JPH11295188A - Control signal processing system for internal combustion engine - Google Patents

Control signal processing system for internal combustion engine

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JPH11295188A
JPH11295188A JP10311998A JP10311998A JPH11295188A JP H11295188 A JPH11295188 A JP H11295188A JP 10311998 A JP10311998 A JP 10311998A JP 10311998 A JP10311998 A JP 10311998A JP H11295188 A JPH11295188 A JP H11295188A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
value
knock
control signal
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Application number
JP10311998A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Honda
隆芳 本多
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Priority to US09/259,265 priority patent/US6246952B1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately determine various kinds of control signals, which are observed in an ionic current, for an internal combustion engine without being affected by a noise component or the like from the outside. SOLUTION: DFT frequency analysis is conducted by a processing part 44 in a DSP 40 of an ECU 20, using an ADD-converted value ADD-converted by an A/D converter 42 after extracting a prescribed frequency component, e.g. a knocking detecting signal, contained in #1-#4 ionic currents flowing between an ignition plug and a gland by an LPF 27, an HPE 28 or the like. Knocking determination is carried out based on a result by the frequency analysis to determine an operation condition of an internal combustion engine. That is, since a feature, for example generation of a noise or superposition of a noise, is observed remarkably in the result of the frequency analysis in the frequency analysis after the prescribed frequency component contained #1-#4 ionic currents is A/D-converted to be digitalized, the operation condition of the internal combustion engine is accurately determined.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼室
内で発生されるイオン電流を利用して各種制御のための
信号処理を実施する内燃機関用制御信号処理システムに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control signal processing system for an internal combustion engine that performs signal processing for various controls using an ionic current generated in a combustion chamber of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関用制御信号処理システム
に関連する先行技術文献としては、特開平6−1591
29号公報にて開示されたものが知られている。このも
のでは、周知の振動式のノックセンサを用いた信号処理
と同様、アナログ回路により内燃機関で発生するイオン
電流から特定周波数特性を有するノック電流を分離し積
分した結果に基づきノック判定する技術が示されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a prior art document related to a control signal processing system for an internal combustion engine, there is Japanese Patent Laid-Open No. 6-1591.
One disclosed in Japanese Patent Publication No. 29 is known. In this technology, similar to signal processing using a well-known vibration type knock sensor, a knock determination technique based on a result obtained by separating and integrating a knock current having a specific frequency characteristic from an ion current generated in an internal combustion engine by an analog circuit is disclosed. It is shown.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン電流
中に現れるノック信号の振幅は運転状態によっては小さ
く、また、イオン電流に対してパッシング(追越し)時
やフォーン(警笛)時に発生するような外部からのノイ
ズ成分が重畳したりすると、アナログ回路を用いて正確
なノック判定をすることは困難であった。
By the way, the amplitude of the knock signal appearing in the ion current is small depending on the operation state, and an external signal such as that generated at the time of passing (passing) or phone (horn) the ion current. If the noise component from the signal is superimposed, it is difficult to make an accurate knock determination using an analog circuit.

【0004】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、イオン電流中に現れる内燃機
関のための各種制御信号を外部からのノイズ成分等に影
響されることなく正確に判定することが可能な内燃機関
用制御信号処理システムの提供を課題としている。
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and various kinds of control signals for an internal combustion engine appearing in an ion current are accurately determined without being affected by external noise components. It is an object of the present invention to provide a control signal processing system for an internal combustion engine that can perform the control signal processing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の内燃機関用制
御信号処理システムによれば、イオン電流検出手段で検
出される点火プラグとグランドとの間を流れるイオン電
流に含まれる所定の周波数成分が周波数成分抽出手段で
抽出され、この演算処理手段でA/D変換されたA/D
変換値を用い周波数解析され、その結果にて内燃機関の
運転状態が判定される。即ち、イオン電流に含まれる所
定の周波数成分がA/D変換されディジタル化されたの
ちの周波数解析では、例えば、ノックの発生かノイズの
重畳であるかの特徴がその周波数解析結果に顕著に現れ
るため、内燃機関の運転状態を正確に判定することがで
きる。
According to the control signal processing system for an internal combustion engine of the present invention, the predetermined frequency component contained in the ionic current flowing between the ignition plug and the ground detected by the ionic current detecting means. Is extracted by the frequency component extracting means and A / D converted by the arithmetic processing means.
Frequency analysis is performed using the converted value, and the operation state of the internal combustion engine is determined based on the result. That is, in the frequency analysis after the predetermined frequency component included in the ion current is A / D converted and digitized, for example, the characteristic of occurrence of knock or superposition of noise appears remarkably in the frequency analysis result. Therefore, the operating state of the internal combustion engine can be accurately determined.

【0006】請求項2の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段によるA/D変換値を用いた周波
数解析するため、高速な乗算・加算処理可能なCPUと
してのDSPが用いられることでA/D変換値の取込毎
や全てのA/D変換値の取込直後における演算処理が可
能となる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present invention, a DSP as a CPU capable of high-speed multiplication / addition processing is used to perform frequency analysis using an A / D conversion value by an arithmetic processing means. Calculation processing can be performed each time an A / D converted value is taken or immediately after all A / D converted values are taken.

【0007】請求項3の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段でA/D変換値のフーリエ変換に
よる所定の周波数成分におけるスペクトル強度が算出さ
れるため、例えば、ノック検出処理ではノック中心周波
数におけるスペクトル強度やその近傍の周波数のスペク
トル強度が求められ、周波数に対応するスペクトル強度
の遷移状態が分かる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the third aspect, the arithmetic processing means calculates the spectrum intensity at a predetermined frequency component by the Fourier transform of the A / D conversion value. The spectrum intensity at a frequency and the spectrum intensity at a frequency near the frequency are obtained, and the transition state of the spectrum intensity corresponding to the frequency can be found.

【0008】請求項4の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段によるDFTアルゴリズムによれ
ば、予め設定されているA/D変換値取込みのためのゲ
ート区間において、A/D変換値の取込毎にフーリエ変
換、即ち、A/D変換値の取込間隔を利用してフーリエ
変換としてDFT演算が実行でき、ゲート区間の終了直
後にそのDFT演算結果を用い例えば、ノック判定処理
が可能となる。このため、ノック判定処理等における大
幅な処理時間の短縮ができる。
According to the control signal processing system for an internal combustion engine of the fourth aspect, according to the DFT algorithm by the arithmetic processing means, the A / D conversion value is obtained in a predetermined gate section for taking in the A / D conversion value. Fourier transform can be performed for each capture, that is, a Fourier transform can be performed using the capture interval of the A / D converted value, and immediately after the end of the gate section, for example, a knock determination process can be performed using the result of the DFT calculation. Becomes For this reason, the processing time in the knock determination processing and the like can be significantly reduced.

【0009】請求項5の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、演算処理手段によるFFTアルゴリズムによれ
ば、予め設定されているA/D変換値取込みのためのゲ
ート区間において、全てのA/D変換値が取込まれ、ゲ
ート区間の終了直後にフーリエ変換としてFFT演算が
実行され、そのFFT演算結果を用い例えば、ノック判
定処理が可能となる。このため、ノック判定処理等にお
ける信頼性が向上される。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the fifth aspect, according to the FFT algorithm by the arithmetic processing means, all the A / D conversions are performed in a gate section for taking in an A / D conversion value set in advance. A value is taken in, and immediately after the end of the gate section, an FFT operation is performed as a Fourier transform, and for example, a knock determination process can be performed using the result of the FFT operation. Therefore, the reliability in knock determination processing and the like is improved.

【0010】請求項6の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、請求項3と同様、演算処理手段で所定の周波数
成分におけるスペクトル強度が算出されることでノック
判定が可能となる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the sixth aspect, the knocking can be determined by calculating the spectrum intensity at a predetermined frequency component by the arithmetic processing means, as in the third aspect.

【0011】請求項7の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、周波数成分が複数であるため、ノック検出処理
でノック中心周波数におけるスペクトル強度やその近傍
の周波数のスペクトル強度が求められ、周波数に対応す
るスペクトル強度の遷移状態が分かる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present invention, since there are a plurality of frequency components, the spectrum intensity at the knock center frequency and the spectrum intensity at frequencies near the knock frequency are obtained by the knock detection processing, and correspond to the frequencies. The transition state of the spectrum intensity can be understood.

【0012】請求項8の内燃機関用制御信号処理システ
ムでは、仕様毎に必要な周波数成分が外部から送信され
設定されるため、例えば、4気筒や6気筒の内燃機関に
対応する所定の周波数成分におけるスペクトル強度を任
意に得ることができ、演算処理手段としてのDSP等を
共通化することができる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present invention, necessary frequency components are transmitted and set for each specification from the outside, so that, for example, a predetermined frequency component corresponding to a four-cylinder or six-cylinder internal combustion engine is provided. Can be obtained arbitrarily, and a DSP or the like as arithmetic processing means can be shared.

【0013】請求項9の内燃機関用制御信号処理システ
ムによれば、イオン電流検出手段で検出される点火プラ
グとグランドとの間を流れるイオン電流が、演算処理手
段にてA/D変換され、そのA/D変換値を用いてDS
Pにて演算処理され、その結果にて判定手段で内燃機関
の状態が判定される。即ち、イオン電流がA/D変換さ
れディジタル化されたのちのDSPによる演算処理で
は、例えば、ノックの発生かノイズの重畳であるかの特
徴がその演算処理結果に顕著に現れるため、内燃機関の
状態を正確に判定することができる。
According to the control signal processing system for an internal combustion engine of claim 9, the ion current flowing between the ignition plug and the ground detected by the ion current detecting means is A / D converted by the arithmetic processing means, DS using the A / D conversion value
The arithmetic processing is performed at P, and the state of the internal combustion engine is determined by the determination means based on the result. That is, in the arithmetic processing by the DSP after the ion current is A / D converted and digitized, for example, the characteristic of occurrence of knock or superimposition of noise appears remarkably in the arithmetic processing result. The state can be accurately determined.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples.

【0015】〈実施例1〉図1は本発明の実施の形態の
第1実施例にかかる内燃機関用制御信号処理システムに
おけるイオン電流検出ための電気的構成を示す回路図で
ある。なお、本実施例の内燃機関(図示略)は#1気筒
〜#4気筒の4気筒からなり各気筒の点火コイル/イグ
ナイタは同一構成であるため、以下では#1気筒に対す
る点火コイル/イグナイタ1について述べる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration for detecting an ion current in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. Since the internal combustion engine (not shown) of this embodiment is composed of four cylinders # 1 to # 4 and has the same configuration of the ignition coil / igniter of each cylinder, the ignition coil / igniter 1 for the # 1 cylinder will be described below. Is described.

【0016】図1において、10は点火コイルであり、
10aは点火コイル10の1次巻線、10bは点火コイ
ル10の2次巻線である。12は図示しない内燃機関の
燃焼室に配設される点火プラグである。点火コイル10
の1次巻線10aにはスイッチング素子(NPNトラン
ジスタ)11が接続されており、このスイッチング素子
11のベースに例えば、内燃機関に対する周知の点火制
御等を行う後述のECU(Electronic Control Unit:電
子制御ユニット)20からの点火指令信号#1IGTが
接続端子1aから入力され、スイッチング素子11がオ
ンとされることで、点火コイル10の1次巻線10aに
バッテリ電源(図示略)と接続された+B端子(接続端
子)からの1次電流I1 が通電される。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an ignition coil;
10a is a primary winding of the ignition coil 10, and 10b is a secondary winding of the ignition coil 10. Reference numeral 12 denotes a spark plug provided in a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown). Ignition coil 10
A switching element (NPN transistor) 11 is connected to the primary winding 10a of the first embodiment. An ECU (Electronic Control Unit: electronic control, which will be described later) for performing, for example, a well-known ignition control for an internal combustion engine, is connected to a base of the switching element 11. When the ignition command signal # 1IGT from the unit 20 is input from the connection terminal 1a and the switching element 11 is turned on, the primary winding 10a of the ignition coil 10 is connected to a + B connected to a battery power supply (not shown). A primary current I1 is supplied from a terminal (connection terminal).

