は、バンドパスフィルタ25bを通過したところでノ
ック電流Inと誤認し得る大きさを有しておらず、誤検
出されることもない。
As a result, the output current Iout appearing at the output end Tout is not the same magnitude as the input ion current Ii in the period P, and is given by the first and second field effect transistors FET1 and FET2. Depending on the size of the limit, the ionic current Ii gradually input from approximately 0
Changes to be equal to. That is, the reset signal R
S changes to the control voltage Vg that changes in a parabolic increasing direction by passing through the time constant circuit TCC, and the limit changes in accordance with the change state of the control voltage Vg. Therefore, the output current Iout output in the period P
Is increased with time, and the pulse-like current change immediately after the start of the detection of the ion current Ii, which is a hindrance to knock detection, is limited and is output only in a very small amount. Therefore, the pulsed current change does not have a magnitude that can be mistakenly recognized as the knock current In when passing through the bandpass filter 25b, and is not erroneously detected.

【0018】次に、ノック検出プログラムを説明する。Next, the knock detection program will be described.

【0019】この積分値Snを平均化することによりノ
ック強度を判定し、ノックの発生の有無を検出する。平
均化処理の一例として、下式のものを示す。なお、今回
のノック強度をKNKCKLVL、前回のノック強度
をKNOCKLVL、今回検出したノック電流Inの
積分値データをKNOCKDATAとする。
The knock intensity is determined by averaging the integrated value Sn, and the presence or absence of knock is detected. The following formula is shown as an example of the averaging process. Incidentally, KNKCKLVL the current knock intensity N, KNOCKLVL knock magnitude of last of O, the integrated value data of the current detected knock current In and KNOCKDATA.

【0020】 KNOCKLVLN =KNOCKLVLO +(KNOCKDATA−KNOCKLVLO )/n このノックの検出は、ノックウィンドウKWと称する所
定の期間のみ行われるもので、後述するように、このノ
ックウィンドウKWはエンジンの運転状態に応じてその
開始時点(リセット信号RSの印加開始時点と同一)が
点火時期を基準として変更されるようにプログラムされ
ている。なお、点火時期を基準とするとは、基本的には
点火時期を始点として、そこからの経過時間に基づくこ
とを意味しており、したがって、具体的には、点火時期
から計時することや点火終了時点からの経過時間を計時
することが考えられる。このノック検出プログラムで
は、ノックウィンドウKWの開始時点を変更するための
データとして、図6に示すような、回転数をパラメータ
として負荷の変化に対応して変化するノックウィンドウ
KWの開始時間(クランク角換算)との相関データを、
テーブルにして有している。この場合、回転数が高いほ
ど、かつ負荷が重いほど、開始時間は短くなっている。
[0020] KNOCKLVL N = KNOCKLVL O + (KNOCKDATA -KNOCKLVL O) / n detection of knock is intended to be performed only for a predetermined period of time referred to as a knock window KW, as described later, the operation of the knock window KW engine Depending on the state, the start time (the same as the start time of applying the reset signal RS) is programmed to be changed with reference to the ignition timing. It should be noted that the reference of the ignition timing basically means that the ignition timing is the starting point and is based on the elapsed time from that point. It is possible to measure the elapsed time from the time point. In this knock detection program, as data for changing the start time of the knock window KW, as shown in FIG. 6, the start time (crank angle) of the knock window KW that changes in response to a change in load using the rotation speed as a parameter. (Conversion)
I have a table. In this case, the higher the rotational speed and the heavier the load, the shorter the start time.