【0017】また、点火コイル10の2次巻線10b側
における2次電流I2 が環流する電流路は、点火プラグ
12、点火コイル10の2次巻線10b、ツェナダイオ
ード13及びツェナダイオード14によって形成されて
いる。ここで、ツェナダイオード13は2次電流I2
(2次環流電流)の流れる方向に対して逆方向に接続さ
れ、これに並列に接続されたイオン電流検出用電源とし
てのコンデンサ15を充電するためのダイオードであ
る。また、ツェナダイオード14は2次電流I2 の流れ
る方向に対して順方向に接続され、これに並列にイオン
電流検出抵抗16が接続されている。
A current path in which the secondary current I2 circulates on the secondary winding 10b side of the ignition coil 10 is formed by the ignition plug 12, the secondary winding 10b of the ignition coil 10, the Zener diode 13 and the Zener diode 14. Have been. Here, the Zener diode 13 has a secondary current I2
This diode is connected in a direction opposite to the direction in which the (secondary circulating current) flows, and is connected in parallel with the diode to charge the capacitor 15 serving as an ion current detection power supply. The Zener diode 14 is connected in the forward direction with respect to the direction in which the secondary current I2 flows, and the ion current detecting resistor 16 is connected in parallel with the Zener diode 14.

【0018】イオン電流検出時には、周知のように、内
燃機関の#1気筒内の燃焼室に配設された点火プラグ1
2による点火火花の発生直後に、コンデンサ15から点
火コイル10の2次巻線10b、点火プラグ12の順に
イオン電流IION が流れる。このイオン電流IION に基
づき増幅器17にて増幅される#1イオン電流は接続端
子1bを介してECU20に入力される。
At the time of detecting the ion current, as is well known, the ignition plug 1 provided in the combustion chamber in the # 1 cylinder of the internal combustion engine is used.
Immediately after the occurrence of the ignition spark due to 2, the ion current IION flows from the capacitor 15 to the secondary winding 10 b of the ignition coil 10 and the ignition plug 12 in this order. The # 1 ion current amplified by the amplifier 17 based on the ion current IION is input to the ECU 20 via the connection terminal 1b.

【0019】図2は本発明の実施の形態の第1実施例に
かかる内燃機関用制御信号処理システムにおけるECU
20の構成を示すブロック図である。なお、4気筒の内
燃機関における点火順序は#1気筒→#3気筒→#4気
筒→#2気筒である。以下では、イオン電流を利用した
断線検出、ノック検出、失火検出、プレイグニッション
(Pre-Ignition:過早点火;以下、単に『プレイグ』と
記す)検出処理のうち、主としてノック検出処理につい
て述べる。
FIG. 2 shows an ECU in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of the embodiment 20. The ignition order in a four-cylinder internal combustion engine is # 1 cylinder → # 3 cylinder → # 4 cylinder → # 2 cylinder. Hereinafter, the knock detection processing will be mainly described among the disconnection detection, knock detection, misfire detection, and pre-ignition (Pre-Ignition: premature ignition; hereinafter, simply referred to as “pre-igne”) detection processing using ion current.

【0020】図2において、各気筒毎に発生される#1
イオン電流〜#4イオン電流は、ECU20内の対応す
るバッファ21,22,23,24を介して2つのMP
X(Multiplexer:多重化装置)25,26に入力され
る。MPX25,26にて#1イオン電流〜#4イオン
電流が切替えられ各処理毎に必要な信号が取出される。
つまり、ノック検出処理ではまず、LPF(Low Pass Fi
lter:ローパスフィルタ)27を介してノック検出の際
に不要な高周波からなるノイズ成分がノック検出用信号
から除去される。次に、HPF(High Pass Filter:ハ
イパスフィルタ)28を介して低周波からなるノイズ成
分も除去されたのちAMP(Amplifier:アンプ)29を
介してノック検出用信号が増幅される。AMP29にて
増幅されたノック検出用信号は後述のDFT周波数解析
のためDSP(Digital Signal Processor)40内のM
PX41を介してA/D変換器42に入力される。な
お、このDSP40は高速の乗算・加算処理可能なCP
Uと同等なものと見做すことができる。
In FIG. 2, # 1 generated for each cylinder
The ion current to the # 4 ion current are supplied to the two MPs via the corresponding buffers 21, 22, 23, and 24 in the ECU 20.
X (Multiplexer) 25,26. The MPXs 25 and 26 switch the # 1 ion current to # 4 ion current, and extract necessary signals for each process.
That is, in the knock detection processing, first, the LPF (Low Pass Fi
lter: a low-pass filter) is used to remove noise components composed of unnecessary high-frequency components from the knock detection signal at the time of knock detection. Next, after a noise component composed of a low frequency is removed through an HPF (High Pass Filter) 28, a knock detection signal is amplified through an AMP (Amplifier) 29. The knock detection signal amplified by the AMP 29 is transmitted to an M in a DSP (Digital Signal Processor) 40 for DFT frequency analysis described later.
The signal is input to the A / D converter 42 via the PX 41. It should be noted that the DSP 40 is a CP that can perform high-speed multiplication / addition processing.
It can be regarded as equivalent to U.

【0021】ここで、振動式のノックセンサに比べ、イ
オン電流に重畳されるノック信号成分はノック大のとき
でもかなり小さいため、このイオン電流波形をそのまま
A/D変換するには高分解能を有する高価なA/D変換
器が要求される。即ち、分解能がそれほど高くないA/
D変換器を用いイオン電流をそのまま増幅したのでは、
A/D変換可能な範囲(0〜5〔V〕)を越えてしまう
のである。これに対処するため、本実施例のA/D変換
器42には、HPF28によってノック信号成分として
例えば、1kHz以上の交流成分のみがイオン電流信号
の中から取出されたのちAMP29にて増幅されたのち
のノック検出用信号が入力される。これにより、分解能
がそれほど高くなくて安価なA/D変換器42の使用が
可能となりコストダウンが図られる。また、この場合に
おけるLPF27やHPF28においても、ノイズ除去
や交流成分取出用であり特別に特性の良いものを用いる
必要はなく安価で構成自体も簡単である。
Since the knock signal component superimposed on the ion current is considerably small even when the knock is large as compared with the vibration type knock sensor, the ion current waveform has a high resolution for A / D conversion as it is. An expensive A / D converter is required. That is, A /
If the ion current is amplified as it is using a D converter,
This exceeds the range in which A / D conversion is possible (0 to 5 [V]). To cope with this, in the A / D converter 42 of the present embodiment, only the AC component of, for example, 1 kHz or more is extracted from the ion current signal as a knock signal component by the HPF 28 and then amplified by the AMP 29. The later knock detection signal is input. As a result, it is possible to use the inexpensive A / D converter 42 having a low resolution and not so high cost. Also, in this case, the LPF 27 and the HPF 28 are also used for noise removal and AC component extraction, and need not be specially excellent in characteristics, and are inexpensive and simple in configuration.

【0022】この他、断線検出処理では、LPF27を
介して断線検出の際に不要な高周波からなるノイズ成分
が除去された断線検出用信号がそのままDSP40内の
MPX41を介してA/D変換器42に入力される。ま
た、失火検出処理では、LPF27を介して失火検出の
際に不要な高周波からなるノイズ成分が除去されAMP
30にて増幅された失火検出用信号がDSP40内のM
PX41を介してA/D変換器42に入力される。そし
て、プレイグ検出処理では、MPX26からLPF31
を介してプレイグ検出の際に不要な高周波からなるノイ
ズ成分が除去されAMP32にて増幅されたプレイグ検
出用信号がDSP40内のMPX41を介してA/D変
換器42に入力される。つまり、MPX41はMPX2
5,26と異なるタイミングで信号を切替えることがで
きる。更に、内燃機関の図示しない水温センサや吸気圧
センサ等からの各種センサ信号が必要に応じてDSP4
0内のMPX41を介してA/D変換器42に入力され
ている。
In addition, in the disconnection detection processing, the disconnection detection signal from which a noise component composed of unnecessary high frequency is removed via the LPF 27 through the MPX 41 in the DSP 40 as it is, and the A / D converter 42 Is input to In the misfire detection processing, a noise component composed of an unnecessary high frequency is removed through the LPF 27 when the misfire is detected.
The misfire detection signal amplified at 30 is the M
The signal is input to the A / D converter 42 via the PX 41. Then, in the plague detection process, the MPX 26 to the LPF 31
, A noise component composed of unnecessary high frequency is removed at the time of pre-ig detection, and a pre-ig detection signal amplified by the AMP 32 is input to the A / D converter 42 via the MPX 41 in the DSP 40. That is, MPX41 is MPX2
Signals can be switched at timings different from 5 and 26. Further, various sensor signals from a water temperature sensor, an intake pressure sensor, etc. (not shown) of the internal
0 is input to the A / D converter 42 via the MPX 41.

【0023】上述のように前処理された各種信号成分
が、DSP40内のA/D変換器42にてA/D変換さ
れ、断線検出用A/D変換値、ノック検出用A/D変換
値、失火検出用A/D変換値、プレイグ検出用A/D変
換値、その他のA/D変換値としてRAM43の対応す
る記憶領域内にそれぞれ格納される。そして、DSP4
0内の演算処理部44による失火・プレイグ検出処理で
は、予め設定された値(固定値)より大きい値が入力さ
れた時間が所定値以上となっているかで失火・プレイグ
判定され、DMA(Direct Memory Access)45を介し
てDSP40側からホストCPU50側へ転送される。
なお、これら失火・プレイグ検出用信号は、後述のノッ
ク検出用信号に比べ低周波信号であるため、A/D変換
のためのサンプリング周期は、ノック検出用信号のサン
プリング周期に比べ遅くてもよい。また、DMA45は
I/O(Input/Output)ポートであってもよい。
The various signal components pre-processed as described above are A / D-converted by an A / D converter 42 in the DSP 40, and the A / D conversion value for disconnection detection and the A / D conversion value for knock detection are provided. , A / D conversion values for misfire detection, A / D conversion values for plague detection, and other A / D conversion values are stored in the corresponding storage areas of the RAM 43. And DSP4
In the misfire / prague detection process performed by the arithmetic processing unit 44 within 0, a misfire / prague determination is made based on whether the input time of a value larger than a preset value (fixed value) is equal to or longer than a predetermined value, and DMA (Direct) is performed. The data is transferred from the DSP 40 to the host CPU 50 via a Memory Access 45.
Since these misfire / prague detection signals are lower frequency signals than knock detection signals described later, the sampling cycle for A / D conversion may be slower than the sampling cycle of knock detection signals. . The DMA 45 may be an I / O (Input / Output) port.

【0024】ここで、ノック検出用信号を周波数解析す
るためには、乗算・加算処理を高速で行う必要からDS
P40が用いられる。また、ノック検出や失火検出等の
種々の検出のため複数チャンネルのA/D変換を行うた
めには高速処理可能なA/D変換器42が用いられる。
そして、ECU20内のホストCPU50では、DSP
40からの出力値に基づき#1気筒〜#4気筒の点火コ
イル/イグナイタ(図示略)に点火指令信号#1IGT
〜#4IGTが出力インタフェース51を介して出力さ
れ、周知の点火制御が実施される。
Here, in order to analyze the frequency of the knock detection signal, it is necessary to perform multiplication / addition processing at high speed.
P40 is used. An A / D converter 42 capable of high-speed processing is used to perform A / D conversion of a plurality of channels for various detections such as knock detection and misfire detection.
In the host CPU 50 in the ECU 20, the DSP
An ignition command signal # 1IGT is supplied to ignition coils / igniters (not shown) of cylinders # 1 to # 4 based on the output value from cylinder 40.
To # 4IGT are output via the output interface 51, and well-known ignition control is performed.

【0025】次に、本実施例にかかる内燃機関用制御信
号処理システムを適用しノック検出用信号を抽出しDS
P40内の演算処理部44によるDFT周波数解析に基
づきノック判定を行うノック検出処理について説明す
る。
Next, the control signal processing system for an internal combustion engine according to this embodiment is applied to extract a knock detection signal,
A knock detection process for performing a knock determination based on the DFT frequency analysis by the arithmetic processing unit 44 in P40 will be described.