【0021】この実施例では、点火終了時点を検出し
て、点火終了からのノックウィンドウKWを開始する時
間を決めている。点火終了の検出は、図7に示す検出回
路SDCにより、点火コイル30からの信号を利用して
行っている。この検出回路SDCは、点火コイル30の
一次側コイル30aからの電圧Vpを、トランジスタT
rをオンオフさせることによりコンパレータ31の一方
の入力端子31aに印加し、コンパレータ31の他方の
入力端子31bには基準電圧Vrefを印加しておき、
コンパレータ31の出力が反転したことを中央演算処理
装置7で判断して点火終了時点を検出するものである。
すなわち、図8において、期間aではトランジスタTr
がオンしており、コンパレータ31の一方の入力端子3
1aには電圧が印加されない。この後点火時期に一致し
てトランジスタTrがオフされると、アーク放電(期間
b)の開始により例えば50V程度の電圧が前記一方の
入力端子31aに印加される。そして、アーク放電が終
了する(期間bと期間cとの境界)と、期間cでは前記
一方の入力端子31aに印加される電圧は例えば約12
Vに低下する。この期間b,cの間、トランジスタTr
はオフした状態にある。このような変化を示すコンパレ
ータ31の入力電圧に対し、前記他方の入力端子31b
に印加される基準電圧Vrefは、期間bにおける電圧
Vbと期間cにおける電圧Vcとの中間の大きさに設定
してある。したがって、コンパレータ31の出力は、前
記一次側コイル30aからの電圧Vpが期間bから期間
cに切り替わる際に、反転するものである、これは、点
火コイル30の二次側コイル30bに発生する電圧Vs
が消滅し点火が終了する時点と一致する。
In this embodiment, the time when the knock window KW is started from the end of ignition is determined by detecting the end of ignition. The detection of the end of ignition is performed by the detection circuit SDC shown in FIG. 7 using the signal from the ignition coil 30. This detection circuit SDC detects the voltage Vp from the primary coil 30a of the ignition coil 30 as a transistor T
By turning on and off r, the voltage is applied to one input terminal 31a of the comparator 31, and the reference voltage Vref is applied to the other input terminal 31b of the comparator 31,
The central processing unit 7 judges that the output of the comparator 31 has been inverted, and detects the ignition end point.
That is, in FIG. 8, in the period a, the transistor Tr
Is on, and one input terminal 3 of the comparator 31
No voltage is applied to 1a. After that, when the transistor Tr is turned off in accordance with the ignition timing, a voltage of, for example, about 50 V is applied to the one input terminal 31a due to the start of arc discharge (period b). When the arc discharge ends (the boundary between the period b and the period c), the voltage applied to the one input terminal 31a in the period c is, for example, about 12
Drop to V. During this period b and c, the transistor Tr
Is off. With respect to the input voltage of the comparator 31 showing such a change, the other input terminal 31b
The reference voltage Vref applied to is set to an intermediate value between the voltage Vb in the period b and the voltage Vc in the period c. Therefore, the output of the comparator 31 is inverted when the voltage Vp from the primary coil 30a is switched from the period b to the period c. This is the voltage generated in the secondary coil 30b of the ignition coil 30. Vs
Coincides with the time when the extinguishes and the ignition ends.

【0022】ノックウィンドウKWの制御において、ま
ずステップ51では、エンジン回転数及び負荷の大きさ
が検出され、得られたエンジン回転数及び負荷の大きさ
により、ウィンドウ開始時間TKNKOPNを決定す
る。つまり、このステップでは、上記したテーブルから
その時点における運転状態に応じた点火終了からノック
ウィンドウKWを開くまでの所要時間を決定するもので
ある。つぎにステップ52では、点火後、決定したウィ
ンドウ開始時間TKNKOPNの後にノックウィンドウ
KWを開くと同時に、リセット信号RSがチャージアン
プCAに入力される。すなわち、図5に示すように、ノ
ックウィンドウKWは、点火終了からウィンドウ開始時
間TKNKOPNの間閉じており、この間はイオン電流
Iiに相当するイオン回路25aの出力電流Ioがバン
ドパスフィルタ25bに入力されない状態にある。そし
て、点火終了からウィンドウ開始時間TKNKOPNが
経過すると、ノックウィンドウKWを開くので、ノック
電流Inが重畳した出力電流Ioがバンドパスフィルタ
25bに入力され、ノック電流Inがバンドパスフィル
タ25bから出力され、ABS回路25c及び積分回路
25dを経て中央演算処理装置7に入力される。
In the control of knock window KW, first in step 51, the engine speed and the magnitude of the load are detected, and the window start time TKNKOPN is determined based on the obtained engine speed and the magnitude of the load. That is, in this step, the time required from the end of ignition to the opening of the knock window KW according to the operating state at that time is determined from the above table. Next, at step 52, after the ignition, the knock window KW is opened after the determined window start time TKNKOPN, and at the same time, the reset signal RS is input to the charge amplifier CA. That is, as shown in FIG. 5, the knock window KW is closed during the window start time TKNKOPN from the end of ignition, and the output current Io of the ion circuit 25a corresponding to the ion current Ii is not input to the bandpass filter 25b during this period. Is in a state. Then, when the window start time TKNKOPN has elapsed from the end of ignition, the knock window KW is opened, so the output current Io on which the knock current In is superimposed is input to the bandpass filter 25b, and the knock current In is output from the bandpass filter 25b. It is input to the central processing unit 7 via the ABS circuit 25c and the integrating circuit 25d.