【0026】まず、本実施例にかかる内燃機関用制御信
号処理システムが適用され抽出されたノック検出用信号
の周波数とスペクトル強度との関係を示す図3を参照し
て説明する。
First, the relationship between the frequency and the spectrum intensity of the knock detection signal extracted by applying the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0027】図3に示すように、DFT演算を行う例え
ば、周波数df[0] 〜df[4] の5ポイントがDMA4
5を介してホストCPU50側からDSP40側に送信
される。なお、例えば、周波数df[0] =270はfx
[270] とも記し、DFT周波数解析結果の270番目の
データであることを示す。この周波数df[0] 〜df
[4] の5ポイントは、制御対象の内燃機関が直列4気筒
のときには図3(a)、V型6気筒のときには図3
(b)のように予め設定されている。なお、ここで、周
波数df[0] 〜df[4] の5ポイントを図2に示すホス
トCPU50より送信するようにしてもよい。これによ
り、DSP40を例えば、4気筒や6気筒の内燃機関に
かかわらず共通に使用することができる。ここで、周波
数df[0] は正規のノック中心周波数(ノック時に最大
スペクトル強度が得られる周波数)、周波数df[1] は
ノック中心周波数±αの周波数(ノックなし、ノック
大、ノック小の判定に用いる周波数)、周波数df[2]
はノック中心周波数近傍の周波数(内燃機関のばらつき
・経時変化等によりdf[0] のスペクトル強度<df
[2] のスペクトル強度のときに用いる周波数)、周波数
df[3] 及び周波数df[4] はその他、ノック・ノイズ
判定用の周波数である。このように、予めDFT演算を
行う周波数df[0] 〜df[4] の内容を決めておき、D
FT演算にて得られるそれぞれのスペクトル強度S[0]
〜S[4] 、即ち、各DFT値に基づきノック判定やノイ
ズ判定が実行される。
As shown in FIG. 3, for example, five points at frequencies df [0] to df [4] where DFT operation is performed are DMA4
5 from the host CPU 50 to the DSP 40 side. Note that, for example, the frequency df [0] = 270 is fx
[270] indicates that the data is the 270th data of the DFT frequency analysis result. This frequency df [0] to df
The four points [4] are shown in FIG. 3A when the internal combustion engine to be controlled is an in-line four-cylinder engine, and in FIG.
It is set in advance as shown in FIG. Here, the five points of the frequencies df [0] to df [4] may be transmitted from the host CPU 50 shown in FIG. Thus, the DSP 40 can be commonly used regardless of, for example, the four-cylinder or six-cylinder internal combustion engine. Here, the frequency df [0] is a normal knock center frequency (frequency at which the maximum spectrum intensity is obtained at the time of knocking), and the frequency df [1] is a frequency of the knock center frequency ± α (no knock, large knock, small knock determination). Frequency df [2]
Is the frequency near the knock center frequency (spectral intensity of df [0] <df
The frequency used when the spectrum intensity is [2]), the frequency df [3], and the frequency df [4] are other frequencies for knock noise determination. In this way, the contents of the frequencies df [0] to df [4] for performing the DFT operation are determined in advance, and D
Each spectrum intensity S [0] obtained by FT operation
To S [4], that is, knock determination and noise determination are performed based on each DFT value.

【0028】ここで、例えば、各気筒毎にノック判定や
ノイズ判定、ノックの大小を判定する必要がある場合、
S/N比の良い気筒または悪い気筒、点火プラグの劣化
等によってノック検出がし易い気筒またはし難い気筒が
混在することが考えられるため、それぞれの学習値に対
応させRAM43内に記憶領域を設けてあり、4気筒、
6気筒、8気筒からなる内燃機関等に対応する学習値等
の情報をDMA45にて通信させることで、DSP40
を共通化させることができる。同様の理由にて、各種ノ
ック判定係数・適合定数・ADJ(適応)値等も通信さ
せる。
Here, for example, when it is necessary to determine the knock, the noise, and the magnitude of the knock for each cylinder,
Cylinders with good S / N ratio or bad cylinders, cylinders that are easy to detect knock or cylinders that are difficult to detect due to deterioration of the spark plug, etc., can be mixed. Therefore, a storage area is provided in the RAM 43 in correspondence with each learning value. And four cylinders,
By transmitting information such as learning values corresponding to an internal combustion engine including six cylinders and eight cylinders by the DMA 45, the DSP 40
Can be shared. For the same reason, various knock determination coefficients, adaptation constants, ADJ (adaptive) values, and the like are also communicated.

【0029】次に、本実施例にかかる内燃機関用制御信
号処理システムを適用しノック検出用信号を抽出しノッ
ク判定する場合について、図4、図5及び図6を参照し
詳細に説明する。以下、#1〜#4は#1気筒〜#4気
筒に対応するものとし、#1気筒について主として説明
する。ここで、図4は各種信号等の遷移状態を示すタイ
ムチャート、図5は図4のゲート区間とノック検出用信
号との関係を示す拡大図、図6は図5のノック検出用信
号を更に拡大して示す説明図である。
Next, a case in which the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied to extract a knock detection signal and make a knock determination will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5 and 6. FIG. Hereinafter, # 1 to # 4 correspond to # 1 to # 4 cylinders, and the # 1 cylinder will be mainly described. Here, FIG. 4 is a time chart showing transition states of various signals, etc., FIG. 5 is an enlarged view showing a relationship between a gate section and a knock detection signal in FIG. 4, and FIG. 6 further shows a knock detection signal in FIG. FIG.

【0030】図4において、#1イオン電流としては、
ECU20から出力される点火指令信号#1IGTがH
igh(ハイ)からLow(ロー)となる点火タイミン
グでパルス波形が出力されたのち、#1TDC(Top Dea
d Center:上死点)を過ぎて点火が正常であると火炎が
燃焼室内に広がることで所望の波形が現出される。そし
て、ノック検出用A/D変換値取込区間としてのゲート
区間信号がホストCPU50からDSP40の演算処理
部44のノック検出処理におけるDFT周波数解析に対
応して出力される。このゲート区間信号によるゲート区
間はATDC(After Top Dead Center:上死点後)15
°CA(Crank Angle:クランク角)でLowからHig
hと立上がり、ATDC60°CA〜ATDC90°C
AでHighからLowと立下がる。このゲート区間が
Highとなる区間を含むように断線・ノック・失火検
出のためのMPX25が切替えられ#1選択とされる。
すると、#1イオン電流に対してMPX25の切替えに
よるノック検出用信号が得られる。このゲート区間がH
ighとなる区間にてノック検出用信号のA/D変換値
が順次取込まれ、後述のDFT演算処理がその都度実行
される。そして、ゲート区間がHighからLowとな
った直後にノック判定処理が実行される。
In FIG. 4, the # 1 ion current is
Ignition command signal # 1IGT output from ECU 20 is H
After a pulse waveform is output at the ignition timing from high (high) to low (low), # 1 TDC (Top Dea
If the ignition is normal after d Center (top dead center), the flame spreads into the combustion chamber and a desired waveform appears. Then, a gate section signal as a knock detection A / D conversion value acquisition section is output from the host CPU 50 in accordance with the DFT frequency analysis in the knock detection processing of the arithmetic processing section 44 of the DSP 40. The gate section by this gate section signal is ATDC (After Top Dead Center: after top dead center) 15
° CA (Crank Angle: crank angle) from Low to Hig
h and rise, ATDC60 ° CA ~ ATDC90 ° C
At A, it falls from High to Low. The MPX 25 for disconnection / knock / misfire detection is switched so that this gate section includes a High section and # 1 is selected.
Then, a knock detection signal is obtained by switching the MPX 25 for the # 1 ion current. This gate section is H
The A / D converted values of the knock detection signal are sequentially taken in the high section, and a DFT operation process described later is executed each time. Then, immediately after the gate section changes from High to Low, knock determination processing is executed.

【0031】図5に示すように、ゲート区間内のノック
検出用信号がA/D変換タイミング毎に順次A/D変換
され例えば、AD(0) ,AD(1) ,…,AD(140) ,A
D(141) ,…,AD(291) ,AD(292) からなるA/D
変換値の293個が取込まれる。ここで、図6に示すよ
うに、例えば、A/D変換値としてAD(140) を取込ん
だのちDFT演算としてdf[0] 演算、df[1] 演算、
df[2] 演算、df[3] 演算、df[4] 演算が実行され
る。なお、df[4] 演算ののち次のA/D変換値として
AD(141) を取込むまでに時間があれば、更にdf[5]
演算、df[6]演算、…と求めてもよい。そして、A
/D変換値としてAD(141) を取込んだのちDF
T演算として同様に、df[0] 演算、df[1] 演算、d
f[2] 演算、df[3] 演算、df[4] 演算が実行され
る。
As shown in FIG. 5, the knock detection signal in the gate section is sequentially A / D converted at each A / D conversion timing, for example, AD (0), AD (1),..., AD (140). , A
A / D composed of D (141),..., AD (291), AD (292)
293 conversion values are captured. Here, as shown in FIG. 6, for example, after taking in AD (140) as an A / D conversion value, df [0] operation, df [1] operation,
The df [2] operation, df [3] operation, and df [4] operation are executed. Note that if there is time after the df [4] operation to take in AD (141) as the next A / D conversion value, df [5]
Calculation, df [6] calculation,... And A
DF after taking in AD (141) as / D conversion value
Similarly, as the T operation, df [0] operation, df [1] operation, d
The f [2] operation, the df [3] operation, and the df [4] operation are executed.

【0032】次に、上述のように取込まれたA/D変換
値(AD(0) ,…,AD(n) )に対するDFT演算につ
いて図7及び図8を参照して具体的に説明する。
Next, the DFT operation on the A / D converted values (AD (0),..., AD (n)) fetched as described above will be specifically described with reference to FIGS. .

【0033】図7に示す行列式によってノック判定に必
要な周波数fx[k] のみ、A/D変換値が取込まれる毎
に順にフーリエ変換される。ここで、fx[k] はkで定
まる周波数のスペクトル強度、WN は回転因子、nは
0,1,…,N−1でありA/D変換値AD(n) の順番
を示すインデックス、NはA/D変換値の総数である。
また、回転因子WN は、次式(1)にて表され、kn=
NでWN knは1周し、その後は繰返しとなる。
According to the determinant shown in FIG. 7, only the frequency fx [k] necessary for knock determination is sequentially subjected to Fourier transform every time an A / D conversion value is taken. Here, fx [k] is the spectral intensity of the frequency determined by k, W N is a twiddle factor, n is an index indicating the order of A / D conversion value AD (n), where n is 0, 1,. N is the total number of A / D converted values.
The twiddle factor WN is expressed by the following equation (1), and kn =
At N, W N kn makes one round, and thereafter repeats.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】ここで、上式(1)におけるcos(2π
・k・n/N)は実部を表し、jsin(2π・k・n
/N)は虚部を表す。なお、図8に示すように、予めs
in関数のテーブルをROM(図示略)内に格納してお
き、DFT演算の際にそのテーブルデータが用いられ
る。cos関数の方は、sin関数のテーブルデータを
90°位相をずらして使用される。なお、図8には、サ
ンプリング開始値spSTからサンプリング終了値spEN
DまでのN=2048のときのsin関数のテーブルデ
ータを示す。ここで、図8のテーブルデータにおいて、
例えば、k=2のときの虚部の係数を求めるにはstart
Iの所から1つ置き、実部の係数を求めるにはstart R
の所から1つ置きに使用し、また、k=3のときの虚部
の係数を求めるにはstart Iの所から2つ置き、実部の
係数を求めるにはstart Rの所から2つ置きに使用すれ
ばよい。
Here, cos (2π
· K · n / N) represents the real part, and jsin (2π · k · n)
/ N) represents an imaginary part. In addition, as shown in FIG.
A table of the in function is stored in a ROM (not shown), and the table data is used in the DFT operation. The cos function is used by shifting the phase data of the sin function by 90 °. In FIG. 8, the sampling start value spST is changed to the sampling end value spEN.
The table data of the sine function when N = 2048 up to D is shown. Here, in the table data of FIG.
For example, to find the coefficient of the imaginary part when k = 2, start
To find the coefficient of the real part, start R
Are used every other place from the place, and two places from the place of start I to find the coefficient of the imaginary part when k = 3, and two places from the place of the start R to find the coefficient of the real part. You can use it for other places.

【0036】上述のように、N=2048であるとき、
ノック中心周波数df[0] のDFT演算値は以下のよう
にして算出される。r個目のDFT演算値=(A2 +B
2 1/2 となる。但し、A+jBは次式(2)にて表さ
れる。
As described above, when N = 2048,
The DFT calculation value of knock center frequency df [0] is calculated as follows. r-th DFT operation value = (A 2 + B
2 ) 1/2 . However, A + jB is represented by the following equation (2).

【0037】[0037]

【数2】 A+jB={W(0) ×AD(0) }+{W(1) ×AD(1) }+・・・ +{W(a) ×AD(a) }+・・・ +{W(2046)×AD(2046)}+{W(2047)×AD(2047)} ・・・(2) ここで、W(a) は次式(3)にて表される。なお、0≦
a≦2047であり、サンプリング周波数がft及びノ
ック中心周波数df[0] のときr=df[0] /(ft/
N)である。
A + jB = {W (0) × AD (0)} + {W (1) × AD (1)} + ... + {W (a) × AD (a)} + ... + {W (2046) × AD (2046)} + {W (2047) × AD (2047)} (2) where W (a) is represented by the following equation (3). Note that 0 ≦
a ≦ 2047, and when the sampling frequency is ft and the knock center frequency df [0], r = df [0] / (ft /
N).

【0038】[0038]

【数3】 W(a) =cos(2π・r・a/N)−jsin(2π・r・a/N) ・・・(3) 上述の図5におけるゲート区間では、AD(0) 〜AD(2
92) の293個のA/D変換値が用いられるだけであ
る。つまり、a>292となるAD(a) は全て「0」で
あるため、W(a) ×AD(a) =0となる。よって、a≦
292であるAD(a) だけを算出すればよい。そして、
図6に示すように、A/D変換値を1つ取込む毎にDF
T演算が実行されるため、ゲート区間の終了直後にDF
T演算結果を使用したノック判定処理が可能となる。即
ち、DFT(離散フーリエ変換)では、FFT(高速フ
ーリエ変換)のようにゲート区間における全てのA/D
変換値をRAM43内に一旦格納しておき、ゲート区間
の終了直後にそれらのA/D変換値を用いたフーリエ変
換演算を実行する必要がないため、ゲート区間の終了直
後からノック判定処理を完了するまでの処理時間が大幅
に短縮できる。
W (a) = cos (2π · ra / N) −jsin (2π · ra / N) (3) In the gate section in FIG. 5 described above, AD (0) 〜 AD (2
92) Only 293 A / D converted values are used. That is, since AD (a) satisfying a> 292 is all “0”, W (a) × AD (a) = 0. Therefore, a ≦
Only AD (a) which is 292 need be calculated. And
As shown in FIG. 6, each time one A / D conversion value is taken, DF
Since the T operation is performed, the DF
Knock determination processing using the result of the T operation can be performed. That is, in DFT (discrete Fourier transform), all A / Ds in the gate section are different from FFT (fast Fourier transform).
Since the converted values are temporarily stored in the RAM 43, and it is not necessary to execute the Fourier transform operation using the A / D converted values immediately after the end of the gate section, the knock determination processing is completed immediately after the end of the gate section. The processing time until the process can be greatly reduced.

【0039】次に、本発明の実施の形態の第1実施例に
かかる内燃機関用制御信号処理システムで使用されてい
るECU20内のDSP40におけるノック検出のベー
ス制御の処理手順を示す図9のフローチャートに基づい
て説明する。なお、このベース制御ルーチンは所定時間
毎にDSP40にて繰返し実行される。
Next, a flowchart of FIG. 9 showing a procedure of a base control of knock detection in the DSP 40 in the ECU 20 used in the control signal processing system for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. It will be described based on. This base control routine is repeatedly executed by the DSP 40 at predetermined time intervals.

【0040】図9において、ステップS101でホスト
CPU50からのゲート区間信号によりゲートON(オ
ン)タイミングであるかが判定される。ステップS10
1の判定条件が成立、即ち、ゲートONであるゲート区
間中となるまで待ってステップS102〜ステップS1
04でRAM43内の記憶領域の初期化が実行される。
まず、ステップS102では、実部の係数spR[N] が初
期値start R、虚部の係数spI[N] が初期値start I、
実部のフラグflg R[N] が「1」、虚部のフラグflg I
[N] が「−1」にセットされる(但し、Nは0〜4の
値)。
In FIG. 9, in step S101, it is determined from the gate section signal from the host CPU 50 whether it is the gate ON timing. Step S10
Wait until the determination condition of 1 is satisfied, that is, during the gate section in which the gate is ON.
At 04, the storage area in the RAM 43 is initialized.
First, in step S102, the real part coefficient spR [N] has an initial value start R, the imaginary part coefficient spI [N] has an initial value start I,
The real part flag flg R [N] is “1”, and the imaginary part flag flg I
[N] is set to “−1” (where N is a value of 0 to 4).

【0041】次にステップS103に移行して、実部の
加算値SR[N] 及び虚部の加算値SI[N] が共に「0」
にセットされる(但し、Nは0〜4の値)。次にステッ
プS104に移行して、A/D変換値の使用個数をカウ
ントするカウンタCNTが「0」にクリアされる。次に
ステップS105に移行して、後述のDFT演算処理が
実行されたのちステップS106に移行し、ゲートOF
Fタイミングであるかが判定される。ステップS106
の判定条件が成立せず、即ち、ゲートONのゲート区間
中であるときにはステップS105に戻って、20μs
毎の割込によるDFT演算処理が繰返し実行される。
Next, the processing shifts to step S103, where the added value SR [N] of the real part and the added value SI [N] of the imaginary part are both "0".
(Where N is a value of 0 to 4). Next, the process proceeds to step S104, and the counter CNT for counting the number of used A / D converted values is cleared to "0". Next, the processing shifts to step S105, where the DFT operation processing described later is executed, and then shifts to step S106, where the gate OF
It is determined whether it is F timing. Step S106
Is not satisfied, that is, during the gate ON gate section, the flow returns to step S105, and 20 μs
DFT calculation processing by each interrupt is repeatedly executed.

【0042】一方、ステップS106の判定条件が成
立、即ち、ゲート区間の終了直後であるときにはステッ
プS107に移行し、ステップS105による割込処理
を終了させたのち、ステップS108に移行し、ステッ
プS105のA/D変換値によるDFT演算処理結果を
用いて後述のノック判定処理が実行されたのちステップ
S101に戻り、以下同様の処理が繰返し実行される。
On the other hand, when the determination condition of step S106 is satisfied, that is, immediately after the end of the gate section, the flow shifts to step S107. After the interruption processing in step S105 is ended, the flow shifts to step S108. After a knock determination process described later is performed using the result of the DFT calculation process based on the A / D converted value, the process returns to step S101, and the same process is repeatedly performed.

【0043】次に、図9のステップS105におけるA
/D変換値取込みによるDFT演算の処理手順を示す図
10のフローチャートに基づいて説明する。なお、この
DFT演算ルーチンは20μs毎の割込によりDSP4
0にて繰返し実行される。
Next, A in step S105 of FIG.
A description will be given based on the flowchart of FIG. 10 showing the processing procedure of the DFT operation by taking in the / D conversion value. Note that this DFT operation routine is executed by the DSP 4 by an interrupt every 20 μs.
It is repeatedly executed at 0.

【0044】図10において、ステップS201でA/
D変換値が読込まれADとされ、ステップS202のD
FT演算におけるA/D変換値の総数Nが「0」にクリ
アされる。次にステップS203に移行して、DFT演
算処理における今回の実部SR[N] が次式(4)にて算
出される。
In FIG. 10, A /
The D-converted value is read and set as AD.
The total number N of A / D conversion values in the FT operation is cleared to “0”. Next, the process proceeds to step S203, where the real part SR [N] of the current time in the DFT calculation processing is calculated by the following equation (4).

【0045】[0045]

【数4】 SR[N] ←flg R[N] ×data(spR[N] )×AD+SR[N] ・・・(4) 次にステップS204に移行して、DFT演算処理にお
ける今回の虚部SI[N] が次式(5)にて算出される。
## EQU4 ## SR [N] ← flg R [N] × data (spR [N]) × AD + SR [N] (4) Next, the processing shifts to step S204, where the current imaginary part in the DFT operation processing is performed. SI [N] is calculated by the following equation (5).

【0046】[0046]

【数5】 SI[N] ←flg I[N] ×data(spI[N] )×AD+SI[N] ・・・(5) 次にステップS205に移行して、次の実部の係数spR
[N] 及び虚部の係数spI[N] のアドレスが次式(6)に
てそれぞれ算出される。ここで、df[N] は図3に示す
値であり、固定値またはホストCPU50から送信され
る値である。
## EQU5 ## SI [N] ← flg I [N] × data (spI [N]) × AD + SI [N] (5) Next, the process proceeds to step S205, where the coefficient spR of the next real part is obtained.
[N] and the address of the imaginary part coefficient spI [N] are calculated by the following equation (6). Here, df [N] is a value shown in FIG. 3, and is a fixed value or a value transmitted from the host CPU 50.

【0047】[0047]

【数6】 spR[N] ←spR[N] +df[N] spI[N] ←spI[N] +df[N] ・・・(6) 次にステップS206に移行して、実部の係数spR[N]
が図8に示すテーブルデータのサンプリング終了値spE
ND以上であるかが判定される。ステップS206の判
定条件が成立、即ち、実部の係数spR[N] がサンプリン
グ終了値spEND以上でテーブルデータを越えていると
きにはステップS207に移行し、実部の係数spR[N]
からサンプリング終了値spENDが減算され実部の係数
spR[N]とされる。次にステップS208に移行し、
図8に示すテーブルデータが1通り使用されたら実部の
フラグflg R[N] ×(−1)とされ、正負が反転さ
れる。一方、ステップS206の判定条件が成立せず、
即ち、実部の係数spR[N] がサンプリング終了値spEN
D未満であるときにはステップS207及びステップS
208がスキップされる。
[Formula 6] spR [N] ← spR [N] + df [N] spI [N] ← spI [N] + df [N] (6) Next, the processing shifts to step S206, where the real part coefficient spR [N]
Is the sampling end value spE of the table data shown in FIG.
It is determined whether it is ND or more. When the determination condition of step S206 is satisfied, that is, when the coefficient spR [N] of the real part exceeds the sampling end value spEND and exceeds the table data, the process proceeds to step S207, and the coefficient spR [N] of the real part.
Is subtracted from the sampling end value spEND and the coefficient of the real part
spR [N]. Next, the process proceeds to step S208,
When one table data shown in FIG. 8 is used, the flag flg R [N] × (−1) of the real part is set, and the sign is inverted. On the other hand, the determination condition of step S206 is not satisfied,
That is, the real part coefficient spR [N] is equal to the sampling end value spEN.
If the difference is less than D, step S207 and step S207
208 is skipped.

【0048】次にステップS209に移行して、虚部の
係数spI[N] が図8に示すテーブルデータのサンプリン
グ終了値spEND以上であるかが判定される。ステップ
S209の判定条件が成立、即ち、虚部の係数spI[N]
がサンプリング終了値spEND以上でテーブルデータを
越えているときにはステップS210に移行し、虚部の
係数spI[N] からサンプリング終了値spENDが減算さ
れ虚部の係数spI[N]とされる。次にステップS211
に移行し、図8に示すテーブルデータが1通り使用され
たら虚部のフラグflg I[N] ×(−1)とされ、正負が
反転される。一方、ステップS209の判定条件が成立
せず、即ち、虚部の係数spI[N] がサンプリング終了値
spEND未満であるときにはステップS210及びステ
ップS211がスキップされる。
Then, the flow shifts to step S209, where it is determined whether or not the imaginary part coefficient spI [N] is equal to or larger than the sampling end value spEND of the table data shown in FIG. The determination condition of step S209 is satisfied, that is, the imaginary part coefficient spI [N]
If is greater than or equal to the sampling end value spEND and exceeds the table data, the process moves to step S210, where the sampling end value spEND is subtracted from the imaginary part coefficient spI [N] to obtain the imaginary part coefficient spI [N]. Next, step S211
When one table data shown in FIG. 8 is used, the imaginary part flag is flg I [N] × (−1), and the sign is inverted. On the other hand, the determination condition of step S209 is not satisfied, that is, the imaginary part coefficient spI [N] is equal to the sampling end value.
If less than spEND, steps S210 and S211 are skipped.