【0023】この後ステップ53では、ノックウィンド
ウKWが開いた後、設定された閉鎖時間KTLNKCL
が経過するとノックウィンドウKWを閉じる。閉鎖時間
KTLNKCLは、クランク角に換算して、例えば50
°CA程度あればよい。これによってバンドパスフィル
タ25bに入力されるイオン電流はなくなり、積分回路
25dはノックウィンドウKWが開いていた期間のノッ
ク電流Inの積分値Snを出力する。これによって、こ
の時のノック電流Inの積分値Snによりノックが検出
される。なお、積分回路25dは、例えばイグニッショ
ンパルスgの立ち上がりにタイミングでリセットされる
ものである。
After that, in step 53, after the knock window KW is opened, the set closing time KTLNKCL is set.
After, the knock window KW is closed. The closing time KTLNKCL is, for example, 50 when converted into a crank angle.
It may be about CA. As a result, the ion current input to the bandpass filter 25b disappears, and the integrating circuit 25d outputs the integrated value Sn of the knock current In during the period when the knock window KW was open. As a result, knock is detected by the integrated value Sn of the knock current In at this time. The integrating circuit 25d is reset at the timing of the rising of the ignition pulse g, for example.

【0024】このような構成であれば、エンジン回転数
に応じてノックウィンドウ開始時間TKNOPNが変え
られ、かつイオン電流Iiの検出開始直後は大きさの制
限されたイオン電流Iiがバンドパスフィルタ25bに
入力されるので、パルス状の電流変化が検出開始直後に
存在しようとも、電流レベルが低いために容易にノック
電流Inと識別でき、ノックの発生を誤ることなく検出
することができる。つまり、エンジンの回転が高くな
り、ノック電流Inとイオン電流Iiの検出開始との間
が低回転時より短くなっても、パルス状の電流変化がチ
ャージアンプCAにおいて小さくされているので、ノッ
ク電流Inの存在のみが顕著になり、誤認が防止され
る。
With such a configuration, the knock window start time TKNOPN is changed according to the engine speed, and immediately after the detection of the ion current Ii is started, the band-pass filter 25b receives the ion current Ii of a limited size. Since the input current is input, even if a pulse-like current change exists immediately after the start of detection, the current level is low, so that it can be easily distinguished from the knock current In, and the occurrence of knock can be detected without error. That is, even if the engine speed increases and the interval between the knock current In and the detection start of the ion current Ii becomes shorter than that during low speed, the pulse current change is reduced in the charge amplifier CA. Only the presence of In becomes prominent and misidentification is prevented.

【0025】また、エンジンの運転状態にあわせてウィ
ンドウ開始時間TKNKOPNを変更するので、ノック
が点火後どの時点で発生しようとも確実に検出できるも
のとなる。つまり、点火時期が進角していても、あるい
は逆に遅角していても、点火終了後、その時のエンジン
の運転状態に応じた所定時間の後にノックウィンドウK
Wを開くので、常に最適のタイミングで検出でき、ノッ
クの検出洩れとなることが防止できる。このように、ノ
ックの検出は、イオン電流から得られたノック電流を最
終的には積分して行うので、イオン電流がノック電流と
同等の高周波特性を有して変化しても、持続性のないそ
のような変化とノック電流とを確実に識別することがで
きる。
Further, since the window start time TKNKOPN is changed according to the operating condition of the engine, it is possible to surely detect the knock at any time after ignition. That is, even if the ignition timing is advanced or, conversely, is retarded, after the ignition ends, a knock window K is released after a predetermined time period according to the operating state of the engine at that time.
Since W is opened, it is possible to always detect at the optimum timing, and it is possible to prevent omission of knock detection. In this way, since knock detection is performed by finally integrating the knock current obtained from the ion current, even if the ion current changes with a high frequency characteristic equivalent to that of the knock current, the durability of the knock current remains unchanged. It is possible to reliably discriminate between such changes that do not exist and knock currents.