【0049】次にステップS212に移行して、DFT
演算のポイント数Nが4であり5種類のDFT演算処理
が終了しているかが判定される。ステップS212の判
定条件が成立せず、即ち、DFT演算のポイント数Nが
4でなく未だ5種類のDFT演算処理が終了していない
ときにはステップS213に移行し、DFT演算のポイ
ント数Nが「+1」インクリメントされたのちステップ
S203に戻り、上述と同様の処理が繰返し実行され
る。そして、ステップS212の判定条件が成立、即
ち、DFT演算のポイント数Nが4となり5種類のDF
T演算処理が終了するとステップS214に移行し、A
/D変換値の使用個数をカウントするカウンタCNTが
「+1」インクリメントされたのち本ルーチンを終了す
る。
Next, the processing shifts to step S212, where the DFT
It is determined whether the number of calculation points N is 4 and the five types of DFT calculation processing have been completed. If the determination condition of step S212 is not satisfied, that is, if the number of points N of the DFT calculation is not 4 and the five types of DFT calculation processing have not yet been completed, the process proceeds to step S213, and the number of points N of the DFT calculation becomes “+1”. After the value is incremented, the process returns to step S203, and the same processing as described above is repeatedly performed. Then, the determination condition of step S212 is satisfied, that is, the number of points N of the DFT calculation becomes four and the five types of DFs
Upon completion of the T calculation process, the flow shifts to step S214 where A
After the counter CNT that counts the number of used / D converted values is incremented by "+1", this routine ends.

【0050】次に、図9のステップS108におけるD
FT演算処理結果を用いたノック判定の処理手順を示す
図11のフローチャートに基づいて説明する。なお、こ
のノック判定ルーチンはゲート区間の終了毎にDSP4
0にて繰返し実行される。
Next, D in step S108 in FIG.
A description will be given based on a flowchart of FIG. 11 showing a processing procedure of knock determination using an FT calculation processing result. This knock determination routine is executed every time the gate section ends.
It is repeatedly executed at 0.

【0051】図11において、ステップS301でDF
T演算のポイント数Nが「0」にクリアされたのちステ
ップS302に移行し、DFT演算処理で得られた実部
SR[N] と虚部SI[N] との絶対値、即ち、DFT値S
[N] が次式(7)にて算出される。
In FIG. 11, at step S301, the DF
After the point number N of the T operation is cleared to “0”, the process proceeds to step S302, where the absolute value of the real part SR [N] and the imaginary part SI [N] obtained by the DFT operation processing, that is, the DFT value S
[N] is calculated by the following equation (7).

【0052】[0052]

【数7】 S[N] ←{(SR[N] )2 +(SI[N] )2 1/2 ・・・(7) 次にステップS303に移行して、DFT演算のポイン
ト数Nが4であり5種類のDFT値S[N] の演算処理が
終了しているかが判定される。ステップS303の判定
条件が成立せず、即ち、DFT演算のポイント数Nが4
でなく未だ5種類のDFT値S[N] の演算処理が終了し
ていないときにはステップS304に移行し、DFT演
算のポイント数Nが「+1」インクリメントされたのち
ステップS302に戻り、上述と同様の処理が繰返し実
行される。
S (N) ← {(SR [N]) 2 + (SI [N]) 21/2 (7) Next, the process proceeds to step S303, where the number of points N in the DFT operation is calculated. Is 4, and it is determined whether the arithmetic processing of the five types of DFT values S [N] has been completed. The determination condition of step S303 is not satisfied, that is, the number of points N of the DFT calculation is 4
If the calculation processing of the five types of DFT values S [N] has not been completed yet, the flow shifts to step S304, and after the number of points N of the DFT calculation is incremented by "+1", the flow returns to step S302. The process is repeatedly executed.

【0053】そして、ステップS303の判定条件が成
立、即ち、DFT演算のポイント数Nが4となり5種類
のDFT値S[N] の演算処理が終了するとステップS3
05に移行し、DFT値S[4] が所定値K4未満である
かが判定される。ステップS305の判定条件が成立、
即ち、DFT値S[4] が所定値K4未満と小さいときに
はステップS306に移行し、DFT値S[3] が所定値
K3未満であるかが判定される。ステップS306の判
定条件が成立、即ち、DFT値S[3] が所定値K3未満
と小さいときにはステップS307に移行し、ノック中
心周波数のDFT値であるDFT値S[0] がDFT値S
[2] 以上であるかが判定される。これは、センサ等のば
らつきによりノック中心周波数がずれた場合の対策であ
る。
When the determination condition of step S303 is satisfied, that is, when the number of points N of the DFT calculation becomes 4 and the calculation processing of five types of DFT values S [N] is completed, step S3 is performed.
The process proceeds to 05, where it is determined whether the DFT value S [4] is less than the predetermined value K4. The determination condition of step S305 is satisfied,
That is, when the DFT value S [4] is smaller than the predetermined value K4, the process proceeds to step S306, and it is determined whether the DFT value S [3] is smaller than the predetermined value K3. When the determination condition of step S306 is satisfied, that is, when the DFT value S [3] is smaller than the predetermined value K3, the process proceeds to step S307, and the DFT value S [0] which is the DFT value of the knock center frequency is changed to the DFT value S.
[2] It is determined whether or not it is above. This is a countermeasure in a case where the knock center frequency is shifted due to a variation in a sensor or the like.

【0054】ステップS307の判定条件が成立、即
ち、DFT値S[0] がDFT値S[2]以上と大きいとき
にはステップS308に移行し、DFT値S[0] がノッ
ク値KNKとされる。一方、ステップS307の判定条
件が成立せず、即ち、DFT値S[0] がDFT値S[2]
未満と小さいときにはステップS309に移行し、DF
T値S[2] がノック値KNKとされる。次にステップS
310に移行して、ノック値KNKからDFT値S[1]
を減算した値が所定値K1を越えているかが判定され
る。ステップS310の判定条件が成立、即ち、ノック
値KNKからDFT値S[1] を減算した値が所定値K1
を越え大きいときにはステップS311に移行し、ノッ
ク値KNKからDFT値S[1] を減算した値が所定値K
1より大きな所定値K2を越えているかが判定される。
ステップS311の判定条件が成立、即ち、ノック値K
NKからDFT値S[1] を減算した値が所定値K2を越
え大きいときにはステップS312に移行し、ノック大
と判定され本ルーチンを終了する。
When the determination condition of step S307 is satisfied, that is, when the DFT value S [0] is larger than the DFT value S [2], the flow shifts to step S308, where the DFT value S [0] is set to the knock value KNK. On the other hand, the determination condition of step S307 is not satisfied, that is, the DFT value S [0] is changed to the DFT value S [2].
If less than DF, the flow shifts to step S309, where DF
T value S [2] is set as knock value KNK. Next, step S
Proceeding to 310, the knock value KNK is changed to the DFT value S [1].
It is determined whether the value obtained by subtracting the predetermined value exceeds a predetermined value K1. The determination condition of step S310 is satisfied, that is, the value obtained by subtracting the DFT value S [1] from the knock value KNK is equal to the predetermined value K1.
If the value exceeds the predetermined value K, the process proceeds to step S311, and the value obtained by subtracting the DFT value S [1] from the knock value KNK is equal to the predetermined value K.
It is determined whether the value exceeds a predetermined value K2 larger than 1.
The determination condition of step S311 is satisfied, that is, the knock value K
When the value obtained by subtracting the DFT value S [1] from NK is larger than the predetermined value K2, the process proceeds to step S312, where it is determined that the knock is large, and this routine ends.

【0055】一方、ステップS311の判定条件が成立
せず、即ち、ノック値KNKからDFT値S[1] を減算
した値が所定値K2以下と小さいときにはステップS3
13に移行し、ノック小と判定され本ルーチンを終了す
る。一方、ステップS305の判定条件が成立せず、即
ち、DFT値S[4] が所定値K4以上と大きいとき、ま
たはステップS306の判定条件が成立せず、即ち、D
FT値S[3] が所定値K3以上と大きいとき、またはス
テップS310の判定条件が成立せず、即ち、ノック値
KNKからDFT値S[1] を減算した値が所定値K1以
下と小さいときにはノイズと判定されステップS314
に移行し、ノックなしと判定され本ルーチンを終了す
る。
On the other hand, if the determination condition of step S311 is not satisfied, that is, if the value obtained by subtracting DFT value S [1] from knock value KNK is smaller than predetermined value K2, step S3 is executed.
Then, the routine proceeds to step 13, where it is determined that the knock is small, and the routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S305 is not satisfied, that is, when the DFT value S [4] is greater than or equal to the predetermined value K4, or when the determination condition of step S306 is not satisfied, that is, D
When the FT value S [3] is larger than the predetermined value K3 or when the determination condition of step S310 is not satisfied, that is, when the value obtained by subtracting the DFT value S [1] from the knock value KNK is smaller than the predetermined value K1. It is determined as noise and step S314
Then, it is determined that there is no knock, and this routine ends.

【0056】このように、本実施例の内燃機関用制御信
号処理システムは、内燃機関の各気筒毎に燃焼室に配設
された点火プラグ12とグランドとの間を流れるイオン
電流IION を検出する点火プラグ12、点火コイル1
0、コンデンサ15及びイオン電流検出抵抗16等から
なるイオン電流検出手段と、前記イオン電流検出手段で
検出されたイオン電流IION に含まれる所定の周波数成
分を抽出するECU20内のLPF27、HPF28等
からなる周波数成分抽出手段と、前記周波数成分抽出手
段で抽出された所定の周波数成分をA/D変換器42に
よってアナログ−ディジタル変換し、そのA/D変換値
を用いて周波数解析するECU20にて達成される演算
処理手段と、前記演算処理手段によるA/D変換値の周
波数解析結果に基づき内燃機関の運転状態を判定するE
CU20にて達成される運転状態判定手段とを具備する
ものである。
As described above, the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment detects the ion current IION flowing between the ignition plug 12 disposed in the combustion chamber and the ground for each cylinder of the internal combustion engine. Spark plug 12, ignition coil 1
0, an ion current detecting means including a capacitor 15, an ion current detecting resistor 16 and the like, and an LPF 27, an HPF 28 and the like in the ECU 20 for extracting a predetermined frequency component included in the ion current IION detected by the ion current detecting means. This is achieved by the frequency component extracting means and the ECU 20 which performs analog-to-digital conversion of the predetermined frequency component extracted by the frequency component extracting means by the A / D converter 42 and performs frequency analysis using the A / D converted value. Calculating means for determining the operating state of the internal combustion engine based on the frequency analysis result of the A / D converted value by the calculating means
Operating state determination means achieved by the CU 20.

【0057】つまり、点火プラグ12とグランドとの間
を流れるイオン電流IION に含まれる所定の周波数成分
がLPF27、HPF28等にて抽出され、A/D変換
器42にてA/D変換されたA/D変換値を用いECU
20にて周波数解析され、その結果にて内燃機関の運転
状態が判定される。即ち、イオン電流IION に含まれる
所定の周波数成分がA/D変換されディジタル化された
のちの周波数解析では、例えば、ノックの発生かノイズ
の重畳であるかの特徴がその周波数解析結果に顕著に現
れるため、内燃機関の運転状態を正確に判定することが
できる。
That is, a predetermined frequency component included in the ion current IION flowing between the spark plug 12 and the ground is extracted by the LPF 27, the HPF 28, and the like, and A / D converted by the A / D converter 42. ECU using / D conversion value
At 20, frequency analysis is performed, and the operation state of the internal combustion engine is determined based on the result. That is, in the frequency analysis after the predetermined frequency component included in the ion current IION is A / D converted and digitized, for example, the characteristic of occurrence of knock or superposition of noise is remarkably shown in the frequency analysis result. As a result, the operating state of the internal combustion engine can be accurately determined.

【0058】また、本実施例の内燃機関用制御信号処理
システムは、ECU20にて達成される演算処理手段が
DSP40による演算処理部44を用いるものである。
つまり、A/D変換値を用いた周波数解析ではA/D変
換値の取込間隔を利用した演算処理が必要であるため高
速な乗算・加算処理可能なCPUとしてのDSP40に
よる演算処理部44が用いられるのである。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 uses the arithmetic processing unit 44 by the DSP 40.
That is, in the frequency analysis using the A / D conversion value, the calculation processing using the acquisition interval of the A / D conversion value is necessary. Therefore, the calculation processing unit 44 by the DSP 40 as the CPU capable of the high-speed multiplication / addition processing is required. It is used.

【0059】そして、本実施例の内燃機関用制御信号処
理システムは、ECU20にて達成される演算処理手段
がA/D変換値のフーリエ変換による周波数解析を行い
所定の周波数成分におけるスペクトル強度を求めるもの
である。つまり、ECU20によってA/D変換値のフ
ーリエ変換による所定の周波数成分におけるスペクトル
強度が算出される。このため、例えば、ノック検出処理
ではノック中心周波数におけるスペクトル強度やその近
傍の周波数のスペクトル強度が求められ、周波数に対応
するスペクトル強度の遷移状態が分かる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 performs frequency analysis of the A / D converted value by Fourier transform to obtain the spectrum intensity at a predetermined frequency component. Things. That is, the ECU 20 calculates the spectrum intensity at a predetermined frequency component by Fourier transform of the A / D converted value. For this reason, for example, in the knock detection processing, the spectrum intensity at the knock center frequency and the spectrum intensity at frequencies near the knock center frequency are obtained, and the transition state of the spectrum intensity corresponding to the frequency is known.

【0060】更に、本実施例の内燃機関用制御信号処理
システムは、ECU20にて達成される演算処理手段が
A/D変換値のフーリエ変換としてDFTアルゴリズム
を用いるものである。つまり、DFTアルゴリズムによ
れば、予め設定されているA/D変換値取込みのための
ゲート区間において、A/D変換値の取込毎にフーリエ
変換、即ち、A/D変換値の取込間隔を利用してフーリ
エ変換としてDFT演算が実行でき、ゲート区間の終了
直後にそのDFT演算結果を用い例えば、ノック判定処
理が可能となる。このため、ノック判定処理等における
大幅な処理時間の短縮ができることとなる。
Further, in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 uses the DFT algorithm as the Fourier transform of the A / D converted value. That is, according to the DFT algorithm, Fourier transform is performed every time the A / D conversion value is fetched, that is, the fetching interval of the A / D conversion value, in the gate section for fetching the A / D conversion value that is set in advance. , A DFT operation can be executed as a Fourier transform, and immediately after the end of the gate section, for example, a knock determination process can be performed using the result of the DFT operation. For this reason, it is possible to greatly reduce the processing time in the knock determination processing and the like.

【0061】なお、本実施例では、DSP40内の演算
処理部44にてノック判定が実行されているが、DSP
40で算出されたDFT周波数解析結果をホストCPU
50にDMA45を介して通信し、ホストCPU50に
てノック判定を実行するようにしてもよい。
In the present embodiment, the knock determination is executed by the arithmetic processing unit 44 in the DSP 40.
The DFT frequency analysis result calculated in step 40 is used by the host CPU.
50 may be communicated via the DMA 45 and the host CPU 50 may execute the knock determination.

【0062】〈実施例2〉図12は本発明の実施の形態
の第2実施例にかかる内燃機関用制御信号処理システム
におけるECU20の構成を示すブロック図である。な
お、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分か
らなるものについては同一符号及び同一記号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。また、イオン電流検出ための
電気的構成については、上述の実施例の回路図を示す図
1と同様であり、その説明を省略する。そして、上述し
たように、4気筒の内燃機関における点火順序は#1気
筒→#3気筒→#4気筒→#2気筒であり、以下におい
ても、イオン電流を利用した断線検出、ノック検出、失
火検出、プレイグ検出処理のうち、主としてノック検出
処理について述べる。
<Embodiment 2> FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of an ECU 20 in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. In the drawings, the same reference numerals and symbols are given to components having the same configuration or corresponding portions as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted. The electrical configuration for detecting the ion current is the same as that of FIG. 1 showing the circuit diagram of the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted. Then, as described above, the ignition order in the four-cylinder internal combustion engine is # 1 cylinder → # 3 cylinder → # 4 cylinder → # 2 cylinder. In the following, disconnection detection, knock detection, misfire using ion current Of the detection and the plague detection processing, mainly the knock detection processing will be described.

【0063】図12において、上述の実施例との相違点
は、ECU20内のDSP40の演算処理部44による
ノック検出処理において、DFT周波数解析に替えてF
FT周波数解析ののちノック判定されることのみであ
る。そこで、本実施例にかかる内燃機関用制御信号処理
システムを適用しノック検出用信号を抽出しDSP40
内の演算処理部44によるFFT周波数解析に基づきノ
ック判定を行うノック検出処理について図12及び図1
3を参照して説明する。
In FIG. 12, the difference from the above-described embodiment is that in the knock detection processing by the arithmetic processing unit 44 of the DSP 40 in the ECU 20, F
Only the knock determination is made after the FT frequency analysis. Therefore, the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied to extract a knock detection signal, and the DSP 40
12 and 1 show a knock detection process for performing a knock determination based on the FFT frequency analysis by the arithmetic processing unit 44 in FIG.
3 will be described.

【0064】まず、図12に示すように、ECU20内
のMPX25にて#1イオン電流〜#4イオン電流が切
替えられノック検出処理に必要なノック検出用信号が取
出される(図13(a)参照)。この信号は、LPF2
7を介してノック検出の際に不要な高周波からなるノイ
ズ成分が除去され、HPF28を介して低周波からなる
ノイズ成分も除去されたのちAMP29を介して増幅さ
れる(図13(b)参照)。AMP29にて増幅された
ノック検出用信号はDSP40内のMPX41を介して
A/D変換器42に入力される。このように前処理され
たノック検出用信号が、DSP40内のA/D変換器4
2にてA/D変換され、ノック検出用A/D変換値とし
てRAM43の対応する記憶領域内に格納される。そし
て、DSP40内の演算処理部44のノック検出処理に
おいて、ノック検出用A/D変換値に対してFFT周波
数解析によれば、ノック中心周波数付近のスペクトル強
度が大きく現れる(図13(c)参照)。このようにし
て得られたスペクトル強度に基づきノック判定が行われ
る。
First, as shown in FIG. 12, the MPX 25 in the ECU 20 switches the # 1 ion current to the # 4 ion current to extract a knock detection signal necessary for the knock detection process (FIG. 13 (a)). reference). This signal is LPF2
7 removes unnecessary high-frequency noise components at the time of knock detection, and also removes low-frequency noise components via the HPF 28, and then amplifies via the AMP 29 (see FIG. 13B). . The knock detection signal amplified by the AMP 29 is input to the A / D converter 42 via the MPX 41 in the DSP 40. The knock detection signal preprocessed in this manner is supplied to the A / D converter 4 in the DSP 40.
A / D conversion is performed in step 2 and the A / D conversion value is stored in the corresponding storage area of the RAM 43 as an A / D conversion value for knock detection. Then, in the knock detection process of the arithmetic processing unit 44 in the DSP 40, according to the FFT frequency analysis on the A / D conversion value for knock detection, a large spectrum intensity near the knock center frequency appears (see FIG. 13C). ). Knock determination is performed based on the spectrum intensity thus obtained.

【0065】次に、本実施例にかかる内燃機関用制御信
号処理システムを適用しノック検出用信号を抽出しノッ
ク判定する場合について図14を参照して説明する。な
お、図14は各種信号等の遷移状態を示すタイムチャー
トである。
Next, a case where the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied to extract a knock detection signal and determine a knock will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a time chart showing transition states of various signals and the like.

【0066】図14において、#1イオン電流として
は、ECU20から出力される点火指令信号#1IGT
がHighからLowとなる点火タイミングでパルス波
形が出力されたのち、#1TDCを過ぎて点火が正常で
あると火炎が燃焼室内に広がることで所望の波形が現出
される。そして、ノック検出用A/D変換値取込区間と
してのゲート区間信号がホストCPU50からDSP4
0の演算処理部44のノック検出処理におけるFFT周
波数解析に対応して出力される。このゲート区間信号に
よるゲート区間はATDC15°CAでLowからHi
ghと立上がり、ATDC60°CA〜ATDC90°
CAでHighからLowと立下がる。このゲート区間
がHighとなる区間を含むように断線・ノック・失火
検出のためのMPX25が切替えられ#1選択とされ
る。すると、#1イオン電流に対してMPX25の切替
えによるノック検出用信号が得られる。このゲート区間
がHighとなる区間にてノック検出用信号の例えば、
50μs毎のA/D変換値が順次RAM43内に格納さ
れる。そして、ゲート区間がHighからLowとなっ
た直後からFFT演算処理が実行され、その演算結果に
基づきノック判定処理が実行される。
In FIG. 14, an ignition command signal # 1IGT output from the ECU 20 is used as the # 1 ion current.
After the pulse waveform is output at the ignition timing when the ignition goes from High to Low, if the ignition is normal after # 1 TDC, the flame spreads into the combustion chamber, and the desired waveform appears. A gate section signal as an A / D conversion value acquisition section for knock detection is sent from the host CPU 50 to the DSP 4.
0 is output in response to the FFT frequency analysis in the knock detection processing of the arithmetic processing unit 44 of 0. The gate section by this gate section signal is ATDC15 ° CA from Low to Hi.
gh and rise, ATDC60 ° CA ~ ATDC90 °
Fall from High to Low at CA. The MPX 25 for disconnection / knock / misfire detection is switched so that this gate section includes a High section and # 1 is selected. Then, a knock detection signal is obtained by switching the MPX 25 for the # 1 ion current. In the section where this gate section is High, for example, the knock detection signal
The A / D converted values for every 50 μs are sequentially stored in the RAM 43. Then, immediately after the gate section changes from High to Low, the FFT calculation processing is performed, and the knock determination processing is performed based on the calculation result.

【0067】即ち、上述の第1実施例との相違点は、ゲ
ート区間におけるA/D変換値が順次RAM43内に格
納されたのち、ゲート区間の終了直後からFFT演算処
理され、ノック判定処理されることのみである。このF
FT周波数解析ではゲート区間におけるA/D変換値が
全て取込まれないと演算処理できない。
That is, the difference from the first embodiment described above is that after the A / D converted values in the gate section are sequentially stored in the RAM 43, the FFT operation processing is performed immediately after the end of the gate section, and the knock determination processing is performed. It is only that. This F
In the FT frequency analysis, arithmetic processing cannot be performed unless all A / D conversion values in the gate section are captured.

【0068】次に、本発明の実施の形態の第2実施例に
かかる内燃機関用制御信号処理システムで使用されてい
るECU20内のDSP40におけるノック検出用信号
のA/D変換値格納及びFFT周波数解析の処理手順を
示す図15のフローチャートに基づいて説明する。な
お、このA/D変換値格納及びFFT周波数解析ルーチ
ンは50μs毎の割込でDSP40にて繰返し実行され
る。
Next, the A / D conversion value storage and the FFT frequency of the knock detection signal in the DSP 40 in the ECU 20 used in the control signal processing system for the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention. A description will be given based on the flowchart of FIG. 15 showing the processing procedure of the analysis. The A / D conversion value storage and the FFT frequency analysis routine are repeatedly executed by the DSP 40 at interruptions of 50 μs.

【0069】図15において、ステップS401でホス
トCPU50からのゲート区間信号によりゲートONで
あるかが判定される。ステップS401の判定条件が成
立、即ち、ゲートONであるゲート区間中であるとステ
ップS402に移行し、A/D変換値が取込まれる。次
にステップS403に移行して、RAM43内の記憶領
域への書込みが実行される。次にステップS404に移
行して、周波数解析開始フラグがONとされたのち本ル
ーチンを終了する。このようにして、ゲートONである
ゲート区間中にA/D変換値が順次RAM43内へ格納
される。
In FIG. 15, it is determined in step S401 whether or not the gate is ON based on the gate section signal from the host CPU 50. When the determination condition of step S401 is satisfied, that is, during the gate section in which the gate is ON, the process proceeds to step S402, and the A / D converted value is captured. Next, the process proceeds to step S403, where writing to the storage area in the RAM 43 is performed. Next, the routine proceeds to step S404, where the frequency analysis start flag is turned ON, and this routine ends. In this way, the A / D converted values are sequentially stored in the RAM 43 during the gate section in which the gate is ON.