【0026】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、イグニッションパルスgの出力時
点を基準として、その後ノックウィンドウKWを開くま
での経過時間をエンジンの運転状態に応じて変更してノ
ックを検出するものであってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and the elapsed time until the knock window KW is subsequently opened is changed according to the operating state of the engine, with reference to the output timing of the ignition pulse g. Then, the knock may be detected.

【0027】また、積分回路25dに代えて、絶対値回
路25cの出力をA/D変換して、その変換値をデジタ
ル処理により積分するものであってもよい。
Further, instead of the integrating circuit 25d, the output of the absolute value circuit 25c may be A / D converted and the converted value may be integrated by digital processing.

【0028】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
In addition, the configuration of each part is not limited to the illustrated example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、ノイ
ズ成分が含まれている検出開始直後のイオン電流に制限
を付与し、所定の時間長の期間の終了によりその制限を
解除することにより、ノック周波数成分の識別性を著し
く良好にすることができ、よって確実にノックの発生を
検出することができ、その検出精度を向上させることが
できる。
As described above in detail, the present invention limits the ion current containing a noise component immediately after the start of detection, and releases the limit when the period of a predetermined time length ends. As a result, the distinguishability of the knock frequency component can be remarkably improved, so that the occurrence of knock can be detected with certainty, and the detection accuracy thereof can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例のイオン電流測定用回路のブロック
図。
FIG. 2 is a block diagram of an ion current measuring circuit of the same embodiment.

【図3】同実施例のチャージアンプの回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a charge amplifier of the same embodiment.

【図4】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of the embodiment.

【図5】同実施例の作用説明図。FIG. 5 is an operation explanatory view of the same embodiment.

【図6】同実施例のノックウィンドウ開始時間を決定す
るためのテーブルのデータを示すデータ説明図。
FIG. 6 is a data explanatory view showing data of a table for determining a knock window start time in the same embodiment.

【図7】同実施例の検出回路の概略回路図。FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a detection circuit of the same embodiment.

【図8】同実施例の検出回路の作用説明図。FIG. 8 is an operation explanatory view of the detection circuit of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 11…出力インターフェース 14…カムポジションセンサ 24…バイアス用電源 25…イオン電流測定用回路 25d…積分回路 FET1…第1電界効果トランジスタ FET…第2電界効果トランジスタ 6 ... Electronic control device 7 ... Central processing unit 8 ... Storage device 9 ... Input interface 11 ... Output interface 14 ... Cam position sensor 24 ... Bias power supply 25 ... Ion current measuring circuit 25d ... Integration circuit FET1 ... First electric field effect Transistor FET ... Second field effect transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼の開始からシリンダ内に流れるイオン
電流を検出してイオン電流に重畳するノック周波数成分
を検出することによりノックの発生を検出するイオン電
流によるノック検出方法であって、 イオン電流の検出開始時点から所定時間長の期間はイオ
ン電流が漸次増大するように制限を付与し、 前記期間の終了後はイオン電流に対する制限を解除し、 制限の解除されたイオン電流からノック周波数成分を分
離検出してノックの発生を検出することを特徴とするイ
オン電流によるノック検出方法。
1. A knock detection method using an ion current, which detects the occurrence of knock by detecting an ion current flowing in a cylinder from the start of combustion to detect a knock frequency component superimposed on the ion current. A limit is applied so that the ion current gradually increases from the detection start point of time, and after the end of the period, the limit on the ion current is released, and the knock frequency component is released from the released ion current. A method for detecting knock by ion current, characterized in that the occurrence of knock is detected separately.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19655261B4 (en) * 1996-06-03 2009-09-24 Mitsubishi Denki K.K. Control device for an internal combustion engine

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19655261B4 (en) * 1996-06-03 2009-09-24 Mitsubishi Denki K.K. Control device for an internal combustion engine
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