【0070】一方、ステップS401の判定条件が成立
せず、即ち、ゲートOFFであるときにはステップS4
05に移行し、フラグONであるかが判定される。ステ
ップS405の判定条件が成立、即ち、周波数解析フラ
グONであるときにはステップS406に移行し、RA
M43内に格納されたA/D変換値による周知のFFT
周波数解析処理が実行される。次にステップS407に
移行して、ステップS406のFFT周波数解析結果に
よる後述のノック判定処理が実行される。次にステップ
S408に移行して、周波数解析開始フラグがOFFと
されたのち本ルーチンを終了する。一方、ステップS4
05の判定条件が成立せず、即ち、周波数解析開始フラ
グがOFFであるときには何もすることなく本ルーチン
を終了する。
On the other hand, if the judgment condition of step S401 is not satisfied, that is, if the gate is OFF, step S4
05, it is determined whether the flag is ON. When the determination condition of step S405 is satisfied, that is, when the frequency analysis flag is ON, the process proceeds to step S406, and RA
Well-known FFT using A / D conversion values stored in M43
A frequency analysis process is performed. Next, the process proceeds to step S407, in which a knock determination process described later based on the result of the FFT frequency analysis in step S406 is performed. Next, the routine proceeds to step S408, where the frequency analysis start flag is turned off, and this routine ends. On the other hand, step S4
When the determination condition of 05 is not satisfied, that is, when the frequency analysis start flag is OFF, this routine ends without performing anything.

【0071】次に、図15のステップS407における
ノック判定の処理手順を示す図16のフローチャートに
基づき、図17を参照して説明する。ここで、図17は
例えば、1kHz〜10kHzとする取扱周波数域にお
けるスペクトル強度の分布例を示す説明図である。な
お、このノック判定ルーチンは50μs毎の割込でDS
P40にて繰返し実行される。
Next, a description will be given, with reference to FIG. 17, based on a flowchart of FIG. 16 showing a processing procedure for knock determination in step S407 of FIG. Here, FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the distribution of the spectrum intensity in the handling frequency range of 1 kHz to 10 kHz. Note that this knock determination routine is performed by an interrupt every 50 μs.
It is repeatedly executed at P40.

【0072】図16において、ステップS501でノッ
ク中心周波数f0 のFFT演算値がR0、周波数(f0
+α)のFFT演算値がR1、取扱周波数域中で最大の
FFT演算値がR2とされる。ここで、αは約1kHz
に設定される。次にステップS502に移行して、ノッ
ク/ノイズ判定のための判定値K2,KN0,KN1,
KL1,KL2,KS0,KS1が決定される。次にス
テップS503に移行して、取扱周波数域中で最大のF
FT演算値R2が判定値K2未満であるかが判定され
る。ステップS503の判定条件が成立、即ち、取扱周
波数域中で最大のFFT演算値R2が判定値K2未満と
小さく、図17(a)に示すような関係にあるときには
ステップS504に移行し、ノックなしと判定され本ル
ーチンを終了する。
In FIG. 16, in step S501, the FFT calculation value of the knock center frequency f0 is R0, and the frequency (f0
+ Α) is R1 and the largest FFT calculation value in the handling frequency range is R2. Here, α is about 1 kHz
Is set to Next, the process proceeds to step S502, where the determination values K2, KN0, KN1,
KL1, KL2, KS0, and KS1 are determined. Next, the processing shifts to step S503, where the largest F
It is determined whether the FT operation value R2 is less than the determination value K2. When the determination condition of step S503 is satisfied, that is, when the maximum FFT calculation value R2 in the handling frequency range is smaller than the determination value K2 and has the relationship shown in FIG. 17A, the process proceeds to step S504, and there is no knock. Is determined, and this routine ends.

【0073】一方、ステップS503の判定条件が成立
せず、即ち、取扱周波数域中で最大のFFT演算値R2
が判定値K2以上と大きいときにはステップS505に
移行し、ノック中心周波数f0 のFFT演算値R0が取
扱周波数域中で最大のFFT演算値R2に等しい、かつ
ノック中心周波数f0 のFFT演算値R0が判定値KN
0を越え、かつ周波数(f0 +α)のFFT演算値R1
が判定値KN1未満であるかが判定される。ステップS
505の判定条件が成立、即ち、図17(b)に示すよ
うな関係にあるときにはステップS506に移行し、ノ
ック中心周波数f0 のFFT演算値R0から周波数(f
0 +α)のFFT演算値R1を減算した値が判定値KL
1を越えているかが判定される。ステップS506の判
定条件が成立、即ち、ノック中心周波数f0 のFFT演
算値R0が周波数(f0 +α)のFFT演算値R1に判
定値KL1を加算した値より大きいときにはステップS
507に移行し、ノック大と判定され本ルーチンを終了
する。
On the other hand, the determination condition of step S503 is not satisfied, that is, the maximum FFT calculation value R2 in the handling frequency range.
Is larger than the determination value K2, the process proceeds to step S505, where the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0 is equal to the largest FFT calculation value R2 in the handling frequency range, and the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0 is determined. Value KN
FFT operation value R1 exceeding 0 and having a frequency (f0 + α)
Is smaller than the determination value KN1. Step S
When the determination condition of 505 is satisfied, that is, when the relationship is as shown in FIG. 17B, the process proceeds to step S506, and the frequency (f) is calculated from the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0.
0 + α) is the determination value KL obtained by subtracting the FFT calculation value R1.
It is determined whether the number exceeds one. If the determination condition of step S506 is satisfied, that is, if the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0 is larger than the value obtained by adding the determination value KL1 to the FFT calculation value R1 of the frequency (f0 + α), step S
The flow shifts to 507, where it is determined that knock is large, and this routine ends.

【0074】一方、ステップS506の判定条件が成立
せず、即ち、ノック中心周波数f0のFFT演算値R0
から周波数(f0 +α)のFFT演算値R1を減算した
値が判定値KL1以下であるときにはステップS508
に移行し、同じ値が判定値KL1より小さな判定値KL
2を越えているかが判定される。ステップS508の判
定条件が成立、即ち、図17(c)に示すように、ノッ
ク中心周波数f0 のFFT演算値R0から周波数(f0
+α)のFFT演算値R1を減算した値が判定値KL2
を越え大きいときにはステップS509に移行し、ノッ
ク小と判定され本ルーチンを終了する。ここで、ステッ
プS508の判定条件が成立せず、即ち、ノック中心周
波数f0 のFFT演算値R0から周波数(f0 +α)の
FFT演算値R1を減算した値が判定値KL2以下であ
るときにはステップS510に移行し、ノックなしと判
定され本ルーチンを終了する。
On the other hand, the determination condition of step S506 is not satisfied, that is, the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0.
If the value obtained by subtracting the FFT calculation value R1 of the frequency (f0 + α) from the value is equal to or smaller than the determination value KL1, the process proceeds to step S508.
And the same value is smaller than the determination value KL1.
It is determined whether the number exceeds two. The determination condition of step S508 is satisfied, that is, as shown in FIG. 17C, the frequency (f0) is calculated from the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0.
+ Α) is the determination value KL2
If it is larger than the threshold value, the process proceeds to step S509, where it is determined that the knock is small, and the routine ends. Here, when the determination condition of step S508 is not satisfied, that is, when the value obtained by subtracting the FFT calculation value R1 of the frequency (f0 + α) from the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0 is equal to or smaller than the determination value KL2, the process proceeds to step S510. Then, it is determined that there is no knock, and this routine ends.

【0075】一方、ステップS505の判定条件のうち
1つでも不成立であるときにはステップS511に移行
し、ノック中心周波数f0 のFFT演算値R0が判定値
KS0を越え大きく、かつ周波数(f0 +α)のFFT
演算値R1が判定値KS1を越え大きいかが判定され
る。ステップS511の判定条件が成立、即ち、図17
(d)に示すような関係にあるときにはステップS51
2に移行し、ノイズAと判定され本ルーチンを終了す
る。このノイズAとしては、パッシングや警笛等で大電
流が流れる場合に発生される。一方、ステップS511
の判定条件のうち1つでも不成立であるときにはステッ
プS513に移行し、図17(e)に示すように、ノイ
ズBと判定され本ルーチンを終了する。このノイズBと
しては、様々な外乱ノイズにより発生される。
On the other hand, if at least one of the judgment conditions in step S505 is not satisfied, the flow shifts to step S511, where the FFT calculation value R0 of the knock center frequency f0 is larger than the judgment value KS0 and is larger than the FFT of the frequency (f0 + α).
It is determined whether the calculated value R1 is larger than the determination value KS1. The determination condition of step S511 is satisfied, that is, FIG.
If the relationship is as shown in (d), step S51
Then, the routine goes to 2 and is determined to be noise A, and this routine ends. The noise A is generated when a large current flows due to passing or a horn. On the other hand, step S511
If at least one of the determination conditions is not satisfied, the flow shifts to step S513, and as shown in FIG. 17 (e), it is determined to be noise B, and this routine ends. The noise B is generated by various disturbance noises.

【0076】なお、本実施例では、DSP40内の演算
処理部44にてFFT周波数解析されノック判定されて
いるが、図18に示すように、DSP40によるFFT
周波数解析結果に基づきホストCPU50にてノック判
定を実行するようにしてもよい。
In this embodiment, the arithmetic processing unit 44 in the DSP 40 analyzes the FFT frequency and makes a knock determination. However, as shown in FIG.
Knock determination may be performed by host CPU 50 based on the frequency analysis result.

【0077】このように、本実施例の内燃機関用制御信
号処理システムは、内燃機関の各気筒毎に燃焼室に配設
された点火プラグ12とグランドとの間を流れるイオン
電流IION を検出する点火プラグ12、点火コイル1
0、コンデンサ15及びイオン電流検出抵抗16等から
なるイオン電流検出手段と、前記イオン電流検出手段で
検出されたイオン電流IION に含まれる所定の周波数成
分を抽出するECU20内のLPF27、HPF28等
からなる周波数成分抽出手段と、前記周波数成分抽出手
段で抽出された所定の周波数成分をA/D変換器42に
よってアナログ−ディジタル変換し、そのA/D変換値
を用いて周波数解析するECU20にて達成される演算
処理手段と、前記演算処理手段によるA/D変換値の周
波数解析結果に基づき内燃機関の運転状態を判定するE
CU20にて達成される運転状態判定手段とを具備する
ものである。
As described above, the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment detects the ion current IION flowing between the ignition plug 12 provided in the combustion chamber and the ground for each cylinder of the internal combustion engine. Spark plug 12, ignition coil 1
0, an ion current detecting means including a capacitor 15, an ion current detecting resistor 16 and the like, and an LPF 27, an HPF 28 and the like in the ECU 20 for extracting a predetermined frequency component included in the ion current IION detected by the ion current detecting means. This is achieved by the frequency component extracting means and the ECU 20 which performs analog-to-digital conversion of the predetermined frequency component extracted by the frequency component extracting means by the A / D converter 42 and performs frequency analysis using the A / D converted value. Calculating means for determining the operating state of the internal combustion engine based on the frequency analysis result of the A / D converted value by the calculating means
Operating state determination means achieved by the CU 20.

【0078】つまり、点火プラグ12とグランドとの間
を流れるイオン電流IION に含まれる所定の周波数成分
がLPF27、HPF28等にて抽出され、A/D変換
器42にてA/D変換されたA/D変換値を用いECU
20にて周波数解析され、その結果にて内燃機関の運転
状態が判定される。即ち、イオン電流IION に含まれる
所定の周波数成分がA/D変換されディジタル化された
のちの周波数解析では、例えば、ノックの発生かノイズ
の重畳であるかの特徴がその周波数解析結果に顕著に現
れるため、内燃機関の運転状態を正確に判定することが
できる。
That is, a predetermined frequency component contained in the ion current IION flowing between the spark plug 12 and the ground is extracted by the LPF 27, the HPF 28, and the like, and A / D converted by the A / D converter 42. ECU using / D conversion value
At 20, frequency analysis is performed, and the operation state of the internal combustion engine is determined based on the result. That is, in the frequency analysis after the predetermined frequency component included in the ion current IION is A / D converted and digitized, for example, the characteristic of occurrence of knock or superposition of noise is remarkably shown in the frequency analysis result. As a result, the operating state of the internal combustion engine can be accurately determined.

【0079】また、本実施例の内燃機関用制御信号処理
システムは、ECU20にて達成される演算処理手段が
DSP40による演算処理部44を用いるものである。
つまり、A/D変換値を用いた周波数解析では全てのA
/D変換値の取込直後の演算処理が必要であるため高速
な乗算・加算処理可能なCPUとしてのDSP40によ
る演算処理部44が用いられるのである。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 uses the arithmetic processing unit 44 by the DSP 40.
That is, in the frequency analysis using the A / D conversion value, all A
The arithmetic processing unit 44 by the DSP 40 as a CPU capable of high-speed multiplication / addition processing is used because the arithmetic processing immediately after fetching the / D conversion value is required.

【0080】そして、本実施例の内燃機関用制御信号処
理システムは、ECU20にて達成される演算処理手段
がA/D変換値のフーリエ変換による周波数解析を行い
所定の周波数成分におけるスペクトル強度を求めるもの
である。つまり、ECU20によってA/D変換値のフ
ーリエ変換による所定の周波数成分におけるスペクトル
強度が算出される。このため、例えば、ノック検出処理
ではノック中心周波数におけるスペクトル強度やその近
傍の周波数のスペクトル強度が求められ、周波数に対応
するスペクトル強度の遷移状態が分かる。
In the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 performs frequency analysis of the A / D conversion value by Fourier transform to obtain the spectrum intensity at a predetermined frequency component. Things. That is, the ECU 20 calculates the spectrum intensity at a predetermined frequency component by Fourier transform of the A / D converted value. For this reason, for example, in the knock detection processing, the spectrum intensity at the knock center frequency and the spectrum intensity at frequencies near the knock center frequency are obtained, and the transition state of the spectrum intensity corresponding to the frequency is known.

【0081】更に、本実施例の内燃機関用制御信号処理
システムは、ECU20にて達成される演算処理手段が
A/D変換値のフーリエ変換としてFFTアルゴリズム
を用いるものである。つまり、FFTアルゴリズムによ
れば、予め設定されているA/D変換値取込みのための
ゲート区間において、全てのA/D変換値が取込まれ、
ゲート区間の終了直後にフーリエ変換としてFFT演算
が実行され、そのFFT演算結果を用い例えば、ノック
判定処理が可能となる。このため、ノック判定処理等に
おける信頼性が向上される。
Further, in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the present embodiment, the arithmetic processing means achieved by the ECU 20 uses the FFT algorithm as the Fourier transform of the A / D converted value. In other words, according to the FFT algorithm, all A / D conversion values are captured in a gate section that is set in advance for A / D conversion value capture,
Immediately after the end of the gate section, an FFT operation is performed as a Fourier transform, and for example, a knock determination process can be performed using the result of the FFT operation. Therefore, the reliability in knock determination processing and the like is improved.

【0082】ところで、上記実施例では、DSP40の
演算処理部44におけるノック検出処理でDFT周波数
解析やFFT周波数解析を行っているが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、FIR
(Finite Impulse Response;有限インパルス応答)フィ
ルタやIIR(Infinite Impulse Response;無限インパ
ルス応答)フィルタ等を用いて周波数解析を行ってもよ
い。
In the above embodiment, the DFT frequency analysis and the FFT frequency analysis are performed by the knock detection processing in the arithmetic processing unit 44 of the DSP 40. However, the present invention is not limited to this. No, FIR
The frequency analysis may be performed using a (Finite Impulse Response) filter, an IIR (Infinite Impulse Response) filter, or the like.

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

【図1】 図1は本発明の実施の形態の第1実施例及び
第2実施例にかかる内燃機関用制御信号処理システムに
おけるイオン電流検出ための電気的構成を示す回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration for detecting an ion current in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first example and a second example of an embodiment of the present invention.

【図2】 図2は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムにおけるECUの
構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ECU in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first example of an embodiment of the present invention.

【図3】 図3は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムが適用され抽出さ
れたノック検出用信号の周波数とスペクトル強度との関
係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a frequency of a knock detection signal extracted by applying the control signal processing system for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention and a spectrum intensity; is there.

【図4】 図4は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムにおける各種信号
等の遷移状態を示すタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart showing transition states of various signals and the like in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the first example of the embodiment of the present invention.

【図5】 図5は図4のゲート区間とノック検出用信号
との関係を示す拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view showing a relationship between a gate section and a knock detection signal in FIG. 4;

【図6】 図6は図5のノック検出用信号を更に拡大し
て示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the knock detection signal of FIG. 5 in a further enlarged manner.

【図7】 図7は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムで使用されるDF
T演算の行列式である。
FIG. 7 is a DF used in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first example of an embodiment of the present invention;
This is the determinant of the T operation.

【図8】 図8は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムでROM内に格納
されているsin関数のテーブルである。
FIG. 8 is a table of a sine function stored in a ROM in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the first example of the embodiment of the present invention.

【図9】 図9は本発明の実施の形態の第1実施例にか
かる内燃機関用制御信号処理システムで使用されている
ECU内のDSPにおけるノック検出のベース制御の処
理手順を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a base control of knock detection in a DSP in an ECU used in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a first example of an embodiment of the present invention. .

【図10】 図10は図9のDFT演算の処理手順を示
すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure of the DFT operation in FIG. 9;

【図11】 図11は図9のノック判定の処理手順を示
すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of knock determination in FIG. 9;

【図12】 図12は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムにおけるEC
Uの構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is an EC in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a second example of the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of U.

【図13】 図13は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムにおけるイオ
ン電流波形とその抽出された波形とその波形における周
波数とスペクトル強度との関係を示す説明図である。
FIG. 13 shows an ion current waveform in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a second example of the embodiment of the present invention, an extracted waveform thereof, and a relationship between a frequency and a spectrum intensity in the waveform. FIG.

【図14】 図14は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムにおける各種
信号等の遷移状態を示すタイムチャートである。
FIG. 14 is a time chart showing transition states of various signals and the like in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the second example of the embodiment of the present invention.

【図15】 図15は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムで使用されて
いるECU内のDSPにおけるノック検出用信号のA/
D変換値格納及びFFT周波数解析の処理手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 15 is a diagram showing a knock detection signal A / A of a DSP in an ECU used in a control signal processing system for an internal combustion engine according to a second example of the embodiment of the present invention.
It is a flowchart which shows the processing procedure of D conversion value storage and FFT frequency analysis.

【図16】 図16は図15の周波数解析結果によるノ
ック判定の処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart illustrating a processing procedure of knock determination based on the frequency analysis result of FIG.

【図17】 図17は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムによる取扱周
波数域におけるスペクトル強度の分布例を示す説明図で
ある。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the distribution of the spectrum intensity in the frequency range handled by the control signal processing system for an internal combustion engine according to the second example of the embodiment of the present invention.

【図18】 図18は本発明の実施の形態の第2実施例
にかかる内燃機関用制御信号処理システムにおけるEC
Uの構成の変形例を示すブロック図である。
FIG. 18 is an EC in the control signal processing system for an internal combustion engine according to the second example of the embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the modification of the structure of U.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 点火プラグ 20 ECU(電子制御ユニット) 40 DSP(ディジタルシグナルプロセッサ) 42 A/D変換器 43 RAM 45 DMA 12 spark plug 20 ECU (electronic control unit) 40 DSP (digital signal processor) 42 A / D converter 43 RAM 45 DMA

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の各気筒毎に燃焼室に配設され
た点火プラグとグランドとの間を流れるイオン電流を検
出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流検出手段で検出された前記イオン電流に
含まれる所定の周波数成分を抽出する周波数成分抽出手
段と、 前記周波数成分抽出手段で抽出された前記所定の周波数
成分をアナログ−ディジタル変換し、そのA/D変換値
を用いて周波数解析する演算処理手段と、 前記演算処理手段による前記A/D変換値の周波数解析
結果に基づき前記内燃機関の運転状態を判定する運転状
態判定手段とを具備することを特徴とする内燃機関用制
御信号処理システム。
1. An ion current detecting means for detecting an ion current flowing between a spark plug disposed in a combustion chamber and a ground for each cylinder of an internal combustion engine, and the ions detected by the ion current detecting means. Frequency component extraction means for extracting a predetermined frequency component contained in the current; analog-digital conversion of the predetermined frequency component extracted by the frequency component extraction means; and frequency analysis using the A / D converted value. Control signal processing for an internal combustion engine, comprising: an arithmetic processing means; and an operating state determining means for determining an operating state of the internal combustion engine based on a frequency analysis result of the A / D converted value by the arithmetic processing means. system.
【請求項2】 前記演算処理手段は、DSP(Digital
Signal Processor:ディジタルシグナルプロセッサ)を
用いることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用制
御信号処理システム。
2. The arithmetic processing means includes a digital signal processor (DSP).
The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a signal processor (digital signal processor) is used.
【請求項3】 前記演算処理手段は、前記A/D変換値
のフーリエ変換による周波数解析を行い前記所定の周波
数成分におけるスペクトル強度を求めることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の内燃機関用制御信号
処理システム。
3. The arithmetic processing unit according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit obtains a spectrum intensity in the predetermined frequency component by performing a frequency analysis of the A / D converted value by Fourier transform. Control signal processing system for internal combustion engines.
【請求項4】 前記演算処理手段は、前記A/D変換値
のフーリエ変換としてDFT(Discrete Fourier Trans
form:離散フーリエ変換)アルゴリズムを用いることを
特徴とする請求項3に記載の内燃機関用制御信号処理シ
ステム。
4. The arithmetic processing means performs a Fourier transform of the A / D converted value as a DFT (Discrete Fourier Transform).
The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein an algorithm is used.
【請求項5】 前記演算処理手段は、前記A/D変換値
のフーリエ変換としてFFT(Fast Fourier Transfor
m:高速フーリエ変換)アルゴリズムを用いることを特
徴とする請求項3に記載の内燃機関用制御信号処理シス
テム。
5. The arithmetic processing means as a Fourier transform of the A / D conversion value.
The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein an m: fast Fourier transform) algorithm is used.
【請求項6】 前記演算処理手段は、前記所定の周波数
成分におけるスペクトル強度に基づきノック判定を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関用制御信号
処理システム。
6. The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said arithmetic processing means makes a knock determination based on a spectrum intensity of said predetermined frequency component.
【請求項7】 前記周波数成分は、複数であることを特
徴とする請求項6に記載の内燃機関用制御信号処理シス
テム。
7. The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 6, wherein a plurality of the frequency components are provided.
【請求項8】 前記周波数成分は、外部から送信されて
くることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の
内燃機関用制御信号処理システム。
8. The control signal processing system for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the frequency component is transmitted from outside.
【請求項9】 内燃機関の各気筒毎に燃焼室に配設され
た点火プラグとグランドとの間を流れるイオン電流を検
出するイオン電流検出手段と、 前記イオン電流をアナログ−ディジタル変換し、そのA
/D変換値を用いてDSPにて演算する演算処理手段
と、 前記演算処理手段による演算結果に基づき前記内燃機関
の状態を判定する判定手段とを具備することを特徴とす
る内燃機関用制御信号処理システム。
9. An ion current detecting means for detecting an ion current flowing between a spark plug disposed in a combustion chamber and a ground for each cylinder of the internal combustion engine, and an analog-digital conversion of the ion current. A
A control signal for an internal combustion engine, comprising: an arithmetic processing means for performing an arithmetic operation in a DSP using a / D conversion value; Processing system.
JP10311998A 1998-04-14 1998-04-14 Control signal processing system for internal combustion engine Pending JPH11295188A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035634A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 本田技研工業株式会社 Frequency component analyzer
JP2013019341A (en) * 2011-07-12 2013-01-31 Denso Corp Device for detecting abnormal combustion and control device for internal combustion engine
JP2014074344A (en) * 2012-10-03 2014-04-24 Diamond Electric Mfg Co Ltd Ion current detecting device for internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035634A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 本田技研工業株式会社 Frequency component analyzer
JP4879329B2 (en) * 2008-09-26 2012-02-22 本田技研工業株式会社 Frequency component analyzer
US8725463B2 (en) 2008-09-26 2014-05-13 Honda Motor Co., Ltd. Frequency spectrum analyzing apparatus
JP2013019341A (en) * 2011-07-12 2013-01-31 Denso Corp Device for detecting abnormal combustion and control device for internal combustion engine
JP2014074344A (en) * 2012-10-03 2014-04-24 Diamond Electric Mfg Co Ltd Ion current detecting device for internal combustion engine

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